Файл: Бактериальный синтез аминокислот пробиотические микроорганизмы синтезируют аминокислоты.docx

Скачать файл (7,06Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.01.2024

Просмотров: 34

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

*World Health Organization (1985): Energy and protein requirements. Report of a Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation(1985). WHO Tech Rep Ser No 724, Geneva.

Потребность в белке

Белки синтезируются в организме из аминокислот, которые образуются в результате расщепления белков, находящихся в пищевых продуктах. Таким образом, именно аминокислоты, а не сами белки являются наиболее ценными элементами питания. Кроме того, белок должен удовлетворять потребности организма в аминокислотах не только по количеству, но и по их соотношению между собой.

К косвенным методам оценки биологической ценности белков относятся: спектр аминокислот, их количество, соотношение, адекватность потребностям (для разных видов половозрастных групп человека). Для оценки адекватности аминокислотного состава белков рекомендуют сравнивать их количество с составом и количеством аминокислот в эталонном белке – моделью с чистой утилизацией равной 100 %. В практике в качестве эталонного белка используют чистый казеин, белок цельного куриного яйца, белок сои или белок женского молока.

ФАО/ВОЗ применительно к потребностям человека в детском и взрослом возрасте рекомендовал шкалу адекватности содержания незаменимых аминокислот (НЗАК) в «идеальном белке» (табл. 2).

Таблица 2. Стандарт ФАО/ВОЗ применительно к потребностям человека, мг/г белка

Аминокислоты	Стандарт
Аминокислоты	для детей 2-5 лет	взрослого человека
Изолейцин	28	40
Лейцин	66	70
Лизин	58	55
Метионин+цистин	25	35
Фенилаланин+тирозин	63	60
Треонин	34	40
Триптофан	11	10
Валин	35	50

При оценке аминокислотного спектра белков особое внимание уделяется наличию незаменимых, эссенциальных аминокислот и отношению их суммарного количества на 1 г белка или азота. Считается, что в 100 г белка высокой биологической ценности НЗАК должно быть не меньше 40 г, а отношение НЗАК на 1 г азота – не менее 2,5.

Согласно методическим рекомендациям МР 2.3.1.2432-08 физиологическая потребность в белке для взрослого населения – от 65 до 117 г/сутки для мужчин, и от 58 до 87 г/сутки для женщин. Физиологические потребности в белке детей до 1 года – 2,2— 2,9 г/кг массы тела, детей старше 1 года от 36 до 87 г/сутки.

Для взрослых рекомендуемая в суточном рационе доля белков животного происхождения от общего количества белков – 50 %. Для детей рекомендуемая в суточном рационе доля белков животного происхождения от общего количества белков – 60 %

Таблица 3. Рекомендуемые потребности в белке для здоровых детей различного возраста

Возраст	RDA США¹ (г/кг/сутки)	ВОЗ² (г/кг/сутки)	Евросоюз³ (г/кг/сутки)	Россия⁴
0-6 мес	2,2	1,38	-	2,2 (г/кг/сутки)
6-12 мес	1,6	1,21	1,6	2,6-2,9 (г/кг/сутки)
1-2 года	-	-	-	36 г/сут*
2-3 года	-	-	-	42 г/сут
1-3 года	1,2	0,97	1,1	-
4-6 лет	1,1	0,84	1,0	54 г/сут
7-10 лет	1,0	0,8	1,0	63 г/сут
Мальчики 11-14 лет	1,0	0,79	1,0	75 г/сут
Мальчики14-18 лет	0,9	0,69	0,9	87 г/сут
Девочки 11-14 лет	1,0	0,76	0,95	69 г/сут
Девочки 14-18 лет	0,8	0,64	0,85	76 г/сут

Recommended Dietary Allowances 10th edition. Washington. DC: National Academy Press, 1989.
World Health Organization (1985): Energy and protein requirements. Report of a Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation(1985). WHO Tech Rep Ser No 724, Geneva.
Reproduced from Reports of the Scientific Commit for food (thirty first series) 1993.
«Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации) МР.2.3.1.2432-08 (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 18 декабря 2008 г.)

