Какие основные функции белки выполняют в организме человека?

Белки (протеины, а также полипептиды) – это органические вещества, которые состоят из аминокислот. Во многих случаях в их образовании принимает участие около 20 аминокислот. Именно их сочетания и создают множество полипептидов.

Функции белков в организме очень разнообразны. В первую очередь, протеины – важнейшая составляющая питания. Кроме того, они играют весомую роль в обмене веществ. Без протеинов невозможно нормальное функционирование организма: их недостаток (как и переизбыток) неизбежно приводит к развитию серьёзных заболеваний. Рассмотрим назначение белков в организме человека.

Каталитическая функция белков

Это наиболее известная функция протеина. Он способствует ускорению разных химических реакций. Белковые элементы, играющие данную роль, называются ферментами или энзимами и имеются во всех живых клетках. Без них было бы невозможным превращение одних химических веществ в другие при нормальных для организма температурных условиях. Катализаторы способствуют увеличению скорости реакции.

Существует несколько видов ферментов:

• активаторы окислительных, а также восстановительных реакций;
• катализаторы транспортировки химических групп с одной молекулы субстрата на другую;
• активаторы гидролиза;
• лиазы – катализаторы разрыва химсвязей без участия гидролиза;
• активаторы структурных трансформаций в молекуле субстрата;
• катализаторы формирования химических связей между субстратами с участием дифосфатной АТФ-связи.

Структурная функция

Суть структурной функции белков в организме следующая. Соединения придают форму любой клетке, без них она не могла бы возникнуть. Она способна поддерживать свою форму за счёт мономеров актина и тубулина, а коллаген и эластин являются главными компонентами межклеточного вещества.

Кератин, также выполняющий структурную функцию, – важная часть волос и ногтей. Вот почему при нарушении его синтеза теряется красота локонов, а ногти ломаются. Из кератина также состоят перья птиц, когти животных и даже некоторые виды раковин.

Значение этой функции протеинов огромно. Ведь белки причастны к формированию не только стенок, но и органоидов клеток. Благодаря такой функции обеспечивается форма той или иной ткани, а также очертание тела.

Защитная функция

Без неё сложно представить себе нормальное функционирование любого организма. При этом белки играют несколько ролей.

В первую очередь, это физическая защита клетки. Её обеспечивает коллаген, способствующий образованию межклеточного вещества. Фибриноген и фибрин также можно причислить к такой группе белков, ведь они помогают нормальному свёртыванию крови.

Химическая защита чрезвычайно важна для обеспечения детоксикации организма – вывода из него вредных веществ. Такие ферменты содержатся главным образом в печени. Они выполняют расщепление ядов до состояния, которое способствует их активному выведению через органы выделительной системы.

Невозможно представить функционирование организма без иммунной защиты. В атаке на чужеродные тела и их обезвреживании активное участие принимают именно белки. Антитела способствуют нейтрализации чужеродных бактерий и вирусов.

Нарушение защитной функции белков опасно для организма, ведь в таком случае в него проникают враждебные микробы, способствующие началу инфекционных и воспалительных процессов.

Сигнальная и регуляторная возможность

Под этой функцией понимают участие полипептидов в регулировании тех или иных процессов внутри клетки. Она связана с тем, что эти вещества могут принимать и передавать информацию.

Белков, способных выполнять регуляторную функцию, несколько.

• Рецепторы. Это полипептиды, воспринимающие всевозможные сигналы.
• Сигнальные белки. Это вещества, которые осуществляют межклеточную сигнализацию. К ним, в первую очередь, относятся гормоны. Они могут действовать лишь на те клетки, которые располагают подходящими рецепторами.
• Протеины, регулирующие внутриклеточные процессы. К этой группе относятся протеинкиназы и протеинфосфатазы.

Как уже было сказано, протеины выполняют роль сигнальных соединений. Суть в следующем. Гормоны, цитокины и прочие подобные вещества передают сигналы между тканями и органами, а также клетками.

