Разное

Белки выполняют функцию в организме человека: Роль белков, жиров и углеводов в организме человека

Содержание

Роль белков, жиров и углеводов в организме человека

2 Видеолекторий на тему: «Роль белков, жиров и углеводов в организме человека»

Белки, жиры и углеводы играют важную роль в организме человека.

Белки—сложные вещества, состоящие из аминокислот. Являются неизменной составляющей частью рациона. Это главный строительный материал, без которого невозможен рост мускулатуры и тканей в целом. Белки подразделяются на 2 категории:

Животный, который поступает из продуктов животного происхождения. К этой категории можно отнести мясо, птицу, рыбу, молоко, творог и яйца.

Растительный, который организм получает из растений. Здесь стоит выделить рожь, овсянку, грецкие орехи, чечевицу, фасоль, сою и морские водоросли.

Жирыэто органические соединения, отвечающие за «резервный фонд» энергии в организме, главные поставщики энергии в периоды дефицита пищи и болезней, когда организм получает малый объем питательных элементов или же не получает их вовсе. Жиры необходимы для эластичности кровеносных сосудов, благодаря чему полезные элементы быстрее проникают к тканям и клеткам, способствуют нормализации состояния кожных покровов, ногтевых пластин и волос. Жиры в больших количествах содержатся в орехах, масле сливочном, маргарине, жире свином, сыре твердом.

Углеводы — это главный источник энергии для людей. В зависимости от количества структурных единиц углеводы делятся на простые и сложные. Углеводы, называемые простыми или «быстрыми», легко усваиваются организмом и повышают уровень сахара в крови, что может повлечь набор лишнего веса и ухудшение метаболизма.

Сложные углеводы состоят из множества связанных сахаридов, включая в себя от десятков до сотен элементов. Подобные углеводы считаются полезными, поскольку при переваривании в желудке они отдают свою энергию постепенно, обеспечивая стабильное и долговременное чувство насыщения.

Также важную роль в организме играют витамины и микроэлементы, которые не включены в структуру тканей, однако без их участия не выполнялись бы многие жизненно важные функции, происходящие в человеческом организме.

Практически все жизненные процессы в нашем теле находятся в зависимости от того, что мы употребляем в пищу. Достаточно богаты углеводами свежие фрукты. Необходимо избегать чрезмерного употребления сладостей, мучных изделий, сахара. Рациональное питание имеет существенное значение  – и это подразумевает не только своевременное употребление вкусно приготовленной еды, но и включение в ежедневный рацион оптимального соотношения таких важных для правильной жизнедеятельности веществ, как белки, жиры, углеводы, витамины и микроэлементы. От  гармоничного сочетания всех этих веществ зависит поддержание нормальной  жизнедеятельности человека.

 

ФУНКЦИИ БЕЛКОВ. «БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ», Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф.

Белки
выполняют множество самых разнообразных функций, характерных для живых
организмов, с некоторыми из которых мы познакомимся более подробно при
дальнейшем изучении курса. Ниже рассматриваются главные и в некотором смысле
уникальные биологические функции белков, несвойственные или лишь частично
присущие другим классам биополимеров.

Каталитическая функция. К 1995 г. было идентифицировано более 3400 ферментов.
Большинство известных в настоящее время ферментов, называемых
биологическими катализаторами, является белками. Эта функция белков, хотя и не
оказалась уникальной, определяет скорость химических реакций в биологических
системах.

Транспортная функция. Дыхательная функция крови, в частности перенос кислорода,
осуществляется молекулами гемоглобина – белка эритроцитов. В транспорте липидов
принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточных белков
образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими
соединениями, обеспечивая их доставку в соответствующие органы-мишени.

Защитная функция. Основную функцию защиты в организме выполняет иммунная
система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков-антител в
ответ на поступление в организм бактерий, токсинов, вирусов или чужеродных
белков. Высокая специфичность взаимодействия антител с антигенами (чужеродными
веществами) по типу белок-белковое взаимодействие способствует узнаванию и нейтрализации
биологического действия антигенов. Защитная функция белков проявляется и в
способности ряда белков плазмы крови, в частности фибриногена, к свертыванию. В
результате свертывания фибриногена образуется сгусток крови, предохраняющий от
потери крови при ранениях.

Пищевые вещества | Nestlé

  1. Белки
  2. Жиры
  3. Углеводы
  4. Пищевые волокна
  5. Витамины
  6. Минералы
  7. Антиоксиданты

 

Белки

Белки — основа нашей жизни. Это необходимый строительный материал для всего организма. Качество белка зависит от содержания в нём незаменимых аминокислот – структурных единиц белка. Незаменимые аминокислоты это соединения, которые не синтезируются в организме и должны поступать в него с пищей. Наиболее высоким качеством обладают белки животного происхождения (мясо, рыба, молочные продукты, яйца), так как в них содержатся все незаменимые аминокислоты в необходимых количествах. Среди растений наиболее богаты бобовые и злаки. В среднем мужчинам рекомендуется употреблять 72-94 г белков в день, женщинам – 63-76 г.

наверх

Жиры

Жиры, наряду с белками и углеводами жиры – важный источник энергии. Они помогают организму усваивать жирорастворимые витамины А, D, E, K, оказывают влияние на сердечно-сосудистую, гормональную системы, работу головного мозга. Для поддержания здоровья сердечно-сосудистой системы необходимо ограничивать потребление вредных насыщенных жиров (содержатся в мясе, сале, сливочном масле), заменять их полезными ненасыщенными жирами (растительные масла, орехи, жирная морская рыба). Питательные свойства жиров также зависят от содержания в них незаменимых жирных кислот, которые наш организм не может вырабатывать самостоятельно, и которые, следовательно, необходимо получать вместе с пищей. Это линолевая (омега-6) и альфа-линолевая (омега-3) жирные кислоты. Они содержатся в морской рыбе, подсолнечном и кукурузных маслах. Содержание жиров в рационе рекомендуется ограничивать до 70-90 г в день.

наверх

Углеводы

Углеводы делятся на простые(сахар) и сложные. Простые углеводы быстро усваиваются организмом и на короткое время дают заряд энергии. Сложные углеводы перевариваются медленнее и, соответственно, дольше снабжают организм энергией. Простые углеводы содержатся во фруктах, молоке и в большом количестве в сладостях, приготовленных с добавлением сахара. Потребление продуктов с высоким содержанием сахара рекомендуется ограничивать. Сложные углеводы мы можем получить из круп, макаронных изделий, бобовых культур, цельного зерна и картофеля. В среднем рекомендуется потреблять углеводов мужчинам – 360 – 460 г вдень, женщинам 305-378г.

наверх

Пищевые волокна

Пищевые волокна один из важнейших пунктов в рационе. Они содержатся в злаках, особенно цельнозерновых, а также во фруктах и овощах. Пищевые волокна не усваиваются организмом, но способствуют его очищению, улучшает пищеварение, обеспечивает чувство сытости, некоторые (растворимые пищевые волокна) помогают контролировать уровень холестерина и сахара в крови.

наверх

Витамины

Витамины не являются для организма поставщиком энергии, однако им отводится важнейшая роль в обмене веществ. Они участвуют во множестве биохимических реакций, имеют важное значение для поддержания многочисленных функций организма, таких как рост, репродукция и нормальная работоспособность всех органов и тканей. Витамины поступают в организм из разных пищевых источников.

наверх

Минералы

Минералы и микроэлементы выполняют в организме многочисленные регулирующие функции, поэтому их недостаток приводит к нарушениям обмена веществ и здоровья.

наверх

Антиоксиданты

Под этим термином понимается группа разнообразных натуральных биоактивных веществ, которые помогают поддерживать здоровье нашего организма. Современный человек живёт в условиях, которые зачастую влияют не самым лучшим образом на наше состояние. Загрязнённая окружающая среда, курение, присутствие тяжёлых металлов, пестицидов в пище, солнечное излучение – факторы, способствующие формированию свободных радикалов в нашем организме. Свободные радикалы – это частицы высокой реакционной способности, которые могут взаимодействовать со структурами наших клеток, вызывая преждевременное старение и способствующие развитию различных серьёзных заболеваний. Справиться с вредными свободными радикалами нам помогают антиоксиданты. В большом количестве антиоксиданты присутствуют в овощах и фруктах, тёмном шоколаде и кофе, зелёном чае, красном вине. В число антиоксидантов также входят витамины С и Е, провитамин А, некоторые ферменты, минералы (например, селен).

наверх

Белки / КонсультантПлюс

Белки.

Белки, или как их еще называют протеины (от греческого Protos — первый), являются основой жизни и самой незаменимой частью рациона человека. Они занимают важнейшее место в нашем организме как по содержанию в клетке, так и по значению в процессах жизнедеятельности, ведь на долю белков приходится 17% общей массы нашего организма. Это основной строительный материал необходимый для образования новых мышечных волокон, восстановления травмированных и замены отмерших тканей всех органов, именно благодаря белкам осуществляются все сокращения мышц. Кроме того, белки выполняют целый ряд жизненно важных функций — регулируют все процессы, протекающие в организме, от образования энергии, до выведения отходов. Если пища обеднена углеводами и жирами, особенно в условиях голодания, именно белки служат запасными питательными веществами и источниками энергии.

Белки состоят из аминокислот. Некоторые аминокислоты могут поступать в наш организм только в составе пищи. Они получили название незаменимых. Другие аминокислоты синтезируются в нашем организме. Поэтому полноценность белковых продуктов определяется наличием в них незаменимых аминокислот.

Чем ближе аминокислотный состав белков пищи к составу белка нашего организма, тем он ценнее. С этой точки зрения самыми ценными источниками белка являются яйца, молоко, мясо и рыба. В растительных белках часто не хватает некоторых незаменимых аминокислот, поэтому необходимо стремиться к правильному сочетанию продуктов животного и растительного происхождения, чтобы получить оптимальное соотношение аминокислот.

Норма физиологических потребностей взрослого человека, работающего в тяжелых и вредных условиях труда, в белках составляет 96 — 117 г в сутки для мужчин и 82 — 87 г — для женщин.

