ОСНОВЫ НУТРИЦИОЛОГИИОСНОВЫ НУТРИЦИОЛОГИИ

АМИНОКИСЛОТЫ И БЕЛКИ АМИНОКИСЛОТЫ И БЕЛКИ В ПИТАНИИВ ПИТАНИИ

Лысиков Юрий Александрович

Институт Питания РАМН

2011

ЧТО ТАКОЕ БЕЛОК?ЧТО ТАКОЕ БЕЛОК?

БЕЛКИ (ПРОТЕИНЫ – первые) – БИОПОЛИМЕРЫ АМИНОКИСЛОТ • СОДЕРЖАТ 16% азота, а также УГЛЕРОД, КИСЛОРОД, ВОДОРОД и СЕРУ• ПО РАЗМЕРУ МОЛЕКУЛ БЕЛКИ ДЕЛЯТ на:

БЕЛКИ ПОЛИПЕПТИДЫ

ПЕПТИДЫАМИНОКИСЛОТЫ

• СТРУКТУРА БЕЛКА БЕЛКИ КОДИРУЕТСЯ ДНК (РНК у некоторых вирусов)

• ВСЕ БЕЛКИ «СТАРЕЮТ» и ИМЕЮТ ОПРЕДЕЛЕННУЮ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ – СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ ПОЛНОГО РАСПАДА И ОБНОВЛЕНИЯ БЕЛКА – 80 суток

• БЕЛКИ ДЕЛЯТ НА: 1. ГЛОБУЛЯРНЫЕ (2/3) – ФЕРМЕНТЫ, АНТИТЕЛА, ГОРМОНЫ, РИБОСОМЫ 2. ФИБРИЛЛЯРНЫЕ (1/3) – СТРУКТУРНЫЕ БЕЛКИ (КОЖА, ВОЛОСЫ, ШЕРСТЬ,

ПЕРЬЯ, ИГЛЫ, КОГТИ, ПАНЦЫРЬ ЧЕРЕПАХИ), БЕЛКИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ и КОСТНОЙ ТКАНИ (КОЛЛАГЕН, ЭЛАСТИН) + СОКРАТИТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ (АКТИН, МИОЗИН)

• БЕЛКИ ОБЛАДАЮТ ИММУНОГЕННОСТЬЮ – СПОСОБНОСТЬЮ РАЗЛИЧАТЬСЯ ИММУННОЙ СИСТЕМОЙ

ФУНКЦИИ БЕЛКОВ В ОРГАНИЗМЕФУНКЦИИ БЕЛКОВ В ОРГАНИЗМЕ• ФЕРМЕНТЫ• ДВИЖЕНИЕ – СОКРАЩЕНИЕ (актин, миозин, тубулин, тропомиозин)• СТРУКТУРА (коллаген, эластин – белки соединительной ткани, кератин –

волосы, ногти, перья, фиброин – нити шелка• ТРАНСПОРТ (гемоглобин, альбумин, трансферрин, церрулоплазмин,

апопротеины)• ИММУННАЯ ЗАЩИТА (иммуноглобулины, интерфероны, интерлейкины,

токсины)• РЕГУЛЯЦИЯ (инсулин, гормон роста – соматотропин, рецепторы мембран)• СВЕРТЫВАЮЩАЯ СИСТЕМА КРОВИ (фибриноген, тромбин, плазмин)• КОЛЛОИДНО-ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ КРОВИ И ВНЕКЛЕТОЧНОЙ

ЖИДКОСТИ (альбумины, глобулины)• ЗАПАСНЫЕ (казеин, альбумины, глобулины, миозин, глиадины)• ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ (альбумины, глобулины, мышечные белки) – 11-14%

всей энергии – энергетический резерв организма ГЛЮКОГЕННЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ – АЛАНИН – 5-7% и ГЛЮТАМИН – 4-6% (10-25% ЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ и ОКОЛО 1% НЕЗАМЕНИМЫХ

АМИНОКИСЛОТ ПРЕВРАЩАЮТСЯ В ГЛЮКОЗУ• 80% - находятся в мышечной ткани (50% - МИОЗИН – основа мышечной ткан),

