Протеин: главный «строительный материал» для человеческого организма. Строительные материалы человеческого организма Какой основной строительный материал нужен организму

Белки (протеины) — это сложные азотистые соединения, состоящие из аминокислот. Белки занимают важнейшее место в живом организме и выполняют ряд жизненно необходимых функций:
являются основным строительным материалом клетки, участвуют в построении
мембран, сократительных элементов мышц, соединительной и костной ткани;
входят в состав всех известных в настоящее время ферментов — катализаторов и
регуляторов обменных процессов в организме;
большая часть гормонов человеческого организма имеет белковую природу;
принимают участие в транспорте кислорода (гемоглобин), липидов, некоторых
витаминов и лекарственных веществ;
формируют антитела, обеспечивающие иммунитет к инфекциям;
как источник энергии играют второстепенную роль после углеводов и жиров.

При расщеплении белков в пищеварительном тракте человека образуется 20 различных аминокислот. Из них 12 называются заменимыми, т. к. наш организм может их синтезировать сам. Остальные 8 называются незаменимыми, поскольку не синтезируются в нашем организме и должны поступать с продуктами питания. Белки, в которых не хватает незаменимых аминокислот, называют неполноценными. Полноценные белки содержат все незаменимые аминокислоты. Все растительные белки, даже соевой и грибной, неполноценны. Полноценны белки молочных продуктов, яиц, мяса, рыбы, птицы. Чем ближе аминокислотный состав белков пищи к составу белков нашего организма, тем он ценнее. С этой точки зрения наиболее ценными и сбалансированными являются белок, содержащийся в желтке яйца, и белок сыворотки (лактальбумин).
Средняя суточная потребность в белке для регионов нашей страны определена в количестве 80-100 г. Рекомендуемая норма для мужского населения США составляет около 0,8 г/кг массы тела. Женскому организму, как правило, требуется меньше белков, так как они имеют меньшую мышечную массу.

Потребность организма в белке зависит от ряда причин: с возрастом она снижается, при стрессовых ситуациях — увеличивается.

Двух- и трехразовые тренировки спортсменов, высокое нервное напряжение во время соревнований, снижение активности иммунной системы, неблагоприятные погодные условия во время проведения соревнований — все это интенсифицирует обмен белка. При этом потребность организма спортсменов в белке может увеличиваться в два раза по сравнению с нормой. Многие авторы рекомендуют употреблять белок в количестве до трех граммов на один килограмм веса тела.

Однако следует помнить, что избыток белка в питании может привести к перегрузке печени и почек продуктами его распада, перенапряжению секреторной функции пищеварительного аппарата, усилению гнилостных процессов в кишечнике.
Белок — наименее ценный источник энергии, и, как ни смешно, избыток его может привести к замедлению восстановления и превращению добавочных калорий в жир. Кроме того, если белок используется как источник энергии, часть ее уходит на сам процесс усвоения (20-30% всех калорий, получаемых из белка). Распад аминокислот и превращение их в углеводы (глюконеогенез) или сжигание в качестве источника энергии сопровождается выделением токсичного аммиака и соединений серы.

По данным американских исследователей, для большинства спортсменов нет необходимости потреблять повышенное количество белков, для их рациона вполне достаточно получать из белков 12-15% калорий.

Наше тело состоит из большого количества различных веществ. И существует всего два естественных пути, которыми эти вещества могут в организм попасть. Первый путь предназначен всего лишь для одного, зато наиболее важного элемента - кислорода. Все остальные вещества должны поступать в организм перорально 1 . Другие пути введения веществ в организм - неестественны и должны применяться только в тех ситуациях, когда пероральный путь либо невозможен, либо нецелесообразен.

Предназначение веществ, поступающих с пищей в организм, разное. В данной статье мы посмотрим на все глазами строителя. Из каких составляющих состоит человеческое тело. Что в нем содержится и в каких количествах.

