Белки (Беседа 4) - Беседы о питании, А.А. Покровский

Бесчисленное множество различных видов белков, с которыми мы встречаемся в животных и растительных организмах, объясняется огромным разнообразием возможных последовательных соединений — в молекуле 20 распространенных в природе аминокислот.

Белки представляют сложные высокомолекулярные вещества, построенные из сотен аминокислотных остатков. При образовании белковой молекулы аминокислоты соединяются в длинные пептидные нити, которые затем обычно скручиваются в шароподобные или волокнистые образования. По своей структуре белки напоминают строение многих пластических масс, почему их справедливо называют биологическими полимерами.

Помимо структурных белков, к белковым веществам относятся: ферменты — важнейшие ускорители биохимических реакций в организме. Они могут быть названы биологическими катализаторами. Доказано, что ряд структурных белков одновременно является ферментами. Белками являются также некоторые гормоны — тонкие регуляторы обменных процессов; нуклепротеиды - действительные регуляторы синтеза белка в организме и, вероятно, носители наследственных свойств.

Ферменты отличаются удивительной способностью в десятки и сотни тысяч раз ускорять определенные реакции. Особые ферменты выделяются в желудочно-кишечном тракте человека и способствуют расщеплению белков до отдельных аминокислот. Пепсин выделяется в желудке, трипсин и химотрипсин — в поджелудочной железе, пептидазы — в кишечнике. Содержащийся в слюне фермент — амилаза — расщепляет крахмал до сахаров; фермент поджелудочной железы — липаза — в присутствии желчи осуществляет расщепление жиров до жирных кислот и глицерина. Как видите, каждый фермент осуществляет какую-либо одну или близкую группу реакций.Ферменты присутствуют в каждой клеточке человеческого тела и способствуют разнообразным химическим реакциям обмена.

Биохимия начинает познавать химические реакции процессов движения, пищеварения, зрения, нервной проводимости и даже совершенно загадочного раньше явления наследственности. Великий русский физиолог И.П. Павлов называл ферменты подлинными возбудителями жизни. По химическому строению ферменты представляют либо простые, либо сложные белки. Простые ферменты являются белками, в составе которых особое расположение аминокислот придает им способность катализировать химические реакции. В состав сложных ферментов помимо белков входят производные витаминов, которые необходимы для синтеза ряда ферментов, или какие-нибудь другие соединения небелковой природы.

Несмотря на то что белки составляют 1/5 часть человеческого тела и около 2/3 его плотного остатка, организм обладает лишь незначительными белковыми резервами. Единственным источником образования белков в организме являются аминокислоты белков пищи. Поэтому белки являются совершенно незаменимыми в ежедневном питании человека любого возраста.

Если в пище мало белков

Белковое голодание довольно быстро приводит к тяжелому расстройству здоровья. Особенно чувствителен к недостатку белка растущий организм детей. Белковая недостаточность приводит к задержке, а затем к полному прекращению роста; вялость, похудание, тяжелые отеки, поносы, воспаление кожных покровов, малокровие, тяжелые расстройства функций печени и поджелудочной железы, понижение сопротивляемости к инфекционным заболеваниям — вот далеко не полный перечень последствий белковой недостаточности. Нередки случаи гибели человека.

Описанная картина характерна для заболевания, получившего широкое распространение в колониальных странах, под названием «квашиоркер». Эта болезнь — результат питания преимущественно растительной пищей. "Квашиоркор" — бич детского населения африканского континента, а также стран Южной Америки.

Тяжелые последствия белкового голодания особенно памятны очевидцам героической обороны Ленинграда. Признаки белковой недостаточности в годы войны можно было наблюдать и в глубоком тылу, где не хватало белков животного происхождения.

Существуют ли точные методы определения нарушений белкового обмена? Для определения белкового обмена врачи часто прибегают к исследованию так называемого азотистого равновесия. Практически белки являются почти единственным источником усвояемого организмом азота. Поэтому по количеству посыпающего с пищей и выделяющегося главным образом с мочой азота в какой-то степени можно судить о благополучии или нарушениях белкового обмена.

В организме взрослых здоровых людей мы наблюдаем азотистое равновесие, у детей имеет место арактерное для растущего организма накопление белковых веществ, в результате количество поступающего с пищей азота превышает количество азота, выделяемого с продуктами распада, или, как говорят врачи, азотистый баланс положителен. Таким образом, положительный азотистый баланс в организме ребенка и юноши является признаком здоровья.

Отрицательный азотистый баланс наблюдается у людей, которые получают недостаточное количество белка с пищей, и у тяжелобольных, в организме которых белок плохо усваивается. Такое состояние характеризуется распадом собственных белков в организме и его истощением. Длительное состояние отрицательного азотистого баланса является грозным признаком нарушения здоровья.

