Tauki
Vāveres
Ar pārtiku uzņemto proteīnu fizioloģiskā loma ir tāda, ka tie ir galvenais ķermeņa plastiskā vielmaiņas elements, kas ir "būvmateriāla" avots. Uztura olbaltumvielas tiek sadalītas līdz to strukturālajiem elementiem - aminoskābēm. Olbaltumvielas saturošus produktus nevar aizstāt ar produktiem, kas satur taukus un ogļhidrātus. Dažas aminoskābes, kas veido olbaltumvielu molekulas, organismā var sintezēties. Tie ir tā sauktie neaizvietojamās aminoskābes. Otra daļa ( neaizstājamās aminoskābes) nevar sintezēt, tāpēc tas ir jāapgādā ar pārtiku. Galvenie olbaltumvielu avoti cilvēkiem ir: gaļa, olas, zivis, pupas, zirņi, pupiņas.
Atšķirībā no ogļhidrātiem un taukiem, olbaltumvielas neuzkrājas un neuzglabājas organismā. Ja ar pārtiku tos saņem vairāk, nekā nepieciešams pašreizējo vajadzību apmierināšanai, hidrolīzes produkti (aminoskābes) iziet bioķīmiskas izmaiņas un tiek iekļauti vielmaiņas reakcijās. Daļa aminoskābju, kas netiek izmantotas kā strukturālie elementi un enerģētiskais materiāls, tiek deaminētas, pārējās oglekļa sekvences tiek pārveidotas un iekļautas ogļhidrātu vielmaiņas reakcijās. Sašķeltais slāpeklis izdalās no organisma ar urīnu urīnvielas veidā.
Tauki ir svarīga uztura sastāvdaļa. Tie ir daļa no daudziem pārtikas produktiem: gaļa, zivis, piens. Un tādi produkti kā speķis, sviests gandrīz pilnībā sastāv no taukiem. Parasti augu tauki atšķiras no dzīvnieku taukiem ar to, ka to sastāvā ir vairāk nepiesātināto taukskābju.
Hidrolīzes laikā organismā tauki (glicerīdi) sadalās glicerīnā un taukskābēs, no kurām dažas ir būtiskas, jo cilvēka organismā tās nevar sintezēt (piemēram, dažas nepiesātinātās skābes – linolskābe, linolēnskābe).
Tāpat kā citas uzturvielas, tauki piedalās plastmasas un enerģiju maiņa. To oksidēšanās rezultātā izdalās daudz vairāk enerģijas nekā olbaltumvielu un ogļhidrātu oksidēšanās. Turklāt tauki var uzkrātiesķermenī, veidojot universālu enerģētiski vērtīga materiāla depo. Ogļhidrāti un daļa no olbaltumvielām, kas organismā nonāk pārmērīgi, var pārvērsties taukos, kas izraisa to nogulšņu augšanu. Ja nepieciešams, šādi uzkrātos taukus var pārvērst glikogēnā un izmantot ogļhidrātu vielmaiņas reakcijās.
Augu pārtika – augļi, dārzeņi, graudaugi – ir cilvēka galvenais ogļhidrātu avots, no kuriem galvenais ir polisaharīds. ciete.
Ogļhidrāti - galvenais enerģijas avots organismā, jo to sadalīšanās ir vieglāk pieejama nekā lipīdu sadalīšanās, lai gan ogļhidrātu sadalīšanās rezultātā izdalās mazāk kaloriju nekā tāda paša daudzuma tauku sadalīšanās. Ogļhidrātus var uzglabāt nelielos daudzumos aknas un muskuļus kā glikogēns. Olbaltumvielu un tauku (aminoskābes un taukskābes) sadalīšanās produkti, kas tiek pārveidoti, var tikt iekļauti ogļhidrātu metabolismā.
Vai neatradāt to, ko meklējāt? Izmantojiet meklēšanu:
Labākie teicieni: Aizraujies ar meiteni - astes augs, mācies - izaugs ragi 9502 - | 7518 - vai lasiet visu...
Lasi arī:
- B) iedzimta. Biežākie fenilalanīna metabolisma traucējumi. Parasti FEN tiek pārveidots par TIR
- Augusts. Naktī viņi rakās zemē netālu no vāciešiem. Mēs sēžam bedrēs. Jūs nevarat izkļūt un piecelties - tas jūs nogalinās. Šķiet, ka vējš sastāv no lauskas. Lai dabūtu ko darīt
- Administratīvā atbildība. Administratīvo pārkāpumu tiesību aktu mērķi ir personas aizsardzība, cilvēka un pilsoņa tiesību un brīvību aizsardzība, pilsoņu veselības aizsardzība,
Lekcija Nr.3
Tēma: Olbaltumvielu un aminoskābju fizioloģiskā nozīme cilvēka uzturā.
1 Nozīmīgākās peptīdu grupas un to fizioloģiskā loma.
2 Pārtikas izejvielu proteīnu raksturojums.
3 Jaunas proteīna pārtikas formas.
4 Olbaltumvielu funkcionālās īpašības.
1 Nozīmīgākās peptīdu grupas un to fizioloģiskā loma.
Peptīdi ir oligomēri, kas sastāv no aminoskābju atlikumiem. Tiem ir zema molekulmasa (aminoskābju atlikumu saturs svārstās no dažiem gabaliem līdz vairākiem simtiem).
Organismā peptīdi veidojas vai nu sintēzes procesā no aminoskābēm, vai proteīna molekulu hidrolīzes (šķelšanās) laikā.
Līdz šim ir noskaidrota izplatītāko peptīdu grupu fizioloģiskā nozīme un funkcionālā loma, no kurām atkarīga cilvēka veselība, pārtikas produktu organoleptiskās un sanitāri higiēniskās īpašības.
buferpeptīdi. Dzīvnieku un cilvēku muskuļos ir atrasti dipeptīdi, kas veic buferfunkcijas, tas ir, uztur nemainīgu pH līmeni.
Peptīdi-hormoni. Hormoni - organiskas dabas vielas, ko ražo dziedzeru šūnas, regulē atsevišķu orgānu, dziedzeru un ķermeņa darbību kopumā: ķermeņa gludo muskuļu kontrakciju un piena izdalīšanos no piena dziedzeriem, vairogdziedzera darbības regulēšanu. dziedzeris, ķermeņa augšanas aktivitāte, pigmentu veidošanās, kas nosaka acu, ādas, matu krāsu .
Neiropeptīdi. Tās ir divas peptīdu grupas ( endorfīni un enkefalīni ), kas atrodas cilvēku un dzīvnieku smadzenēs. Tie nosaka uzvedības reakcijas (bailes, bailes), ietekmē iegaumēšanas, mācīšanās procesus, regulē miegu, mazina sāpes.
Vasoaktīvie peptīdi rezultātā sintezējas no pārtikas olbaltumvielām, tās ietekmē asinsvadu tonusu.
Peptīdu toksīni ir toksīnu grupa, ko ražo organismi, indīgas sēnes, bites, čūskas, jūras moluski un skorpioni. Pārtikas rūpniecībai tie ir nevēlami. Vislielākās briesmas rada mikroorganismu toksīni (Staphylococcus aureus, botulisma baktērijas, salmonellas), tostarp sēnītes, kas attīstās izejvielās, pusfabrikātos un gatavajos pārtikas produktos.
Antibiotiku peptīdi. Šīs baktēriju vai sēnīšu izcelsmes peptīdu grupas pārstāvji tiek izmantoti cīņā pret infekcijas slimībām, ko izraisa streptokoki, pneimokoki, stafilokoki un citi mikroorganismi.
Nogaršojiet peptīdus- Pirmkārt, tie ir savienojumi ar saldu vai rūgtu garšu. Rūgtās garšas peptīdi veidojas jaunos, nenobriedušos fermentētos sieros. Peptīdi ar saldu garšu ( aspartāms ) izmanto kā cukura aizstājēju.
Aizsargājoši peptīdi veic aizsargfunkcijas, galvenokārt antioksidantu.
2 Pārtikas izejvielu proteīnu raksturojums.
Peptīdus, kuru molekulmasa ir lielāka par 5000 Da un kuri veic vienu vai otru bioloģisko funkciju, sauc par proteīniem.
Olbaltumvielu funkcionālās īpašības ir atkarīgas no aminoskābju secības polipeptīdu ķēdē (tā sauktā primārā struktūra), kā arī no polipeptīdu ķēdes telpiskās struktūras (atkarīgas no sekundārās, terciārās un kvartārās struktūras).
Dažādi pārtikas produkti atšķiras pēc olbaltumvielu kvalitatīvā un kvantitatīvā satura.
Graudaugu kultūrās kopējais olbaltumvielu saturs ir 10÷20%. Analizējot dažādu graudaugu kultūru kopējo proteīnu aminoskābju sastāvu, jāatzīmē, ka tie visi, izņemot auzas, ir ar lizīnu nabadzīgi (2,2÷3,8%). Kviešu, sorgo, miežu un rudzu proteīniem raksturīgs salīdzinoši neliels metionīna un cisteīna daudzums (1,6÷1,7 mg/100 g proteīna). Vislīdzsvarotākais aminoskābju sastāvs ir auzas, rudzi un rīsi.
Pākšaugos (sojas pupiņas, zirņi, pupas, vīķi) kopējais olbaltumvielu saturs ir augsts un sastāda 20÷40%. Visplašāk izmantotā ir soja. Tās rādītājs ir tuvu vienai no piektajām aminoskābēm, bet tajā pašā laikā sojas sastāvā ir nepietiekams triptofāna, fenilalanīna un tirozīna daudzums un ļoti zems metionīna saturs.
Eļļas sēklās(saulespuķes, kokvilna, rapsis, lins, rīcinaugs, kariandrs) kopējais olbaltumvielu saturs ir 14÷37%. Tajā pašā laikā visu eļļas augu sēklu (mazākā mērā kokvilnas) proteīnu aminoskābju rādītājs ir diezgan augsts pat ierobežojošām skābēm. Šis fakts nosaka lietderību iegūt koncentrētas olbaltumvielu formas no eļļas augu izejvielām un uz to bāzes radīt jaunas proteīna pārtikas formas.
Salīdzinoši zems slāpekļa vielu saturs kartupeļos(apmēram 2%), dārzeņus(1÷2%) un augļiem(0,4÷1,0%) norāda uz šo pārtikas augu izejvielu veidu nenozīmīgo lomu pārtikas nodrošināšanā ar olbaltumvielām.
Gaļu, pienu un no tiem iegūtie produkti satur organismam nepieciešamās olbaltumvielas, kas ir labvēlīgi sabalansētas un labi uzsūcas (tajā pašā laikā piena līdzsvara un asimilācijas rādītājs ir augstāks nekā gaļai). Olbaltumvielu saturs gaļas produktos svārstās no 11 līdz 22%. Olbaltumvielu saturs pienā svārstās no 2,9 līdz 3,5%.
3 Jaunas proteīna pārtikas formas.
Mūsdienās pastāvīgi augošā sabiedrībā un ierobežotiem resursiem cilvēks saskaras ar nepieciešamību radīt mūsdienīgus pārtikas produktus, kuriem būtu funkcionālas īpašības un kas atbilst veselīga uztura zinātnes prasībām.
Jaunas proteīna pārtikas formas ir pārtikas produkti, kas iegūti uz dažādu pārtikas izejvielu proteīna frakciju bāzes, izmantojot zinātniski pamatotas pārstrādes metodes un kam ir noteikts ķīmiskais sastāvs, struktūra un īpašības.
Plaši atzīti dažādi augu proteīna avoti: pākšaugi, maize un graudaugi un to pārstrādes blakusprodukti, eļļas augu sēklas; dārzeņi un ķirbji, augu veģetatīvā masa.
Tajā pašā laikā soju un kviešus galvenokārt izmanto proteīna produktu ražošanai.
Sojas proteīna pārstrādes produktus iedala trīs grupās, kas atšķiras pēc proteīna satura: miltus un graudaugus iegūst samaļot, tie satur 40÷45% olbaltumvielu no kopējās produkta masas; sojas koncentrātus iegūst, atdalot ūdenī šķīstošos komponentus, tie satur 65÷70% olbaltumvielu; Sojas izolātus iegūst, ekstrahējot olbaltumvielas, un tie satur vismaz 90% olbaltumvielu.