СКОЛЬКО БЕЛКА НАМ НУЖНО?СКОЛЬКО БЕЛКА НАМ НУЖНО?СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В БЕЛКЕ – 1 г на кг массы тела - 60-100 г

(СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ЭНЕРГИИ – 25 ккал, кг/сутки х k активности)• ЖИВОТНЫЙ БЕЛОК – 40-50 г (55%) / РАСТИТЕЛЬНЫЙ БЕЛОК – 30-35 г (45%)КРУГООБОРОТ БЕЛКА В ОРГАНИЗМЕ:С ПИЩЕЙ ПОСТУПАЕТ 50-100 г + 50-150 г ЭНДОГЕННОГО белка – ПОТЕРИ 10г• ЧЕЛОВЕК В ТЕЧЕНИЕ ЖИЗНИ СЪЕДАЕТ 2,5 тонны БЕЛКАПУЛ БЕЛКА в ОРГАНИЗМЕ – 10 КГЕЖЕДНЕВНО ОБРАЗУЕТСЯ и РАСПАДАЕТСЯ 300-400 г белкаСИНТЕЗИРУЕТСЯ и ДЕГРАДИРУЕТ 100 г АМИНОКИСЛОТ

СОДЕРЖАНИЕ БЕЛКА В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ:• СОЯ – 35 г (сухой вес)• БОБОВЫЕ - 18-23 г (сухой вес)• ОРЕХИ – 14-26 г (сухой вес)• МЯСО,РЫБА, СЫР, ТВОРОГ – 11-22 г• ЗЛАКИ, КРУПЫ, МАКАРОНЫ, ХЛЕБ – 5-10 г• МОЛОКО, КЕФИР, КАПУСТА, КАРТОФЕЛЬ – 2-5 г• ОВОЩИ, ФРУКТЫ, ЯГОДЫ, ГРИБЫ (сырые) – 0,5-2,0 г

© Лысиков Ю.А., 2004

БЕЛКОВЫЙ ОБМЕНБЕЛКОВЫЙ ОБМЕН

НЕДОСТАЮЩИЕ АМИНОКИСЛОТЫ В РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОДУКТАХ:• ПШЕНИЦА, ОВЕС, ГРЕЧА, РИС, КУКУРУЗА – ЛИЗИН и ТРЕОНИН• ПРОСО – ЛИЗИН и ВАЛИН• ГОРОХ, КАРТОФЕЛЬ – МЕТИОНИН и ЦИСТЕИН• АБРИКОСЫ – ЛЕЙЦИН, МЕТИОНИН, ЦИСТЕИН

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ БЕЛКА:КАЗЕИН – 80-82%ЯЙЦО – 67-68%РЫБА – 61-86%СОЯ – 61-73%ПШЕНИЦА – 47-71%

БЕЗОПАСНАЯ ПОТЕРЯ БЕЛКА ОРГАНИЗМОМ – 20-25%ПОСЛЕ ХИРУРГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ЧЕЛОВЕК ТЕРЯЕТ ДО 8 кг МЫШЕЧНОЙ МАССЫ

(1,2 кг БЕЛКА) – до 75-150 г белка в сутки

ХИРУРГИЧЕСКИЙ СТРЕСС – ГИПЕРМЕТАБОЛИЗМ и ГИПЕРКАТАБОЛИЗМ – УСИЛЕННОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ И БЕЛКА ИЗ СОБСТВЕННЫХ ЗАПАСОВ (ЖИРА, ГЛИКОГЕНА и ВНУТРИКЛЕТОЧНЫХ БЕЛКОВ)

1 КГ ПОТЕРИ МАССЫ ЭКВИВАЛЕНТЕН ПОТЕРЕ 180 г БЕЛКАОПТИМАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ – 25-40 ккал/кг/сут и 1-2 г БЕЛКА кг/сут

ПОТРЕБНОСТЬ В БЕЛКЕ РАЗНЫХ ЛЮДЕЙПОТРЕБНОСТЬ В БЕЛКЕ РАЗНЫХ ЛЮДЕЙ

Состояние или заболевание г/кг массы тела г/сутки (70 кг)

