Большинство скелетных тканей, мышц, органов состоят из незаменимых и заменимых аминокислот. Они помогают вырабатывать белки, нужные телу для роста, восстановления тканей, расщепления пищи и многих других биологических процессов.
Что такое аминокислоты?
Аминокислоты – это органические кислоты, содержащие одну или несколько аминогрупп. Эти структурные элементы высвобождаются при гидролизе молекул белков. Они занимают центральное положение в азотистом обмене, так как являются его конечным продуктом.
В природе их встречается около 300. В человеческом теле содержится 69 аминокислот и их производных.
Они представляют собой структуры кристаллического свойства, имеющие вкусовые качества: сладкие, как глицин, горькие, как лейцин. Под воздействием высоких температур кислоты расплавляются, многие из них водорастворимые. Из кишечника они поступают в кровь, разносятся по тканям, внутренним органам, где синтезируют белки и участвуют в различных химических реакциях.
Определение и наличие аминокислот в составе крови важно для клинической практики, так как по этому признаку можно судить о функционировании почек и печени. При токсикозах в период беременности, нарушенном обмене веществ, деструктивных функциях почек, а также при заболеваниях раком, лихорадочных состояниях количество аминокислот в крови возрастает.
Содержание свободных аминокислот в мышечных тканях, мозговых, печени, значительно выше, чем в крови. Связано это с тем, что тканевые клетки активнее концентрируют аминокислоты из среды. Многие аминокислоты применяются в медицине. Это белковые гидролизаты, смеси аминокислот, применяемые в парентеральном питании. Избыток некоторых кислот вызывает токсические явления.
Виды аминокислот: заменимые и незаменимые
Аминокислоты, незаменимые и заменимые, называются «строительными белками жизни».
Классифицируются по трём структурным группам:
- Электрохимическая, основана на кислотно-основных свойствах.
- Структурная, основана на строении бокового радикала.
- Биологическая, основана на степени незаменимости аминокислот для организма.
Все аминокислоты делятся на 2 группы: входящие в состав белка и не участвующие в его образовании.
Функции аминокислот в организме
Аминокислоты незаменимые и заменимые необходимы не только для строительства белковых молекул, они выполняют и другие функции:
- Участвуют в формировании других аминокислот.
- Принимают участие в образовании гормонов, медиаторов и нейротрансмиттеров.
- Входят в состав природных соединений: желчных кислот, коферментов, антибиотиков.
- Являются источниками метаболитов, участвующих в обмене веществ.
- Поддерживают умственную активность человека.
- Восстанавливают ткани после повреждений.
- Регулируют работу центральной нервной системы.
- Отвечают за гормональный фон.
Аминокислоты участвуют почти во всех процессах, происходящих в организме.
Незаменимые аминокислоты
Незаменимые — это кислоты, которые не могут быть синтезированы в организме. Но они лежат в основе многих жизненно важных процессов, от которых зависит работа организма.
Недостаток их приводит к развитию многих заболеваний, включая нервную, иммунную и пищеварительную системы. Группа незаменимых кислот поступает в организм вместе с пищей. Они содержатся в продуктах растительного и животного происхождения.
Гистидин
Кислота частично заменимая, используется для производства гистамина, который необходим для иммунного ответа, пищеварения, сексуальной функции, ритмичности циклов сна и бодрствования.
Необходим для роста и восстановления тканей, поддерживает производство нервных клеток, которые образуют защитную оболочку вокруг нервов. Является медиатором воспаления, стимулирует секрецию соляной кислоты. Кислоту в виде препарата назначают при язвах и других заболеваниях желудочно-кишечного тракта.
Изолейцин
Кислота, имеющая разветвлённую цепь, участвует в мышечном метаболизме, концентрируется преимущественно в мышечной ткани. Помогает вырабатывать гемоглобин, регулирует энергию, повышает выносливость организма.
Лейцин
Вторая аминокислота с разветвлённой цепью, которая участвует в синтезе белка, восстановлении мышц. Помогает регулировать уровень сахара, стимулирует заживление органов, участвует в выработке гормона роста.
