Белки

Белок (протеин), наравне с жирами и углеводами, является одним из основных макронутриентов. Если углеводы — это топливо, то белок — это наиважнейший структурный элемент, основной стройматериал организма.

Белки составляют около 20% от общей массы тела человека: 40−50% из них приходится на мышцы, 20% — на кости и хрящи, 16% — на кровь, 10%-15% — на кожу.

В статье разберём, сколько белка нужно человеку, где искать незаменимые аминокислоты и нужно ли отказываться от животного белка в пользу растительного.

Из чего состоят белки

Белки состоят из аминокислот, которые скрепляются между собой органическими соединениями. В процессе пищеварения, белки из продуктов сначала распадаются на составные части — аминокислоты — которые затем используются для построения собственных белков человека.

На протяжении дня в организме постоянно происходит распад и синтез белка. Недостаток аминокислот может помешать этому процессу, что приведёт к тому, что организм начнет расщеплять собственные белки, чтобы устранить нехватку незаменимых аминокислот.

Классификация белков

Существует два варианта классификации белков: по происхождению и аминокислотному составу.

По происхождению белки делят на два типа: животные и растительные.

По аминокислотному составу белки делят на полноценные и неполноценные.

Белки содержат в своём составе порядка 20 основных аминокислот, 9 из которых — незаменимые, их единственный источник — пища. Остальные синтезируются в организме человека. Белки, включающие полный набор незаменимых аминокислот, называют полноценными. Белки, в которых не хватает одной или нескольких аминокислот, либо они находятся в слишком малом количестве — неполноценные белки.

Незаменимые аминокислоты, которые не могут быть синтезированы в теле взрослого человека, и их источники:

• лейцин (мясо, соевая мука, бобы, рис, лесные орехи);
• триптофан (бурый рис, мясо, сыр, творог);
• лизин (молочные продукты, мясо, рыба, сыр, яблоко);
• изолейцин (молочные продукты, мясо, рыба, сыр, яблоко);
• валин (молочные продукты, мясо, бобовые, цельные зерна, соя, грибы, арахис);
• фенилаланин (молочные продукты, сыр, говядина);
• треонин (молочные продукты, мясо, рыба /лосось, растительные продукты);
• гистидин (тунец, лосось, свиная вырезка, говяжье филе, куриные грудки, соевые бобы, арахис, чечевица);
• метионин (творог, яичный белок, рыба /судак, сом, севрюга, треска, растительные продукты).

Функции белков в организме

1. Пластическая (структурная) функция. Из белков строятся все ткани и органы человека, они придают форму клетке и её составным частям.

2. Гормональная и ферментативная функция. Белки являются основой всех ферментов (катализаторов), без которых невозможны усвоение пищи и все биохимические реакции в организме.

Белки-гормоны регулируют концентрацию веществ в крови и клетках, рост, размножение и многие другие процессы. Например, белок инсулин регулирует концентрацию сахара в крови и отправляет сахар в мышцы или печень.

3. Защитная функция. Белок коллаген создает основу кожного покрова, который защищает организм от окружающей среды; белки-ферменты расщепляют токсины в печени; белки крови составляют основу иммунной системы организма и защищают от вирусов, бактерий и чужеродных белков.

4. Транспортная функция. Белки обеспечивают транспорт различных минеральных солей и витаминов через мембраны клеток и внутриклеточных структур, участвуют в переносе кислорода, липидов, углеводов, некоторых витаминов, гормонов и лекарственных средств.

5. Распределительная функция. Белки участвуют в распределении жидкости между внутри- и внеклеточной средой в организме.

6. Энергетическая функция. При потреблении большего количества белка, чем необходимо для тканей и клеток организма, человеческое тело использует его в качестве энергетического ресурса. Эта функция включается при недостатке других источников энергии — углеводов и жиров.

7. Двигательная функция. Белки актин и миозин обеспечивают движение мышц.

Особенности усвоения белков

Процесс переваривания белков требует повышенной кислотности в желудке. Желудочный сок необходим для активизации ферментов, ответственных за расщепление белков на пептиды, а также за первичное расформировывание пищевых белков в желудке.

Из желудка пептиды и аминокислоты попадают в тонкую кишку, где часть из них всасывается через стенки кишечника в кровь, а часть расщепляется далее на отдельные аминокислоты.

