Белтъците и животът


Михаил Христов
специалист по хранене



 
Първостепенното значение на белтъците във всички процеси и прояви на живот е дало основание те да се смятат за главен носител на живота. Уникалната роля и значение на белтъците за живота, развитието и растежа на организма са намерили израз в тяхното наименование “протеини” (от гр. протос – пръв, най-важен). Заедно с мазнините, въглехидратите и водата, те се определят като макронутриенти (основни хранителни вещества). Белтъците не могат да се заменят нито от мазнините, нито от въглехидратите, тъй като те не съдържат органичен азот - така необходим за живата материя.

Биологични функции на белтъците
  • Пластична (градивна). Това е основната им функция. Те осигуряват основен градивен материал за растежа, развитието и регенерацията на клетките и тъканите в организма, на вътреклетъчните структури, на междуклетъчното вещество. В човешкото тяло белтъците са 18-21% от брутната маса и около 85 % от сухото вещество на тъканите и органите. Заедно с фосфолипидите (с главен представител - лецитинът), те участват в изграждането на биологичните мембрани.
  • Каталитична. Белтъците са основна съставка на всички ензими,играещи роля на биокатализатори в обмяната на веществата. При това простите ензими са изградени изцяло от белтъчни вещества, а сложните – от съединение на белтъчна молекула и коензим.
  • Хормонална. Белтъците са в основата на ендокринните функции (жлезите с вътрешна секреция). Голяма част от хормоните (инсулин, хипофизарни, тиреоидни и паратиреоидни) представляват белтъци или полипептиди.
  • Транспортна. Белтъците свързват и пренасят в кръвта различни елементи и вещества: кислород (хемоглобин), мазнини (липопротеини), въглехидрати (гликопротеини), метали (трансферин и др.), витамини, хормони, пигменти, микроелементи и др.
  • Защитна. Белтъците участват активно в изграждането на имунни тела. Специфичността на тъканите и видовете, която е в основата на имунитета и алергията, също е в тясна връзка с белтъците. Те повишават устойчивостта на организма към действието на различни инфекциозни и токсични вещества, както и при стресови ситуации, нервно-психическо напрежение и др.
  • Енергийна. Една част от белтъците търпят биологично окисление и се използват за задоволяване на енергийните нужди. Осигуряват около 10-15% от общия енергиен внос. При окислителното разграждане на 1g белтък се отделят 17.48 kJ (4kcal). Използването на белтъците като енергиен източник се усилва значително при недостатъчен внос на други източници на енергия – въглехидрати и мазнини (особено при гладуване), а също и при излишък от белтъци.
Белтъците в човешкия организъм са силно динамични структури – непрекъснато се обновяват, поради което е необходимо да се внасят постоянно с храната. На практика в човешкия организъм няма белтъчни резерви, а мазнините и въглехидратите не могат да заменят белтъците или пък да служат като техен предшественик. Следователно, единственият източник за попълване на аминокиселинния набор в организма и осигуряване на едно равновесие между процесите на синтез и разпад на белтъци – това са белтъчните вещества от храната. Обикновено при здравия възрастен човек се наблюдава състояние на т.нар. азотно равновесие. Азотният баланс може да бъде положителен – наблюдава се при деца и юноши, бременни и кърмачки, както и след преболедуване, когато има ускорени процеси на белтъчен анаболизъм (асимилация, усвояване). При нискобелтъчни или нискоенергийни дажби (особено при пълно или частично гладуване), нарушена резорбция (всмукване) на белтък поради заболяване на храносмилателната система, или при усилен разпад в организма (вследствие масивни изгаряния, туберкулоза, новообразувания) възниква отрицателен азотен баланс.

Усвояемост на белтъците
Белтъчните вещества от храната се разграждат в тънките черва до аминокиселини, които се явяват основна тяхна съставна част (α-аминокиселини). В този вид те се резорбират през лигавицата на тънкото черво и заедно с аминокиселините, образувани при разграждането на собствените за организма белтъци, те образуват един набор от аминокиселини, необходим за синтеза на нови собствени белтъци. Процесът на резорбция и усвояване на белтъците е сложен и зависи от много фактори – състава на храната, съотношението на аминокиселините, кулинарната обработка на храната и др. За различните хранителни продукти усвояемостта на белтъците се движи от 75 до 98%.