Лизин
Синтезирует белок, участвует в выработке гормонов, ферментов, транспортирует жирные кислоты в клетки. Является составной частью коллагена. Используется в организме для усвоения кальция, поддерживает баланс азота. Положительно влияет на половые функции женщин и мужчин – улучшает эрекцию, повышает либидо.
Метионин
Способствует обмену веществ, детоксикации, необходим для роста тканей. Помогает в усвоении цинка и селена, является составной частью фосфолипидов. Кислота способствует переработке жиров, помогает при токсикозе во время беременности, предупреждает жировые отложения на поверхности печени, почек.
Кислота в виде лекарственного препарата используется при заболеваниях печени, различных формах жирового перерождения печени, отравлениях.
Фенилаланин
Является предшественником дофамина, адреналина, норадреналина. Играет важную роль в структуре и функции белков и ферментов, а также в производстве других аминокислот. В результате химических реакций трансформируется в тирозин, способствует улучшению памяти, снижению аппетита.
Треонин
Является основной частью структурных белков, таких как коллаген и эластин. Они нужны для регенерации кожи, соединительной ткани, обеспечивая её эластичность и упругость. Играет большую роль в жировом обмене и иммунных функциях.
Триптофан
Витамин, является составной частью пуриновых нуклеотидов. Необходим для поддержания правильного азотного баланса, является предшественником серотонина, который регулирует аппетит, сон, настроение. Как биологический предшественник никотиновой кислоты, оказывает терапевтическое действие при пеллагре (разновидность авитаминоза). Нейтрализует вредное воздействие никотина.
Валин
Третья аминокислота с разветвлённой цепью. Помогает стимулировать рост и регенерацию мышц, участвует в производстве энергии.
Условно незаменимые аминокислоты
Условные аминокислоты не являются необходимыми для организма. Они могут синтезироваться самостоятельно, но в случаях болезни, стресса, тяжёлых физических нагрузок, в момент роста молодого организма, они должны дополнительно поступать из пищевых продуктов.
К ним относятся:
- Аргинин.
- Гистидин.
- Тирозин.
- Цистеин.
- Аланин.
Заменимые аминокислоты
Аминокислоты, которые организм человека способен вырабатывать без дополнительно поступающих веществ извне, относятся к заменимым.
Аланин
Способствует регуляции сахара в крови, участвует в строительство мышечной массы.
Принимает участие в создании антител, помогает запасаться гликогеном в печени и мышцах. В пищевых продуктах входит в состав белков.
Аргинин
L-аргинин на 32% состоит из азота, ускоряет секрецию инсулина, стимулирует регенерацию белка. Оксид азота необходим для заживления ран, потому что он увеличивает приток кислорода и крови к ранам, помогает образованию коллагена, уменьшает воспаление.
В то время как аргинин является единственным производителем оксида азота, 40% от получаемого аргинина расщепляется кишечником и печенью, что уменьшает поступление его для производства оксида азота. При недостатке кислоты в организме возможен риск развития диабета, возникновение эректильной дисфункции.
Аспарагин
Кислота, которая присутствует в иммунной системе, участвует в её метаболизме.
Аспарагиновая кислота, также известная как L-аспартат
Её роль заключается в удалении вредных веществ из организма, таких как аммиак. Она вырабатывается из других аминокислот, поэтому нет необходимости получать её из пищевых продуктов, где она входит в состав белков. Участвует в цикле производства мочевины, строительстве белков, входит в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов.
Цистеин
Необходим для синтеза глутатиона, основного клеточного антиоксиданта, который играет ключевую роль для восстановления тканей и синтеза коллагена. Способствует положительному азотному балансу, сводя к минимуму разрушение мышц, восстанавливает мышечную ткань, участвует в антиокислительной деятельности. Недостаток цистеина влияет на заживляемость ран.
Глютаминовая кислота (глутамат)
Является стимулирующим нейромедиатором в головном мозге, преобразовываясь в глюкозу, транспортирует азот в организме. Применяется при ряде психических и нервных заболеваниях, поскольку она связывает действие аммиака в центральной нервной системе.