Uz sojas bāzes teksturēts proteīna produkti kurā, piemēram, gaļas proteīnu vietā izmanto sojas proteīnus. Hidrolizētos sojas proteīnus sauc modificēts. Tos izmanto kā funkcionālas un aromatizējošas pārtikas piedevas.
Mūsdienās uz sojas bāzes ražo arī sojas pienu, sojas mērci, tofu (pupu biezpienu) un citus pārtikas produktus.
Sauso kviešu lipekli ar proteīna saturu 75÷80% iegūst no kviešiem vai kviešu miltiem, ekstrahējot ūdeni.
Tajā pašā laikā ierobežojošo aminoskābju klātbūtne augu olbaltumvielās nosaka to mazvērtību. Izeja šeit ir dažādu olbaltumvielu kopīga lietošana, kas nodrošina savstarpējas bagātināšanas efektu. Ja tajā pašā laikā tiek sasniegts katras neaizvietojamās ierobežojošās aminoskābes aminoskābju punktu skaita pieaugums, salīdzinot ar sākotnējo proteīnu atsevišķu izmantošanu, tad var runāt par vienkāršs bagātināšanas efekts, ja pēc sajaukšanas katras aminoskābes aminoskābju rādītājs pārsniedz 1,0, tad tas ir patiess bagātināšanas efekts. Šādu sabalansētu olbaltumvielu kompleksu izmantošana nodrošina augu olbaltumvielu sagremojamības palielināšanos līdz 80÷100%.
4 Olbaltumvielu funkcionālās īpašības.
Olbaltumvielas un olbaltumvielu koncentrāti tiek plaši izmantoti pārtikas ražošanā, pateicoties to unikālajām funkcionālajām īpašībām, ar kurām saprot fizikāli ķīmiskās īpašības, kas nosaka olbaltumvielu uzvedību pārstrādes pārtikas produktos un nodrošina gatavā produkta noteiktu struktūru, tehnoloģiskās un patēriņa īpašības.
Svarīgākās olbaltumvielu funkcionālās īpašības ir šķīdība, ūdens un tauku saistīšanas spēja, spēja stabilizēt izkliedētas sistēmas (emulsijas, putas, suspensijas) un veidot želejas.
Šķīdība- Tas ir primārais indikators olbaltumvielu funkcionālo īpašību novērtēšanai, ko raksturo šķīdumā nonākošā proteīna daudzums. Šķīdība visvairāk ir atkarīga no nekovalentās mijiedarbības klātbūtnes: hidrofobās, elektrostatiskās un ūdeņraža saites. Proteīni ar augstu hidrofobitāti labi mijiedarbojas ar lipīdiem, savukārt tie, kuriem ir augsta hidrofilitāte, labi mijiedarbojas ar ūdeni. Tā kā viena veida proteīniem ir viena un tā pati lādiņa zīme, tie atgrūž viens otru, kas veicina to šķīdību. Attiecīgi izoelektriskā stāvoklī, kad proteīna molekulas kopējais lādiņš ir nulle un disociācijas pakāpe ir minimāla, olbaltumvielai ir zema šķīdība un tā var pat koagulēties.
Ūdens saistošs spēju raksturo ūdens adsorbcija ar hidrofilo aminoskābju atlikumu piedalīšanos, taukus saistoši tauku adsorbcija hidrofobu atlikumu dēļ. Vidēji uz 1 g proteīna tas var saistīt un noturēt uz virsmas 2–4 g ūdens vai tauku.
Tauku emulģējošs un putojošs Olbaltumvielu spēja tiek plaši izmantota tauku emulsiju un putu ražošanā, tas ir, neviendabīgu ūdens-eļļas, ūdens-gāzes sistēmu ražošanā. Sakarā ar hidrofilo un hidrofobu zonu klātbūtni olbaltumvielu molekulās, tās mijiedarbojas ne tikai ar ūdeni, bet arī ar eļļu un gaisu un, darbojoties kā apvalks divu barotņu saskarnē, veicina to izplatīšanos viens otrā, tas ir, stabilu sistēmu izveide.
Želejotāji Olbaltumvielu īpašības raksturo to koloidālā šķīduma spēja pāriet no brīva izkliedēta stāvokļa uz saistīto disperģēto stāvokli, veidojot sistēmas, kurām ir cietvielu īpašības.
Viskoelastīgs-elastīgs proteīnu īpašības ir atkarīgas no to rakstura (lodveida vai fibrilāra), kā arī no funkcionālo grupu klātbūtnes, ar kurām olbaltumvielu molekulas saistās viena ar otru vai ar šķīdinātāju.
Olbaltumvielas, tauki, ogļhidrāti, vitamīni ir galvenās uzturvielas cilvēka uzturā. Uzturvielas ir ķīmiski savienojumi vai atsevišķi elementi, kas organismam nepieciešami tā bioloģiskajai attīstībai, visu dzīvības procesu normālai norisei.
Olbaltumvielas ir augstas molekulārās slāpekļa savienojumi, galvenā un neaizstājama visu organismu sastāvdaļa. Olbaltumvielas ir iesaistītas visos dzīvībai svarīgos procesos. Piemēram, vielmaiņu nodrošina fermenti, kas pēc savas būtības ir saistīti ar olbaltumvielām. Olbaltumvielas ir arī kontrakcijas struktūras, kas nepieciešamas muskuļu saraušanās funkcijas veikšanai – aktomiozīns; ķermeņa atbalsta audi - kaulu, skrimšļu, cīpslu kolagēns; ķermeņa veselie audi - āda, nagi, mati.
Pēc sastāva olbaltumvielas iedala: vienkāršajos - proteīnos (hidrolīzes laikā veidojas tikai aminoskābes un amonjaks) un kompleksajos - proteīnos (hidrolīzes laikā veidojas arī neolbaltumvielas - glikoze, lipoīdi, krāsvielas utt.).
No daudzajām uzturvielām vissvarīgākā loma ir olbaltumvielām. Tie kalpo kā neaizvietojamo aminoskābju un tā sauktā nespecifiskā slāpekļa avots, kas nepieciešams proteīnu sintēzei.
Veselības stāvoklis, fiziskā attīstība, fiziskā veiktspēja un maziem bērniem garīgā attīstība lielā mērā ir atkarīga no olbaltumvielu piegādes līmeņa. Olbaltumvielu pietiekamība uzturā un tā augstā kvalitāte ļauj radīt optimālus apstākļus organisma iekšējai videi, kas nepieciešami augšanai, attīstībai, normālai cilvēka dzīvei un tā darbībai. Olbaltumvielu deficīta ietekmē var attīstīties tādi patoloģiski stāvokļi kā tūska un taukainas aknas; iekšējās sekrēcijas orgānu, īpaši dzimumdziedzeru, virsnieru un hipofīzes, funkcionālā stāvokļa pārkāpums; kondicionētas refleksu aktivitātes un iekšējās kavēšanas procesu pārkāpums; samazināta imunitāte; gremošanas distrofija. Olbaltumvielas sastāv no oglekļa, skābekļa, ūdeņraža, fosfora, sēra un slāpekļa, kas ir daļa no aminoskābēm - galvenajām proteīna strukturālajām sastāvdaļām. Olbaltumvielas atšķiras pēc aminoskābju satura līmeņa un to savienojuma secības. Atšķiriet dzīvnieku un augu olbaltumvielas.
Atšķirībā no taukiem un ogļhidrātiem, olbaltumvielās papildus ogleklim, ūdeņradim un skābeklim ir slāpeklis - 16%. Tāpēc tās sauc par slāpekli saturošām pārtikas vielām. Dzīvnieku organismam olbaltumvielas ir vajadzīgas gatavā veidā, jo tas nevar tos sintezēt, tāpat kā augus, no augsnes un gaisa neorganiskajām vielām. Olbaltumvielu avots cilvēkiem ir dzīvnieku un augu izcelsmes pārtikas vielas. Olbaltumvielas galvenokārt ir vajadzīgas kā plastmasas materiāls, tā ir to galvenā funkcija: tie veido 45% no visa ķermeņa blīvā atlikuma.
Olbaltumvielas ir arī daļa no hormoniem, eritrocītiem, dažām antivielām, kurām ir augsta reaktivitāte.
Dzīvības aktivitātes procesā notiek pastāvīga atsevišķu šūnu struktūru novecošanās un nāve, un pārtikas olbaltumvielas kalpo kā būvmateriāls to atjaunošanai. 1 g proteīna oksidēšanās organismā nodrošina 4,1 kcal enerģijas. Tā ir tā enerģētiskā funkcija. Olbaltumvielām ir liela nozīme cilvēka augstākajā nervu aktivitātē. Normāls olbaltumvielu saturs pārtikā uzlabo smadzeņu garozas regulējošo funkciju, paaugstina centrālās nervu sistēmas tonusu.
Ar olbaltumvielu trūkumu uzturā notiek vairākas patoloģiskas izmaiņas: palēninās ķermeņa augšana un attīstība, samazinās svars; tiek traucēta hormonu veidošanās; samazinās organisma reaktivitāte un rezistence pret infekcijām un intoksikācijām. Pārtikas olbaltumvielu uzturvērtība galvenokārt ir atkarīga no to aminoskābju sastāva un pilnīgas izmantošanas organismā. Ir zināmas 22 aminoskābes, katrai no tām ir noteikta nozīme. Jebkura no tiem trūkums vai trūkums izraisa atsevišķu ķermeņa funkciju (augšanas, hematopoēzes, svara, olbaltumvielu sintēzes uc) pārkāpumu. Īpaši vērtīgas ir šādas aminoskābes: lizīns, histidīns, triptofāns, fenilalanīns, leicīns, izoleicīns, treonīns, metionīns, valīns. Maziem bērniem histidīnam ir liela nozīme.
Dažas aminoskābes organismā nevar sintezēt un aizstāt ar citām. Tos sauc par neaizstājamiem. Atkarībā no neaizvietojamo un neaizvietojamo aminoskābju satura pārtikas olbaltumvielas iedala pilnvērtīgās, kuru aminoskābju sastāvs ir tuvs cilvēka organisma olbaltumvielu aminoskābju sastāvam un satur visas neaizvietojamās aminoskābes pietiekamā daudzumā, un bojātas, kurās trūkst vienas vai vairāku neaizvietojamo aminoskābju. Vispilnīgākās dzīvnieku izcelsmes olbaltumvielas, īpaši vistas olas dzeltenuma, gaļas un zivju olbaltumvielas. No augu olbaltumvielām augsta bioloģiskā vērtība ir sojas proteīniem, mazākā mērā - pupiņām, kartupeļiem un rīsiem. Nepilnīgi proteīni ir atrodami zirņos, maizē, kukurūzā un dažos citos augu pārtikas produktos.
Olbaltumvielu prasību fizioloģiskās un higiēniskās normas. Šīs normas ir balstītas uz minimālo olbaltumvielu daudzumu, kas spēj uzturēt cilvēka organisma slāpekļa līdzsvaru, t.i. slāpekļa daudzums, kas organismā tiek ievadīts ar pārtikas olbaltumvielām, ir vienāds ar slāpekļa daudzumu, kas no tā tiek izvadīts ar urīnu dienā.
Ar uzturā uzņemto olbaltumvielu ikdienas uzņemšanu pilnībā jānodrošina organisma slāpekļa līdzsvars, vienlaikus pilnībā apmierinot organisma enerģijas vajadzības, jānodrošina organisma proteīnu integritāte, jāuztur augsta organisma veiktspēja un tā izturība pret nelabvēlīgiem vides faktoriem. Olbaltumvielas, atšķirībā no taukiem un ogļhidrātiem, organismā netiek uzkrātas rezervē un katru dienu jāievada ar pārtiku pietiekamā daudzumā.
