Гигиена физической культуры и спорта. Учебник

В процессе обмена веществ между организмом и внешней средой ведущее место занимает обмен белков. Белки – сложные азотистые высокомолекулярные полимеры, состоящие из аминокислот. Они составляют примерно 20 % массы человеческого тела и более 50 % сухой массы клетки. Роль белков в организме человека чрезвычайно велика, так как функции их многообразны. Белки входят в состав ядра, протоплазмы, мембран клеток всех органов и тканей, следовательно, важнейшая функция белков – пластическая. Белки участвуют в процессах воспроизводства живой материи. Белки костей, хрящей выполняют опорную функцию. Актин и миозин обеспечивают сокращение мышц. Белки обладают каталитической активностью; все ферменты являются белками. С ними связаны защитные реакции организма; в частности, образование антител при поступлении в организм чужеродных веществ. Белки образуют с антитоксинами малоактивные комплексы, которые выводятся из организма, следовательно, они выполняют антитоксическую функцию. Процесс свертывания крови, который протекает с участием белков плазмы, препятствует большим кровопотерям. Некоторые белки плазмы крови и форменных элементов обеспечивают перенос питательных веществ, следовательно, они выполняют транспортную функцию. Белки пищи оказывают влияние на процессы возбуждения и торможения в коре головного мозга. Многие гормоны и их производные являются белками. Таким образом осуществляется регуляторная функция белков.

В живом организме с момента его зарождения и до смерти непрерывно происходят одновременно и разрушение клеток, а также внеклеточного вещества тканей и органов, и воспроизводство их, замена их новыми. Эти противоположные процессы, единство которых и составляет сущность жизни, совершаются настолько интенсивно, что в течение жизни любого организма его ткани и клетки успевают смениться многократно: так, например, эритроциты крови полностью обновляются за 3,5–4 мес. Вполне понятно поэтому, какое громадное значение имеет регулярное поступление в организм материала, способного беспрерывно выполнять происходящие в нем траты белковых веществ. Таким материалом могут быть и действительно являются белки.

По степени важности в процессах обмена веществ пластическая роль белков (в организации разнообразных структур) неизмеримо превосходит их роль как источника энергии. Более того, пластическая функция белков не только велика, но и незаменима, так как белки в этом отношении нельзя заменить ни жирами, ни углеводами, входящими в состав живой материи или поступающими в организм из внешней среды.

Без белков или их составных частей – аминокислот – не может быть обеспечено воспроизводство основных структурных элементов органов и тканей, а также образование ряда важнейших веществ, как, например, ферментов и гормонов.

Биологическая ценность белков. Для удовлетворения потребностей организма существенным является не только количество, но и качество белков в пище. Различные белки, как известно, отличаются друг от друга процентным содержанием отдельных аминокислот. Именно поэтому в зависимости от аминокислотного состава для покрытия потребности в белке требуется одного белка больше, другого меньше. В этом смысле можно говорить о различной биологической ценности белков.

Биологическая ценность того или иного белка тем выше, чем ближе его состав к составу белков данного организма. Белки, находящиеся в продуктах питания, потребляемых человеком, содержат в тех или иных количествах все аминокислоты, и никогда не бывает так, чтобы какая-нибудь аминокислота полностью отсутствовала. Степень усвоения белка, его биологическая ценность определяются, однако, не только аминокислотным составом белка, но и возможностью расщепления белка ферментами пищеварительных соков. Такие белковые вещества, как волосы, шерсть, перья и т. п., не могут быть использованы в качестве пищевых продуктов именно потому, что они не расщепляются на аминокислоты под влиянием протеолитических ферментов пищеварительного тракта человека.

В тесной связи с вопросом о биологической ценности белка находится представление о так называемых жизненно необходимых или незаменимых аминокислотах (табл. 3).

Изучение азотистого обмена у взрослых здоровых людей, находившихся на искусственном рационе, в котором белок был полностью заменен смесью чистых аминокислот, позволяет сделать ряд существенных выводов. Для сохранения азотистого равновесия и веса тела, а также трудоспособности (при умеренной физической нагрузке) и удовлетворительного самочувствия необходимы восемь незаменимых аминокислот и источники азота (в виде, например, глицина и других заменимых аминокислот).

Исключение какой-либо незаменимой аминокислоты приводит к отрицательному азотистому балансу и расстройству нервной системы (общей слабости, головокружению, раздражительности, нарушению кожной чувствительности, а иногда и болевым явлениям).

Таблица 3. Заменимые и незаменимые аминокислоты