Биологическая роль незаменимых аминокислот

Гистидин играет важную роль в образовании гемоглобина крови. Недостаток гистидина приводит к снижению уровня гемоглобина в крови. При декарбоксилировании гистидин превращается в гистамин – вещество, имеющее большое значение в расширении сосудистой стенки и ее проницаемости, влияет на выделение желудочного пищеварительного сока. Недостаток гистидина, так же как и избыток, ухудшает условно-рефлекторную деятельность.

Валин – физиологическая роль данной НАК недостаточно ясна. При недостаточном поступлении у лабораторных животных отмечаются расстройства координации движений, гиперестезия.

Изолейцин наряду с лейцином входит в состав всех белков организма (за исключением гемоглобина). В плазме крови содержится 0,89 мг% изолейцина. Отсутствие изолейцина в пище приводит к отрицательному азотистому балансу, к замедлению процессов роста и развития.

Лизин относится к одной из наиболее важных незаменимых аминокислот. Он входит в триаду аминокислот, особенно учитываемых при определении общей полноценности питания: триптофан, лизин, метионин. Оптимальное соотношение этих аминокислот составляет: 1 : 3 : 2 или 1 : 3 : 3, если взять метионин + цистин (серосодержащие аминокислоты). Недостаток в пище лизина приводит к нарушению кровообращения, снижению количества эритроцитов и уменьшению в них гемоглобина. Также отмечаются нарушение азотистого баланса, истощение мышц, нарушение кальцификации костей. Происходит также ряд изменений в печени и легких. Потребность в лизине составляет 3—5 г в сутки. В значительных количествах лизин содержится в твороге, мясе, рыбе.

Метионин играет важную роль в процессах метилирования и трансметилирования. Это основной донатор метильных групп, которые используются организмом для синтеза холина (витамина группы В). Метионин относится к липотропным веществам. Он оказывает влияние на обмен жиров и фосфолипидов в печени и таким образом играет важную роль в профилактике и лечении атеросклероза. Установлена связь метионина с обменом витамина В₁₂ и фолиевой кислотой, которые стимулируют отделение метильных групп метионина, обеспечивая таким образом синтез холина в организме. Метионин имеет большое значение для функции надпочечников и необходим для синтеза адреналина. Суточная потребность в метионине составляет около 3 г. Основным источником метионина следует считать молоко и молочные продукты: в 100 г казеина содержится 3 г метионина.

Триптофан, так же как и треонин, – фактор роста и поддержания азотистого равновесия. Участвует в образовании сывороточных белков и гемоглобина. Триптофан необходим для синтеза никотиновой кислоты. Установлено, что из 50 мг триптофана образуется около 1 мг ниацина, в связи с чем 1 мг ниацина или 60 мг триптофана могут быть приняты как единый «ниациновый эквивалент». Суточная потребность в никотиновой кислоте в среднем определена в количестве 14—28 ниациновых эквивалентов, а в расчете на сбалансированную мегакалорию – 6,6 ниациновых эквивалентов. Потребность организма в триптофане составляет 1 г в сутки. В продуктах питания триптофан распределен неравномерно. Так, например, 100 г мяса эквивалентно по содержанию триптофана 500 мл молока. Из растительных продуктов необходимо выделить бобовые. Очень мало триптофана в кукурузе, поэтому в тех районах, где кукуруза является традиционным источником питания, следует проводить профилактические осмотры для определения обеспеченности организма витамином PP.

Фенилаланин связан с функцией щитовидной железы и надпочечников. Он дает ядро для синтеза тироксина – основной аминокислоты, образующей белок щитовидной железы. Из фенилаланина может синтезироваться тирозин и далее адреналин. Однако обратного синтеза из тирозина-фенилаланин не происходит.

