Заменимые и незаменимые аминокислоты

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

Для проведения занятия со студентами

2 курса ФПСЗС
по биологической химии

(наименование дисциплины)

Тема: Белки 1. Переваривание и всасывание. Анализ желудочного сока.

Время 3ч.

1. УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ, МОТИВАЦИЯ ДЛЯ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ; ТРЕБОВАНИЕ К ИСХОДНОМУ УРОВНЮ ЗНАНИЙ.

Цель занятия: формирование представления о пищевой ценности белков, молекулярных механизмах их переваривания и всасывания в желудочно-кишечном тракте, путях формирования пула свободных аминокислот тканей и жидкостей организма. Освоение методов определения кислотности и патологических компонентов желудочного сока.

В результате проведения занятия студент должен:

1) Знать: строение, классификацию и свойства аминокислот; уровни структурной организации белковой молекулы; механизм микросомального окисления; механизмы мембранного транспорта веществ.

2) Научиться проводить титриметрический анализ; проводить качественные реакции на кровь и молочную кислоту.

2. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ИЗ СМЕЖНЫХ ДИСЦИПЛИН.

2.1. Структура и свойства белков и аминокислот (биоорганическая химия).

2.2. Строение пищеварительной системы (анатомия).

2.3. Механизмы регуляции деятельности желудочно-кишечного тракта (физиология).

2.4. Бактериальная микрофлора полостей ЖКТ (микробиология).

3.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ.

Роль белков в питании. Полноценные и неполноценные белки. Нормы белка в питании. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Азотистый баланс

Роль белков в питании.

Источники свободных аминокислот в клетке:

1.белки пищи;

2.собственные белки тканей;

3.синтез аминокислот из углеводов.

В организме человека в сутки распадается на аминокислоты около 400 г белков, примерно столько же синтезируется. Тканевые белки не могут восполнять затраты аминокислот при их катаболизме и использовании на синтез других веществ. Первичными источниками аминокислот не могут служить и углеводы, т.к. из них синтезируются только углеродная часть молекулы большинства аминокислот. Следовательно, основным источником аминокислот организма служат белки пищи.

Полноценные и неполноценные белки.

Все белки по биологической ценности подразделяются на 2-е группы:

-условно полноценные

-условно неполноценные.

Факторы полноценности белка:

1) аминокислотный состав (чем ближе аминокислотный состав принимаемого с пищей белка к аминокислотному составу белков тела, тем выше его биологическая ценность);

2) усвояемость белка (зависит от аминокислотного состава и от степени гидролиза белка под действием ферментов ЖКТ. Ряд белков, близких по аминокислотному составу белкам тела - шерсть, волосы не используются в пищу, потому что не перевариваются протеиназами кишечника.

Например, степень усвоения белка куриного яйца составляет 95%

-мяса составляет 85%

-молока - 70%

3) потребность организма в белках.

Растительные белки не являются полноценными, т. к. они покрыты специфическими бета-гликозидными оболочками, а в организме нет ферментов, расщепляющих ее. Полноценными белками являются животные белки.

Условно-полноценными считаются те белки, которые содержат 10 незаменимых аминокислот (эссенциальных):

Аргинин*	Лизин
Валин	Метионин
Гистидин *	Треонин
Изолейцин	Триптофан
Лейцин	Фенилаланин

Аргинин и гистидин являются частично заменимыми, т.к. синтезируются в организме в количестве удовлетворяющем потребность в этих АК взрослого организма, но не детского.

Недостаток какой-либо одной аминокислоты ведет к неполному усвоению и других аминокислот. В этом случае вступает в силу закон "минимума" Либиха: "рост и развитие живых организмов определяется тем незаменимым веществом, которое поступает с пищей в минимальном количестве".

Нормы белка в питании.

(1г на 1 кг массы тела)

Нормы белка для взрослого человека и для детей разного возраста учитывают разные климатические условия, условия труда, профессию, возраст и др. факторы.

Для взрослого человека, занимающегося умственным трудом, уровень белка должен составлять 100-120 г/сутки.

Для людей, занимающихся частично механизированным трудом -120-130 г/сутки.

Рабочие, выполняющие тяжелую физическую работу, должны получать 130-150 г белка в сутки.

Для детей суточная потребность в белках определяется возрастом и массой:

1-3 года ----> 55 г/сутки

4-6 лет ----> 72 -//-

7-9 -//- ----> 89 -//-

10-12 -//- ----> 100 -//-

Суточные потребности в белках возрастают при беременности и лактации, при патологических состояниях, когда организм теряет белок с мочой, асцитной жидкостью, экссудатами (нефриты, ожоги, травмы).