Olbaltumvielu fizioloģiskā dienas norma ir atkarīga no vecuma, dzimuma un profesionālās aktivitātes. Piemēram, vīriešiem tas ir 96-132 g, sievietēm - 82-92 g.Tādas ir lielo pilsētu iedzīvotāju normas. Mazpilsētu un ciematu iedzīvotājiem, kas nodarbojas ar grūtāku fizisko darbu, olbaltumvielu ikdienas uzņemšanas norma palielinās par 6 g.Muskuļu aktivitātes intensitāte neietekmē slāpekļa vielmaiņu, taču nepieciešams nodrošināt pietiekamu muskuļu sistēmas attīstību, lai tādiem. fiziskā darba formām un uzturēt tā augstu veiktspēju.
Pieaugušam cilvēkam normālos dzīves apstākļos ar vieglu darbu dienā nepieciešams vidēji 1,3-1,4 g olbaltumvielu uz 1 kg ķermeņa svara, bet fiziska darba laikā - 1,5 g un vairāk (atkarībā no darba smaguma pakāpes).
Sportistu ikdienas uzturā olbaltumvielu daudzumam jābūt 15-17% jeb 1,6-2,2 g uz 1 kg ķermeņa svara.
Dzīvnieku izcelsmes olbaltumvielām ikdienas uzturā pieaugušajiem vajadzētu uzņemt 40 - 50% no kopējā patērētā olbaltumvielu daudzuma, sportistiem - 50 - 60, bērniem - 60 - 80%. Pārmērīgs olbaltumvielu patēriņš ir kaitīgs organismam, jo tiek apgrūtināti gremošanas un sabrukšanas produktu (amonjaka, urīnvielas) izvadīšanas procesi caur nierēm.
Olbaltumvielas, tauki, ogļhidrāti, vitamīni ir galvenās uzturvielas cilvēka uzturā. Uzturvielas ir ķīmiski savienojumi vai atsevišķi elementi, kas organismam nepieciešami tā bioloģiskajai attīstībai, visu dzīvības procesu normālai norisei.
Olbaltumvielas ir augstas molekulārās slāpekļa savienojumi, galvenā un neaizstājama visu organismu sastāvdaļa. Olbaltumvielas ir iesaistītas visos dzīvībai svarīgos procesos. Piemēram, vielmaiņu nodrošina fermenti, kas pēc savas būtības ir saistīti ar olbaltumvielām. Olbaltumvielas ir arī kontrakcijas struktūras, kas nepieciešamas muskuļu saraušanās funkcijas veikšanai – aktomiozīns; ķermeņa atbalsta audi - kaulu, skrimšļu, cīpslu kolagēns; ķermeņa veselie audi - āda, nagi, mati.
Pēc sastāva olbaltumvielas iedala: vienkāršajos - proteīnos (hidrolīzes laikā veidojas tikai aminoskābes un amonjaks) un kompleksajos - proteīnos (hidrolīzes laikā veidojas arī neolbaltumvielas - glikoze, lipoīdi, krāsvielas utt.).
No daudzajām uzturvielām vissvarīgākā loma ir olbaltumvielām. Tie kalpo kā neaizvietojamo aminoskābju un tā sauktā nespecifiskā slāpekļa avots, kas nepieciešams proteīnu sintēzei.
Veselības stāvoklis, fiziskā attīstība, fiziskā veiktspēja un maziem bērniem garīgā attīstība lielā mērā ir atkarīga no olbaltumvielu piegādes līmeņa. Olbaltumvielu pietiekamība uzturā un tā augstā kvalitāte ļauj radīt optimālus apstākļus organisma iekšējai videi, kas nepieciešami augšanai, attīstībai, normālai cilvēka dzīvei un tā darbībai. Olbaltumvielu deficīta ietekmē var attīstīties tādi patoloģiski stāvokļi kā tūska un taukainas aknas; iekšējās sekrēcijas orgānu, īpaši dzimumdziedzeru, virsnieru un hipofīzes, funkcionālā stāvokļa pārkāpums; kondicionētas refleksu aktivitātes un iekšējās kavēšanas procesu pārkāpums; samazināta imunitāte; gremošanas distrofija. Olbaltumvielas sastāv no oglekļa, skābekļa, ūdeņraža, fosfora, sēra un slāpekļa, kas ir daļa no aminoskābēm - galvenajām proteīna strukturālajām sastāvdaļām. Olbaltumvielas atšķiras pēc aminoskābju satura līmeņa un to savienojuma secības. Atšķiriet dzīvnieku un augu olbaltumvielas.
Atšķirībā no taukiem un ogļhidrātiem, olbaltumvielās papildus ogleklim, ūdeņradim un skābeklim ir slāpeklis - 16%. Tāpēc tās sauc par slāpekli saturošām pārtikas vielām. Dzīvnieku organismam olbaltumvielas ir vajadzīgas gatavā veidā, jo tas nevar tos sintezēt, tāpat kā augus, no augsnes un gaisa neorganiskajām vielām. Olbaltumvielu avots cilvēkiem ir dzīvnieku un augu izcelsmes pārtikas vielas. Olbaltumvielas galvenokārt ir vajadzīgas kā plastmasas materiāls, tā ir to galvenā funkcija: tie veido 45% no visa ķermeņa blīvā atlikuma.
Olbaltumvielas ir arī daļa no hormoniem, eritrocītiem, dažām antivielām, kurām ir augsta reaktivitāte.
Dzīvības aktivitātes procesā notiek pastāvīga atsevišķu šūnu struktūru novecošanās un nāve, un pārtikas olbaltumvielas kalpo kā būvmateriāls to atjaunošanai. 1 g proteīna oksidēšanās organismā nodrošina 4,1 kcal enerģijas. Tā ir tā enerģētiskā funkcija. Olbaltumvielām ir liela nozīme cilvēka augstākajā nervu aktivitātē. Normāls olbaltumvielu saturs pārtikā uzlabo smadzeņu garozas regulējošo funkciju, paaugstina centrālās nervu sistēmas tonusu.
Ar olbaltumvielu trūkumu uzturā notiek vairākas patoloģiskas izmaiņas: palēninās ķermeņa augšana un attīstība, samazinās svars; tiek traucēta hormonu veidošanās; samazinās organisma reaktivitāte un rezistence pret infekcijām un intoksikācijām. Pārtikas olbaltumvielu uzturvērtība galvenokārt ir atkarīga no to aminoskābju sastāva un pilnīgas izmantošanas organismā. Ir zināmas 22 aminoskābes, katrai no tām ir noteikta nozīme. Jebkura no tiem trūkums vai trūkums izraisa atsevišķu ķermeņa funkciju (augšanas, hematopoēzes, svara, olbaltumvielu sintēzes uc) pārkāpumu. Īpaši vērtīgas ir šādas aminoskābes: lizīns, histidīns, triptofāns, fenilalanīns, leicīns, izoleicīns, treonīns, metionīns, valīns. Maziem bērniem histidīnam ir liela nozīme.
Dažas aminoskābes organismā nevar sintezēt un aizstāt ar citām. Tos sauc par neaizstājamiem. Atkarībā no neaizvietojamo un neaizvietojamo aminoskābju satura pārtikas olbaltumvielas iedala pilnvērtīgās, kuru aminoskābju sastāvs ir tuvs cilvēka organisma olbaltumvielu aminoskābju sastāvam un satur visas neaizvietojamās aminoskābes pietiekamā daudzumā, un bojātas, kurās trūkst vienas vai vairāku neaizvietojamo aminoskābju. Vispilnīgākās dzīvnieku izcelsmes olbaltumvielas, īpaši vistas olas dzeltenuma, gaļas un zivju olbaltumvielas. No augu olbaltumvielām augsta bioloģiskā vērtība ir sojas proteīniem, mazākā mērā - pupiņām, kartupeļiem un rīsiem. Nepilnīgi proteīni ir atrodami zirņos, maizē, kukurūzā un dažos citos augu pārtikas produktos.
Olbaltumvielu prasību fizioloģiskās un higiēniskās normas. Šīs normas ir balstītas uz minimālo olbaltumvielu daudzumu, kas spēj uzturēt cilvēka organisma slāpekļa līdzsvaru, t.i. slāpekļa daudzums, kas organismā tiek ievadīts ar pārtikas olbaltumvielām, ir vienāds ar slāpekļa daudzumu, kas no tā tiek izvadīts ar urīnu dienā.
Ar uzturā uzņemto olbaltumvielu ikdienas uzņemšanu pilnībā jānodrošina organisma slāpekļa līdzsvars, vienlaikus pilnībā apmierinot organisma enerģijas vajadzības, jānodrošina organisma proteīnu integritāte, jāuztur augsta organisma veiktspēja un tā izturība pret nelabvēlīgiem vides faktoriem. Olbaltumvielas, atšķirībā no taukiem un ogļhidrātiem, organismā netiek uzkrātas rezervē un katru dienu jāievada ar pārtiku pietiekamā daudzumā.
Olbaltumvielu fizioloģiskā dienas norma ir atkarīga no vecuma, dzimuma un profesionālās aktivitātes. Piemēram, vīriešiem tas ir 96-132 g, sievietēm - 82-92 g.Tādas ir lielo pilsētu iedzīvotāju normas. Mazpilsētu un ciematu iedzīvotājiem, kas nodarbojas ar grūtāku fizisko darbu, olbaltumvielu ikdienas uzņemšanas norma palielinās par 6 g.Muskuļu aktivitātes intensitāte neietekmē slāpekļa vielmaiņu, taču nepieciešams nodrošināt pietiekamu muskuļu sistēmas attīstību, lai tādiem. fiziskā darba formām un uzturēt tā augstu veiktspēju.
Pieaugušam cilvēkam normālos dzīves apstākļos ar vieglu darbu dienā nepieciešams vidēji 1,3-1,4 g olbaltumvielu uz 1 kg ķermeņa svara, bet fiziska darba laikā - 1,5 g un vairāk (atkarībā no darba smaguma pakāpes).
Sportistu ikdienas uzturā olbaltumvielu daudzumam jābūt 15-17% jeb 1,6-2,2 g uz 1 kg ķermeņa svara.
Dzīvnieku izcelsmes olbaltumvielām ikdienas uzturā pieaugušajiem vajadzētu uzņemt 40 - 50% no kopējā patērētā olbaltumvielu daudzuma, sportistiem - 50 - 60, bērniem - 60 - 80%. Pārmērīgs olbaltumvielu patēriņš ir kaitīgs organismam, jo tiek apgrūtināti gremošanas un sabrukšanas produktu (amonjaka, urīnvielas) izvadīšanas procesi caur nierēm.
Nosūtiet savu labo darbu zināšanu bāzē ir vienkārši. Izmantojiet zemāk esošo veidlapu
Studenti, maģistranti, jaunie zinātnieki, kuri izmanto zināšanu bāzi savās studijās un darbā, būs jums ļoti pateicīgi.
Publicēts http://www.allbest.ru/
Ievads
1. sadaļa. Olbaltumvielu fizioloģiskā loma
1.1. Olbaltumvielu strukturālā funkcija
1.2 Olbaltumvielu metabolisms cilvēka organismā
1.3 Slāpekļa līdzsvars
2. sadaļa. Olbaltumvielu metabolisms dažādos ķermeņa apstākļos
2.1. Olbaltumvielu metabolisms muskuļu darbības laikā
2.2 Aminoskābju metabolisma pārkāpums
Ievads
Olbaltumvielas ir vissvarīgākā uztura sastāvdaļa. Olbaltumvielas ir šūnu un audu strukturālo elementu pamatā. Galvenās dzīvības izpausmes ir saistītas ar olbaltumvielām: vielmaiņu, muskuļu kontrakcijas, nervu uzbudināmību, spēju augt, vairoties un domāt. Saistoties ar ievērojamu ūdens daudzumu, olbaltumvielas veido blīvas koloidālas struktūras, kas nosaka ķermeņa konfigurāciju. Papildus strukturālajām olbaltumvielām olbaltumvielas ietver hemoglobīnu, skābekļa nesēju asinīs, fermentus, svarīgākos bioķīmisko reakciju paātrinātājus, dažus hormonus, nukleoproteīnus, kas nosaka olbaltumvielu sintēzes virzienu organismā un ir iedzimtu īpašību nesēji. .
