Белковые тела в животном организме играют исключительно важную роль, являясь главной составной частью протоплазмы, тканей, органов и соков. Только пот, желчь, слезы и моча, по-видимому, свободны от белков; во всех других частях тела белки, после воды, занимают преобладающее по процентному содержанию место, как это видно из следующей таблицы среднего процентного содержания белковых веществ в свежих тканях и жидкостях животного тела:
| Кровь | 20,56% |
| Мышцы | 19,90% |
| Куриное яйцо | 13,43% |
| Печень | 11,74% |
| Мозг | 8,63% |
| Кровяная сыворотка | 4,09% |
| Млечный сок | 7,50% |
| Молоко | 3,94% |
| Лимфа | 2,46% |
Белки находятся в животном организме в самом разнообразном виде: в растворе, организованными в ткань, в полужидком, аморфном или студенистом виде, причем растворение их обуславливается, вероятно, теми же разнообразными условиями, которые могут иметь место и вне организма.
Важное значение белковых тел в организме становится вполне понятным при знакомстве с сущностью обмена веществ в нем, почему нам придется отослать читателя и к последней статье (см. Обмен веществ). Здесь же мы ограничимся только более общими указаниями. Главное назначение белков состоит в возмещении тканей, потребляемых организмом при обмене веществ. Понятно, что при потреблении уже сформированных тканей и частей в животном организме непрерывно идут рядом процессы расщепления и окисления. Более сложные соединения распадаются на своих составителей (диссоциация) либо непосредственно, либо путем восприятия воды (гидролитическое расщепление), либо кислорода (окислительное расщепление). Вследствие этого, органические вещества до своего распадения на конечные продукты переходят через целый ряд промежуточных ступеней (регрессивный метаморфоз, см. это слово).
Животные, в отличие от растений, не обладают способностью вырабатывать белки из неорганических элементов и должны получать их готовыми; травоядные животные получают необходимые им белки от растений, перерабатывая их в другие формы; плотоядные животные — от других животных, вполне сформированными для своих потребностей. Для человека, как всеядного, имеет большое значение содержание белка в растениях, которое видно из следующей таблицы % содержания его в:
| Пшенице | 12,4 |
| Ржи | 11,4 |
| Рисе | 6,9 |
| Кукурузе | 10,1 |
| Просе | 11,3 |
| Чечевице | 24,8 |
| Горохе | 22,6 |
| Бобах | 23,1 |
| Картофеле | 1,8 |
Воспринятые животным организмом сформированные белки (в противоположность явлениям, происходящим в растительном царстве с его синтетическим образованием белковых тел) подвергаются в нем процессам расщепления и окисления. Но, помимо того, животный организм должен обладать способностью переводить белки из одних видов их в другие. Воспринятый пищей белок подвергается изменениям уже в самом начале пищеварительных путей; под влиянием отделений различных желез, открывающихся в желудок и кишечник, белки превращаются в пептоны и делаются способными быть усвоенными организмом, т. е. могут быть восприняты всасывающими путями. По-видимому, уже в последних пептоны подвергаются различным превращениям, так как в крови, лимфе, млечном соке и особенно в тканях не встречаются значительные количества пептонов. Из последних образуются другие виды белков: альбумины, глобулины, ацид-альбумины, альбуминаты и проч. Эта способность видоизменения формы присуща организму в самых ранних периодах его развития. Яйцо млекопитающих животных содержит почти исключительно вителлин; яйцо птиц, кроме вителлина, содержит еще альбумин, и из этих двух видов белков развиваются все ткани зародыша. Грудной младенец получает белки почти исключительно в виде казеина, который перерабатывает во все остальные потребные для него разновидности белковых тел.
