Pomen beljakovin v človeškem telesu

Poskusimo ugotoviti, kakšen pomen imajo proteini za človeško telo. Ogljikove hidrate, beljakovine, mineralne soli, maščobe, vitamine, ki so del hrane, potrebuje človek za različne notranje procese.

Hranila so vir energije, ki pokriva vse stroške živega organizma. Razlaga, kakšna je vrednost beljakovin v telesu, ugotavljamo, da so odličen gradbeni material, potreben za rast, razmnoževanje novih celic.

Osnovni elementi vključujejo ogljikove hidrate, maščobe, beljakovine. Pomen beljakovine, maščobe, ogljikove hidrate za človeško telo je očitno. Pripadajo v prebavni trakt, pod vplivom encimov se fizikalno in kemično spreminjajo, spadajo v enostavnejše kemične spojine, se absorbirajo v črevesje in jih absorbira telo.

Zgodovina odkritja

Kako so bile identificirane beljakovine? Pomen za organizem teh organskih snovi je bil pojasnjen šele po določitvi njihove kemične sestave. Leta 1838 je nizozemski biokemik Gerard Mulder uspel odpreti beljakovinska telesa in oblikovati teorijo beljakovin. Raziskovalec je ugotovil, da je določena snov prisotna pri živalih in rastlinah, je osnova življenja na planetu.

Kaj so proteini, katere pomen je razkril Gerard Mulder? Beseda "beljakovine" pomeni v prevodu iz grškega jezika - "zaseda prvo mesto". Ti biopolimeri predstavljajo približno polovico suhe teže živih organizmov. V virusih je ta kazalnik v razponu od 45-95%.

Značilnosti encimov

Kakšen je pomen beljakovin v človeškem telesu? Imenujejo se kot ena glavnih štirih organskih snovi živih snovi. Glede bioloških funkcij so bistveno drugačni. Približno tretjina vseh proteinov človeškega telesa je koncentrirana v mišicah, približno 20% porazdeljenih v kite in kosti, le 10% pa je v koži.

Glede na pomembnost beljakovin v človeškem telesu opažamo, da so najpomembnejši encimi. Kljub dejstvu, da so prisotne v celicah v minutah, te spojine kontrolirajo veliko kemičnih reakcij, ki se pojavljajo v živem telesu:

• mišična aktivnost;
• aktivnost endokrinih žlez;
• delovanje možganov;
• oksidativne interakcije.

Majhna bakterija vsebuje več sto encimov.

Specifičnost beljakovin

Analiziramo pomen beljakovin za žive organizme, ugotavljamo, da so beljakovine nepogrešljiv sestavni del živih celic. Lahko vsebujejo različne kemične elemente: vodik, kisik, ogljik, žveplo, dušik. V nekaterih beljakovinskih molekulah obstaja fosfor. Njihove glavne snovi, ki vsebujejo dušik, so aminokisline.

Da bi razumeli pomen beljakovin v telesu, ugotavljamo, da lastnosti makromolekul določajo sestava in zaporedje aminokislinskih ostankov.

Kemična sestava

Med njimi nastanejo peptidne (amidne) vezi. Poleg polimernih dolgih verig ostanejo tudi druge organske spojine v beljakovinah. Na enem obroču amidne vezi obstaja akilirana ali prosta skupina, druga pa je opremljena z amidiranim ali prostim karboksilnim delom.

Del verige, ki ima amino skupino, se imenuje M-terminus. Fragment s karboksilno skupino imenujemo C-terminus peptidne verige.

Vodikove vezi se tvorijo med amidnim delom ene peptidne skupine in NH-delom druge snovi.

Tiste skupine, ki so vključene v R radikal amino kislin, lahko komunicirajo s sosednjimi molekulami in ustvarjajo različne kompleksne strukture.

V proteinskih makromolekulih obstaja ena ali več peptidnih verig, ki so povezane s kemičnimi navzkrižnimi povezavami. Med najpogostejšimi vrstami so disulfidni mostovi, ki jih ustvarjajo ostanki aminokislinskega cisteina.

Proteinske strukture

Katere strukture imajo beljakovine? Pomen za organizem tega razreda organskih snovi je razložen z njihovo sposobnostjo oblikovanja več struktur. Najpreprostejša struktura se tvori z linearno integracijo aminokislinskih fragmentov, ki so povezani z amidnimi (peptidnimi) vezmi. Med nastankom vodikovih vezi opazimo zvijanje peptidnih verig v spirali. Proces spremlja nastajanje velikega števila vodikovih vezi, kar povzroči oblikovanje najbolj koristne energetske konfiguracije.

Tako zapleteno strukturo je najprej odkril ameriški fizik in kemik Pauling, ki je analiziral osnovni protein volne in las, keratin, na osnovi rentgenske analize.

Strukturo je poklicala, da je videl a-helix (a-strukturo).

Eden od njegovih obratov predstavlja 3,6-3,7 aminokislinskih ostankov, razdalja med katerimi doseže 0,54 milijarde metrov.