№1 ВОДА

Больше всего в нас - воды. В организме млекопитающего вода составляет более половины веса тела. Она не только единственная среда, в которой происходят все биохимические реакции. Это и строительный материал любого «участка» тела: от крови, мышц и мозга (где ее много) до ногтей и волос (где ее мало). Соответственно, и поступать в организм воды должно больше, чем других веществ.

Особенностью выпитой воды является то, что только 20% ее «встраивается» в клетки, а 80% проходит транзитом, «вымывая» продукты обмена веществ.

Поэтому воде следует уделять заслуженное особое внимание и поэтому, воду ставим №1 в рейтинге структурных 2 питательных веществ.

№2 БЕЛКИ

Про то, что белки являются «строительным» материалом для мышц, знают, многие. Но, скелетные мышцы — это лишь один из множества органов, в состав которых входят белки. Внутренние органы (органы пищеварения, дыхания, мочевыведения, кровообращения) тоже состоят преимущественно из белков. И наличие в них белков намного важнее, чем в скелетной мускулатуре, ибо поперечнополосатые мышцы не являются жизненно важным органом. (Ну, может же человек жить с ненакачанным бицепсом). Также вещества белковой природы составляют до 40% состава костей. В сумме тело человека содержит около 15% белков. Итого: 2 место.

№3 ЛИПИДЫ (жиры)

Возможно, многие читатели будут удивлены, но третье место в рейтинге «строительных материалов» принадлежит липидам (по-простому — жирам). У многих липиды ассоциируются с жирами подкожной жировой клетчатки. И это не удивительно, ведь от толщины этой «подкожки» очень сильно зависит физическая привлекательность человека. Процент липидов в организме может очень сильно варьировать именно за счет жиров (простых липидов) подкожной клетчатки и внутреннего жира (околокишечного и околосердечного). Такие «вариации» возможны благодаря тому, что жиры (= триглицериды) помимо структурной функции выполняют также и энергетическую. А то, в каких пределах человек может «запасать энергию», лучше всего иллюстрирует население США, где у каждого третьего жителя — ожирение.

Кроме триглицеридов, в организме есть более важные их «последователи» — сложные липиды : фосфолипиды, гликолипиды, стероиды и др.

Фосфолипиды (липиды, соединенные с фосфорной кислотой) формируют клеточные стенки всех клеток живых веществ. И от их наличия зависит, сможет ли клетка правильно «впускать» и «выпускать» из себя другие вещества. Много фосфолипидов в составе нервной ткани и, особенно, в головном мозге. И поэтому становится понятным совет употреблять рыбу и творог для улучшения памяти.

Половые гормоны (и другие гормоны коркового вещества надпочечников) состоят из стероидов и об их важности догадываются все половозрелые особи.

Липиды - так же основа строения иммунных клеток, особенно тех, которые отвечают за «противоопухолевый» иммунитет.

Поэтому, никогда не ограничивайте себя в пищевых жирах (но и меру знайте). «Приемлемым» считается содержание липидов в пище и в организме до 25%.

№4 МАКРО- и МИКРОЭЛЕМЕНТЫ

Макро- и микроэлементы - это химические элементы и различные их соединения. Чаще всего - это металлы и их соли.

Из «английских» языков к нам пришел и прочно укоренился термин «минеральные вещества ». (О его неправильности вы можете почитать в статье «» в Википедии) .

Помимо множества выполняемых функций, макро- и микроэлементы являются пластическим 2 материалом. Например, кальция в организме содержится более 1кг и почти весь он находится в костях и зубах. 70-80% кальция организм каждый день «теряет» и «восстанавливает». И проблема «не восстановления» этого элемента очень велика: около 150 заболеваний человека связаны с дефицитом кальция. Вот почему о кальции столько разговоров.

Кроме кальция структурными элементами являются фосфор, магний, железо, а также др. элементы, количество которых в организме невелико, однако роль - огромная.

