Значение аминокислоты: их значение для здоровья человека. – Биологическое значение аминокислот

Содержание

их значение для здоровья человека.

Аминокислоты являются строительным материалом белков, из которых состоит весь организм человека. Белок необходим для нормальной жизнедеятельности организма и слаженной работы всех систем. При потреблении белка он распадается в желудочно-кишечном тракте на аминокислоты, из которых синтезируются не достающие организму белки, гормоны и пищеварительные ферменты. Поэтому, вполне закономерно, что нехватка тех или иных аминокислот может повышать риски заболеваний и ухудшать работу всех органов и систем. Рассмотрим некоторые из них.

Аминокислоты: их значение для здоровья человека.

Ясный ум и крепкие нервы.

Как мы уже знаем, весь наш организм состоит из белка. И нервные клетки – не исключение. Активность мозга и процессы запоминания обеспечиваются гормонами, которые тоже состоят из белков. Кроме того, белки помогают мозгу усваивать энергию.

Исследования показали, что клетки нервов и мозга, получающие достаточное питание, продуцируют только приятные эмоции. Например, такие как радость, духовность, теплоту в отношениях и т.д. Истощение же нервной системы, напротив, приводит к бессоннице, депрессии, рассеянности, чувству отчаяния, подавленности и усталости.

Особенно важны для работы мозга и нервной системы в целом аминокислоты глицин, триптофан, теанин.

Глицин.

Глицин – эту аминокислоту знает, наверное, каждый. Она частично синтезируется в нашем организме, а также поступает извне с продуктами питания. Глицин – это важнейший компонент клеточных мембран нервных волокон и головного мозга. Он улучшает питание и нормализует обмен веществ, укрепляет стенки сосудов в этих клеточных структурах. Его дефицит повышает артериальное давление, психоэмоциональное напряжение, агрессию, нарушает сон и снижает работоспособность.

Всемирная организация здравоохранения не располагает данными о доказанной эффективности или клинической значимости глицина. Однако, в России он широко применяется. Производители фармакологических препаратов глицина заявляют, что он оказывает успокаивающее, противотревожное и ноотропное действие.

Глицин нормализует процессы возбуждения и торможения в коре головного мозга, уменьшая, таким образом, агрессивность и конфликтность человека и повышая его социальную адаптацию. Кроме того, эта аминокислота повышает умственную работоспособность, улучшает память и ассоциативные процессы, нормализует сон и облегчает засыпание. 

Продукты, в которых содержится глицин: рыба, мясо, молочные продукты, сыр, бобы, яйца, шпинат, тыквенное семя, арахис, фисташки, грецкие и кедровые орехи.

Триптофан.

Триптофан преобразуется в организме до серотонина – «гормона радости», нормализующего деятельность нервной системы и являющегося естественным антидепрессантом. Триптофан успокаивает нервную систему, поднимает настроение и улучшает качество сна.

Все дело в том, что при регулярном поступлении триптофана в нашем организме поддерживается необходимый уровень серотонина. И происходит это в дневное время суток. А вот в темное время суток (при отсутствии освещения) из серотонина образуется мелатонин – «гормон сна». Именно мелатонин обеспечивает хорошее качество сна, позволяя хорошо выспаться и отдохнуть за более короткое время.

Таким образом, триптофан – это аминокислота, благодаря которой в дневное время вырабатывается «гормон радости», а в ночное – «гормон сна».

Продукты, в которых содержится триптофан: красная и черная икра, сыр голландский, арахис, миндаль, кешью, кедровые орехи, мясо кролика и индейки, кальмары, лосось, треска, яйца, творог жирный, шоколад.

Кроме того, в аптеках продается большое количество биологически активных добавок, в состав которых входит триптофан: «Триптофан Формула спокойного сна» от компании Эвалар, Пустырник с триптофаном и т.д.

Теанин.

Особый интерес вызывает аминокислота L-танин. Именно теанин работает как активатор мозговой деятельности. При этом он не вызывает возбудимости нервной системы. Танин, наоборот, позволяет сохранить спокойствие, ясность ума и нормализовать давление, поднявшееся из-за стресса.

Танин пробуждает деловую активность и умственную работоспособность, улучшает память и дает творческую энергию. Теанин – это настоящий допинг для мозга. Существует множество клинических экспериментов, проведенных японцами, что эта аминокислота не только эффективна, но и безопасна, так как выделена из листьев зеленого чая.

Аминокислота теанин содержится в зеленом чае, камелии китайской и обыкновенной, польском грибе. Однако, согласно исследованиям, его оптимальная дозировка, которая работает, должна быть не менее 500 мг. А в обычной чашке зеленого чая его содержится всего на всего 10-20 мг, что очень мало и желаемого терапевтического эффекта просто не будет. Получить танин в дозировке 500 мг можно только из лекарственных препаратов, продаваемых в аптеках. Например, биологически активная добавка от компании Эвалар «Теанин Эвалар»

Здоровая печень.

Функция печени в нашем организме очень важна и незаменима. Правильно и хорошо функционирующая печень является гарантом нашего здоровья и жизнеспособности. Большое значение аминокислоты имеют и для правильной работы печени.

Метионин.

Эта серосодержащая аминокислота, которая участвует в выработке таких важнейших соединений как холин, адреналин, креатин и т.д. Она обеспечивает образование фосфолипидов – основных элементов структуры клеточных оболочек печени. Метионин обеспечивает обезвреживание токсических продуктов и тормозит отложение жира в печени и жизненно важных артериях. Дело в том, что метионин способствует снижению содержания плохого холестерина в крови, защищая тем самым сосуды.

Метионин не синтезируется организмом и поступает в организм человека только с продуктами питания или дополнительным приемом лекарственных препаратов и биологически активных добавок.

Продукты, содержащие метионин: яйцо, свинина, куриное филе, филе лосося, молоко, соя, горох, рис, фасоль, кукуруза, семя кунжута, бразильский орех, грецкий орех, ростки пшеницы, овес.

