Fysiologisk rolle og struktur av proteiner. Funksjon av proteiner i kroppen. Reserve, eller trofisk

Fett

Ekorn

Den fysiologiske rollen til proteiner som inntas med mat er at de er hovedelementet i kroppens plastiske metabolisme, og er en kilde til "byggemateriale". Proteiner mottatt fra mat brytes ned til deres strukturelle elementer - aminosyrer. Matvarer som inneholder proteiner kan ikke erstattes av matvarer som inneholder fett og karbohydrater. Noen av aminosyrene som utgjør proteinmolekylene kan syntetiseres i kroppen. Disse er de såkalte ikke-essensielle aminosyrer... Den andre delen ( essensielle aminosyrer) kan ikke syntetiseres, derfor må den tas sammen med mat. Hovedkildene til proteiner for mennesker er: kjøtt, egg, fisk, bønner, erter, bønner.

I motsetning til karbohydrater og fett, samler og lagrer ikke kroppen proteiner. Hvis flere av dem tilføres mat enn det som er nødvendig for å møte dagens behov, gjennomgår hydrolyseproduktene (aminosyrer) biokjemiske endringer og inngår i metabolske reaksjoner. En del av aminosyrer, som ikke brukes som strukturelle elementer og energimateriale, deamineres.De resterende karbonsekvensene transformeres og inkluderes i reaksjonene til karbohydratmetabolismen. Det avsplittede nitrogenet skilles ut fra kroppen i urinen i form av urea.

Fett er en viktig del av kostholdet. De er en del av mange matprodukter: kjøtt, fisk, melk. Og produkter som smult, smør, består nesten utelukkende av fett. Vanligvis skiller vegetabilsk fett seg fra animalsk fett ved at det inneholder mer umettede fettsyrer.

Under hydrolyse i kroppen brytes fett (glyserider) ned til glyserol og fettsyrer, hvorav noen er uerstattelige, siden de ikke kan syntetiseres i menneskekroppen (for eksempel noen umettede syrer - linolsyre, linolensyre).

Som andre næringsstoffer tar fett del i plast og energi Utveksling. Deres oksidasjon fører til frigjøring av mye mer energi enn oksidasjon av proteiner og karbohydrater. I tillegg kan fett akkumulere i kroppen, og danner et universelt depot av energisk verdifullt materiale. For mye karbohydrater og deler av proteinene som kommer inn i kroppen kan omdannes til fett, noe som fører til vekst av avleiringene. Ved behov kan fettet som er lagret på denne måten omdannes til glykogen og brukes i.

Plantemat - frukt, grønnsaker, frokostblandinger - er hovedkilden til karbohydrater for mennesker, hvorav den viktigste er polysakkarid stivelse.

Karbohydrater - hovedkilden til energi i kroppen, siden deres nedbrytning er mer tilgjengelig enn nedbrytningen av lipider, selv om nedbrytningen av karbohydrater fører til frigjøring av færre kalorier enn nedbrytning av de samme mengder fett. Karbohydrater kan lagres i små mengder i lever og muskler som glykogen. Produktene fra nedbrytningen av proteiner og fett (aminosyrer og fettsyrer), som blir transformert, kan inkluderes i karbohydratmetabolismen.

Fant du ikke det du lette etter? Bruk søket:

Beste ordtak: Hvis du lar deg rive med av en jente, vil haler vokse, hvis du studerer, vil horn vokse 9502 - | 7518 - eller les alt ...

Les også:

B) Arvelig. Fenylalanin metabolske forstyrrelser er mest vanlig. Normalt omdannes FEN til TIR
August. Om natten begravde de seg i bakken ikke langt fra tyskerne. Vi sitter i gropene. Du kan ikke komme deg ut og reise deg - det vil drepe deg. Vinden ser ut til å være laget av rusk. For å holde deg opptatt
Administrativt ansvar. Oppgavene til lovgivningen om administrative lovbrudd er beskyttelse av individet, beskyttelse av menneskelige og sivile rettigheter og friheter, beskyttelse av innbyggernes helse,

Forelesning nummer 3

Tema: Fysiologisk betydning av proteiner og aminosyrer i menneskelig ernæring.

1 De viktigste gruppene av peptider og deres fysiologiske rolle.

2 Kjennetegn på proteiner av matråvarer.

3 nye former for proteinmat.

4 Funksjonelle egenskaper til proteiner.

1 De viktigste gruppene av peptider og deres fysiologiske rolle.

Peptider er oligomerer sammensatt av aminosyrerester. De har lav molekylvekt (innholdet av aminosyrerester varierer fra flere stykker til flere hundre).

I kroppen dannes peptider enten under syntese fra aminosyrer, eller under hydrolyse (spalting) av proteinmolekyler.

I dag er den fysiologiske betydningen og funksjonelle rollen til de vanligste gruppene av peptider etablert, som menneskelig helse, organoleptiske og sanitær-hygieniske egenskaper til matvarer avhenger av.

Buffer peptider. I musklene til dyr og mennesker er det funnet dipeptider som utfører bufferfunksjoner, det vil si opprettholde et konstant pH-nivå.

Hormonpeptider... Hormoner - stoffer av organisk natur, produsert av cellene i kjertlene, regulerer aktiviteten til individuelle organer, kjertler og kroppen som helhet: reduksjon av glatte muskler i kroppen og melkesekresjon av brystkjertlene, regulering av aktiviteten til skjoldbruskkjertelen, aktiviteten til kroppens vekst, dannelsen av pigmenter som bestemmer fargen på øyne, hud, hår ...

Nevropeptider. Dette er to grupper av peptider ( endorfiner og enkefaliner ) inneholdt i hjernen til mennesker og dyr. De bestemmer reaksjonene på atferd (frykt, frykt), påvirker prosessene for memorering, læring, regulerer søvn, lindrer smerte.

Vasoaktive peptider syntetisert fra matproteiner som et resultat, har de en effekt på vaskulær tonus.

Peptidtoksiner er en gruppe giftstoffer produsert av verdens organismer, giftige sopp, bier, slanger, havbløtdyr og skorpioner. De er uønskede for næringsmiddelindustrien. Den største faren utgjøres av giftstoffer fra mikroorganismer (Staphylococcus aureus, botulismebakterier, salmonella), inkludert sopp som utvikler seg i råvarer, halvfabrikata og ferdige matvarer.

Antibiotiske peptider... Representanter for denne gruppen av peptider av bakteriell eller soppopprinnelse brukes i kampen mot infeksjonssykdommer forårsaket av streptokokker, pneumokokker, stafylokokker og andre mikroorganismer.

Smakspeptider- først og fremst er dette forbindelser med en søt eller bitter smak. Bitre peptider dannes i unge, umodne, enzymatiske oster. Søte peptider ( aspartam ) brukes som sukkererstatning.

Beskyttende peptider utføre beskyttende funksjoner, primært antioksidant.

2 Kjennetegn på proteiner av matråvarer.

Peptider med en molekylvekt på mer enn 5000 Da og som utfører en spesiell biologisk funksjon kalles proteiner.

De funksjonelle egenskapene til proteiner avhenger av sekvensen av aminosyrer i polypeptidkjeden (den såkalte primærstrukturen), samt av den romlige strukturen til polypeptidkjeden (avhengig av de sekundære, tertiære og kvaternære strukturene).

Ulike matprodukter utmerker seg ved deres kvalitative og kvantitative proteininnhold.

I korn det totale proteininnholdet er 10–20 %. Ved å analysere aminosyresammensetningen til de totale proteinene i forskjellige kornprodukter, bør det bemerkes at alle, med unntak av havre, er fattige på lysin (2,2 ÷ 3,8%). Hvete, sorghum, bygg og rugproteiner er preget av relativt små mengder metionin og cystein (1,6 ÷ 1,7 mg / 100 g protein). De mest balanserte når det gjelder aminosyresammensetning er havre, rug og ris.

I belgfrukter (soyabønner, erter, bønner, vikker) det totale proteininnholdet er høyt og utgjør 20 ÷ 40 %. Soyabønner er mest brukt. Hastigheten er nær en av fem aminosyrer, men soya inneholder utilstrekkelig tryptofan, fenylalanin og tyrosin og er svært lav i metionin.

I oljefrø(solsikke, bomull, raps, lin, lakserolje, karyander) det totale proteininnholdet er 14 ÷ 37%. Samtidig er aminosyrehastigheten til proteiner i alle oljefrø (i mindre grad bomull) høy nok selv til å begrense syrer. Dette faktum bestemmer muligheten for å skaffe konsentrerte former for protein fra oljefrø og opprettelsen av nye former for proteinmat på grunnlag av disse.

Relativt lavt innhold av nitrogenholdige stoffer i poteter(omtrent 2%), grønnsaker(1 ÷ 2%) og frukt(0,4 ÷ 1,0%) indikerer en ubetydelig rolle for disse typer spiselige plantematerialer i å gi mat med protein.

Kjøtt, melk og produktene oppnådd fra dem inneholder proteiner som er nødvendige for kroppen, som er gunstig balansert og godt absorbert (mens balansen og absorpsjonshastigheten til melk er høyere enn for kjøtt). Proteininnholdet i kjøttprodukter varierer fra 11 til 22 %. Proteininnholdet i melk varierer fra 2,9 til 3,5 %.

3 nye former for proteinmat.