Заменимые аминокислоты

Потребность организма в заменимых аминокислотах удовлетворяется в основном за счет эндогенного синтеза, или реутилизации. За счет реутилизации образуется 2/3 собственных белков организма. Ориентировочная суточная потребность взрослого человека в основных заменимых аминокислотах следующая (г/сутки): аргинин – 6, цистин – 2—3, тирозин – 3—4, аланин – 3, серин – 3, глутаминовая кислота – 16, аспирагиновая кислота – 6, пролин – 5, глюкокол (глицин) – 3.

Заменимые аминокислоты выполняют в организме весьма важные функции, причем некоторые из них (аргинин, цистин, тирозин, глутаминовая кислота) играют физиологическую роль не меньшую, чем незаменимые (эссенциальные) аминокислоты.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ В ОРГАНИЗМЕ И ПОСЛЕДСТВИЯ ДЕФИЦИТА ЗАМЕНИМЫХ И НЕЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ

ТАБЛИЦА 4. НЕЗАМЕНИМЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ

Аминокислота Биологическая роль в организме	Последствия дефицита аминокислоты
Валин Рац. формула: HO₂CCH(NH₂)CH(CH₃)₂ Хим. формула: C₅H₁₁NO₂
Валин (Valine - сокр. Val) – разветвленная незаменимая аминокислота, один из основных компонентов в синтезе и росте тканей тела. Вместе с изолейцином и лейцином, валин служит источником энергии в мышечных клетках; препятствует снижению уровня серотонина. Также аминокислота является одним из исходных веществ в биосинтезе пантотеновой кислоты-Витамина B5 и пенициллина.	Недостаток валина сказывается на качестве миелина (оболочки нервных клеток), а также служит причиной дегенеративных неврологических заболеваний. Нехватка аминокислоты проявляется в виде болезни «кленового сиропа», выпадения волос, потери веса, остановки роста, лейкопении или гипоальбуминемии (резкого снижения уровня альбумина в крови). Также возможны повреждения слизистых оболочек, артрит, проблемы с памятью, депрессии, атрофия мышц, нарушения сна, ослабленный иммунитет, кожные заболевания.
Изолейцин Рац. формула: HO₂CCH(NH₂)CH(CH₃)CH₂CH₃ Хим. формула: C₆H₁₃O₂N
Изолейцин (Isoleucine - сокр. Ile)– незаменимая разветвленная аминокислота, участвующая в энергетическом обмене. При дефиците ферментов, катализирующих декарбоксилирование изолейцина, развивается кетоацидоз. Аминокислота выполняет значимые функции в получении энергии за счет расщепления гликогена мышц.	Дефицит изолейцина вызывает в организме симптомы, аналогичные гипогликемиям. Нехватка аминокислоты может проявиться головными болями, головокружением, усталостью, депрессией, спутанностью сознания, раздражительностью, ослабленным иммунитетом и дистрофией мышц.
Лейцин Рац. формула: HO₂CCH(NH₂)CH₂CH(CH₃)₂ Хим. формула: C₆H₁₃NO₂
Лейцин (Leucine - сокр. Leu) – незаменимая разветвленная аминокислота, необходимая для построения и развития мышечной ткани, синтеза протеина организмом и укрепления иммунной системы. Способствует заживлению ран, сращиванию костей, стабилизирует уровень сахара в крови, снижает уровень ЛПНП (плохого холестерина), стимулирует гормон роста. Лейцин, как и изолейцин, может, на клеточном уровне, служить источником энергии. Также данная аминокислота предотвращает перепроизводство серотонина.	Дефицит данной аминокислоты в организме провоцирует ряд патологических изменений. Во-первых, возникает отрицательный баланс азота в организме, что особенно вредно для детей. Во-вторых, страдают внутренние органы: почки, печень, щитовидная железа. Часто по этой причине нарушается обмен веществ, может возникнуть гипогликемия, ослабнуть иммунитет. Типичные признаки недостатка лейцина в организме: головные боли, головокружение, нервозность, быстрое утомление, потеря веса, замедление детского развития.
Лизин Рац. формула: HO₂CCH(NH₂)(CH₂)₄NH₂ Хим. формула: C₆H₁₄N₂O₂
