Реферат на тему протеин
Обновлено: 05.07.2024
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Питательные вещества являются как источником энергии, покрывающим расходы организма, так и строительным материалом, который используется в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток, замещающих отмирающие. Но питательные вещества в том виде, в каком они употребляются в пищу, не могут всосаться и быть использованными организмом. Только вода, минеральные соли и витамины всасываются и усваиваются в том виде, в каком они поступают.
Питательными веществами называются белки, жиры и углеводы. Эти вещества являются необходимыми составными частями пищи. В пищеварительном тракте белки, жиры и углеводы подвергаются как физическим воздействиям (измельчаются и перетираются), так и химическим изменениям, которые происходят под влиянием особых веществ — ферментов, — содержащихся в соках пищеварительных желез. Под влиянием пищеварительных соков питательные вещества расщепляются на более простые, которые всасываются и усваиваются организмом.
Белки являются одним из четырех основных органических веществ живой материи (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры), но по своему значению и биологическим функциям они занимают в ней особое место. Около 30% всех белков человеческого тела находится в мышцах, около 20% — в костях и сухожилиях и около 10% — в коже. Но наиболее важными белками всех организмов являются ферменты, которые, хотя и присутствуют в теле и в каждой клетке тела в малом количестве, тем не менее, управляют рядом существенно важных для жизни химических реакций. Все процессы, происходящие в организме — переваривание пищи, окислительные реакции, активность желез внутренней секреции, мышечная деятельность и работа мозга, — регулируются ферментами. Разнообразие ферментов в теле организмов огромно. Даже в маленькой бактерии их насчитываются многие сотни.
Белки, или, как их иначе называют, протеины, имеют очень сложное строение и являются наиболее сложными из питательных веществ. Белки — обязательная составная часть всех живых клеток. В состав белков входят: углерод, водород, кислород, азот, сера и иногда фосфор.Наиболее характерно для белка наличие в его молекуле азота. Другие питательные вещества азота не содержат. Поэтому белок называют азотосодержащим веществом.
Основные азотосодержащие вещества, из которых состоят белки, — это аминокислоты. Количество аминокислот невелико — их известно только 28. Все громадное разнообразие содержащихся в природе белков представляет собой различное сочетание известных аминокислот. От их сочетания зависят свойства и качества белков.
Белки играют исключительно важную роль в живой природе. Жизнь немыслима без различных по строению и функциям белков. Белки — это биополимеры сложного строения, макромолекулы (протеины) которых состоят из остатков аминокислот, соединенных между собой амидной (пептидной) связью. Кроме длинных полимерных цепей, построенных из остатков аминокислот (полипептидных цепей), в макромолекулу белка могут входить также остатки или молекулы других органических соединений. На одном кольце каждой пептидной цепи имеется свободная, или ацилированная, аминогруппа, на другом — свободная, или амидированная, карбоксильная группа.
Конец цепи с аминогруппой называется М-концом, конец цепи с карбоксильной группой — С-концом пептидной цепи. Между СО-группой одной пептидной группировки и NH-группой другой пептидной группировки могут легко образовываться водородные связи.
Группы, входящие в состав радикала R аминокислот, могут вступать во взаимодействие друг с другом, с посторонними веществами и с соседними белковыми и иными молекулами, образуя сложные и разнообразные структуры.
В макромолекулу белка входит одна или несколько пептидных цепей, связанных друг с другом поперечными химическими связями, чаще всего через серу (дисульфидные мостики, образуемые остатками цистеина). Химическую структуру пептидных цепей принято называть первичной структурой белка, или секвенцией.
Для построения пространственной структуры белка пептидные цепи должны принять определенную, свойственную данному белку конфигурацию, которая закрепляется водородными связями, возникающими между пептидными группировками отдельных участков молекулярной цепи. По мере образования водородных связей пептидные цепи закручиваются в спирали, стремясь к образованию максимального числа водородных связей и, соответственно, к энергетически наиболее выгодной конфигурации.
Впервые такая структура на основе рентгеноструктурного анализа была обнаружена при изучении главного белка волос и шерсти — кератина — Полингом, американским физиком и химиком. Ее назвали а-структурой или а-спиралью. На один виток спирали приходится по 3,6 – 3,7 остатков аминокислот. Расстояние между витками — около 0,54 миллиардной доли метра. Строение спирали стабилизируется внутримолекулярными водородными связями.
Но образованию правильной спирали часто мешают силы отталкивания или притяжения, возникающие между группами аминокислот, или стерические препятствия, например, за счет образования пирролидиновых колец пролина и оксипролина, которые заставляют пептидную цепь резко изгибаться и препятствуют образованию спирали на некоторых ее участках. Далее отдельные участки макромолекулы белка ориентируются в пространстве, принимая в некоторых случаях достаточно вытянутую форму, а иногда сильно изогнутую, свернутую пространственную структуру.
Пространственная структура закреплена, вследствие взаимодействия радикалов R и аминокислот с образованием дисульфидных мостиков, водородных связей, ионных пар или других химических либо физических связей. Именно пространственная структура белка определяет химические и биологические свойства белков.
В зависимости от пространственной структуры, все белки делятся на два больших класса: фибриллярные (они используются природой как структурный материал) и глобулярные(ферменты, антитела, некоторые гормоны и др.).