I dag, i et stadig voksende samfunn og begrensede ressurser, står en person overfor behovet for å lage moderne matprodukter som har funksjonelle egenskaper og oppfyller kravene til vitenskapen om sunn ernæring.

Nye former for proteinmat er matvarer fremstilt på grunnlag av ulike proteinfraksjoner av matråvarer ved bruk av vitenskapelig beviste prosesseringsmetoder, og som har en viss kjemisk sammensetning, struktur og egenskaper.

Ulike vegetabilske proteinkilder er allment anerkjent: belgfrukter, korn og frokostblandinger og biprodukter fra deres prosessering, oljefrø; grønnsaker og meloner, vegetativ masse av planter.

Samtidig brukes soya og hvete hovedsakelig til produksjon av proteinprodukter.

Produkter for prosessering av soyaproteiner er delt inn i tre grupper, forskjellig i proteininnhold: mel og frokostblandinger oppnås ved maling, de inneholder 40 ÷ 45% protein fra den totale massen av produktet; soyakonsentrater oppnås ved å fjerne vannløselige komponenter, de inneholder 65 ÷ 70% protein; soyaisolater oppnås ved proteinekstraksjon og inneholder minst 90 % protein.

Soyabasert få teksturert proteinmat, der soyaproteiner brukes for eksempel i stedet for kjøttproteiner. Hydrolyserte soyaproteiner kalles modifisert... De brukes som funksjonelle og smakstilsetningsstoffer.

I dag produserer soyabasert også soyamelk, soyasaus, tofu (bønneostmasse) og andre matvarer.

Tørr hvetegluten med et proteininnhold på 75 ÷ 80% er oppnådd fra hvete eller hvetemel ved metoden for vannekstraksjon.

Samtidig bestemmer tilstedeværelsen av begrensende aminosyrer i planteproteiner deres underlegenhet. Veien ut hit er felles bruk av ulike proteiner, som gir en gjensidig berikende effekt. Hvis det samtidig oppnås en økning i aminosyrehastigheten til hver essensiell begrensende aminosyre sammenlignet med den individuelle bruken av de originale proteinene, så snakker man om enkel berikelseseffekt, hvis aminosyrehastigheten til hver aminosyre etter blanding overstiger 1,0, så er det ekte berikelseseffekt... Bruken av slike balanserte proteinkomplekser gir en økning i fordøyelighet av planteproteiner opp til 80 ÷ 100%.

4 Funksjonelle egenskaper til proteiner.

Proteiner og proteinkonsentrater er mye brukt i matproduksjon på grunn av deres iboende unike funksjonelle egenskaper, som forstås som fysisk-kjemiske egenskaper som bestemmer oppførselen til proteiner under bearbeiding til matprodukter og gir en viss struktur, teknologiske og forbrukeregenskaper til det ferdige produktet.

De viktigste funksjonelle egenskapene til proteiner inkluderer løselighet, vann- og fettbindingskapasitet, evnen til å stabilisere dispergerte systemer (emulsjoner, skum, suspensjoner) og danne geler.

Løselighet- dette er den primære indikatoren for å vurdere de funksjonelle egenskapene til proteiner, preget av mengden protein som går inn i løsningen. Løselighet er mest avhengig av tilstedeværelsen av ikke-kovalente interaksjoner: hydrofobe, elektrostatiske og hydrogenbindinger. Proteiner med høy hydrofobicitet samhandler godt med lipider, med høy hydrofilisitet samhandler de godt med vann. Siden proteiner av samme type har samme ladning, avstøter de, noe som bidrar til deres løselighet. Følgelig, i den isoelektriske tilstanden, når den totale ladningen til proteinmolekylet er null, og graden av dissosiasjon er minimal, har proteinet lav løselighet og kan til og med koagulere.

Vannbinding evnen er preget av adsorpsjon av vann med deltakelse av hydrofile aminosyrerester, fettbindende- adsorpsjon av fett på grunn av hydrofobe rester. I gjennomsnitt kan 1 g protein binde og beholde 2-4 g vann eller fett på overflaten.

Fettemulgerende og skummende evnen til proteiner er mye brukt i produksjonen av fettemulsjoner og skum, det vil si heterogene systemer vann-olje, vann-gass. På grunn av tilstedeværelsen av hydrofile og hydrofobe soner i proteinmolekyler, samhandler de ikke bare med vann, men også med olje og luft, og fungerer som et skall i grensesnittet mellom to medier og bidrar til deres fordeling i hverandre, det vil si, opprettelse av stabile systemer.

Gelering egenskapene til proteiner er preget av evnen til deres kolloide løsning fra en fri dispergert tilstand til å gå over i en bundet-dispergert tilstand med dannelse av systemer med egenskapene til faste stoffer.

Viskoelastisk-elastisk egenskapene til proteiner avhenger av deres natur (globulære eller fibrillære), samt tilstedeværelsen av funksjonelle grupper som binder proteinmolekyler til hverandre eller til et løsningsmiddel.

Proteiner, fett, karbohydrater, vitaminer er de viktigste næringsstoffene i det menneskelige kostholdet. Næringsstoffer er slike kjemiske forbindelser eller individuelle elementer som kroppen trenger for sin biologiske utvikling, for det normale forløpet av alle vitale prosesser.

Proteiner er nitrogenholdige forbindelser med høy molekylvekt, den viktigste og essensielle delen av alle organismer. Proteinstoffer er involvert i alle vitale prosesser. For eksempel er metabolisme gitt av enzymer som er proteinrelaterte i naturen. Proteiner er også kontraktile strukturer som er nødvendige for oppfyllelsen av den kontraktile funksjonen til muskler - actomyosin; støttende vev i kroppen - kollagen av bein, brusk, sener; integumentære vev i kroppen - hud, negler, hår.

Ved deres sammensetning er proteiner delt inn i: enkle - proteiner (under hydrolyse dannes bare aminosyrer og ammoniakk) og komplekse - proteiner (under hydrolyse dannes det også ikke-proteinstoffer - glukose, lipoider, fargestoffer, etc.).

Av de mange næringsstoffene spiller proteiner den viktigste rollen. De tjener som en kilde til essensielle aminosyrer og det såkalte uspesifikke nitrogenet som kreves for proteinsyntese.

Nivået på proteintilførselen bestemmer i stor grad helsetilstand, fysisk utvikling, fysisk ytelse, og hos små barn – og mental utvikling. Tilstrekkelighet av protein i kostholdet og dets høye kvalitet gjør det mulig å skape optimale forhold for det indre miljøet i kroppen, som er nødvendige for vekst, utvikling, normal menneskelig aktivitet og ytelse. Under påvirkning av proteinmangel kan patologiske tilstander som ødem og fedme i leveren utvikle seg; brudd på den funksjonelle tilstanden til organene for intern sekresjon, spesielt gonadene, binyrene og hypofysen; brudd på betinget refleksaktivitet og prosesser med intern hemming; redusert immunitet; fordøyelsesdystrofi. Proteiner er sammensatt av karbon, oksygen, hydrogen, fosfor, svovel og nitrogen, som er en del av aminosyrer - de viktigste strukturelle komponentene i protein. Proteiner er forskjellige i nivået av aminosyrer og sekvensen av forbindelsen deres. Skille mellom animalske og vegetabilske proteiner.

I motsetning til fett og karbohydrater inneholder proteiner, i tillegg til karbon, hydrogen og oksygen, nitrogen - 16%. Derfor kalles de nitrogenholdige matstoffer. Dyrekroppen trenger proteiner i en ferdig form, siden den ikke kan syntetisere dem, som planter, fra de uorganiske stoffene i jord og luft. Matstoffer av animalsk og vegetabilsk opprinnelse tjener som en proteinkilde for mennesker. Proteiner er først og fremst nødvendige som plastmateriale, dette er hovedfunksjonen deres: de utgjør 45 % av den faste resten av kroppen.

Proteiner er også en del av hormoner, erytrocytter og noen antistoffer, med høy reaktivitet.

I prosessen med vital aktivitet er det en konstant aldring og død av individuelle cellulære strukturer, og matproteiner tjener som byggematerialer for restaurering. Oksidasjon i kroppen av 1 g protein gir 4,1 kcal energi. Dette er dens energiske funksjon. Protein er av stor betydning for menneskelig høyere nervøs aktivitet. Det normale proteininnholdet i mat forbedrer den regulerende funksjonen til hjernebarken, øker tonen i sentralnervesystemet.

Med mangel på protein i kostholdet oppstår en rekke patologiske endringer: vekst og utvikling av kroppen bremses, vekten reduseres; dannelsen av hormoner forstyrres; kroppens reaktivitet og motstand mot infeksjoner og forgiftninger avtar. Næringsverdien til matproteiner avhenger først og fremst av deres aminosyresammensetning og fullstendigheten av bruken i kroppen. Det er 22 kjente aminosyrer, hver med en spesiell betydning. Fraværet eller mangelen på noen av dem fører til forstyrrelse av visse kroppsfunksjoner (vekst, hematopoiesis, vekt, proteinsyntese, etc.). Følgende aminosyrer er spesielt verdifulle: lysin, histidin, tryptofan, fenylalanin, leucin, isoleucin, treonin, metionin, valin. For små barn er histidin viktig.