Сколько требуется белка

Каковы же действительные потребности человека в белке? Некоторые буржуазные ученые пытались обосновать минимальную норму белка, необходимую для поддержания азотистого равновесия в организме. По утверждениям этих авторов минимальная норма белка для взрослого человека составляет всего лишь 40 — 50 граммов в день. Нет нужды доказывать, что эта цифра примерно в два раза ниже действительной потребности организма в белке и тем не менее она послужила основанием для широкого обсуждения «проблемы переедания человечеством белка». И это обсуждают в то время, когда более половины населения земного шара охвачено хроническим белковым голоданием.

Белки, особенно животного происхождения, наиболее дорогая часть пищи, поэтому ограничение белков в питании трудящихся означает лишь циничную «заботу» ученых — прислужников капитала — удешевить рабочую силу. Таков волчий закон капиталистического общества. В действительности потребность человека в белке определяется интенсивностью процессов его обновления в тканях организма и зависит как от индивидуальных особенностей организма, пола, возраста, роста, так и от трудовой деятельности человека. Оптимальные количества белка в питании должны не только поддерживать азотистое равновесие, но и обеспечивать сопротивляемость организма к инфекциям и другим вредным агентам внешней среды, способствовать улучшению здоровья и повышению работоспособности человека.

Если работа не связана с интенсивным физическим трудом, организм человека в среднем нуждается в получении с пищей примерно 1,1 — 1,3 грамма белка на килограмм веса тела. Это означает, что человек, весящий 70 килограммов, должен получать не менее 80—100 граммов белка в сутки. С увеличением интенсивности физического труда возрастают и потребности организма в белке. При очень напряженной работе потребность в белке может возрасти до 150 граммов и выше в сутки. Наблюдениями установлено, что при этом количество белка в определенной степени зависит от его состава.

Потребность растущего организма в белке значительно выше и зависит от возраста. На первом году жизни ребенок должен получать более 4 граммов белка на килограмм веса тела. В последующие годы потребность в белке снижается: в 2-3 года - 4 грамма, в 3-5 лет - 3,8, в 5-7 - 3,5 грамма и т.п. Такая высокая потребность в белке у детей объясняется тем, что в растущем организме преобладают синтетические процессы, и белок пищи необходим не только для поддержания азотистого равновесия, но и для обеспечения роста и формирования тела.

Кормящая мать обеспечивает новорожденного молоком, наиболее приспособленным к его нуждам. В молоке матери ребенок находит в нужных соотношениях все необходимое для своего развития и, в частности, очень хороший набор белковых веществ. Даже коровье молоко, а тем более продукты растительного происхождения не могут но всех случаях в полной мере заменить молоко матери. Вот почему врачи, как правило, рекомендуют вскармливать ребенка грудным молоком не менее 9 месяцев.

Равноценны ли для организма белки, содержащиеся в различных продуктах питания? Бесспорно, не равноценны. В настоящее время наукой доказано, что питательная ценность различных видов белков зависит от аминокислотного состава. В природных белках обнаружено около 20 аминокислот, из них 8 являются незаменимыми для человеческого организма, к ним относятся: триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин и фенилаланин. Для растущего детского организма необходим также гистидин.

Незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме и должны обязательно в определенных количествах поступать с пищей.

Отсутствие любой из восьми незаменимых аминокислот в пище вызывает серьезные нарушения здоровья, особенно тяжело это сказывается на молодом растущем организме.

Мы уже говорили, что строение белка каждой клетки, каждой ткани отличается строгим постоянством. Малейшее нарушение в структуре белковых молекул обычно приводит к значительным нарушениям нормального существования организма. Обнаружено, что причина некоторых наследственных заболеваний заключается в незначительных изменениях строения какого-либо белка, синтезируемого в организме.

Причина развития одного из видов крайне тяжелого злокачественного малокровия, распространенного преимущественно в тропических странах,— серповидноклеточной анемии — связана с заменой в составе гемоглобина всего лишь одной аминокислоты из трехсот (глютаминовой кислоты на валин). Правда, на эту болезнь влияет не простая недостаточность аминокислоты в пище, а наследственный дефект в строении нуклеопротеидов, управляющих синтезом гемоглобина.

Тем не менее из этого примера ясно, что для нормального развития организма в пище должен быть определенный набор аминокислот и что в процессе построения тела аминокислоты могут быть использованы только в определенных соотношениях. Наиболее оправданными для питания являются белки, аминокислотный состав которых близок к среднему аминокислотному составу организма. В этом случае непосредственно для построения тела человека может быть использован значительный процент белков пищи.

Природные аминокислоты представляют органические кислоты, содержащие аминогруппу альфа-положении. Из 20 встречающихся в белках аминокислот 8 не могут синтезироваться в организме и поэтому являются незаменимыми. Незаменимые аминокислоты: валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, лизин, метионин, триптофон. Наиболее дефицитными в белках растительного происхождения являются аминокислоты — лизин,метионин и триптофан, обогащение которыми хлеба и других зерновых продуктов может существенно повысить их биологическую ценность.

