Функциональное питание. Всё, что нужно знать о протеине!

Рассмотрим, какое значение имеют белки в организме.

Ферментативная (каталетическая) функция.

Ферменты – это особые белки. Их роль – ускорять химические процессы в организме. Самый простой пример – процесс пищеварения, который стал бы невозможным без участия ферментов.

Свойства ферментов как катализатора применяется и в быту, с их помощью изготавливается пиво, йогурты, сыры, даже бетон и моющие средства.

Фермент или энзим, как правильно? Немного истории.

Ян Баптист ван Гельмонт стремился найти универсальное средство от всех болезней. Он ищет философский камень, занимается медициной, проводит химические опыты. Детально изучая каббалистические и мистические труды, он создает собственную теорию для объяснения явлений в организме человека, опровергая каноны современной ему медицины. В мире науки он совершает несколько открытий.

В частности, ученый пришел к выводу, что важнейшую роль в процессах пищеварения играет химический реагент, названный им «ферментом» (от лат. fermentum «брожение»).

А некоторое время спустя ученый Эдуард Бухнер получил фермент из дрожжей и назвал его "зимаза".

Изначально катализаторы предложили разделить на 2 группы: ферменты и энзимы. Подразумевая, что энзимы действуют вне живых организмов. То есть энзимы – это по сути название закваски. Но такое разделение не прижилось в научном мире, сегодня энзим и фермент – это абсолютные синонимы.

Значение ферментов.

Как и любые белки ферменты состоят из аминокислот. В каждом отдельном ферменте присутствует от ста до миллиона аминокислот и малейшее изменение в их структуре влечет кардинальные изменения в функциях и действии вещества.

N.B.       Ферменты имеют жизненно важное значение для человека, облегчают пищеварение и ускоряют метаболизм.

С помощью ферментов происходит множество реакций, таких как гидролиз, окисление, восстановление, транспорт. Практически все реакции в клетках осуществляются ферментами. От них также зависит скорость обмена веществ.

Существует более 5000 видов ферментов. Именно ферменты чутко реагируют на все факторы, влияющие на клетку, приспосабливают ее к новым условиям, в частности, дают отклик на гормональные стимулы. Множество лекарств влияют на течение ферментативных процессов, чтобы добиться нужной реакции.

Структурная функция.

Практически все виды живых клеток состоят из универсального строительного материала – белка. Структурные белки – это основа формы клеток.

Структурные белки делятся на 2 группы: на глобулярные и фибриллярные.

Антитела, почти все энзимы, транспортные белки крови, компоненты мембран и рибосом – относятся к глобулярным белкам. Антитела часто называют иммуноглобулинами.

N.B. Из всех видов протеинов только сывороточный концентрат богат иммуноглобулинами IgGI, IgG2a, IgG2b и IgG3. В небольшом количестве они содержатся и в казеине.

Типичными фибриллярными белками являются альфа-кератин волос и ногтей, фиброин шелка, а также эластин и коллаген сухожилий. К этому классу относятся также нитевидные белки, присутствующие в сократительных системах мышечных и не мышечных клеток, например, актин и миозин.

Кератин – это очень прочный белок, входящий в состав волос, ногтей и кожи. Часто кератин используют в различных косметических средствах для ухода за волосами. Но следует помнить, что кератин – это очень прочное вещество, оно не проникает внутрь волоса. Кератин обволакивает волос, образуя защитную пленку, которая сразу разрушается при соприкосновении с обычным шампунем. Также стоит обращать внимание на то, что средства с кератином могут содержать агрессивные вещества, способные нарушить, а не защитить структуру волос.

Все средства по уходу с кератином имеют временный эффект, но приятный. Кератин придает коже шелковистость и мягкость, а волосы легко расчесываются и кажутся объемными.

Только гидролизованный кератин может проникать в структуру волос и восстанавливать их. В любом случае кератин не проникает во внутрь волоса. Поэтому кератиновая косметика имеет временный и накопительный эффект.

Еще один пример фибриллярных белков – коллаген. Коллаген входит в состав всех соединительных тканей, помогает сохранить молодость кожи. Коллаген необходим не только спортсменам, но и всем, кто следит за здоровьем связок и суставов. Именно поэтому коллаген так популярен в косметологии, медицине и спорте. При замедлении обмена веществ, стрессовых состояниях, с возрастом коллаген перестает вырабатываться в необходимых количествах. Кожа становится вялой. волосы секутся, ногти становятся ломкими. Поэтому коллагеновые добавки действительно являются необходимостью.