Полипептидные цепи фибриллярных белков имеют форму спирали, которая закреплена расположенными вдоль цепи внутримолекулярными водородными связями. В волокнах фибриллярных белков закрученные пептидные цепи расположены параллельно оси волокна, они как бы ориентированы относительно друг друга, располагаются рядом, образуя нитевидные структуры, и имеют высокую степень асимметрии. Фибриллярные белки плохо растворимы или совсем нерастворимы в воде. При растворении в воде они образуют растворы высокой вязкости. К фибриллярным белкам относятся белки, входящие в состав тканей и покровных образований. Это миозин — белок мышечных тканей; коллаген, являющийся основой седиментационных тканей и кожных покровов; кератин, входящий в состав волос, роговых покровов, шерсти и перьев. К этому же классу белков относится белок натурального шелка — фиброин, — вязкая сиропообразная жидкость, затвердевающая на воздухе в прочную нерастворимую нить. Этот белок имеет вытянутые полипептидные цепи, соединенные друг с другом межмолекулярными водородными связями, что и определяет, по-видимому, высокую механическую прочность натурального шелка.
Пептидные цепи глобулярных белков сильно изогнуты, свернуты и часто имеют форму жестких шариков — глобул.Молекулы глобулярных белков обладают низкой степенью асимметрии, они хорошо растворимы в воде, причем вязкость их растворов невелика. Это, прежде всего, белки крови — гемоглобин, альбумин, глобулин и др.
Следует отметить условность деления белков на фибриллярные и глобулярные, так как существует большое число белков с промежуточной структурой.
Свойства белка могут сильно изменяться при замене одной аминокислоты другой. Это объясняется изменением конфигураций пептидных цепей и условий образования пространственной структуры белка, которая, в конечном счете, определяет его функции в организме.
Число аминокислотных остатков, входящих в молекулы отдельных белков, весьма различно: в инсулине — 51, в миоглобине — около 140. Поэтому и относительная молекулярная масса белков колеблется в очень широких пределах — от 10 тысяч до многих миллионов. На основе определения относительной молекулярной массы и элементарного анализа установлена эмпирическая формула белковой молекулы — гемоглобина крови (C738H1166O208S2 Fe)4. Меньшая молекулярная масса может быть у простейших ферментов и некоторых гормонов белковой природы. Например, молекулярная масса гормона инсулина около 6500, а белка вируса гриппа — 320000000. Вещества белковой природы (состоящие из остатков аминокислот, соединенных между собой пептидной связью), имеющие относительно меньшую молекулярную массу и меньшую степень пространственной организации макромолекулы, называются полипептидами.Провести резкую границу между белками и полипептидами трудно. В большинстве случаев белки отличаются от других природных полимеров (каучука, крахмала, целлюлозы) тем, что чистый индивидуальный белок содержит только молекулы одинакового строения и массы. Исключением является, например, желатина, в состав которой входят макромолекулы с молекулярной массой 12000 – 70000.
Строением белков объясняются их весьма разнообразные свойства. Они имеют разную растворимость: некоторые растворяются в воде, другие — в разбавленных растворах нейтральных солей, а некоторые совсем не обладают свойством растворимости (например, белки покровных тканей). При растворении белков в воде образуется своеобразная молекулярно-дисперсная система (раствор высокомолекулярного вещества). Некоторые белки могут быть выделены в виде кристаллов (белок куриного яйца, гемоглобина крови).
Белки играют важнейшую роль в жизнедеятельности всех организмов. При пищеварении белковые молекулы перевариваются до аминокислот, которые, будучи хорошо растворимы в водной среде, проникают в кровь и поступают во все ткани и клетки организма. Здесь наибольшая часть аминокислот расходуется на синтез белков различных органов и тканей, часть — на синтез гормонов, ферментов и других биологически важных веществ, а остальные служат как энергетический материал. Т.е. белки выполняют каталитические (ферменты), регуляторные (гормоны), транспортные (гемоглобин, церулоплазмин и др.) и защитные (антитела, тромбин и др.) функции.
Белки — важнейшие компоненты пищи человека и корма животных. Совокупность непрерывно протекающих химических превращений белков занимает ведущее место в обмене веществ организмов. Скорость обновления белков у живых организмов зависит от содержания белков в пище, а также его биологической ценности, которая определяется наличием и соотношением незаменимых аминокислот
Белки растений беднее белков животного происхождения по содержанию незаменимых аминокислот, особенно лизина, метионина, триптофана. Белки сои и картофеля по аминокислотному составу наиболее близки белкам животных. Отсутствие в корме незаменимых аминокислот приходит к тяжелым нарушениям азотистого обмена. Поэтому селекция зерновых культур направлена, в частности, и на повышение качества белкового состава зерна.
Белки подразделяются на две большие группы: простые белки, или протеины, и сложные белки, или протеиды.
При гидролизе протеинов в кислом водном растворе получают только а-аминокислоты. Гидролиз протеидов дает, кроме аминокислот, и вещества небелковой природы (углеводы, нуклеиновые кислоты и др.) — это соединения белковых веществ с небелковыми.
Глобулины в воде не растворяются, но растворимы в разбавленных растворах солей. К глобулинам принадлежат глобулины крови и мышечный белок миозин.
Склеропротеины —нерастворимые белки. К склеропротеинам относятся кератины, белок кожи и соединительных тканей коллаген, белок натурального шелка фиброин.
Фосфопротеиды содержат молекулы фосфорной кислоты, связанные в виде сложного эфира у гидроксильной группы аминокислоты серина. К ним относится вителлин — белок, содержащийся в яичном желтке, белок молока казеин.
Хромопротеиды содержат молекулу окрашенного вещества, обычно типа порфина. Самым важным хромопротеидом является гемоглобин — переносчик кислорода, окрашивающий красные кровяные тельца.