Pilnvērtīgs proteīns sastāv no 20 aminoskābēm, kuru kombinācija olbaltumvielu molekulās var izraisīt to lielo daudzveidību. Vienīgais olbaltumvielu veidošanās avots organismā ir pārtikas olbaltumvielu aminoskābes. Par to, cik lietderīgi ir apgādāt organismu ar olbaltumvielām, vērtē pēc slāpekļa līdzsvara rādītājiem.
Olbaltumvielas ir vienīgais slāpekļa avots, ko organisms absorbē. Ņemot vērā slāpekļa daudzumu, kas nāk ar pārtiku un izdalās no organisma, var spriest par pašsajūtu vai olbaltumvielu metabolisma pārkāpumu. Veselu pieaugušo organismā tiek novērots slāpekļa līdzsvars, tas ir tad, kad ar pārtiku piegādātā slāpekļa daudzums "līdzinās no organisma izvadītā slāpekļa daudzumam. Bērniem slāpekļa bilanci raksturo olbaltumvielu uzkrāšanās organismā. Tajā pašā laikā ar pārtiku piegādātā slāpekļa daudzums ievērojami pārsniedz tā izdalīšanos no sabrukšanas produktiem.Šajā gadījumā pozitīvs slāpekļa bilance.Pozitīvs slāpekļa bilance tiek novērota bērna, jaunieša un meitenes organismā.
Cilvēkiem, kuri nesaņem pietiekamu daudzumu olbaltumvielu ar pārtiku, vai smagi slimiem pacientiem, kuru organismā olbaltumvielas ir slikti uzsūcas, rodas slāpekļa zudums, tas ir, negatīvs slāpekļa līdzsvars. Pieaugušam cilvēkam minimālā norma ir 40-50g sagremojamo olbaltumvielu dienā. Ja darbs nav saistīts ar intensīvu fizisku darbu, pieauguša cilvēka ķermenim ar pārtiku vidēji jāsaņem aptuveni 1-1,2 g proteīna uz 1 kg ķermeņa svara. Tas nozīmē, ka cilvēkam, kas sver 70–75 kg, dienā jāsaņem 70–90 g olbaltumvielu. Palielinoties fiziskā darba intensitātei, palielinās arī organisma nepieciešamība pēc olbaltumvielām.
Dažādu veidu olbaltumvielu uzturvērtība ir atkarīga no to aminoskābju sastāva. Pilnvērtīgā proteīnā, kas sastāv no 20 aminoskābēm, ir tikai 8, kas ir neaizstājamas pieaugušo uzturā (un vēl viens mazam bērnam). - Neaizvietojamās aminoskābes organismā netiek sintezētas un noteiktā daudzumā tās jāuzņem ar pārtiku. Saskaņā ar sabalansēta uztura koncepciju var nosaukt šādas vērtības, kas raksturo minimālās prasības katrai no neaizstājamajām aminoskābēm pieauguša cilvēka ķermenim un to optimālās attiecības, kas nodrošina olbaltumvielu izmantošanu.
Ja kāda no aminoskābēm pārtikas olbaltumvielās ir mazāka, tad tā netiks sintezēta, bet tad citas aminoskābes organisms nevar pilnībā izmantot. Olu proteīnu aminoskābju sastāvs tika uzskatīts par ideālu, jo cilvēka ķermenis to asimilācija tuvojas 100%. Ļoti augsta ir arī citu dzīvnieku izcelsmes produktu asimilācijas pakāpe: pienam (75-80%), gaļai (70-75%), zivīm (70-80%) u.c.
Daudzi augu pārtikas produkti, īpaši graudaugi, satur olbaltumvielas ar samazinātu bioloģisko vērtību. Lielākajai daļai augu materiālu trūkst sēru saturošu aminoskābju.
1. sadaļa. Olbaltumvielu fizioloģiskā loma
1.1. Olbaltumvielu strukturālā funkcija
Olbaltumvielas ir sarežģīti organiski savienojumi, kas veidoti no aminoskābēm. Olbaltumvielu molekulu sastāvā ietilpst slāpeklis, ogleklis, ūdeņradis un dažas citas vielas. Aminoskābēm ir raksturīga aminogrupas (NH2) klātbūtne tajās.
Olbaltumvielas savā starpā atšķiras ar dažādu aminoskābju saturu tajos. Šajā sakarā proteīniem ir specifiskums, t.i., tie veic dažādas funkcijas. Dažādu sugu dzīvnieku, vienas sugas dažādu indivīdu olbaltumvielas, kā arī viena un tā paša organisma dažādu orgānu un audu olbaltumvielas atšķiras savā starpā. Olbaltumvielu specifika ļauj tos ievadīt organismā tikai caur gremošanas orgāniem, kur tie tiek sadalīti aminoskābēs un šādā veidā uzsūcas asinīs. Audos no aminoskābēm, kas tiek piegādātas ar asinīm, veidojas šiem audiem raksturīgās olbaltumvielas. Olbaltumvielas ir galvenais materiāls, no kura tiek veidotas ķermeņa šūnas (Abramova T. 1994)
Olbaltumvielu funkcijas ir ļoti dažādas. Katrs dotais proteīns kā viela ar noteiktu ķīmisko struktūru veic vienu ļoti specializētu funkciju un tikai dažos gadījumos vairākas, kā likums, savstarpēji saistītas funkcijas. Par vienu no centrālajām funkcijām, to līdzdalību absolūtajā vairumā ķīmisko pārvērtību kā enzīmu vai enzīmu svarīgākās sastāvdaļas. Lielākoties fermenti nodrošina dzīvībai nepieciešamos procesus zemā temperatūrā un pH tuvu neitrālam.
Lielākā olbaltumvielu funkcionālā grupa ir fermenti. Katrs ferments zināmā mērā ir specifisks; funkcionāli pielāgots kādam noteiktam substrātam, dažreiz noteikta veida ķīmiskajām saitēm. Dažādu ietekmju ietekmē var mainīties proteīna molekulas struktūra, līdz ar to mainās arī fermenta aktivitāte. Piemēram, ir fermentatīvās reakcijas ātruma atkarība no temperatūras un pH izmaiņām.
Dažas bioloģiskās molekulas spēj paātrināt vai inhibēt (no latīņu valodas inhibere - ierobežot, apturēt), t.i., kavēt enzīmu darbību - tas ir viens no veidiem, kā regulēt fermentatīvās reakcijas. (Komovs V.P. 2004)
Olbaltumvielas ir ķīmiskas struktūras, kas ir lineāra aminoskābju secība, kas veidojas kondensācijas reakciju virknē, kas ietver blakus esošo aminoskābju α-karboksilgrupas un α-amīna grupas. Saites, kas veidojas šo reakciju rezultātā, sauc par peptīdu saitēm. Divas aminoskābes veido dipeptīdu, bet garākas ķēdes veido polipeptīdus. Katrai polipeptīda ķēdei ir viena aminogrupa un viena karboksilgrupa, kas var veidot turpmākas peptīdu saites ar citām aminoskābēm. Daudzas olbaltumvielas sastāv no vairāk nekā vienas polipeptīdu ķēdes, no kurām katra veido apakšvienību. Kārtību, kādā aminoskābes ir sakārtotas ķēdē, proteīnu sintēzes laikā nosaka nukleotīdu bāzu secība konkrētā DNS, kas satur ar šo proteīnu saistīto ģenētisko informāciju. Aminoskābju secība nosaka galīgo struktūru, jo aminoskābju komponenta sānu ķēdes viena otrai pievelk, atgrūž vai kalpo kā fizisks šķērslis, kas "piespiež" molekulu salocīt un iegūt galīgo, atbilstošo formu. Olbaltumvielu primārā struktūra ir noteikta aminoskābju secība polipeptīdu ķēdē, kā arī to kvantitatīvais un kvalitatīvais sastāvs. Aminoskābju secība atsevišķos proteīnos ir ģenētiski fiksēta un nosaka proteīna individuālo un sugas specifiku. Olbaltumvielu primārās struktūras atšifrēšanai ir liela praktiska nozīme, jo tā paver iespēju tās sintēzei laboratorijā. Pateicoties hormona insulīna un imūnglobulīna struktūras dekodēšanai, šie proteīni tiek iegūti sintētiski un tiek plaši izmantoti medicīnā. Hemoglobīna primārās struktūras izpēte ļāva noteikt izmaiņas tā struktūrā cilvēkiem ar noteiktām slimībām. Pašlaik ir atšifrēta vairāk nekā 1000 proteīnu primārā struktūra, tostarp enzīmi ribonukleāze, karboksipeptidāze, mioglobīns, cikhroms B un daudzi citi.
Olbaltumvielu sekundārā struktūra ir polipeptīdu ķēdes telpiskais izvietojums. Ir trīs sekundārās struktūras veidi: a-spirāle, slāņainā spirāle (vai B-spirāle) un kolagēna spirāle.
α-spirāles veidošanās laikā polipeptīdu ķēde ūdeņraža saišu dēļ tiek spirālizēta tā, ka peptīdu ķēdes pagriezieni periodiski atkārtojas. Tas rada kompaktu un spēcīgu proteīna polipeptīdu ķēdes struktūru.
Proteīna slāņveida salocītā struktūra ir lineāras polipeptīdu ķēdes, kas sakārtotas paralēli un cieši savienotas ar ūdeņraža saitēm. Šī struktūra ir fibrilāro proteīnu pamats.
Olbaltumvielu kolagēna spirāle atšķiras ar sarežģītāku polipeptīdu ķēžu sakraušanu. Atsevišķas ķēdes tiek spirālizētas un savītas viena ap otru, veidojot superspirāli. Šī struktūra ir raksturīga kolagēnam. Kolagēna spirālei ir augsta tērauda diegu elastība un izturība. ("Bioķīmijas pamati" 1986)
Terciārā struktūra Viena polipeptīda ķēdes dažādu reģionu, domēnu un atsevišķu aminoskābju atlikumu vispārīgo izvietojumu, savstarpējo sakraušanu sauc par konkrētā proteīna terciāro struktūru. Skaidru robežu starp sekundārajām un terciārajām struktūrām nevar novilkt, tomēr terciārā struktūra tiek saprasta kā steriskas attiecības starp aminoskābju atlikumiem, kas ķēdē atrodas tālu viens no otra. Kvartārā struktūra Ja olbaltumvielas sastāv no divām vai vairākām polipeptīdu ķēdēm, kas savienotas ar nekovalentām (nevis peptīdu vai disulfīda) saitēm, tad tiek uzskatīts, ka tām ir ceturtdaļīga struktūra. Šādus agregātus stabilizē ūdeņraža saites un elektrostatiskā mijiedarbība starp atlikumiem, kas atrodas uz polipeptīdu ķēžu virsmas. Šādas olbaltumvielas sauc par oligomēriem, un to atsevišķās polipeptīdu ķēdes sauc par protomēriem, monomēriem vai apakšvienībām.
Daudzi oligomērie proteīni satur divus vai četrus protomērus, un tos sauc attiecīgi par dimēriem vai tetramēriem. Diezgan bieži ir oligomēri, kas satur vairāk nekā četrus protomērus, īpaši starp regulējošajiem proteīniem (piemērs ir transkarbamoilāze). Oligomēriem proteīniem ir īpaša loma intracelulārajā regulēšanā: to protomēri var nedaudz mainīt savstarpējo orientāciju, kas izraisa oligomēra īpašību izmaiņas.
Olbaltumvielu strukturālā funkcija jeb proteīnu plastiskā funkcija slēpjas apstāklī, ka olbaltumvielas ir visu šūnu un starpšūnu struktūru galvenā sastāvdaļa. Olbaltumvielas ir arī daļa no skrimšļa, kaulu un ādas pamatvielas. Olbaltumvielu biosintēze nosaka organisma augšanu un attīstību.
Olbaltumvielu katalītiskā jeb fermentatīvā funkcija ir tāda, ka olbaltumvielas spēj paātrināt bioķīmiskās reakcijas organismā. Visi šobrīd zināmie fermenti ir olbaltumvielas. Olbaltumvielu-enzīmu aktivitāte ir atkarīga no visa veida metabolisma ieviešanas organismā.