L-орнитин.

Аминокислота L-орнитин – это гепатопротекторное и детоксикационное средство.  L-орнитин эффективно восстанавливает работу клеток печени. Он способствует снятию интоксикации печени и организма в целом за счет выведения аммиака и азотсодержащих продуктов обмена белков. При этом орнитин защищает организм от негативного воздействия токсических веществ, что значимо для людей с нарушениями функции печени.  Кроме того, L-орнитин способствует нормализации и улучшению белкового обмена в организме.

Энергия для активной жизни.

Синдром хронической усталости – им страдают как работники умственного труда, так люди, занимающиеся физическим трудом. Постоянная слабость и усталость не дают в полной мере радоваться жизни. Из-за дефицита энергии падает работоспособность человека и ухудшается его общее самочувствие. Ведь благодаря физической энергии происходит нормальная жизнедеятельность человеческого организма. Повысить энергию нам помогут следующие аминокислоты.

L-карнитин.

L-карнитин повышает работоспособность, снижает утомляемость, в том числе у пожилых людей, и дает энергию для активной жизни. При спортивных занятиях он помогает снизить вес и эффективно уменьшить содержание жира в мышцах. Дело в том, что основной задачей L-карнитина является транспорт жирных кислот в митохондрии, где они сжигаются для получения энергии. Таким образом, L-карнитин помогает не только получить энергию для активной жизни, но и существенно снизить вес.

А вот на Западе L-карнитин – неотъемлемая часть диеты пожилых людей. Он защищает мозг от старения, замедляя воспалительные процессы в его тканях. Он помогает ускорить восстановление после перенесенных заболеваний и хирургических вмешательств, в том числе для регенерации тканей.

Большое количество L-карнитина содержится в нежирном мясе: говядина, телятина, баранина, свинина, кролик. Также L-карнитин содержится в рыбе, морепродуктах и молочных продуктах.

Лейцин.

Эта аминокислота поступает в организм человека только с пищей. В первую очередь лейцин отвечает за сохранение и нормальное развитие мышечной ткани. Она обеспечивает клетки тела энергий, повышая, таким образом, выносливость организма при повышенных физических нагрузках.

Лейцин стабилизирует работу центральной нервной системы, участвует в образовании белка гемоглобина, регулирует уровень глюкозы в крови. Помимо этого, эта аминокислота активизирует работу иммунной системы, повышая естественную защиту организма от бактерий и вирусов.

Больше всего лейцина содержится в яйцах, молоке, твороге, сое и сыре. Также он есть в кальмарах, горбуше, скумбрии, арахисе, фасоли, фисташках, кукурузе и чечевице.

Будьте здоровы!

Подписаться на блог по эл. почте

Биологическое значение аминокислот

Аминокислоты

Общая структура α-аминокислот, составляющих белки (кроме пролина). Составные части молекулы аминокислоты — аминогруппа NH2, карбоксильная группа COOH, радикал (различается у всех α-аминокислот), α-атом углерода (в центре)

Аминокисло́ты (аминокарбо́новые кисло́ты; АМК) — органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы. Аминокислоты могут рассматриваться как производные карбоновых кислот, в которых один или несколько атомов водорода заменены на аминогруппы.

История

Открытие аминокислот в составе белков
Аминокислота Аббревиатура Год Источник Кто впервые выделил[1]
Глицин Gly, G 1820 Желатин А. Браконно
Лейцин Leu, L 1820 Мышечные волокна А. Браконно
Тирозин Tyr, Y 1848 Казеин Ю. фон Либих
Серин Ser, S 1865 Шёлк Э. Крамер
Глутаминовая кислота Glu, E 1866 Растительные белки Г. Риттхаузен (нем. Heinrich Ritthausen)
Глутамин Gln, Q
Аспарагиновая кислота Asp, D 1868 Конглутин, легумин (ростки спаржи) Г. Риттхаузен[en]
Аспарагин Asn, N 1806 Сок спаржи Л.-Н. Воклен и П. Ж. Робике
Фенилаланин Phe, F 1881 Ростки люпина Э. Шульце, Й. Барбьери
Аланин Ala, A 1888 Фиброин шелка А. Штреккер, Т. Вейль
Лизин Lys, K 1889 Казеин Э. Дрексель
Аргинин Arg, R 1895 Вещество рога С. Гедин
Гистидин His, H 1896 Стурин, гистоны А. Кессель, С. Гедин
Цистеин Cys, C 1899 Вещество рога К. Мёрнер
Валин Val, V 1901 Казеин Э. Фишер
Пролин Pro, P 1901 Казеин Э. Фишер
Гидроксипролин Hyp, hP 1902 Желатин Э. Фишер
Триптофан Trp, W 1902 Казеин Ф. Хопкинс, Д. Кол
Изолейцин Ile, I 1904 Фибрин Ф. Эрлих
Метионин Met, M 1922 Казеин Д. Мёллер
Треонин Thr, T 1925 Белки овса С. Шрайвер и др.
Гидроксилизин Hyl, hK 1925 Белки рыб С. Шрайвер и др.

Жирным шрифтом выделены незаменимые аминокислоты

Физические свойства

По физическим свойствам аминокислоты резко отличаются от соответствующих кислот и оснований. Все они кристаллические вещества, лучше растворяются в воде, чем в органических растворителях, имеют достаточно высокие температуры плавления; многие из них имеют сладкий вкус. Эти свойства отчётливо указывают на солеобразный характер этих соединений. Особенности физических и химических свойств аминокислот обусловлены их строением — присутствием одновременно двух противоположных по свойствам функциональных групп: кислотной и основной.