№5 УГЛЕВОДЫ

Углеводы - это «страшная вещь», их все боятся. Перед ними трепещут все особи женского пола, для которых красота физического тела является фактором №1 для достижения счастья в жизни. И понимание процессов, происходящих в организме у которых, воспитано глянцевыми журналами.

Углеводов в рационе 3 должно содержаться около 55% 4 , а в состав организма их входит не более 1,5% (в виде гликогена и в составе ДНК, РНК, АТФ).

Как видно на примере углеводов: количество структурных элементов организма не зависит от количества употребляемых пищевых веществ . У каждого свое предназначение.

Итог

Напомним, что речь в данной статье шла только о тех элементах человеческого организма, которые поступают с пищей и только о тех их количествах, которые выполняют структурную функцию. Например, липидов в организме может быть значительно больше белков (особенно это касается женщин и является их физиологической особенностью), но пластическую роль больше выполняют именно белки, а жиры при их заметной массе - «законсервированная» впрок энергия.

Итак, подводя итог:

Вода > 65%

Белки - 14-15%

Липиды - 12-25%

Минералы –5%

Углеводы - 1,5%

Стоит обратить внимание на то, что приведено общее процентное содержание в организме пищевых веществ (без учета выполняемых функций). Невозможно точно узнать, у какого их количества пластическое, а у какого иное предназначение. Наиболее ярко эту ситуацию иллюстрируют липиды: они осуществляют структурную, энергетическую, термоизоляционную и регуляционную функции. Ведь одни и те же количества липидов являются полифункциональными.

Кроме того, приведенные здесь значения усреднены и относительны. Не учтены такие факторы как возраст, пол, тип телосложения, вид деятельности. А они могут влиять на содержание и изменять вышеуказанные показатели в широких пределах. И у большинства женщин «за двадцать» белки с липидами в нашем рейтинге поменялись бы местами.

Представленный «рейтинг» не опубликует авторитетный американский журнал, о нем не расскажет известная радиостанция, его не покажут по телеканалу с многомиллионной аудиторией. Несмотря на важность и значимость, популярность информации о питании в СМИ невелика. Спасибо, что проявляете интерес к данной теме, спасибо, что Вы — «другие» . ■

Примечания

1 Перорально (от лат.) — через рот.
2 Под «строительными» веществами следует понимать «структурные» или «пластические».
3 Рацион - набор продуктов на определённый срок (чаще всего на сутки).
4 Процентное содержание основных компонентов пищи принято рассчитывать исходя из общей их калорийности.

5 Нутриенты = питательные вещества.

Источники информации

Как в и любой другой научной сфере, в клеточной биологии встречаются некоторые постулаты, которые в один прекрасный миг оказываются и не постулатами вовсе, а всего лишь теоремами. Так получилось, например, со стволовыми клетками и представлениями учёных о том, на что эти клетки способны.

Биотехнологическая компания Genzyme сделала очень громкое - и пока что спорное - заявление, согласно которому в организме взрослого человека гораздо меньше различных типов стволовых клеток, чем полагалось ранее.

Точнее сказать, Genzyme утверждает, что два наиболее перспективных для лечения всяких сложных заболеваний типа стволовых клеток, на самом деле, - суть одно и то же.

Теперь некоторые подробности.

Стволовыми клетками называются клетки, способные трансформироваться в различные типы биологических тканей в организме. Иными словами, такие клетки являются основным "строительным материалом" для формирования и регенерации организма.

Долгое время учёный мир предполагал, что на создание любых типов ткани способны только эмбриональные стволовые клетки. Что же касается их близких родственников, присутствующих в организме взрослого человека, то их возможности ограничены лишь определёнными типами тканей - в пределах их клеточной специализации.

Эмбриональные стволовые клетки могут образовывать любые типы тканей, в то время, как потенциал взрослых стволовых клеток долгое время считался ограниченным.

Естественно, что полученные из организма человека стволовые клетки можно использовать для лечения болезней, связанных с тяжёлыми повреждениями ткани - в том числе, некоторых сердечных недугов и заболеваний мозга.

