Аминокислоты и их функции в организме человека

Аминокислоты — полифункциональные соединения, содержащие по меньшей мере две разные химические группировки, способные реагиро­вать друг с другом с образованием ковалентной пептидной (амидной) связи.

Общее число встречающихся в природе аминокислот достигает око­ло 300. Среди них различают: а) аминокислоты, входящие в состав бел­ков; б)аминокислоты, образующиеся из других аминокислот, но только после включения последних в процесс синтеза белка (их обнаруживают в гидролизатах белков); в) свободные аминокислоты. С точки зрения питания выделяют эссенциальные (незаменимые) аминокислоты. Эти аминокислоты не могут синтезироваться в организме человека и долж­ны поступать с пищей.

Аминокислоты играют большую роль в синтезе важнейших физиологически актив­ных соединений в организме и обеспечении некоторых свойств пищево­го сырья и продуктов.

Все живые организмы различаются по способности синтезировать ами­нокислоты, необходимые для биосинтеза белков. В организме человека синтезируется только часть аминокислот, другие должны доставляться с пищей. Первые из них называются заменимыми, вторые — неза­менимыми. Заменимые аминокислоты способны заме­нять одна другую в рационе, так как они превращаются друг в друга или синтезируются из промежуточных продуктов углеводного или липидного обмена. Для незаменимых аминокислот такие пути обмена существуют только у растений и некоторых микроорганизмов.

Жизнедеятельность человека обеспечивается ежедневным потребле­нием с пищей сбалансированной смеси, содержащей восемь незамени­мых аминокислот и две частично заменимые.

Незаменимые представле­ны аминокислотами с разветвленной цепью углерода — лейцином, изолейцином и валином, ароматическими — фенилаланином, триптофаном и алифатическими — треонином, лизином и метионином. Так как из метионина и фенилаланина в организме синтезируется цистеин и тирозин, соответственно, то наличие в пище в достаточном количестве этих двух заменимых аминокислот сокращает потребность в незаменимых пред­шественниках.

К частично заменимым аминокислотам относят аргинин и гистидин, так как в организме они синтезируются довольно медленно. Недостаточ­ное потребление аргинина и гистидина с пищей у взрослого человека в целом не сказывается на развитии, однако может возникнуть экзема или нарушиться синтез гемоглобина. В аргинине и гистидине особенно нуж­дается молодой организм.

Отсутствие в пище хотя бы одной незаменимой аминокислоты вызы­вает отрицательный азотистый баланс, нарушение деятельности цент­ральной нервной системы, остановку роста и тяжелые клинические по­следствия типа авитаминоза. Нехватка одной незаменимой аминокис­лоты приводит к неполному усвоению других. Данная закономерность подчиняется закону Либиха, по которому развитие живых организмов определяется тем незаменимым веществом, которое присутствует в наи­меньшем количестве.

Зависимость функционирования организма от количества незамени­мых аминокислот используется при определении биологической ценно­сти белков химическими методами. Наиболее широко используется ме­тод X. Митчела и Р. Блока (Mitchell, Block, 1946), в соответствии с кото­рым рассчитывается показатель аминокислотного скора (АС).

Скор выражают в процентах или безразмерной величиной, представля­ющей собой отношение содержания незаменимой аминокислоты в исследуемом белке к ее количеству в эталонном белке.

Аминокислота, скор которой имеет самое низкое значение, называ­ется первой лимитирующей аминокислотой. Значение скора этой ами­нокислоты определяет биологическую ценность и степень усвоения бел­ков.