Общие химические свойства

Все аминокислоты — амфотерные соединения, они могут проявлять как кислотные свойства, обусловленные наличием в их молекулах карбоксильной группы  —COOH, так и основные свойства, обусловленные аминогруппой  —NH

2. Аминокислоты взаимодействуют с кислотами и щелочами:

NH2 —CH2 —COOH + HCl HCl • NH2 —CH2 —COOH (хлороводородная соль глицина) NH2 —CH2 —COOH + NaOH H2O + NH2 —CH2 —COONa (натриевая соль глицина)

Растворы аминокислот в воде благодаря этому обладают свойствами буферных растворов, то есть находятся в состоянии внутренних солей.

NH2 —CH2COOH N+H3 —CH2COO-

Аминокислоты обычно могут вступать во все реакции, характерные для карбоновых кислот и аминов.

Этерификация:

NH2 —CH2 —COOH + CH3OH H2O + NH2 —CH

Аминокислоты и их значение в питании

Основными составными частями и структурными элементами белковой молекулы являются аминокислоты. Поступив с пищей, белки расщепляются до аминокислот, которые с кровью попадают в клетки и используются для синтеза белков, специфических для организма человека. В процессе синтеза специфических белков имеет значение не только количество поступивших с пищей белков, но и соотношение в них аминокислот. Вследствие того, что белков, совпадающих по аминокислотному составу с белками тканей человека в естественных пищевых продуктах нет, то для синтеза белков организма следует использовать разнообразные пищевые белки.

В пищевых продуктах для человека имеют значение 20 аминокислот в L-формах.

В организме человека наблюдается превращение одних аминокислот в другие, которое частично происходит в печени. Однако имеется ряд аминокислот, не образующихся в организме и поступающих только с пищей. Эти аминокислоты называются незаменимыми (эссенциальными) и считаются жизненно необходимыми. К незаменимым аминокислотам относятся триптофан, лизин, метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, валин, треонин. У детей незаменимой аминокислотой является гистидин, так как он у них не синтезируется до трех лет в необходимом количестве. При отдельных заболеваниях организм человека не способен синтезировать некоторые другие аминокислоты. Так, при фенилкетонурии не синтезируется тирозин из фенилаланина.

Каждая аминокислота в организме имеет свое значение.

Триптофан необходим для роста организма, поддержания азотистого равновесия, образования белков сыворотки крови, гемоглобина и ниацина (витамина РР).

Лизин участвует в процессах роста, образования скелета, усвоения кальция и т.д.

Метионин участвует в превращении жиров, в синтезе холина, адреналина, активизирует действие некоторых гормонов, витаминов, ферментов и является липотропным веществом, препятствующим жировому перерождению печени

Фенилаланин – участвует в процессе передачи нервных импульсов в составе медиаторов (допамин, норэпифрин).

Лейцин – нормализует сахар крови, стимулирует гормон роста, участвует в процессах восстановления поврежденных тканей костей, кожи, мышц.

Изолейцин – поддерживает азотистый баланс, его отсутствие приводит к отрицательному азотистому балансу.

Валин – участвует в азотистом обмене, координации движений и др.

Треонин – участвует в процессах роста, формирования тканей и др.

Биологическая ценность белков пищи

Биологическая ценность - характеризуется содержанием незаменимых аминокислот в пищевых белках, их сбалансированностью и степенью усвоения организмом.

Для полного усвоения белка пищи содержание в нем аминокислот должно быть в определенном соотношении, т.е. быть сбалансированным. Для взрослого человека может быть принята следующая формула сбалансированность незаменимых аминокислот (г/сут): триптофана 1, лейцина 4-6, изолейцина 3-4, валина 3-4, треонина 2-3, лизина 3-5, метионина 2-4, фенилаланина 2-4. Для ориентировочной оценки сбалансированности незаменимых кислот принята упрощенная формула, согласно которой соотношения триптофан : лизин : метионин (вместе с цистином) равно 1:3:3 (г/сут).

В зависимости от биологической ценности различают три группы пищевых белков.

Белки высокой биологической ценности - это белки, содержащие все незаменимые аминокислоты в достаточном количестве, в оптимальной сбалансированности и обладающие легкой перевариваемостью и высокой усвояемостью (более 95%). К ним относятся белки яиц, молочных продуктов, мяса и рыбы.

Белки средней биологической ценности - содержат все незаменимые аминокислоты, но они недостаточно сбалансированы и усваиваются на 70-80%. Так, недостаток лизина - основная причина пониженной ценности белков хлеба. Кукуруза дефицитна по лизину и триптофану, рис - по лизину и треонину. Более полноценен белок картофеля, но количество его в этом продукте невелико - около 2%. Кроме того белки почти всех растительных продуктов трудно перевариваемы, так как они заключены в оболочки из клетчатки, что препятствует действию пищеварительных ферментов, особенно в бобовых, грибах, крупах из цельных зерен.

Неполноценные белки – в них отсутствует одна или несколько незаменимых аминокислот, что приводит к неполному усвоению других аминокислот и всего белка. К ним относят коллаген, эластин (содержатся в соединительной, хрящевой ткани), кератин (волосы, ногти, шерсть) и др. Так, в эластине и коллагене отсутствует триптофан и снижено количество незаменимых аминокислот.

Наиболее быстро перевариваются в желудочно-кишечном тракте белки молочных продуктов, яиц и рыбы, затем мяса (говядины быстрее, чем свинины и баранины), хлеба и круп (быстрее белки пшеничного хлеба из муки высших сортов и манной крупы). Белки рыбы перевариваются быстрее, чем мяса, так как в рыбе меньше соединительной ткани. Из коллагена получают желатин, который, несмотря на неполноценность, легко усваивается без напряжения секреции пищеварительных желез.

На усвояемость белков влияет технологическая обработка. Так, денатурация белковых молекул, образующаяся при тепловой обработке, взбивании, мариновании улучшает доступ пищеварительных ферментов и улучшает усвоение белков. Чрезмерная тепловая обработка (например, жарка) ухудшает усвояемость белков в результате избыточной денатурации, которая затрудняет ферментативную обработку. Избыточное нагревание отрицательно влияет на аминокислоты. Так, биологическая ценность молочного белка казеина падает на 50% при нагреве до 200оС, При сильном и длительном нагреве продуктов, богатых углеводами, в них уменьшается количество доступного для усвоения лизина. Поэтому рационально предварительное замачивание круп в целях сокращения времени варки. Лучше усваиваются вареное мясо и рыба потому что содержащаяся в них соединительная ткань при варке приобретает желеобразное состояние, белки при этом частично растворяются в воде и легче расщепляются. Измельчение пищевых продуктов облегчает процесс переваривания белков.