Для оптимизации этого процесса нужно нейтрализовать кислотность желудочного раствора, и за это отвечает поджелудочная железа, а также желчь, вырабатываемая печенью и необходимая для абсорбции жирных кислот.

Белки из разных источников и даже разные белки из одного источника (казеин и белок из молочной сыворотки) утилизируются организмом с разной скоростью. Белки животного происхождения усваиваются организмом на 93−96%, растительного происхождения — на 62−80%.

Как и все питательные вещества, белки, поступающие с пищей, не обладают стопроцентной усвояемостью. Степень их всасывания может существенно меняться в зависимости от физико-химического состава самого продукта, потребляемых одновременно с ним продуктов, особенностей организма и состава кишечной микрофлоры. Поэтому при выборе источников белка, кроме полноценности, нужно учитывать усвояемость и биологическую ценность.

Многие белки после тепловой обработки усваиваются лучше (но не молочные и яичные), так как они становятся более доступными для ферментов желудочно-кишечного тракта. Однако тепловая обработка может снижать биологическую ценность белка из-за разрушения некоторых аминокислот (например, это относится к мясу).

Наиболее усвояемыми* считаются казеин (молочный белок), яичный белок, соевый белок, сыворотка (молочный белок). Далее в порядке снижения степени усвояемости идут говядина, нут, фрукты, чёрные бобы, овощи, другие бобовые, желтый колотый горох, зерновые и производные, арахис, рис, цельная пшеница.

*На основании коэффициента усвоения белков, скорректированного по аминокислотному составу (PDCAAS — Protein digestibility-corrected amino acid score), который учитывает аминокислотный состав (химическую ценность) и полноту переваривания (биологическую ценность) белков.

Перечень белков в соответствии со снижением их биологической ценности**: сывороточный белок, белок цельных яиц (в том числе, из желтка), яйцо (только белок), мясо и рыба, казеин, соевый белок, другие растительные белки.

**В соответствии с показателем биологической ценности (BV — biological value), характеризующим соотношение потребляемого и выделяемого азота.

Азот в организме откладывается в запас только в составе белков. Если в результате белкового распада азот выходит из их состава, то он удаляется с мочой. Для полноценного функционирования организма необходимо восполнение удаляемого азота.

Азотистый (или протеиновый) баланс — состояние, когда количество восполняемого пищей азота соответствует количеству выделяемого.

Вопросы употребления белка в пищу

Сколько белка необходимо употреблять в день?

Энергетическая ценность белка равна энергетической ценности углеводов и составляет 4 ккал на 1 г. Но у белка слишком много необходимых функций, чтобы использовать его исключительно как энергетический ресурс.

Организации разных стран, занимающиеся вопросами здоровья и благополучия населения, сходятся во мнении о необходимой доле белка в общем объёме калорий дневного рациона и рекомендуют поддерживать её на уровне 10−35%.

Рекомендуемый минимум белка (физиологическая потребность) варьируется в разных источниках от 0,6 до 1,7 г/кг массы тела (в среднем — 0,8−1 г на 1 кг). Потребность в белке зависит от возраста, пола, физической активности, климатических особенностей региона и характера трудовой деятельности.

Исследования по оптимальному количеству потребляемого в пищу белка продолжаются, этот вопрос пока не имеет однозначного ответа.

Потребление белка в количествах, выходящих за верхние и нижние границы потребностей организма, оказывает отрицательное влияние на обмен веществ и состояние жизненно важных органов и систем.

Например, в семидесятых годах отмечались смертельные случаи у людей, длительное время соблюдавших низкокалорийные диеты с выраженным недостатком белка. Это происходило из-за серьезных нарушений в деятельности сердечной мышцы.

Воздействие избыточного количества белка иллюстрирует древняя казнь в странах Востока: приговоренных к смерти кормили только вареным мясом, и они умирали от самоотравления на 28−30-й день, то есть, гораздо раньше, чем при полном голодании.

Я слышал, что животный белок вреден. Правда ли это, нужно ли от него отказаться?

Учёные полагают, что белок несёт ответственность за возникновение пищевых аллергий, которые являются острой реакцией защитной системы организма.

Сравнительно немного доказательств было собрано в отношении эффекта от количества пищевого белка, приводящего к развитию хронических заболеваний у здоровых людей.

