Белки содержатся во всех тканях животного и растительного организма, являются главной составной частью цитоплазмы клеток и неотъемлемым ингредиентом пищи человека. Они отличаются от других органических веществ содержанием азота. В состав белков входят следующие элементы: углерод (50—54,5%), водород (6,6-7,3%), азот (15-17%), сера (0,3-2,5%), кислород (21,5—23,5%). В состав некоторых белков входят фосфор и железо. Известно, что организм человека содержит около 35% твердого вещества и около 65% воды, причем 85% твердого вещества составляют белки. Если жиры и углеводы могут в какой-то степени вменяться, то заменить в пище белки нельзя. Белки, сгорая в организме, выделяют тепловую энергию; кроме того, они идут на образование гормонов, ферментов и служат материалом для роста и регенерации тканей. Поэтому белки являются носителем важнейших функций организма: структурной, двигательной, защитной и ферментативной. Принята точка зрения, отвергающая наличие в организме человека и животных специальных белковых запасов, безболезненно расходуемых при его дефиците в пищевом рационе. Белковый обмен резко отличается от жирового и углеводного, так как в организме не существует «белковых депо», в которых пищевые белки могли бы длительно сохраняться в виде запасного материала. Углеводы и жиры, поступающие в количествах, превышающих энергетические потребности организма, откладываются, создавая резервы в прямом смысле этого слова. Поэтому для полного здоровья, оптимального состояния организма человека, наибольшей сопротивляемости по отношению к различным видам патогенных воздействий необходимо поступление в организм требуемого количества белка.
Говоря о биологической значимости белка, нельзя не сказать о его особой роли как фактора, возбуждающего энергетический обмен, — явлении, именуемом в физиологии специфически-динамическим, действием. Известно, что уже через несколько минут после приема пищи, богатой белками, наступает повышение энергетического обмена на 30—40%. Специфически-динамическое действие белка сопровождается увеличенным расходом энергии, связанным с депонированием пищевых веществ. Например: включением глюкозы в состав гликогена печени и мышц, трансформацией части глюкозы в жиры, включением аминокислот в функциональные, структурные и резервные белки и т. д.
Белки необходимы как фактор обеспечения напряженности нервно-психических процессов, поддержания высокой реактивности организма в условиях стресса, а также для обеспечения организма по отношению к различным вредным факторам внешней среды, например к возбудителям инфекций, интоксикаций и т. д.
Поэтому недостаток белков в пище может вызвать ряд нарушений жизнедеятельности организма, которые иногда трудно устранить даже после того, как будет обеспечено поступление достаточного количества их с пищей.
При недостаточном содержании белков в пище у крольчих развиваются атрофические изменения в матке и яичниках, прерывается беременность. Опыты с крысами с экспериментальным поражением печени показали благотворное действие рациона с повышенным содержанием белков и витаминов группы В на функцию яичников.
При белковой недостаточности снижается масса эндокринных желез (гипофиз, надпочечные, половые, щитовидная железы) и происходит ряд глубоких гистологических изменений, сопровождающихся нарушением синтеза и выделением гормонов с последующим развитием гипофункции этих желез. Так, например, недостаточное содержание белка в пище приводит к подавлению функциональной активности щитовидной железы, о чем свидетельствует уменьшение поглощения ею введенного в организм радиоактивного йода в 2 раза по сравнению с контрольной группой животных. Значительные и стойкие изменения, наблюдаемые в половых железах, приводят к развитию бесплодия.
В экспериментах на крысах изучалось влияние недостаточного питания матери на потомство. Было установлено, что содержание половозрелых крыс 2 мес до спаривания и затем в течение всего периода беременности на малобелковом рационе (6% казеина вместо 18% в контроле) приводит к снижению эффективности оплодотворения, снижению числа новорожденных в помете и повышению смертности крысят. Масса тела крысят и некоторых их органов (печени, почек и сердца) была меньше, чем в контроле. Снижение массы этих органов происходило за счет уменьшения числа клеток в них, однако, снижение массы придатка семенников явилось следствием как снижения числа клеток, так и уменьшения их размеров. Самки первого поколения отличались низкой плодовитостью и плохим ростом потомства. Содержание таких самок во время беременности на малобелковом рационе приводило к дальнейшему снижению их плодовитости.