Заменимые и незаменимые аминокислоты

В то время как растения и микроорганизмы могут синтезировать все аминокислоты, млекопитающие в ходе эволюции утратили способность к синтезу примерно половины из 20 протеиногенных аминокислот. Поэтому незаменимые аминокислоты должны поступать с пищей. Так, организм высших организмов не способен синтезировать ароматические аминокислоты de novo (тирозин не является незаменимой аминокислотой только потому, что может образоваться из фенилаланина). К незаменимым аминокислотам принадлежат аминокислоты с разветвленной боковой цепью: валин и изолейцин, а также лейцин, треонин, метионин и лизин. Гистидин и аргинин являются незаменимыми для крыс, но касается ли это также человека — спорно.

Заменимые аминокислоты (аланин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты и их амиды, аспарагин и глутамин) образуются в результате трансаминирования из промежуточных метаболитов — 2-кетокислот. Пролин синтезируется в достаточных количествах из глутамата, а представители серинового семейства (серин, глицин и цистеин) сами являются естественными метаболитами организма животных.

Заменимые аминокислоты	Незаменимые аминокислоты
аланин	фенилаланин
аспарагиновая кислота	лизин
аспарагин	аргинин*
глутаминовая кислота	гистидин*
глутамин	валин
пролин	лейцин
серин	изолейцин
глицин	треонин
цистеин	метионин
тирозин	триптофан

Азотистый баланс.

Поскольку основная масса азота пищи представлена белками, принято считать, что для правильной оценки состояния белкового обмена точным критерием является определение азотистого баланса (АБ).

АБ - соотношение количества поступившего с пищей белка к количеству продуктов метаболизма этого же белка, выраженное в г/сут.

Здесь следует отметить, что количество пищевого азота (соответственно белка) можно легко и точно определить, т. к. 6,25г белка содержит 1г N2, то количество N2 умножают на 6,25 и получают количество белка, в то время как количество теряемого азота не всегда легко определить, поскольку на практике учитывают только азотистые продукты, выделяемые с мочой и калом, потерей азота с молоком, слюной, эпителием кожи, волосами пренебрегают.

В возрасте от 30 до 45 лет при нормальном белковом питании наблюдается азотистое равновесие: АБ = 0.

Бывает положительный АБ: количество поступившего с пищей азота (белка) больше, чем количество выделившегося азота (белка).

ПАБ наблюдается при растущем организме, во время беременности, выздоровлении, отдыхе, почечной недостаточности.

Бывает отрицательный АБ: количество выделяемого азота (белка) больше, чем количество поступившего. Наблюдается при голодании, физической нагрузке, опухолях, высокой температуре, у старых людей даже без видимой патологии.

Соотношение белков, липидов и углеводов в детском организме:1:1:2, у взрослых - 4:1:1.

Обмен простых белков. Переваривание белков в ЖКТ. Состав и свойства желудочного сока. Значение компонентов сока в переваривании белков (HCl, пепсин, слизь и др.). Характеристика пепсина. Механизмы образования и секреции HCl в желудочном соке. Регуляция секреции HCl (роль гистамина, гастрина, ацетилхолина и др.).

Обмен простых белков.

Белки в организме, независимо от их функций, находятся в динамическом состоянии. Это значит, что они постоянно синтезируются и распадаются. Эти процессы названы белковым обменом. Существует необходимость замены белков, которые теряют свою биологическую активность путем окисления, денатурации и другими необратимыми модификациями.

Скорость обмена разных белковых молекул различна. Некоторые белки, подобно иммуноглобулинам, имеют длинную жизнь, измеряемую годами, в то время как другие имеют короткую жизнь (в минутах). Эти процессы протекают в каждой клетке, но клетки некоторых тканей более активны, чем другие. Например, белки печени и кишечника обмениваются быстрее, чем белки скелетной мышцы. Синтез и распад белка необязательно протекает в одной и той же клетке. Некоторые клетки секретируют белки, которые затем работают и распадаются в другом месте (альбумин, антитела, ферменты, катализирующие процессы пищеварения, гормоны). Приблизительное содержание и обмен некоторых белков приводится ниже.

Белок или ткань	Содержание белка (кг)	Время полураспада (сут)
Коллаген (мышцы, кожа, кость)	3.3	-
Миозин, актин ( мышцы)	3.0
Альбумины, глобулины (мышцы)	1.7
Гемоглобин	0.9
Белки плазмы	0.4
Печень, почки, легкие	0.5