В клетках растений белки синтезируются посредством процесса, начинающегося с фотосинтеза, из углекислоты, воды, нитратов, сульфатов и фосфатов. Сложный процесс синтеза белков до сих пор еще полностью не выяснен. Животные способны синтезировать из неорганических веществ лишь весьма ограниченное количество белка; главным источником пищевого белка для них являются растения или мясо других животных.
Белки необходимы организму как для образования новых, так и для поддержания нормального функционирования уже имеющихся тканей; кроме того, они служат источником энергии. Подчеркиваем, главное назначение белков — быть пластическим материалом в организме человека, а не источником энергии.
Для того чтобы белки могли быть использованы в организме, они должны подвергнуться расщеплению путем окисления до таких простых веществ, как вода, углекислота, сульфаты, фосфаты и простые азотистые соединения, которые затем используются в организме (аминокислоты) или выводятся из него (вода, углекислота).
Все встречающиеся в природе белки содержат пять элементов: углерод, водород, кислород, азот и серу. В некоторых специфических белках содержатся в значительных количествах другие элементы: фосфор (в казеине, основном белке молока, имеющие первостепенное значение в питании детей, особенно младенческого возраста), йод (в белке щитовидной железы), железо (в гемоглобине крови, необходимом для процесса дыхания).
Относительно высокое и достаточно постоянное (в среднем 16 %) содержание азота служит отличительным признаком белков. Таким образом, белки — это органические высокомолекулярные азотсодержащие соединения, присутствующие в каждой клетке и определяющие ее жизнедеятельность.
Белковые молекулы очень велики. Молекулярный вес обычного яичного белка — альбумина — составляет около 34500. Вообще же молекулярные веса белковых молекул колеблются в пределах от 10000 до 1000000 и более. Можно легко представить себе, насколько велик размер белковых молекул, сравнив его с молекулярным весом одного из жиров, равным 807, глюкозы, равным 180, и неорганической соли. например, хлористого натрия, равным 58,5.
Белковые молекулы не только очень велики, но и чрезвычайно сложны. Как и другие сложные молекулы, их можно расщепить на более простые молекулы. Такие простые молекулы, образующиеся в результате полного расщепления белка, называются аминокислотами. Аминокислоты часто называют «кирпичиками», используемыми для построения белковой молекулы. Они являются исходными составными частями белков. В настоящее время в различных объектах живой природы обнаружено до 200 различных аминокислот. В организме человека их около 60, но в состав белков входят только 20 аминокислот, называемых природными. Остальные аминокислоты существуют в свободном состоянии.
В организме человека насчитывается около 5 миллионов разнообразных белков. Из этого огромного количества природных белков известны точное строение и структура ничтожно малой части, не более 1000. В состав всех этих полимерных молекул входят 20 различных мономерных аминокислот.
Значение белков как основы всего живого было отмечено еще Ф.Энгельсом. Развитие науки полностью подтвердило его известное представление: «Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким-либо белковым телом, и повсюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, не находящееся в процессе разложения, мы без исключения встречаем и явления жизни». Основополагающим в естествознании является определение Ф. Энгельса: «Жизнь есть способ существования белковых тел».
Белки окисляются в организме не полностью. Аминогруппы отщепляются от молекул белка и выводятся с мочой в форме мочевины. Поэтому при сжигании белка в специальном калориметре выделяется больше энергии, чем при его окислении в организме. Разница приходится на ту энергию, которая выделяется при сжигании мочевины. Так, при сжигании белка в калориметре выделяется 5,4 ккал/г, а при окислении в организме человека — 4,1 ккал/г.
В организме человека за сутки расходуется, по данным разных авторов, около 300–400 г белка. Примерно 2/3 образовавшихся аминокислот используются на новый синтез белка, но 1/3 безвозвратно окисляется в энергетических цепях и должна пополняться поступлением белка из пищи.