При белковом голодании развивается холиновая недостаточность, сопровождающаяся жировой инфильтрацией печени с последующим развитием цирротических изменений. Нарушение пластических процессов в условиях белковой недостаточности наиболее резко проявляется в прекращении роста костей и изменении их химического состава (резкое снижение содержания солей кальция, изменение соотношения между кальцием и фосфором и значительное увеличение количества магния). Таким образом, неопровержимо доказано наличие тесной связи в обмене белков и минеральных солей, а также то, что для нормальной жизнедеятельности организм нуждается в постоянном поступлении белков (так называемый белковый минимум).
При рациональном питании у взрослого человека между поступающим с пищей азотом и его выделением существует равновесие. Такое равновесие поддерживается при условии, если организм потребляет в сутки не менее 14 г азота, а так как белок содержит в средне 16% азота, т. е. 1 г азота соответствует 6,25 г белка (100:16 = 6,25), то для поддержания азотистого равновесия необходимо около 90 г белка.
Следовательно, здоровые люди, масса тела которых не изменяется, выделяют столько азота, сколько они приняли его с пищей. Подобное состояние рассматривается как нулевой азотистый баланс. Когда снабжение организма белками или аминокислотами превышает потери азота с мочой, калом, потом, баланс азота называют положительным. Если же потери азота превышают его поступление, баланс азота считают отрицательным. Хронический отрицательный азотистый баланс может привести к распаду белков тканей в организме, в частности мышечных белков, а также паренхимы внутренних органов. Отрицательный баланс азота, равный ежедневно 10 г на протяжении 10 сут, эквивалентен распаду 2,5 кг мышц за этот же период времени.
Длительный дефицит белка приводит к резким нарушениям ферментных процессов и нарушению баланса аминокислот в тканях. Последствия дефицита белка в питании наиболее опасны при состояниях, связанных с напряжением обменных процессов, когда потребность в пищевых веществах резко возрастает. Это беременность, лактация, процессы репарации и регенерации. Биохимическую сущность подобных состояний в силу необычайной напряженности обменных процессов в организме можно охарактеризовать как метаболический стресс.
В условиях трудовой деятельности минимальная потребность в белке составляет не менее 1 г на 1 кг массы тела. По современным представлениям, белки являются сложными соединениями, состоящими из аминокислот. Известно свыше 80 природных аминокислот, из которых более половины открыты за последние десятилетия. Однако для гигиены питания представляют интерес 22 аминокислоты, наиболее распространенные в продуктах питания. Под воздействием пищеварительных соков белок распадается на менее сложные соединения: полипептиды, альбумозы, пептоны, а затем на более простые соединения — аминокислоты. Питательная ценность белков определяется количеством и характером содержащихся аминокислот, так как каждая из них имеет специфическое назначение. Различают заменимые аминокислоты, которые организм может синтезировать из других аминокислот, и незаменимые, т. е. такие, которые он не может воспроизвести. Нормальный тканевый синтез в организме происходит при условии наличия в крови всего комплекса незаменимых аминокислот, сбалансированных в определенных количественных соотношениях. В зависимости от состава аминокислот белки подразделяются на полноценные и неполноценные. Те, которые доставляют клеткам и тканям организма все незаменимые аминокислоты, называются полноценными, остальные белки являются неполноценными. Разумеется, что организм постоянно нуждается в полноценных белках. Комбинация полноценных и неполноценных белков, содержащихся в различных продуктах питания, обеспечивает поступление в организм необходимого количества аминокислот.
К жизненно важным незаменимым аминокислотам относятся: аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, фенилаланин, треонин, метионин, триптофан, валин и цистин. Физиологическое назначение незаменимых аминокислот разнообразно. Так, по некоторым данным, цистин и триптофан участвуют в построении гематина. Кроме того, триптофан обеспечивает образование противопеллагричеокого витамина — никотиновой кислоты (витамин РР), а фенилаланин участвует в образовании тирозина, необходимого для синтеза гормона щитовидной железы — тироксина. Гистидин необходим для построения глобина. Отсутствие лизина вызывает остановку роста, гипопротеинемию, заболевания кроветворной системы и соединительной ткани. При недостаточном содержании триптофана, лизина и метионина в пище уменьшается содержание в костях фосфорнокальциевых солей. Особую ценность представляет метионин; наряду с тем, что эта аминокислота необходима для процессов роста, она оказывает липотропное действие, т.е. предупреждает развитие жировой инфильтрации печени при питании продуктами, бедными липотропными веществами.