• Гормоны способствуют регулированию тех или иных веществ в организме. Когда они связываются с рецептором клетки, в ней запускается необходимая реакция. Например, от гормона роста зависит формирование скелета. Благодаря лептину регулируется аппетит.
• С помощью цитокинов происходит взаимодействие между клетками. Именно благодаря таким соединениям возможна их выживаемость, стимуляция роста, дифференцировка, функциональность, согласованность работы иммунной, эндокринной, нервной систем. Цитокины также влияют на скорость роста или некроза опухоли.

Транспортная возможность

В этом случае белки участвуют в процессе переноса веществ из клетки в направлении межклеточного пространства и наоборот. Таким протеином является гемоглобин. Он переносит кислород из лёгких к тканям, а затем углекислый газ в обратном направлении.

Запасная и моторная функции

Существуют резервные протеины, которые могут находиться в клетках и выступать в качестве аминокислот. Какие функции они выполняют? Такие белки способствуют регуляции обмена веществ.

Моторные протеины обеспечивают движения организма, в частности, сокращение мышц. Главнейшее вещество из этого ряда – миозин.

Усвоение и нормы потребления для взрослых

Усвоение протеина начинается в желудке, затем продолжается в тонком кишечнике. Соответственно, заболевания данных органов негативно сказываются на процессе.

Потребность организма в белке, в первую очередь, зависит от физической активности и образа жизни человека. Чем больше вы двигаетесь, чем динамичнее проходит ваш день, тем быстрее протекают биохимические реакции и процесс обмена веществ. Тем, кто регулярно тренируется, протеина необходимо почти вдвое больше, чем обычному человеку, ведущему достаточно пассивный образ жизни. Недостаток белка для спортсменов и вовсе опасен: дефицит чреват «иссушением» мышц и истощением сил организма.

Норма данного вещества для взрослого рассчитывается по следующему принципу: в среднем один грамм белка необходим на 1 кг веса человека. Соответственно, мужчинам требуется около 80-100 грамм протеина в сутки, женщинам – 55-67 грамм. Спортсменам следует увеличить данное количество в 1,5-2 раза.

В чём содержится протеин?

Знания о том, в каких продуктах есть белок и в каком именно количестве, помогают сформировать сбалансированный рацион.

• более 15 граммов протеина содержится в 100 граммах сои, орехов и фасоли;
• от 10 до 15 граммов есть в манной, и гречневой крупах, в пшене, макаронах, овсянке и пшеничной муке;
• от 5 до 9 граммов белка содержится в зелёном горошке, перловой крупе и рисе;
• в пределах 4,5 граммов имеется в картофеле, цветной капусте и шпинате;
• небольшое количество (до 2 граммов) содержат почти все овощи, ягоды и фрукты.

Последствия дефицита вещества

Роль протеина в человеческом организме настолько весома, что при недостатке данного вещества или его отсутствии происходят катастрофические сбои и нарушения в работе многих систем и органов.

В первую очередь, в случае дефицита белка перестаёт усваиваться такой важный элемент как кальций. Соответственно, кости становятся хрупкими, сбивается процесс образования новых клеток. Как следствие, возможно развитие атрофии мышц.

Помимо этого, понижается иммунитет человека, гормоны выделяются в недостаточном количестве. Сбивается функционирование нервной системы. Также нехватка белка ведёт к циррозу печени, ожирению.

Последствия избытка белка

Избыток белковой еды, как и её нехватка, печально сказывается на состоянии здоровья. Незначительное превышение необходимого количества протеина вреда не принесёт, тогда как явное злоупотребление приводит к проблемам с почками и печенью. Если употребляется преимущественно животный белок, возможно повышение в крови концентрации холестерина, а этом вредно для сердца и сосудов. Кроме того, организм недополучает растительных волокон и клетчатки, что не позволяет кишечнику качественно очищаться.

Надо помнить, что белковые продукты расщепляются на аминокислоты, в результате образуется аммиак. Он токсичен для центральной нервной системы, а потому его избыток вреден для организма.

Итак, значение белков в организме человека трудно переоценить. Практически ни один физиологический процесс не может полностью и правильно происходить без их участия.