Аминокислоты – для чего они нужны :: типы, преимущества и противопоказания

Аминокислоты представляют собой органические молекулы важны, которые выполняют различные биологические функции.

Давайте посмотрим, для чего они нужны, какие существуют виды, какие синтезируются в организме и какие можно получить только из пищи.

Для чего нужны аминокислоты

Аминокислотами называются веществами с низкой молекулярной массой, которые являются строительными блоками белков. Они образуются, по крайней мере, из одной группы органической кислоты (карбоксильная) и, по меньшей мере, одной аминогруппы. Обладают свойством связываться друг с другом через пептидную связь.

Продукты, богатые важными аминокислотами

Аминокислоты, полученные с пищей, распадаются на простые основания, затем всасываются в тонком кишечнике и используются организмом для выполнения нескольких важных функций:

  • участвуют в синтезе белка и, следовательно, необходимы для обновления клеток организма
  • производят энергию (разветвленные аминокислоты)
  • участвуют в синтезе других соединений, в которых играют роль нейромедиатора, то есть передают информацию между клетками нервной системы

Типы аминокислот

Известно около 500 различных форм аминокислот, отличаемых в зависимости от химических связей, которые их характеризуют, но в нашем ДНК закодировано только 20 и они делятся на две большие категории:

  • Незаменимые аминокислоты, которые не синтезируются организмом и поступают исключительно благодаря питанию: лизин, триптофан, лейцин, изолейцин, фенилаланин, треонин, метионин, гистидин и валин
  • Заменимые аминокислоты, которые организм может производить самостоятельно из других органических молекул: цистеин, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутамат, тирозин, глицин, пролин, гистидин, серин, аспарагин

В дополнение к упомянутой, используют другую классификацию аминокислот:

  • Разветвленные аминокислоты (изолейцин, лейцин и валин): имеют разветвленную структуру и играют важную роль в пластической фазе, т.е. образовании и реконструкции мышцы, кроме того, замедляют процесс разложения белков, способствуют также поддержке мышц при интенсивных нагрузках;
  • Полунезаменимые аминокислоты (цистеин и тирозин), которые синтезируются в организме из других незаменимых аминокислот: метионина и фенилаланина;
  • Условно незаменимые аминокислоты (аргинин, глицин, пролин, таурин и глютамин,), так называются, потому что организм может быть не в состоянии синтезировать их в некоторые периоды жизни (дети, беременность) или при наличии заболеваний, таких как фенилкетонурия.

В каких продуктах находятся аминокислоты

Как сказано выше, заменимые аминокислоты синтезируются непосредственно в организме, а незаменимые должны поступать с питанием. Они являются очень важными для человека, поэтому правильное питание подразумевает соответствующее потребление белка.

Потребность в белке меняется в зависимости от пола, возраста, стиля жизни, индивидуального обмена веществ, спортивной деятельности и может варьироваться от минимального в 0,8 грамма на кг веса до гораздо более высоких значений для людей, которые практикуют интенсивные спортивные занятия.

Сбалансированное питание должно содержать ⅔ белков животного происхождения и ⅓ белков растительного происхождения.

Продукты, богатые незаменимыми аминокислотами являются:

лейцин

кукуруза, яйца, молоко, курица

фенилаланин

яйца, коричневый рис, зерна

треонин

кукуруза, яйца, соя

метионин

яйца, пшеница, мясо

гистидин

рыба, мясо, сыр

валин

яйца, молоко, кукуруза, сыр

лизин

говядина, молоко, соя

изолейцин

яйца, кукуруза, картофель, курица

триптофан

молоко, яйца, маниока

Преимущества и противопоказания аминокислот

Основной функцией аминокислот является образование белков, необходимых для обновления клеток организма. Однако, некоторые аминокислоты могут нести в себе вполне конкретные преимущества.

  • Аспарагин и глутамат участвуют в синтезе нейромедиаторов, которые улучшают некоторые функции головного мозга, такие как память и обучаемость.
  • Аргинин способствует выработке гормона роста и, следовательно, помогает развитию мышц и усиливает иммунитет.
  • Карнитин, благодаря свойству стимулировать метаболизм жиров, полезен для борьбы с ожирением и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний.
  • Цистеин, глицин и пролин стимулируют выработку коллагена, поэтому они полезны для укрепления волос и защиты кожи от преждевременного старения.
  • Метионин и цистеин содержат серу и предшественники глутатиона, антиоксиданта, который борется со свободными радикалами и уменьшает уровень холестерина в крови.
  • Таурин, благодаря антиоксидантным свойствами, эффективен против старения клеток.
  • Тирозин защищает щитовидную железу и, следовательно, полезен в борьбе с тревожностью и депрессией.
  • Триптофан является предшественником серотонина и мелатонина, гормонов, которые регулирует ритм сна и бодрствования, и поэтому полезен в борьбе с бессонницей и для лечения мигрени.
  • Изолейцин, лейцин и валин, помимо стимуляции роста мышц и насыщения энергией, улучшают чувствительность к инсулину, защищают мозг от старения и способствуют регенерации печени.
  • Креатин и карнитин – аминокислоты очень известные в области спорта, так как увеличивают анаэробную и транспортную емкость липидов в митохондриях.

Риски дефицита аминокислот

Дефицит даже одной аминокислоты может нарушить весь белковый метаболизм со всеми последствиями, которые могут возникнуть в случае дефицита белка: потеря мышечного тонуса, снижение иммунитета, потеря памяти и концентрации, снижение массы тела.