Нуклеопротеиды — протеины, связанные с нуклеиновыми кислотами. Они представляют собой очень важные с биологической точки зрения белки — составные части клеточных ядер. Нуклеопротеиды являются важнейшей составной частью вирусов — возбудителей многих болезней.
При соединении двух или нескольких аминокислот образуется более сложное соединение — полипептид. Полипептиды, соединяясь, образуют еще более сложные и крупные частицы и в итоге — сложную молекулу белка.
Функции белков в организме разнообразны. Они в значительной мере обусловлены сложностью и разнообразием форм и состава самих белков.
Белки — незаменимый строительный материал. Одной из важнейших функций белковых молекул является пластическая.Все клеточные мембраны содержат белок, роль которого здесь разнообразна. Количество белка в мембранах составляет более половины массы.
Многие белки обладают сократительной функцией. Это, прежде всего, белки актин и миозин, входящие в мышечные волокна высших организмов. Мышечные волокна — миофибриллы — представляют собой длинные тонкие нити, состоящие из параллельных более тонких мышечных нитей, окруженных внутриклеточной жидкостью. В ней растворены аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), необходимая для осуществления сокращения, гликоген — питательное вещество, неорганические соли и многие другие вещества, в частности кальций.
Велика роль белков в транспорте веществв организме. Имея различные функциональные группы и сложное строение макромолекулы, белки связывают и переносят с током крови многие соединения. Это, прежде всего, гемоглобин, переносящий кислород из легких к клеткам. В мышцах эту функцию берет на себя еще один транспортный белок — миоглобин.
Еще одна функция белка — запасная. К запасным белкам относят ферритин — железо, овальбумин — белок яйца, казеин — белок молока, зеин — белок семян кукурузы.
Гормоны — биологически активные вещества, которые оказывают влияние на обмен веществ. Многие гормоны являются белками, полипептидами или отдельными аминокислотами. Одним из наиболее известных белков-гормонов является инсулин. Этот простой белок состоит только из аминокислот. Функциональная роль инсулина многопланова. Он снижает содержание сахара в крови, способствует синтезу гликогена в печени и мышцах, увеличивает образование жиров из углеводов, влияет на обмен фосфора, обогащает клетки калием. Регуляторной функцией обладают белковые гормоны гипофиза — железы внутренней секреции, связанной с одним из отделов головного мозга. Он выделяет гормон роста, при отсутствии которого развивается карликовость. Этот гормон представляет собой белок с молекулярной массой от 27000 до 46000.
Одним из важных и интересных в химическом отношении гормонов является вазопрессин. Он подавляет мочеобразование и повышает кровяное давление. Вазопрессин — это октапептид циклического строения с боковой цепью:
Белки (протеины, полипептиды) – сложные высокомолекулярные органические вещества, состоящие изL-аминокислот, соединенных пептидной связью в цепочку. Простые белки – протеины – состоят только из аминокислот. В состав сложных белков – протеидов – помимо аминокислот входят нуклеиновая и фосфорная кислоты, углеводы и другие вещества.
Белок является важным компонентом каждой клетки в организме. Также белок используется организмом для создания и восстановления тканей, производства ферментов, гормонов и других химических веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма. Функции белка в организме разнообразны: транспортная, защитная, структурная, двигательная, рецепторная и другие.
Белок является важным компонентом костей, мышц, хрящей, кожи и крови. Волосы и ногти в основном состоят из белка.Как и жир, и углеводы, белок является макроэлементом, то есть организм нуждается в относительно больших его количествах. Но, в отличие от жиров и углеводов, организм не накапливает белок и не имеет его резервов.
Ряд аминокислот, из которых состоят белки, не синтезируются в организме человека (так называемые незаменимые аминокислоты), а поступают только с белковой пищей. В процессе пищеварения ферменты разрушают белки до аминокислот, которые, в свою очередь, используются длясинтеза собственных белков организма или подвергаются дальнейшему распаду для получения энергии.
Усвояемость белка – это показатель, характеризующий долю абсорбированного в организме азота от общего количества, потребленного с пищей. Биологическая ценность – показатель качества белка, характеризующий степень задержки азота и эффективность его утилизации для растущего организма или для поддержания азотистого равновесия у взрослых. Качество белка определяется наличием в нем полного набора незаменимых аминокислот в определенном соотношении как между собой, так и с заменимыми аминокислотами.
Наибольшей биологической ценностью обладают белки животного происхождения. В белках растительного происхождения обычно отсутствует от одной до нескольких незаменимых кислот. Также усвояемость растительных белков ниже, чем животных (так, например, усвояемость белков мяса/рыбы составляет 93-95 %, а усвояемость бобовых – 70 %).
Потребность в белке зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности. Физиологическая потребность в белке для взрослого населения составляет от 65 до 117г/сутки для мужчин, и от 58 до 87г/сутки для женщин. Физиологические потребности в белке детей до 1года – 2,2—2,9г/кг массы тела, а для детей старше 1года от 36 до 87г/сутки.
Лучшими источниками белка, содержащими все необходимые аминокислоты, в том числе и незаменимые, являются продукты животного происхождения: молоко и молочные продукты, мясо, яйца, рыба и морепродукты. К растительным продуктам, богатым белками, относятся спирулина, соя, фасоль, чечевица, горох, шпинат, киноа.
Студент медицинского факультета УЛГУ. Интересы: современные медицинские технологии, открытия в области медицины, перспективы развития медицины в России и за рубежом.
- Запись опубликована: 28.09.2020
- Время чтения: 1 mins read
Состав белков
Белки содержат: углерод, кислород, водород, азот и серу. Помимо упомянутых элементов, некоторые белки могут также содержать: фосфор, железо, цинк, медь, марганец и йод.