В спортивном питании много добавок, которые повышают в организме именно уровень структурных белков. Это необходимо для поддержания здоровья связок и суставов, для красоты кожи, для наращивания мышц, для снижения уровня травм хрящевой ткани и повышения эластичности связочного аппарата. Структурные белки – основа формы клеток.

Защитная функция.

Иммунитет – это главная защита организма от разрушительного воздействия агрессивных веществ. Иммуноглобулины, или антитела – специализированные белки, призванные обнаружить и обезвредить вредоносные бактерии. На основе этих антител созданы многие лечебные препараты. Кроме иммуноглобулинов, организмом вырабатываются ряд биологически активных веществ, которые помогают противостоять инфекции – это интерфероны, лизоцим, система комплемента и другие.

N.B.       Интерферон – белок, подавляющий размножение вирусов.

Интерферон был открыт по чистой случайности.

Interference в переводе с английского языка означает помеха. Два вирусолога, англичанин А. Айзек и швейцарец Дж. Линдеман, в 1957 году проводили опыты над мышами. В ходе исследований возникло непонятное явление. Часть мышей не заболевали от введённых им вирусов. Оказалось, что эти мыши уже были заражены другой вирусной инфекцией. То есть один вирус препятствовал размножению другого. Именно это явления противостояния вирусов друг другу назвали интерференцией.

Немного истории.

Луи Пастер начал искать ответ на загадку выживания рода человеческого. Ведь как бы ни были опустошительны эпидемии чумы, оспы, холеры, которые уносили жизни миллионов человек, всегда оставались люди, которых болезни не качались вообще. Защитные возможности этих людей назвали иммунитетом.

В последствии И.И. Мечников открыл фагоцитоз – захват и уничтожение антителами микробов и бактерий. Именно фагоциты первыми реагируют на инородные бактерии, например, вызывая воспалительные реакции при занозе.

В это же время Пауль Эльрих доказывает противоположное, что защищают от инфекций открытые им специфические антитела – лимфоциты.

Только спустя сто лет оказалось, что обе теории правы и дополняют друг друга. Фактически существует два вида иммунитета приобретенный и врожденный.

Еще один пример защитной функции белка в организме – свертываемость крови. Фибриноген – особый белок, растворенный в крови, который при повреждении сосуда превращается в нити фибрина и закрывает рану.

Белки играют важную роль и в химической защите организма. Ферменты печени расщепляют ядовитые соединения, обеспечивают детоксикацию организма.

Регулирующая функция.

Множество подобных белков имеет уникальные функции. Например, плазма крови некоторых антарктических рыб содержит белки со свойствами антифриза, предохраняющие кровь этих рыб от замерзания.

Один из уникальных белковых соединений монелин – выделен из тропического растения Dioscoreophyllum cumminsii. Монелин в 2000 раз слаще сахарозы, но не все люди ощущают его сладость. Но это вещество очень нестабильно, легко растворяется и при нагревании теряет свои свойства.

Сегодня открыты далеко не все белки, выполняющие регуляторную функцию. Основные из них – это белки-рецепторы, белки-гормоны и белки, необходимые для правильного протекания и возникновения множества процессов внутри клеток. Многие белки обеспечивают транспорт полезных веществ, подавляют и активируют функции других белков.

Некоторые из них мы рассмотрим отдельно.

Инсулин.

Инсулин – важнейший гормон, обеспечивающий энергообмен в организме. Инсулин вырабатывается поджелудочной железой, помогает расщеплять углеводы и сахар.

N.B. Инсулин запускает процессы расщепления питательных веществ, получения и запаса энергии.

Очевидна связь между лишним весом и инсулином. Если есть слишком много сладкого и мучного вырабатываемого инсулина может быть недостаточно и глюкоза начнет откладываться в животе и бедрах.

Главным стимулом к синтезу и выделению инсулина служит повышение концентрации глюкозы в крови.

Гормон роста.

Соматропин обладает множеством полезных функций, благодаря чему его часто используют в спорте и медицине. Гормон роста ускоряет процессы жиросжигания, помогает мышцам быстро восстанавливаться после физических стрессов, способствует снижению отложения подкожного жира.