Тем не менее, появляется всё больше доказательств того, что выбор продуктов питания с высоким содержанием белка играет определенную роль в состоянии здоровья, и что употребление в пищу белковых продуктов с учётом их состава и в оптимальных количествах может снизить риск некоторых заболеваний и преждевременной смерти.

Считается, что употребление растительного белка связано с более низким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний и снижением уровня холестерина, в то время как употребление животного может повысить уровень инсулина в крови и увеличить вероятность развития воспалительных заболеваний кишечника, рака толстой и прямой кишки, рака предстательной железы.

В октябре 2015 года Международное агентство по изучению рака (IARC) Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) опубликовало сообщение о том, что потребление обработанного мяса является «канцерогенным для человека», а потребление красного мяса «вероятно канцерогенно для человека».

В публикации на сайте Гарвардской медицинской школы сообщается, что переход на вегетарианский или веганский образ питания не является необходимым. Но при этом имеет смысл сократить потребление красного мяса и добавить в свой рацион другие источники белка.

Кроме того, крупное исследование, проведённое группой учёных Оксфордского Университета, показало, что смертность от наиболее распространённых заболеваний среди вегетарианцев и тех, кто употребляет животный белок, различается незначительно.

При этом уровень распространённости некоторых заболеваний выше среди невегетарианцев (например, рак поджелудочной железы, лимфома), некоторых — среди вегетарианцев (например, колоректальный рак). Также было установлено, что среди веганов (но не вегетарианцев) в целом выше уровень смертности от заболеваний сосудов мозга, респираторной системы.

Если я веган, необходимо ли сочетать злаки и бобовые в одном приеме пищи для того, чтобы получить все необходимые аминокислоты?

Раньше действительно считалось, что их нужно совмещать, но актуальные исследования показывают, что не надо изводить себя скрупулезными подсчетами — достаточно питаться разнообразно на протяжении дня и на протяжении недели.

Поэтому если утром вы едите кашу (овсянка, рожь, пшеница, рис), а вечером бобовые, риска недобрать необходимые аминокислоты не будет. Более того, если в рационе ещё периодически присутствует соя, то можно быть уверенным, что все потребности организма в незаменимых аминокислотах удовлетворяются.

При этом необходимо понимать, что если вы избегаете употребления мясной и молочной пищи, и в вашем меню много продуктов, состав которых характеризуется малым количеством полезных жиров, аминокислот и витаминов (мучные изделия, рафинированные зерновые и рафинированные крупы), то ваш организм подвергается тяжёлой нагрузке.

Как выбрать и употреблять белковую пищу?

При формировании рациона нужно учитывать усвояемость белков из данного продукта и пищевую ценность продукта (наличие витаминов, жиров (ненасыщенных и насыщенных), минералов, клетчатки) и его калорийность. Например, гамбургер будет содержать много белка, но также много насыщенных жирных кислот, соответственно, его пищевая ценность будет ниже, чем у куриной грудки.

С макро- и микронутриентным составом огромного количества продуктов, например, можно ознакомиться на портале базы данных США, которая регулярно актуализируется (Agriculture, U.D.o., USDA Nutrient Database for Standard Reference (Release 28. 2016).

Дэниэл Пендик, бывший главный редактор вестника Harvard Men’s Health Watch, сообщает о предположении исследователей, что потребление белка является более эффективным, если употреблять его равномерно с основными приёмами пищи и перекусами в течение дня, а не загружать белками ужин.

Есть ли группы людей, которые нуждаются в повышенном потреблении белка?

Протеин жизненно необходим каждому человеку, но существуют некоторые группы с повышенной потребностью в нём:

• Беременные и кормящие женщины. Потребности в белке увеличиваются с целью поддержания изменений в организме матери и обеспечения нормального развития плода.
• Подростки. В подростковом возрасте потребности в белке высоки, что обусловлено энергетическими потребностями и необходимостью поддержания растущего организма.
• Спортсмены и люди, ведущие активный образ жизни. Выносливость спортсменов при тяжёлых тренировках требует дополнительного употребления белка, чтобы покрыть небольшую часть затрат энергии, а также для восстановления после физических нагрузок.
• Люди с некоторыми заболеваниями и травмами. Белок помогает восстановлению тканей тела и поддержанию иммунной системы. Когда организм не получает достаточное количество белка, он может использовать мышцы для «топлива», в котором он нуждается. Это может увеличить время выздоровления и снизить сопротивляемость инфекциям.