За один прием пищи организм может усваивать до 30 — 50 г белка, поэтому суточное количество белка лучше распределять равномерно на 4 — 6 приемов пищи, так как меньшие количества продукта лучше усваиваются и более эффективно используются организмом.

По скорости переваривания пищевые белки располагаются в следующей последовательности: сначала яичные и молочные, затем рыбные и мясные, и наконец, растительные. Кулинарная обработка в большинстве случаев делает белки более легко усвояемыми. Но следует заметить, что способы сохранения белковых продуктов, в первую очередь мясных, снижают пищевую ценность этого продукта. Чтобы избавиться от большого количества жиров, которые имеются в мясе, его рекомендуют варить, сливая жирный бульон, или готовить на пару, а также в аэрогриле.

Белки — наиважнейший компонент пищи. Кратко перечислим основные белковые продукты. Во-первых, это мясо — высокоценный пищевой продукт богатый полноценными животными белками, содержащий все незаменимые аминокислоты в значительных количествах и в наиболее благоприятных соотношениях.

Наиболее богаты белками, до 20%, говядина, свинина, мясо кролика и птицы.

Говядина содержит наиболее полноценные белки, в состав которых входят все необходимые организму заменимые и незаменимые аминокислоты.

Телятина более нежная, чем говядина, включает больше полноценных белков и легче усваивается организмом. Телятина 1-й и 2-й категорий содержит около 20% белка и 1 — 2% жира.

Свинина по сортам делится на беконную, мясную и жирную. В питании при физических нагрузках лучше использовать мясную свинину так, как она содержит в среднем 14% белка и 33% жира.

Для сравнения, беконная — 3% белка и 63% жира, жирная соответственно 12% и 50%. При этом важно учесть, что вырезка свинины содержит 19% белка и 7% жира.

Мясо кролика — прекрасный диетический продукт, отличающийся очень высоким содержанием белка — 21%.

Субпродукты представляют большую ценность, так как характеризуются высоким содержанием минеральных веществ, особенно железа. Печень богата железом, витаминами A и B, содержит большое количество витамина C. Язык является диетическим продуктом и очень хорошо усваивается. Сердце богато белками, минеральными солями, железом и имеет невысокий процент жира.

Колбасные изделия в основном готовят из свинины и говядины, но представляют собой высокожировой продукт. Различные виды копченых и полукопченых колбас, содержащие до 40% жира и более, не рекомендуется тем, кто не хочет набрать лишний вес. Также не рекомендуется часто употреблять такие мясные продукты как ветчина, грудинка, окорок, корейка, они отличаются очень высоким содержанием жира — До 50 — 60%.

Белки куриного мяса имеют оптимальный набор незаменимых аминокислот. Количество жира в мясе кур и цыплят довольно велико, но жир этот легко усваивается организмом, так как включает в себя ненасыщенные жирные кислоты.

Рыба является источником высококачественного белка. Белок рыбы содержит все необходимые для организма незаменимые аминокислоты. В отличие от мяса в белках рыбы присутствует очень важная для нашего организма незаменимая аминокислота — метионин.

Еще одним преимуществом белка рыбы является его быстрая и полная усвояемость — на 93 — 98%, тогда как белки мяса усваиваются на 87 — 89%. Содержание белка в рыбе зависит от ее вида. Например, в тунце — 24%, макрурусе — 7%, хек, камбала, треска, карп и многие другие виды рыб имеют в среднем 16% белка.

Икра рыбы является ценным пищевым продуктом с высоким содержанием белка — до 30% и более и жира около 15%. Икра богата фосфором и калием, водо- и жирорастворимыми витаминами.

Во время снижения веса не рекомендуем включать в свой рацион питания соленые и копченые рыбные изделия. Они, как правило, из-за особенностей их переработки, имеют белок, который плохо переваривается и усваивается. Также не рекомендуется широко применять в питании рыбные консервы. Из-за длительного хранения и процесса приготовления многие ценные качества рыбы просто теряются.

Куриное яйцо по сравнению с другими животными продуктами содержит самый полноценный белок, практически полностью усваивающийся организмом. Яйца содержат в наиболее оптимальных соотношениях все незаменимые аминокислоты. Но из-за большого количества жира и высокой калорийности не рекомендуется употреблять яйца тем, кто хочет снизить свой вес или поддерживать его постоянным. В среднем оптимальным считается употребление трех яичных желтков в неделю, яичный белок можно есть и в большем количестве.

Наилучшим способом приготовления яиц является их непродолжительное отваривание. Яйца недаром называют «маленькой кладовой», особенно белок. В своем составе они имеют множество полезных веществ: водо- и жирорастворимые витамины — B, B2, B6, B12, A, D, K, E; пантотеновую и фолиевую кислоты; минеральные вещества — фосфор, серу, цинк, железо, медь, кобальт.

Бобовые также используются как источник белка, но содержат меньше незаменимых аминокислот и усваиваются всего на 50 — 70%. Кроме того, бобовые содержат вещества, блокирующие работу некоторых пищеварительных ферментов, что может нарушить переваривание пищи и оказать повреждение стенок тонкого кишечника. Среди бобовых особое место занимает соя. Но потребление этого продукта имеет некоторые недостатки. Во-первых, в соевом белке не хватает самой необходимой нашему организму незаменимой аминокислоты — метионина; во-вторых, если не проводить длительную термическую обработку, а при этом, как известно, теряются все важные вещества, то можно нарушить процесс переваривания пищи; в-третьих, соевый белок может оказывать повреждающее действие на стенки кишечника.

Белки  — ФГБУ «НМИЦ ТПМ» Минздрава России

Белки представляют основу структурных элементов клеток и тканей. Функции их разнообразны, они принимают участие в обмене веществ, сократимости, росте, размножении, мышлении.

  
Еще одна функция белков — транспортировка необходимых соединений или химических элементов. Гемоглобин, например, переносит кислород, он же транспортирует углекислый газ.

При попадании в организм чужих белков или клеток вырабатываются особые белки — антитела, которые связывают и обеззараживают чужеродные вещества.

И наконец, белки могут служить источником энергии. Но это самое невыгодное «топливо». В сутки в организме человека расщепляется около 400 г белка. Две трети образовавшихся при этом аминокислот идут на восстановление белка, и одна треть расходуется на образование энергии.

В раннем детстве потребность в белке максимальная. С возрастом она уменьшается, так как ткани наращиваются медленнее. К моменту зрелости главной становится не строительная функция, а энергетическая.

  
Организм не может принять белка больше, чем ему необходимо, и если потребление белка с возрастом не уменьшается, то образуются конечные продукты белкового обмена: мочевая кислота, мочевина, аммиак, креатинин, креатин и др. При избытке этих соединений выведение их затруднено, и они задерживаются в организме, постепенно накапливаясь и нарушая обменные процессы.

  
Все огромное множество белков — это комбинации 20 аминокислот, из них 10 аминокислот не синтезируются организмом и могут быть получены только из продуктов питания. Эти незаменимые аминокислоты должны поступать в составе потребляемых нами белков. 
Белки пищи могут быть животного и растительного происхождения. Ценность пищевого рациона определяется наличием в белке незаменимых аминокислот.

  
К полезным животным белкам относятся постная говядина, курятина и индюшатина без кожи, яйца, молочные и кисломолочные продукты. 
Рыба является не только источником белка, но и обеспечивает нас полезными омега-3-жирными кислотами.

Белки растительного происхождения (фасоль, соя, горох, чечевица) сочетают в себе высококачественный белок и растворимое волокно, которое очищает организм от холестерина. 
Орехи и семена богаты не только белками, но и мононенасыщенными жирами.

Грецкие орехи содержат еще и омега-3-жирные кислоты. Это делает их особенно полезными, однако они содержат много калорий, поэтому потреблять их в большом количестве не следует.

Точное предсказание структуры белка даст прорыв в создании лекарств

Фантасты прошлого мечтали об искусственном сверхразуме, который решит все проблемы человечества. Но сейчас мы чаще видим такие заголовки: «Нейросеть подделала голоса знаменитостей», «нейросеть научилась заменять лица актеров в фильмах», «нейросеть записала рэп-альбом»…

Впрочем, есть и по-настоящему серьезные достижения. Одно из них связано с предсказанием поведения живых систем. В конце 2020 года программисты DeepMind — исследовательского подразделения Google — создали программу, которая может построить структуру белка по последовательности его аминокислот. На основе этих данных ученые могут узнать о белке очень многое. В том числе и то, как он работает.

Олег Михайловский — сотрудник Лаборатории биомолекулярного ядерно-магнитного резонанса СПбГУ, один из тех, кто в России занимается изучением структуры белков. Он разрабатывает дополнение к программному пакету Amber — одному из двух крупнейших в мире инструментов для биомолекулярного моделирования. Разработка ученого позволяет получать высокоточные структуры белков на основе данных рентгеновской дифракции и компьютерной симуляции молекулярной динамики. Мы попросили его рассказать простыми словами об исследованиях, которые мало кто понимает, но которые могут изменить нашу жизнь уже очень скоро.

О том, почему структура белка — это «загадка века»

Белки выполняют очень много функций в организме. Проще сказать, чего они не делают. Например, ферменты, которые помогают нам переваривать еду — это белки. Из фибриллярных белков состоят наши ткани, такие как мышцы или волосы. Белки участвуют в формировании иммунитета, обеспечивают саморегуляцию организма — например, свертываемость крови. Представьте длинную нить из связанных друг с другом шнурков разного цвета, которые сплетены в очень затейливую фигуру. Шнурки — это аминокислоты, строительные элементы белка. Основных аминокислот всего двадцать, но они расположены в разном порядке. Узнав их последовательность, можно попытаться теоретически предсказать структуру белка и то, как он ведет себя в организме. А это открывает огромные возможности.

Могу привести в пример болезнь Альцгеймера. Один из ее характерных признаков — накопление в мозге неправильно свернутых белков бета-амилоидов, которые вызывают гибель нейронов. По сути, из-за неправильной структуры белки начинают друг на друга наслаиваться и блокировать взаимодействие между клетками. Такие поломки в белках неплохо бы идентифицировать. А потом уже на основании модели внести мутацию туда, где она будет полезна. Увеличить активность какого-нибудь белка. Или, наоборот, снизить ее.