Из 20 аминокислот, определяющих все многообразие белковых структур в организме человека, 10 аминокислот синтезируются самим организмом. Это так называемые заменимые аминокислоты. Другие 10 аминокислот не могут синтезироваться в организме и должны обязательно поступать с пищей. Их называют незаменимыми аминокислотами. И заменимые, и незаменимые аминокислоты важны для организма. Незаменимость в данном случае означает необходимость поступления с пищей.
Десять заменимых аминокислот могут быть синтезированы в организме из незаменимых аминокислот, а также из продуктов обмена углеводов и липидов (жиров). Белки, содержащие полный набор незаменимых аминокислот, носят название биологически полноценных белков.
Специалисты считают, что за сутки в организм взрослого человека должно поступать с пищей 80-100 г белка, при этом 40 % белка должно быть животного происхождения. Животный белок практически полностью используется организмом, с то время как коэффициент использования растительного белка составляет 0,6–0,7, что определяется худшим набором незаменимых аминокислот в растительном белке. При физических нагрузках количество белка в суточном рационе человека должно увеличиваться до 120–200 г в зависимости от тяжести нагрузок.
Однако потребление такого количества белка не является минимально достаточным в суточном рационе. Это связано с тем, что потребление белка вызывается повышение энергообмена организма после приема пищи. Раздельный прием белков, жиров и углеводов показал, что наиболее выраженная активация энергообмена наблюдается после приема белков.
При белковом питании повышение энергообмена может составить 30–40 % общей энергетической ценности белка, введенного в организм. Повышение обмена начинается примерно через 1,5–2 часа, достигает максимума через 3 часа и продолжается 7–8 часов после приема белка. Полагают, что это обусловлено большими энерготратами на синтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) из аминокислот, чем из моносахаридов и жирных кислот. Поэтому для поддержания белкового равновесия в организме требуется, как минимум, 30–45 г животного белка в сутки. Это так называемый физиологический минимум белка.
Избыточная белковая диета у человека и высших животных, не подвергавшихся предварительному белковому голоданию, не приводит к нарушению белкового баланса, так как избыток аминокислот тратится на энергетические нужды организма. Однако после длительного белкового голодания, во время беременности, когда идет рост плода, а также у растущего организма может наблюдаться положительный белковый баланс.
В нашей работе «Как предупредить самые опасные заболевания сердца и сосудов» (в сборнике вместе с другой работой — «Инфаркт и стенокардия начинаются… в легких», издательство «Комплект», 1998) доказана необходимость строгого соблюдения белковой нормы в рационе человека для предотвращения развития атеросклероза, приводящего к самой высокой в мире гибели людей — 51–54 % от общей смертности.
Остается добавить, что американские биохимики П. Хочачка и Дж. Сомеро («Биохимическая адаптация», 1988) считают, что на глюконеогенез (синтез глюкозы в собственном организме), о котором мы будем много говорить ниже, в организме человека может расходоваться до 20 г белка в сутки.
Глава 2. Какие мы — травоядные, плодоядные, хищники или всеядные?
Первым из двух главных отличий вегетарианцев от обычных людей является отказ от употребления в пищу животных белков, то есть отказ от мяса и рыбы.
Сейчас важно понять, как мотивируют вегетарианцы свой отказ от животных белков в рационе. Лучше всех других вегетарианцев это может объяснить самый научно подготовленный из них — Г. Шаталова. Наша задача — узнать как можно больше о вегетарианстве, как говорят, из первых рук.
Здесь и далее мы будем часто цитировать Г. Шаталову, чтобы сохранить точный смысл ее мнений, не внести в них никаких искажений. Своим полувековым энергичным и преданным служением вегетарианству, своими уникальными экспериментами Г. Шаталова заслужила самое внимательное и бережное отношение к ее высказываниям. Именно так мы и будем поступать. Но у автора есть просьба к читателям: проследите, пожалуйста, за большим количеством неправды в заявлениях Г. Шаталовой, за нарушениями логических построений и другими странностями в ее мышлении. Эти явления не случайны у вегетарианцев, и такие важные наблюдения потребуются нам через непродолжительное время. Своими комментариями автор поможет читателю сделать правильные выводы.