Глютамин
Действует как источник топлива для фибропластов и эпителиальных клеток, необходимых для заживления. Вырабатывается в мышцах, потребляется желудочно-кишечными и почечными клетками. Является источником энергии для кишечных, почечных, нервных клеток, основным азотоносителем, влияет на кислотно-щелочной баланс.
Недостаток аминокислоты у больных способствует быстрой потере мышечной массы.
Глицин
Кислота задействована в строительстве белков, входит в состав гемоглобина, нуклеотидов. Участвует в процессе детоксикации — связывает токсические соединения. Глициновые рецепторы имеются во многих участках спинного и головного мозга, помогают регулировать нервные возбуждения.
Недостаток влияет на развитие артрозов, артритов, повышенную возбудимость.
Пролин
Является строительным белком для производства коллагена, костей, хрящей. Добавки с этой кислотой улучшают здоровье костной, сосудистой и кожной систем.
Серин
Предшественник триптофановой кислоты, стимулирует образование химических веществ, задействованных в передаче информации между нейронами. Участвует в обмене жиров, синтезе пиримидинов, пуринов, креатина, является составной частью фосфолипидов.
Тирозин
Контролирует норадреналин, дофамин в головном мозге, способствует выработке адреналина. Участвует в процессе пигментации кожи, роста волос, функционировании радужной оболочки глаза. Является гормоном щитовидной железы.
Оптимальное соотношение аминокислот
Аминокислоты незаменимые и заменимые должны быть сбалансированы в организме.
Когда тех или иных слишком много, то могут возникнуть неприятные симптомы:
- желудочно-кишечные расстройства, такие как вздутие;
- боли в животе;
- понос;
- накопление мочевой кислоты, что ведёт к воспалению в суставах;
- падение артериального давления;
- нарушение работы почек.
Физиологическая потребность человека в аминокислотах величина переменная, зависит от активности процессов катаболизма и анаболизма белка.
Рекомендуемое суточное потребление аминокислот зависит от человека, его деятельности, образа жизни. Например, спортсмены, активные люди, те, кто болен или восстанавливается после операции, нуждаются в большем количестве их. В этих случаях сбалансированная диета обеспечивает оптимальные дозы аминокислот, способствует ускорению заживлений, уменьшает мышечную потерю.
Обеспечение организма незаменимыми аминокислотами и белком зависит от качества и режима питания. В диетах, содержащих достаточное количество белка, всегда будет оптимальное соотношение аминокислот. Рацион должен быть разнообразным, чтобы покрывать потребность организма в аминокислотах.
Растительный и животный белок: какой лучше?
Нет хорошего или плохого белка, организму нужны все виды в достаточных количествах. Употребляя только белок, содержащийся в животных продуктах, человек будет испытывать дефицит тех полезных веществ, которые содержатся в растительном белке, и наоборот. Не только соотношение белков играет роль, важно ещё наличие хороших и плохих жиров, углеводов.
Продукты, содержащие полезные аминокислоты, но при этом имеющие много животных жиров, представляют опасность для здоровья, особенно для тех, кто следит за своим весом. Рацион должен быть разнообразным и покрывать все потребности человека в питательных веществах.
Источники аминокислот
Аминокислоты заменимые появляются в результате синтеза с помощью химических реакций. Незаменимые присутствуют по большей части в таких продуктах, как мясо, куры, рыба. Из нерастительных белковых продуктов наилучшими источниками будут бобовые.
Для восстановления организма после тренировок, тяжёлого физического труда многие используют аминокислотные добавки.