Кроме того, учитывая важность аминокислот для других процессов, дефицит каждого из типов несёт в себе и другие риски:

  • Дефицит тирозина может привести к возникновению отклонений в функции щитовидной железы;
  • Дефицит триптофана может вызвать бессонницу, состояние тревожности и снижение психологического благополучия в целом;
  • Дефицит аргинина, креатина и карнитина не только способствует старению кожи, но и может вызвать выпадение волос и ослабление мышечных фасций.

Противопоказания к употреблению аминокислот

Аминокислоты, будучи основными элементами белков, очень важны для правильной работы организма. Такие вещества, если принимать их в умеренных количествах, вряд ли могут причинить вред, но всё равно, приём синтетических аминокислот должен проводится под строгим контролем врача.

Прием большого количества аминокислот (рекомендуемая дозировка грамм на каждый килограмм веса тела), на самом деле, может быть вреден для печени и почек.

Людям, страдающим от заболеваний почек, следует ограничивать потребление белка и, таким образом, аминокислот. Как и те, кто страдает от заболеваний печени, таких как цирроз или гепатит, потому что больная печень не может правильно усваивать белки и аминокислоты.

Свойства и функции аминокислот

Аминокислоты - главный строительный материал любого живого организма. По своей природе они являются первичными азотистыми веществами растений, которые синтезируются из почвы. Строение и функции белков и аминокислот зависят от их состава.

функции аминокислот

Структура аминокислоты

Каждая ее молекула имеет карбоксильные и аминные группы, которые соединены с радикалом. Если аминокислота содержит 1 карбоксильную и 1 амино-группу, строение ее можно обозначить формулой, представленной ниже.

аминокислоты, строение и функции

Аминокислоты, которые имеют 1 кислотную и 1 щелочную группу, называют моноаминомонокарбоновыми. В организмах также синтезируются аминокислоты, строение и функции которых обусловливают 2 карбоксильных группы или 2 аминных группы. Аминокислоты, содержащие 2 карбоксильные и 1 аминную группы, называют моноаминодикарбоновыми, а имеющие 2 аминные и 1 карбоксильную - диаминомонокарбоновыми.

Также они различны по строению органического радикала R. У каждой из них имеется свое наименование и структура. Отсюда и различные функции аминокислот. Именно наличие кислотной и щелочной групп обеспечивает ее высокую реактивность. Эти группы соединяют аминокислоты и образуют полимер – белок. Белки еще именуются полипептидами из-за своего строения.

Аминокислоты как строительный материал

Молекула белка - это цепочка из десятков или сотен аминокислот. Белки отличаются по составу, количеству и порядку расположения аминокислот, ведь число сочетаний из 20 составляющих практически бесконечно. Одни из них имеют весь состав незаменимых аминокислот, иные обходятся без одной или нескольких. Отдельные аминокислоты, структура, функции которых подобны белкам человеческого тела, не применяются в качестве пищевых, так как малорастворимы и не расщепляются ЖКТ. К таким принадлежат белки ногтей, волос, шерсти или перьев.

Функции аминокислот трудно переоценить. Эти вещества выступают главной пищей в рационе людей. Какую функцию выполняют аминокислоты? Они увеличивают рост мышечной массы, помогают укреплению суставов и связок, восстанавливают поврежденные ткани организма и участвуют во всех процессах, происходящих в теле человека.

аминокислоты, структура, функции

Незаменимые аминокислоты

Только из добавок или пищевых продуктов можно получить незаменимые аминокислоты. Функции в процессе формирования здоровых суставов, крепких мышц, красивых волос очень значимы. К таким аминокислотам относятся:

  • фенилаланин;
  • лизин;
  • треонин;
  • метионин;
  • валин;
  • лейцин;
  • триптофан;
  • гистидин;
  • изолейцин.

Функции аминокислот незаменимых

Эти кирпичики выполняют важнейшие функции в работе каждой клетки человеческого организма. Они незаметны, пока поступают в организм в достаточном количестве, но их недостаток существенно ухудшает работу всего организма.

  1. Валин возобновляет мышцы, служит отличным источником энергии.
  2. Гистидин улучшает состав крови, способствует восстановлению и росту мышц, улучшает работу суставов.
  3. Изолейцин помогает выработке гемоглобина. Контролирует количество сахара в крови, повышает энергичность человека, выносливость.
  4. Лейцин укрепляет иммунитет, следит за уровнем сахара и лейкоцитов в крови. Если уровень лейкоцитов завышен: он их понижает и подключает резервы организма для ликвидации воспаления.
  5. Лизин помогает усвоению кальция, что формирует и укрепляет кости. Помогает выработке коллагена, улучшает структуру волос. Для мужчин это отличный анаболик, так как он наращивает мышцы и увеличивает мужскую силу.
  6. Метионин нормализует работу пищеварительной системы и печени. Участвует в расщеплении жиров, убирает токсикоз у беременных, благотворно влияет на волосы.
  7. Треонин улучшает работу ЖКТ. Повышает иммунитет, участвует в создании эластина и коллагена. Треонин препятствует отложению жира в печени.
  8. Триптофан отвечает за эмоции человека. Вырабатывает серотонин - гормон счастья, тем самым нормализует сон, поднимает настроение. Укрощает аппетит, благотворительно влияет на сердечную мышцу и артерии.
  9. Фенилаланин служит передатчиком сигналов от нервных клеток в мозг головы. Улучшает настроение, подавляет нездоровый аппетит, улучшает память, повышает восприимчивость, снижает боль.

Дефицит незаменимых аминокислот приводит к остановке роста, нарушению обмена веществ, снижению мышечной массы.

аминокислоты, функции в процессе

Заменимые аминокислоты

Это такие аминокислоты, строение и функции которых вырабатываются в организме:

  • аргинин;
  • аланин;
  • аспарагин;
  • глицин;
  • пролин;
  • таурин;
  • тирозин;
  • глутамат;
  • серин;
  • глутамин;
  • орнитин;
  • цистеин;
  • карнитин.