Некоторые белки растворяются в воде, некоторые – в водных растворах кислот, оснований и солей, и ни один из них не растворяется в органических растворителях (кроме спирта).
При более высоких температурах белок сворачивается, т.е. происходит денатурация. В нормальных условиях этот необратимый процесс изменения структуры белковой молекулы можно наблюдать, например, путем варки яйца. Денатурация также может быть вызвана сильными кислотами и основаниями, солями тяжелых металлов или спиртом.
Основные строительные блоки белков – аминокислоты, объединяющиеся друг с другом с образованием многомолекулярных химических соединений со сложной структурой и высокой молекулярной массой. Поэтому белки различаются по структуре и свойствам в зависимости от количества аминокислот и их взаимного положения в молекуле. Комбинации двух или более молекул аминокислот называются пептидами (две молекулы аминокислот образуют дипептиды, три – трипептиды и т. д.).
Состав белков
Мы знаем 20 аминокислот, 8 из которых считаются незаменимыми для человеческого организма. Это так называемые экзогенные аминокислоты, которые должны поступать в организм с пищей. Их называют незаменимыми, потому что их нельзя заменить другими. К незаменимым аминокислотам относятся: лизин, метионин, треонин, лейцин, изолейцин, валин, триптофан и фенилаланин, а также гистидин, который вырабатывается организмом, но в недостаточных количествах.
Вторая группа аминокислот – полуэкзогенные аминокислоты, которые могут образовываться в организме из экзогенных аминокислот. Например тирозин синтезируется в печени из фенилаланина, а цистеин образуется из метионина.
Третья группа включает эндогенные аминокислоты (они не являются незаменимыми),их организм может синтезировать сам. Это: глицин, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, пролин, гидроксипролин и серин.
Классификация белков
Белки классифицируются по:
- химической структуре;
- биологической функции;
- месту возникновения.
По своему химическому строению белки делятся на простые и сложные. П ростые белки состоят только из аминокислот, в то время как сложные белки, помимо аминокислот, также содержат небелковые соединения, так называемые простетические группы (остаток фосфорной кислоты, нуклеиновые кислоты, гем, атом тяжелых металлов, углеводы, липиды). К ним относятся фосфопротеины, нуклеопротеины, хромопротеины, металлопротеины, гликопротеины и липопротеины.
Классификация белков
Из-за различных функций отдельных белков их можно разделить на:
- структурные белки – коллаген, эластин, кератин, гликопротеины;
- ферментные белки – ферменты;
- защитные белки – иммуноглобулины, фибриноген, интерферон;
- транспортные белки – гемоглобин, альбумин плазмы, липопротеин, трансферрин;
- белки, участвующие в сокращении – актин, миозин;
- гормоны – инсулин, глюкагон, паратиреоидный гормон, кальцитонин;
- белки клеточной мембраны.
По месту нахождения в пище белки можно разделить на:
- животные белки, полученные из мяса, мясного ассорти, птицы, рыбы, молока, сыра, яиц;
- растительные белки, полученные из зерновых продуктов, семян бобовых, картофеля, овощей и фруктов.
Источники белков в продуктах
Пищевая ценность белков животного и растительного происхождения
В зависимости от пищевой ценности различают:
- полноценные белки;
- частично дефектные белки;
- дефектные белки.
Полноценные белки
Полноценные белки включают те, которые содержат все необходимые (экзогенные) аминокислоты в пропорциях, обеспечивающих их максимальное использование для синтеза белков собственного тела для роста молодых организмов и поддержания баланса азота у взрослых.
Это белки животного происхождения , такие как:
Частично дефектные белки
Частично дефектные белки – это те, которые могут даже содержать все незаменимые аминокислоты, но некоторые из них находятся в недостаточном количестве, и поэтому их достаточно для поддержания жизни, но не для роста организма. Например, зерновые белки со слишком низким содержанием лизина.
Дефектные белки
Большинство растительных белков менее питательны, поскольку содержат меньше лизина, триптофана, метионина и валина. Дефектные белки растительного происхождения, содержат очень мало незаменимых аминокислот или вообще не содержат хотя бы одну незаменимую аминокислоту, не полностью используются для синтеза белков организма и не обеспечивают оптимальный рост молодых организмов или поддержание азотистого баланса у взрослых, часто даже не достаточного для поддержания жизни (например, желатин).
Только белок соевых бобов и других бобовых, а также орехов имеет относительно высокую пищевую ценность, но они не могут заменить 100% полезного животного белка, например, молочного белка. Однако степень биологической ценности растительных белков очень разнообразна. Биологическая ценность диетического белка измеряется содержанием в нем экзогенной аминокислоты, которое является самым низким; содержание этой аминокислоты определяет правильный синтез белка в организме.
Белки животного и растительного происхождения
При правильном питании взрослого человека половину необходимого количества белка должны составлять животные белки, а другая половина – белок, полученный из растительной пищи. В питании детей и подростков, а также беременных и кормящих женщин белки животного происхождения должны составлять 2/3 необходимого количества белка во всем дневном рационе.
Комбинируя продукты растительного и животного происхождения в одном приеме пищи, вы получаете ценные по аминокислотному составу продукты. Белки цельного молока прекрасно дополняют, например, неполные белки из зерновых продуктов, бедных лизином, треонином и триптофаном. Например, хлопья с молоком или молочный суп с лапшой, манная крупа в молоке.