Състав на белтъците
В химично отношение белтъците са сложни полимерни съединения, чиято молекула се състои от полипептидни вериги на α-аминокиселини. От известните днес над 80 природни аминокиселини, за човека имат значение 22, които влизат в състава на отделните храни.
Те са: аланин, аргинин, аспарагин, аспарагинова киселина, цистин, цистеин, глутамин, глутаминова киселина, глицин, хистидин, левцин, изолевцин, лизин, метионин, фенилаланин, пролин, оксипролин, серин, треонин, триптофан, тирозин и валин.
В зависимост от това дали могат да се синтезират в човешкия организъм (при наличието на органичен азот) или не могат, аминокиселините биват два вида – заменими и незаменими (есенциални). В организма на човека не могат да се синтезират и следователно трябва да се внасят с храната 8 аминокиселини: лизин, валин, левцин, изолевцин, треонин, триптофан, метионин и фенилаланин. При бебетата и детската възраст чрез храната трябва да се внася и аминокиселината хистидин.

Биологична стойност на белтъците
За изграждане на специфичните собствени белтъци човешкият организъм се нуждае еднакво от всички аминокиселини – заменими и незаменими. Липсата или дефицитът само на една есенциална аминокиселина ограничава използването и на останалите за белтъчен синтез и намалява усвояемостта на белтъка. При това е от значение не само количеството на внесените с храната аминокиселини, но и тяхното съотношение – в един хранителен прием то трябва да бъде близко до това в собствените за организма белтъци.
Биологичната стойност на белтъците, определена от съдържанието на незаменими аминокиселини и от усвояемостта на тези белтъци като цяло, определя и значението на различните хранителни белтъци за организма. Тя може да се прецени чрез химични или биологични методи. Въз основа на тази преценка хранителните белтъци могат да бъдат класифицирани според сравнителната им полезност за човека.
 
За определяне биологичната стойност на белтъците най-често се прилага методът на аминокиселинния скор. При него аминокиселинният състав в изследвания белтък се сравнява с този на белтък, определен като стандарт. За такива стандарти са определени белтъкът на човешкото (женското) мляко и този на кокошето яйце (смес от яйчен белтък и жълтък).
Биологичната стойност на даден хранителен белтък се определя от аминокиселината с най-голям дефицит (наречена още най-лимитираща).
 
Този белтък, който съдържа всички незаменими аминокиселини в необходимите количества и съотношения, е биологично пълноценен. При липса или недостиг дори само на една есенциална аминокиселина белтъкът е непълноценен.
 
В храненето на една голяма част от населението на земята се наблюдава дефицит на три есенциални аминокиселини – лизин, метионин и триптофан, поради преобладаване на растителни храни, в които тези аминокиселини се съдържат в малки количества.
 
*Оптимална е балансираността на есенциалните аминокиселини в белтъка на човешкото (женското) мляко и този на кокошето яйце (смес от яйчен белтък и жълтък) и те се приемат като еталон за биологично пълноценен (“идеален”) белтък. Усвояемостта на тези белтъци достига 96%.
Познаването на биологичната стойност на белтъците в отделните хранителни продукти дава възможност за правилен подбор и комбинации между тях.

Източници на белтъци
Източници на белтъци за човека са хранителните продукти от животински и от растителен произход (таблица 1).
 
Таблица 1. Съдържание на белтъци в някои от най-често употребяваните хранителни продукти (g в 100g нето продукт)

 
Продукт
Белтъци
Мляко – краве, пълномаслено
3.3
Мляко – краве, кисело
3.8
Извара от обезмаслено мляко
17.2
Сирене – бяло саламурено
16.9-17.1
Кашкавал
24.4-25.8
Яйце – кокоше
12.5-13.3
Риба тон
18.0-24.0
Скумрия
17.2-20.1
Херинга – атлантическа
17.3-19.6
Сьомга
17.4-21.1
Сардина
16.4-21.2
Сардини в масло
23.0-25.7
Пъстърва
18.0-20.2
Шаран
16.7-19.3
Хайвер
25.4-26.9
Месо – пилешко, бяло
22.2
Месо – пуешко, бяло
22.4-25.2
Фазан
22.7-24.8
Месо – агнешко
20.8
Месо – телешко
21.3
Соя
37.6
Фасул – сух, леща, грах
20.0-26.1
Нахут
13.0-24.9
Грах – зелен
5.9-7.4
Фасул – зелен
2.0-3.0
Фъстъци
29.8
Орехи
17.0
Бадеми
22.1
Лешници
14.1
Амарант - зърнен
14.5
Ленено семе
28.8
Тиквени семки
32.4
Слънчогледово семе
26.5
Сусам
20.9
Маково семе
23.8
Овесени ядки
13.5
Гъби
4.1
Тофу (соева извара)
5.0-12.9
Ориз – кафяв
7.8
Пшеница
11.7
Пшеничен зародиш
28.7
Пшенични трици
16.0
Пш. брашно “Грахам”
12.1
Хляб
6.7-9.0
Макаронени изделия
10.8-12.6
Царевица
11.2
Картофи
1.4-2.9
Плодове – пресни
0.3-1.2
Компоти
0.2-0.6
Пчелен мед
0.3-0.5
 