​​​О прорыве, которые обеспечили нейросети

Технически мы можем определить структуру белка вручную. Например, с помощью рентгеновской кристаллографии. Как это происходит? Мы выращиваем кристаллик с белком, светим на него лучом и получаем красивые картиночки с детектора. Дальше мы смотрим, где у нас на картинке точки интенсивности, и по ним можем рассчитать модель этого белка — то есть понять, где какой атом находится.

Но с нуля получить эту модель очень сложно и затратно. На одно только выращивание кристаллика хорошего качества может уйти несколько месяцев, в зависимости от белка, однако заранее предсказать, сколько займет процесс подбора «правильных» условий для его роста, практически невозможно. А есть белки, которые вообще никак не кристаллизуются. Есть и другие методы спектроскопии, такие как ЯМР, но они по своим причинам могут не сработать. И тут нам помогает компьютерное моделирование. Если мы не знаем структуру какого-то нового белка, ее можно попробовать предсказать по структуре его «родственника». За много лет на основе экспериментальных данных у нас накопилось порядка 170 тысяч уже известных структур. Если обучить машинный алгоритм на их основе, можно получить относительно точные предсказания. Например, нейросеть AlphaFold2 от Google. Но их модель ошибается примерно на размер атома, а это может быть важным для предсказания взаимодействий этого белка с другими молекулами.

Но мы все равно не можем обойтись без экспериментов. Модель AlphaFold тренируется на определенном наборе, но что она делает помимо этого набора, сложно сказать. Для известных белков мы можем подтвердить или опровергнуть результат, полученный с помощью нейросети. А для новых мы проверить результаты никак не можем. Поэтому нужно получать экспериментальные данные, чтобы подтверждать предсказания. И как раз обработка этих данных с помощью нашей программной «надстройки» позволяет строить максимально точные модели белков, которые пока не под силу ни одной нейросети.

О том, как провести эксперимент в виртуальной реальности

Эксперимент на компьютере — звучит странно. Но это именно эксперимент. Ты запускаешь симуляцию и смотришь на результат. У нас есть определенный базовый протокол, по которому идет симуляция. Ты настраиваешь условия, и нужно посмотреть, что будет происходить в зависимости от этих условий. А этих условий, например, сотня. Естественно, руками их настраивать никто не будет — для этого я пишу скрипт. Думаю, любой современный ученый должен уметь работать со скриптами, без этого уже невозможно. 100 условий руками щелкать — это не прикольно.

Как это происходит на практике? Допустим, нам нужно попытаться предсказать, как одна молекула соединяется с другой. Есть математическая функция, которая описывает, как себя ведут атомы друг по отношению к другу. Мы подставляем условия и просчитываем их для тысячи разных молекул — по отношению к одной целевой. Запускаем тысячу симуляций. Потом на основании результатов можно, например, понять, как будет работать молекула лекарства.

Самое интересное — когда ты получил результаты и пытаешься вычленить какой-то паттерн в том, что ты получил. Какую-то закономерность. У тебя есть критерии оценки. Бывает, ты обнаруживаешь, что паттерна нету. Но ты все равно пытаешься найти объяснение, почему это так. Конечно, когда ты попробовал кучу разного и понял, что ничего не работает, — наступает разочарование. Но я стараюсь такие дни забывать. Утром просыпаешься свежим и пытаешься пробовать снова.

О пути из математиков в биологи

Хотя сейчас моя работа происходит в основном на компьютере, я могу и электрод к мозгу мышки подключить, и провести спектроскопический эксперимент. Хотя начинал я с математики. Я учился в обычной школе в Петербурге и параллельно ходил в Центр компьютерных технологий в Аничковом дворце, учился программированию.

Как-то в очередной год я пришел записываться дальше, и преподаватель мне говорит: попробуй поступить в Лабораторию непрерывного математического образования. Я пришел туда, пообщался с директором. Прошел какое-то тестирование — было очень сложно. Но начал ходить. Было очень непривычно, что там уже занятия назывались парами — с 9 класса. И нам уже тогда давали научных руководителей. От этой школы я стал ездить на российские и международные научные конференции для школьников, участвовать в конкурсах. Например, ездил на знаменитую Intel ISEF в США и получил там премию Американского математического общества.

Дальше был матмех СПбГУ по специализации дифференциальные уравнения и динамические системы. Я даже поступил в аспирантуру, но что-то все-таки не удовлетворяло. И в итоге я стал подавать документы в другие университеты на другие специальности. Я слушал курсы на Coursera и других площадках, не связанных с математикой. Стал интересоваться биохимией, нейронными сетями. И так сошлись звезды, что мою заявку одобрили и мне предложили поступить на междисциплинарную программу в Университете Пердью в США. В первый год на этой программе каждый студент проходит четыре так называемых ротации — у разных научных руководителей. Смотрит, что ему больше по душе. Причем ты выбираешь их сам. Я успел позаниматься программированием в области биоинформатики, был в лаборатории изучения нейронной деятельности. Даже мышек резал. Но никаких зверств, все было очень гуманно.

Я знаю, как аккуратно подключить электрод к мозгу мышки. А это очень непросто! Руководитель говорил, что у меня классно все получается. Но меня отвернул от этой работы… запах. Виварий, где мышки растут — он просто ужасно пахнул. После двух месяцев работы там мне казалось, что от меня постоянно пахнет виварием. Даже когда я менял одежду.

По итогу ротаций мой выбор пал на лабораторию химического факультета, которая занималась ЯМР-спектроскопией белков. В диссертации тематика сменилась с одной спектроскопии на другую — рентгеновскую. Защищался я уже во время пандемии, но не дистанционно. В большой аудитории на 100 человек были 4-5 членов комитета, рассаженные по разным концам комнаты. А потом я вернулся в Россию. Так получилось, что глава диссертационного комитета в Пердью, Николай Скрынников, также работал и здесь, в Лаборатории биомолекулярного ЯМР Института трансляционной биомедицины СПбГУ. Мы продолжаем развивать начатый еще во время работы над моей диссертацией проект, и сейчас я тружусь в его лаборатории.

О конкуренции и сотрудничестве

Сегодня наука — это коллективная работа. Конечно, мы конкурируем — например, за гранты. Тебе интересна какая-то тема, ты плюс-минус знаешь, какие люди занимаются ей по всему миру. И ищешь пробелы в работах других. Такие пробелы, которые бы принесли пользу. И хочется опубликовать свой результат раньше других.

Бывает так, что за полгода до твоей публикации кто-то другой выпускает статью по той же теме. Приходит разочарование, но ты пытаешься искать выходы из этой ситуации. Смотришь: ага, вот они сделали это, а я сделаю что-то другое. Похожее, но все-таки в другую сторону. Но нет такого, что наука — это джунгли, и тебя обязательно съедят. Конкуренция есть, но можно кому-то написать, посоветоваться. Можно даже договориться: «Я подожду, пока вы опубликуетесь, а я потом выпущу свой результат». В мировой практике вообще приняты коллаборации — между учеными из разных стран, лабораторий. У нас, например, есть коллаборации с университетами в Европе, Америке и Азии, например, с Ратгерским университетом в США и Университетом Цинхуа в Китае.

Знаете, я вспоминаю лекцию Джеймса Уотсона, первооткрывателя ДНК, которая проходила в СПбГУ, по-моему, в 2017 году. Его спросили, что для ученого важно в целом. А его область практически моя. И он сказал три вещи… Не ручаюсь за точность, но постараюсь передать смысл. Первое: stay curious. А второе: be kind. Третью я не запомнил, но первые две абсолютно, на мой взгляд, точны. Оставаться голодным до результатов и быть приятным по отношению к своим коллегам. Без этого сложно выстроить коммуникации и существовать в сообществе.

О вкладе в науку и планах

Проблема рентгеновских моделей в том, что они статичны, а белок — система динамическая. В некоторых местах модель структуры белка получается «замыленной», и непонятно, что там происходит. Моя задача как раз состоит в том, чтобы позволить программе «додумать», как белок ведет себя в местах, пропущенных на рентгеновской картинке.

Если этот инструмент найдет широкого пользователя — будет классно. Но это задача, так сказать, фундаментальная, внутренняя, научная. А если говорить о глобальных планах… Мне было бы интересно заниматься чем-то более прикладным, например, разработкой продуктов, которые уже в ближайшей перспективе могут помочь в борьбе с экологическими проблемами. Например, дизайном энзимов — это специальный класс белков — которые перерабатывают пластик. И дают окружающему нас миру ощутимую пользу уже сейчас. Я все-таки не зря так часто менял свои области деятельности. Мне интересно то, что можно применить к природе, к миру, который нас окружает. Вообще, страшно идти в новую отрасль. Но как-то перебарываешь себя — и шагаешь в пропасть. А как иначе?

О превосходстве машин над человеком — и наоборот

Нейросеть не дает понимание того, как она приходит к выводу. Она выдает какой-то результат, но не объясняет, почему. Если нейросеть написала картину или музыку — она может мне нравиться, а может не нравиться. Мне интересно, когда барабанщик не попал в такт. Я буду думать: это сделано намеренно или случайно? Когда это сделала нейросеть — это абсолютно точно намеренно. Это алгоритм. Мы вроде как понимаем, что он делает, но не понимаем, что там внутри.

Машина — черный ящик, но и человек в каком-то смысле тоже. Бывает, у меня долго в голове не складывается какое-то решение. Или я не понимаю, как применять ту или иную формулу — когда-то, еще на матмехе, так было. И вдруг в какой-то момент я просыпаюсь и осознаю: вот зачем это нужно! Кто скажет, почему именно в этот момент все случилось? Что соединилось в мозге, под влиянием чего? Так что — да, человек тоже черный ящик. Но гораздо более интересный.

Свойства и функции белков — урок. Химия, 8–9 класс.

Денатурация — разрушение пространственной структуры белка.

Она происходит при нагревании белков, под действием радиоактивного излучения, некоторых химических веществ (кислот, щелочей, солей тяжёлых металлов). При денатурации белки изменяют свои свойства и теряют биологическую активность, несмотря на то, что их первичная структура сохраняется.

 

Рис. \(1\). Денатурация белка

 

Примером денатурации служит изменение яичного белка при нагревании.