В молочных продуктах (например, твороге и сычужных сырах) содержание серных аминокислот (метионина и цистеина) несколько ниже. Гораздо сложнее получить высокую биологическую ценность протеина (т.е.возможность использовать его для синтеза протеина тела) в веганской или вегетарианской диете, где необходимо правильно комбинировать растительные продукты.
Белок в молочных продуктах
Белок в вегетарианской диете
Знание аминокислотного состава отдельных белков позволяет разрабатывать комбинации белков чисто растительного происхождения или растительных продуктов с небольшими добавками животного белка (яйца, молоко), питательная ценность которых становится высокой.
Правильная комбинация, по крайней мере, двух типов растительного белка в пище может дополнить недостающие или недостаточные аминокислоты в одном белке теми же аминокислотами, которые в больших количествах содержатся в других белках, например, бобовые содержат много лизина, но мало метионина. а в злаках не хватает лизина и триптофана. Его дополняют почти все овощи, богатые лизином и триптофаном.
Составляя состав дневного рациона, не забывайте максимально пополнять белки (максимум с интервалом 4–6 часов). Во время более длительных перерывов между приемами пищи недостающие аминокислоты не восполняются, а часть белка расходуется на энергетические цели.
Переваривание белков в организме человека
Переваривание белков в организме человека начинается в желудке. Кислая среда вызывает денатурацию белка и набухание коллагена, эластина и кератина. В желудочном соке есть фермент пепсин, который разрывает пептидную связь в середине полипептидной цепи, разделяя ее на более короткие участки.
Переваренная пища в виде мелко измельченной мякоти попадает в двенадцатиперстную кишку, где находится панкреатический сок, содержащий ферменты трипсин, химотрипсин и эластазу, которые гидролизуют пептидные связи между аминокислотами. Сок поджелудочной железы также содержит карбоксипептидазы экзопептидазы, которые действуют на конце пептидной цепи и выделяют концевые аминокислоты.
Переваривание белков заканчивается в тонком кишечнике, где под действием аминопептидаз и дипептидаз происходит окончательный процесс расщепления пептидной цепи. Всасывание конечных продуктов переваривания белков (аминокислот) происходит в тонком кишечнике.
Переваривание белков в организме человека
Из клеток тонкой кишки аминокислоты попадают в кровь воротной вены, а оттуда в печень путем пассивной диффузии. Затем аминокислоты переносятся через кровь во все ткани и используются для синтеза белков организма. Непереваренные и / или неабсорбированные белки выводятся с фекалиями.
Роль белков в организме человека
Белки в организме играют очень важную и незаменимую роль.
- Они используются для построения новых и восстановления изношенных клеток и тканей (без их участия рост, развитие организма, обновление тканей, устойчивость к заболеваниям, заживление ран невозможны).
- Являются основным компонентом крови, лимфы и молока.
- Являются частью иммунных тел, ферментов, катализирующих биохимические изменения, и жидкостей организма.
- Участвуют в регулировании артериального давления и поддержании кислотно-щелочного баланса.
- Действуют как переносчики некоторых витаминов и минералов.
- Сжигаясь, они снабжают организм энергией (1 г белка = 4 ккал).
Потребность человека в белке
Потребности организма в белке зависят от возраста, пола, физиологического состояния и массы тела.
Молодые растущие организмы имеют более высокий уровень синтеза белка, что связано с построением новых структур. Согласно рекомендациям диетологов, взрослый (> 19 лет) должен потреблять около 0,8 г белка на 1 кг массы тела в день, поступающего из различных источников (т.е. смешанных белков – животных и растений). Более высокое потребление белка рекомендуется женщинам во время беременности (1,1 г / кг массы тела в сутки) и в период лактации (1,3 г / кг массы тела в сутки), а также детям и подросткам. В случае детей наибольшее количество белка должно содержаться в пище детей младшего возраста (младше 1 года).
В случае разнообразной диеты, содержащей мясо и другие источники животного белка, соблюдение минимальных требований к незаменимым аминокислотам не должно быть трудным. Минимальное количество порций пищи в пищевой пирамиде обеспечивает не менее 60 г белка: например, 1 стакан молока дает 8 г белка; одна порция фасоли (1 стакан) – около 2 г белка, одна порция овощей (1 стакан сырых или 1 стакан вареных) – 2 г белка.
Белок в пищевой пирамиде
Важность белка для здоровья человека: дефицит белка
Дефицит белка вызывает квашиоркор (угнетение роста и созревания, гипоальбуминемия, апатия, анорексия, изменения кожи, напоминающие пеллагру, жировая инфильтрация печени).
Дефицит белков особенно опасен для детей (они вызывают задержку роста и умственного развития, похудание) и беременных женщин (белок необходим для правильного роста и развития плода, для выработки большего количества крови для матери и ребенка).
Недополучение белков в утробе матери и у младенцев тормозит физическое и умственное развитие и повышает восприимчивость к инфекционным заболеваниям. Во время грудного вскармливания белок составляет основу увеличения производства молока.
В случае дефицита белка в пище подавляются или нарушаются многие обменные процессы, анемия, иммуносупрессия, атрофия мышечной ткани, дегенеративные изменения органов, общая слабость, апатия и потеря работоспособности.
Дефицит белка может быть следствием не только его недостатка или недостаточного поступления в пищу, но также его неправильного усвоения и усвоения (например, при заболеваниях печени и почек, хронической диарее).
Избыток белка
Избыток белка также не рекомендуется, потому что азот, неиспользованный для создания белков организма, должен выводиться из организма. Аммиак образуется в печени из иона амина (содержащего азот) и диоксида углерода, который, в свою очередь, превращается в мочевину и выводится почками.