Noen aminosyrer kan ikke syntetiseres i kroppen og erstattes av andre. De kalles uerstattelige. Avhengig av innholdet av ikke-essensielle og uerstattelige aminosyrer, deles matproteiner inn i komplette, hvis aminosyresammensetning er nær aminosyresammensetningen til proteinene i menneskekroppen og inneholder alle essensielle aminosyrer i tilstrekkelige mengder, og til mangelfulle, som mangler en eller flere essensielle aminosyrer. De mest komplette proteinene av animalsk opprinnelse, spesielt proteinene i eggeplommen av kyllingegg, kjøtt og fisk. Av planteproteiner har soyaproteiner høy biologisk verdi og i noe mindre grad bønner, poteter og ris. Defekte proteiner finnes i erter, brød, mais og annen plantemat.

Fysiologiske og hygieniske standarder for proteinbehov. Disse normene er basert på minimumsmengden protein som er i stand til å opprettholde nitrogenbalansen i menneskekroppen, dvs. mengden nitrogen introdusert i kroppen med matproteiner er lik mengden nitrogen som skilles ut fra den i urinen per dag.

Det daglige inntaket av diettprotein bør fullt ut sikre kroppens nitrogenbalanse med full tilfredsstillelse av kroppens energibehov, sikre integriteten til kroppens proteiner, opprettholde kroppens høye ytelse og dens motstand mot ugunstige miljøfaktorer. Proteiner, i motsetning til fett og karbohydrater, lagres ikke i kroppen i reserve og må tilføres daglig med mat i tilstrekkelige mengder.

Fysiologisk daglig proteininntak avhenger av alder, kjønn og yrkesaktivitet. For eksempel, for menn er det 96-132 g, for kvinner - 82-92 g. Dette er normene for innbyggere i store byer. For innbyggere i små byer og landsbyer som driver med tyngre fysisk arbeid, øker det daglige proteininntaket med 6 g. Intensiteten av muskelaktivitet påvirker ikke nitrogenmetabolismen, men det er nødvendig å sikre tilstrekkelig utvikling av muskelsystemet for slike former for fysisk aktivitet. arbeide og opprettholde sin høye effektivitet.

En voksen under normale levekår med lett arbeid krever i gjennomsnitt 1,3 -1,4 g protein per 1 kg kroppsvekt per dag, og med fysisk arbeid - 1,5 g eller mer (avhengig av alvorlighetsgraden av arbeidet).

I det daglige kostholdet til idrettsutøvere bør mengden protein være 15-17%, eller 1,6-2,2 g per 1 kg kroppsvekt.

Proteiner av animalsk opprinnelse i det daglige kostholdet til voksne bør okkupere 40 - 50% av den totale mengden konsumerte proteiner, idrettsutøvere - 50 - 60, barn - 60 - 80%. Overdreven inntak av proteiner er skadelig for kroppen, siden fordøyelsesprosessene og utskillelsen av forfallsprodukter (ammoniakk, urea) gjennom nyrene hemmes.

Av de mange næringsstoffene spiller proteiner den viktigste rollen. De tjener som en kilde til essensielle aminosyrer og det såkalte uspesifikke nitrogenet som kreves for proteinsyntese.

Proteiner er også en del av hormoner, erytrocytter og noen antistoffer, med høy reaktivitet.

I det daglige kostholdet til idrettsutøvere bør mengden protein være 15-17%, eller 1,6-2,2 g per 1 kg kroppsvekt.

Send det gode arbeidet ditt i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være veldig takknemlige for deg.

postet på http://www.allbest.ru/

Introduksjon

Del 1. Proteinets fysiologiske rolle

1.1 Strukturell funksjon av proteiner

1.2 Proteinmetabolisme i menneskekroppen

1.3 Nitrogen likevekt

Seksjon 2. Proteinmetabolisme under ulike tilstander i kroppen

2.1 Proteinmetabolisme under muskelaktivitet

2.2 Forstyrrelse av aminosyremetabolismen

Introduksjon

Proteiner er den viktigste komponenten i ernæringen. Proteiner er grunnlaget for de strukturelle elementene i celler og vev. De viktigste manifestasjonene av livet er assosiert med proteiner: metabolisme, muskelsammentrekninger, irritabilitet av nerver, evnen til å vokse, reprodusere og tenke. Ved å binde betydelige mengder vann danner proteiner tette kolloidale strukturer som bestemmer kroppens konfigurasjon. I tillegg til strukturelle proteiner inkluderer proteinstoffer hemoglobin - oksygenbæreren i blodet, enzymer - de viktigste akseleratorene for biokjemiske reaksjoner, noen hormoner, nukleoproteiner - som bestemmer retningen for proteinsyntese i kroppen, som er bærere av arvelige egenskaper.

Et komplett protein består av 20 aminosyrer, og kombinasjonen av disse i proteinmolekyler kan føre til deres enorme mangfold. Den eneste kilden til proteindannelse i kroppen er aminosyrene i matproteiner. Verdien av tilførsel av protein til kroppen bedømmes av indikatorene for nitrogenbalanse.

Proteiner er den eneste kilden til nitrogen assimilert av kroppen. Tatt i betraktning mengden nitrogen som tilføres med mat og frigjøres fra kroppen, kan man bedømme velvære eller brudd på proteinmetabolismen. I kroppen til friske voksne observeres en nitrogenbalanse, dette er når mengden nitrogen som tilføres maten "tilsvarer mengden nitrogen som skilles ut fra kroppen. Hos barn er nitrogenbalansen preget av akkumulering av proteiner i kroppen Samtidig overstiger mengden nitrogen som tilføres mat betydelig utskillelsen med forfallsprodukter.I dette tilfellet en positiv nitrogenbalanse.En positiv nitrogenbalanse observeres i kroppen til et barn, en gutt og en jente.

Hos personer som får utilstrekkelig mengde protein fra mat eller hos alvorlig syke personer hvis kroppsprotein er dårlig absorbert, er det tap av nitrogen, det vil si en negativ nitrogenbalanse. For en voksen er minimumshastigheten 40-50 g protein per dag. Hvis arbeid ikke er assosiert med intens fysisk arbeid, trenger kroppen til en voksen i gjennomsnitt omtrent 1-1,2 g protein per 1 kg kroppsvekt med mat. Dette betyr at en person som veier 70-75 kg bør få i seg 70 til 90 g protein per dag. Med en økning i intensiteten av fysisk arbeid, øker også kroppens behov for protein.

Næringsverdien til ulike typer proteiner avhenger av deres aminosyresammensetning. Bare 8 har et komplett protein bestående av 20 aminosyrer, som er uunnværlige i kosten for en voksen (og en til for et lite barn). – Essensielle aminosyrer syntetiseres ikke i kroppen og må nødvendigvis inn i kroppen i visse mengder med mat. I samsvar med konseptet med et balansert kosthold kan følgende verdier nevnes, som karakteriserer minimumskravene for hver av de essensielle aminosyrene for kroppen til en voksen og deres optimale forhold for å sikre bruk av protein.

Hvis noen av aminosyrene i matproteiner er mindre, vil den ikke syntetiseres, men da kan ikke andre aminosyrer utnyttes fullt ut av kroppen. Aminosyresammensetningen til eggproteiner ble tatt som ideell, siden deres assimilering av menneskekroppen er nær 100%. Graden av assimilering av andre produkter av animalsk opprinnelse er også veldig høy: melk (75-80%), kjøtt (70-75%), fisk (70-80%), etc.

Mange plantematvarer, spesielt korn, inneholder proteiner med redusert biotilgjengelighet. De fleste plantematerialer har mangel på svovelholdige aminosyrer.

Del 1. Proteinets fysiologiske rolle

1.1 Strukturell funksjon av protein

Proteiner er komplekse organiske forbindelser bygget av aminosyrer. Sammensetningen av proteinmolekyler inkluderer nitrogen, karbon, hydrogen og noen andre stoffer. Aminosyrer er preget av tilstedeværelsen av en aminogruppe (NH2) i dem.

Proteiner skiller seg fra hverandre i innholdet av forskjellige aminosyrer i dem. I denne forbindelse har proteiner spesifisitet, det vil si at de utfører forskjellige funksjoner. Proteiner fra dyr av forskjellige arter, forskjellige individer av samme art, samt proteiner fra forskjellige organer og vev i en organisme er forskjellige fra hverandre. Spesifisiteten til proteiner gjør at de bare kan introduseres i kroppen gjennom fordøyelsesorganene, hvor de brytes ned til aminosyrer og i denne formen absorberes i blodet. I vev dannes proteiner som er karakteristiske for disse vevene fra aminosyrer som leveres av blodet. Proteiner er hovedmaterialet som kroppens celler er bygget av (Abramova T. 1994)

Funksjonene til proteiner er ekstremt forskjellige. Hvert gitt protein som et stoff med en viss kjemisk struktur utfører en høyt spesialisert funksjon og bare i noen tilfeller flere, som regel, sammenkoblede funksjoner. Omtrent en av de sentrale funksjonene, deres deltakelse i det overveldende flertallet av kjemiske transformasjoner som enzymer eller den viktigste komponenten i enzymer. Enzymer sørger for det meste for flyten av prosesser som er nødvendige for liv ved lave temperaturer og pH nær nøytral.

Den største funksjonelle gruppen av proteiner er enzymer. Hvert enzym er spesifikt i en eller annen grad, dvs. funksjonelt tilpasset et bestemt substrat, noen ganger til en bestemt type kjemiske bindinger. Under påvirkning av ulike påvirkninger kan strukturen til proteinmolekylet endres, og derfor endres også aktiviteten til enzymet. For eksempel er det en avhengighet av hastigheten til en enzymatisk reaksjon på endringer i temperatur og pH.

