БІОХІМІЯ - Підручник - Остапченко Л. І. - 2012

Розділ 6. ОБМІН І ФУНКЦІЇ АМІНОКИСЛОТ. БІОСИНТЕЗ БІЛКА

6.2. Біологічна цінність білків

6.2.2. Повноцінність білкового харчування

Унаслідок еволюції людина втратила здатність синтезувати майже половину із двадцяти амінокислот, що входять до складу білків. До них належать амінокислоти, синтез яких включає багато стадій і потребує великої кількості ферментів, що кодуються багатьма генами. Ті амінокислоти, синтез яких є складним і неекономним для організму, людина отримує з їжею, вони називаються незамінними. До таких належать фенілаланін, метіонін, треонін, триптофан, валін, лізин, лейцин, ізолейцин.

Дві амінокислоти - аргінін і гістидин - у дорослих утворюються в достатніх кількостях, але дітям для нормального росту організму необхідне додаткове надходження цих амінокислот з їжею,

тому їх називають частково замінними. Дві інші амінокислоти - тирозин і цистеїн - умовно замінні, оскільки для їхнього синтезу необхідні незамінні амінокислоти. Тирозин синтезується з фенілаланіну, а для утворення цистеїну потрібний атом сірки метіоніну. Інші амінокислоти легко синтезуються у тканинах і є замінними. До них належать гліцин, аспарагінова кислота, аспарагін, глутамінова кислота, глутамін, серин, пролін, аланін. Отже, основним джерелом амінокислот для клітин організму є білки, які надходять іззовні - з їжею. У різних харчових продуктах вміст білка коливається в широких межах (табл. 6.1).

Таблиця 6.1

Кількість білка в деяких харчових продуктах

З таблиці видно, що в поширених продуктах рослинного походження міститься мало білка (крім гороху та сої). Найбагатші на нього продукти тваринного походження (м'ясо, риба, сир). Білки не є незамінними харчовими факторами, це джерело незамінних амінокислот, що містяться в них і необхідні для нормального харчування.

Харчова цінність білка залежить від його амінокислотного складу та здатності засвоюватися організмом. Білки значно відрізняються за амінокислотним складом. Деякі з них містять повний набір незамінних амінокислот в оптимальних співвідношеннях, в інші немає одної або декількох незамінних амінокислот. Рослинні білки, особливо пшениці та інших злакових, повністю не перетравлюються, оскільки вони захищені оболонкою, яка складається з целюлози та інших поліцукрів, які не гідролізуються харчовими ферментами. Деякі білки за амінокислотним складом близькі до білків тіла людини, але не використовуються як харчові через те, що мають фібрилярну будову, малорозчинні й не розщеплюються протеазами шлунково-кишкового тракту (ШКТ). До них належать білки волосся, шерсті, пір'я та ін. Якщо білок містить усі незамінні амінокислоти й легко піддається дії протеаз, то біологічна цінність такого білка умовно береться за 100 одиниць і він вважається повноцінним. До таких належать білки яєць і молока. Білки м'яса великої рогатої худоби мають біологічну цінність 98. Рослинні білки за біологічною цінністю поступаються тваринним, оскільки важче перетравлюються, вони бідні на лізин, метіонін і триптофан. Однак за певної комбінації рослинних білків організм можна забезпечити повною і збалансованою сумішшю амінокислот. Так, білки кукурудзи (біологічна цінність - 36) містять мало лізину, але достатню кількість триптофану. А білки бобів багаті на лізин, проте містять мало триптофану. Кожен із цих білків сам по собі є неповноцінним, але суміш бобів і кукурудзи містить необхідну людині кількість незамінних амінокислот.

Норми білка в харчуванні. Для підтримання азотистої рівноваги достатньо вживати 30-50 г білків на добу. Але така кількість не забезпечує збереження працездатності та здоров'я людини. Прийняті норми білкового харчування для дорослих і дітей ураховують кліматичні умови, професію, умови праці й інші фактори. Доросла людина при середньому фізичному навантаженні має отримувати 100-120 г білків на добу. Під час важкої фізичної роботи ця норма збільшується до 130-150 г. Дітям до 12 років достатньо 50-70 г білка на добу. При цьому мається на увазі, що в їжі містяться різноманітні білки тваринного й рослинного походження.

Білкова недостатність. Відомо, що навіть тривале виключення з раціону людини жирів або вуглеводів не викликає важких розладів здоров'я. Але безбілкове харчування (особливо тривале) викликає серйозні порушення обміну й неминуче закінчується загибеллю організму. Виключення навіть однієї незамінної амінокислоти з харчового раціону веде до неповного засвоєння інших амінокислот і супроводжується розвитком від'ємного азотистого балансу, виснаженням, зупинкою росту і порушенням функцій нервової системи.

Конкретні прояви недостатності однієї з амінокислот були знайдені у щурів, яким згодовували білки, позбавлені певної амінокислоти. Так, за відсутності цистеїну (або цистину) виникав гострий некроз печінки, гістидину - катаракта; відсутність метіоніну приводила до анемії, ожиріння й цирозу печінки, лисіння, геморагії в нирках. Виключення лізину з раціону молодих щурів супроводжувалося анемією та раптовою загибеллю (цей синдром був відсутнім у дорослих тварин).

Недостатність білкового харчування викликає захворювання, яке в Центральній Африці назвали "квашиоркор", що в перекладі означає "золотий (або червоний) хлопчик". Тепер цю назву часто використовують і в інших країнах світу в разі схожих симптомів. Захворювання розвивається в дітей, позбавлених молока та інших тваринних білків, а харчуються виключно рослинною їжею - бананами, таро, просом і, найчастіше, кукурудзою. Квашиоркор характеризується затриманням росту, анемією, гіпопротеїнемією (часто супроводжується набряками), жировим переродженням печінки. У людей негроїдної раси волосся набуває червонувато- коричневого відтінку. Часто це захворювання супроводжується атрофією клітин підшлункової залози. У результаті порушується секреція панкреатичних ферментів і не засвоюється навіть та невелика кількість білків, яка надходить з їжею. Відбувається ураження нирок, унаслідок чого стрімко збільшується екскреція вільних амінокислот із сечею. Без лікування смертність дітей становить 50-90%. Навіть якщо діти виживають, тривала нестача білка приводить до необоротних порушень не тільки фізіологічних функцій, але й розумових здібностей. Захворювання зникає при своєчасному переведенні хворого на багату на білок дієту, що включає велику кількість м'ясних і молочних продуктів. Один зі шляхів вирішення проблеми - додавання в їжу препаратів лізину.