Биологично пълноценни са белтъците, които съдържат всички незаменими аминокиселини в балансирани съотношения – това са белтъците от яйца, мляко и млечни продукти, месо, риба, ядкови плодове, зърнен амарант, кийнуа.
Полезно е да се знае обаче, че не всички белтъци от животински произход са пълноценни. Например колагенът и еластинът – белтъци, които изграждат съединителната тъкан – са с много ниска биологична стойност, тъй като не съдържат триптофан и имат ниско съдържание на фенилаланин.
Повечето растителни продукти имат недостатъчно съдържание на една, а някои – дори на две-три незаменими аминокиселини. Изключение правят бобовите храни (зрял фасул, нахут, леща, сух градински грах, соя), ядковите плодове (орехи, бадеми, лешници, фъстъци), зърненият амарант и кийнуа. Зърнените храни, брашното, хлябът и тестените изделия имат относителен недостиг на лизин (оризът – и на треонин), царевицата – на триптофан и лизин, картофите и някои от варивата – на метионин и цистеин.
Растителните белтъци се усвояват от организма по-лошо, в сравнение с животинските. Причината за това е съдържанието на целулоза, хемицелулоза и лигнин, които понижават усвояемостта и на други съставки на храната (особено калция, цинка, желязото и др.).
Както бе изтъкнато по-горе, белтъците на пшеницата не съдържат достатъчно количество лизин, поради което хлябът не доставя на организма пълноценен белтък. Той обаче си остава важен източник на белтък, тъй като заема достойно (едва ли не главно!) място в храненето на българина.
Ястие или меню с пълноценни белтъци може да се получи при комбиниране на два непълноценни, но допълващи се белтъка. (Например, комбиниране на пшенични храни с бобови, млечни и др.)
Важно е да се отбележи, че количеството и качеството на белтъците определят цялостния характер на храненето. Животинските белтъци осигуряват оптималната балансираност на аминокиселинния състав, а растителните – жизнено необходимия за организма хранителен азот.

Нарушения в белтъчния прием
При продължителен недостиг на белтъци в храната равновесието им в организма се нарушава, поради което настъпват неблагоприятни изменения:
  • Засилва се белтъчният катаболизъм (дисимилация, разпад) за задоволяване на енергийните нужди, което води до отрицателен азотен баланс (намаляване на телесната маса, задържане на растежа). При това първо се засягат онези тъкани и органи, които се възпроизвеждат най-интензивно – това са кръвотворният апарат, черният дроб, лигавицата на тънките черва, зародишната полова тъкан и други места, които се характеризират с бързо обновление на белтък.
  • Развива се атрофия на чревната лигавица, като заедно с това се понижава и синтезът на храносмилателни ензими. Това води до влошаване на разграждането и резорбцията на белтъчните вещества от храната, които и без друго са недостатъчно. Допълнително намаленото количество усвоени белтъчни вещества влошава усвояването на всички храни (в това число и белтъците). Такъв порочен кръг се наблюдава при синдрома на белтъчно-енергийната малнутриция (недостатъчност) – квашиоркър и маразъм – широко разпространени в някои страни на Азия, Африка и Латинска Америка, където в храната на населението преобладават растителните белтъци и въглехидратите.
  • При тежък белтъчен недостиг значително се влошава биосинтезът на имунни белтъци, от което отслабват съпротивителните сили на организма към всякакви заболявания – инфекциозни, паразитни и др. Организмът става по-чувствителен към неблагоприятните фактори на околната среда – преохлаждане, промишлени отрови и др. Това е една от най-ранните прояви на белтъчния недостиг.
  • Нарушават се метаболитните процеси – намалява интензивността на основната обмяна, топлопродукцията и др.
  • Влошава се усвояването на желязото, витамините В1, В2, В6, В12, С, РР (ниацин), фолиевата киселина и др. Това води до увреждане биосинтеза на белтък в костния мозък и причинява анемия. Причината за възникване на тези т.нар. хранителни анемии е недостигът на белтъци, главно от животински произход. В такива случаи съществува реална опасност от развитие на пернициозна анемия (авитаминоза В12).
  • Настъпва мастно израждане на черния дроб - намалява обемът и се понижават функциите му. Доказано е, че бедната на белтъци храна с недостиг на метионин и холин, води до развитие на чернодробна стеатоза, която може да прогресира и до цироза.
  • Нарушава се дейността на панкреаса и жлезите с вътрешна секреция. Недостигът на белтъци се разглежда като вероятна причина за развитието на хроничния панкреатит.
  • Страда възпроизводителната функция.
  • Намалява обемът и силата на скелетната мускулатура.
  • Настъпват сериозни нарушения в дейността на централната нервна система.
  • Наблюдава се изоставане в умственото развитие.
Най-ранен сигнал за белтъчен дефицит е намалената умствена работоспособност.
Най-опасен е белтъчният недостиг при децата и юношите.
При прехранване с белтъци също настъпват неблагоприятни изменения в организма. В сравнение с въглехидратите и мазнините излишъкът от белтъци се понася по-трудно поради голямата им реактивоспособност.
 