Таким образом, избыток потребленного белка по отношению к потребностям организма увеличивает количество выделяемых азотных соединений и, таким образом, создает дополнительную нагрузку на почки и печень. Избыток белка у младенцев может вызвать диарею, симптомы ацидоза, обезвоживание, гипераммонемию и лихорадку.
Кроме того, чрезмерное потребление белка обычно связано с увеличением потребления мяса, мясного ассорти и сыра с высоким содержанием жира. Такая диета с высоким содержанием белка может превратиться в диету с высоким содержанием жиров, что может привести к развитию ожирения и дислипидемии (липидных нарушений), за которыми следует атеросклероз и гипертония.
Дислипидемия
Более того, при большом количестве белка в пище может нарушиться метаболизм одной из аминокислот – метионина, особенно при недостаточном поступлении витаминов группы В (особенно витамина В 6). Это приводит к увеличению выработки гомоцистеина, одного из основных факторов риска атеросклероза.
Продолжительное употребление высокобелковой диеты приводит к увеличению выведения кальция с мочой. Если к тому же высокобелковая диета не сопровождается увеличением поступления кальция и витамина D с продуктами, увеличивается риск остеопороза.
Чрезмерное потребление белка может привести к развитию камней в почках и подагре, поэтому рекомендуется употреблять нужное количество белка и использовать диету с высоким содержанием белка только при заболеваниях (например, кахексии, хронических заболеваниях печени).
Однако следует помнить, что человек не может накапливать запасы белка и поэтому должен потреблять их в рационе каждый день на необходимом уровне.
Спортивное питание: да или нет
В этом пункте разберем, кому все – таки стоит начинать прием добавок, а кому лучше подождать, или же вообще не тратить деньги.
Следующим критерием будет наличие стресса и занятость в течение дня. Как мы знаем, добавки – это хороший способ наполнить наше тело питательными веществами, чтобы поддержать здоровье и питание мышц в стрессовое время, когда на обычное качественное питание у нас просто не хватает время. Если вы не хотите жертвовать своим питанием, и все еще хотите тренироваться, то вы подвергаете ваш организм стрессу, и в этом случае, добавки будут вашим отличным помощником.
Теперь, если вы приобрели спортивное питание, то это не значит, что оно все сделает за вас и можно расслабляться. Если вы считаете, что закрыли свою дневную норму белка шейкером с протеином и можно наедаться в течение оставшегося дня, чем попало, тогда добавки не для вас. Спортивное питание является отличным помощником в вашем рационе, но никак не заменяет его, поэтому в нем должно быть место, как качественной белковой еде, так и добавкам, и вы должны понимать это.
Далее поговорим о людях, которые считают, что можно получить хорошую спортивную форму без применения спортивных добавок. Да, это так, но вы будете отставать. Научно доказано, что, если вы хотите выйти на новый уровень, иметь более атлетическую форму, тренироваться усерднее и, возможно, принимать участие в соревнованиях, то добавки сделают этот процесс более гибким и позволят добиться результатов в кратчайшие сроки.
Для того чтобы понять пользу и необходимость применения данного вида спортивного питания, разберем его технологию производства. Не сложно догадаться, что основным сырьем для производства протеиновых смесей является – молоко. Молоко находится в жидкой форме, но не потому, что в нем много воды, а потому что вещества в молоке растворены друг в друге. Сухая масса веществ в молоке составляет 12%-13%, от общей массы продукта или от объема. Первым шагом на пути производства высокобелковой смеси является выделение сыворотки из молока. Для того, что бы отделить сыворотку из молока, молоко проходит несколько стадий. Самый простой путь получения сыворотки – выделить творог из молока. Творог – кисломолочный продукт, получается он путем сквашивания молока и отделением от него сыворотки. При сквашивании молока, большая часть молочного белка (или казеина) а так же жиров отсеется в нем, а отделившаяся жидкость и есть – сыворотка. Около 6% сухого вещества остается в сыворотке, то есть примерно половина всех молочных элементов остается в сыворотке. Интересный факт, что количество жиров в сыворотке – незначительное, а вот несмотря на то, что казеин (основной молочный белок) остался в твороге, в сыворотке остаются другие, не менее ценные белки – сывороточные протеины. Теперь мы знаем, что при производстве творога и сыра, остается сыворотка, как побочный продукт. В твороге основную часть белков составляют казеин, а в сыворотке – сывороточный протеин
Для того, что бы получить так называемый сывороточный протеин (высококонцентрированный продукт), сыворотку необходимо разделить на отдельные компоненты и выделить сывороточный концентрат (Whey Protein). Концентрат сывороточного протеина – питательный и крайне полезный продукт. Его уже можно употреблять в пищу. При производстве протеина используется так называемый метод мембранной фильтрации. Суть его заключается в том, что мембрана служит как фильтр и задерживает молекулы. Существую различные по величине сетки мембраны, которые задерживают соответственно различные молекулы. Все выделяют четыре вида мембран: микрофильтрафия, ультрафильтрация, нанофильтрация и обратный осмос. Для того, что бы лучше понять то, как делают протеин, давайте посмотрим на схему его производства:
Рисунок 1 - Схема производства протеина
Итак, что же это получается, что такой популярный и разрекламированный в сфере фитнеса протеин – это всего лишь обычное переработанное молоко?