Olbaltumvielu aizsargfunkcija izpaužas imūnķermeņu (antivielu) veidošanā, kad organismā nonāk svešs proteīns (piemēram, baktērijas). Turklāt olbaltumvielas saista toksīnus un indes, kas nonāk organismā un nodrošina asins recēšanu un aptur asiņošanu brūcēs.
Olbaltumvielu transportēšanas funkcija ir tāda, ka olbaltumvielas piedalās daudzu vielu pārnesē. Tātad šūnu apgādi ar skābekli un oglekļa dioksīda izvadīšanu no organisma veic komplekss proteīns-hemoglobīns, lipoproteīni nodrošina tauku transportēšanu utt.
Iedzimto īpašību pārnešana, kurā nukleoproteīniem ir vadošā loma, ir viena no svarīgākajām proteīnu funkcijām. Nukleoproteīni sastāv no nukleīnskābēm. Ir divi galvenie nukleīnskābju veidi: ribonukleīnskābes (RNS), kas satur adenīnu, citozīnu, uracilu, ribozi un fosforskābi, un dezoksiribonukleīnskābes (DNS), kas ietver dezoksiribozi ribozes vietā un timīnu uracila vietā. Nukleīnskābju svarīgākā bioloģiskā funkcija ir to līdzdalība proteīnu biosintēzē. Nukleīnskābes ir nepieciešamas ne tikai pašam proteīnu biosintēzes procesam, tās nodrošina arī noteiktai sugai un orgānam raksturīgu proteīnu veidošanos.
Olbaltumvielu regulējošā funkcija ir vērsta uz bioloģisko konstantu uzturēšanu organismā, ko nodrošina dažādu proteīna hormonu regulējošā ietekme.
Olbaltumvielu enerģētiskā loma ir nodrošināt enerģiju visiem dzīvības procesiem dzīvnieku un cilvēku organismā.Olbaltumvielas-enzīmi nosaka visus vielmaiņas un enerģijas veidošanās aspektus ne tikai no pašiem olbaltumvielām, bet arī no ogļhidrātiem un taukiem. Kad tiek oksidēts 1 g proteīna, vidēji tiek atbrīvota enerģija, kas vienāda ar 16,7 kJ (4,0 kcal).
Dažādu cilvēku olbaltumvielu ķermeņiem ir individuāla specifika. Tas nozīmē, ka orgānu transplantācijas laikā cilvēka organismā veidojas imūnķermeņi, kā rezultātā var rasties transplantētā orgāna atgrūšanas reakcija.
Individuālās atšķirības olbaltumvielu sastāvā ir iedzimtas. Ģenētiskā koda pārkāpums dažos gadījumos var izraisīt smagas iedzimtas slimības (Kositsky G.I. 1985).
1.2 Olbaltumvielu metabolismscilvēka organismā
Svarīgs olbaltumvielu uzturvērtības kritērijs ir aminoskābju pieejamība. Lielākajai daļai dzīvnieku olbaltumvielu aminoskābes tiek pilnībā atbrīvotas gremošanas laikā. Izņēmums ir atbalsta audu olbaltumvielas (kolagēns un elastīns). Augu izcelsmes olbaltumvielas organismā tiek slikti sagremotas, tk. satur daudz šķiedru un dažreiz inhibitorus
Atkarībā no nebūtisko un neaizvietojamo aminoskābju satura olbaltumvielas tiek iedalītas pilnīgās un zemākās. Par bioloģiski pilnvērtīgiem sauc olbaltumvielas, kas satur visas organismam nepieciešamās aminoskābes un vajadzīgajā daudzumā. Augstākā olbaltumvielu bioloģiskā vērtība gaļā, pienā, olās, zivīs, ikros. Olbaltumvielas, kurām trūkst vienas vai otras aminoskābes vai kuras satur, bet nepietiekamā daudzumā, sauc par bioloģiski zemākām.
Olbaltumvielas organismā tiek pastāvīgi sadalītas. Vecās šūnas tiek iznīcinātas un veidojas jaunas. Tāpēc ķermenim ir nepieciešama pastāvīga olbaltumvielu piegāde no pārtikas. Olbaltumvielu nepieciešamība strauji palielinās bērniem pastiprinātas ķermeņa augšanas periodā, grūtniecēm, atveseļošanās periodā pēc smagas slimības, pastiprinātas sporta apmācības laikā.
Olbaltumvielas gremošanas traktā sadalās līdz aminoskābēm un zemas molekulmasas polipeptīdiem, kas uzsūcas asinīs. Ar asins plūsmu tie nonāk aknās, kur daži no tiem tiek deaminēti un transaminēti; šie procesi nodrošina noteiktu aminoskābju un olbaltumvielu sintēzi. No aknām aminoskābes nonāk ķermeņa audos, kur tās izmanto proteīnu sintēzei. Pārmērīgs olbaltumvielu daudzums no pārtikas tiek pārvērsts ogļhidrātos un taukos. Olbaltumvielu sadalīšanās galaprodukti - urīnviela, amonjaks, urīnskābe, kreatinīns un citi - tiek izvadīti no organisma ar urīnu un sviedriem. (Chusov Yu.N. 1998)
Olbaltumvielas ir sarežģītas struktūras un ļoti specifiskas. Mūsu pārtikā esošās olbaltumvielas un mūsu ķermeņa olbaltumvielas ir ļoti atšķirīgas kvalitātes ziņā. Ja proteīnu ekstrahē no pārtikas un ievada tieši asinsritē, tad cilvēks var nomirt. Olbaltumvielas sastāv no proteīna elementiem – aminoskābēm, kas veidojas dzīvnieku un augu olbaltumvielu sagremošanas laikā un nonāk asinīs no tievās zarnas. Dzīva organisma šūnu sastāvā ir vairāk nekā 20 veidu aminoskābes. Šūnās nepārtraukti notiek milzīgu olbaltumvielu molekulu sintēzes procesi, kas sastāv no aminoskābju ķēdēm. Šo aminoskābju (visu vai daļu no tām) kombinācija, kas savienota ķēdēs dažādās secībās, izraisa neskaitāmu olbaltumvielu daudzveidību.
Aminoskābes iedala neaizvietojamās un neaizvietojamās. Neaizstājami ir tie, kurus organisms saņem tikai ar pārtiku. Nebūtiskās vielas organismā var sintezēt no citām aminoskābēm. Pārtikas olbaltumvielu vērtību nosaka aminoskābju saturs. Tāpēc uztura olbaltumvielas tiek iedalītas divās grupās: pilnvērtīgās, kas satur visas neaizvietojamās aminoskābes, un zemākās, kurām trūkst dažu neaizvietojamo aminoskābju. Dzīvnieku olbaltumvielas ir galvenais pilnvērtīgo olbaltumvielu avots. Augu proteīni (ar retiem izņēmumiem) ir nepilnīgi.
Audos un šūnās notiek nepārtraukta olbaltumvielu struktūru iznīcināšana un sintēze. Nosacīti veselīgā pieauguša cilvēka ķermenī sadalīto olbaltumvielu daudzums ir vienāds ar sintezētā proteīna daudzumu. Tā kā olbaltumvielu līdzsvaram organismā ir liela praktiska nozīme, tā pētīšanai ir izstrādātas daudzas metodes. Olbaltumvielu līdzsvaru nosaka starpība starp olbaltumvielu daudzumu, kas uzņemts ar pārtiku, un olbaltumvielu daudzumu, kas šajā laikā ir ticis iznīcināts. Olbaltumvielu saturs pārtikas produktos ir atšķirīgs.
Vielmaiņu organismā regulē nervu centri, kas atrodas diencephalonā. Ja tiek bojāti daži šīs smadzeņu daļas kodoli, pastiprinās olbaltumvielu vielmaiņa, tā līdzsvars kļūst negatīvs, kā rezultātā rodas straujš spēku izsīkums. Nervu sistēma ietekmē olbaltumvielu metabolismu, izmantojot vairogdziedzera, hipofīzes priekšējās daļas (somatotropā hormona) un citu endokrīno dziedzeru hormonus. Ķermeņa dzīvības procesos olbaltumvielām ir īpaša nozīme, jo ne ogļhidrāti, ne lipīdi nevar tos aizstāt šūnas pamata strukturālo elementu atražošanā, kā arī tādu svarīgu vielu kā enzīmu un hormonu veidošanā. Tomēr olbaltumvielu sintēze no neorganiskām
Olbaltumvielām ir ārkārtīgi liela nozīme cilvēka uzturā, jo tās ir visu ķermeņa orgānu un audu šūnu galvenā sastāvdaļa.
Pārtikas olbaltumvielu galvenais mērķis ir jaunu šūnu un audu veidošana, kas nodrošina jaunu augošu organismu attīstību. Pieaugušā vecumā, kad augšanas procesi jau ir pilnībā pabeigti, saglabājas vajadzība pēc nolietotu, novecojušu šūnu atjaunošanas. Šim nolūkam ir nepieciešams proteīns, turklāt proporcionāli audu nodilumam. Ir konstatēts, ka jo lielāka ir muskuļu slodze, jo lielāka ir vajadzība pēc reģenerācijas un attiecīgi arī pēc olbaltumvielām.
Olbaltumvielas ir kompleksi slāpekli saturoši biopolimēri, kuru monomēri ir aminoskābes.
Olbaltumvielas cilvēka organismā veic vairākas svarīgas funkcijas – plastiskās, katalītiskās, hormonālās, specifiskās un transporta funkcijas. Pārtikas olbaltumvielu svarīgākā funkcija ir nodrošināt organismu ar plastmasas materiāliem. Cilvēka organismā praktiski nav olbaltumvielu rezervju. To vienīgais avots ir pārtikas olbaltumvielas, kā rezultātā tās ir neaizstājamas uztura sastāvdaļas.
Daudzās valstīs iedzīvotājiem trūkst olbaltumvielu. Šajā sakarā svarīgs uzdevums ir meklēt jaunus netradicionālus veidus, kā to iegūt.
No augu pārtikas produktiem pākšaugiem ir ievērojams olbaltumvielu saturs. Pirms kartupeļu audzēšanas perioda Eiropā pākšaugi bija viena no galvenajām iedzīvotāju uztura sastāvdaļām. Līdz šim daudzās valstīs pupas, pupas, zirņus audzē lielās platībās. Sojas proteīni ir bagāti ar visām neaizvietojamajām aminoskābēm, kuru vērtējums ir vienāds ar vai lielāks par 100% pēc PVO skalas; izņēmums ir sēru saturošas aminoskābes (71%). Sojas olbaltumvielu sagremojamība ir 90,7%. Anaboliskās efektivitātes ziņā tie nav zemāki par dzīvnieku izcelsmes olbaltumvielām.
Olbaltumvielas nevar aizstāt ar citām uzturvielām, jo to sintēze organismā ir iespējama tikai no aminoskābēm. Tajā pašā laikā olbaltumvielas var aizstāt taukus un ogļhidrātus, t.i., izmantot šo savienojumu sintēzei.
Olbaltumvielas cilvēks saņem no pārtikas. Ievadot svešas proteīna vielas tieši asinīs, apejot gremošanas traktu, organisms tās ne tikai nevar izmantot, bet arī izraisa vairākas nopietnas komplikācijas (drudzis, krampji un citas parādības). Atkārtoti ievadot svešu proteīnu asinīs, nāve var iestāties 15-20 dienu laikā. (Solodkovs A.S. 2001)
Ja nav pilnīgas olbaltumvielu uztura, tiek kavēta augšana un tiek traucēta skeleta veidošanās. Ar olbaltumvielu badu vispirms notiek pastiprināta skeleta muskuļu, aknu, asiņu, zarnu un ādas olbaltumvielu sadalīšanās. Aminoskābes, kas izdalās vienlaikus, tiek izmantotas centrālās nervu sistēmas, miokarda un hormonu proteīnu sintēzei. Taču šāda aminoskābju pārdale nevar kompensēt uztura olbaltumvielu trūkumu, un notiek dabiska enzīmu aktivitātes samazināšanās, tiek traucētas aknu, nieru u.c.