По содержанию метионина белки подразделяют на 4 основные группы: 1) белки, содержащие избыток метионина (белки яиц, многих видов рыб, молока и молочных продуктов, печени, баранины), 2) белки, содержащие метионин в оптимальном количестве (различные виды мяса, пшено, паюсная и зернистая икра, белые грибы), 3) белки, в которых содержание метионина ниже оптимального (рис, гречневая крупа, картофель, свинина), и 4) белки, в которых обнаруживается острый дефицит метионина (бобовые, овсяная крупа, ячмень, орехи).
Роль белка в питании беременной женщины исключительно велика, так как материнскому организму необходим дополнительный белок для роста матки, плаценты, молочных желез, для увеличения количества крови. Если организм не получает достаточного количества белка, необходимого для процессов роста и развития плода, он должен его заимствовать из собственных тканей.
В организме беременной изменения в белковом обмене характеризуются накоплением азота. За 167 дней беременности мать удерживает 207 г азота, плод— 101 г. При нормально текущей беременности белки подвергаются сгоранию в меньшей степени, в связи с чем происходит их накопление.
Неполноценное белковое питание беременных может привести к состоянию гипопротеинемии, сопровождающейся нарушением важнейших физиологических процессов (снижение основного обмена, ослабление активности эндокринных желез, атрофия органов). Снижение протеинов в питании сопутствует понижение функции пищеварительной системы (особенно печени) и повышение чувствительности организма к инфекционным заболеваниям. Бедная белками диета беременных приводит к развитию тяжелых форм токсикоза, преэклампсии, анемии (ослабление процессов кроветворения), рвоте, ухудшению течения гипертензивного синдрома. Недостаток белков во время беременности во многом опаснее их избытка. Следовательно, последствия недостаточности белков наиболее опасны при беременности — состоянии, связанном с напряжением обменных процессов, когда потребность в них резко возрастает.
Проблема потребности в белках, в частности при беременности, явилась предметом неоднократного обсуждения объединенной группы экспертов ВОЗ. Дополнительное потребление 6 г полноценных белков (типа молочного или яичного) в день могло бы покрыть повышенную потребность в них при беременности.
Если для питания взрослого человека требуется в среднем 1 г белков на 1 кг массы тела в день, то женщине, начиная с 4-го месяца беременности, необходимо 1,5 г белков на 1 кг массы тела. Достаточно сказать, что с 17 нед беременности на каждые 100 г белков, съедаемых матерью, примерно 1г приходится на долю плода. Доношенный плод содержит примерно 500г белков, из которых 2/з (330 г) ему отдает материнский организм в последние 2—3 мес, а в течение последнего месяца—170 г. Между тем материнскому организму требуется дополнительно 500 г белков для нормального развития молочных желез и увеличения общей массы крови.
Таким образом, принимая во внимание повышенную потребность в белках во время беременности, как в первой, так и во второй половине, рекомендуется вводить в пищевой рацион продукты, богатые белками.
Полноценными белками богаты продукты животного происхождения: мясо, яйца, молоко, сыр, творог. Из растительных продуктов условно полноценными можно считать белки пшеницы, сои, капусты, картофеля. Белки ячменя и кукурузы не могут служить источником полноценного белкового питания, так как, например, белок кукурузы не содержит лизина и триптофана. Беременной особенно рекомендуются такие продукты, как творог, молоко, отварное мясо, рыба, неострые сорта сыра, в которых содержатся полноценные белки, необходимые как для матери, так и для плода. Если, например, смешать гречневую кашу с молоком, то получается блюдо с хорошим соотношением аминокислот; это лишний раз подчеркивает необходимость включения в пищевой рацион разнообразных продуктов. Наиболее правильным является питание смесью белков животного и растительного происхождения, в которой последние не должны превышать 50%. Избыточное потребление не рекомендуется белков, так как они могут обусловить перенапряжение функций печени и почек.
Добавить комментарий