Kā reiz teica slavenais vācu filozofs Frīdrihs Engelss: "Dzīvība ir olbaltumvielu ķermeņu esamības forma." Ar to viņš gribēja teikt, ka mūsu dzīve nav iespējama bez olbaltumvielām, jo ​​tās ir galvenās celtniecības materiāls mūsu organismā un piedalīties visos vielmaiņas procesos.

Olbaltumvielas jeb olbaltumvielas (no grieķu protos — vissvarīgākie, pirmie) ir vissarežģītākie organiskie savienojumi, kuriem ir būtiska nozīme visos dzīvības procesos. Olbaltumvielas sastāv no aminoskābēm, kas ir savstarpēji saistītas ar peptīdu saitēm. Olbaltumvielu molekulas izmērs ir milzīgs, salīdzinot ar visām pārējām vielām.

Olbaltumvielas var būt vienkāršas vai sarežģītas. Vienkāršas olbaltumvielas ir olbaltumvielas, un kompleksās olbaltumvielas ir olbaltumvielas. Atšķirība starp olbaltumvielām un proteīdiem slēpjas pēdējo sarežģītākā sastāvā. Papildus aminoskābēm olbaltumvielās ir arī citi savienojumi. Piemēram, proteīna hemoglobīna sastāvā papildus aminoskābēm ir arī hema vielas.

Olbaltumvielas var būt pilnīgas vai nepilnīgas. Pilnvērtīgās olbaltumvielas satur neaizvietojamās aminoskābes, savukārt nepilnīgās olbaltumvielās trūkst neaizvietojamās aminoskābes.

Olbaltumvielu bioloģiskās funkcijas:

- veido saistaudu vielu, piemēram, kolagēnu, elastīnu;

- regulē vielmaiņu (piemēram, hormoni insulīns un glikagons ir olbaltumvielas);

- vielu transportēšana asinīs (piemēram, skābekļa transports - hemoglobīns, tauku transports - lipoproteīni utt.);

- ilgstošas ​​badošanās laikā olbaltumvielas var darboties kā uzturs jaunattīstības šūnām un kā enerģijas avots;

- nodrošināt muskuļu kontrakciju;

- piedalās svešu antigēnu (imūnglobulīnu, komplementa) neitralizācijā;

- piedalās asiņošanas apturēšanā, asins recekļu veidošanā u.c.

Šis nav viss saraksts bioloģiskās funkcijas olbaltumvielas.

Kas ir aminoskābes?

Aminoskābes ir organiskie savienojumi, kas satur amīnu grupu un skābes grupu. Kopumā ir 22 aminoskābes, no kurām 10 ir neaizstājamas. Ko nozīmē neaizvietojamā aminoskābe? Tas nozīmē, ka tas nevar vairoties cilvēka organismā un ir jāiegūst tikai ar pārtiku. Atlikušās aminoskābes organismā var veidoties no dažādām citu aminoskābju grupām.

Neaizstājamās aminoskābes ir atrodamas dzīvnieku un dažos augu produktos, piemēram, gaļā, zivīs, olās, biezpienā, piena produktos u.c.

Neaizstājamās aminoskābes ietver: leicīns, valīns, treonīns, izoleicīns, metionīns, triptofāns, lizīns, histidīns, arginīns, fenilalanīns.

Ir arī daļēji neaizstājamo aminoskābju grupa, tās ir aminoskābes, kuras organismā var sintezēt, bet nepietiekamā daudzumā.

Olbaltumvielu sagremošana

Olbaltumvielu sagremošana sākas kuņģī. Šeit fermenta pepsīna ietekmē sālsskābes klātbūtnē, ko izdala kuņģa dziedzeri, sākas olbaltumvielu gremošana. Šeit sarežģīti organiskie savienojumi un olbaltumvielas tiek sadalīti lielos “fragmentos” - lielmolekulāros peptīdos. Pēc tam šīs vielas nonāk zarnās, kur tās tālāk pārveido. Enzīmu tripsīna, peptidāžu un himotripsīna ietekmē augstas molekulmasas olbaltumvielas tiek pārvērstas zemas molekulmasas olbaltumvielās un noteiktā daudzumā aminoskābēs. Tievā zarnā sāk darboties enzīms karboksipeptidāzes A un B, kas pārvērš mazmolekulāras olbaltumvielas dipeptīdos, kas dipeptidāžu ietekmē sadalās aminoskābēs. Savukārt aminoskābes uzsūcas zarnu bārkstiņās un nonāk asinīs un limfā, kur tās tiek nosūtītas uz aknām olbaltumvielu sintēzei un uz ķermeņa audiem.

Dažas aminoskābes un nesagremotas olbaltumvielas tiek sapūstas apakšējās zarnās. Dažas aminoskābes izdala toksiskus produktus, piemēram, amīnu, fenolu un merkaptānu. Tie daļēji izdalās ar izkārnījumiem un zarnu gāzēm, un daļēji nonāk asinīs, kur tos veiksmīgi neitralizē aknas.