Отсюда можно сделать вывод, что ничего сверхъестественного от протеина ждать не стоит, поскольку это обычный продукт, только в более удобной форме для употребления. Но все же не зря он занимает такое почетное место в построении тела? Не зря, ведь главная основа для построения мышц – это белок, чем и является протеиновая смесь. Так как норма белка для тренирующихся людей колеблется от 1.5 до 2 грамм на вес тела, то если взять вес среднестатистического человека, то получим 65 * 1.8 = 117 грамм белка в день. То есть, нам нужно сделать около четырех белковых приемов пищи, для того чтобы закрыть этот объем. Учитывая нашу постоянную занятость в течение дня, это будет довольно проблематично, поэтому протеиновый шейк с радостью решает эту проблему. К тому же по соотношению цена на грамм белка с той же самой куриной грудкой протеин приятно удивит вас.
BCAA – незаменимые аминокислоты
Здесь все немного сложнее, нежели с протеином. Спортивные добавки BCAA состоят из лейцина, изолейцина и валина. Они ускоряют рост мышц и предотвращают их разрушение, как нам заявляют производители. Помимо этого, также выделяют следующие полезные свойства:
- Набор сухой мышечную массу.
- Уменьшение жировой прослойки.
- Повышение силовых показателей.
- Повышение действия других спортивных добавок.
- Синтезируют мышечный протеин.
- Стимулируют выделение инсулина.
Казалось бы, покупай, пей и расти, все просто. На самом деле отношение к этой добавке может измениться, если посмотреть на таблицу ниже
Рисунок 2 - Содержание BCAA в обычных продуктах
Для прояснения картины, приведем пример, что для человека с нормой белка 120 грамм в день, дневная норма BCAA составляет:
- изолейцин – 4,8 г;
То есть, получается ситуация схожая с протеином, к тому же, если сделать некоторые подсчеты, то можно заметить, что норму BCAA закрыть даже легче. Получается опять развод? Не совсем. При интенсивных тренировках потребность в аминокислотах намного возрастает, поэтому с пищей их может не хватит, если вы, конечно, не будете пихать в себя яйца и куриные грудки. Как известно, мышцам для восстановления требуется до 48 часов. Поэтому, если ваш тренировочный процесс построен таким образом, что вы, скажем, тренируетесь ежедневно, тогда прием BСAA позволит вам это делать комфортно и без лишней мышечной боли.
К тому же можно выделить еще один волшебный эффект от данной спортивной добавки. После пробуждения, у нас сразу запускаются катаболические процессы, вызванные ночным голоданием. В связи с недостатком питания, мышцы так же подвергаются катаболизму, а поскольку BCAA являются основным питанием для мышечной массы, то это то, что нам нужно. К тому же выпить натощак бокал с водой с растворенным вкусным порошком не составит труда.
Почти любой сайт в интернете скажет вам, что креатин – это, пожалуй, единственная по – настоящему рабочая добавка. Да, действительно, это так. К тому же мы, в принципе, не можем получить дневную норму креатина с едой, как это работает на вышеперечисленном спортивном питании. Чтобы убедиться в этом, возьмем в пример говядину - довольно дешевый и богатый источник креатина. В килограмме этого мяса содержится всего лишь 5 грамм креатина. Не трудно догадаться, что такой объем пищи не под силу нашему организму.
Креатин – хоть и рабочая добавка, но действует она не на всех. Чтобы извлечь максимальную для себя выгоду при приеме креатина, нужно соблюдать несколько правил. Для начала разберем принцип работы креатина, он прозрачно прост:
Основная энергия нашего организма сосредоточена в молекулах АТФ. Однако есть проблема – их запас настолько мал, что его хватит только на 2-3 секунды активности. Из-за этого в мышцах постоянно синтезируются новые молекулы, и происходит это при помощи:
- гликогена и молочной кислоты;
Креатин активно участвует в процессах фосфагенной системы, что дает энергию на короткие интенсивные активности. Уровень кислоты резко падает после первых 10 секунд занятий, из-за чего медленно образуется фосфат креатина – именно он и синтезирует АТФ. Получается, что основная функция креатина – ускоренное образование молекул АТФ, благодаря которым в мышцы поступает больше энергии, а усталость наступает позже.
Итак, первое правило креатина – это, конечно же, повышение уровня тренировочной активности. Креатин дает вашим мышцам больше энергии, поэтому, почему бы не увеличить рабочие веса, интенсивность тренировок, ведь все это, в конечном итоге, скажется на вашем росте.
Второе правило заключается в способе приема креатина. Обычно, это 10 грамм в тренировочный день (5 грамм с утра, 5 грамм после тренировки), и 5 грамм в день отдыха. Людям с весом более 90 килограмм следует увеличивать норму в индивидуальном порядке. Помимо обычного приема, существует, так называемая, фаза загрузки. То есть, в первые дни приема увеличивать норму до 20 грамм в день. Относительно нее бытуют разные мнения, остановимся на том, что 20 грамм слишком тяжело для нашего организма, особенно почек, и мы не слишком торопимся за получением эффекта, так как спустя неделю обычного приема креатина он не заставит себя ждать. Важно отметить, что креатин хорошо сочетается со сладкими продуктами, поскольку главный доставщик креатина к мышцам, это инсулин. Длительность приема креатина обычно длится от одного до двух месяцев, в зависимости от степени тренированности спортсмена. Далее делается пауза – от двух до четырех недель, и по желанию продолжается или не продолжается прием.
Таким образом, изучив необходимую информацию, и купив за небольшие деньги баночку креатина, можно получить следующие положительные эффекты:
1) Увеличение силы. Этот эффект подтвержден опытами, результаты которых гласят – креатин моногидрат может увеличить максимальный вес при повторных подходах в жиме лежа на 10 кг всего за неделю. Помимо этого возрастают и спринтерские способности.
2) Увеличение массы и проявление рельефа мышц. Креатин всасывается в мышечные клетки – благодаря этому мышцы выглядят больше и рельефнее.