Здоровые люди 0,6-0,8 (1,0) 70

Активный образ жизни 1,5 105Максимальный уровень 2,0-2,5 140-175Пожилые люди 1,0 – 1,5 70-105Дети до года 2,31-1,27Дети 1 - 3 года 3,5 -4,0Дети 3 - 7 лет 1,1 – 1,7 – 4,0Школьники 2,0 – 3,0Беременные и кормящие + 30 - 40 гСпортсмены 1,2 – 1,8 – 3,0 84-210Тяжелая травма 1,5-2,0 105-140Почечная недостаточность 1,1-1,2 77-84

Рейтинг содержания белка в 100 г продуктов питания

продукт Белок, г продукт Белок, г

Молочные продукты Рыба

Сыры 23-28 Рыба вяленая 37-41

Творог 14-18 Рыба свежая 16-19

Молоко, кефир 2,8-3,3 Орехи, семечки 16-27

Сметана 2,6-3,0 Бобовые

Мясные продукты Соя сухая 35

Говядина отварная 27,7 Горох, бобовые (сухие) 18-23

Колбаса копченая 24-28 Мисо соевый 19

Мясо индейки 24,7 Натто 16,5

Говядина 18-20 Тофу 6,0

Колбаса полукопченая 16,5 Соевый напиток 2,8

Субпродукты 12-19 Злаковые

Колбаса вареная 10-14 Макароны 10,4

Сосиски, сардельки 10-12 Сушки, сухари 8,5-9,4

Куриное яйцо 12 Хлеб 6,6-8,1

Сколько нужно съедать белка?Норма, 2008 год – 65-117 г белка / 1 г/кг массы тела

100 г белка

животный продукт, г растительный продукт, г

Яйца куриные 8 шт. Арахис 370

Рыба вяленая 250 Семечки 418

Говядина отварная 361 Мисо соевый 526

Колбаса копченая 370 Тофу соевое 1667

Сыр твердый 400 Макароны 961

Творог нежирный 560 Сухари 1176

Сосиски, сардельки 1000 Хлеб пшеничный 1235

Молоко, кефир 3000 Икра кабачковая 5000

ЧТО ТАКОЕ АМИНОКИСЛОТЫ?ЧТО ТАКОЕ АМИНОКИСЛОТЫ?

АМИНОКИСЛОТЫ – структурная основа белка• В ПРИРОДЕ ИЗВЕСТНО 200 АМИНОКИСЛОТ• 20 АМИНОКИСЛОТ ВХОДЯТ В СОСТАВ БЕЛКА – ПРОТЕИНОГЕННЫЕ

АМИНОКИСЛОТЫ• В ОРГАНИЗМЕ НАХОДЯТСЯ АМИНОКИСЛОТЫ, КОТОРЫЕ ВЫПОЛНЯЮТ

САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ ФУНКЦИЮ (КАРНИТИН, β-АЛАНИН, ТАУРИН и др.,)• СУЩЕСТВУЮТ L- и D- СТЕРЕОИЗОМЕРЫ АМИНОКСИЛОТ – ПОСТОЯННО

ИДЕТ СПОНТАННАЯ РАЦЕМИЗАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ – ОБРАЗОВАНИЕ D- СТЕРЕОИЗОМЕРОВ – ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА СТАРЕНИЯ БЕЛКА

КЛАССИФИКАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ:• ЗАМЕНИМЫЕ и НЕЗАМЕНИМЫЕ• ГЛЮКОГЕННЫЕ (все, кроме ЛИЗИНА И ЛЕЙЦИНА)• КЕТОГЕННЫЕ (ИЗОЛЕЙЦИН, ЛЕЙЦИН, ЛИЗИН, ТИРОЗИН, ТРИПТОФАН,

ФЕНИЛАЛАНИН)• СЕРОСОДЕРЖАЩИЕ (МЕТИОНИН и ЦИСТЕИН)• АРОМАТИЧЕСКИЕ (ТИРОЗИН, ТРИПТОФАН, ФЕНИЛАЛАНИН)• КИСЛЫЕ (АСПАРАГИНОВАЯ и ГЛЮТАМИНОВАЯ КИСЛОТЫ)• ОСНОВНЫЕ (АРГИНИН, ГИСТИДИН, ЛИЗИН)• НЕЙТРАЛЬНЫЕ (АСПАРАГИН, ГЛЮТАМИН, СЕРИН, ТРЕОНИН)

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ АМИНОКИСЛОТЫБИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ

аминокислота метаболиты функции

АРГИНИН Образование NO

Креатин

полиамины

Биорегулятор

Креатинфосфат

Регуляция генов

АСПАРТАТ Основа пиримидина Нуклеиновые кислоты

ГИСТИДИН гистамин Медиатор воспаления

ГЛИЦИН Основа пурина

Порфирин

Гиппуровая кислота

Гликохолевая кислота

Нуклеиновые кислоты

Гемоглобин и цитохромы

Детоксикация организма

Желчная кислота

ГЛЮТАМАТ Глютамин

γ-аминомасляная кислота

Транспорт азота

Нейромедиатор

ЛИЗИН Гидроксилизин

Карнитин

Составная часть коллагена

Перенос жирных кислот

МЕТИОНИН Холин Фосфолипиды

ТРИПТОФАН Серотонин Нейромедиатор

ТИРОЗИН Меланин Пигмент кожи

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ АМИНОКИСЛОТ г/суткиСУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ АМИНОКИСЛОТ г/сутки

ЗАМЕНИМЫЕ потребность НЕЗАМЕНИМЫЕ потребность

АЛАНИН 6,6 – 10,6 ВАЛИН 2,5 – 3,9

АРГИНИН 6,1 – 9,8 ИЗОЛЕЙЦИН 2,0 – 3,1

АСПАРАГИН +

АСПАРАГИНОВАЯ КИСЛОТА 12,2 – 19,5

ЛЕЙЦИН 4,6 – 7,3

ЛИЗИН 4,1 – 6,4

ГИСТИДИН 2,1 – 3,4 МЕТИОНИН + ЦИСТЕИН

1,8 – 2,8

ГЛИЦИН 3,5 – 5,6 ТРЕОНИН 2,4 – 3,7

ГЛУТАМИН +

ГЛУТАМИНОВАЯ КИСЛОТА 13,6 – 21,8

ТРИПТОФАН 0,8 – 1,2

ФЕНИЛАЛАНИН + ТИРОЗИН

4,4 – 6,9

ПРОЛИН 4,5 – 7,2

СЕРИН 8,3 – 13,3

ФУНКЦИИ УСЛОВНО НЕЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТФУНКЦИИ УСЛОВНО НЕЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ

аминокислота метаболиты

Аспарагиновая кислота

Необходима для процессов регенерации

ГИСТИДИН Необходим для маленьких детей, у которых эндогенный синтез недостаточен

ГЛЮТАМИН необходим для процессов регенерации и обеспечения активности иммунной системы, является важным энергктическим субстратом в критических состояниях

ТАУРИН Необходим для новорожденных, а также для больных в критических состояниях. Дефицит возникает при недостаточности цистеина.

ТИРОЗИН Необходим для маленьких детей. При нарушении функции почек снижено образование тирозина из фенилаланина.

ЦИСТЕИН Необходим для маленьких детей. Крайне необходим для при нарушениях функции печени и для больных в тяжелом или критическом состоянии.

ЗНАЧЕНИЕ НЕЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТЗНАЧЕНИЕ НЕЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ

АМИНОКИСЛОТА Ф У Н К Ц И Я ПРИЗНАКИ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

ИЗОЛЕЙЦИН Кетогенная, много в иммуноглобулинах, ключевая роль в утилизации пищи Потеря массы тела,

высокий диурезЛЕЙЦИН Кетогенная, активирует эндокринную систему, важная роль для иммунологии

ЛИЗИН Содержится во всех белках, рост костной ткани, стимулирует митозы, поддерживает половую функцию у женщин, снижает уровень триглицеридов, противовирусное действие

Головная боль, тошнота, снижение слуха, медленный рост костной ткани

МЕТИОНИН Защита печени, детоксикация организма, токсикоз беременных, антиоксидантное действие, синтез гемоглобина, функция щитовидной железы, рост

Ожирение, цирроз печени, анемия, кровотечения, атрофия мышц

ФЕНИЛАЛАНИН 50% идет на синтез белка, синтез адреналина и тирозина, умственная активность, память, улучшает работу печени и поджелудочной железы

Нарушение функции щитовидной железы и надпочечников, гипотония

ТРЕОНИН Усвоение пищевого белка, липотропное действие, обмен коллагена и эластина, повышает иммунитет

Потеря веса, высокий диурез

ВАЛИН Легко переаминируется и теряется, восстанавливает ткани и мышцы после физической нагрузки

Гипертензия, атаксия

ЗНАЧЕНИЕ ЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТЗНАЧЕНИЕ ЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ

АМИНОКИСЛОТА Ф У Н К Ц И Я ПРИЗНАКИ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

ПРОЛИН Синтез коллагена и соединительной ткани Артрозы и артриты

ГЛИЦИН Синтез коллагена и соединительной ткани Седативное действие, улучшает мозговую функцию нормализует сон, связывание аммиака

АРГИНИН Образование мочевины, регулирует рост, тормозит рост опухолей за счет стимуляции иммунитета, детоксикация печени

Нарушение роста

ГИСТИДИН Синтез фолиевой кислоты, нуклеиновых кислот и гемоглобина, важна при уремии, усиливает секрецию соляной кислоты и пепсина

Анемия, нехватка карнозина, нарушение умственного развития у детей

ТАУРИН Незаменима для детей Нарушение развития мозга, миокарда, ЖКТ

ТРИПТОФАН Образование альбумина, выработка серотонина, снижает содержание жира, гипотензивное действие, синтез альбумина и глобулинов, гормон роста

Анемия, стерильность, выпадение волос

5-гидрокситриптофан – 35 мг х 3 = 105 мг (1000 мг - норма)

Антидепрессант, улучшает сон, снижает аппетит

Депрессия, тревожность

Таурин в питании спортсменовТАУРИН – аминокислота (метаболит серосодержащих аминокислот –

метионина и цистеина), синтезируется в организме, содержание – 60-70г, избыток выводится с мочой. Не относится к незаменимым аминокислотам, но у спортсменов возникает дефицит таурина

СОДЕРЖИТСЯ в: мясе, рыбе, молоке и молочных продуктах, среднее потребление таурина – 40-400 мг/день.

ДЕЙСТВИЕ:• Стабилизирует мембраны, антиокислительная активность• Участвует в образовании желчных кислот (таурохолевая

кислота)• Участвует в обмене кальция и осмотической регуляции• Модулирует рост• Увеличивает выносливость при физической нагрузке• Улучшает работу сердца – ограничивает повышение частоты

сердечных сокращений, увеличивает максимальный выброс• Снижение артериального давления при гипертонии 3-6

г/сутки (Kendler B.S., 1989)

АМИНОКИСЛОТЫ КОМПАНИИ АМИНОКИСЛОТЫ КОМПАНИИ NSPNSPНЕЗАМЕНИМЫЕ АДЕКВАТНЫЙ

УРОВЕНЬ гВЕРХНИЙ

УРОВЕНЬ г«СВОБОДНЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ» г

2 таб х 3 раза в день = 6 таб

ВАЛИН 2.5 3.9 0.035 = 0.21

ИЗОЛЕЙЦИН 2.0 3.1 0.028 = 0.16

ЛЕЙЦИН 4.6 7.3 0.050 = 0.30

ЛИЗИН 4.1 6.4 0.045

МЕТИОНИН + ЦИСТИН 1.8 2.8 0.015

ТРЕОНИН 2.4 3.7 0.028

ТРИПТОФАН 0.8 1.2 0.007 = 0.042

ФЕНИЛАЛАНИН + ТИРОЗИН 4.4 6.9 0.028 + 0.015

ЗАМЕНИМЫЕ

АЛАНИН 6.6 10.6 0.022

АРГИНИН 6.1 9.8 0.011

АСПАРАГИНОВАЯ КИСЛОТА 12.2 19.9 0.044

ГИСТИДИН 2.1 3.4 0.008

ГЛИЦИН 3.5 5.6 0.008

ГЛУТАМИНОВАЯ КИСЛОТА 13.6 21.8 0.070

ПРОЛИН 4.5 7.2 0.022

СЕРИН 8.3 13.3 0.021

L-КАРНИТИН 300 мг 900 мг 500 мг