С возрастом выработка этого гормона сильно снижается. Поэтому на рынке много средств, которые повышают естественную выработку организмом соматропина.

Стимулируют повышенную выработку гормона роста, и хороший сон, и физические упражнения, и достаточное потребление протеина.

На самом деле волшебные свойства этого гормона сильно раздуты рекламой. Из-за свойства увеличивать рост мышечной массы, гормон роста в сочетании с другими препаратами стали активно использовать бодибилдеры. В 1989 году соматотропин был запрещен Олимпийским комитетом.

Нормальному человеку достаточно поддерживать оптимальный уровень соматропина в крови с помощью здорового питания и активного образа жизни.

Сигнальная функция.

Клетки взаимодействуют друг с другом за счет деятельности сигнальных белков. Эта функция позволяет различным клеткам получать сигналы, чтобы запустить определенные физиологические процессы.

Например, лептин регулирует аппетит.

Или цитокины – специфические белки, передающие сигналы между клетками.

Взаимодействие между клетками и их системами определяет выживаемость клеток, аллергические реакции, регулирования цикла роста клетки, реакции иммунной, эндокринной и нервной системы.

Транспортная функция.

Белковые структуры также выполняют роль транспорта для различных веществ.

Глобулины осуществляют доставку витаминов, липидов, гормонов. Глобулины вырабатываются печенью и иммунной системой. Именно транспортные белки переносят активные компоненты лекарств к нужным клеткам.

Транспортная функция очень важна для хорошего самочувствия, от нее напрямую зависит с какой скоростью полезные молекулы будут доставлены по адресу, а вредные – как можно скорее выведены из организма. Отличный обмен веществ и здоровый энергообмен – вот что позволяет чувствовать себя хорошо и не заставлять организм в панике откладывать жировые клетки про запас, как только к нему поступают питательные вещества.

Самым наглядным примером может служить гемоглобин, который переносит кислород из легких ко всем тканям в организме, а углекислый газ от тканей к легким.

Резервная функция.

Очень понятная функция, когда организм начинает запасать энергетические резервы (например, глобулины).

Но в человеческом организме нет специальных депо для запаса белковых веществ. При острой их нехватке (голодание, раны, в не такой большой степени физические нагрузки) начинают использоваться белки мышц, лимфоидных органов, эпителиальных тканей и печени.

Примером такого использования белка может служить глюкогенез – процесс образования в печени молекул глюкозы из других молекул – источников энергии, например, свободных аминокислот, молочной кислоты, глицерина. Таким образом, при истощении запасов организма, глюконеогенез является основным поставщиком энергетических субстратов.

Употребление алкоголя резко снижает глюконеогенез, в крови понижается содержание глюкозы. Это действие алкоголя особенно сильно, если принимать его на голодный желудок или после тяжёлой физической нагрузки. Низкое содержание глюкозы в крови плохо сказывается на работе мозга, понижается температура тела. Крушение произошло внезапно. Судно быстро пошло ко дну и лишь один счастливчик, случайно оказавшийся на палубе, зацепился за кусок дерева. Несколько часов он, вцепившись в обломок провел в море, плывя по течению. На его счастье недалеко проплывала рыбацкая лодка, его заметили и спасли. Замерзший, обессилевший, он упал на дно лодки, пытаясь отдышаться. Затекшие руки свело судорогой, его знобило.

Рыбаки старались ему помочь, закутали в теплый плед и дали крепкого рома.

Похожих историй о спасении истощенных в борьбе с природными силами людей много.

Но это огромная ошибка давать истощенному организму алкоголь. Он не восстанавливает силы, а наоборот, делает еще хуже. В таких случаях восстановить силы и нормальный энергообмен может раствор глюкозы.

Моторная функция.

Целый класс белков отвечает за двигательные рефлексы и сокращение мышц.

В основе абсолютно любых движений лежит организованная работа специализированных белковых комплексов, которые способны передвигаться относительно друг друга.

Взаимодействие между актином и миозином порождает силу, которая выражается в сокращении мышечной ткани, – химическая энергия превращается в механическую работу.

P.S.

Белок – это очень ценный продукт, поэтому организм расщепляет белок в качестве источника энергии только в крайнем случае. В первую очередь источниками энергии служат жиры и углеводы. Но не стоит забывать, что до 10% суточной потребности в энергии обеспечивают именно белки.