Kopumā olbaltumvielu sadalīšanās vienmēr notiek, veidojot amonjaku un slāpekļa savienojumus. Šīs toksiskās vielas neitralizē arī aknas, un tās veiksmīgi izvada arī nieres un sviedru dziedzeri. Lai izvairītos no toksisko vielu uzkrāšanās asinīs, lai neradītu pārmērīgu slodzi uz nierēm un aknām vai, gluži pretēji, lai izvairītos no olbaltumvielu un aminoskābju deficīta, vienmēr ir jāuzrauga olbaltumvielu līdzsvars. Olbaltumvielu daudzumam tajā jābūt vienādam ar patērēto olbaltumvielu daudzumu. Ja tas ir augošs bērna vai pusaudža ķermenis vai cilvēks, kurš iegūst muskuļu masu, tad olbaltumvielu uzņemšanai vajadzētu pārsniegt patēriņu, bet saprātīgās robežās.

Kā to noteikt?

Slāpekļa līdzsvars (slāpekļa līdzsvars)

Vidēji slāpekļa daudzums olbaltumvielās ir 16%. Slāpeklis organismā nesadalās vai neoksidējas un tiek izvadīts tādā pašā veidā, kādā tas nokļuva (galvenokārt ar urīnu). Rezultātā par patērēto un patērēto olbaltumvielu daudzumu var spriest pēc slāpekļa daudzuma pārtikā un izdalījumos. Tas ir slāpekļa līdzsvars.

Protams, ne daudzi cilvēki var vai vienkārši nav gatavi šādā veidā uzraudzīt savu olbaltumvielu līdzsvaru. Nav precīzas vērtības ķermeņa ikdienas olbaltumvielu nepieciešamībai. Daudzi zinātnieki ir atvasinājuši dažādas formulas, taču neviena no tām nav pieņemta par pamatu. Piemēram, PVO (Pasaules Veselības organizācija) iesaka patērēt 0,75 gr. uz 1 kg svara dienā. Mūsu Rospotrebnadzor iesaka no 60 līdz 120 gr. dienā. Daudzi sportisti un kultūristi iesaka lietot no 2 līdz 4 gr. uz 1 kg svara.

Šeit izvēle ir cilvēka ziņā.

Par to, cik daudz olbaltumvielu jums vajadzētu patērēt, lai sasniegtu dažādus mērķus, mēs runāsim turpmākajos rakstos.

Olbaltumvielas ir viena no svarīgākajām cilvēka ķermeņa makromolekulārajām grupām. Turklāt to formas ir ļoti dažādas: šūnu tipa receptori, signālu tipa molekulas, elementi, kas veido struktūru, daži fermenti, vielas, kas pārvadā skābekli un oglekļa dioksīdu (mēs runājam par hemoglobīnu). Un tas nav viss saraksts. Olbaltumvielas ir viens no galvenajiem elementiem kaulu sastāvs, tā aktīvā līdzdalība ir saišu, muskuļu, ķermeņa audu struktūrā, pateicoties tam tie aktīvi aug un atjaunojas. Tātad olbaltumvielu lomu cilvēka organismā un vielmaiņā ir grūti pārvērtēt.

Tomēr proteīna funkcijas neaprobežojas ar visu iepriekš minēto, fakts ir tāds, ka šī konkrētā viela ir neaizstājams enerģijas avots. Vai ir vēl daži raksturīga iezīmešādas vielas - cilvēka ķermenis vairāku iemeslu dēļ nevar uzkrāties rezervē, tāpēc, lai cilvēka organisms normāli funkcionētu, ir nepieciešams pastāvīgi patērēt olbaltumvielas, tikai tad olbaltumvielu metabolisms būs normāls.

Ja mēs runājam par to, kur sākas olbaltumvielu metabolisms, tad viss sākas cilvēka vēderā. Process ir šāds:

• pārtika, kas satur daudz olbaltumvielu, sāk nonākt cilvēka kuņģī, kur vispirms sāk darboties ferments, ko sauc par pepsīnu, un tajā iesaistās arī sālsskābe;
• Tā ir sālsskābe, kas nodrošina proteīnu denaturēšanas līmeni. Kad pepsīns tos ietekmē, olbaltumvielas sāk sadalīšanās procesu, un veidojas polipeptīdi, kā arī aminoskābes, kas ir to sastāvdaļas;
• tad pārtikas putra, ko sauc par chyme, nonāk tievajās zarnās;
• aizkuņģa dziedzeris sāk strādāt, izdalot sulu, kas satur nātrija bikarbonātu (mēs runājam par soda);
• sālsskābe tiek neitralizēta, kas nodrošina drošu cilvēka zarnu aizsardzību.

Ir ļoti svarīgi atzīmēt, ka ķermenim ir spēja apstrādāt tai nepieciešamo sintēzi normālas darbības olbaltumvielas no aminoskābēm.

Tas viss tiek iegūts no pārtikas, tie proteīni, kas šajā procesā izrādās lieki, vienkārši sāk pakāpeniski pārvērsties par glikozi, un var notikt arī pārvēršanās par triglicerīdiem. Viņiem ir ļoti svarīga funkcija – tie atbalsta enerģiju un arī palīdz palielināt enerģijas rezervi cilvēka organismā.