В связи с этим в какой-то момент появился термин "терапевтическое клонирование" - то есть, клонирование, нацеленное на получение из эмбрионов (возрастом в 10 дней) этих драгоценных стволовых клеток для последующего выращивания, грубо говоря, биологических "заплат" для повреждённого организма.

Увы, получение этих клеток неизбежно повлекло бы за собой разрушение эмбриона. Как нетрудно понять, эти планы немедленно натолкнулись на яростное сопротивление со стороны противников клонирования как такового, и вообще всех, кто считает, что человеческая жизнь - не то, чтобы игрушка.

С точки зрения всех христианских церквей, например, жизнь человека начинается в момент его зачатия, а не рождения из утробы матери. Иными словами, между уничтожением эмбриона - донора стволовых клеток, абортом и "обычным" убийством для людей религиозных особой разницы нет.

Поэтому учёные искали способы получать стволовые клетки из других источников.

Как уже сказано, долгое время считалось, что стволовые клетки, наличествующие во взрослом организме, универсальными не являются, и способны производить лишь некоторые, специфичные для данного вида клеток, типы живой ткани.

Постепенно, впрочем, выяснилось, что одни и те же клетки могут формировать сразу несколько типов тканей.

А в 2002 году некая Кэтрин Верфэльи (Catherine Verfaillie) из университета Миннесоты (University of Minnesota), объявила об обнаружении некоего универсального типа взрослых стволовых клеток - (multipotent adult progenitor cells - MAPC).

Ещё одним "многообещающим" типом стволовых клеток, по-видимому, являются мезенхимальные стволовые клетки (mesenchymal stem cells - MSC), обнаруженные биотехнологической компанией Osiris Therapeutics.

Да, это тоже было довольно значимым открытием.

Теперь же крупная биотехнологическая компания Genzyme (гигант, как её окрестил New Scientist), утверждает, что и MSC и MAPC - одно и то же.

Как это может быть, спрашивается? А всё очень просто, утверждает доктор Росс Тьюбо (Ross Tubo) из Genzyme. По его мнению, различные научные учреждения (в данном случае - университет Массачусетса и Osiris) просто использовали разное оборудование - потому-то результаты их исследований MSC и MAPC оказались "столь различны меж собой".

Это выяснилось, когда сотрудники Genzyme занялись изучением результатов, полученных другими учёными. Поэтому команда Тьюбо занялась выработкой стандартного способа оценки потенциала взрослых стволовых клеток.

Но сначала у ряда добровольцев взяли фрагменты ткани костного мозга, и, следуя методикам компании Osiris, доктора Верфэльи и других, получила из него стволовые клетки. Как выяснилось, каждый раз на поверхности полученных разными способами клеток наблюдались всё те же 12 протеинов. Больше того, вне зависимости от способа получения клеток, они вели себя одинаково, когда инициировался процесс преображения в нервную или хрящевую ткань.

На основании этих показателей Тьюбо сделал вывод, что речь идёт об одних и тех же клетках.

Есть и ещё одно "но": технология получения MAPC подразумевает, что выращиваемые клетки из костного мозга должны находиться на большом расстоянии друг от друга.

Команде Тьюбо ничего не удалось добиться таким способом, поэтому плотность выращиваемых ими клеток была очень высокой...

Поэтому, по мнению сотрудников компании Athersys, лицензировавшей технологию получения MAPC из костного мозга, Тьюбо на самом деле получили не MAPC, а именно MSC. По мнению сотрудников Athersys, получить MAPC, не отклоняясь от первичной технологии, непросто, но возможно. И тогда эти клетки сильно отличаются от MSC.

Белки, или протеины, – сложные органические соединения, молекулы которых обладают исполинскими размерами и по своей массе уступают в человеческом организме главным образом нуклеиновым кислотам, кодирующим наследственную информацию.