Noen biologiske molekyler er i stand til å akselerere eller hemme (fra latin inhibere - å begrense, å stoppe), det vil si å undertrykke aktiviteten til enzymer - dette er en av måtene å regulere enzymatiske reaksjoner på. (Komov V.P. 2004)

Proteiner er kjemiske strukturer som representerer en lineær sekvens av aminosyrer dannet under en serie av kondensasjonsreaksjoner som involverer a-karboksyl- og a-amingruppene til tilstøtende aminosyrer. Bindingene som dannes som et resultat av disse reaksjonene kalles peptidbindinger. To aminosyrer danner et dipeptid, og de lengre kjedene danner polypeptider. Hver polypeptidkjede har en amin- og en karboksylterminal, som kan danne påfølgende peptidbindinger med andre aminosyrer. Mange proteiner er bygd opp av mer enn én polypeptidkjede, som hver danner en underenhet. Rekkefølgen som aminosyrer er ordnet i en kjede bestemmes under proteinsyntese av en sekvens av nukleotidbaser i et spesifikt DNA som inneholder genetisk informasjon relatert til dette proteinet. Aminosyresekvensen bestemmer den endelige strukturen, siden sidekjedene til aminosyrekomponenten tiltrekker, frastøter eller fysisk forstyrrer hverandre, noe som "tvinger" molekylet til å folde seg og ta den endelige, tilsvarende formen. Den primære strukturen til et protein er en spesifikk sekvens av aminosyrer i polypeptidkjeden, så vel som deres kvantitative og kvalitative sammensetning. Sekvensen av aminosyrer i individuelle proteiner er genetisk fiksert og bestemmer individets og artsspesifisiteten til proteinet. Å dechiffrere den primære strukturen til et protein er av stor praktisk betydning, da det åpner for muligheten for dets syntese i laboratoriet. Takket være dechiffreringen av strukturen til hormonet insulin og immunglobulin, oppnås disse proteinene syntetisk og er mye brukt i medisin. Studiet av den primære strukturen til hemoglobin gjorde det mulig å avsløre endringer i strukturen hos mennesker med visse sykdommer. For tiden er den primære strukturen til mer enn 1000 proteiner dechiffrert, inkludert enzymene ribonuklease, karboksypeptidase, myoglobin, cytchrome b og mange andre.

Den sekundære strukturen til et protein er den romlige foldingen av polypeptidkjeden. Det er tre typer sekundær struktur: a-helix, lagdelt helix (eller B-helix) og kollagen helix.

Når en a-helix dannes, er polypeptidkjeden spiralformet på grunn av hydrogenbindinger på en slik måte at svingene i peptidkjeden periodisk gjentas. Dette skaper en kompakt og sterk struktur av proteinpolypeptidkjeden.

Den lagdelte strukturen til proteinet er en lineær polypeptidkjede plassert parallelt og tett forbundet med hydrogenbindinger. Denne strukturen er grunnlaget for fibrillære proteiner.

Kollagenhelixen til proteinet utmerker seg ved den mer komplekse foldingen av polypeptidkjedene. Individuelle kjeder er kveilet og vridd rundt hverandre, og danner en supercoil. Denne strukturen er typisk for kollagen. Kollagenspiralen har høy elastisitet og styrke av ståltråden. ("Fundamentals of Biochemistry" 1986)

Tertiær struktur Den generelle ordningen, den gjensidige foldingen av forskjellige regioner, domener og individuelle aminosyrerester i en enkelt polypeptidkjede kalles den tertiære strukturen til et gitt protein. Det er umulig å trekke en klar grense mellom den sekundære og tertiære strukturen, men den tertiære strukturen forstås som steriske forhold mellom aminosyrerester som er langt fra hverandre langs kjeden. Kvartær struktur Hvis proteiner består av to eller flere polypeptidkjeder koblet sammen med ikke-kovalente (ikke-peptid og ikke-disulfid) bindinger, så sies de å ha en kvartær struktur. Slike aggregater stabiliseres av hydrogenbindinger og elektrostatiske interaksjoner mellom rester på overflaten av polypeptidkjeder. Slike proteiner kalles oligomerer, og deres individuelle polypeptidkjeder er protomerer, monomerer eller underenheter.

Mange oligomere proteiner inneholder to eller fire protomerer og kalles henholdsvis dimerer eller tetramerer. Oligomerer som inneholder mer enn fire protomerer er ganske vanlige, spesielt blant regulatoriske proteiner (for eksempel transkarbamoylase). Oligomere proteiner spiller en spesiell rolle i intracellulær regulering: deres protomerer kan endre gjensidig orientering litt, noe som fører til en endring i egenskapene til oligomeren.

Den strukturelle funksjonen til proteiner eller plast, funksjonen til proteiner er at proteiner er hovedbestanddelen av alle celler og intercellulære strukturer. Proteiner finnes også i grunnstoffet i brusk, bein og hud. Proteinbiosyntese bestemmer veksten og utviklingen av kroppen.

Den katalytiske eller enzymatiske funksjonen til proteiner er at proteiner er i stand til å akselerere biokjemiske reaksjoner i kroppen. Alle for tiden kjente enzymer er proteiner. Implementeringen av alle typer metabolisme i kroppen avhenger av aktiviteten til enzymproteiner.

Den beskyttende funksjonen til proteiner manifesteres i dannelsen av immunlegemer (antistoffer) når et fremmed protein (for eksempel bakterier) kommer inn i kroppen. I tillegg binder proteiner giftstoffer og giftstoffer som kommer inn i kroppen, og sørger for blodpropp og stopper blødninger ved skade.

Transportfunksjonen til proteiner er at proteiner er involvert i overføringen av mange stoffer. Så tilførselen av celler med oksygen og fjerning av karbondioksid fra kroppen utføres av et komplekst protein - hemoglobin, lipoproteiner sørger for transport av fett, etc.

Overføring av arvelige egenskaper der nukleoproteiner spiller en ledende rolle er en av de viktigste funksjonene til proteiner. Nukleoproteinene inneholder nukleinsyrer. Det er to hovedtyper av nukleinsyrer: ribonukleinsyrer (RNA), som inneholder adenin, cytosin, uracil, ribose og fosforsyre, og deoksyribonukleinsyrer (DNA), som inneholder deoksyribose i stedet for ribose og tymin i stedet for uracil. Den viktigste biologiske funksjonen til nukleinsyrer er deres deltakelse i biosyntesen av proteiner. Nukleinsyrer er ikke bare nødvendige for selve prosessen med proteinbiosyntese, de sørger også for dannelsen av proteiner som er spesifikke for en gitt art og organ.

Den regulerende funksjonen til proteiner er rettet mot å opprettholde biologiske konstanter i kroppen, noe som sikres av de regulerende effektene av forskjellige hormoner av proteinnatur.

Proteiners energirolle er å gi energi til alle livsprosesser i kroppen til dyr og mennesker.Proteiner-enzymer bestemmer alle aspekter av metabolisme og dannelsen av energi ikke bare fra proteiner selv, men også fra karbohydrater og fett. Når 1 g protein oksideres, frigjøres i gjennomsnitt 16,7 kJ (4,0 kcal) energi.

Proteinlegemene til forskjellige mennesker har individuell spesifisitet. Dette betyr at dannelsen av immunlegemer i menneskekroppen under organtransplantasjon, som et resultat av at en reaksjon av avvisning av det transplanterte organet kan oppstå.

Individuelle forskjeller i proteinsammensetning er arvet. Brudd på den genetiske koden kan i noen tilfeller forårsake alvorlige arvelige sykdommer (Kositsky G.I. 1985).

1.2 Proteinmetabolismei menneskekroppen

Et viktig kriterium for næringsverdien til proteiner er tilgjengeligheten av aminosyrer. Aminosyrene til de fleste animalske proteiner frigjøres fullstendig under fordøyelsen. Unntaket er proteinene i støttevevet (kollagen og elastin). Proteiner av planteopprinnelse er dårlig fordøyd i kroppen, fordi inneholder mye fiber og noen ganger hemmere

Avhengig av innholdet av ikke-essensielle og essensielle aminosyrer, deles proteiner inn i komplette og defekte. Proteiner som inneholder alle aminosyrene som er nødvendige for kroppen og i de nødvendige mengder kalles biologisk komplette. Den høyeste biologiske verdien av proteiner i kjøtt, melk, egg, fisk, kaviar. Proteiner der en eller annen aminosyre er fraværende eller inneholder, men i utilstrekkelige mengder, kalles biologisk defekte

Kroppen bryter hele tiden ned proteiner. Gamle celler blir ødelagt, nye dannes. Derfor trenger kroppen en konstant tilførsel av protein fra maten. Behovet for protein øker kraftig hos barn i perioden med økt vekst av kroppen, hos gravide kvinner, i restitusjonsperioden etter en alvorlig sykdom, under intensiv idrettstrening.