Olbaltumvielu sintēze bez B grupas vitamīniem ir ievērojami samazināta. Tauki ir iesaistīti olbaltumvielu transportēšanā. Dažādu pārtikas produktu olbaltumvielas atšķiras viena no otras pēc aminoskābju sastāva, bet kopumā tās viena otru papildina. Tāpēc, lai nodrošinātu organismu ar visu cilvēka uzturā esošo aminoskābju spektru, jāizmanto plašs dzīvnieku un augu izcelsmes proteīna produktu klāsts. Lai nodrošinātu organismu ar optimālu aminoskābju sastāvu, var izmantot dažādas olbaltumvielu kombinācijas. Piemēram: siera kūkas ar biezpienu, gaļas pīrāgi, piena rīsu putra. Uzturā izmantoto olbaltumvielu bioloģiskā vērtība nosaka to nepieciešamo daudzumu, lai apmierinātu organisma vajadzības.
Jo labāks ir proteīna aminoskābju sastāvs, jo ātrāk tas tiek sagremots un uzsūcas, jo mazāk tas ir nepieciešams. Olbaltumvielu, kas veido orgānus un audus, augstā sugas specifika var izskaidrot faktu, ka pilnīga bada apstākļos pieauguša cilvēka organismā tiek sadalīti 22-24 g audu proteīnu, lai segtu minimālās fizioloģiskās izmaksas, veidojot negatīvu. slāpekļa līdzsvars. Šī olbaltumvielu daudzuma resintēzei ar pārtiku jāievada 50-70 g proteīna. Šī lielā atšķirība ir atkarīga no olbaltumvielu bioloģiskās vērtības. Nepietiekams olbaltumvielu saturs cilvēka uzturā izraisa audu proteīnu sadalīšanos, kas galu galā izraisa negatīvu slāpekļa līdzsvaru, ķermeņa izsīkumu. Tas izpaužas kā bērnu augšanas aizkavēšanās un garīgā attīstība, centrālās nervu sistēmas nosacītā refleksa uzbudināmības samazināšanās, pretestības pret stresu un infekcijām samazināšanās, hormonālās aktivitātes kavēšana, ķermeņa masas trūkums, tauku infiltrācija. aknu mazspēja, slikta brūču dzīšana un imunitātes samazināšanās. Olbaltumvielu deficīts veicina pellagras attīstību, kas izpaužas kā trofiskie traucējumi, muskuļu vājums un tūska. Uz olbaltumvielu deficīta fona bērniem attīstās kwashiorkor slimība.Tās simptomi ir tūska, augšanas aizkavēšanās, osteoporoze, muskuļu vājums, caureja, poliūrija.
Pārtikas olbaltumvielu deficīts var rasties, ja tiek pārkāpti racionālas uztura principi, uz akūtu un hronisku zarnu, citu orgānu un sistēmu slimību fona. Ja tiek traucēti gremošanas procesi, pasliktinās tauku un ogļhidrātu uzsūkšanās un asimilācija, un tas veicina pastiprinātu olbaltumvielu sadalīšanos, lai papildinātu enerģijas patēriņu. Palielināts olbaltumvielu patēriņš rodas ar infekcijas slimībām, tuberkulozi, traumām, operācijām, apdegumiem, audzēju procesiem, masveida asins zudumu. Īpaša diēta var novērst olbaltumvielu deficītu.
Tajā pašā laikā olbaltumvielu pārpalikums uzturā ir arī kaitīgs ķermenim. Ar pārmērīgu olbaltumvielu patēriņu kopā ar pārtiku organismā palielinās pūšanas procesi zarnās, rodas aknu un nieru darbības pārslodze olbaltumvielu metabolisma produktu dēļ, tiek pārslogota gremošanas dziedzeru sekrēcijas funkcija.
Olbaltumvielu nepieciešamība pieaugušajiem ir 1 g uz 1 kg normāla ķermeņa svara dienā, vidēji 70 g dienā. Dzīvnieku olbaltumvielām vajadzētu būt 50-55% no kopējā olbaltumvielu daudzuma.
Olbaltumvielu nepieciešamība palielinās līdz 100-120 g dienā atveseļošanās periodā pēc smagām infekcijām, lūzumiem, gremošanas sistēmas slimībām, strutojošām plaušu slimībām, kortikosteroīdu un anabolisko hormonu lietošanas. Olbaltumvielu daudzums ir ierobežots akūta nefrīta, nieru un aknu mazspējas, podagras un dažu citu slimību gadījumā. (Baeshko A.A. 1999).
Gremošanas traktā olbaltumvielas fermentu ietekmē sadalās aminoskābēs un uzsūcas tievajās zarnās. Vienlaicīgi ar aminoskābēm var daļēji uzsūkties arī vienkāršākie peptīdi. No aminoskābēm un vienkāršākajiem peptīdiem šūnas sintezē savu proteīnu, kas raksturīgs tikai konkrētajam organismam. Olbaltumvielas nevar aizstāt ar citām uzturvielām, jo to sintēze organismā ir iespējama tikai no aminoskābēm.
Olbaltumvielu bioloģiskā vērtība. Dažādos dabīgos olbaltumvielu avotos (augu un dzīvnieku) ir vairāk nekā 80 aminoskābes. Pārtika, ko lieto cilvēki, satur tikai 20 aminoskābes.
Cilvēks pastāvīgi uztur relatīvu olbaltumvielu līdzsvaru, t.i., cik daudz olbaltumvielu tiek patērēts, tik daudz vajadzētu nodrošināt ar pārtiku. Par sagremojamo olbaltumvielu daudzumu var spriest pēc slāpekļa daudzuma, kas izvadīts no organisma, jo citās uzturvielās to gandrīz nesatur. Par olbaltumvielu līdzsvaru organismā spriež pēc slāpekļa bilances, tas ir, pēc organismā ievadītā un no tā izvadītā slāpekļa daudzuma attiecības. Ja šis, daudzums ir vienāds, tad šādu stāvokli sauc par slāpekļa līdzsvaru, ejiet līdzsvarā. To novēro pieaugušam veselam, normāli ēdam cilvēkam. Stāvokli, kurā slāpekļa absorbcija pārsniedz tā izdalīšanos, sauc par pozitīvu slāpekļa bilanci. Tas ir raksturīgs augošam organismam, kā arī sportistiem, kuru treniņš ir vērsts uz skeleta muskuļu un to spēka īpašību attīstību. Dažās slimībās un bada laikā slāpeklis tiek absorbēts mazāk, nekā tas tiek iztērēts. Šo stāvokli sauc par negatīvu slāpekļa bilanci. Normāla organisma dzīves aktivitāte iespējama tikai ar slāpekļa bilanci vai pozitīvu slāpekļa bilanci.
1.3 Slāpekļa līdzsvars
Slāpekļa līdzsvars ir attiecība starp uzņemtajā pārtikā esošo slāpekļa daudzumu un no organisma izvadītā slāpekļa daudzumu. Ja abas šīs vērtības ir vienādas, ķermenis atrodas slāpekļa līdzsvara stāvoklī. Kad audu proteīni organismā tiek noārdīti bez to pilnīgas atjaunošanas, iestājas negatīvs slāpekļa līdzsvars – slāpekļa no organisma izdalās vairāk nekā nonāk. Negatīvs ķermeņa slāpekļa līdzsvars tiek novērots ar pilnīgu un daļēju olbaltumvielu badu, kā arī ar dažām slimībām, ko papildina audu sabrukšanas palielināšanās pieaugušam cilvēkam ar pilnīgu badu, vidēji dienā izdalās 3,71 g slāpekļa. Tas atbilst 23,2 g noārdāmā proteīna. Pieauguša organisma normāla vitālā darbība iespējama tikai ar slāpekļa bilanci vai ar pozitīvu slāpekļa bilanci. Slāpekļa līdzsvars iestājas, ja organismā tiek ievadīti 60-70 g proteīna, ja tiek uzņemts pietiekams tauku un ogļhidrātu daudzums. Šāds olbaltumvielu daudzums ir olbaltumvielu optimālā dienas olbaltumvielu norma pieauguša cilvēka uzturā, kas ir daudz lielāka par olbaltumvielu minimumu un mainās atkarībā no vielmaiņas intensitātes un veiktā darba rakstura. Personām, kas nenodarbojas ar fizisku darbu, olbaltumvielu optimālais ir vidēji 109 g. Fiziski mehanizētam darbam olbaltumvielu norma jāpalielina līdz vidēji 122 g Personām, kuras ir mehāniski mehanizētas vai nav pilnībā mehanizētas, olbaltumvielu norma ir robežās. vidēji no 140 līdz 163 g.Cilvēkam nodarbojoties ar sportu, pastiprinās vielmaiņa un palielinās audu proteīnu sadalīšanās un sintēze. Palielinās nepieciešamība pēc uztura olbaltumvielām, sasniedzot 150-160 g, atkarībā no katra sportista gaumes un paradumiem olbaltumvielu saturs uzturā var svārstīties, taču nekādā gadījumā dienas deva nedrīkst būt mazāka par 1,5 g uz 1 kg svara. Pēc dažu autoru domām, dzīvnieku proteīniem ir īpaši liela vērtība cilvēkiem, kas nodarbojas ar spēka un ātrgaitas vingrinājumiem.
Dažu sportistu vēlme uzņemt lielu daudzumu olbaltumvielu (līdz 250 un pat 300 g dienā) nav fizioloģiski pamatota. Ar pārmērīgu olbaltumvielu uzņemšanu organismā, tā bezslāpekļa komponenti tiek izmantoti kā enerģētiskie materiāli, un slāpekli saturošie komponenti pārvēršas vielās, kas ne tikai nav vienaldzīgas, bet pat kaitīgas organismam. Tātad, piemēram, amonjaks, kas veidojas no aminoskābēm, ir organismam toksiska viela. Vislielākais efekts tiek novērots, ja olbaltumvielas tiek ievadītas organismā uzreiz pēc treniņa vai vēl labāk pirms tā. Pēdējā gadījumā darba muskuļu masas un spēka pieaugums notiek visefektīvāk. (Šmits 1983).
slāpekļa līdzsvars. Par olbaltumvielu daudzumu, kas saņemts ar pārtiku vai izvadīts no organisma, var spriest pēc patērētā vai izvadītā slāpekļa daudzuma. No barības vielām slāpekli satur tikai olbaltumvielas. Ir zināms, ka tā daudzums olbaltumvielās ir 16%. No šejienes ir viegli aprēķināt, ka 1 g slāpekļa ir 6,25 g proteīna (100:16). No šejienes, zinot piešķirtā vai patērētā slāpekļa daudzumu, ir viegli aprēķināt atbilstošo olbaltumvielu daudzumu.
Jēdziens "slāpekļa līdzsvars" nozīmē atšķirību slāpekļa daudzumā, ko organismā ievada ar pārtiku un izdalās ar urīnu, fekālijām un sviedriem. Vesela pieauguša cilvēka dienai raksturīgs slāpekļa līdzsvars, kurā slāpekļa bilance ir 0.
Olbaltumvielu bioloģiskā vērtība. Ir bioloģiski pilnīgas un zemākas olbaltumvielas. Olbaltumvielu vērtības pakāpi nosaka aminoskābju daudzums, kas nepieciešams normālai sintēzes procesu plūsmai organismā. Olbaltumvielas, kas noteiktā proporcijā satur visas tam nepieciešamās aminoskābes, sauc par pilnīgām, bet olbaltumvielas, kurām nav vajadzīgā aminoskābju komplekta, sauc par nepilnīgām. Pie pēdējiem pieder, piemēram, kukurūzas un miežu proteīns.
Gremošanas traktā olbaltumvielas tiek sadalītas aminoskābēs, kuras uzsūcas asinsritē. Pēc iziešanas cauri aknu traukiem aminoskābes tiek nogādātas visos orgānos, kuru šūnās atkal tiek sintezēts proteīns, kas jau ir raksturīgs katram no tiem. Olbaltumvielu sintēzei tiek izmantotas arī aminoskābes, peptīdi un nukleotīdu peptīdi, kas veidojas šūnu proteīnu sadalīšanās laikā. Nukleotīdu peptīds ir nepilnīga olbaltumvielu sadalīšanās produkts, kas sastāv no peptīdiem un nukleotīdu grupas. Olbaltumvielu sintēzei tiek izmantotas arī aminoskābes, kas tiek sintezētas organismā. Organismā cita veida olbaltumvielas var sintezēt no viena veida olbaltumvielu sadalīšanās produktiem.