Лизин (Lysine - сокр. Lys) – незаменимая аминокислота, необходимая для производства альбуминов, гормонов, ферментов, антител; для роста и восстановления тканей (через участие в формировании коллагена). Аминокислота обеспечивает должное усвоение кальция и его доставку в костную ткань; в сочетании с пролином и витамином С, лизин предупреждает образование липопротеинов низкой плотности, предупреждая атеросклероз, инсульт и инфаркт. Лизин в организме человека также служит исходным веществом для синтеза карнитина.	Недостаток вещества может проявляться симптомами, напоминающими обычный грипп. Кроме того, возможна тошнота, рвота, усталость, головокружение, образование камней в почках. Женское бесплодие также может быть вызвано дефицитом лизина. Тяжелая форма дефицита проявляется гормональным дисбалансом, который влияет на половую систему, останавливает рост у детей. Последствием недостатка вещества считают анемию, склонность к вирусным заболеваниям, проблемы работоспособностью мужской половой системы, нарушения менструального цикла у женщин, потерю волос, покраснение глаз (появляется сосудистая сетка на оболочке глаз).
Метионин Рац. формула: HO₂CCH(NH₂)CH₂CH₂SCH₃ Хим. формула: C₅H₁₁NO₂S
Метионин (Methionine - сокр. Met) – незаменимая аминокислота, служащая в организме донором метильных групп (в составе S-аденозил-метионина) при биосинтезе, в том числе, адреналина и холина, является источником серы при биосинтезе цистеина. Метионин является основным поставщиком сульфура, предотвращающего расстройства в формировании ногтей, кожи и волос; усиливает производство лецитина печенью; участвует в процессах образования аммиака, очищая от него мочу (что приводит к понижению нагрузок на мочевой пузырь); способствует понижению уровня холестерина; участвует в выводе тяжелых металлов из организма.	Острый дефицит серосодержащей аминокислоты вызывает тяжелые нарушение в психике. Кроме того, организм, получающий недостаточное количество метионина, как правило, «расскажет» об этом в форме отеков, ломких волос, болезнями печени. У детей дефицит вещества вызывает замедленное развитие и неправильное формирование нервной системы.
Треонин Рац. формула: HO₂CCH(NH₂)CH(OH)CH₃ Хим. формула: C₄H₉NO₃
Треонин (Threonine - сокр. Thr) – незаменимая аминокислота, необходимая для биосинтеза глицина и серина (аминокислот, отвечающих за производство коллагена, эластина и мышечной ткани); для улучшения состояние сердечно-сосудистой системы, печени, центральной нервной системы; выполняет иммунную функцию; поддерживает работу пищеварительного и кишечного тракта, помогает организму обезвреживать токсины, укрепляет кости и повышает прочность эмали зубов. Треонин является важной составляющей в синтезе пуринов, которые разлагают мочевину, побочный продукт синтеза белка.	Нехватка аминокислоты вызывает эмоциональное возбуждение, спутанность сознания, нарушение пищеварения и ожирение печени, замедление детского развития.. К тому же недостаток этого вещества ведет к дисбалансу всех аминокислот, которые производятся на основе треонина. Люди, чья работа предусматривает тяжелый физический труд, должны позаботиться о дополнительном приеме аминокислоты. Полезен треонин людям, страдающим депрессиями, т.к. повышение суточной нормы помогает снизить психоэмоциональные расстройства.
Триптофан Хим. формула: C₁₁H₁₂N₂O₂