Proteiner brytes ned i fordøyelseskanalen til aminosyrer og lavmolekylære polypeptider, som absorberes i blodet. Med blodstrømmen går de inn i leveren, hvor noen av dem gjennomgår deaminering og transaminering; disse prosessene sørger for syntese av visse aminosyrer og proteiner. Aminosyrer transporteres fra leveren til kroppens vev, hvor de brukes til proteinsyntese. Overflødig protein fra maten omdannes til karbohydrater og fett. Sluttproduktene av proteinnedbrytning - urea, ammoniakk, urinsyre, kreatinin og andre - skilles ut fra kroppen i urin og svette. (Chusov Yu.N. 1998)

Proteiner er komplekse i struktur og veldig spesifikke. Proteiner i mat og proteiner i kroppen vår skiller seg betydelig i kvaliteter. Hvis proteinet fjernes fra maten og injiseres direkte i blodet, kan en person dø. Proteiner består av proteinelementer - aminosyrer, som dannes under fordøyelsen av animalske og planteproteiner og kommer inn i blodet fra tynntarmen. Cellene til en levende organisme inneholder mer enn 20 typer aminosyrer. Prosessene for syntese av enorme proteinmolekyler, bestående av kjeder av aminosyrer, foregår kontinuerlig i cellene. Kombinasjonen av disse aminosyrene (alle eller deler av dem), koblet i kjeder i en annen sekvens, og bestemmer det utallige mangfoldet av proteiner.

Aminosyrer er delt inn i essensielle og ikke-essensielle. Uunnværlige er de som kroppen bare mottar med mat. Utskiftbare kan syntetiseres i kroppen fra andre aminosyrer. Verdien av matproteiner bestemmes av innholdet av aminosyrer. Det er derfor proteiner fra mat er delt inn i to grupper: komplette, som inneholder alle essensielle aminosyrer, og defekte, som mangler noen essensielle aminosyrer. Animalske proteiner er hovedkilden til komplette proteiner. Vegetabilske proteiner (med sjeldne unntak) er defekte.

I vev og celler foregår ødeleggelsen og syntesen av proteinstrukturer kontinuerlig. I en betinget sunn kropp til en voksen, er mengden nedbrutt protein lik mengden syntetisert protein. Siden proteinbalansen i kroppen er av stor praktisk betydning, er det utviklet mange metoder for studien. Proteinbalansen bestemmes av forskjellen mellom mengden protein tatt fra maten og mengden protein som har blitt ødelagt i løpet av denne tiden. Proteininnholdet i matvarer varierer.

Kroppens metabolisme reguleres av nervesentre som ligger i diencephalon. Når noen kjerner i denne delen av hjernen er skadet, øker proteinmetabolismen, balansen blir negativ, som et resultat av at det oppstår en kraftig uttømming. Nervesystemet påvirker proteinmetabolismen gjennom hormonene i skjoldbruskkjertelen, hypofysen (veksthormon) og andre endokrine kjertler. I prosessene med vital aktivitet i kroppen spiller proteiner en spesiell rolle, siden verken karbohydrater eller lipider kan erstatte dem i reproduksjonen av de grunnleggende strukturelle elementene i cellen, så vel som i dannelsen av slike essensielle stoffer som enzymer og hormoner . Imidlertid proteinsyntese fra uorganisk

Proteiner spiller en ekstremt viktig rolle i menneskelig ernæring, siden de er hovedbestanddelen av cellene i alle organer og vev i kroppen.

Hovedformålet med matproteiner er å bygge nye celler og vev som støtter utviklingen av unge voksende organismer. I voksen alder, når vekstprosessene allerede er fullstendig fullført, gjenstår det et behov for regenerering av utslitte, foreldede celler. For dette formålet er protein nødvendig, og i forhold til slitasjen av vevet. Det er fastslått at jo høyere muskelbelastning, desto større er behovet for regenerering og følgelig for protein.

Proteiner er komplekse nitrogenholdige biopolymerer, hvis monomerer er aminosyrer.

Proteiner i menneskekroppen utfører flere viktige funksjoner - plastisk, katalytisk, hormonell, spesifisitet og transport. Den viktigste funksjonen til matproteiner er å forsyne kroppen med plastmateriale. Menneskekroppen er praktisk talt blottet for proteinreserver. Deres eneste kilde er matproteiner, som et resultat av at de tilhører de uerstattelige komponentene i kostholdet.

I mange land har befolkningen mangel på proteiner. I denne forbindelse blir søket etter nye ukonvensjonelle metoder for å oppnå det en viktig oppgave.

Blant plantemat er belgfrukter preget av et betydelig proteininnhold. Før perioden med potetdyrking i Europa var belgfrukter en av hoveddelene av befolkningens mat. Til nå, i mange land, er bønner, bønner, erter dyrket på store områder. Soyaproteiner er rike på alle essensielle aminosyrer, hvor raten er lik eller overstiger 100 % i henhold til WHO-skalaen; unntaket er svovelholdige aminosyrer (scat 71%). Fordøyeligheten til soyaproteiner er 90,7%. Når det gjelder anabole effektivitet, er de ikke dårligere enn proteiner av animalsk opprinnelse.

Proteiner kan ikke erstattes av andre næringsstoffer, siden deres syntese i kroppen bare er mulig fra aminosyrer. Samtidig kan protein erstatte fett og karbohydrater, det vil si at det kan brukes til syntese av disse forbindelsene.

En person får protein fra mat. Med introduksjonen av fremmede proteinstoffer direkte i blodet, utenom fordøyelseskanalen, kan de ikke bare brukes av kroppen, men fører også til en rekke alvorlige komplikasjoner (feber, kramper og andre fenomener). Med gjentatt introduksjon av et fremmed protein i blodet, kan døden inntreffe etter 15-20 dager. (Solodkov A.S. 2001)

I fravær av høyverdig proteinernæring hemmes veksten, dannelsen av skjelettet er svekket. Ved proteinsult skjer først en økt nedbrytning av proteiner i skjelettmuskulatur, lever, blod, tarmer og hud. Aminosyrene som frigjøres i dette tilfellet brukes til syntese av proteiner i sentralnervesystemet, myokard og hormoner. En slik omfordeling av aminosyrer kan imidlertid ikke kompensere for mangelen på protein i kosten, og det oppstår en naturlig nedgang i aktiviteten til enzymer, funksjonene til leveren, nyrene osv. blir svekket.

Proteinsyntese uten B-vitaminer er markant redusert. Fett er involvert i transport av proteiner. Proteiner fra ulike matvarer skiller seg fra hverandre i aminosyresammensetning, men totalt sett utfyller de hverandre. Derfor, for å gi kroppen hele spekteret av aminosyrer i menneskelig ernæring, bør et bredt spekter av proteinprodukter av animalsk og planteopprinnelse brukes. Ulike proteinkombinasjoner kan brukes for å tilføre kroppen en optimal aminosyresammensetning. For eksempel: ostekaker med cottage cheese, kjøttpaier, melkerisgrøt. Den biologiske verdien av proteiner som brukes i ernæring bestemmer deres nødvendige mengde for å møte kroppens behov.

Jo bedre aminosyresammensetningen til proteinet er, jo raskere fordøyes og absorberes det, jo mindre kreves det. Den høye artsspesifisiteten til proteiner som utgjør organer og vev kan forklares med det faktum at under forhold med fullstendig sult i kroppen til en voksen, brytes 22-24 g vevsproteiner ned for å dekke minimumsfysiologiske kostnader med dannelse av en negativ nitrogenbalanse. For resyntese av denne mengden protein er det nødvendig å introdusere 50-70 g protein med mat. Denne store forskjellen avhenger av proteinenes biologiske verdi. Utilstrekkelig proteininnhold i det menneskelige kostholdet fører til nedbrytning av vevsproteiner, noe som til slutt fører til en negativ nitrogenbalanse, uttømming av kroppen. Dette manifesterer seg i form av en forsinkelse i vekst og mental utvikling hos barn, en reduksjon i betinget refleks eksitabilitet i sentralnervesystemet, en reduksjon i motstand mot stress og infeksjoner, hemming av hormonell aktivitet, kroppsvektmangel, fettleverinfiltrasjon , dårlig sårheling og nedsatt immunitet. Proteinmangel bidrar til utviklingen av pellagra, som manifesteres av trofiske lidelser, muskelsvakhet og ødem. På bakgrunn av proteinmangel utvikler barn kwashiorkor sykdom.Dens symptomer er: ødem, vekstretardasjon, osteoporose, muskelsvakhet, diaré, polyuri.

Næringsproteinmangel kan oppstå når prinsippene for rasjonell ernæring brytes, på bakgrunn av akutte og kroniske sykdommer i tarmen, andre organer og systemer. Hvis fordøyelsesprosessene forstyrres, forringes absorpsjonen og assimileringen av fett og karbohydrater, og dette bidrar til økt nedbrytning av protein for å fylle på energiforbruket. Økt proteinforbruk forekommer ved infeksjonssykdommer, tuberkulose, traumer, operasjoner, brannskader, svulstprosesser, massivt blodtap. Spesialkost kan forebygge proteinmangel.

Samtidig er overflødig protein i kosten også skadelig for kroppen. Med et overdrevent inntak av protein med mat i kroppen, intensiveres forråtningsprosesser i tarmene, en overbelastning i aktiviteten til leveren og nyrene oppstår på grunn av produktene av proteinmetabolisme, en overbelastning av fordøyelseskjertlenes sekretoriske funksjon.

Proteinbehovet for voksne er 1 g per 1 kg normal kroppsvekt per dag, i gjennomsnitt 70 g per dag. Animalske proteiner bør utgjøre 50-55 % av det totale proteinet.