Функции аминокислот заменимых

  1. Цистеин ликвидирует токсические вещества, участвует в создании тканей кожи и мышц, представляет собой естественный антиоксидант.
  2. Тирозин снижает физическую усталость, ускоряет метаболизм, ликвидирует стресс и депрессию.
  3. Аланин служит для роста мускулатуры, является источником энергии.
  4. Аспарагиновая кислота увеличивает метаболизм и снижает образование аммиака при больших нагрузках.
  5. Цистин устраняет боль при травмировании связок и суставов.
  6. Глутаминовая кислота отвечает за мозговую активность, во время длительных физических нагрузок переходит в глюкозу, вырабатывая энергию.
  7. Глутамин восстанавливает мышцы, повышает иммунитет, ускоряет метаболизм, усиливает работу мозга и создает гормон роста.
  8. Глицин необходим для работы мышц, расщепления жира, стабилизации артериального давления и сахара в крови.
  9. Карнитин перемещает жировые кислоты в клетки, где совершается их расщепление с выделением энергии, в результате чего сжигается лишний жир и генерируется энергия.
  10. Орнитин производит гормон роста, участвует в процессе мочеобразования, расщепляет жирные кислоты, помогает выработке инсулина.
  11. Пролин обеспечивает производство коллагена, он необходим для связок и суставов.
  12. Серин повышает иммунитет и вырабатывает энергию, нужен для быстрого метаболизма жирных кислот и роста мышц.
  13. Таурин расщепляет жир, поднимает сопротивляемость организма, синтезирует желчные соли.

Белок и его свойства

Белки, или протеины – высокомолекулярные соединения с содержанием азота. Понятие "протеин", впервые обозначенное Берцелиусом в 1838 г., происходит от греческого слова и означает "первичный", что отображает лидирующее значение протеинов в природе. Разновидность белков дает возможность для существования огромного количества живых существ: от бактерий до человеческого организма. Их существенно больше, чем других макромолекул, ведь белки – это фундамент живой клетки. Составляют приблизительно 20% от массы человеческого тела, больше 50% сухой массы клетки. Такое количество разнообразных белков объясняется свойствами двадцати различных аминокислот, которые взаимодействуют друг с другом и создают полимерные молекулы.

строение и функции белков и аминокислот

Выдающееся свойство белков - способность к самостоятельному созданию определенной, свойственной конкретному белку пространственной структуры. По химическому строению белки – это биополимеры с пептидными связями. Для химического состава белков свойственно постоянное среднее содержание азота – приблизительно 16%.

Жизнь, а также рост и развитие организма невозможны без функции белковых аминокислот строить новые клетки. Белки нельзя заменить прочими элементами, их роль в человеческом организме является чрезвычайно важной.

Функции белков

Необходимость белков заключается в таких функциях:

  • он необходим для роста и развития, так как выступает главным строительным материалом для создания новых клеток;
  • управляет метаболизмом, во время которого освобождается энергия. После принятия пищи скорость метаболизма увеличивается, например, если еда состоит из углеводов, метаболизм ускоряется на 4%, если из белков – на 30%;
  • регулируют водный баланс в организме, благодаря своей гидрофильности – способности притягивать воду;
  • усиливают работу иммунной системы, синтезируя антитела, которые защищают от инфекции и ликвидируют угрозу заболевания.
функции белковых аминокислот

Продукты - источники белков

Мышцы и скелет человека состоят из живых тканей, которые на протяжении жизни не только функционируют, но и обновляются. Восстанавливаются после повреждений, сохраняют свою силу и прочность. Для этого им требуются вполне определенные питательные вещества. Пища обеспечивает организм энергией, необходимой для всех процессов, включая работу мышц, рост и восстановление тканей. А белок в организме используется и как источник энергии, и как стройматериал.

какую функцию выполняют аминокислоты

Поэтому очень важно соблюдать его ежедневное использование в пищу. Богатые белком продукты: курица, индейка, постная ветчина, свинина, говядина, рыба, креветки, фасоль, чечевица, бекон, яйца, орех. Все эти продукты обеспечивают организм белком и дают энергию, необходимую для жизни.

Заменимые и незаменимые аминокислоты, значение и потребность в них. Общая гигиена: конспект лекций

Заменимые и незаменимые аминокислоты, значение и потребность в них

В настоящее время известно 80 аминокислот, наибольшее значение в питании имеют 30, которые наиболее часто встречаются в продуктах и чаще всего потребляются человеком. К ним относятся следующие.

1. Алифатические аминокислоты:

а) моноаминомонокарбоновые – глицин, аланин, изолейцин, лейцин, валин;

б) оксимоноаминокарбоновые – серин, треонин;

в) моноаминодикарбоновые – аспаргиновая, глютаминовая;

г) амиды моноаминодикарбоновых кислот – аспарагин, глутамин;

д) диаминомонокарбоновые – аргинин, лизин;

е) серосодержащие – гистин, цистеин, метионин.

2. Ароматические аминокислоты: фенилаланин, тирозин.

3. Гетероциклические аминокислоты: триптофан, гистидин, пролин, оксипролин.

Наибольшее значение в питании представляют незаменимые аминокислоты, которые не могут синтезироваться в организме и поступают только извне – с продуктами питания. К их числу относят 8 аминокислот: метионин, лизин, триптофан, треонин, фенилаланин, валин, лейцин, изолейцин. В эту группу входят и аминокислоты, которые в детском организме не синтезируются или синтезируются в недостаточном количестве. Прежде всего это гистидин. Предметом дискуссий является также вопрос о незаменимости в детском возрасте глицина, цистина, а у недоношенных детей также глицина и тирозина. Биологическая активность гормонов АКТГ, инсулина, а также коэнзима А и глютатиона определена наличием в их составе SH-групп цистина. У новорожденных детей из-за недостатка цистеназы лимитирован переход метионина в цистин. В организме взрослого человека тирозин легко образуется из фенилаланина, а цистин – из метионина, однако обратной заменяемости нет. Таким образом, можно считать, что число незаменимых аминокислот составляет 11—12.