Триптофан (Tryptophan - сокр. Trp) – незаменимая аминокислота, участвующая в гидрофобных и стэкинг-взаимодействиях, являющаяся биологическим прекурсором серотонина (из которого затем может синтезироваться мелатонин) и ниацина (витамина B₎. Триптофан распадается до серотонина – нейромедиатора, управляющего аппетитом, сном, настроением и болевым порогом. Также данная аминокислота способствует укреплению иммунной системы; совместно с лизином участвует в понижении уровня холестерина; уменьшает риск спазмов сердечной мышцы артерий.	Дефицит триптофана влечет за собой нехватку серотонина и витамина В3, производство которых напрямую зависит от этой аминокислоты. Отсюда – нервозность, нарушения сна, ПМС. Во-вторых, недостаточное потребление триптофана на фоне нехватки магния вызывает спазмы коронарной артерии. Сигнализировать о дефиците аминокислоты также могут дерматиты, проблемы с пищеварением, диарея, психические расстройства. Кроме того, недостаток вещества может послужить причиной кардиологических болезней, а еще вызвать нездоровое пристрастие к алкоголю и быструю утомляемость.
Аргинин Рац. формула: (NH-C(NH₂)NH(CH₂)₃CH(NH₂)-COOH) Хим. формула: C₆H₁₄N₄O₂
Аргинин (Arginine - сокр. Arg) – незаменимая (для детей) аминокислота, являющаяся ключевым метаболитом в процессах азотистого обмена, участвующая в связывании аммиака. Аргинин замедляет развитие опухолей и раковых образований; способствует выделению гормона роста, укреплению иммунной системы; очищает печень. Также аргинин способствует выработке спермы.	Стрессы, атеросклероз, гипертония и другие факторы могут повысить требования организма в аминокислоте. Сигналами острого дефицита аргинина могут служить сердечная недостаточность, ишемическая болезнь, стенокардия, остановка роста, проблемы с печенью. Другие симптомы: высокое артериальное давление, нарушенный гормональный обмен и ожирение, раннее старение, плохое функционирование мозга.
Гистидин Хим. формула: C₆H₉N₃O₂
Гистидин (Histidine - сокр. His) – незаменимая (для детей) аминокислота, входящая в состав активных центров множества ферментов; являющаяся предшественником в биосинтезе гистамина; способствующая росту и восстановлению тканей. Гистидин играет важную роль в метаболизме белков, в синтезе гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов; является одним из важнейших регуляторов свертывания крови. Способствует усвоению таких важных микроэлементов, как цинк и медь. Используется при лечении ревматоидных артритов, аллергий, язв и анемии. Дефицит гистидина может вызвать ослабление слуха.	Как показывают исследования, люди с ревматоидным артритом обычно имеют пониженный уровень гистидина. Дефицит аминокислоты у младенцев часто вызывает экзему. Кроме того, недостаточное потребление вещества ведет к катаракте, а также провоцирует болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Известно, что гистидин влияет на иммунную систему, по этой причине дефицит аминокислоты усиливает аллергии, делает организм более склонным к инфекциям и воспалительным процессам. Недостаточное потребление вещества крайне негативно сказывается на здоровье детей и подростков во время интенсивного роста и формирования организма. Также дефицит аминокислоты может «напоминать» о себе ухудшением слуха и фибромиалгией.
Фенилаланин Хим. формула: C₉H₁₁NO₂
Фенилаланин (Phenylalanine - сокр. Phe) – незаменимая аминокислота, участвующая в стэкинг– и гидрофобных взаимодействиях; играющая значимую роль в фолдинге белка и стабилизации белковых структур; являющаяся составной частью функциональных центров. Фенилаланин используется организмом для производства тирозина, эпинефрина (адреналина), тироксина и норэпинефрина (норадреналина, вещества, передающего сигналы от нервных клеток к головному мозгу). Кроме того, данная аминокислота подавляет аппетит и снимает боль.	Недостаточное потребление фенилаланина чревато рядом серьезных нарушений в работе организма. Во-первых, недостаток аминокислоты сказывается на работе мозга – ослабевает память. Во-вторых, возможно обострение депрессий, развитие болезни Паркинсона, а также усиление хронических болей. Дефицит вещества вызывает снижение мышечной массы, похудение, а волосы теряют свой натуральный цвет.