Tievā zarna atšķiras arī ar to, ka tieši tajā gremošanas tipa hormoni sāk izvadīšanas procesus, savukārt izdalās sekretīns, un tieši šīs vielas veicina tālāku olbaltumvielu sadalīšanos. Sekretīns arī stimulē aizkuņģa dziedzera sulas sekrēciju, kas arī var radīt vairāk gremošanas elementu.

Šeit izdalās tādas vielas kā proteāze, elastāze un tripsīns, un tas viss palīdz olbaltumvielām labāk sagremot. Kad šie fermenti apvienojas, kompleksās olbaltumvielas sāk sadalīties īpašās aminoskābēs. Tie tiek transportēti caur zarnu gļotādu, tā mērķis ir nepieciešams citu olbaltumvielu savienojumu sintēzei, pēc tam tie tiek pārvērsti taukos.

Kāda ir hormonu un enzīmu loma olbaltumvielu metabolismā

Tādu sarežģītu procesu kā olbaltumvielu metabolismu nevar veikt bez noteiktiem enzīmiem un hormoniem. Dažas funkcijas jāapraksta sīkāk:

• enzīmu loma tievajās zarnās un kuņģī ir tāda, ka olbaltumvielas sāk sadalīties aminoskābju daļās;
• HCI kuņģa rajonā palīdz attīstīties proteolīzei;
• Hormoni, ko izdala zarnu šūnas, regulē gremošanas procesu.

Proteīna vielas, kas atrodas aizkuņģa dziedzerī un tievajās zarnās, nevajadzētu sadalīt. Lai novērstu šo procesu, aizkuņģa dziedzeris ražo proenzīmus, kas nav aktīvi. Aizkuņģa dziedzera pūslīšos ir tādas vielas kā:

• tripsīns;
• himitripsīns;
• himotripsinogēns.

Pēc tam, kad ferments, kas atrodas tievās zarnas sieniņās, nonāk tievajās zarnās, sākas tā saistība ar tripsinogēnu, pēc tam sākas aktīvā forma, tas ir, tripsīns. Pēc tam sākas tā pārvēršanās aktīvajā formā, tas ir, trinotripsīnā. Šādu vielu funkcija ir tā, ka tās sadala lielus proteīnus peptīdos, tas tiek veikts proteolīzes procesā.

Tad arī šādi mazie peptīdi sāk sadalīties noteiktās aminoskābēs, un sākas to transportēšana pa virspusējo zarnu gļotādas daļu, izmantojot aminoskābju transportētājus. Šādu transportētāju uzdevums ir saistīt nātriju un aminoskābes, pēc tam tās tiek transportētas caur membrānu. Kad uz bazālo šūnu virsmas parādās nātrijs un aminoskābes, tās sāk izdalīties.

Jāatzīmē, ka nātrija izmantošanu kā transportētāju var izmantot atkārtoti, un, kas attiecas uz aminoskābēm, tās sāk iekļūt asinsritē, pēc tam sākas transportēšana uz aknu zonu, kā arī uz visu cilvēka ķermeņa šūnu struktūru. lai sintezētu olbaltumvielas.

Ja mēs runājam par brīvajām aminoskābēm, tās tiek izmantotas jauna veida olbaltumvielu savienojumu sintēzes procesā. Ja organismā ir pārāk daudz aminoskābju, un tik daudz, ka kļūst vienkārši neiespējami tās uzglabāt, tad sākas to pārvēršanās glikozē, un pārvēršanās var būt arī par ketoniem, un, ja tas viss nedarbojas, tad sadalīšanās. process sākas. Sadalot aminoskābes, tiek iegūti ogļūdeņraža tipa savienojumi vai slāpekļa tipa sārņi.

Bet jums ir jāsaprot, ka, ja tiek novērota augsta slāpekļa koncentrācija, tas var būt toksisks, tāpēc vispirms tiek veikta atbilstoša apstrāde, kuras dēļ slāpeklis tiek izvadīts no organisma. Šī procesa bioķīmija ir sarežģīta, bet ļoti harmoniska, ja šāda bioķīmija tiek traucēta, sekas var būt ļoti negatīvas. Ja tiek pamanīti kādi negatīvi simptomi, pat visnenozīmīgākie, ir nepieciešams savlaicīgi veikt noteiktas pārbaudes, kas var ietvert bioķīmisko asins analīzi un vairākus citus pētījumus.

Kā veidojas urīnviela?

Olbaltumvielu metabolisms ietver tādu procesu kā ornitīna tipa cikls, tas ir, urīnvielas veidošanās. Šeit mēs runājam par bioķīmisko kompleksu, kurā notiek urīnvielas veidošanās no amonija joniem. Tas nepieciešams, lai novērstu amonija koncentrācijas palielināšanos cilvēka organismā, kad tā var sasniegt kritisko līmeni. Šis process galvenokārt notiek aknu rajonā, ir iesaistīta arī nieru zona.