Behovet for protein øker til 100-120 g per dag i restitusjonsperioden etter alvorlige infeksjoner, brudd, sykdommer i fordøyelsessystemet, suppurative lungesykdommer, inntak av kortikosteroider og anabole hormoner. Protein er begrenset ved akutt nefritt, nyre- og leversvikt, gikt og noen andre sykdommer. (Baeshko A.A. 1999).

I fordøyelseskanalen brytes proteiner ned av enzymer til aminosyrer og de tas opp i tynntarmen. Samtidig med aminosyrer kan de enkleste peptidene også delvis absorberes. Celler syntetiserer sitt eget protein fra aminosyrer og de enkleste peptider, som kun er karakteristisk for denne organismen. Proteiner kan ikke erstattes av andre næringsstoffer, siden deres syntese i kroppen bare er mulig fra aminosyrer.

Den biologiske verdien av proteiner. I ulike naturlige proteinkilder (plante og dyr) er det mer enn 80 aminosyrer. Maten som mennesker bruker inneholder kun 20 aminosyrer.

Hos mennesker opprettholdes konstant en relativ proteinbalanse, det vil si hvor mye protein som forbrukes, så mye bør tilføres mat. Mengden av nedbrytende protein kan bedømmes etter mengden nitrogen som skilles ut fra kroppen, siden det nesten ikke finnes i andre næringsstoffer. Proteinbalansen i kroppen bedømmes av nitrogenbalansen, det vil si forholdet mellom mengden nitrogen som føres inn i kroppen og nitrogen som fjernes fra den. Hvis denne mengden er den samme, kalles en slik tilstand nitrogenlikevekt, eller balanse. Det observeres hos en sunn voksen person som normalt spiser. Tilstanden der absorpsjonen av nitrogen overstiger utskillelsen kalles en positiv nitrogenbalanse. Det er typisk for en voksende organisme, så vel som for idrettsutøvere, hvis trening er rettet mot utvikling av skjelettmuskulatur, deres styrkeegenskaper. Ved noen sykdommer og under sult absorberes nitrogen mindre enn det brukes. Denne tilstanden kalles negativ nitrogenbalanse. Normale vitale funksjoner til organismen er bare mulig med nitrogenholdig likevekt eller positiv nitrogenbalanse.

1.3 Nitrogenbalanse

Nitrogenbalansen er forholdet mellom mengden nitrogen i maten som inntas og mengden nitrogen som skilles ut fra kroppen. Hvis begge disse verdiene er like, er kroppen i en tilstand av nitrogenlikevekt. Når vevsproteiner brytes ned i kroppen uten at de gjenopprettes fullstendig, oppstår det en negativ nitrogenbalanse – mer nitrogen skilles ut fra kroppen enn det kommer inn. Negativ nitrogenbalanse under kroppen observeres med fullstendig og delvis proteinsult, så vel som med noen sykdommer ledsaget av en økning i vevsforfall hos en voksen med fullstendig sult, frigjøres et gjennomsnitt på 3,71 g nitrogen per dag. Dette tilsvarer 23,2 g nedbrytbart protein. Normal aktivitet av en voksen organisme er bare mulig med nitrogenholdig likevekt eller med en positiv nitrogenbalanse. Nitrogenlikevekt oppstår når 60-70 g protein introduseres i kroppen, forutsatt at det er tilstrekkelig inntak av fett og karbohydrater. Denne proteinmengden er proteinets optimale daglige proteininntak i kostholdet til en voksen er betydelig høyere enn proteinminimumet og svinger avhengig av stoffskiftet og arten av arbeidet som utføres. For personer som ikke er engasjert i fysisk arbeidskraft er proteinoptimum i gjennomsnitt 109 g. For fysisk mekanisert arbeid bør proteinnormen økes i gjennomsnitt til 122 g. For personer som er fysisk mekanisert eller ikke helt mekanisert er proteinnormen. i gjennomsnitt varierer fra 140 til 163 g. Når en person går inn for sport, øker stoffskiftet og nedbrytningen og syntesen av vevsproteiner øker. Behovet for diettprotein øker og når 150-160 g, avhengig av smak og vaner til hver enkelt idrettsutøver, kan proteininnholdet i kostholdet svinge, men under ingen omstendigheter bør det daglige inntaket være mindre enn 1,5 g per 1 kg vekt .I følge noen forfattere har animalske proteiner spesielt stor betydning for personer som driver med styrke- og fartsøvelser.

Ønsket til noen idrettsutøvere om å konsumere store mengder protein (opptil 250 og til og med 300 g per dag) er ikke fysiologisk begrunnet. Med et overdrevent inntak av protein i kroppen, brukes dens nitrogenfrie komponenter som energimaterialer, mens komponentene som inneholder nitrogen blir til stoffer som ikke bare er likegyldige, men til og med skadelige for organet. Så, for eksempel, ammoniakk, dannet av aminosyrer, er et stoff som er giftig for kroppen. Den største effekten observeres når proteiner introduseres i kroppen umiddelbart etter en treningsøkt eller enda bedre før den. I sistnevnte tilfelle skjer økningen i massen og styrken til de arbeidende musklene mest effektivt. (Schmidt 1983).

Nitrogenbalanse. Mengden protein som oppnås fra mat eller skilles ut fra kroppen kan bedømmes etter mengden nitrogen som forbrukes eller skilles ut. Av næringsstoffene er det kun proteiner som inneholder nitrogen. Det er kjent at mengden i protein er 16%. Fra dette er det lett å beregne at 1 g nitrogen er inneholdt i 6,25 g protein (100:16). Når du kjenner mengden utskilt eller konsumert nitrogen, er det derfor enkelt å beregne den tilsvarende mengden protein.

Nitrogenbalanse refererer til forskjellen i mengden nitrogen som føres inn i kroppen med mat og skilles ut i urin, avføring og svette. En dag for en frisk voksen er preget av en nitrogenbalanse, hvor nitrogenbalansen er 0.

Den biologiske verdien av proteiner. Skille mellom biologisk komplette og defekte proteiner. Graden av proteinverdi bestemmes av mengden aminosyrer som kreves for det normale forløpet av synteseprosesser i kroppen. Proteiner som inneholder i et visst forhold alle aminosyrene som er nødvendige for dette kalles komplette, og proteiner som ikke har det nødvendige settet med aminosyrer kalles defekte. Sistnevnte inkluderer for eksempel proteinet fra mais og bygg.

I fordøyelseskanalen brytes proteiner ned til aminosyrer, som tas opp i blodet. Etter å ha gått gjennom leverkarene, blir aminosyrer brakt til alle organer, i cellene som et protein syntetiseres igjen, men allerede spesifikt for hver av dem. For proteinsyntese brukes også aminosyrer, peptider og nukleotidpeptider, som dannes under nedbrytningen av cellulære proteiner. Et nukleotidpeptid er et produkt av ufullstendig nedbrytning av et protein, bestående av peptider og en nukleotidgruppe. For proteinsyntese brukes også aminosyrer, som syntetiseres i kroppen. I kroppen kan proteiner av en annen type syntetiseres fra nedbrytningsproduktene av proteiner av en type.

Intensiteten av proteinsyntesen er ganske høy. Hver dag i den utviklende menneskekroppen syntetiseres 100 g proteiner. Imidlertid brukes ikke alle aminosyrer som dannes under proteinnedbrytning til syntesen. En del av aminosyrene gjennomgår dekomponering, sluttproduktene av disse er NH3, CO2 og H2O. Nøytralisering av ammoniakk utføres også i leveren gjennom syntesen av urea - et stoff som er relativt ufarlig for kroppen, utskilles i urinen. Produktene av ufullstendig nedbrytning av noen aminosyrer kan brukes i kroppen som byggemateriale for syntese av andre aminosyrer. Kroppen syntetiserer og forfaller stadig ikke bare enkle proteiner, men også komplekse.

Sluttproduktene av nukleoproteinmetabolismen er urea, urinsyre, karbondioksid og vann. De viktigste nitrogenholdige nedbrytningsproduktene av proteiner som skilles ut i urin og svette er urea, urinsyre og ammoniakk.

Oksydasjonen av aminosyrer skjer ved eliminering av nitrogen fra dem i form av ammoniakk. Ammoniakk er svært giftig for sentralnervesystemet og annet kroppsvev. Imidlertid uskadeliggjøres ammoniakk i vevet i leveren og hjernen: i leveren ved dannelse av urea, i hjernevevet ved omdannelse til glutamin.

Blodet i levervenen inneholder tre ganger mindre ammoniakk enn portvenen. Følgelig omdannes en betydelig del av ammoniakken til urea i leveren. Fjerning av leveren fører til døden fra ammoniakkforgiftning. Urea er derimot et relativt ufarlig produkt og skilles ut i urinen.

En del av ammoniakken uskadeliggjøres ved omdannelse til glutaminsyre og glutamin. Bare en liten mengde ammoniakk sirkulerer i blodet til friske mennesker.