Поступающий белок считается полноценным, если в нем присутствуют все незаменимые аминокислоты в сбалансированном состоянии. К таким белкам по своему химическому составу приближаются белки молока, мяса, рыбы, яиц, усвояемость которых около 90 %. Белки растительного происхождения (мука, крупа, бобовые) не содержат полного набора незаменимых аминокислот и поэтому относятся к разряду неполноценных. В частности, в них содержится недостаточное количество лизина. Усвоение таких белков составляет, по некоторым данным, 60 %.

Для изучения биологической ценности белков используют две группы методов: биологические и химические. В основе биологических лежит оценка скорости роста и степени утилизации пищевых белков организмом. Данные методы являются трудоемкими и дорогостоящими.

Химический метод колоночной хроматографии позволяет быстро и объективно определить содержание аминокислот в пищевых белках. На основании этих данных биологическую ценность белков определяют путем сравнения аминокислотного состава изучаемого белка со справочной шкалой аминокислот гипотетического идеального белка или аминограмм высококачественных стандартных белков. Этот методический прием получил название аминокислотного СКОРА = отношению количества АК в мг в 1 г исследуемого белка к количеству АК в мг в 1 г идеального белка, умноженного на 100 %.

Белки животного происхождения имеют наибольшую биологическую ценность, растительные – лимитированы по ряду незаменимых аминокислот, прежде всего по лизину, а в пшенице и рисе – также и по треонину. Белки коровьего молока отличаются от белков грудного дефицитом серосодержащих аминокислот (метионина, цистина). К «идеальному белку» по данным ВОЗ приближается белок грудного молока и яиц.

Важным показателем качества пищевого белка служит также степень его усвояемости. По степени переваривания протеолитическими ферментами пищевые белки располагаются следующим образом:

1) белки рыбы и молока;

2) белки мяса;

3) белки хлеба и круп.

Белки рыбы лучше усваиваются из-за отсутствия в их составе белка соединительной ткани. Белковая полноценность мяса оценивается по соотношению между триптофаном и оксипролином. Для мяса высокого качества это соотношение составляет 5,8.

Каждая аминокислота из группы эссенциальных играет определенную роль. Их недостаток или избыток ведет к каким-либо изменениям в организме.

Биологическая роль незаменимых аминокислот

Гистидин играет важную роль в образовании гемоглобина крови. Недостаток гистидина приводит к снижению уровня гемоглобина в крови. При декарбоксилировании гистидин превращается в гистамин – вещество, имеющее большое значение в расширении сосудистой стенки и ее проницаемости, влияет на выделение желудочного пищеварительного сока. Недостаток гистидина, так же как и избыток, ухудшает условно-рефлекторную деятельность.

Валин – физиологическая роль данной НАК недостаточно ясна. При недостаточном поступлении у лабораторных животных отмечаются расстройства координации движений, гиперестезия.

Изолейцин наряду с лейцином входит в состав всех белков организма (за исключением гемоглобина). В плазме крови содержится 0,89 мг% изолейцина. Отсутствие изолейцина в пище приводит к отрицательному азотистому балансу, к замедлению процессов роста и развития.

Лизин относится к одной из наиболее важных незаменимых аминокислот. Он входит в триаду аминокислот, особенно учитываемых при определении общей полноценности питания: триптофан, лизин, метионин. Оптимальное соотношение этих аминокислот составляет: 1 : 3 : 2 или 1 : 3 : 3, если взять метионин + цистин (серосодержащие аминокислоты). Недостаток в пище лизина приводит к нарушению кровообращения, снижению количества эритроцитов и уменьшению в них гемоглобина. Также отмечаются нарушение азотистого баланса, истощение мышц, нарушение кальцификации костей. Происходит также ряд изменений в печени и легких. Потребность в лизине составляет 3—5 г в сутки. В значительных количествах лизин содержится в твороге, мясе, рыбе.

Метионин играет важную роль в процессах метилирования и трансметилирования. Это основной донатор метильных групп, которые используются организмом для синтеза холина (витамина группы В). Метионин относится к липотропным веществам. Он оказывает влияние на обмен жиров и фосфолипидов в печени и таким образом играет важную роль в профилактике и лечении атеросклероза. Установлена связь метионина с обменом витамина В12 и фолиевой кислотой, которые стимулируют отделение метильных групп метионина, обеспечивая таким образом синтез холина в организме. Метионин имеет большое значение для функции надпочечников и необходим для синтеза адреналина. Суточная потребность в метионине составляет около 3 г. Основным источником метионина следует считать молоко и молочные продукты: в 100 г казеина содержится 3 г метионина.

Триптофан, так же как и треонин, – фактор роста и поддержания азотистого равновесия. Участвует в образовании сывороточных белков и гемоглобина. Триптофан необходим для синтеза никотиновой кислоты. Установлено, что из 50 мг триптофана образуется около 1 мг ниацина, в связи с чем 1 мг ниацина или 60 мг триптофана могут быть приняты как единый «ниациновый эквивалент». Суточная потребность в никотиновой кислоте в среднем определена в количестве 14—28 ниациновых эквивалентов, а в расчете на сбалансированную мегакалорию – 6,6 ниациновых эквивалентов. Потребность организма в триптофане составляет 1 г в сутки. В продуктах питания триптофан распределен неравномерно. Так, например, 100 г мяса эквивалентно по содержанию триптофана 500 мл молока. Из растительных продуктов необходимо выделить бобовые. Очень мало триптофана в кукурузе, поэтому в тех районах, где кукуруза является традиционным источником питания, следует проводить профилактические осмотры для определения обеспеченности организма витамином PP.

Фенилаланин связан с функцией щитовидной железы и надпочечников. Он дает ядро для синтеза тироксина – основной аминокислоты, образующей белок щитовидной железы. Из фенилаланина может синтезироваться тирозин и далее адреналин. Однако обратного синтеза из тирозина-фенилаланин не происходит.