Šāda sarežģīta un koordinēta procesa rezultātā sākas molekulārā veidošanās, un molekulas, kas nepieciešamas normāla darbība Krebsa cikls. Tas viss noved pie ūdens un urīnvielas veidošanās. Kas attiecas uz urīnvielas izņemšanu, šis process tiek veikts caur nierēm, tā ir daļa no urīna.

Lai būtu papildu enerģijas avoti, bieži tiek izmantotas aminoskābes, īpaši tad, kad sākas bada periods. Fakts ir tāds, ka tad, kad aminoskābes sāk pārstrādāt, tiek iegūti vielmaiņas produkti, kuriem ir starpposma forma. Šeit var būt pirovīnskābe un citas vielas; tas viss prasa papildu enerģijas avotus, un šeit aminoskābes var sniegt ievērojamu atbalstu.

Rezumējot, var teikt, ka olbaltumvielu metabolisma rezultātā aminoskābes ir nepieciešamas, lai sintezētu olbaltumvielu savienojumus, kas nepieciešami cilvēka organisma normālai darbībai. Tos var izmantot arī kā alternatīvus enerģijas avotus, vai arī tos var vienkārši izvadīt, jo tie vairs nav vajadzīgi un tos nedrīkst uzglabāt cilvēka organismā. Tātad cilvēka ķermeņa normālai augšanai un funkcionēšanai olbaltumvielas ir vienkārši nepieciešamas, tās spēj efektīvi atjaunot audu savienojumus un uzturēt cilvēka veselību pilnīgā kārtībā. Tas prasa arī olbaltumvielas, vitamīnus un minerālvielas.

Olbaltumvielas ir viena no svarīgākajām makromolekulu grupām cilvēka organismā, kas izpaužas ļoti dažādās formās: šūnu receptoros, signālmolekulās, strukturālajos elementos, fermentos, skābekļa nesējos un oglekļa dioksīds(hemoglobīns) - un tas nav pilnīgs saraksts. Olbaltumvielas ir neatņemama sastāvdaļa kauli, muskuļi, saites, kalpo ķermeņa audu augšanai un atjaunošanai.

Papildus šīm funkcijām olbaltumvielas var izmantot arī kā enerģijas avotu. Svarīga olbaltumvielu metabolisma iezīme ir ķermeņa nespēja tos uzglabāt rezervē, tāpēc ir ļoti svarīgi pastāvīgi uzņemt olbaltumvielas ar pārtiku.

Olbaltumvielu metabolisma apraksts cilvēka organismā

Olbaltumvielu metabolisms sākas kuņģī. Kad olbaltumvielām bagāta pārtika nonāk kuņģī, to “satiek” ferments pepsīns un sālsskābe (HCl, 05%), kas nodrošina pH līmeni 1,5 - 3,5, pie kura olbaltumvielas tiek denaturētas. Pepsīna ietekmē olbaltumvielas sadalās polipeptīdos un to sastāvā esošajās aminoskābēs.

Kad chyme (pārtikas putra) nonāk tievajās zarnās, aizkuņģa dziedzeris izdala sulu, kas satur nātrija bikarbonātu (sodu), kas neitralizē sālsskābi. Tas palīdz aizsargāt zarnu gļotādu.

Organisms sintezē sev nepieciešamās olbaltumvielas no aminoskābēm, ko iegūstam ar pārtiku, un nevajadzīgās olbaltumvielas tiek pārvērstas glikozē vai triglicerīdos un tiek izmantotas enerģijas uzturēšanai vai organisma enerģijas rezervju palielināšanai.

Tievā zarnā izdalās arī gremošanas hormoni, tostarp sekretīns un holecistokinīns, kas stimulē turpmāku olbaltumvielu sadalīšanos. Sekretīns stimulē arī aizkuņģa dziedzera sulas sekrēciju, kas arī ražo lielāko daļu gremošanas enzīmu, t.sk. proteāze, tripsīns, himotripsīns un elastāze, kas palīdz sagremot olbaltumvielas.

Kopā šie enzīmi sarežģītās olbaltumvielas "sadalās" atsevišķās aminoskābēs, kuras tiek transportētas pa zarnu gļotādu un tiek izmantotas jaunu proteīnu sintēzei vai pārvēršanai taukos vai acetilkoenzīmā A un tiek izmantotas Krebsa ciklā.

Gremošanas enzīmu un hormonu loma olbaltumvielu metabolismā

Enzīmi kuņģī un tievajās zarnās sadala olbaltumvielas aminoskābēs. HCl kuņģī veicina proteolīzi, un zarnu šūnu izdalītie hormoni regulē gremošanas procesu.

Lai novērstu aizkuņģa dziedzera un tievās zarnas olbaltumvielu sadalīšanos, aizkuņģa dziedzeris ražo arī neaktīvus proenzīmus, kas tiek aktivizēti tikai tievajās zarnās. Aizkuņģa dziedzeris satur tripsīnu, himtripsīnu tripsinogēna veidā un himotripsinogēnu pūslīšu iekšpusē.