Hvis syntesen av urea i leveren er svekket, øker konsentrasjonen av ammoniakk, aminosyrer og polypeptider i blodet, noe som forårsaker eksitasjon av sentralnervesystemet, utseende av anfall, forvirring og til og med koma og død. (Schmidt R. 1983)

Seksjon 2. Proteinmetabolisme under ulike tilstander i kroppen

2 .en. Proteinmetabolisme under muskelaktivitet

Proteiner er hovedbyggesteinene i celler og vev. I kostholdet til en ung idrettsutøver, hvis kropp vokser og dannes, bør mengden proteinmat være tilstrekkelig - mer enn 3 g per dag for hvert kilo kroppsvekt. Med alderen synker denne verdien: så i en alder av 15-17 er 2,5 g tilstrekkelig, og fra 18 år - 2,0 g eller mindre per 1 kg kroppsvekt. Kilden til protein er kjøtt, fisk, egg, oster, melk, erter, bønner, bønner, bokhvete og andre frokostblandinger. (Smirnov V.M. 2002)

Proteiner gir et ubetydelig bidrag til energien til muskelaktivitet, siden de bare gir 10-15% av kroppens totale energiforbruk. Likevel spiller de en viktig rolle i å sikre den kontraktile funksjonen til skjelettmuskulaturen og hjertet, i dannelsen av langsiktig tilpasning til fysisk aktivitet, i dannelsen av en viss sammensetning av muskler.

Fysisk aktivitet forårsaker endringer i prosessene for syntese og nedbrytning av proteiner i vev, spesielt i skjelettmuskler og lever, graden av deres immobilitet avhenger av intensiteten og varigheten av fysisk aktivitet, så vel som av kroppens kondisjon. Endringer i interstitiell proteinmetabolisme bestemmes vanligvis av konsentrasjonen av individuelle essensielle aminosyrer i blodet, som ikke syntetiseres i kroppen og dannes under nedbrytningen av vevsproteiner. Som en spesifikk indikator på nedbrytningen av de kontraktile proteinene aktin og myosin, brukes 3-metylhistidin.

Enkel fysisk aktivitet forårsaker hemming av proteinsyntesen og en økning i deres katabolisme. Så, for eksempel, når du løper på en tredemølle i en time, ble proteinsyntesehastigheten i leveren redusert med 20%, og med ekstremt arbeid - med 65%. Dette mønsteret er også observert i skjelettmuskulaturen.

Under påvirkning av fysisk anstrengelse øker nedbrytningen av muskelproteiner (hovedsakelig strukturelle), selv om visse typer belastninger øker nedbrytningen av kontraktile proteiner.

Ved systematisk fysisk anstrengelse aktiveres adaptiv proteinsyntese i muskler og annet vev, innholdet av strukturelle og kontraktile proteiner, samt myoglobin og mange enzymer, øker. Dette fører til en økning i muskelmasse, tverrsnittet av muskelfibre, som regnes som muskelhypertrofi. En økning i mengden enzymer skaper gunstige forhold for å utvide energipotensialet i arbeidende muskler, noe som igjen forbedrer biosyntesen av muskelproteiner etter fysisk anstrengelse og forbedrer menneskelige motoriske evner.

Belastninger av høyhastighets- og styrkenatur forbedrer i større grad syntesen av myofibrillære proteiner i muskler, og belaster utholdenhet - mitokondrielle enzymer som gir prosessene for aerob syntese av ATP. Typen fysisk aktivitet (svømming, løping) bestemmer også i stor grad omfanget av endringer i proteinsyntesen.

Under påvirkning av trening i skjelettmuskulaturen skjer en adaptiv aktivering av alle hovedleddene til proteinsyntese, noe som fører til en generell økning i det cellulære proteinsyntesepotensialet. I induksjonen av adaptiv proteinsyntese under trening, tilhører en viktig rolle hormoner: glukokortikoider, adrenalin, veksthormon, tyroksin og insulin. De er involvert i å sikre overgangen av presserende adaptive responser til langsiktig tilpasning.

Utbruddet av biokjemisk tilpasning er assosiert med økt aktivitet av en rekke enzymer og en økning i mengden energisubstrater. Styrking av energimetabolismen fører til dannelsen av metabolitter - indusere av proteinsyntese på genetisk nivå. Induktorer kan være ADP, AMP, kreatin, noen aminosyrer, syklisk AMP osv. En økning i genomaktivitet forårsaker en økning i translasjon eller syntese av strukturelle kontraktile eller enzymatiske proteiner, som igjen gir en høy funksjonell aktivitet av musklene av en trent kropp når du utfører muskelarbeid.

Aminosyrer, nedbrytningsproduktene av endogene proteiner, gir et betydelig bidrag til energien til muskelaktivitet, spesielt langsiktig aktivitet. Antallet i vev under langvarig fysisk arbeid kan øke 20-25 ganger. Disse aminosyrene oksideres og fyller på ATP, eller er involvert i prosessen med neoplasma av glukose og bidrar til å opprettholde nivået i blodet, samt nivået av glykogen i leveren og skjelettmuskulaturen.

Prosessene med proteinnedbrytning og aminosyreoksidasjon er ledsaget av økt dannelse av ammoniakk (NH3) under muskelaktivitet, som binder seg i leveren i ureasyntesesyklusen og skilles ut fra kroppen. Derfor forårsaker fysisk aktivitet en økning i innholdet av urea i blodet, og normaliseringen av nivået i hvileperioden indikerer gjenoppretting av prosessene med forfall og syntese av proteiner i vev.

Systematisk fysisk trening har en uttalt spesifikk effekt på metabolismen av proteiner i kroppen. Fysisk trening rettet mot å utvikle styrke øker muskelmassen og øker innholdet av aktin og myosin i musklene. Samtidig har treningsøkter rettet mot å utvikle utholdenhet liten effekt på muskelmassen, men de øker innholdet av mitokondrielle proteiner i muskelvev, spesielt de som er forbundet med oksidativt stoffskifte. Disse endringene er selektive og avhenger av retningen til treningspåvirkninger.

Trening kan også gi akutte effekter: økt muskelmasse og økt innhold av aktin og myosin i musklene. Samtidig har treningsøkter rettet mot å utvikle utholdenhet liten effekt på muskelmassen, men de øker innholdet av mitokondrielle proteiner i muskelvev, spesielt de som er forbundet med oksidativt stoffskifte. Disse endringene er selektive og avhenger av retningen til treningspåvirkninger.

Trening kan også ha akutte effekter på proteinmetabolismen. Reaksjonene som manifesteres som respons på anspent muskelaktivitet kan i mange henseender være lik reaksjonene som er karakteristiske for den akutte fasen under infeksjon eller skade.

Muskler har begrenset evne til å oksidere aminosyrer. Så skjelettmuskulaturen til pattedyr kan oksidere bare seks av dem - alanin, aspartat, glutamat, leucin, isoleucin og valin (de tre siste er forgrenede aminosyrer), og deres oksidasjon av muskler fører til problemet med eliminering av aminogrupper , hvorav noen er i reaksjonen transaminering overføres til pyruvat for å danne alanin. Sistnevnte går inn i leveren og inngår da i ureasyklusen (fig. 1).

I inaktive muskler er bidraget fra aminosyreoksidasjon til ATP-resyntese ikke mer enn 10% av den totale mengden energikilder som brukes, men med fysisk anstrengelse synker verdien av dette bidraget. I sammenheng med å begrense tilgangen på andre typer "drivstoff", får oksidasjonen av aminosyrer for energiforsyning igjen større betydning. I dette tilfellet øker oksydasjonshastigheten til individuelle aminosyrer ujevnt (for eksempel kan oksydasjonshastigheten til leucin femdobles). Ikke desto mindre krever graden av økning i hastigheten av leucinoksidasjon avklaring, siden bruken av isotopiske teknikker i dette tilfellet ikke tillater å oppnå tilstrekkelig pålitelige data.

Figur 1. Oksidasjon av BCAA som en viktig energikilde for å trekke sammen muskler (aminogrupper fra disse aminosyrene transporteres til leveren for inkludering i ureasyklusen)

struktur funksjon verdi protein

Ved langvarig fysisk aktivitet av moderat intensitet er proteinmetabolismens bidrag til energiproduksjonen åpenbart ikke mer enn 6 % av det totale energibehovet. Men i maten til innbyggerne i de vestlige områdene av planeten faller i gjennomsnitt omtrent 12-15% av energien som forbrukes på andelen proteiner. Dette faktum gjør at vi kan anta at systematisk muskelaktivitet til en mindre kostnad øker behovet for proteininntak i forhold til behovet for karbohydrater og fett. I svært anstrengende fysiske aktiviteter, når kroppsbyggere bruker store mengder proteintilskudd for å få muskelmasse, er det fortsatt ingen bevis for at en slik diett kan stimulere absorpsjonen av overdreven inntatt protein i kroppens vev. Tilskudd av denne typen er imidlertid fortsatt populære og brukes på bakgrunn av økt forbruk av andre stoffer (inkludert insulin og slike L-agonister som lønn-buterol), som fremmer inntreden av aminosyrer i muskler og dannelse av proteiner fra dem.

2.2 Aminosyremetabolismeforstyrrelse

De vanligste sykdommene forbundet med brudd på aminosyremetabolismen er fenylketonuri og albinisme.

Normalt omdannes aminosyren fenylalanin (FA) av enzymet fenylalaninhydroksylase til aminosyren tyrosin, som igjen under påvirkning av enzymet tyrosinase kan omdannes til pigmentet melanin. Når aktiviteten til disse enzymene er svekket, utvikles arvelige menneskelige sykdommer fenylketonuri og albinisme.