 

Разложение при нагревании

При сильном нагревании белки горят. При этом образуются вещества со своеобразным запахом жжёных перьев. По запаху можно легко отличить шерстяные или шёлковые волокна от синтетических.

 

Цветные реакции

Присутствие белка в растворе можно обнаружить с помощью качественных реакций, в результате которых образуются окрашенные продукты.

 

Если к раствору белка добавить раствор щёлочи и несколько капель раствора соли меди(\(II\)), то появляется красно-фиолетовое окрашивание. Эта реакция называется биуретовой.

 

Рис. \(2\). Биуретовая реакция

 

Другая цветная реакция на белки — ксантопротеиновая. Для её проведения к раствору белка при нагревании надо добавить концентрированную азотную кислоту. Образуется жёлтый осадок. Если после охлаждения в пробирку прилить раствор щёлочи или концентрированный раствор аммиака, то появится оранжевое окрашивание.

 

Рис. \(3\). Ксантапротеиновая реакция

Функции белков

В каждом живом организме содержится большое количество белков, которые выполняют ряд важнейших функций.

 

Белки входят в состав цитоплазматической мембраны, цитоплазмы, органоидов и тем самым выполняют строительную функцию в живых организмах.

 

Все биохимические реакции в организмах протекают с участием ферментов. Ферменты — это белки-катализаторы. Значит, белки в живых организмах выполняют каталитическую функцию. Примерами таких катализаторов могут служить пищеварительные ферменты, участвующие в переваривании пищи: пепсин, липаза, амилаза, мальтаза.

 

Важнейшая функция белков — защитная. Особые белки — антитела и антитоксины — участвуют в формировании иммунитета. Антитела обезвреживают проникшие в организм бактерии, а антитоксины нейтрализуют их яды.

 

Белок гемоглобин выполняет транспортную функцию. Он переносит кислород от органов дыхания к тканям.

 

Двигательная функция некоторых белков обеспечивает сокращение мышц и все движения живых организмов.

 

При нехватке пищи белки могут выполнять энергетическую функцию. При расщеплении \(1\) г белка выделяется \(17,6\) кДж энергии.

 

Белки выполняют сигнальную, рецепторную, регуляторную и другие функции.

Источники:

Рис. 1. Денатурация белка https://image.shutterstock.com/image-illustration/structure-normal-disassembled-protein-600w-1507923140.jpg

Рис. 2. Биуретовая реакция

Рис. 3. Ксантапротеиновая реакция

Функция белков | Биология для майоров I

Результаты обучения

  • Определить несколько основных функций белков

Основные типы и функции белков перечислены в таблице 1.

Таблица 1. Типы и функции белков
Тип Примеры Функции
Пищеварительные ферменты Амилаза, липаза, пепсин, трипсин Помощь в переваривании пищи за счет катаболизма питательных веществ до мономерных единиц
Транспорт Гемоглобин, альбумин Переносит вещества в крови или лимфе по всему телу
Строительный Актин, тубулин, кератин Создавать различные структуры, такие как цитоскелет
Гормоны Инсулин, тироксин Координировать деятельность различных систем организма
Оборона Иммуноглобулины Защитить организм от инородных патогенов
Сокращение Актин, миозин Эффект сокращения мышц
Хранение Запасные белки бобовых, яичный белок (альбумин) Обеспечить питание на ранних этапах развития зародыша и проростка

Два специальных и распространенных типа белков — это ферменты и гормоны. Ферменты , которые вырабатываются живыми клетками, являются катализаторами биохимических реакций (например, пищеварения) и обычно представляют собой сложные или конъюгированные белки. Каждый фермент специфичен для субстрата (реагента, который связывается с ферментом), на который он действует. Фермент может помочь в реакциях разложения, перегруппировки или синтеза. Ферменты, которые расщепляют свои субстраты, называются катаболическими ферментами, ферменты, которые строят более сложные молекулы из своих субстратов, называются анаболическими ферментами, а ферменты, влияющие на скорость реакции, называются каталитическими ферментами.Следует отметить, что все ферменты увеличивают скорость реакции и, следовательно, считаются органическими катализаторами. Примером фермента является амилаза слюны, которая гидролизует свою субстратную амилозу, компонент крахмала.

Гормоны — это химические сигнальные молекулы, обычно небольшие белки или стероиды, секретируемые эндокринными клетками, которые контролируют или регулируют определенные физиологические процессы, включая рост, развитие, метаболизм и размножение. Например, инсулин — это белковый гормон, который помогает регулировать уровень глюкозы в крови.

Белки имеют разную форму и молекулярную массу; некоторые белки имеют глобулярную форму, тогда как другие имеют волокнистую природу. Например, гемоглобин — это глобулярный белок, а коллаген, обнаруженный в нашей коже, — это волокнистый белок. Форма белка имеет решающее значение для его функции, и эта форма поддерживается многими различными типами химических связей. Изменения температуры, pH и воздействие химикатов могут привести к необратимым изменениям формы белка, что приведет к потере функции, известной как денатурация.Все белки содержат разные расположения одних и тех же 20 типов аминокислот. Недавно были открыты две редкие новые аминокислоты (селеноцистеин и пирролизин), и к этому списку могут быть добавлены дополнительные новые открытия.

Вкратце: функция белков

Белки — это класс макромолекул, которые выполняют широкий спектр функций для клетки. Они помогают метаболизму, обеспечивая структурную поддержку и действуя как ферменты, переносчики или гормоны. Строительными блоками белков (мономеров) являются аминокислоты.Каждая аминокислота имеет центральный углерод, связанный с аминогруппой, карбоксильной группой, атомом водорода и R-группой или боковой цепью. Существует 20 обычно встречающихся аминокислот, каждая из которых отличается по группе R. Каждая аминокислота связана со своими соседями пептидной связью. Длинная цепь аминокислот известна как полипептид.

Белки подразделяются на четыре уровня: первичный, вторичный, третичный и (необязательно) четвертичный. Первичная структура — это уникальная последовательность аминокислот.Локальное сворачивание полипептида с образованием таких структур, как спираль α и складчатый лист β , составляет вторичную структуру. Общая трехмерная структура — это третичная структура. Когда два или более полипептида объединяются, чтобы сформировать полную структуру белка, такая конфигурация известна как четвертичная структура белка. Форма и функция белка неразрывно связаны; любое изменение формы, вызванное изменениями температуры или pH, может привести к денатурации белка и потере функции.

Сделайте вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Роль белков в организме — Science Learning Hub

Белки — это молекулы, состоящие из аминокислот. Они кодируются нашими генами и составляют основу живых тканей. Они также играют центральную роль в биологических процессах. Например, белки катализируют реакции в нашем организме, транспортируют молекулы, такие как кислород, поддерживают наше здоровье как часть иммунной системы и передают сообщения от клетки к клетке.

Синтез белка

Ген — это сегмент молекулы ДНК, который содержит инструкции, необходимые для создания уникального белка. Все наши клетки содержат одни и те же молекулы ДНК, но каждая клетка использует различную комбинацию генов для создания определенных белков, необходимых для выполнения своих специализированных функций.

Синтез белка имеет 2 основных этапа. 1-й этап известен как транскрипция, когда образуется молекула-мессенджер (мРНК). Эта молекула транскрибируется с молекулы ДНК и несет копию информации, необходимой для создания белка.На 2-м этапе молекула мРНК покидает ядро ​​в цитоплазму, где рибосомы клетки считывают информацию и начинают сборку белка в процессе, называемом трансляцией.

Во время трансляции рибосомы считывают последовательность мРНК из трех оснований за раз. Каждая из этих трехбуквенных комбинаций (называемых кодонами) кодирует определенную аминокислоту. Например, последовательность оснований ТТТ кодирует аминокислоту лизин.

Существует 4 основания (аденин, тимин, гуанин и цитозин) и, следовательно, 64 (4 3 ) возможных кодонов, определенных с использованием некоторой комбинации из 3 оснований.Однако для построения всех белков в нашем организме требуется всего 20 аминокислот (для некоторых аминокислот требуется более 1 кодона). Именно конкретная последовательность аминокислот определяет форму и функцию белка.

На синтез белка, как и на многие другие биологические процессы, могут влиять факторы окружающей среды. К ним относятся питание матери, температурный стресс, уровень кислорода и воздействие химикатов.

Различные типы белков

В нашем организме существует много разных типов белков.Все они играют важную роль в нашем росте, развитии и повседневном функционировании. Вот несколько примеров:

  • Ферменты — это белки, которые облегчают биохимические реакции, например, пепсин — это пищеварительный фермент в желудке, который помогает расщеплять белки в пище.
  • Антитела — это белки, вырабатываемые иммунной системой для удаления посторонних веществ и борьбы с инфекциями.
  • ДНК-ассоциированные белки регулируют структуру хромосом во время деления клеток и / или играют роль в регуляции экспрессии генов, например, гистоны и белки когезина
  • Сократительные белки участвуют в сокращении и движении мышц, например, актин и миозин
  • Структурные белки обеспечивают поддержку в нашем организме, например, белки в наших соединительных тканях, такие как коллаген и эластин.
  • Гормональные белки координируют функции организма, например, инсулин контролирует концентрацию сахара в крови, регулируя поглощение глюкозы клетками.
  • Транспортные белки перемещают молекулы по нашему телу, например, гемоглобин переносит кислород по крови.

Альтернативные роли белков

Каждый белок играет определенную роль в нашем организме. Однако ученые обнаружили, что некоторые белки выполняют более одной роли.

Например, д-р Джулия Хорсфилд возглавляет группу по структуре и развитию хромосом в Университете Отаго.Ее лаборатория исследует, как белки когезина, которые регулируют структуру хромосом во время деления клеток, также участвуют в обеспечении того, чтобы гены включались или выключались в нужное время во время развития. Джулия и ее коллеги сосредотачиваются на влиянии снижения содержания белков когезина на экспрессию генов у рыбок данио и используют эти результаты для лучшего понимания конкретных заболеваний человека

Полезная ссылка

Посетите веб-сайт Learn Genetics, чтобы отправиться в анимированные туры, посвященные ДНК, генам и т. Д. хромосомы, белки, наследственность и признаки.