Выше было сказано, что все жизненные процессы организма связаны с потреблением его тканей и соков, а следовательно, и с потреблением белка. Принимаемый пищей белок должен восполнять эти потери и даже содействовать нарастанию белковых веществ в организме в известных периодах его роста; следовательно, суточное количество белка, необходимое для взрослого животного, должно оставаться довольно постоянным. Если организм воспринимает столько белков, сколько он получает, — не нарушает, следовательно, количества имеющегося у него постоянного запаса их, то мы говорим, что он достиг так называемого азотистого равновесия. Конечно, количество белка, необходимое для поддержания азотистого равновесия, колеблется, хотя и в нешироких пределах, для каждого отдельного индивидуума и находится в зависимости от величины тела и содержания в последнем жира: чем организм крупнее, тем больше он должен потреблять белка; с другой стороны, чем субъект богаче жиром, тем меньше он будет потреблять белка, так как при существовании значительного запаса жира белок сберегается и тратится организмом в меньшем количестве. Взрослый человек в состоянии голодания потребляет в среднем ежедневно до 70 грамм белка и 200 грамм жира; если же количество вводимого белка недостаточно, организм будет тратить уже свой собственный белковый запас и наступит потеря азотистого равновесия в ущерб организму. Напротив, при чрезмерном введении белка легко наступает нарастание количества его в организме. Само собой разумеется, что чем выше траты организма, как, например, при работе, тем усиленнее нужно предоставить ему белок для соблюдения азотистого равновесия. Взрослому работнику для поддержания равновесия питания, азотистого и жирового, требуется ежедневно до 120 грамм белка, 110 грамм жира и 350 грамм углеводов. При этом нельзя упускать из виду, что не из всех предметов, содержащих белок, организм одинаково легко воспринимает необходимый для него белок. Так, например, по Rulner'y, кишечник человека всасывает из белков мяса и яиц 97%, молока 93%, белого хлеба 78%, черного хлеба 68% и т. д. Подобные данные чрезвычайно важны для вычисления необходимого количества пищи для человека, так как в интересах питания важно не количество введенных в организм питательных веществ, а только количество усвоенных. Обычная потребность в белке может быть покрыта 640 граммами говядины или 18 яйцами, 2900 граммами молока, 800 граммами пшеничной муки, 1400 граммами ржаного хлеба, 4600 граммами картофеля и т. д. Из практики известно, что для удовлетворительного усвоения белков требуется введение смешанной пищи, состоящей не только из белков, но и из достаточного количества жиров и углеводов. Для примера можно указать на сочетание 400 грамм мяса, 100 грамм масла и 600 грамм черного хлеба.
Из вышесказанного ясны до некоторой степени необходимость белка и формы поступления и усвоения его организмом. Каким же изменениям подвергается он в последнем и какими путями выделяется по своем потреблении? Выше было сказано, что белок в животном организме разлагается на свои конечные продукты путем перехода через целый ряд промежуточных форм, подвергаясь все время гидролитическому и окислительному расщеплению. Одним из конечных продуктов сгорания белка является мочевина, выделяемая мочой. Для большей наглядности промежуточных ступеней, следует обратить внимание на следующую таблицу некоторых из них:
На один атом азота содержится углерода:
| в белковых телах | 4 атома |
| в глютине (клее) | 3½ атома |
| в гликоколе | 2 атома |
| в креатине | 1½ атома |
| в мочевой кислоте | 1¼ атома |
| в аллантоине | 1 атом |
| в мочевине | ½ атома |
Соответственно уменьшению содержания углерода в перечисленных нами соединениях, последние делаются относительно богаче азотом и кислородом. Из данной таблицы очевидно, что под влиянием солей, щелочей, бродил и т. д. белковые вещества распадаются на лейцин, тирозин, аспарагиновую кислоту, аммиачные соли, которые являются как бы предшествующими формами имеющей образоваться мочевины. Данные вещества, введенные в организм, тоже выделяются из него в виде мочевины, что указывает на образование последней из первых. Перечисленные соединения образуются в организме в кишечнике и, всосавшись, преобразуются в мочевину в тканях. По имеющимся данным нужно считать, что местом развития мочевины служит печень. В самой же моче, рядом с мочевиной, мы находим также ксантин (C5H4N4O2) и гипоксантин (C5H4N4O), которые отличаются от мочевины (С5Н4N4О3) только меньшей окисленностью (1 и 2 атома кислорода); таким образом, нужно думать, что эти два соединения предшествуют мочевине в деле окончательного расщепления белковых тел. Освобождающееся при расщеплении белков значительное количество углерода, т. е. 7 свободных атомов (см. последнюю таблицу) под влиянием кислорода в окончательном своем распадении дает, как конечный продукт, углекислоту, которая выделяется из организма различными путями. Если же излишек углеродистых продуктов так значителен, что превышает необходимый расход организма, то углерод, в виде различных безазотистых соединений, отлагается в организме, вероятно, в виде жира. Наконец, что касается содержащейся в белке серы, то отщепляясь при различных превращениях последнего и становясь свободной, она соединяется с кислородом, образуя серную кислоту, которая связывается со щелочами и оставляет организм в виде сернокислых солей, выводимых мочой.
Незатронутые вопросы о роли белка в организме подробнее будут указаны при слове Питание.