Glede na pomembnost beljakovin za življenje organizma opažamo, da se stabilnost takšne spirale razlaga z vodikovimi vezmi, oblikovanimi znotraj molekule. V primeru razširitve makrostrukture poteka transformacija v linearno obliko.

Sile elektrostatične interakcije (privlačnost in odboj) preprečujejo nastanek pravilne strukture. Pojavljajo se med skupinami aminokislin. Tudi na ta proces vplivajo pirolidinski obroči, ki povzročajo upogibanje peptidne verige na nekaterih področjih.

Nato se odvija usmerjenost posameznih delov makromolekule beljakovin v vesolju, skupaj z oblikovanjem močno ukrivljene prostorske strukture. Njegova stabilnost je posledica interakcije radikalov R z aminokislinami, ki jih spremlja nastajanje disulfidnih mostov, ionskih parov, vodikovih vezi. To je značilno za osnovne biološke in kemične lastnosti proteinskih polimerov.

Razvrstitev

Glede na značilnosti prostorske strukture je običajno razdeliti vse beljakovine v dva razreda:

• fibrillar, ki deluje kot strukturni material;
• Globularni, ki vključuje protitelesa, encime, hormone.

Polipeptidne verige fibrilarnih proteinov imajo spiralno obliko, ki jo določijo vodikove intramolekularne vezi. V vlaknih tega razreda so peptidne zvite verige vzporedne z osjo, ki so medsebojno usmerjene. Njihova tesna ureditev omogoča oblikovanje navojnih struktur. To pojasnjuje visoko stopnjo asimetrije takih biopolimerov.

Fibrilarni proteini se praktično ne raztopijo v vodi in tvorijo raztopine visoke viskoznosti. Ti vključujejo proteine, ki tvorijo del celuloznih formacij in tkiv:

• povezan z miozinom mišični proteini tkanine;
• Kolagen, ki je osnova kožnih in sedimentacijskih tkiv;
• Kreatin, ki ga vsebujejo rogovi, lase, perje, volna.

Predstavnik tega razreda je fibroin, beljakovina iz naravne svile. Ta sirupna tekočina, ki se v zraku strdi v netopno, močno prejo, je struktura, ki nastane z medmolekularnimi vezi vodika. To določa visoka mehanska trdnost naravne svile.

Globularni proteini se razlikujejo v ukrivljeni obliki peptidnih verig. Globuli imajo nepomembno stopnjo asimetrije, so značilne visoke topnosti v vodi, neznatne viskoznosti oblikovanih raztopin. Med njimi lahko opazimo beljakovine krvi:

• albumin;
• hemoglobin;
• globulin.

Ločevanje beljakovin v globularne in fibrilarne beljakovine je zelo pogojno, saj obstaja veliko število makromolekul z vmesno strukturo.

Odvisnost lastnosti

Kateri razlog za tako velik pomen beljakovin v človeškem telesu? Na kratko lahko opozorimo, da je raznolikost fizikalnih in kemijskih lastnosti proteinskih molekul določena z razliko v konfiguraciji polipeptidnih verig, pogojev za nastanek prostorske strukture makromolekule, ki bo vplivala na njegove osnovne funkcije v telesu. Število aminokislinskih ostankov, ki so vključene v makromolekule, se giblje od 51 (insulin) do 140 (mioglobin).

Zato je relativna molekulska masa beljakovin od nekaj tisoč do več milijonov.

S pomočjo osnovne sestave je bila ugotovljena empirična formula beljakovinske molekule, hemoglobina krvi. Hormoni in encimi imajo manj zapleteno strukturo. Torej ima insulin molekulsko maso 6500, virus virusa pa 320.000.000.

Značilnosti polipeptidnih molekul

Za njih je običajno, da se nanašajo na snovi beljakovine, ki imajo v svoji sestavi ostanke aminokislin, ki jih združujejo peptidne vezi. Imajo nižjo relativno molekulsko maso, stopnjo prostorske organizacije kot beljakovine.

Ko se raztopi v vodi, dobimo molekularno dispergiran sistem, ki je raztopina visoke molekulske spojine. Nekatere spojine so izolirane v obliki kristalov: hemoglobin krvi, beljakovine piščančjega jajca.

Velik pomen za telo beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov.

Polipeptide prebavljajo v različne aminokisline v prebavnih procesih. So dobro topne v vodi, zato pridejo skozi kri do vseh celic in tkiv telesa.

Delno se porabijo za sintezo beljakovin, specifičnih za vsak organizem, sintezo hormonov, encimov, drugih biološko pomembnih snovi. Preostale aminokisline so energijski material.

Funkcije

Razlikujejo se naslednje funkcije proteinskih molekul:

• katalitični (encimi pospešujejo potek hidrolize);
• regulatorni (hormoni);
• zaščitni (trombin, protitelesa);
• transport (ceruloplazmin, hemoglobin).

Posebno mesto zaseda izmenjava beljakovin. Pomen metabolizma beljakovin v telesu ni mogoče opisati v enem stavku. So glavne sestavine živalske krme, človeške hrane. Presnova temelji izključno na neprekinjenem procesu njihovega preoblikovanja, odvisno od aminokislin, ki sestavljajo njihovo sestavo.