Структура и функция белка — Биохимия

Белки являются наиболее универсальными
макромолекул в живых системах и выполняют важные функции практически во всех биологических
процессы. Они действуют как катализаторы, они переносят и хранят другие молекулы, такие как кислород, они
обеспечивают механическую поддержку и иммунную защиту, они генерируют движение, передают нервы
импульсы, и они контролируют рост и дифференциацию. Действительно, большая часть этого текста будет посвящена
понимание того, что делают белки и как они выполняют эти функции.

Несколько ключевых свойств
позволяют белкам участвовать в таком широком спектре функций.

1.

Белки представляют собой линейные полимеры
построены из мономерных единиц, называемых аминокислотами
. Строительство огромного множества
макромолекулы из ограниченного числа строительных блоков мономера — повторяющаяся тема в
биохимия. Зависит ли функция белка от линейной последовательности аминокислот? Функция
белок напрямую зависит от его трехмерной структуры ().Примечательно, что белки спонтанно складываются в трехмерные объекты.
структуры, которые определяются последовательностью аминокислот в белковом полимере. Таким образом,
Белки являются воплощением перехода от одномерного мира последовательностей к
трехмерный мир молекул, способных к разнообразным
деятельность
.

2.

Белки содержат
широкий спектр функциональных групп
. Эти функциональные группы включают спирты, тиолы,
тиоэфиры, карбоновые кислоты, карбоксамиды и различные основные группы.В сочетании с различными
последовательности, этот набор функциональных групп отвечает за широкий спектр функций белка. Для
Например, химическая реакционная способность, связанная с этими группами, важна для функции
ферментов, белков, катализирующих определенные химические реакции в биологических
системы (см. главы 8–10).

3.

Белки могут взаимодействовать друг с другом и с другими биологическими макромолекулами с образованием сложных ансамблей .Белки в этих сборках могут действовать синергетически, генерируя возможности, не предоставляемые отдельными составляющими белками (). Эти сборки включают макромолекулярные машины, которые выполняют точную репликацию ДНК, передачу сигналов внутри клеток и многие другие важные процессы.

4.

Некоторые белки довольно жесткие, тогда как другие обладают ограниченной гибкостью . Жесткие единицы могут функционировать как структурные элементы в цитоскелете (внутреннем каркасе внутри клеток) или в соединительной ткани.Части белков с ограниченной гибкостью могут действовать как шарниры, пружины и рычаги, которые имеют решающее значение для функции белков, для сборки белков друг с другом и с другими молекулами в сложные единицы, а также для передачи информации внутри и между клетками () .

Рисунок

Кристаллы человеческого инсулина. Инсулин — это белковый гормон, имеющий решающее значение для поддержания необходимого уровня сахара в крови. (Ниже) Цепочки аминокислот в определенной последовательности (первичная структура) определяют такой белок, как инсулин.Эти цепочки складываются в четко определенные (подробнее …)

Рисунок 3.1

Структура определяет функцию. Белковый компонент механизма репликации ДНК окружает часть двойной спирали ДНК. Структура белка позволяет копировать большие сегменты ДНК без отделения репликационной машины от (подробнее …)

Рисунок 3.2

Комплексный белковый узел. Электронная микрофотография ткани полета насекомого в поперечном сечении показывает гексагональный массив из двух видов белковых нитей.[Любезно предоставлено доктором Майклом Риди.]

Рис. 3.3

Гибкость и функциональность. Связывая железо, белок лактоферрин претерпевает конформационные изменения, которые позволяют другим молекулам различать формы, не содержащие железа, и связанные с железом.

  • 3.1. Белки построены из набора из 20 аминокислот
  • 3.2. Первичная структура: аминокислоты связаны пептидными связями с образованием полипептидных цепей
  • 3.3. Вторичная структура: полипептидные цепи могут складываться в регулярные структуры, такие как альфа-спираль, бета-лист, витки и петли
  • 3.4. Третичная структура: водорастворимые белки складываются в компактные структуры с неполярными ядрами
  • 3.5. Четвертичная структура: полипептидные цепи могут собираться в мультисубъединичные структуры
  • 3.6. Аминокислотная последовательность белка определяет его трехмерную структуру
  • Резюме
  • Приложение: Кислотно-основные концепции
  • Проблемы

5.5: Функции белка в организме

Навыки для развития

  • Перечислить функции белка в организме.

Белки являются «рабочими лошадками» организма и участвуют во многих функциях организма. Как вы помните, белки бывают всех размеров и форм, и каждый из них специально структурирован для выполнения своей конкретной функции.

Рисунок 5.5.1: Белки бывают всех размеров и форм.

Структура и движение

В организме человека было обнаружено более сотни различных структурных белков, но самым распространенным на сегодняшний день является коллаген, который составляет около 6 процентов от общей массы тела.Коллаген составляет 30 процентов костной ткани и включает большое количество сухожилий, связок, хрящей, кожи и мышц. Коллаген — это прочный волокнистый белок, состоящий в основном из аминокислот глицина и пролина. В его четвертичной структуре три белковых нити скручиваются друг вокруг друга, как веревка, а затем эти коллагеновые нити накладываются друг на друга. Эта высокоупорядоченная структура даже прочнее, чем стальные волокна того же размера. Коллаген делает кости крепкими, но гибкими. Волокна коллагена в дерме кожи придают ей структуру, а сопутствующие фибриллы белка эластина и делают ее гибкой.Зажмите кожу на руке и отпустите; белки коллагена и эластина в коже позволяют ей вернуться к своей первоначальной форме. Гладкомышечные клетки, которые выделяют белки коллагена и эластина, окружают кровеносные сосуды, обеспечивая им структуру и способность растягиваться назад после того, как через них прокачивается кровь. Другой сильный волокнистый белок — это кератин , из которого состоят кожа, волосы и ногти.

Рисунок 5.5.2: Коллаген: сильный белок, состоящий из трех переплетенных пептидов.(CC-SA-By; Невит Дильмен).

Плотно упакованные коллагеновые фибриллы в сухожилиях и связках обеспечивают синхронные механические движения костей и мышц и способность этих тканей возвращаться назад после завершения движения. Двигайте пальцами и следите за синхронностью движений суставов. Чтобы двигаться, мышцы должны сокращаться. Сократительными частями мышц являются белки актин и миозин . Когда эти белки стимулируются нервным импульсом, они скользят друг по другу, вызывая сокращение мышечной клетки.При стимуляции несколько мышечных клеток укорачиваются одновременно, что приводит к сокращению мышц.

Видео 5.5.1: Сокращение мышц: модель скользящей нити

Посмотрите это видео, чтобы увидеть актин и миозин в действии. (нажмите, чтобы посмотреть видео)

Хотя белки в наибольшем количестве содержатся в соединительных тканях, таких как кости, их наиболее необычная функция — это ферменты. Ферменты — это белки, которые проводят определенные химические реакции. Задача фермента — обеспечить место для химической реакции и снизить количество энергии и время, необходимое для того, чтобы эта химическая реакция произошла (это известно как «катализ»).В среднем каждую секунду в клетках происходит более ста химических реакций, и для большинства из них требуются ферменты. Одна только печень содержит более тысячи ферментных систем. Ферменты специфичны и будут использовать только определенные субстраты, которые подходят их активному сайту, подобно тому, как замок может быть открыт только с помощью определенного ключа. Почти каждая химическая реакция требует определенного фермента. К счастью, фермент может снова и снова выполнять свою роль катализатора, хотя в конечном итоге он разрушается и восстанавливается.Все функции организма, включая расщепление питательных веществ в желудке и тонком кишечнике, преобразование питательных веществ в молекулы, которые клетка может использовать, и построение всех макромолекул, включая сам белок, включают ферменты.

Рисунок 5.5.3: Ферменты — это белки. Задача фермента — обеспечить место для веществ, чтобы химически реагировать и образовывать продукт, а также уменьшать количество энергии и время, необходимое для этого.

Видео 5.5.2: Фермент

Посмотрите анимацию работы фермента. (нажмите, чтобы посмотреть видео)

Гормоны

Белки отвечают за синтез гормонов. Вспомните, что гормоны — это химические сообщения, производимые железами внутренней секреции. Когда эндокринная железа стимулируется, она выделяет гормон. Затем гормон транспортируется с кровью к своей клетке-мишени, где он передает сообщение, чтобы инициировать определенную реакцию или клеточный процесс. Например, после еды уровень глюкозы в крови повышается.В ответ на повышение уровня глюкозы в крови поджелудочная железа выделяет гормон инсулин. Инсулин сообщает клеткам организма, что глюкоза доступна и может забирать ее из крови и хранить или использовать для производства энергии или создания макромолекул. Основная функция гормонов — включать и выключать ферменты, поэтому некоторые белки могут даже регулировать действие других белков. Хотя не все гормоны состоят из белков, многие из них таковы.

Жидкостный и кислотно-щелочной баланс

Правильное потребление белка позволяет основным биологическим процессам организма поддерживать статус-кво в изменяющейся окружающей среде.Баланс жидкости относится к поддержанию распределения воды в организме. Если слишком много воды в крови внезапно попадает в ткань, это приводит к отеку и, возможно, к гибели клеток. Вода всегда течет из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. В результате вода перемещается в области с более высокими концентрациями других растворенных веществ, таких как белки и глюкоза. Чтобы вода равномерно распределялась между кровью и клетками, белки постоянно циркулируют в крови в высоких концентрациях.Самый распространенный белок в крови — это белок в форме бабочки, известный как , альбумин . Присутствие альбумина в крови делает концентрацию белка в крови похожей на таковую в клетках. Таким образом, обмен жидкости между кровью и клетками не является экстремальным, а скорее сводится к минимуму, чтобы сохранить статус-кво.

Рисунок 5.5.4: Белок в форме бабочки, альбумин, выполняет множество функций в организме, включая поддержание жидкостного и кислотно-щелочного баланса и транспортировку молекул.Мультяшное изображение молекулярной структуры белка, зарегистрированного с кодом 1ao6. (Общественное достояние; Джавахар Сваминатан и сотрудники MSD в Европейском институте биоинформатики).