Fenylketonuri (PKU) forekommer i ulike populasjoner av mennesker med en frekvens på 1: 6000-1: 10 000. Det arves på en autosomal recessiv måte; pasienter - recessive homozygoter (aa). Det mutante genet som er ansvarlig for syntesen av enzymet fenylalaninhydroksylase er kartlagt (12q22-q24), identifisert og sekvensert (nukleotidsekvens bestemt).

Fenylalanin er en av de essensielle aminosyrene. Bare en del av FA brukes til proteinsyntese; det meste av denne aminosyren oksideres til tyrosin. Hvis enzymet fenylalaninhydroksylase ikke er aktivt, omdannes ikke FA til tyrosin, men akkumuleres i blodserum i store mengder i form av fenylpyrodruesyre (FPVA), som skilles ut i urin og svette, som et resultat av at en " mus»-lukt kommer fra pasienter. En høy konsentrasjon av FPVK fører til forstyrrelse av dannelsen av myelinskjeden rundt aksoner i sentralnervesystemet.

Barn med fenylketonuri blir født friske, men i de første ukene av livet utvikler de kliniske manifestasjoner av sykdommen. FPVK er en nevrotropisk gift, som et resultat av hvilken eksitabilitet, muskeltonusøkning, hyperrefleksi, skjelving, konvulsive epileptiforme anfall utvikles. Senere slutter brudd på høyere nervøs aktivitet, mental retardasjon, mikrocefali. Pasienter har svak pigmentering på grunn av brudd på melaninsyntesen.

Albinisme forekommer i forskjellige populasjoner med varierende frekvens - fra 1: 5000 til 1:25 000. Dens vanligste form - okulokutan tyrosinase-negativ albinisme - arves på en autosomal recessiv måte. De viktigste kliniske manifestasjonene av albinisme i alle aldre er fravær av melanin i hudceller (den melkehvite fargen), veldig lyst hår, lysegrå eller lyseblå iris i øynene, rød pupill, overfølsomhet for UV-stråling (forårsaker inflammatoriske hudsykdommer ). Pasienter har ingen pigmentflekker på huden, synsstyrken er redusert. Diagnose av sykdommen er ikke vanskelig.

Sykdommer i aminosyremetabolismen

Den største gruppen av arvelige stoffskiftesykdommer. Nesten alle av dem er arvet på en autosomal recessiv måte. Årsaken til sykdommen er mangelen på et eller annet enzym som er ansvarlig for syntesen av aminosyrer. Disse inkluderer:

· Fenylketonuri - et brudd på omdannelsen av fenylalanin til tyrosin på grunn av en kraftig reduksjon i aktiviteten til fenylalaninhydroksylase;

Fenylketonurimia (fenylpyruvic oligofreni) er en arvelig sykdom i gruppen av fermentopatier assosiert med et brudd på metabolismen av aminosyrer, hovedsakelig fenylalanin; ledsaget av akkumulering av fenylalanin og dets giftige produkter, noe som fører til alvorlig skade på sentralnervesystemet, manifestert i form av nedsatt mental utvikling. I de fleste tilfeller (klassisk form) er sykdommen assosiert med en kraftig reduksjon eller fullstendig fravær av aktiviteten til leverenzymet fenylalanin-4-hydroksylase, som normalt katalyserer omdannelsen av fenylalanin til tyrosin.

Som et resultat av den metabolske blokkeringen aktiveres sideveier for fenylalaninmetabolisme, og kroppen akkumulerer sine giftige derivater - fenylpyrodruesyre og fenylmelkesyrer, som praktisk talt ikke dannes normalt. I tillegg dannes det også fenyletylamin og ortofenylacetat, som nesten er helt fraværende i normen, hvis overskudd forårsaker brudd på lipidmetabolismen i hjernen. Dette fører til en progressiv reduksjon i intelligens hos slike pasienter til det punktet av idioti.

· Alkaptonuria - brudd på tyrosinmetabolismen på grunn av redusert aktivitet av enzymet homogentisinase og akkumulering av homotentisinsyre i kroppens vev;

Oculokutan albinisme - på grunn av mangel på syntese av enzymet tyrosinase.

Alcaptomurimia er en recessivt arvelig sykdom forårsaket av tap av funksjoner til homogentesinsyreoksidase.

Med alkaptonuria er ochronose notert - en mørkning av bruskvev og en rask mørkning av urin når den blir alkalisert på grunn av oksidasjon av homogentsyre med dannelse av mørkfargede pigmenter.

Under normale forhold omdannes homogentsyre, et mellomprodukt av nedbrytningen av tyrosin og fenylalanin, til maleylacetoeddiksyre, hvorfra fumarsyre og acetoksysyre til slutt dannes, og går inn i andre biokjemiske sykluser. På grunn av en defekt i enzymet hemmes denne prosessen, og overskuddet av homogentsyre omdannes av polyfenoloksidase til kinonpolyfenoler (alkapon), som skilles ut av nyrene. Alcapton, som ikke skilles helt ut av urinen, avsettes i brusk og annet bindevev, noe som får dem til å mørkne og øke skjørheten. Oftest vises pigmentering av sklera og ørebrusk fremover.

Det er ingen radikal behandling, symptomatisk terapi og store doser askorbinsyre brukes.

Homocystinuri. Etiologi og patogenese. Arvelig enzymopati.

I hjertet av sykdommen er en mangel på enzymet cystationinsyntetase, som et resultat av at metionin og homocystin akkumuleres i blodet, som har en giftig effekt på barnets kropp. Det er to former for homocystinuri: pyridoksinavhengig og pyridoksinresistent. Ved 2. leveår kan symptomer på sykdommen være fraværende. Så er det noe etterslep i fysisk og mental utvikling. Beindeformiteter, linsesubluksasjon, nevrologiske symptomer og kroppsvektssvikt er notert. Innholdet av homocystin øker i urinen. Blodet inneholder høye nivåer av homocystin og metionin.

Skrevet på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Resultatet av nedbrytning og funksjon av proteiner, fett og karbohydrater. Sammensetningen av proteiner og deres innhold i mat. Mekanismer for regulering av protein- og fettmetabolismen. Karbohydratenes rolle i kroppen. Forholdet mellom proteiner, fett og karbohydrater i et komplett kosthold.

presentasjon lagt til 28.11.2013

Metabolisme av proteiner, lipider og karbohydrater. Typer menneskelig ernæring: altetende, separat og lavkarbohydratmat, vegetarisme, råkostdiett. Proteiners rolle i metabolismen. Mangel på fett i kroppen. Endringer i kroppen som følge av endring i type kosthold.

semesteroppgave lagt til 02.02.2014

Proteiner som en klasse av biologiske polymerer tilstede i hver levende organisme, vurdering av deres rolle og betydning i livsprosessen. Strukturen og grunnleggende elementer av proteiner, deres varianter og funksjonelle egenskaper. Brudd på proteinmetabolismen.

presentasjon lagt til 03/11/2013

Lipidmetabolisme i kroppen, dens mønstre og funksjoner. Felles for mellomprodukter. Forholdet mellom metabolismen av karbohydrater, lipider og proteiner. Den sentrale rollen til acetyl-CoA i sammenhengen mellom metabolske prosesser. Nedbryting av karbohydrater, dens stadier.

test, lagt til 06/10/2015

Klassifisering av metabolske og metabolske prosesser. Typer organismer etter forskjeller i metabolske prosesser, metoder for deres studie. Metoden for å redegjøre for stoffer mottatt og frigjort fra kroppen på eksemplet med nitrogenmetabolisme. Hovedfunksjonene og kildene til proteiner for kroppen.

presentasjon lagt til 01/12/2014

Konseptet med proteiner som høymolekylære naturlige forbindelser (biopolymerer), bestående av aminosyrerester som er koblet sammen med en peptidbinding. Funksjoner og betydning av proteiner i menneskekroppen, deres transformasjon og struktur: primær, sekundær, tertiær.

presentasjon lagt til 04.07.2014

Proteiner (proteiner) er høymolekylære, nitrogenholdige naturlige organiske stoffer, hvis molekyler er bygget opp av aminosyrer. Proteinstruktur. Proteinklassifisering. Fysisk-kjemiske egenskaper til proteiner. Biologiske funksjoner til proteiner. Enzym.

sammendrag lagt til 15.05.2007

Aminosyresammensetning av proteiner i organismer, rollen til den genetiske koden. Kombinasjoner av 20 standard aminosyrer. Isolering av proteiner i en egen klasse av biologiske molekyler. Hydrofile og hydrofobe proteiner. Prinsippet om å bygge proteiner, nivået på deres organisasjon.

kreativt arbeid, lagt til 11.08.2009

Spesifikke egenskaper, struktur og hovedfunksjoner, nedbrytningsprodukter av fett, proteiner og karbohydrater. Fordøyelse og absorpsjon av fett i kroppen. Nedbryting av komplekse matkarbohydrater. Parametre for å regulere karbohydratmetabolismen. Leverens rolle i metabolismen.

semesteroppgave, lagt til 11.12.2014

Grunnleggende elementer og kjemisk sammensetning av muskelvev. Typer av proteiner av sarkoplasma og myofibriller, deres innhold til den totale mengden proteiner, molekylvekt, fordeling i strukturelle elementer av muskel. Deres funksjoner og kroppens rolle. Strukturen til myosinmolekylet.