Olbaltumvielu sintēzes intensitāte ir diezgan augsta. Katru dienu jaunattīstības cilvēka organismā tiek sintezēti 100 g olbaltumvielu. Tomēr ne visas aminoskābes, kas veidojas olbaltumvielu sadalīšanās laikā, tiek izmantotas tā sintēzei. Dažas no aminoskābēm sadalās, un galaprodukti ir NH3, CO2 un H2O. Amonjaka neitralizāciju veic arī aknās, sintezējot urīnvielu, kas ir salīdzinoši nekaitīga organismam un izdalās ar urīnu. Dažu aminoskābju nepilnīgas sadalīšanās produkti organismā var tikt izmantoti kā būvmateriāls citu aminoskābju sintēzei. Organismā nepārtraukti notiek ne tikai vienkāršu, bet arī sarežģītu proteīnu sintēze un sadalīšanās.
Nukleoproteīnu metabolisma galaprodukti ir urīnviela, urīnskābe, oglekļa dioksīds un ūdens. Svarīgākie olbaltumvielu slāpekļa sadalīšanās produkti, kas izdalās ar urīnu un sviedriem, ir urīnviela, urīnskābe un amonjaks.
Aminoskābju oksidēšana notiek, sadalot no tām slāpekli amonjaka veidā. Amonjaks ir ļoti toksisks centrālajai nervu sistēmai un citiem ķermeņa audiem. Tomēr amonjaks tiek neitralizēts aknu un smadzeņu audos: aknās, veidojot urīnvielu, smadzeņu audos pārvēršoties par glutamīnu.
Aknu vēnas asinīs ir trīs reizes mazāk amonjaka nekā portāla vēnā. Līdz ar to aknās ievērojama daļa amonjaka tiek pārveidota par urīnvielu. Aknu izņemšana izraisa nāvi no saindēšanās ar amonjaku. Urīnviela ir salīdzinoši nekaitīgs produkts un izdalās no organisma ar urīnu.
Daļa amonjaka tiek neitralizēta, pārvēršoties par glutamīnskābi un glutamīnu. Veselu cilvēku asinīs cirkulē tikai neliels daudzums amonjaka.
Pārkāpjot urīnvielas sintēzi aknās, palielinās amonjaka, aminoskābju un polipeptīdu koncentrācija asinīs, kas izraisa centrālās nervu sistēmas uzbudinājumu, krampju parādīšanos, apjukumu un pat komu un nāvi. (Schmidt R. 1983)
2. sadaļa. Olbaltumvielu metabolisms dažādos ķermeņa apstākļos
2 .viens. Olbaltumvielu metabolisms muskuļu darbības laikā
Olbaltumvielas ir galvenais materiāls šūnu un audu veidošanai. Jauna sportista, kura ķermenis aug un attīstās, uzturā proteīna pārtikas daudzumam jābūt pietiekamam - vairāk nekā 3 g dienā uz katru ķermeņa svara kilogramu. Ar vecumu šī vērtība samazinās: piemēram, 15-17 gadu vecumā pietiek ar 2,5 g, bet no 18 gadu vecuma - 2,0 g vai mazāk uz 1 kg ķermeņa svara. Olbaltumvielu avots ir gaļa, zivis, olas, sieri, piens, zirņi, pupas, pupiņas, griķi un citi graudaugi. (Smirnovs V.M. 2002)
Olbaltumvielas sniedz nenozīmīgu ieguldījumu muskuļu aktivitātes enerģijā, jo nodrošina tikai 10-15% no kopējā ķermeņa enerģijas patēriņa. Neskatoties uz to, tiem ir liela nozīme skeleta muskuļu un sirds saraušanās funkcijas nodrošināšanā, ilgstošas pielāgošanās fiziskajām aktivitātēm veidošanā un noteikta muskuļu sastāva veidošanā.
Fiziskā aktivitāte izraisa izmaiņas proteīnu sintēzes un sadalīšanās procesos audos, īpaši skeleta muskuļos un aknās, kuru bojājuma pakāpe ir atkarīga no fiziskās aktivitātes intensitātes un ilguma, kā arī no organisma sagatavotības. Intersticiālo olbaltumvielu metabolisma izmaiņas parasti nosaka atsevišķu neaizvietojamo aminoskābju koncentrācija asinīs, kas organismā netiek sintezētas un veidojas audu proteīnu sadalīšanās laikā. Kā specifisks kontraktilo proteīnu aktīna un miozīna sadalīšanās indikators tiek izmantots 3-metilhistidīns.
Viena fiziska slodze izraisa proteīnu sintēzes kavēšanu un palielina to katabolismu. Tā, piemēram, stundu skrienot uz skrejceliņa, olbaltumvielu sintēzes ātrums aknās samazinājās par 20%, bet ekstremāla darba laikā - par 65%. Šis modelis tiek novērots arī skeleta muskuļos.
Fizisko aktivitāšu ietekmē palielinās muskuļu proteīnu (galvenokārt strukturālo) sadalīšanās, lai gan noteikta veida slodzes palielina kontraktilo proteīnu sadalīšanos.
Ar sistemātisku fizisko piepūli muskuļos un citos audos tiek aktivizēta adaptīvā proteīnu sintēze, palielinās strukturālo un kontraktilo proteīnu, kā arī mioglobīna un daudzu enzīmu saturs. Tas izraisa muskuļu masas palielināšanos, muskuļu šķiedru šķērsgriezumu, ko uzskata par muskuļu hipertrofiju. Fermentu skaita palielināšanās rada labvēlīgus apstākļus enerģētiskā potenciāla paplašināšanai strādājošos muskuļos, kas savukārt pastiprina muskuļu proteīnu biosintēzi pēc fiziskas slodzes un uzlabo cilvēka motoriskās spējas.
Ātruma un spēka slodzes lielākā mērā palielina miofibrilāro proteīnu sintēzi muskuļos, bet izturības slodzes - mitohondriju enzīmus, kas nodrošina aerobās ATP sintēzes procesus. Arī fizisko aktivitāšu veids (peldēšana, skriešana) lielā mērā nosaka olbaltumvielu sintēzes izmaiņu lielumu.
Skeleta muskuļu treniņu ietekmē notiek visu galveno olbaltumvielu sintēzes saišu adaptīvā aktivizēšana, kas izraisa vispārēju šūnu proteīnu sintēzes potenciāla pieaugumu. Adaptīvās olbaltumvielu sintēzes indukcijā treniņa laikā svarīga loma ir hormoniem: glikokortikoīdiem, adrenalīnam, somatotropīnam, tiroksīnam un insulīnam. Viņi ir iesaistīti steidzamu adaptīvo reakciju pārejas nodrošināšanā uz ilgtermiņa adaptāciju.
Bioķīmiskās adaptācijas sākums ir saistīts ar vairāku enzīmu aktivitātes palielināšanos un enerģijas substrātu daudzuma palielināšanos. Paaugstināta enerģijas vielmaiņa izraisa metabolītu veidošanos - proteīnu sintēzes induktorus ģenētiskā līmenī. Par induktoriem var kalpot ADP, AMP, kreatīns, dažas aminoskābes, cikliskais AMP uc Genoma aktivitātes palielināšanās izraisa strukturālo kontraktilo vai fermentatīvo proteīnu translācijas vai sintēzes procesu pastiprināšanos, kas, savukārt, nodrošina augstu trenēta organisma muskuļu funkcionālā darbība, veicot muskuļu darbu.
Būtisku ieguldījumu muskuļu darbības enerģijā, īpaši ilgtermiņā, sniedz aminoskābes - endogēno olbaltumvielu sadalīšanās produkti. To skaits audos ilgstoša fiziska darba laikā var palielināties 20-25 reizes. Šīs aminoskābes tiek oksidētas un papildina ATP vai ir iesaistītas glikozes audzēju veidošanās procesā un palīdz uzturēt tās līmeni asinīs, kā arī glikogēna līmeni aknās un skeleta muskuļos.
Olbaltumvielu sadalīšanās un aminoskābju oksidēšanās procesus pavada muskuļu aktivitātes laikā pastiprināta amonjaka (NH3) veidošanās, kas urīnvielas sintēzes ciklā saistās aknās un izdalās no organisma. Tāpēc fiziskās aktivitātes izraisa urīnvielas satura palielināšanos asinīs, un tā līmeņa normalizēšanās atpūtas periodā norāda uz sabrukšanas un olbaltumvielu sintēzes procesu atjaunošanos audos.
Sistemātiskiem fiziskiem vingrinājumiem ir izteikta specifiska ietekme uz olbaltumvielu metabolismu organismā. Fiziskā apmācība, kuras mērķis ir attīstīt spēku, veicina muskuļu masas palielināšanos un aktīna un miozīna satura palielināšanos muskuļos. Tajā pašā laikā treniņi, kuru mērķis ir attīstīt izturību, maz ietekmē muskuļu masu, bet palielina mitohondriju proteīnu saturu muskuļu audos, īpaši tiem, kas saistīti ar oksidatīvo metabolismu. Šīs izmaiņas ir selektīvas un atkarīgas no treniņu ietekmes virziena.
Fiziskām aktivitātēm var būt arī akūta muskuļu masas palielināšanās un aktīna un miozīna satura palielināšanās muskuļos. Tajā pašā laikā treniņi, kuru mērķis ir attīstīt izturību, maz ietekmē muskuļu masu, bet palielina mitohondriju proteīnu saturu muskuļu audos, īpaši tiem, kas saistīti ar oksidatīvo metabolismu. Šīs izmaiņas ir selektīvas un atkarīgas no treniņu ietekmes virziena.
Fiziskām aktivitātēm var būt arī akūta ietekme uz olbaltumvielu metabolismu. Reakcijas, kas parādās, reaģējot uz intensīvu muskuļu darbību, daudzos aspektos var būt līdzīgas reakcijām, kas raksturīgas akūtā fāzei infekcijas vai traumas laikā.
Muskuļiem ir ierobežota spēja oksidēt aminoskābes. Tādējādi zīdītāju skeleta muskuļi spēj oksidēt tikai sešus no tiem – alanīnu, aspartātu, glutamātu, leicīnu, izoleicīnu un valīnu (pēdējās trīs ir sazarotās ķēdes aminoskābes), un to oksidēšanās ar muskuļiem noved pie aminogrupu likvidēšanas problēmas. no kuriem reakcijā transaminācija tiek pārnesta uz piruvātu, veidojot alanīnu. Pēdējais nonāk aknās un pēc tam pievienojas urīnvielas ciklam (1. att.).
Neaktīvos muskuļos aminoskābju oksidācijas devums ATP resintēzē ir ne vairāk kā 10% no kopējā izmantoto enerģijas avotu daudzuma, tomēr fiziskas slodzes laikā šis devums samazinās. Citu veidu “degvielas” ierobežotas uzņemšanas apstākļos aminoskābju oksidēšanās enerģijas piegādei atkal kļūst nozīmīgāka. Tajā pašā laikā atsevišķu aminoskābju oksidācijas ātrums palielinās nevienmērīgi (piemēram, leicīna oksidācijas ātrums var palielināties piecas reizes). Tomēr ir jāprecizē leicīna oksidācijas ātruma pieauguma pakāpe, jo izotopu metožu izmantošana šajā gadījumā nesniedz pietiekami ticamus datus.