Белок также важен для поддержания правильного баланса pH (мера того, насколько кислым или основным является вещество) в крови. PH крови поддерживается между 7,35 и 7,45, что является слегка щелочным. Даже небольшое изменение pH крови может повлиять на функции организма. Напомним, что кислая среда может вызвать денатурацию белка, что останавливает функционирование белков.В организме есть несколько систем, которые удерживают pH крови в пределах нормы, чтобы этого не происходило. Один из них — это циркулирующий альбумин. Альбумин имеет слабую кислотность и, поскольку он отрицательно заряжен, уравновешивает множество положительно заряженных молекул, таких как протоны водорода (H + ), кальций, калий и магний, которые также циркулируют в крови. Альбумин действует как буфер против резких изменений концентраций этих молекул, тем самым уравновешивая pH крови и поддерживая статус-кво.Белок гемоглобин также участвует в кислотно-щелочном балансе, связывая протоны водорода.

Транспорт

Альбумин и гемоглобин также играют роль в молекулярном транспорте. Альбумин химически связывается с гормонами, жирными кислотами, некоторыми витаминами, необходимыми минералами и лекарствами и переносит их по кровеносной системе. Каждый эритроцит содержит миллионы молекул гемоглобина, которые связывают кислород в легких и транспортируют его ко всем тканям организма. Плазматическая мембрана клетки обычно не проницаема для больших полярных молекул, поэтому для доставки необходимых питательных веществ и молекул в клетку в клеточной мембране существует множество транспортных белков.Некоторые из этих белков являются каналами, которые позволяют определенным молекулам входить и выходить из клеток. Другие действуют как такси с односторонним движением и требуют энергии для работы (рис. 5.5.5).

Рис. 5.5.5: Молекулы входят и выходят из клеток через транспортные белки, которые являются либо каналами, либо переносчиками. Облегченная диффузия в клеточной мембране, показаны ионные каналы (слева) и белки-носители (три справа). (Общественное достояние; LadyofHats).

Защита

Ранее мы обсуждали, что прочные волокна коллагена в коже обеспечивают ей структуру и поддержку.Плотная сеть коллагеновых волокон кожи также служит преградой для вредных веществ. Функции атаки и разрушения иммунной системы зависят от ферментов и антител, которые также являются белками. Фермент под названием лизоцим секретируется со слюной и атакует стенки бактерий, вызывая их разрыв. Определенные белки, циркулирующие в крови, могут быть направлены на создание молекулярного ножа, который пронзает клеточные мембраны чужеродных захватчиков. Антитела, выделяемые лейкоцитами, исследуют всю систему кровообращения в поисках вредных бактерий и вирусов, которые можно окружить и уничтожить.Антитела также запускают другие факторы иммунной системы для поиска и уничтожения нежелательных злоумышленников.

Рисунок 5.5.6: Белки играют роль в защите организма от нежелательных вторжений. Антитела окружают вирус гриппа и атакуют его через «антигены» на его поверхности. Каждое антитело связывается с определенным антигеном; взаимодействие, подобное замку и ключу. (Общественное достояние; Фвасконселлос и правительство США).

Видео 5.5.4: Специфический иммунитет: антитела

Посмотрите это, чтобы увидеть, как антитела защищают от посторонних вторжений.(нажмите, чтобы посмотреть видео)

Заживление ран и регенерация тканей

Белки участвуют во всех аспектах заживления ран, процесса, который проходит в три фазы: воспалительную, пролиферативную и ремоделирующую. Например, если вы шили и укололи палец иглой, ваша плоть покраснела бы и воспалилась. Через несколько секунд кровотечение прекратится. Процесс заживления начинается с белков, таких как брадикинин, которые расширяют кровеносные сосуды в месте повреждения.Дополнительный белок, называемый фибрином, помогает защитить тромбоциты, которые образуют сгусток, чтобы остановить кровотечение. Затем, в фазе пролиферации, клетки перемещаются и восстанавливают поврежденную ткань, устанавливая новые коллагеновые волокна. Волокна коллагена помогают сблизить края раны. В фазе ремоделирования откладывается больше коллагена, образуя рубец. Рубцовая ткань только на 80 процентов функциональна, чем нормальная неповрежденная ткань. Если в диете недостаточно белка, процесс заживления ран заметно замедляется.

В то время как заживление ран происходит только после получения травмы, в организме продолжается другой процесс, называемый регенерацией тканей. Основное различие между заживлением ран и регенерацией тканей заключается в процессе восстановления точной структурной и функциональной копии утраченной ткани. Таким образом, старая умирающая ткань заменяется не рубцовой тканью, а совершенно новой, полностью функциональной тканью. Некоторые клетки (например, клетки кожи, волос, ногтей и кишечника) имеют очень высокую скорость регенерации, в то время как другие (например, клетки сердечной мышцы и нервные клетки) не регенерируют на каких-либо заметных уровнях.Регенерация тканей — это создание новых клеток (деление клеток), для чего требуется множество различных белков, включая ферменты, синтезирующие РНК и белки, транспортные белки, гормоны и коллаген. В волосяном фолликуле клетки делятся, и волосы растут в длину. Рост волос в среднем составляет 1 сантиметр в месяц, а ногтей — около 1 сантиметра каждые сто дней. Клетки, выстилающие кишечник, восстанавливаются каждые три-пять дней. Неадекватные белковые диеты ухудшают регенерацию тканей, вызывая множество проблем со здоровьем, включая нарушение переваривания и усвоения питательных веществ и, что наиболее заметно, роста волос и ногтей.

Производство энергии

Некоторые аминокислоты в белках можно разобрать и использовать для производства энергии. Только около 10 процентов пищевых белков катаболизируются каждый день для производства клеточной энергии. Печень способна расщеплять аминокислоты до углеродного скелета, которые затем могут быть включены в цикл лимонной кислоты. Это похоже на то, как глюкоза используется для производства АТФ. Если диета человека не содержит достаточного количества углеводов и жиров, его организм будет использовать больше аминокислот для производства энергии, что ставит под угрозу синтез новых белков и разрушает мышечные белки.Кроме того, если в рационе человека содержится больше белка, чем необходимо организму, лишние аминокислоты расщепляются и превращаются в жир.

Ключевые выводы

  • Белки множества форм и размеров позволяют им выполнять широкий спектр функций, в том числе действовать как ферменты и гормоны, обеспечивая водный и кислотно-щелочной баланс, транспорт, защиту, заживление ран и регенерацию тканей, а также производство энергии.
  • Без адекватного потребления белка, содержащего все незаменимые аминокислоты, все функции белка будут нарушены.

Обсуждение Starter

  1. Учитывая критическую роль белка в иммунной системе, что, по вашему мнению, может происходить чаще у человека, чья диета бедна белком?

3.3A: Типы и функции белков

Белки выполняют многие важные физиологические функции, в том числе катализируют биохимические реакции.

Цели обучения

  • Различать типы и функции белков

Ключевые моменты

  • Белки необходимы для основных физиологических процессов жизни и выполняют функции во всех системах человеческого тела.
  • Форма белка определяет его функцию.
  • Белки состоят из аминокислотных субъединиц, которые образуют полипептидные цепи.
  • Ферменты катализируют биохимические реакции, ускоряя химические реакции, и могут либо разрушать свой субстрат, либо строить более крупные молекулы из субстрата.
  • Форма активного центра фермента соответствует форме субстрата.
  • Гормоны — это белок, используемый для передачи сигналов и коммуникации клеток.

Ключевые термины

  • аминокислота : Любая из 20 встречающихся в природе α-аминокислот (имеющих амино- и карбоксильные группы на одном атоме углерода) и различных боковых цепей, которые объединяются через пептидные связи с образованием белков.
  • полипептид : любой полимер (одинаковых или разных) аминокислот, соединенных пептидными связями.
  • катализатор : для ускорения процесса.

Типы и функции белков

Белки выполняют важные функции во всех системах человеческого тела.Эти длинные цепи аминокислот критически важны для:

  • катализирующие химические реакции
  • синтез и восстановление ДНК
  • транспортировка материалов по камере
  • прием и отправка химических сигналов
  • отвечает на раздражители
  • обеспечивает структурную поддержку

Белки (полимеры) представляют собой макромолекулы, состоящие из аминокислотных субъединиц (мономеров). Эти аминокислоты ковалентно связаны друг с другом с образованием длинных линейных цепей, называемых полипептидами, которые затем складываются в определенную трехмерную форму.Иногда эти свернутые полипептидные цепи функционируют сами по себе. В других случаях они объединяются с дополнительными полипептидными цепями, чтобы сформировать окончательную структуру белка. Иногда в конечном белке также требуются неполипептидные группы. Например, гемогобин белка крови состоит из четырех полипептидных цепей, каждая из которых также содержит молекулу гема, имеющую кольцевую структуру с атомом железа в центре.

Белки имеют разную форму и молекулярную массу в зависимости от аминокислотной последовательности.Например, гемоглобин представляет собой глобулярный белок, что означает, что он складывается в компактную глобулярную структуру, но коллаген, обнаруженный в нашей коже, представляет собой волокнистый белок, что означает, что он складывается в длинную вытянутую волоконно-подобную цепь. Вы, вероятно, похожи на членов своей семьи, потому что у вас одинаковые белки, но вы отличны от посторонних, потому что белки в ваших глазах, волосах и остальном теле разные.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Гемоглобин человека : Структура гемоглобина человека.Α- и β-субъединицы белков выделены красным и синим цветом, а железосодержащие гемовые группы — зеленым. Из базы данных по белкам.

Поскольку форма определяет функцию, любое небольшое изменение формы белка может привести к нарушению функции белка. Небольшие изменения в аминокислотной последовательности белка могут вызвать разрушительные генетические заболевания, такие как болезнь Хантингтона или серповидно-клеточная анемия.

Ферменты

Ферменты — это белки, которые катализируют биохимические реакции, которые в противном случае не имели бы места.Эти ферменты необходимы для химических процессов, таких как пищеварение и клеточный метаболизм. Без ферментов большинство физиологических процессов протекало бы так медленно (или не протекало бы совсем), что жизнь не могла бы существовать.