Соотношение незаменимых аминокислот

Содержание незаменимых аминокислот в важнейших продуктах, грамм на 100г

Наукой доказано, что для лучшего усвоения белка пищи содержание незаменимых аминокислот в ней должно отвечать соотношениям, приведенным в таблице, т.е. должно быть сбалансированным. Если какая-либо из названных аминокислот входит в меньшем количестве, чем указано в таблице, то и другие аминокислоты не смогут быть полностью использованы организмом для построения белков тела.

С этой точки зрения важно признать, что в настоящее время в питании значительной части населения земного шара намечается определенный дефицит трех аминокислот: триптофана, лизина и метионина. Эти аминокислоты лимитируют усвоение пищи, поэтому важно обеспечить правильное использование белковых ресурсов нашей планеты как в питании людей, так и животных. Вот почему вопрос о синтетическом производстве этих аминокислот обсуждается учеными наряду с другими проблемами Большой химии. Это объясняется прежде всего преобладанием в питании населения слаборазвитых стран продуктов растительного происхождения, особенно злаковых, в белках которых наблюдается низкое содержание триптофана, лизина и метионина.

Продукты животного происхождения гораздо богаче названными аминокислотами и по содержанию лизина значительно превосходят среднее содержание его в пище. Поэтому белки животного происхождения не только хорошо усваиваются, но и намного повышают усвоение белков растительного происхождения и дают возможность сбалансировать аминокислотный состав во время еды.

Поскольку лейцин, изолейцин, треонин и ароматические аминокислоты находятся в большинстве рационов в избытке, оценку пищевых продуктов особенно важно проводить по содержанию трех наиболее дефицитных, часто лимитирующих биологическую ценность аминокислот, а именно: триптофана, лизина и метионина.

Наша таблица отражает содержание отдельных аминокислот в продуктах Эти сведения убеждают нас в том, что для удовлетворения аминокислотных потребностей организма целесообразней использовать разное сочетание продуктов, так, например, употребление пшеничного хлеба с молоком влияет на суммарный аминокислотный состав, он становится биологически более ценным, чем при употреблении хлеба без молока.

В равной мере вполне оправдано сочетание различных каш с молоком или использование молочных крупяных супов, молочной лапши и т. п.

Сравнительно выгодны с точки зрения удовлетворения аминокислотной потребности различные мучные изделия с творогом — вареники, сочники, мучные изделия с мясом — пельмени, пирожки с мясом и т. п. В то же время пирожки с рисом и другими крупами, капустой, картофелем и др. являются менее оправданными сочетаниями.

Ведутся исследования по обогащению хлеба отдельными аминокислотами. Весьма интересны попытки улучшения качества белков злаковых путем селекционного отбора.

Следовательно, в рационах надо определять не только суммарное количество белков. Особое значение приобретает оценка их качественной стороны, т.е. содержание в белках отдельных незаменимых аминокислот. Установлено, что для обеспечения удовлетворительных соотношений аминокислот в рационе следует использовать не менее половины белков животного происхождения.

Следует учесть, что тощее мясо содержит больше белков, чем жирное. Белки, содержащиеся в хлебе, менее полноценны, чем белки животного происхождения. Белки продуктов животного происхождения оказались в 1,5 раза более эффективными, чем белки растительных продуктов. Из растительных продуктов более ценные белки содержатся в гречихе, сое, фасоли, картофеле, рисе и ржаном хлебе.

Как обеспечить человека полноценными белками

НЕ ЗАБЫВАЙТЕ, что белки являются наиболее ценной, совершенно незаменимой частью питания. Как бы вы ни перестраивали свой рацион, никогда значительно не уменьшайте необходимого для вашего организма количества белка.

ПОМНИТЕ, что организм взрослого человека нуждается в среднем в 100 граммах белка в сутки, половина из них падает на долю продуктов животного происхождения. Более точно потребности в белке вы можете определить по номографу.

СТАРАЙТЕСЬ в каждом приеме пищи сочетать менее ценные растительные белки (хлеб, кукуруза, каши) с белками животного происхождения (молоко, творог, сыр, мясо, рыба, яйца). Ценность белка зависит от содержания в них незаменимых аминокислот.

СОЧЕТАЙТЕ продукты, обеспечивающие хорошее усвоение белка: молочные и мясные продукты со злаковыми и крупяными, например, гречневую кашу с молоком, хлеб с молоком или простоквашей, а также блюда, сочетающие в себе молоко и крупы: молочные каши и крупяные супы, молочную лапшу, мучные изделия с творогом, мучные изделия с мясом, котлеты с макаронами и т. п.

ИМЕЙТЕ В ВИДУ, что хлеб и любые виды теста, приготовленные на молоке или на очень дешевом отходе маслобойного производства — обрате (обезжиренном молоке), значительно выше по своей питательной ценности обычного хлеба.

СЛЕДИТЕ по возможности за разнообразием своего питания, разумно сочетайте богатые белком продукты.

автор книги "Беседы о питании"
Алексей Алексеевич Покровский, вице-президент Академии медицинских наук СССР