Таблица содержания аминокислот в пище
Список продуктов, содержащих незаменимые аминокислоты в мг на 100 г продукта:
| Продукты | Мети-онин | Трео
нин |
Фенил
аланин |
Лей
цин |
Гисти
дин |
Лизин | Изолей
цин |
Валин | Трип-тофан |
| Говядина | 529 | 597 | 788 | 1735 | 806 | 2010 | 1007 | 1158 | 229 |
| Свинина | 345 | 655 | 580 | 1075 | 580 | 1240 | 708 | 830 | 190 |
| Куры | 570 | 960 | 890 | 1826 | 380 | 1697 | 827 | 900 | 332 |
| Индейка | 520 | 962 | 853 | 1820 | 437 | 1933 | 1030 | 1020 | 355 |
| Треска | 502 | 893 | 801 | 1299 | 455 | 1499 | 1499 | 902 | 220 |
| Сельдь | 352 | 899 | 698 | 1601 | 499 | 1798 | 899 | 999 | 248 |
| Минтай | 352 | 899 | 700 | 1301 | 402 | 1800 | 900 | 1001 | 202 |
| Молоко | 67 | 1209 | 140 | 279 | 85 | 320 | 150 | 220 | 52 |
| Творог | 260 | 450 | 490 | 920 | 310 | 630 | 540 | 690 | 200 |
| Сыр | 840 | 1200 | 1750 | 1600 | 1590 | 1860 | 1320 | 1550 | 810 |
| Кефир | 60 | 110 | 140 | 160 | 80 | 200 | 175 | 190 | 66 |
| Гречка | 250 | 499 | 545 | 676 | 290 | 635 | 525 | 580 | 175 |
| Рис | 135 | 250 | 355 | 630 | 155 | 265 | 320 | 420 | 75 |
| Овсянка | 145 | 355 | 500 | 785 | 200 | 425 | 450 | 570 | 165 |
| Фасоль | 290 | 880 | 1125 | 1750 | 610 | 1580 | 1020 | 1110 | 255 |
| Горох | 165 | 940 | 1110 | 1206 | 390 | 9854 | 1300 | 999 | 260 |
| Соя | 562 | 1380 | 1620 | 2680 | 630 | 2080 | 1820 | 2080 | 500 |
| Хлеб пшеничный | 140 | 280 | 390 | 350 | 180 | 230 | 300 | 380 | 90 |
| Ржаной | 60 | 170 | 300 | 530 | 100 | 180 | 200 | 266 | 70 |
| Макароны | 120 | — | 480 | 700 | 130 | 140 | 360 | 122 | 130 |
Незаменимые аминокислоты в продуктах всегда содержатся не одной группой, а несколькими. Пища животного происхождения наиболее богата сразу многими аминокислотами. Так, для получения суточной дозы аминокислот можно съесть 500 г творога или 300 г мяса говядины.
Нормы потребления аминокислот
Для определения дневной потребности в аминокислотах необходимо знать два показателя:
- сколько нужно белка человеку в сутки;
- количество аминокислоты в каждом грамме белка.
Количество кислоты в 1 г белка:
| Аминокислота | Кол-во мг кислоты в 1 г белка |
| Триптофан | 10 |
| Лизин | 55 |
| Валин | 50 |
| Лейцин | 70 |
| Треонин и изолейцин | 40 |
| Метионин | 35 |
| Тирозин | 60 |
После умножения доли белка на необходимое количество аминокислоты, можно узнать суточную потребность в каждом веществе. Для определения продуктов питания следует посмотреть список продуктов, содержащих аминокислоты в таблице, которая расположена выше.
Необходимое количество белка для человека:
| Вес человека | Количество белка |
| 40-60 кг | От 65 до 120 г |
| 60-8- кг | От 75 до 130 г |
| 80-100 кг | От 85 до 150 г |
| Свыше 100 кг | От 100 до 170 г |
Нормы потребления аминокислот могут изменяться у разных групп людей. Для спортсменов, которым необходимо покрывать повышенную потребность организма в белке, норма в день может составлять от 1,5 до 2,5 г на 1 кг веса тела.
Для детей
В детском возрасте повышен основной обмен в 1,5-2 раза в силу высокой интенсивности обменных процессов. Соотношение белков, жиров и углеводов должно составлять в младшем возрасте – 1:1:3, в старшей возрастной группе – 1:1:4.