Поскольку форма определяет функцию, каждый фермент специфичен для своих субстратов. Субстраты — это реагенты, которые подвергаются химической реакции, катализируемой ферментом. Место, где субстраты связываются с ферментом или взаимодействуют с ним, называется активным сайтом, потому что это место, где происходит химия.Когда субстрат связывается со своим активным центром на ферменте, фермент может способствовать его распаду, перегруппировке или синтезу. Помещая субстрату определенную форму и микроокружение в активном центре, фермент стимулирует протекание химической реакции. Существует два основных класса ферментов:

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Ферментная реакция : Катаболическая ферментативная реакция, показывающая, что субстрат точно соответствует форме активного центра.

  • Катаболические ферменты: ферменты, расщепляющие субстрат
  • Анаболические ферменты: ферменты, которые строят более сложные молекулы из своих субстратов

Ферменты необходимы для пищеварения: процесс расщепления более крупных молекул пищи на субъединицы, достаточно мелкие, чтобы диффундировать через клеточную мембрану и использоваться клеткой.Эти ферменты включают амилазу, которая катализирует переваривание углеводов во рту и тонком кишечнике; пепсин, катализирующий переваривание белков в желудке; липаза, катализирующая реакции, необходимые для эмульгирования жиров в тонком кишечнике; и трипсин, который катализирует дальнейшее переваривание белков в тонком кишечнике.

Ферменты также необходимы для биосинтеза: процесса создания новых сложных молекул из более мелких субъединиц, которые поставляются или генерируются клеткой.Эти биосинтетические ферменты включают ДНК-полимеразу, которая катализирует синтез новых цепей генетического материала до деления клетки; синтетаза жирных кислот, которая синтезирует новые жирные кислоты для образования жиров или мембранных липидов; и компоненты рибосомы, которая катализирует образование новых полипептидов из мономеров аминокислот.

Гормоны

Некоторые белки действуют как химические сигнальные молекулы, называемые гормонами. Эти белки секретируются эндокринными клетками, которые контролируют или регулируют определенные физиологические процессы, включая рост, развитие, метаболизм и размножение.Например, инсулин — это белковый гормон, который помогает регулировать уровень глюкозы в крови. Другие белки действуют как рецепторы для определения концентрации химических веществ и отправки сигналов для ответа. Некоторые типы гормонов, такие как эстроген и тестостерон, являются липидными стероидами, а не белками.

Другие функции белков

Белки выполняют важные функции во всех системах человеческого тела. В дыхательной системе гемоглобин (состоящий из четырех белковых субъединиц) транспортирует кислород для использования в клеточном метаболизме.Дополнительные белки в плазме крови и лимфе переносят питательные вещества и продукты обмена веществ по всему телу. Белки актин и тубулин образуют клеточные структуры, а кератин формирует структурную опору для мертвых клеток, которые становятся ногтями и волосами. Антитела, также называемые иммуноглобинами, помогают распознавать и уничтожать чужеродные патогены в иммунной системе. Актин и миозин позволяют мышцам сокращаться, а альбумин питает раннее развитие эмбриона или проростка.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Тубулин : структурный белок тубулин, окрашенный в красный цвет в клетках мыши.

Что такое белки и каковы их функции в организме?

Последнее обновление: 16 декабря 2019 г.

Белки состоят из многих строительных блоков, известных как аминокислоты. Нашему организму нужен диетический белок, чтобы поставлять аминокислоты для роста и поддержания наших клеток и тканей. Наши диетические потребности в белке меняются на протяжении всей жизни. Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) рекомендует взрослым потреблять не менее 0,83 г белка на кг массы тела в день (например,г. 58 г / день для взрослого 70 кг). Белки растительного и животного происхождения различаются по качеству и усвояемости, но обычно это не вызывает беспокойства у большинства людей, если их общий белок соответствует их потребностям. Мы должны стремиться потреблять белок из различных источников, который приносит пользу как нашему здоровью, так и планетам.

Из чего состоят белки?

Белки состоят из множества различных аминокислот, связанных вместе. Существует двадцать различных строительных блоков из этих аминокислот, которые обычно встречаются в растениях и животных.Типичный белок состоит из 300 или более аминокислот, и конкретное количество и последовательность аминокислот уникальны для каждого белка. Подобно алфавиту, «буквы» аминокислот могут быть расположены миллионами различных способов для создания «слов» и целого белкового «языка». В зависимости от количества и последовательности аминокислот полученный белок будет принимать определенную форму. Эта форма очень важна, поскольку она будет определять функцию белка (например, мышц или ферментов). У каждого вида, включая человека, есть свои характерные белки.

Аминокислоты подразделяются на незаменимые и несущественные. Как следует из названия, незаменимые аминокислоты не могут вырабатываться организмом и, следовательно, должны поступать с пищей. Принимая во внимание, что незаменимые аминокислоты могут вырабатываться организмом и, следовательно, не должны поступать с пищей.

Таблица 1. Незаменимые и незаменимые аминокислоты.

Незаменимые аминокислоты

Незаменимые аминокислоты

Гистидин

Изолейцин

лейцин

Лизин

метионин

Фенилаланин

Треонин

Триптофан

Валин

Аланин

Аргинин *

Аспарагин

Аспартат

Цистеин *

Глутамат

Глютамин *

Глицин *

Пролин *

Серин

Таурин *

тирозин *

* это условно незаменимые аминокислоты, что означает, что они необходимы только при определенных условиях (например,г. для новорожденных). 1

Что белки делают для организма?

Наши тела состоят из тысяч различных белков, каждый из которых выполняет определенную функцию. Они составляют структурные компоненты наших клеток и тканей, а также многие ферменты, гормоны и активные белки, секретируемые иммунными клетками (рис. 1).

Эти белки организма постоянно восстанавливаются и заменяются на протяжении всей нашей жизни. Этот процесс (известный как «синтез белка») требует постоянного поступления аминокислот.Хотя некоторые аминокислоты могут быть переработаны в результате распада старых белков организма, этот процесс несовершенен. Это означает, что мы должны потреблять диетический белок, чтобы удовлетворить потребности нашего организма в аминокислотах.

Поскольку белок необходим для роста клеток и тканей, адекватное потребление белка особенно важно в периоды быстрого роста или повышенной потребности, например, в детстве, подростковом возрасте, беременности и кормлении грудью. 1

Рисунок 1. Функции белков в организме.

Какие продукты богаты белком?

Белок содержится как в растительной, так и в животной пище. На рисунке 2 показано содержание белка в типичной порции обычных продуктов животного и растительного происхождения. Для получения дополнительной информации о том, как оценить размер здоровых порций, см. Раздел Измерение размеров порций руками.

Рисунок 2. Продукты с высоким содержанием белка. 2

Есть ли разница между белками животного и растительного происхождения?

Как видно на Рисунке 2, продукты животного и растительного происхождения могут быть богатыми источниками белка.Но одинаковы ли они по качеству?

Качество протеина можно определить по-разному; однако все определения относятся к распределению и соотношению незаменимых и заменимых аминокислот, которые они содержат. В целом белки животного происхождения имеют более высокое качество, поскольку они содержат более высокие пропорции незаменимых аминокислот по сравнению с белками растительного происхождения.

Существует распространенное заблуждение, что в растительных белках полностью отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты. Фактически, большинство растительных белков будут содержать все 20 аминокислот, но, как правило, имеют ограниченное количество определенных незаменимых аминокислот, известных как их ограничивающие аминокислоты.Это означает, что если небольшое количество растительных продуктов потребляется в качестве единственных источников белка, они вряд ли обеспечат достаточное количество незаменимых аминокислот для удовлетворения наших потребностей. Для людей, которые практически не потребляют продукты животного происхождения, таких как веганы или вегетарианцы, важно, чтобы они потребляли белок из источников с дополнительными ограничивающими аминокислотами. Например, потребление риса (с ограниченным содержанием лизина и тиамина, но с высоким содержанием метионина) и бобов (с ограниченным содержанием метионина, но с высоким содержанием лизина и тиамина) обеспечит дополнительные аминокислоты, которые могут помочь удовлетворить потребности в незаменимых аминокислотах.

Белки животного и растительного происхождения также различаются по своей биодоступности и усвояемости. Оценка усвояемых незаменимых аминокислот (DIAAS) является рекомендуемым методом для определения перевариваемости диетического белка и выражается в значениях ниже или иногда даже выше 100. 3 DIAAS более 100 указывает на то, что белок имеет очень высокую усвояемость и качество и является хороший протеин, дополняющий те, которые обладают более низкими качествами. Белки животного происхождения, как правило, имеют более высокие баллы DIAAS по сравнению с белками растительного происхождения (таблица 2).Поскольку большинство людей потребляют белок из различных источников, качество и усвояемость белка обычно не вызывает беспокойства.

Таблица 2. DIAAS и качество различных типов протеина на 100 г пищи. 3, 4

Тип белка

DIAAS

Качество

Пшеница

40

Низкий

Миндаль

40

Низкий

Рис

59

Низкий

Горох

64

Низкий

Нут

83

средний

Куриная грудка

108

Высокая

Яйцо

113

Высокая

Цельное молоко

114

Высокая

Сколько белка мы должны есть каждый день?

EFSA разработало диетические контрольные значения (DRV) для белка.DRV для белка на разных этапах жизни сведены в таблицу 3. Для среднего взрослого рекомендуется потреблять не менее 0,83 г белка на каждый килограмм массы тела в день. 1 Другими словами, взрослый человек весом 70 кг должен стремиться съедать не менее 58 г белка в день. Это эквивалентно белку, содержащемуся примерно в 200 г куриной грудки или 240 г ореховой смеси.

В периоды роста, например в детстве, беременности и кормлении грудью, потребности в белке относительно высоки.Кроме того, в пожилом возрасте соотношение белков и энергии начинает увеличиваться. Это означает, что нам требуется такое же количество белка, но меньше энергии (или калорий) из-за снижения скорости обмена веществ и более малоподвижного образа жизни. 1

Таблица 3. Диетические справочные значения для стадий жизни. 1 BW: масса тела.

Справочное значение

г / сутки 70 кг взрослые

Детство (12 мес — 17 лет)

1.14 — 0,83 г / кг BW

Взрослые (18-65 лет)

0,83 г / кг BW

58 г

Пожилые (> 65 лет)

1 г / кг BW

70 г

Беременность

0,83 г / кг BW

58 г

+ 1г в сутки

59 г

+ 9 г в сутки

67 г

+ 28 г в сутки

86 г

Грудное вскармливание (0-6 месяцев)

+ 19 г в сутки

77 г

Грудное вскармливание (> 6 месяцев)

+13 г в сутки

71 г

Сколько белка мы едим каждый день?