Nokļūstot tievajās zarnās, tievās zarnas sieniņās atrodams enzīms (enterokināze) saistās ar tripsinogēnu un pārvērš to tā aktīvajā formā – tripsīnā. Pēc tam tripsīns saistās ar himotripsinogēnu un pārvērš to aktīvajā formā – himotripsīnā.

Tripsīns un hemotripsīns proteolīzes procesā sadala lielus proteīnus mazākos peptīdos. Šie mazie peptīdi tiek sadalīti to sastāvā esošajās aminoskābēs, kuras aminoskābju transportētāji transportē pa zarnu gļotādas apikālo virsmu.

Šie transportētāji saista nātriju un aminoskābi un pēc tam transportē to caur membrānu. Gļotādas šūnu bazālajā virsmā izdalās nātrijs un aminoskābe. Nātriju var pārstrādāt kā transportētāju, un aminoskābes nonāk asinsritē un tiek transportētas uz aknām un visām ķermeņa šūnām olbaltumvielu sintēzei.

Brīvās aminoskābes tiek izmantotas jaunu proteīnu sintezēšanai. Ja ir aminoskābju pārpalikums, organisms bez mehānisma to uzglabāšanai pārvērš tās glikozē vai ketonos vai sadala. Aminoskābju sadalīšanās rezultātā veidojas ogļūdeņraži un slāpekli saturoši atkritumi. Tomēr slāpeklis iekšā augstas koncentrācijas Tas ir toksisks, jo tiek pārstrādāts ornitīna cikla laikā, kas palīdz izvadīt no organisma slāpekli.

Brīvās aminoskābes tiek izmantotas jaunu proteīnu sintezēšanai. Ja ir aminoskābju pārpalikums, organisms bez mehānisma to uzglabāšanai pārvērš tās glikozē vai ketonos vai sadala.

Ornitīna cikls - urīnvielas veidošanās cikls

Ornitīna cikls- tas ir bioķīmisko reakciju komplekss, kura rezultātā no amonija joniem veidojas urīnviela, lai novērstu amonija koncentrācijas palielināšanos organismā līdz kritiskajam līmenim. Cikls lielākā mērā notiek aknās un mazākā mērā nierēs.

Pirms ornitīna cikla sākuma aminoskābju sadalīšanās rezultātā veidojas amonija joni, kas rodas aminogrupas pārejas rezultātā no aminoskābes uz keto skābi.

Šīs transaminācijas rezultātā veidojas Krebsa ciklam nepieciešamā molekula un amonija jons, kas nonāk ornitīna ciklā un tiek izvadīts no organisma, savienojoties ar CO 2, kā rezultātā veidojas urīnviela un ūdens. Savukārt urīnviela izdalās caur nierēm kā daļa no urīna.

Aminoskābes var izmantot arī kā enerģijas avotu, īpaši badošanās periodos. Tā kā aminoskābju apstrāde rada vielmaiņas starpproduktus, tostarp pirovīnskābe, acetilkoenzīms A, acetoacetil-CoA, oksaloacetāts un alfa-ketoglutarāts, aminoskābes var kalpot kā enerģijas avots, kas izdalās Krebsa cikla laikā.

Tādējādi olbaltumvielu metabolisma rezultātā radušās aminoskābes tiek izmantotas vai nu organismam nepieciešamo olbaltumvielu sintēzei, vai arī tiek izmantotas enerģijas iegūšanai, vai arī tiek izvadītas kā nevajadzīgas, bet netiek uzkrātas organismā. Tāpēc pietiekams olbaltumvielu daudzums uzturā ir ļoti svarīgs augšanai, audu atjaunošanai un veselības uzturēšanai.

Eseja

Kursa darbs: 34 lpp., 12 avoti, 5 zīmējumi

Pētījuma objekts– Olbaltumvielu metabolisms cilvēka organismā.

Darba mērķis– olbaltumvielu metabolisma traucējumu izpēte cilvēka organismā.

Pētījuma metode– aprakstošs

valīns, treonīns, fenilalanīns, arginīns, cistīns, tirozīns, alanīns, serīns, olbaltumvielas, aminoskābes, hemoglobīns, purīni, inacīns, hidrofilitāte, urāti, kreatinīns

Ievads

1. Olbaltumvielu metabolisms

1.1. Starpposma olbaltumvielu metabolisms

1.2. Aknu un nieru nozīme olbaltumvielu metabolismā

1.3. Sarežģītu proteīnu metabolisms

1.4 Slāpekļa metabolisma līdzsvars

1.5 Olbaltumvielu standarti uzturā

1.6. Olbaltumvielu metabolisma regulēšana

2. Aminoskābju metabolisms audos

2.1. Aminoskābju līdzdalība biosintēzes procesos

2.2 Aminoskābju līdzdalība kataboliskajos procesos

2.3. Vienkārša olbaltumvielu metabolisma galaproduktu veidošanās

3 Audu nukleotīdu metabolisms

3.1 DNS un RNS sintēze

3.2. DNS un RNS katabolisms

4 Slāpekļa metabolisma procesu regulēšana

5 Slāpekļa metabolisma radioizotopu pētījums

6 Slāpekļa metabolisma patoloģija

6.1. Olbaltumvielu deficīts

6.2 Aminoskābju metabolisma patoloģija

7 Slāpekļa metabolisms apstarotā organismā

8 Slāpekļa metabolisma izmaiņas novecošanas laikā

Literatūra

IEVADS

Cilvēka ķermenis sastāv no olbaltumvielām (19,6%), taukiem (14,7%), ogļhidrātiem (1%), minerālvielām (4,9%), ūdens (58,8%). Tas pastāvīgi patērē šīs vielas, lai ražotu funkcionēšanai nepieciešamo enerģiju. iekšējie orgāni, uzturot siltumu un veicot visus dzīvības procesus, ieskaitot fizisko un garīgo darbu.