Белки многофункциональны: они транспортируют различные вещества, выстраивают основы клеток в межклеточных структурах, защищают организм от чужеродных веществ и т.д.

Чтобы строить свое тело, организм человека использует белки, получаемые из продуктов растительного и животного происхождения. Эти белки в желудочно-кишечном тракте расщепляются на составные части – аминокислоты, из которых, словно из деталей конструктора, клетками комбинируются новые белки. Полная замена старых белковых структур на новые в организме происходит за 12–14 дней.

Человеку нужны в одинаковой степени как растительные, так и животные белки.

Основным источником животного белка служат мясо, птица, рыба и морепродукты. Наиболее полезной в плане соотношения белков и жиров считается курятина, которая гораздо легче усваивается организмом, чем телятина.

Усвояемость белков весьма высока, она превосходит 95%. Примечательно, что ее максимум наступает спустя 1–2 часа после физических нагрузок. Этот период, когда прием мясной и прочей белковой пищи наиболее желателен, называется «белковым окном».

Белок способствует возникновению чувства насыщенности, которое, в отличие от насыщения, вызываемого другими компонентами питания, держится гораздо дольше. Человеческий организм не способен усвоить за раз свыше 50 г белка, поэтому потребление источников белка следует нормировать.

Белки молочных и растительных продуктов обладают успокаивающим действием, поэтому прием такой пищи вечером очень благоприятен для организма.

А вот питаться мясом по вечерам нежелательно, т.к. его белки слишком тяжелые, а содержащийся в нем L-карнитин обладает возбуждающим действием.

В клетке существуют тысячи разновидностей белков, каждая из них имеет свою специфическую функцию. Белки участвуют в построении органоидов клетки, ее мембран и оболочек, а также кровеносных сосудов, сухожилий и волос.

Белки в живой клетке

В живой клетке на долю белков приходится не меньше половины сухого веса клетки. Белки присутствуют во без исключения, причем их можно обнаружить в любой части клетки. Все белки в организме, вне зависимости от их функций и биологической активности, построены из одного и того же набора двадцати стандартных аминокислот. Белки отличаются друг от друга тем, что для каждого из них характерна своя последовательность аминокислотных звеньев.

Строительная функция белков у растений и животных

Белки - обязательный компонент всех клеточных структур. Растения и некоторые из бактерий могут синтезировать аминокислоты, из которых состоят их белки. Для этого они используют неорганические соединения: углекислый газ, азот, водород и вещества почвы. Животные утратили способность синтезировать десять сложных , это произошло в процессе эволюции. Поэтому они получают их с растительной пищей в готовом виде.

Белки расщепляются до аминокислот в пищеварительном тракте, затем они всасываются в кровь и попадают в клетки, где из готовых аминокислот строятся собственные белки, характерные для данного организма. Аминокислоты содержатся в мясе, яйцах, рыбе, молочных продуктах, бобах и некоторых растениях. Белок - основной строительный материал для тканей, в процессе биосинтеза он обеспечивает рост и развитие организма.

Примеры

Некоторые белки придают механическую прочность тканям живого организма. К таким белкам относится коллаген, он является основным белковым компонентом внеклеточного матрикса соединительной ткани. У млекопитающих он составляет около четверти общей массы всех белков,

1. Во время аномального митоза в культуре ткани человека одна из коротких хромосом (№21) не разделилась, а целиком ушла в одну из дочерних клеток.

Какие наборы хромосом будет нести каждая из дочерних клеток?

2. В соматической клетке растения 16 хромосом. Одна из клеток вошла в митоз, но на стадии анафазы веретено деления было разрушено колхицином. Клетка выжила, закончила митоз. Определите количество хромосом и ДНК в этой клетке на всех стадиях следующего клеточного цикла?

3. В процессе мейоза одна из гомологичных хромосом человека не поделилась (нерасхождение). Сколько хромосом содержит каждая клетка, образовавшаяся в результате такого мейоза?