В целом европейцы едят достаточно белка, а дефицит белка в большинстве развитых стран встречается редко (диаграмма 3).Поскольку диета европейцев уже превышает требуемый уровень, EFSA не рекомендует увеличивать текущее потребление белка. 1

Рисунок 3. Потребление белка в европейских странах. 1

Какая польза от протеина для здоровья?

Потребление достаточного количества белка для удовлетворения потребностей нашего организма важно для многих функций организма. Однако есть данные, позволяющие предположить, что в определенных ситуациях увеличение потребления белка выше требуемого уровня может принести дополнительную пользу для здоровья.

Протеин и контроль веса

Было доказано, что употребление в пищу продуктов, богатых белком, усиливает чувство сытости (также известное как сытость) больше, чем продукты с высоким содержанием жиров или углеводов. Краткосрочные исследования свидетельствуют о том, что диета с высоким содержанием белка (например, 1,2–1,6 г / кг в день; 84–112 г в день для взрослого человека весом 70 кг) может помочь снизить общее потребление калорий и ускорить потерю веса. 5 Однако доказательства долгосрочного поддержания веса менее очевидны. 5 Как и все диеты, диета с высоким содержанием белка эффективна только в том случае, если ее придерживаются, что может быть трудным для некоторых людей, а низкая приверженность может частично объяснить ограниченную пользу, наблюдаемую при долгосрочном поддержании веса. 5

Белок и саркопения

Саркопения — это заболевание, характеризующееся прогрессирующей потерей мышечной массы и физических функций, которое обычно ассоциируется у пожилых людей. Саркопения связана с повышенной слабостью, риском падений, функциональным снижением и даже ранней смертью. 6 Поскольку белок необходим для восстановления и поддержания мышечной массы, неудивительно, что низкое потребление белка связано с повышенным риском развития саркопении. 6 Точно так же увеличение потребления белка, а также увеличение физической активности может помочь сохранить мышечную массу и силу с возрастом, снижая риск саркопении и заболеваний скелета.

Белок и спортивные результаты

Протеин уже давно ассоциируется со спортивной продуктивностью.Белок играет ключевую роль в восстановлении и укреплении мышечной ткани после тренировки. Хотя белок имеет решающее значение для наращивания мышечной массы, для получения максимальной пользы его следует рассматривать в контексте всей диеты, которая включает правильное количество углеводов, жиров, витаминов и минералов. Оптимальное потребление белка будет зависеть от типа (например, тренировки на выносливость или сопротивление), продолжительности и интенсивности упражнений, причем большее количество не всегда означает лучший результат. Потребление белка 1,4–2,0 г на кг массы тела в день (например,г. 98 — 140 г в день для взрослого человека весом 70 кг) считается достаточным для удовлетворения потребностей большинства людей, занимающихся физическими упражнениями. 7 Спортсмены должны стремиться к потреблению белка за счет сбалансированной диеты, при этом протеиновые добавки должны использоваться для людей, которым необходимо поддерживать высокий уровень белка, но ограничивать общее потребление калорий.

Что произойдет, если вы съедите слишком много белка?

Недостаточно доказательств для установления порога потребления белка, и EFSA заявило, что потребление белка в два раза превышает DRV (1.7 г / кг в день или 119 г в день для взрослого человека весом 70 кг) по-прежнему считается безопасным при нормальных условиях. 1 Для людей с заболеванием почек избыток белка может быть проблемой, и этим людям следует проконсультироваться с зарегистрированным диетологом или терапевтом, прежде чем повышать уровень белка.

Увеличение веса

Существует распространенное заблуждение, что нельзя набрать вес, употребляя белок. Это неправда, так же, как углеводы и жиры, при потреблении во время избытка калорий избыток белка может превращаться в жировые отложения, что приводит к увеличению веса.Когда дело доходит до поддержания веса, самое главное — сохранять энергетический баланс.

Красное и обработанное мясо и риск рака

Белок необходим для хорошего здоровья, но некоторые продукты с высоким содержанием белка могут быть лучше для нашего здоровья, чем другие. В частности, потребление большого количества красного и обработанного мяса связано с повышенным риском некоторых видов рака. 8 Красное мясо является хорошим источником белка, а также многих других важных питательных веществ, таких как железо, витамин B 12 и цинк, и его не обязательно полностью избегать, чтобы снизить риск.Всемирный фонд исследований рака рекомендует нам стараться потреблять не более трех порций (около 350-500 г вареной массы) красного мяса в неделю и очень мало обработанного мяса, если таковое имеется. 8

Белковая устойчивость

Выбор продуктов питания, который мы делаем, влияет не только на наше здоровье, но и на окружающую среду. В целом, белки животного происхождения, такие как говядина, молочные продукты и баранина, оказывают более сильное воздействие на окружающую среду (т. Е. Используют больше ресурсов и производят больше парниковых газов) по сравнению с растительными источниками, такими как соя, горох и чечевица (рисунок 4). 9 Хотя нет необходимости или рекомендуется полностью избегать продуктов животного происхождения, изменение рациона питания с включением большего количества источников белка растительного происхождения может принести пользу нашему здоровью и планете. 10 Устойчивое питание — это больше, чем просто выбор экологически чистых продуктов, богатых белком. Дополнительные советы о том, как вести более устойчивый образ жизни, см. В советах по правильному и рациональному питанию и советах по сокращению пищевых отходов.

Рисунок 4 . Содержание белка и выбросы парниковых газов (ПГ) в различных пищевых продуктах. 9

Заключение

Белок необходим для жизни; он поставляет незаменимые аминокислоты, необходимые для роста и поддержания наших клеток и тканей. Наша потребность в белке зависит от нашего этапа жизни, и большинство европейцев потребляют достаточно, чтобы удовлетворить свои потребности. Поскольку большинство людей придерживаются разнообразной диеты, качество и усвояемость белков, которые они едят, не должны вызывать беспокойства, если общее количество белка удовлетворяет их ежедневные потребности. Поскольку мы едим продукты, а не питательные вещества, мы должны выбирать продукты, богатые белком, которые не только содержат незаменимые аминокислоты, но и поддерживают здоровую и устойчивую диету.

Список литературы

  1. EFSA (2012). Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов, Научное заключение о диетических референсных значениях белка. EFSA Journal 2012; 10 (2): 2557
  2. База данных Великобритании по составу пищевых продуктов.
  3. Консультация, F.E., 2011. Оценка качества диетического белка в питании человека. FAO Food Nutr. Пап, 92, стр. 1-66.
  4. Филлипс, С.М., 2017. Современные концепции и нерешенные вопросы в отношении диетических белков и добавок у взрослых.Границы питания, 4, с.13.
  5. Лейди, Х.Дж., Клифтон, П.М., Аструп, А., Уичерли, Т.П., Вестертерп-Плантенга, М.С., Ласкомб-Марш, Н.Д., Вудс, С.С. и Маттес, Р.Д., 2015. Роль белка в потере и поддержании веса. Американский журнал клинического питания, 101 (6), стр.132
  6. Cruz-Jentoft AJ, Sayer AA (2019). Саркопения. Ланцет. 393 (10191): 2636-2646.
  7. Jager R., Kerksick, C.M., Campbell, B.I., Cribb, P.J., Wells, S.Д., Сквиат, Т.М., Пурпура, М., Зигенфус, Т.Н., Феррандо, А.А., Арент, С.М. и Смит-Райан, A.E., 2017. Позиция Международного общества спортивного питания: белок и упражнения. Журнал
  8. Всемирный фонд исследований рака / Американский институт исследований рака. Постоянное обновление отчета экспертов проекта за 2018 год. Мясо, рыба и молочные продукты и риск рака.
  9. Пур Дж., Немечек Т. (2018) Снижение воздействия пищевых продуктов на окружающую среду за счет производителей и потребителей.Science Vol. 360, Issue 6392, pp. 987-992
  10. ФАО и ВОЗ. 2019. Устойчивое здоровое питание — Руководящие принципы. Рим

    6 Основные функции белков | Здоровое питание

    Эллен Суонсон Topness Обновлено 20 декабря 2018 г.

    Белок — важное вещество, которое содержится в каждой клетке человеческого тела. На самом деле, за исключением воды, белок является самым распространенным веществом в вашем теле. Этот белок вырабатывается вашим организмом с использованием потребляемых вами диетических белков.Он используется во многих жизненно важных процессах и поэтому требует постоянной замены. Вы можете добиться этого, регулярно употребляя продукты, содержащие белок.

    Ремонт и обслуживание

    Белок называют строительным блоком организма. Это называется так, потому что белок жизненно важен для поддержания тканей тела, включая развитие и восстановление. Волосы, кожа, глаза, мышцы и органы состоят из белка. Вот почему детям нужно больше белка на фунт веса тела, чем взрослым; они растут и развивают новую белковую ткань.

    Энергия

    Белок является основным источником энергии. Если вы потребляете больше белка, чем нужно для поддержания тканей тела и других необходимых функций, ваше тело будет использовать его для получения энергии. Если в этом нет необходимости из-за достаточного потребления других источников энергии, таких как углеводы, белок будет использоваться для создания жира и станет частью жировых клеток.

    Гормоны

    Белок участвует в создании некоторых гормонов. Эти вещества помогают контролировать функции организма, связанные с взаимодействием нескольких органов.Инсулин, небольшой белок, является примером гормона, регулирующего уровень сахара в крови. Он предполагает взаимодействие таких органов, как поджелудочная железа и печень. Секретин — еще один пример белкового гормона. Это вещество помогает в процессе пищеварения, стимулируя поджелудочную железу и кишечник, чтобы вырабатывать необходимые пищеварительные соки.

    Ферменты

    Ферменты — это белки, которые увеличивают скорость химических реакций в организме. Фактически, большинство необходимых химических реакций в организме не могло бы происходить эффективно без ферментов.Например, один тип ферментов помогает переваривать большие молекулы белка, углеводов и жиров в более мелкие молекулы, а другой помогает создавать ДНК.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.