Proteini su jedna od najvažnijih skupina makromolekula u ljudskom tijelu, zastupljene u čitavom nizu oblika: stanični receptori, signalne molekule, strukturni elementi, enzimi, nositelji kisika i ugljičnog dioksida (hemoglobin) - a to nije potpuni popis. Protein je sastavni dio kostiju, mišića, ligamenata, a koristi se za rast i obnavljanje tjelesnih tkiva..
Osim ovih funkcija, proteini se također mogu koristiti kao izvor energije. Važna značajka metabolizma proteina je nemogućnost organizma da ih zadrži u rezervi, stoga je vrlo važno stalno koristiti proteine s hranom..
Opis metabolizma proteina u ljudskom tijelu
Metabolizam proteina počinje u želucu. Kada hrana bogata bjelančevinama uđe u želudac, ona se „zadovoljava“ enzimom pepsin i klorovodičnom kiselinom (HCl, 05%), što osigurava pH vrijednost od 1,5-3,5 u kojoj su proteini denaturirani. Pod utjecajem pepsina, proteini se razgrađuju u polipeptide i njihove aminokiseline.
Kada chyme (jestiva kaša) uđe u tanko crijevo, gušterača izlučuje sok koji sadrži natrij bikarbonat (soda), koji neutralizira klorovodičnu kiselinu. Pomaže u zaštiti crijevne sluznice..
Tijelo sintetizira proteine koji su mu potrebni od aminokiselina koje dobivamo od hrane, a neželjeni proteini se pretvaraju u glukozu ili trigliceride i koriste se za održavanje energije ili povećanje tjelesne rezerve energije..
Također u tankom crijevu izlučuju se probavni hormoni, uključujući sekretin i kolecistokinin, koji stimuliraju daljnji raspad proteina. Secretin također potiče izlučivanje soka gušterače, koji također proizvodi većinu probavnih enzima, uključujući proteaze, tripsina, kimotripsina i elastaze, koje doprinose probavi proteina.
Zajedno, ti enzimi "razbijaju" kompleksne proteine u pojedinačne aminokiseline, koje se transportiraju kroz sluznicu crijeva i koriste za sintezu novih proteina ili pretvaranje u masti ili acetil koenzim A i koriste se u Krebsovom ciklusu.
Uloga probavnih enzima i hormona u metabolizmu proteina
Enzimi u želucu i tankom crijevu razgrađuju proteine u aminokiseline. HCl u želucu doprinosi proteolizi, a hormoni koje luče intestinalne stanice reguliraju proces probave.
Da bi se spriječilo raspadanje proteina pankreasa i tankog crijeva, gušterača također proizvodi neaktivne proenzime koji se aktiviraju samo u tankom crijevu. Gušterača unutar mjehura sadrži tripsin, himitripsin u obliku tripsinogena i kimotripsinogena.
Nakon ulaska u tanko crijevo, enzim smješten u stijenkama tankog crijeva (enterokinaza) veže se na tripsinogen i pretvara ga u aktivni oblik, tripsin. Nakon toga, tripsin se veže na kimotripsinogen i pretvara ga u aktivni oblik - kimotripsin.
Tripsin i kemotripsin razgrađuju velike proteine u manje peptide tijekom proteolize. Ovi mali peptidi su podijeljeni u komponente aminokiseline, koje se transportiraju kroz apikalnu površinu crijevne sluznice pomoću transportera amino kiselina..
Ovi transporteri vežu natrij i aminokiselinu, a zatim je prenose kroz ljusku. Na bazalnoj površini sluznice oslobađaju se natrij i aminokiselina. Natrij se može ponovno koristiti kao transporter, a aminokiseline ulaze u krvotok i prenose se u jetru i sve stanice tijela radi sinteze proteina..
Slobodne aminokiseline koriste se za sintezu novih proteina. U slučaju viška aminokiselina, tijelo, bez mehanizma za njihovo skladištenje, pretvara ih u glukozu ili ketone ili ih razdvaja. Kao rezultat cijepanja aminokiselina nastaju ugljikovodici i dušične šljake. Međutim, dušik u visokim koncentracijama je toksičan, jer se tijekom ornitinskog ciklusa obrađuje, što potiče eliminaciju dušika iz tijela..
Slobodne aminokiseline koriste se za sintezu novih proteina. U slučaju viška aminokiselina, organizam, koji nema mehanizam za njihovo skladištenje, pretvara ih u glukozu ili ketone, ili se razgrađuje.
Ornitinski ciklus - ciklus stvaranja uree
Ornitinski ciklus - To je kompleks biokemijskih reakcija, zbog čega se urea formira iz amonijevih iona kako bi se spriječilo povećanje koncentracije amonijaka u tijelu na kritičnu razinu. Ciklus se uglavnom javlja u jetri, au manjoj mjeri u bubrezima..
Prije početka ornitinskog ciklusa, amonijevi ioni nastaju kao rezultat raspada aminokiselina kao rezultat prijenosa amino skupine iz amino kiseline u keto kiselinu..
Kao rezultat ove transaminacije, formira se molekula koja je nužna za Krebsov ciklus, a amonijev ion, koji ulazi u ornitinski ciklus i izlučuje se iz tijela, kombinirajući se s CO \ t2, što rezultira stvaranjem uree i vode. S druge strane, urea se izlučuje putem bubrega kao dio urina..
Aminokiseline se također mogu koristiti kao izvor energije, osobito tijekom razdoblja gladovanja. Budući da se međuproizvodi metabolizma, uključujući piruvičnu kiselinu, acetil koenzim A, acetoacetil CoA, oksaloacetat i alfa ketoglutarat, stvaraju tijekom obrade amino kiselina, aminokiseline mogu poslužiti kao izvor energije oslobođene tijekom Krebsovog ciklusa.
Dakle, aminokiseline nastale kao rezultat metabolizma proteina koriste se ili za sintezu proteina potrebnih tijelu, ili se koriste za energiju, ili se uklanjaju kao nepotrebne, ali ne i pohranjene u tijelu. Stoga je dovoljna količina proteina u prehrani vrlo važna za rast, popravak tkiva i održavanje zdravog stanja..