Существуют стандарты сбалансированности НАК, разработанные с учетом возрастных данных. Для взрослого человека (г/сутки): триптофана – 1, лейцина 4—6, изолейцина 3—4, валина 3—4, треонина 2—3, лизина 3—5, метионина 2—4, фенилаланина 2—4, гистидина 1,5—2.

Заменимые аминокислоты

Потребность организма в заменимых аминокислотах удовлетворяется в основном за счет эндогенного синтеза, или реутилизации. За счет реутилизации образуется 2/3 собственных белков организма. Ориентировочная суточная потребность взрослого человека в основных заменимых аминокислотах следующая (г/сутки): аргинин – 6, цистин – 2—3, тирозин – 3—4, аланин – 3, серин – 3, глутаминовая кислота – 16, аспирагиновая кислота – 6, пролин – 5, глюкокол (глицин) – 3.

Заменимые аминокислоты выполняют в организме весьма важные функции, причем некоторые из них (аргинин, цистин, тирозин, глутаминовая кислота) играют физиологическую роль не меньшую, чем незаменимые (эссенциальные) аминокислоты.

Интересны некоторые аспекты использования заменимых аминокислот в пищевой промышленности, например глутаминовой кислоты. В наибольших количествах она содержится только в свежих пищевых продуктах. По мере хранения или консервирования пищевых продуктов глутаминовая кислота в них разрушается, и продукты теряют свойственные им ароматы и вкус. В промышленности чаще используют натриевую соль глутаминовой кислоты. В Японии глутаминат натрия называют «Аджино мотто» – сущность вкуса. Пищевые продукты опрыскивают 1,5—5%-ным раствором глутамината натрия, и они долго сохраняют аромат свежести. Поскольку глутаминат натрия обладает антиокислительными свойствами, то пищевые продукты могут храниться более длительные сроки.

Потребность в белках зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности, климатических и национальных особенностей и т. д. Исследованиями установлено, что азотистое равновесие в организме взрослого человека поддерживается при поступлении не менее 55—60 г белка, однако эта величина не учитывает стрессовые ситуации, болезни, интенсивные физические нагрузки. В связи с этим в нашей стране установлена оптимальная потребность взрослого человека в белке 90—100 г/сутки. При этом в пищевом рационе за счет белка должно обеспечиваться в среднем 11—13 % общей его энергетической ценности, а в процентном отношении белок животного происхождения должен составлять не менее 55 %.

Американскими и шведскими учеными установлены ультраминимальные нормы потребления белков на основании эндогенного распада тканевых белков при безбелковых диетах: 20—25 г/сутки. Однако такие нормы при постоянном использовании не удовлетворяют потребности организма человека и не обеспечивают нормальной работоспособности, так как при распаде тканевых белков образующиеся аминокислоты, используемые в дальнейшем для ресинтеза белка, не могут обеспечить должную замену животного белка, поступающего с пищей, и это приводит к отрицательному азотистому балансу.

Энергетическая потребность людей первой группы интенсивности труда (группа умственного труда) составляет 2500 ккал. 13 % от этой величины составляет 325 ккал. Таким образом, потребность в белке у студентов составляет приблизительно 80 г (325 ккал: 4 ккал = 81,25 г) белка.

У детей потребность в белках определяется возрастными нормами. Количество белка из-за преобладания в организме пластических процессов на 1 кг массы тела увеличено. В среднем эта величина составляет 4 г/кг у детей от 1 до 3 лет жизни, 3,5 —4 г/кг для детей 3—7 лет, 3 г/кг – для детей 8—10 лет и детей старше 11 лет – 2,5—2 г/кг, в то время как в среднем у взрослых 1,2—1,5 г/кг в сутки.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

«Сколько известно аминокислот?» – Яндекс.Знатоки

Мой ответ. Учёным известно порядка 500 аминокислот. Около 240 из них в природе бывают в свободном виде, а остальные - в промежуточном - как продукты обмена веществ.
На сегодняшний день в организме человека обнаружено 26 аминокислот.
В образовании белка, считается, принимают участие 22 аминокислоты (21 - селеноцистеин, 22 - пирролизин (стандартные протеиногенные аминокислоты). https://ru.wikipedia.org/wiki/
Все аминокислоты можно разделить на две группы: незаменимые (поступают в организм извне) и заменимые (синтезируются в организме). Но есть ещё и третья, и четвёртая группа - частично заменимые и условно незаменимые. Но это разделение весьма условно. Вообще, чтобы производить такие "подсчёты", необходимо учитывать, о какаких именно организмах идёт речь.
Для взрослого здорового человека незаменимые аминокислоты: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин, селеноцистеин, пирролизин. Это 10 незаменимых аминокислот. Также часто к незаменимым относят гистидин. Это 11 аминокислота. Для детей также незаменимым является аргинин. Итого насчитывается 12 аминокислот незаменимых для человека.
Новорождённые дети и больные люди не могут вырабатывать некоторые аминокислоты. Эти аминокислоты считаются условно незаменимыми. К ним относятся: тирозин, цистеин. Они могут синтезироваться в организме, но при наличии других аминокислот.
Частично заменимые - их организм синтезирует, но мало. Это аргинин и гистидин. Как видим, аргинин и гистидин по другим классификациям относят к незаменимым, а ещё по другим - условно заменимым. А иногда и условно незаменимые, и частично заменимые объединяют в одну группу.
К заменимым аминокислотам принято относить: аланин, аспарагин, аспарагиновая кислота (аспартат), глицин, цистеин, глютамин, глютаминовая кислота (глютамат), пролин, серин, таурин*, тирозин. Насчитывается 11 заменимых аминокислот.
*Таурин выполняет некоторые функции аминокислот, но по строению к ним не относится.
Таким образом, мнение, что существуют 20 аминокислот, из которых 8 незаменимые, является неверным.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *