Протеините са една от най-важните групи макромолекули в човешкото тяло, представени в цялото разнообразие от форми: клетъчни рецептори, сигнални молекули, структурни елементи, ензими, кислород и носители на въглероден диоксид (хемоглобин) - и това не е пълен списък. Протеинът е неразделна част от костите, мускулите, сухожилията и се използва за отглеждане и възстановяване на телесните тъкани..
В допълнение към тези функции, протеините могат да се използват и като източник на енергия. Важна характеристика на метаболизма на белтъците е неспособността на организма да ги запази в резерв, поради което е много важно постоянно да се използват протеини с храна..
Описание на метаболизма на протеините в човешкото тяло
Протеиновият метаболизъм започва в стомаха. Когато храната, богата на протеини, влезе в стомаха, тя се „посреща” от ензима пепсин и солна киселина (HCl, 05%), което осигурява ниво на рН 1.5-3.5, при което протеините се денатурират. Под влияние на пепсина протеините се разграждат в полипептиди и техните аминокиселини.
Когато химусът (ядливата каша) навлезе в тънките черва, панкреасът отделя сок, съдържащ натриев бикарбонат (сода), който неутрализира солната киселина. Той помага да се предпази чревната обвивка..
Тялото синтезира протеините, от които се нуждае, от аминокиселините, които получаваме от храната, а нежеланите протеини се превръщат в глюкоза или триглицериди и се използват за поддържане на енергията или увеличаване на енергийния резерв на организма..
Също така в тънките черва се отделят храносмилателни хормони, включително секретин и холецистокинин, които стимулират по-нататъшното разграждане на протеините. Secretin също стимулира секрецията на сок на панкреаса, който също произвежда по-голямата част от храносмилателните ензими, включително протеаза, трипсин, химотрипсин и еластаза, които допринасят за усвояването на протеини.
Заедно, тези ензими "разрушават" сложни протеини в отделни аминокиселини, които се транспортират през чревната лигавица и се използват за синтезиране на нови протеини или за превръщането им в мазнини или ацетилкоензим А и се използват в цикъла на Кребс..
Ролята на храносмилателните ензими и хормони в метаболизма на протеините
Ензимите в стомаха и тънките черва разграждат протеините в аминокиселини. HCl в стомаха допринася за протеолизата, а хормоните, отделяни от чревните клетки, регулират процеса на храносмилане.
За да се предотврати разпадането на протеините на панкреаса и тънките черва, панкреасът също произвежда неактивни проензими, които се активират само в тънките черва. Панкреасът във везикула съдържа трипсин, химитрипсин под формата на трипсиноген и химотрипсиноген..
След влизане в тънките черва, ензимът, разположен в стените на тънките черва (ентерокиназа) се свързва с трипсиноген и го превръща в активна форма, трипсин. След това трипсинът се свързва с химотрипсиноген и го превръща в активна форма - химотрипсин..
Трипсин и хемотрипсин разграждат големи протеини на по-малки пептиди по време на протеолиза. Тези малки пептиди се разделят на съставни аминокиселини, които се транспортират през апикалната повърхност на чревната лигавица, използвайки аминокиселинни транспортери..
Тези конвейери свързват натрия и аминокиселината и след това я прехвърлят през черупката. На базалната повърхност на клетките на лигавицата се освобождават натрий и аминокиселина. Натрият може да се използва повторно като транспортер и аминокиселините влизат в кръвния поток и се транспортират до черния дроб и всички клетки на тялото за синтез на протеини..
Свободни аминокиселини се използват за синтезиране на нови протеини. В случай на излишък на аминокиселини, тялото, без да има механизъм за тяхното съхранение, ги превръща в глюкоза или кетони или ги разделя. В резултат на разцепването на аминокиселини се образуват въглеводороди и азотни шлаки. Въпреки това, азотът във високи концентрации е токсичен, защото по време на орнитиновия цикъл той се преработва, което насърчава елиминирането на азота от организма..
Свободни аминокиселини се използват за синтезиране на нови протеини. В случай на излишък на аминокиселини, организмът, без механизъм за тяхното съхранение, ги превръща в глюкоза или кетони, или пък се разгражда.
Орнитинов цикъл - цикъл на образуване на карбамид
Орнитинов цикъл - Това е комплекс от биохимични реакции, в резултат на което урея се образува от амониеви йони, за да се предотврати повишаване на концентрацията на амоний в тялото до критично ниво. Цикълът се среща най-вече в черния дроб, а в по-малка степен - в бъбреците..
Преди началото на орнитиновия цикъл амониевите йони се образуват в резултат на разграждането на аминокиселините в резултат на прехвърлянето на аминогрупа от аминокиселина към кетокиселина..
В резултат на това трансаминиране се образува молекула, която е необходима за цикъла на Кребс, а амониевият йон, който влиза в орнитиновия цикъл и се екскретира от тялото, комбинирайки се с CO \ t2, което води до образуването на карбамид и вода. От своя страна уреята се отделя чрез бъбреците като част от урината..
Аминокиселините могат да се използват и като източник на енергия, особено по време на периода на гладуване. Тъй като междинните метаболитни продукти, включително пирувинова киселина, ацетилкоензим А, ацетоацетил СоА, оксалоацетат и алфа кетоглутарат, се образуват по време на обработката на аминокиселини, аминокиселините могат да служат като източник на енергия, отделена по време на цикъла на Кребс..
По този начин, аминокиселините, образувани в резултат на метаболизма на протеините, се използват или за синтез на протеини, необходими на организма, или се използват за енергия, или се отстраняват като ненужни, но не се съхраняват в тялото. Следователно, достатъчно количество протеин в храната е много важно за растежа, възстановяването на тъканите и поддържането на здравословно състояние..