С годами у детей повышается потребность в незаменимых аминокислотах, триптофане, гистидине, лизине, соответственно повышается употребление мясных, рыбных, яичных продуктов. Удельный вес животного белка в младшем школьном возрасте должен составлять 60-70%, в период школьного возраста – 65% от общего суточного потребления.
Нормы аминокислот для детей по рекомендации ВОЗ:
| Аминокислота | Количество в мг |
| Триптофан | 1,2 |
| Изолейцин | 4,2 |
| Лизин | 4,8 |
| Треонин | 2,8 |
| Фенилаланин | 4,2 |
| Гистидин | 1,6 |
| Валин | 4,3 |
| Метионин | 3,4 |
| Лейцин | 6,7 |
Для детей с нарушенным эндогенным синтезом необходим тирозин, цистеин, недостаток которых приводит к нарушениям функции нервной системы, остановке роста.
Для детей младше 6 лет необходимо дополнительное поступление в организм аргинина и гистидина, потому что эти кислоты начинают синтезироваться в организме только с этого возраста. В растущем организме чаще всего встречается дефицит 3 аминокислот: метионина, лизина, и триптофана.
Для взрослых
Поскольку организм не может вырабатывать незаменимые аминокислоты, они должны поступать вместе с пищей. В природе существует много продуктов, богатых этими кислотами, что позволяет человеку удовлетворить свои потребности в них.
Рекомендуемые нормы незаменимых аминокислот по рекомендации ВОЗ:
| Аминокислота | Норма потребления на 1 кг веса тела | Признаки недостаточности |
| Гистидин | 10 мг | Анемия, нарушение умственного развития у детей |
| Изолейцин | 20 мг | Повышенный диурез, потеря массы тела |
| Лизин | 38 мг | Понижение слуха, тошнота, головная боль, замедление роста костной ткани |
| Метионин | 15 мг | Цирроз печени, ожирение, мышечная атрофия, анемия, кровотечения. |
| Фенилаланин | 26 мг | Нарушения функций надпочечников, щитовидной железы, гипотония. |
| Треонин | 16 мг | Повышенный диурез, потеря веса |
| Триптофан | 5 мг | Анемия, выпадение волос |
| Валин | 26 мг | Гипертензия, расстройство движений |
| Лейцин | 39 мг | Задержка физического развития, роста |
Аминокислоты, незаменимые и заменимые, необходимы в повышенных количествах в следующих случаях:
- активного роста организма;
- интенсивных занятий умственным и физическим трудом;
- болезни, выздоровления;
- профессионального занятия спортом.
При имеющихся врождённых нарушениях, связанных с усвоением аминокислот, отклонении в работе ЖКТ, потребность в них может снижаться.
Для беременных
Правильное питание беременной и кормящей женщины лежит в основе выживаемости ребёнка и формирования у него высокого уровня здоровья в последующей жизни. Исследования показали, что недостаток таких кислот, как аланин, цистеин, фенилаланин, тирозин и триптофан могут привести к недоразвитию плода, например, расщелине в детском позвоночнике.
Недостаток L-аргинина приводит к преэклампсии у беременных.
Дефицит фолиевой кислоты может привести к ненормальному развитию плода. Особую роль она играет в период первого триместра, когда закладывается основа будущего ребёнка.
Потребность в белке для беременных может варьироваться от 40 до 70 г в день, в зависимости от веса тела. Рассчитать количество белка можно исходя из нормы- 2 г на 1 кг веса. Предпочтение лучше отдавать продуктам, имеющим хорошую усвояемость. Организм здорового человека с лёгкостью усваивает 90% животного белка и лишь 70% белка растительного.
Для нормального физического развития, повышения работоспособности, сопротивляемости к инфекциям, организму необходимо рациональное присутствие в рационе белков. А потребность в белке во многом зависит от качественного состава аминокислот, заменимых, и прежде всего, незаменимых.
Автор: Беляева Анна
Оформление статьи: Лозинский Олег
Видео об аминокислотах
Классификация аминокислот. Полноценные и неполноценные белки:
https://youtu.be/wqkd27gF-co