1. attēls Sazarotās ķēdes aminoskābju oksidēšana kā svarīgs enerģijas avots muskuļu saraušanai (aminogrupas no šīm aminoskābēm tiek transportētas uz aknām, lai tās iekļautu urīnvielas ciklā)
struktūra funkcionālā vērtība proteīns
Pie ilgstošas vidējas intensitātes fiziskās aktivitātes olbaltumvielu metabolisma ieguldījums enerģijas ražošanā acīmredzami nepārsniedz 6% no kopējās enerģijas nepieciešamības. Taču planētas rietumu reģionu iedzīvotāju pārtikā vidēji aptuveni 12-15% no patērētās enerģijas veido olbaltumvielas. Šis fakts liecina, ka sistemātiska muskuļu aktivitāte par zemākām izmaksām palielina vajadzību pēc olbaltumvielu uzņemšanas organismā, salīdzinot ar vajadzību pēc ogļhidrātu un tauku uzņemšanas. Ļoti smagas fiziskās aktivitātēs, kad kultūrisma sportisti izmanto lielu daudzumu olbaltumvielu piedevu, lai palielinātu muskuļu masu, joprojām nav pierādījumu, ka šāds uzturs varētu stimulēt pārmērīgi patērētā proteīna uzsūkšanos ķermeņa audos. Tomēr šie uztura bagātinātāji joprojām ir populāri un tiek lietoti kopā ar palielinātu citu vielu patēriņu (tostarp insulīnu un L-agonistus, piemēram, klenbuterolu), kas veicina aminoskābju piegādi muskuļiem un olbaltumvielu veidošanos no tiem.
2.2 Aminoskābju metabolisma pārkāpums
Visbiežāk sastopamās slimības, kas saistītas ar aminoskābju metabolisma traucējumiem, ir fenilketonūrija un albīnisms.
Parasti aminoskābi fenilalanīnu (FA) enzīms fenilalanīna hidroksilāze pārvērš aminoskābē tirozīnā, kas savukārt, iedarbojoties ar enzīmu tirozināzi, var pārvērsties pigmenta melanīnā. Pārkāpjot šo enzīmu aktivitāti, attīstās cilvēka iedzimtas slimības fenilketonūrija un albīnisms.
Fenilketonūrija (PKU) sastopama dažādās cilvēku populācijās ar biežumu 1:6 000-1:10 000. Tā tiek mantota autosomāli recesīvā veidā; pacienti ir recesīvi homozigoti (aa). Mutācijas gēns, kas ir atbildīgs par enzīma fenilalanīna hidroksilāzes sintēzi, ir kartēts (12q22-q24), identificēts un sekvencēts (noteikta nukleotīdu secība).
Fenilalanīns ir viena no neaizvietojamajām aminoskābēm. Tikai daļa FA tiek izmantota proteīnu sintēzei; galvenais šīs aminoskābes daudzums tiek oksidēts līdz tirozīnam. Ja enzīms fenilalanīna hidroksilāze nav aktīvs, FA nepārvēršas par tirozīnu, bet lielos daudzumos uzkrājas asins serumā fenilpirovīnskābes (PPVA) veidā, kas izdalās ar urīnu un sviedriem, kā rezultātā. no pacientiem nāk "peles" smaka. Augsta PPVC koncentrācija izraisa mielīna apvalka veidošanās traucējumus ap aksoniem CNS.
Bērni ar fenilketonūriju piedzimst veseli, bet pirmajās dzīves nedēļās viņiem attīstās slimības klīniskās izpausmes. FPVC ir neirotropiska inde, kas izraisa paaugstinātu uzbudināmību, muskuļu tonusu, hiperrefleksiju, trīci un konvulsīvus epileptiformas lēkmes. Vēlāk pievienojas augstākas nervu darbības pārkāpumi, garīga atpalicība, mikrocefālija. Pacientiem ir vāja pigmentācija melanīna sintēzes traucējumu dēļ.
Albīnisms sastopams dažādās populācijās ar atšķirīgu biežumu – no 1:5 000 līdz 1:25 000. Tā visizplatītākā forma, okulocutano tirozināzes negatīvais albīnisms, tiek mantota autosomāli recesīvā veidā. Galvenās albīnisma klīniskās izpausmes jebkurā vecumā ir melanīna trūkums ādas šūnās (tā piena baltā krāsa), ļoti gaiši mati, gaiši pelēks vai gaiši zils varavīksnene, sarkana zīlīte, paaugstināta jutība pret UV starojumu (izraisa iekaisīgas ādas slimības). ). Pacientiem uz ādas nav pigmenta plankumu, samazinās redzes asums. Slimības diagnostika nav grūta.
Aminoskābju metabolisma slimības
Lielākā iedzimto vielmaiņas slimību grupa. Gandrīz visi no tiem tiek mantoti autosomāli recesīvā veidā. Slimību cēlonis ir viena vai otra enzīma, kas ir atbildīgs par aminoskābju sintēzi, nepietiekamība. Tie ietver:
Fenilketonūrija - fenilalanīna pārvēršanās par tirozīnu pārkāpums sakarā ar strauju fenilalanīna hidroksilāzes aktivitātes samazināšanos;
Fenilketonurimija (fenilpiruviskā oligofrēnija) ir iedzimta fermentopātijas grupas slimība, kas saistīta ar aminoskābju, galvenokārt fenilalanīna, metabolisma traucējumiem; ko pavada fenilalanīna un tā toksisko produktu uzkrāšanās, kas izraisa nopietnus centrālās nervu sistēmas bojājumus, kas izpaužas kā garīgi traucējumi. Vairumā gadījumu (klasiskā forma) slimība ir saistīta ar strauju aknu enzīma fenilalanīna-4-hidroksilāzes aktivitātes samazināšanos vai pilnīgu neesamību, kas parasti katalizē fenilalanīna pārvēršanos par tirozīnu.
Metabolisma blokādes rezultātā tiek aktivizēti fenilalanīna metabolisma sānu ceļi, un organismā uzkrājas tā toksiskie atvasinājumi fenilpirovīnskābe un fenilpienskābe, kas praktiski neveidojas normāli. Turklāt veidojas arī feniletilamīns un ortofenilacetāts, kuru normā gandrīz pilnībā nav, kuru pārpalikums izraisa lipīdu metabolisma pārkāpumu smadzenēs. Tas noved pie progresīvas intelekta samazināšanās šādiem pacientiem līdz pat idiotismam.
alkaptonūrija - tirozīna metabolisma pārkāpums homogentizināzes enzīma aktivitātes samazināšanās un homotentīnskābes uzkrāšanās dēļ ķermeņa audos;
okulocutāns albīnisms - tirozināzes enzīmu sintēzes trūkuma dēļ.
Alkaptomnurimija ir recesīvi iedzimta slimība, ko izraisa homogentēzskābes oksidāzes funkciju zudums.
Ar alkaptonūriju tiek atzīmēta ohronoze - skrimšļa audu kļūst tumšāka un strauja urīna kļūst tumšāka, kad tas ir sārmains homogentēzskābes oksidēšanās dēļ, veidojot tumšas krāsas pigmentus.
Normālos apstākļos homogentēzskābe, tirozīna un fenilalanīna sadalīšanās starpprodukts, tiek pārveidota par maleilacetoetiķskābi, no kuras galu galā veidojas fumārskābe un acetoetiķskābe, kas nonāk citos bioķīmiskos ciklos. Fermenta defekta dēļ šis process tiek kavēts, un pārpalikumā palikušo homogentēzskābi polifenola oksidāze pārvērš hinona polifenolos (alkaptonos), kas tiek izvadīti caur nierēm. Alkaptons, kas pilnībā neizdalās ar urīnu, tiek nogulsnēts skrimšļos un citos saistaudos, izraisot to tumšumu un palielinātu trauslumu. Visbiežāk sklēras un ausu skrimšļa pigmentācija parādās uz priekšu.
Nav radikālas ārstēšanas, tiek izmantota simptomātiska terapija un lielas askorbīnskābes devas.
Homocistinūrija. Etioloģija un patoģenēze. Iedzimta enzīmopātija.
Slimības pamatā ir enzīma cistationīna sintetāzes deficīts, kā rezultātā asinīs uzkrājas metionīns un homocistīns, kam ir toksiska ietekme uz bērna organismu. Ir divas homocistīna-ria formas: piridoksīna atkarīga un piridoksīna izturīga. 2. dzīves gadā slimības simptomi var nebūt. Tad ir zināma nobīde fiziskajā un garīgajā attīstībā. Tiek atzīmētas kaulu deformācijas, lēcas subluksācija, neiroloģiski simptomi un nepietiekams svars. Urīnā palielinās homocistīna saturs. Asinīs - augsts homocistīna un metionīna līmenis.
Mitināts vietnē Allbest.ru
Līdzīgi dokumenti
Olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu sadalīšanās un darbības rezultāts. Olbaltumvielu sastāvs un to saturs pārtikas produktos. Olbaltumvielu un tauku metabolisma regulēšanas mehānismi. Ogļhidrātu loma organismā. Olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu attiecība pilnvērtīgā uzturā.
prezentācija, pievienota 28.11.2013
Olbaltumvielu, lipīdu un ogļhidrātu metabolisms. Cilvēka uztura veidi: visēdājs, atsevišķs un zems ogļhidrātu saturs, veģetārisms, neapstrādāta uztura diēta. Olbaltumvielu loma metabolismā. Tauku trūkums organismā. Izmaiņas organismā uztura veida maiņas rezultātā.
kursa darbs, pievienots 02.02.2014
Olbaltumvielas kā bioloģisko polimēru klase, kas atrodas katrā dzīvā organismā, to nozīmes un nozīmes dzīves procesā novērtējums. Olbaltumvielu struktūra un pamatelementi, to šķirnes un funkcionālās īpašības. Olbaltumvielu metabolisma pārkāpums.
prezentācija, pievienota 11.03.2013
Lipīdu metabolisms organismā, tā modeļi un iezīmes. Starpproduktu vispārīgums. Saistība starp ogļhidrātu, lipīdu un olbaltumvielu metabolismu. Acetil-CoA galvenā loma vielmaiņas procesu attiecībās. Ogļhidrātu sadalīšanās, tās stadijas.
tests, pievienots 10.06.2015
Vielmaiņas un vielmaiņas procesu klasifikācija. Organismu veidi pēc vielmaiņas procesu atšķirībām, to izpētes metodes. Ķermeņa ienākošo un no tā izejošo vielu uzskaites metode, piemēram, slāpekļa metabolisma piemērā. Galvenās ķermeņa funkcijas un olbaltumvielu avoti.
prezentācija, pievienota 12.01.2014
Olbaltumvielu jēdziens kā lielmolekulāri dabiski savienojumi (biopolimēri), kas sastāv no aminoskābju atlikumiem, kas ir savienoti ar peptīdu saiti. Olbaltumvielu funkcijas un nozīme cilvēka organismā, to transformācija un uzbūve: primārā, sekundārā, terciārā.
prezentācija, pievienota 04.07.2014
Olbaltumvielas (olbaltumvielas) ir augstmolekulāras, slāpekli saturošas dabīgas organiskas vielas, kuru molekulas ir uzbūvētas no aminoskābēm. Olbaltumvielu struktūra. Olbaltumvielu klasifikācija. Olbaltumvielu fizikāli ķīmiskās īpašības. Olbaltumvielu bioloģiskās funkcijas. Enzīms.
abstrakts, pievienots 15.05.2007
Olbaltumvielu aminoskābju sastāvs organismos, ģenētiskā koda nozīme. 20 standarta aminoskābju kombinācijas. Olbaltumvielu atdalīšana atsevišķā bioloģisko molekulu klasē. Hidrofīli un hidrofobi proteīni. Olbaltumvielu veidošanas princips, to organizācijas līmenis.
radošais darbs, pievienots 08.11.2009
Specifiskās īpašības, struktūra un galvenās funkcijas, tauku, olbaltumvielu un ogļhidrātu sadalīšanās produkti. Tauku sagremošana un uzsūkšanās organismā. Sarežģīto ogļhidrātu sadalīšanās pārtikā. Ogļhidrātu metabolisma regulēšanas parametri. Aknu loma metabolismā.
kursa darbs, pievienots 11.12.2014
Muskuļu audu pamatelementi un ķīmiskais sastāvs. Sarkoplazmas un miofibrilu proteīnu veidi, to saturs pret kopējo olbaltumvielu skaitu, molekulmasa, sadalījums muskuļa strukturālajos elementos. To funkcijas un loma organismā. Miozīna molekulas struktūra.
Notiek ielāde...