Tajā pašā laikā notiek šūnu un audu atjaunošana un radīšana, no kuriem tiek veidots cilvēka ķermenis, un patērētā enerģija tiek papildināta no vielām, kas tiek piegādātas ar pārtiku. Pie šādām vielām pieder olbaltumvielas, tauki, ogļhidrāti, minerālvielas, vitamīni, ūdens utt., tās sauc par pārtikas vielām. Līdz ar to pārtika organismam ir enerģijas un plastmasas (būvmateriālu) avots.

Tie ir sarežģīti organiskie aminoskābju savienojumi, kas ietver oglekli (50-55%), ūdeņradi (6-7%), skābekli (19-24%), slāpekli (15-19%) un var ietvert arī fosforu, sēru. , dzelzs un citi elementi.

Olbaltumvielas ir vissvarīgākās dzīvo organismu bioloģiskās vielas. Tie kalpo kā galvenais plastmasas materiāls, no kura tiek veidotas cilvēka ķermeņa šūnas, audi un orgāni. Olbaltumvielas veido hormonu, enzīmu, antivielu un citu veidojumu pamatu, kas cilvēka dzīvē veic sarežģītas funkcijas (gremošana, augšana, vairošanās, imunitāte u.c.), veicina normālu vitamīnu un minerālsāļu metabolismu organismā. Olbaltumvielas ir iesaistītas enerģijas veidošanā, īpaši liela enerģijas patēriņa periodos vai tad, ja uzturā ir nepietiekams ogļhidrātu un tauku daudzums. 1 g proteīna enerģētiskā vērtība ir 4 kcal (16,7 kJ).

Ar olbaltumvielu trūkumu organismā rodas nopietni traucējumi: lēnāka augšana un attīstība bērniem, izmaiņas aknās pieaugušajiem, endokrīno dziedzeru darbība, asins sastāvs, garīgās aktivitātes pavājināšanās, samazināta veiktspēja un izturība pret infekcijas slimībām.

Olbaltumvielas cilvēka organismā nepārtraukti veidojas no aminoskābēm, kas nonāk šūnās pārtikas olbaltumvielu sagremošanas rezultātā. Cilvēka olbaltumvielu sintēzei pārtikas olbaltumvielas ir nepieciešamas noteiktā daudzumā un noteiktā aminoskābju sastāvā. Pašlaik ir zināmas vairāk nekā 80 aminoskābes, no kurām 22 ir visizplatītākās pārtikas produkti. Pamatojoties uz to bioloģisko vērtību, aminoskābes iedala neaizvietojamās un nebūtiskās.

Neaizvietojamas ir astoņas aminoskābes – lizīns, triptofāns, metionīns, leicīns, izoleicīns, valīns, treonīns, fenilalanīns; Bērniem nepieciešams arī histidīns. Šīs aminoskābes organismā netiek sintezētas un ar pārtiku tās ir jāpiegādā noteiktā proporcijā, t.i., sabalansētām. Īpaši vērtīgas ir neaizvietojamās aminoskābes triptofāns, lizīns, metionīns, kas atrodamas galvenokārt dzīvnieku izcelsmes produktos, kuru attiecībai uzturā jābūt 1:3:3.

Neaizvietojamās aminoskābes (arginīns, cistīns, tirozīns, alanīns, serīns u.c.) var sintezēt cilvēka organismā.

Olbaltumvielu uzturvērtība ir atkarīga no neaizvietojamo aminoskābju satura un līdzsvara. Jo vairāk tajā ir neaizstājamo aminoskābju, jo vērtīgāka tā ir. Pilnvērtīgu olbaltumvielu avoti ir gaļa, zivis, piena produkti, olas, pākšaugi (īpaši sojas pupiņas), auzu pārslas un rīsi.

Ikdienas olbaltumvielu patēriņa norma ir 1,2-1,6 g uz 1 kg cilvēka svara, t.i., tikai 57-118 g atkarībā no cilvēka dzimuma, vecuma un darba rakstura. Dzīvnieku olbaltumvielām vajadzētu būt 55% no ikdienas nepieciešamības. Turklāt, sastādot diētu, jāņem vērā pārtikas aminoskābju sastāva līdzsvars. Vislabvēlīgākais aminoskābju sastāvs ir tādu produktu kombinācijā kā maize un putra ar pienu, gaļas pīrāgi un klimpas.

1 Olbaltumvielu metabolisms

Olbaltumvielu bioloģiskā nozīme un specifika. Olbaltumvielas ir galvenā viela, no kuras tiek veidota šūnu protoplazma un starpšūnu vielas. Dzīvība ir proteīna ķermeņu eksistences forma (F. Engels). Bez olbaltumvielām nav un nevar būt dzīvības. Visi fermenti, bez kuriem viņi nevar turpināties vielmaiņas procesi, ir olbaltumvielu ķermeņi. Muskuļu kontrakcijas parādības ir saistītas ar olbaltumvielu ķermeņiem - miozīnu un aktīnu. Skābekļa nesēji asinīs ir proteīna pigmenti, augstākiem dzīvniekiem - hemoglobīns, bet zemākiem dzīvniekiem - hlorokruorīns un hemocianīns. Asins spēja sarecēt ir saistīta ar plazmas olbaltumvielām, fibrinogēnu. Dažas plazmas olbaltumvielas, tā sauktās antivielas, ir saistītas ar organisma imūnajām īpašībām. Viens no tīklenes proteīniem – vizuāli violets jeb rodopsīns – palielina tīklenes jutību pret gaismas uztveri. Kodola un citoplazmas nukleoproteīni ieņem nozīmīgu vietu augšanas un vairošanās procesos. Uzbudinājuma parādības un tās izplatīšanās ir saistītas ar olbaltumvielu ķermeņu līdzdalību. Starp hormoniem, kas iesaistīti fizioloģisko funkciju regulēšanā, ir vairākas proteīna vielas.

Olbaltumvielu struktūra ir ļoti sarežģīta. Hidrolizējot ar skābēm, sārmiem un proteolītiskajiem enzīmiem, proteīns tiek sadalīts aminoskābēs, kuru kopējais skaits ir vairāk nekā divdesmit piecas. Papildus aminoskābēm dažādi proteīni satur arī daudzas citas sastāvdaļas (fosforskābe, ogļhidrātu grupas, lipoīdu grupas, speciālās grupas).

Olbaltumvielas ir ļoti specifiskas. Katrs organisms un katrs audi satur olbaltumvielas, kas atšķiras no olbaltumvielām, kas veido citus organismus un citus audus. Augstu olbaltumvielu specifiskumu var noteikt, izmantojot šādu bioloģisko testu. Ja dzīvnieka asinīs ievadāt cita dzīvnieka vai augu olbaltumvielas, organisms uz to reaģē ar vispārēju reakciju, kas sastāv no vairāku orgānu darbības maiņas un temperatūras paaugstināšanas. Tajā pašā laikā organismā veidojas īpaši aizsargājoši enzīmi, kas spēj noārdīt tajā ievadīto svešo proteīnu.

Parenterāla (t.i., apejot gremošanas traktu) sveša proteīna ievadīšana padara dzīvnieku pēc noteikta laika ārkārtīgi jutīgu pret atkārtotu šī proteīna ievadīšanu. Tātad, ja jūrascūciņai parenterāli injicēts neliels daudzums (1 mg vai pat mazāk) sveša proteīna (citu dzīvnieku sūkalu olbaltumvielas, olu baltumi utt.), tad pēc 10-12 dienām (inkubācijas periods) atkārtota ievadīšana. Vairāku miligramu viena un tā paša proteīna izraisa vardarbīgu reakciju jūrascūciņas organismā. Reakcija izpaužas kā krampji, vemšana, asiņošana zarnās, zems asinsspiediens, elpošanas traucējumi un paralīze. Šo traucējumu rezultātā dzīvnieks var nomirt. Šo paaugstināto jutību pret svešu proteīnu sauc par anafilaksi (C. Richet, 1902), un iepriekš aprakstīto ķermeņa reakciju sauc par anafilaktisko šoku. Ievērojami lielāka svešas izcelsmes proteīna deva, kas ievadīta pirmo reizi vai pirms inkubācijas perioda beigām, neizraisa anafilaktisku šoku. Ķermeņa jutības palielināšanos pret konkrētu efektu sauc par sensibilizāciju. Ķermeņa sensibilizācija, ko izraisa sveša proteīna parenterāla ievadīšana, saglabājas daudzus mēnešus un pat gadus. To var novērst, ja to pašu proteīnu atkārtoti ievada pirms inkubācijas perioda beigām.

Anafilakses fenomens cilvēkiem tiek novērots arī tā sauktās “seruma slimības” veidā, atkārtoti ievadot medicīniskos serumus.

Olbaltumvielu augstā specifika ir saprotama, ja ņemam vērā, ka, dažādos veidos kombinējot aminoskābes, ir iespējams veidot neskaitāmas olbaltumvielas ar dažādām aminoskābju kombinācijām. Olbaltumvielu sadalīšanās zarnās nodrošina ne tikai to uzsūkšanās iespēju, bet arī apgādā organismu ar produktiem savu specifisko proteīnu sintēzei.

Olbaltumvielu metabolisms ir plastisku un enerģētisku olbaltumvielu transformācijas procesu kopums organismā, ieskaitot aminoskābju un to sadalīšanās produktu apmaiņu. Olbaltumvielas veido visu šūnu struktūru pamatu un ir materiālie dzīvības nesēji. Olbaltumvielu biosintēze nosaka visu ķermeņa strukturālo elementu augšanu, attīstību un pašatjaunošanos un līdz ar to arī to funkcionālo uzticamību. Ikdienas proteīna nepieciešamība (proteīna optimums) pieaugušam cilvēkam ir vidēji 100-120 g (ar enerģijas patēriņu 3000 kcal/dienā). Organisma rīcībā ir jābūt visām 20 aminoskābēm noteiktā proporcijā un daudzumā, pretējā gadījumā olbaltumvielas nevar sintezēt. Daudzas aminoskābes, kas veido olbaltumvielas (8 – valīns, leicīns, izoleicīns, lizīns, metionīns, treonīns, fenilalanīns, triptofāns), organismā nevar sintezēties, un tās ir jāapgādā ar pārtiku. Tās ir tā sauktās neaizvietojamās aminoskābes. Citas aminoskābes, kuras var sintezēt organismā, tiek sauktas par nebūtiskām (tās ir 12: glikokols, alanīns, glutamīnskābe, prolīns, hidroksiprolīns, serīns, tirozīns, cisteīns, arginīns, histidīns u.c.). Pamatojoties uz to, olbaltumvielas tiek sadalītas bioloģiski pilnīgos (ar visu astoņu neaizvietojamo aminoskābju komplektu) un nepilnīgos (ja nav vienas vai vairāku neaizvietojamo aminoskābju).

Galvenie olbaltumvielu metabolisma posmi ir:

1) pārtikas olbaltumvielu fermentatīvā sadalīšana aminoskābēs un pēdējo uzsūkšanās;

2) aminoskābju transformācija;

3) proteīnu biosintēze;

4) olbaltumvielu sadalīšanās;

5) aminoskābju sadalīšanās galaproduktu veidošanās.

Uzsūcas gļotādas bārkstiņu asins kapilāros

tievajā zarnā aminoskābes pa vārtu vēnu nonāk aknās, kur tās tiek vai nu uzreiz izmantotas, vai arī tiek saglabātas kā neliela rezerve. Dažas aminoskābes paliek asinīs un nonāk citās ķermeņa šūnās, kur tās tiek iekļautas jaunos proteīnos. Kopējā olbaltumvielu atjaunošanas periods organismā ir 80 dienas cilvēkiem. Ja pārtika satur vairāk aminoskābju, nekā nepieciešams šūnu proteīnu sintēzei, aknu enzīmi atdala no tām NH 2 aminogrupas, t.i. veikt deaminēšanu. Citi enzīmi, apvienojot atdalītās aminogrupas ar CO 2, no tiem veido urīnvielu, kas caur asinīm tiek transportēta uz nierēm un izdalās ar urīnu. Dažu aminoskābju oglekļa ķēdes, ko sauc par "glikogēnajām" aminoskābēm, var pārvērst glikozē vai glikogēnā; citu aminoskābju oglekļa ķēdes - "ketogēnas" - rada ketonu ķermeņus. Olbaltumvielas kā tādas praktiski netiek noglabātas depo. Tāpēc olbaltumvielas, ko organisms patērē pēc ogļhidrātu un tauku izsīkuma, nav rezerves olbaltumvielas, bet gan pašu šūnu fermenti un strukturālie proteīni.

Olbaltumvielu metabolisma traucējumi organismā var būt kvantitatīvi un kvalitatīvi. Kvantitatīvās izmaiņas olbaltumvielu metabolismā vērtē pēc slāpekļa līdzsvars, t.i. atbilstoši ar pārtiku organismā nonāktā un no tā izvadītā slāpekļa daudzuma attiecībai. Parasti pieaugušam cilvēkam ar atbilstošu uzturu organismā nonākušais slāpekļa daudzums ir vienāds ar no organisma izvadītā slāpekļa daudzumu (slāpekļa līdzsvars). Gadījumos, kad slāpekļa uzņemšana pārsniedz tā izdalīšanos, viņi runā par pozitīvu slāpekļa bilanci. Šajā gadījumā organismā notiek slāpekļa aizture. To novēro ķermeņa augšanas periodā, grūtniecības laikā, atveseļošanās laikā no smagām slimībām. Ja no organisma izvadītā slāpekļa daudzums pārsniedz uzņemtā slāpekļa daudzumu, mēs runājam par negatīvu slāpekļa bilanci. To novēro ar ievērojamu olbaltumvielu satura samazināšanos pārtikā (olbaltumvielu badu).

Kvalitatīvas izmaiņas olbaltumvielu metabolismā izraisa izmaiņas šūnu un audu struktūrā - proteīnu distrofijas - disproteinozes. Dažas no tām izpaužas kā olbaltumvielu izmaiņas šūnās - parenhīmas (šūnu) distrofijas, citas - audu ekstracelulārās olbaltumvielas - mezenhimālās (ārpusšūnu) distrofijas.