Понятие об обмене белков

Обмен белков занимает самое важное место в метаболизме жи­вых организмов, так как благодаря уникальным функциям и многообра­зию превращений белков любой живой организм существует, развивает­ся и воспроизводит сам себя. Все другие виды обмена подчинены и об­служивают обмен белков как источник самой жизни.

Обмен углеводов и липидов является основным источником энергии в форме АТФ, необходимой для синтеза липидов. Углеводный обмен, кроме того, является основным источником углеродных цепей в биосинтезе аминокислот.

Обмен нуклеиновых кислот обеспечивает хранение и передачу информации о первичной структуре белков, обслуживая специфическое воспроизведение белковых молекул.

Минеральный обмен способствует созданию или распаду фер­ментов, катализирующих синтез белков, а также структур, при помощи которых этот синтез осуществляется.

С другой стороны, белковый обмен координирует и регулирует все виды обмена в организме, так как помимо основной пластической функции (главный строительный материал всех органов и тканей) белки могут служить источником энергии, белки выполняют уникальную ката­литическую функцию (ферменты), белки принимают участие в биосинте­зе гормонов, регулирующих процессы обмена веществ в организме.

Таким образом, белки являются незаменимыми веществами для организма, и основной их источник - это продукты питания. При незна­чительном содержании белков в пище возникает серьезное заболевание - белковая недостаточность, следствием которой является нарушение ряда важных физиологических функций организма (исключение белков из пищи на длительный срок приводит к серьезным нарушениям, а ино­гда и к необратимым патологическим явлениям).

В теле взрослого человека массой 70 килограммов содержится примерно 15-17 килограммов белков. Ежесуточно распадается на амино­кислоты 400 граммов белков и столько же синтезируется из свободных аминокислот, источниками которых служат белки пищи, белки собствен­ных тканей, а также синтез аминокислот из углеводов. Доказано, что белки нужны не только растущему организму, но и уже сформировавше­муся, так как в организме происходит постоянное обновление химическо­го состава всех органов и тканей, но с различной скоростью.

Время, в течение которого белки всего организма обновляются наполовину, называют средним временем полужизни или полупериодом распада белков. У человека он равен примерно 12 неделям. Измеряют время полужизни и отдельных белков. У человека белки печени в сред­нем обновляются наполовину за 2 недели, хотя некоторые из них - за 15-20 минут, белки мышц - за 27 недель. Самый интенсивный обмен веществ происходит в печени. Для белков кишечника полупериод распада равен нескольким дням, а для ряда, гормонов - нескольким часам или даже минутам (инсулин).

В растущем организме, а также при выздоровлении или бере­менности скорость синтеза белков превышает скорость их распада, тогда как для сформировавшегося и нормально функционирующего организма эти скорости равны. Состояние белкового обмена регулируется деятель­ностью центральной нервной системы (ЦНС) и зависит как от экзогенных факторов (характер питания, экология), так и от эндогенных (обеспечен­ность витаминами В₁, В₂,В₆,РР и др., деятельность желез внутренней сек­реции, вырабатывающих гормоны; оснащенность организма ферментами; степень усвоения белков и аминокислот пищи и др.)

Так как основная масса азота пищи (более 95 %) находится в соста­ве белков, а большинство выделяемых организмом азотистых соединений являются продуктами распада белка, то о состоянии белкового обмена можно судить по азотистому балансу. Под последним понимают разницу между количеством азота, поступающего с пищей, и количеством выде­ляемого азота. Для здорового взрослого человека характерно состояние азотистого равновесия. Для растущего и выздоравливающего организма наблюдается положительный азотистый баланс - выводится азота мень­ше, чем поступает, общая масса белков организма увеличивается. При старении, голодании, тяжелых болезнях - азота выводится больше, чем поступает - отрицательный азотистый баланс, общая масса белков уменьшается. Для поддержания азотистого равновесия, для нормального здоровья и работоспособности взрослому человеку умственного труда с умеренной физической нагрузкой требуется 100-120 граммов белка в сутки, при тяжелой физической нагрузке - 130-160 граммов. Детям до 10-12 лет - от 55 до 80 граммов белка в сутки, после 12-13 лет - не менее 90-100 граммов в сутки.

Наибольшее содержание белков в следующих продуктах: мясо (18-22 %), рыба (17-22 %), сыр (20-36 %), горох и фасоль (24-26 %), соя (35 %), яйца (13 %), крупы (8-12 %), орехи (8-13 %), макароны (9-13 %) и в некоторых других.

Состояние белкового обмена человека зависит не только от ко­личества поступающего с пищей белка, но и от его качества. Установлено, что в организме человека и большинства животных, в отличие от растительных организмов, из 20 необходимых аминокислот синтезирует­ся только 10 и эти аминокислоты называются заменимыми. Другие 10 аминокислот, названные незаменимыми, обязательно должны поступать в организм с пищей. К ним относят триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин, аргинин (частично неза­меним) и гистидин (незаменим для детей и частично незаменим для взрослых). Следует особо подчеркнуть, что недостаток какой-либо одной незаменимой аминокислоты ведет к неполному усвоению и других ами­нокислот.