Pomen vitaminov

Razpravljamo o pomembnosti telesa beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov, govorimo o skupini spojin, imenovanih vitamini.

Vsak od njih ima določeno funkcijo, nenadomestljivo za živi organizem.

Vitamin E ščiti celice pred negativnimi učinki prostih radikalov. Upočasnjuje proces staranja, izboljša videz nohtov, las in kože. Ta spojina je sredstvo za preprečevanje trombov v krvnih žilah.

Vitamin A nadzira rast pri otrocih in mladostnikih, optimizira presnovne procese v telesu za odrasle, ohranja normalno stanje sluznic.

Vitamin B 12 vpliva na prebavni proces, sodeluje pri metabolizmu. Znatno zmanjša tveganje za anemijo, prispeva k nastanku vzdržljivosti, je odgovoren za ton telesa, sistematizira možganske procese.

Vitamin D - sredstvo za preprečevanje rahitisa pri otrocih. Izboljša absorpcijo kalcija, pozitivno vpliva na kri, spodbuja delovanje srca, izboljša ščitnico in povečuje imuniteto.

Vitamin B6 optimizira proces proizvodnje aminokislin, asimilacija proteinov. Ta snov spodbuja proizvodnjo hemoglobina in eritrocitov.

B1 stimulira metabolne procese v živem telesu. Ta vitamin krepi živčni sistem, optimizira delovanje kardiovaskularnega sistema.

PP ureja delovanje prebavil, jeter, trebušne slinavke. On nadzira proizvodnjo želodčnega soka.

Vitamin H zagotavlja normalno raven koristne mikroflore v črevesju, pozitivno vpliva na stanje nohtov, las, kože.

Askorbinska kislina je bistven element pri sintezi encimov. Podpira elastičnost hrustančnega in veznega tkiva, spodbuja absorpcijo železa v telesu.

Vitamin K je odgovoren za razvoj kostnega tkiva, koagulabilnost krvi. Pomanjkanje katere od teh snovi negativno vpliva na vitalno aktivnost telesa, vodi v oslabitev imunitete, zmanjšanje sposobnosti za delo osebe.

Lipidi

Nadaljuj pogovor o pomembnosti telesa beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov, vitaminov. Najbolj "sovražen" del, po mnenju ženskih predstavnikov, se šteje za maščobe. Toda brez teh organskih spojin telo ne bo moglo delovati v celoti, oseba se bo spremenila v izsušen skelet, brez moči.

Lipidi so spojine, ki so sestavljene iz maščobnih kislin in glicerola (polihidričnega alkohola). So vir energije, spremljajo proces asimilacije vitaminov E, D, A.

S temi organskimi spojinami oseba prejme esencialne maščobne kisline: linolenska, linolna, arahidonska.

Brez maščob je prenos živčnih impulzov nemogoč, saj so del celičnih membran, vplivajo na njihovo prepustnost.

Na primer, več kot polovica možganov je sestavljena iz maščob, ki vstopajo v telo s hrano.

Znanstveniki so ugotovili, da odrasla potrebuje 3,5 do 4 litre maščobe za popolno aktivnost. Med glavnimi funkcijami opozarjamo:

• nadzor telesne temperature;
• kopičenje hranil in energije;
• zaščita pred mehanskimi poškodbami;
• filtriranje snovi, ki vstopajo v telo;
• proizvodnja hormonov, odgovornih za normalno življenje organizma.

Poleg tega masti pomagajo ohranjati zunanjo lepoto, dati elastičnost kože, naravni sijaj.

Običajno jih je treba razdeliti po svojem izvoru v živalske in rastlinske vrste. Prva skupina vključuje: slanino, klobase, maščobno meso. Oksidirajo delno pretvorjene v energijo, ostalo se kopičijo pod kožo. S prebitkom takih kislin se pojavi znatna količina holesterola in se razvije ateroskleroza. Organizem jih absorbira počasi.

Rastlinske maščobe imajo precejšnjo količino nenasičenih organskih kislin, ki se hitro razgradijo v telesu. Na primer, maščobne kisline Omega 3, Omega 6 so potrebne za osebo, da popolnoma izvaja kardiovaskularni sistem, preprečuje proizvodnjo holesterola.

Pomen maščob za telo je primerljiv z beljakovinami in ogljikovimi hidrati. Vsak dan mora odrasel porabiti najmanj 100 gramov maščob.

Zaključek

Pri pravilni sestavi prehrane se lahko pričakuje, da bo telo dobavilo vse potrebne sestavine, ne da bi skrbelo za prekomerno težo.

Trenutno veliko ljudi poskuša spremljati njihovo zdravje: telesno dejavnost, prehrana, stanje kože. Da bi bil uspešen, zavarovan, ki ga zahteva človek, je pomembno nadzirati količino vitaminov, beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov, ki jih uporablja telo. Vse te organske spojine opravljajo pomembne funkcije, zato jih ne morete zamenjati z drugimi.