Энергетическая функция белков: примеры и описание. Какие белки и где осуществляют энергетическую функцию?

Наш организм состоит из различных микроэлементов и веществ. За счет их постоянного преобразования мы можем жить и выполнять свои дела. Мы даже не задумываемся о том, что каждую минуту жизни мелкие частицы нашего тела постоянно работают, принося нам пользу. Естественно, задача каждого человека состоит в том, чтобы постоянно пополнять их запасы.

Видео: Митохондрия

Вещества для жизнедеятельности организма

Основными веществами, которые позволяют нам полноценно функционировать, являются углеводы, белки и жиры. Эти вещества в разных пропорциях находятся практически во всех продуктах, но важно соблюдать баланс этих элементов, так как в противном случае могут начаться проблемы со здоровьем. В данной статье мы рассмотрим функции белков, как они могут давать организму энергию.

Что за вещество - белки?

Это элементы, которые представляют собой цепочки аминокислот. Они обладают большой молекулярной массой, так как одна молекула вмещает в себе несколько аминокислот, которые соединяются полипептидной связью. Одна единица, составляющая белок, представлена какой-либо аминокислотой.

Это вещество является незаменимым стройматериалом для организма. Из аминокислот и белков строится практически все в организме: от них зависит обеспечение человека кислородом, так как гемоглобин - это белок. Данное вещество помогает поддерживать иммунитет, участвует в синтезе гормонов, так необходимых для регуляции многих внутренних процессов. На него также возложена энергетическая функция, которая ему не свойственна в полноте. Без него очень сложно организму развиваться и расти. Но и избыток белков не нужен нам. От большого их количества происходят процессы брожения и другие негативные влияния на клетки и органы.

Основные их функции

Белки выполняют много функций, за счет этого организм не испытывает недостаток в регуляции каких-либо процессов, продуцировании новых клеток, иммунной защите и так далее. Рассмотрим их подробнее.

1. Каталитическая. Аминокислоты, соединяясь определенным образом, создают ферменты, которые отвечают за скорость определенных реакций в организме. Речь идет не об одном десятке занятых катализацией ферментов. Их у нас порядка нескольких тысяч, и контролируют они до 4000 реакций. Все эти процессы объединяются в одно понятие - обмен веществ. Именно белки определяют, с какой скоростью он будет происходить.
2. Структурная - с помощью определенных белков сохраняется форма внутренних клеток, в снаружи мы имеем постоянной формы ногти, волосы и так далее.
3. Защитная функция. Она заключается в том, что белки, входящие в состав биологических жидкостей, веществ и клеток, обеспечивают защиту на физическом, химическом, иммунном уровне.
4. Регуляторная - есть такие белки, которые не являются стройматериалами клеток, не участвуют в метаболизме, энергетическая функция для них не свойственна, но занимаются они регуляцией процессов в клетках. Они "следят" за передачей генетической информации, активностью и синтезом аминокислот.
5. Транспортная функция белков заключается в том, что они переносят важные и полезные вещества для организма с током крови или между клетками.
6. Рецепторная - иначе ее могут называть механохимической. Некоторые белки под действием разных сигналов могут менять свою длину, сокращаясь.
7. Энергетичекая функция белков - при расщеплении белков высвобождается некоторое количество энергии. Поэтому эти вещества в определенных обстоятельствах служат ее источником.

В каком случае возникает энергетическая функция белков?

Не всегда наше питание сбалансировано так, чтобы белки, жиры и углеводы поступали в наш организм именно в таком количество, как требуется. Поэтому часто возникает недостаток или избыток тех или иных веществ.

В случае длительного отсутствия достаточного количества углеводов и жиров на первый план выступает энергетическая функция белков. Организм не перестает потреблять энергию, поэтому именно соединения аминокислот начинают ее поставлять.

Как происходит высвобождение энергии?