3) Увеличение времени тренировки. Креатин сдерживает образование молочной кислоты, что отодвигает эффект мышечного отказа. Помимо этого сокращается время восстановления после тренировки.
4) Влияние на образование анаболических гормонов. Анаболизм – это формирование новых клеток. Креатин повышает выработку соматотропина и тестостерона: первый называют гормоном роста из-за эффективного влияния на рельефность мышц, а второй наращивает мышцы и ускоряет синтез белка. Помимо этого креатин подавляет образование миостатина – гормона, который мешает мышцам расти.
Омега 3 и витаминно – минеральные комплексы
Омега 3, наряду с креатином, является по – настоящему важным элементом не только для спортсменов, но и для не тренирующихся людей. Наш организм сам не способен вырабатывать Омега-3, а воздействие Омега-3 на организм человека по-настоящему ошеломляюще! Попадая в организм с продуктами питания, жирные кислоты Омега-3 встраиваются в структуру клеточных мембран. Это очень улучшает структуру мембран: происходит активизация работы клеток, улучшается их питание и обменные процессы. Особенно это важно для работы клеток сердца и мозга, которые всегда находятся под нагрузкой. Поскольку продукты с богатым содержанием этого жира проблематично употреблять в ежедневной форме, то капсулы будут отлично справляться с этой работой.
Что насчёт различных комплексов мультивитаминов, то здесь ходят разные мнения. Если у человека довольно богатый и сбалансированный рацион, то нужды в их приеме нет. Единственное, что можно выделить, это Цинк, так как продукты, содержащие это вещество, редко встречаются в нашем рационе.
Менее популярное спортивное питание
В этот список отнесем: гейнер, L – карнитин, цитруллин, тестобустеры, глютамин. Теперь немного поговорим про них:
Гейнер - Это смесь протеина (чаще всего используется тот же самый сывороточный) с комплексом углеводов. Данный вид добавки подойдет в основном для эктоморфов, для того, чтобы сдвинуть с места их упрямый метаболизм. Плюс: быстрый рост массы (не мышечной, а именно общей, то есть включая и жир). Минусы: 1) гейнер выгоднее заменить различными крупами и макаронными изделиями, но, если вы не любите готовить, тогда он вам подойдет; 2) вырастут ваши расходы на туалетную бумагу.
L – карнитин - заменимая аминокислота, в организме она содержится преимущественно в печени и мышечной ткани. Карнитин имеет целый ряд полезных свойств, но спортсмены принимают его прежде всего для ускорения сжигания жира (он транспортирует жирные кислоты к клеточным митохондриям) и для получения дополнительной энергии для тренировок в результате этого процесса. Итак, если вы готовы заплатить за более эффективное сжигание жира, тогда эта добавка для вас.
Цитруллин - это заменимая аминокислота, которая не закодирована в ДНК человека, но всё же присутствующая в некоторых видах белка. Цитруллин, по многим наблюдениям, обладает множеством синергетических эффектов с другими популярными добавками, особенно с BCAA (аминокислоты с разветвлёнными боковыми цепями). Многие исследования показали, что цитруллин-малат обладает множеством полезных свойств, повышающих работоспособность спортсменов. Помимо того, что цитруллин играет важную роль в цикле мочевины, он также улучшает здоровье и физическую производительность:
1) Увеличение внутриклеточного производства NO (оксида азота), который оказывает положительный эффект на процесс вазодилатации (релаксации гладкой мускулатуры в стенках кровеносных сосудов) и кровотока в мышцах
2) Повышает эффективность использования незаменимых аминокислот (в первую очередь BCAA) во время тренировки
3) Уменьшение времени восстановления после тренировки за счёт снижения мышечной боли
4) Усиление элиминации (устранения) токсических метаболитов азота
5) Повышение уровня гормона роста после тренировки в более высокой степени, нежели у тех людей, которые не принимают цитруллин-малат (исследование сравнивало группу принимающих цитруллин и группу, принимающих плацебо)
6) Снижение (ингибирование) увеличения уровня инсулина в плазме, которое обычно возникает после интенсивной тренировки
Так нам расписывают волшебные свойства цитруллина производители. К сожалению, действие этой добавки очень сложно отследить, и польза приема определяется в индивидуальном порядке. Но, цитруллин – это одна из самых безопасных спортивных добавок, поэтому, купив и попробовав, вы ничего не потеряете.
Тестобустеры - В эту группу входит довольно большое число добавок с разными составами, такие как Трибулус, ZMA. Принимают их для повышения секреции уровня тестостерона. Данный вид спортивного питания рекомендуется применять мужчинам, старше 30 лет, когда собственная выработка тестостерона замедляется. В остальных случаях, покупка этой добавки - скорее всего выбрасывание денег на ветер.
Глютамин - условно незаменимая аминокислота. Мышечная ткань человека состоит из неё примерно на 60%. Смысла в ее дополнительном приеме нет, особенно, если вы пьете протеин или BCAA, так как в них, как и во многих других источниках белка глютамина содержится в достатке.
Рынок спортивного питания с каждым годом растет с завидным масштабом. Так его прирост составляет около 15% в год в регионах и 10% в Москве. Поэтому, если вы тренируетесь, важно быть компетентным в этой сфере. Данная статья позволит вам полностью разобраться и определить для себя оптимальный набор спортивного питания для вашего тренировочного процесса. Добавки могут стать отличным помощником в построении спортивной формы, но не стоит забывать про три важнейших критерия для роста мышц: тренировки, питание, сон.
Читайте также: