Білок у харчуванні

При споживанні білка (білків) в складі їжі, молекули білка руйнуються в травній системі у процесі травлення під дією кислого (у шлунку) та лужного (в стравоході та кишечнику) середовища та протеолітичними ферментами (протеазами) на пептиди та амінокислоти, що всмоктуються клітинами кишечника та використовуються організмом. Білок в харчуванні перш за все важливий як джерело незамінних амінокислот, які тваринний організм не може безпосередньо синтезувати. Крім того, білок їжі є важливим джерелом азоту. Білки, подібно вуглеводам, містять 4 ккал на грам (тоді як жири містять 9 ккал, а спирти 7 ккал на грам). Білки можуть бути перетворені на вуглеводи або жири в результаті метаболічних процесів організму.

Білки надходять в організм разом з їжею й служать основним джерелом амінокислот. Травлення починається з кислотної денатурації білків у шлунку — необхідної стадії для кулінарної неопрацьованої їжі. Денатуровані білки стають субстратом для протеаз, спочатку в шлунку, а потім у слаболужньому середовищі тонкої кишки. Продукти протеазного розщеплення — короткі пептиди й амінокислоти усмоктуються ентероцитами, розташованими в епітелії тонкої кишки. Основним транспортером ди- і трипептидів служить мембранний білок Pept1, через який проходить 65—80 % усіх усмоктуваних людиною амінокислот, інші 20—35 % амінокислот всмоктуються ентероцитами за допомогою набору амінокислотних транспортерів різної специфічності. Увесь процес усмоктування білкових продуктів триває близько чотирьох годин.

В ентероцитах частина пептидів розщеплюється до окремих амінокислот. Потім амінокислоти й пептиди переправляються транспортерами через протилежну мембрану й розносяться по всьому тілу з потоком крові. Амінокислотне харчування інших клітин організму відбувається за допомогою мембранних транспортерів амінокислот, а також заковтування й протеазного розщеплення зовнішніх білків і пептидів. Для запобігання надлишкових втрат амінокислот з організму в нирках відбувається усмоктування пептидів і амінокислот із крові в цілому схоже на усмоктування цих речовин у тонкій кишці.

Деякі амінокислоти, отримані в результаті травлення, використовуються для синтезу білків організму, а решта перетворюється на глюкозу в процесі глюконеогенезу або використовується в циклі Кребса. Використання білка як джерела енергії особливо важливе в умовах голоду, коли нестача енергії компенсується за рахунок власних білки організму, особливо м'язів^[1]. Амінокислоти також є важливим джерелом необхідного для функціонування організму азоту.

Регуляція транспорту й метаболізму амінокислот — складний, ще не досить вивчений процес. У ньому беруть участь різні системи організму, у тому числі нервова система, що відповідає за формування відчуття голоду й ситості в головному мозку .

Рослини та певні мікроорганізми синтезують всі амінокислоти, що входять до складу їхніх білків, і можуть нагромаджувати запасні білки, а організм людини й інших тварин всіх амінокислот не синтезує, 10 так званих незамінних амінокислот повинні отримуватися з їжею. Основні ферменти в біосинтетичних шляхах, наприклад, аспартаткіназа, яка каталізує перший етап в утворенні лізину, метіоніну і треоніну з аспартату, відсутні у тварин. Але якщо амінокислоти є в достатку в навколишньому середовищі, навіть мікроорганізми зберігають енергію, транспортуючи амінокислоти всередину клітин і виключаючи свої біосинтетичні шляхи^[2].

Відбулися значні дебати щодо проблем, пов'язаних із потребами в білку.^[3][4] Кількість білка, необхідна в раціоні людини, значною мірою визначається загальним споживанням енергії, потребою організму в азоті та незамінних амінокислотах, масою і складом тіла, швидкістю росту людини, рівнем фізичної активності, енергією та вуглеводами. вживання, а також наявність захворювання або травми.^[5][6] Вимоги також є більшими в дитинстві для росту та розвитку, під час вагітності або при грудному вигодовуванні, щоб прогодувати дитину, або коли організму потрібно відновитися після недоїдання чи травми чи після операції.^[7]

Джерела харчового білка включають горіхи, м'ясо, яйця, зерно, боби і молочні продукти (наприклад, молоко і сир)^[8]. З 20 амінокислот, що використовуються людиною для біосинтезу нових білків, 10-12 замінних амінокислот можуть бути синтезовані організмом і не потрібні в дієті. 8-10 незамінних амінокислот, проте, не можуть бути синтезовані і повинні отримуватися із їжею. Більшість тваринних продуктів і певні комбінації рослинних — повні, тобто, мають у своєму складі всі 8-10 незамінних амінокислот. Проте, зазвичай, не є необхідним споживати єдиний продукт, що містить всі незамінні амінокислоти, необхідно лише добитися присутності їх усіх у всій дієті.

Різні білки мають різні рівні засвоюваності організмом людини та інших тварин. Зараз розроблено багато критеріїв визначення засвоювання білків людиною. Вони включають біологічну цінність (BV^[en]), коефіцієнт перетравності (NPU^[en]) і скоригований амінокислотний коефіцієнт засвоюваності білка (PDCAAS^[en], розроблений FDA критерій на заміну коефіцієнту ефективності білка, PER^[en], і амінокислотному коефіцієнту засвоюваності білка, AAS)^[9]. Ці критерії показують, наскільки ефективно білки з різних харчових джерел використовуються тілом людини. Загалом, найбільшу цінність як харчовий продукт мають повні білки тваринного походження, наприклад, білки молока, яєць і м'яса, не сильно відстає від них і білок сої^[10].

Наш організм вимагає певної кількості білка щодня, білок необхідний для обслуговування і відновлення клітин, в дитячому і юному віці забезпечує зростання організму, вагітним жінкам потрібний для нормального розвитку плоду. Він залежить від індивідуальних особливостей організму, його віку, вгодованості, якості і кількості небілкових компонентів їжі (вуглеводів, жирів, вітамінів тощо). Складає в середньому приблизно 45—50 гр. у день для жінок і 55—60 гр. для чоловіків. У переведенні на калорії — це від 1800 до 2600 калорій в день.^{[джерело?]} Звичайно, для людей, які ведуть малорухливий спосіб життя, цифри достатньо високі, але для молодого організму, що росте, — в самий раз. Будь-який інший білок, з'їдений понад норму, повністю не спалюється і перетворюється в жир. За іншими данними для дорослої людини ця величина становить 80-100 г білка на добу, а при важкій фізичній праці або в період відновлення після виснажливої хвороби — до 150 г.^[11] Харчові білки можуть надходити в організм як з тваринною, так і з рослинною їжею. Вважається, що з м'ясними і молочними продуктами надходить білків більше, ніж з рослинною їжею. Проте рослинні білки набагато корисніші, ніж тваринні. Непомірне споживання з їжею тваринних білків може приводити до виникнення «хвороб харчового марнотратства», таких як деякі серцеві патології, або підвищує ризик розвитку ракових новоутворень. Надлишок тваринних білків веде до підвищення рівня сечовини в крові, збільшується імовірність розвитку дегенеративних процесів в тканинах. Вживання ж рослинних білків сприяє профілактиці цих хвороб.

Білковий мінімум — це найменша кількість білка в їжі, яка необхідна для збереження азотистої рівноваги організму. Уникання недостатньої кількості білка може призвести до нарушення співвідношення між процесами синтезу та розкладу тканинних білків з перевагою в бік розкладу. Кількість білка, необхідна для забезпечення білкового мінімуму, залежить від його біологічної цінності, яка визначається вмістом і співвідношенням у ньому різних амінокислот. Найповноціннішим вважають білок курячого яйця.

При складанні харчового раціону орієнтуються на кількість білка, більшу, ніж потрібно для забезпечення білкового мінімуму.^[11]

Це незавершена стаття про білки. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.