Видео: Лекция 6 - Метаболизм

Белки - уникальные вещества в организме. Вариаций их строения можт быть тысячи, в зависимости от этого их различают по свойствам. Расход этого вещества в течение длительного времени колоссальный, та же энергетическая функция белков приводит к их расщеплению, следовательно, необходимо их запас постоянно пополнять. В этом нам помогает наш же организм - есть множество клеток, которые синтезируют белок, причем определенного вида и свойства.

Высвобождение энергии происходит с процессом переваривания белков в разных отделах желудочно-кишечного тракта. Окончательное расщепление аминокислот происходит на клеточном уровне.

Преобразование белков в желудке

Энергетическая функция белков, примеры которой мы рассмотрим ниже, начинается с расщепления этих веществ в желудке. Здесь на помощь приходит это же вещество, только другой структуры - фермент пепсин. Он активно действует при определенных условиях (когда рН не выше 5,0 и не ниже 2,0). Посредством преобразования секрета желез желудка получается кислый желудочный сок, что благоприятно сказывается на работе пепсина.

Уже на этом этапе начинается энергетическая функция белков. Пепсин - один из многих ферментов, который способен расщеплять сложный белок коллаген (основной в соединениях ткани мяса). Соединяясь с водой (гидролиз), он образует промежуточные продукты распада и маленькую долю тепла, которое рассеивается по организму, участвуя в энергетическом обмене. Можно сказать, что белки, выполняющие энергетическую функцию, по своей структуре не ферменты, так как последние только помогают эту функцию осуществить другим веществам.

Участие поджелудочной железы в расщеплении белков

Поджелудочная железа не принимает в себе вещества для расщепления. Но она является поставщиком необходимых ферменов, поэтому без нее в переваривании белков трудно обойтись. Она обеспечивает органы пищеварения панкреатическими ферментами: проэластазой, хемотрипсином, трипсином, карбоксиполипептидазой.

Расщепление в кишечнике

Не все белки подвергаются полному распаду в кишечнике, хотя над этим трудится много веществ. Даже в конце переваривания могут оставаться дипептиды и трипептиды. Лишь некоторые аминокислоты выходят из этого отдела ЖКТ единичными.

Трипсин и хемотрипсин помогают белкам преобразоваться в полипептиды, выделяя при нехватке глюкозы в организме тепло, здесь продолжает свое действие энергетическая функция белков. Примеры такого преобразования мы можем наблюдать каждый день, когда употребляем различные вещества в пищу. После распада белков на полипептиды вступает в работу фермент карбоксиполипептаза - она отсоединяет отдельные аминокислоты от конца образовавшихся соединений. Проэластаза переваривает эластические волокна мясных продуктов и других сложных веществ.

Белки, выполняющие энергетическую функцию, проходят последний этап своего расщепления в тонком кишечнике, двенадцатиперстной кишке. Там они подвергаются воздействию ворсинок, которые содержат в себе пептидазы. Эти вещества, взаимодействуя с кишечной жидкостью, заканчивают процесс расщепления полипептидов до маленького числа аминокислот. Далее процесс распределения тепла как энергии от распада белков происходит на клеточном уровне, а конечными продуктами расщепления этих сложных по структуре веществ являются мочевая кислота, мочевина, вода и углекислый газ. Таким образом, мы увидели, где осуществляется энергетическая функция белков. Она не имеет конкретного места локализации аминокислот. Но осуществляется она от начала и до полного расщепления белка.

Клеточная энергия

Энергетическую функцию в клетке выполняют такие органеллы, как митохондрии. На мембране клеток есть молекулы-переносчики, которые перетаскивают продукты распада белков с молекул. В этом случае также выделяется энергия, которая помогает синтезировать молекулы АТФ и взаимодействует с кислородом. Даже на клеточном уровне можно ответить на вопрос о том, какие белки выполняют энергетическую функцию. Это такие вещества, которые не задействованы в ферментативной работе и строительной, так как в строительстве клеток организма принимают участие более уцелевшие во время расщепления полипептиды. Но и они в дальнейшем могут приносить маленькую долю энергии на клеточном уровне с помощью митохондрий и образовавшихся молекул АТФ (уникальный источник энергии для всех процессов в организме).