  • Преди всичко се затруднява храносмилането и в червата могат да се усилят гнилостните процеси с натрупване на токсични продукти (фенол, индол, скатол, и др.).
  • Претоварва се черният дроб от огромното количество продукти на междинната им обмяна.
  • Обременяват се отделителните органи и най-вече бъбреците поради увеличеното образуване и отделяне на токсични крайни продукти от белтъчната обмяна.
  • Затруднява се метаболизмът. Продължителният излишък на белтъци в храната може да доведе до метаболитна ацидоза. Нарушава се обмяната на витамините.
  • Повишава се възбудимостта на централната нервна система и жлезите с вътрешна секреция.
При системно прехранване с месо, особено със субпродукти (вътрешности), може да се наруши обмяната на пурините и да се развие болестта подагра. С прекомерната консумация на месо (особено говеждо) и месни продукти някои изследователи свързват развитието на рака на дебелото черво, млечната жлеза и простатата.
Максималните потребности от белтъци за съжаление не са още добре изяснени.
Най-чувствителни към прехранване с белтъци са малките деца и старите хора.
 
Потребности на организма от белтъци
Зависят от възрастта, пола, телесната маса, двигателната активност, характерните особености на трудовата дейност, физиологичното състояние (бременност и кърмене) и др. При нарастване на енергоразхода се увеличава и относителният дял на белтъците в дневния хранителен прием.
В съответствие с препоръките на СЗО, относителният дял на енергията (E%) за сметка на белтъците трябва да бъде 10-15% от общия енергиен внос. Под 10 Е% възниква опасност от настъпване на белтъчен дефицит.
Препоръчваните (референтни) стойности за среднодневен прием на белтъци са дадени в таблица 2.
 
Таблица 2. Референтни стойности за среднодневен прием на белтъци (Извадка от “Физиологичните норми за хранене на населението в България”)

 
Категория
Възраст
/години/
Пол
Белтък
/g/
Кърмачета
 
 
до 3 м
3-6 м
6 м -1 г
м, ж
м, ж
м, ж
12
13
17
Деца и юноши
1-3
3-6
6-10
10-14
14-18
10-14
14-18
м, ж
м, ж
м, ж
м

ж
17
23
30
47
64
46
53
Възрастни
18-30
30-60
60-75
над 75
м
65
66
63
61
Възрастни
18-30
30-60
60-75
над 75
ж
54
55
53
51
Бременни
 
I триместър
II и III трим.
 
+7
+12
Кърмачки
 
I и II трим.
III трим.
 
+18
+13
 
 
Посочените референтни стойности трябва да се оценяват като минимален дневен прием на белтък от смесен произход. Оптималното количество белтъци в храната на хора в активна трудова възраст, в зависимост от енергоразхода, се движи от 66 до 100 g, а за децата и юношите – от 41 g (1-3 г.) до 91 g (за момчета от 14 до 19 г.). Конкретните стойности, дадени в g/d (грама на ден), са посочени в таблица 3.
 
Таблица 3. Препоръки за прием на енергия и хранителни вещества (Извадка от “Физиологичните норми за хранене на населението в България”)
 

 

За да се осигури необходимата пълноценност на хранителния белтък е необходимо да има благоприятно съотношение на белтъците от животински и растителен произход в менюто. При юношите и възрастните делът на животинския белтък се препоръчва да бъде около 50%, а при децата - поради повишените потребности в периода на растежа - той е от 60% (3-13 г.) до 70% (1-3 г.). Не на последно място, разнообразието на хранителни продукти в менюто е от голямо значение за осигуряване на пълноценно белтъчно хранене.