4. В клетке животного диплоидный набор хромосом равен 46. Определите количество молекул ДНК перед мейозом, после первого и после второго деления?

5. Клетка гонады перед мейозом имеет генотип ааВвСС. Напишите генотипы клеток: а) для всех стадий сперматогенеза; б) для всех стадий овогенеза.

6. Сколько яйцеклеток могут дать 500 овоцитов I порядка? 500 овоцитов II порядка? Ответ поясните схемой овогенеза.

Почему папоротники относят к высшим растениям? 1) они обитают в наземно-воздушной среде 2) их организм состоит из тканей и органов

3) их организм- скопление клеток- слоевище

4) в их цикле развития бесполое поколение сменяется половым

определите путь передвижения веществ по растению: а) из основной ткани в жилку,б) из почвы в корневые волоски,в) из сосудов стебля в жилки листа,г) из

всасывающей зоны корня в проводящую д) из проводящей зоны корня в стебель,е)из жилок листа в основную ткань листа,ж) из жилки в стебель и др. органы

A1.Наука физиология изучает 1)строение клеток 2) функции организма и отдельных органов 4) внутриутробное развитие человека А3.

Гибкость позвоночника обеспечивают позвонки, соединенные

1) путем срастания 2)костным швом 3)хрящевыми дисками 4)подвижно

А4. Жизненая емкость легких -это

1) количество вдыхаемого воздуха в состоянии покоя

2)количество выдыхаемого воздуха в состоянии покая

3)максимальное количество выдыхаемого воздуха после самого глубокого вдоха

4) количество выдыхаемого воздуха после максимального выдоха

А5.Что происходит с грудной клеткой при вдохе?

1) приподнимается, объем уменьшивается

2) опускается, объем уменьшается

3) приподнимается, объем увеличивается

4)опускаеься, обьем увеличивается

А6.Подкожная жировая клетчатка

1) придает коже упругость

2)смягчает кожу

3) участвует в потооделении

4)защищает организм от охлаждения и перегрева

А7.В чем состоит защитная функция печени в организме человека?

1)образует желчь, участвующую в процессе пищеварения

2) обезвреживает ядовитые вещества, которые приносит к ней кровь

3)превращает глюкозу в животный крахмал -гликоген

4)превращает белки в другие органические вещества

А8.В толстом кишечнике происходит интенсивное всасывание

1)глюкозы 2) аминокислот 3)углеводов 4)воды

А9.При распаде каких веществ не только выделяется много энергии,но и образуется

1)белков 2)жиров 3)углеводов 4)витаминов

А10.Первичная моча образуется в

1)почечной капсуле

2)мочевом пузыре

3)извитых канальцах

4)почечной артерии

А11.В каком отделе головного мозга человека расположенцентр дыхательных рефлексов?

1)в можечке 2) в среднем мозге 3) в продолговатом мозге

4)в промежуточном мозге

А12.Соматическая нервная система регулирует деятельность

1) сердца,желудка 2)желез внутреней секреции

3)скелетных мышц 4) гладкой мускулатуры

А13.Функция тромбоцитов -это

1)защита от микробов

2)светывание крови

3)транспорт газов

4)нервно-гуморальная регуляция

А14.Пассивный иммунитет возникает после введения

1)сыворотки 2)вакцины 3)антибиотика 4)крови донора

А15.Наибольшая скорость течения крови в

1) венах 2)артериях 3)капиллярах 4)аорте

А16.Теорию условных рефлексов создал

1) И.М.Сеченов 2)И.П.Павлов 3)И.И.Мечников

4) А.А.Ухтомский

В1.При близорукости (выберите три правильных ответа)

1)глазное яблоко укороченное

2)изображение фокусируется перед сетчаткой

3)необходимо носить очки с двояковыпуклыми линзами

4)глазное яблоко имеет удлиненную форму

5)изображение фокусируется за сетчаткой

В2.Установите соответствие между функцией ткани и ее типом

ФУНКЦИИ ТКАНИ

Главная > Цветы