Proteíny sú jednou z najdôležitejších skupín makromolekúl v ľudskom tele, ktoré sú zastúpené v celej palete foriem: bunkových receptorov, signalizačných molekúl, štruktúrnych prvkov, enzýmov, nosičov kyslíka a oxidu uhličitého (hemoglobín) - a to nie je úplný zoznam. Bielkovina je neoddeliteľnou súčasťou kostí, svalov, väzov a používa sa na rast a obnovu telesných tkanív..
Okrem týchto funkcií sa môžu bielkoviny použiť aj ako zdroj energie. Dôležitou črtou metabolizmu bielkovín je neschopnosť tela udržať ich v rezerve, preto je veľmi dôležité neustále používať proteíny s jedlom..
Popis metabolizmu bielkovín v ľudskom tele
Proteinový metabolizmus začína v žalúdku. Keď potravu bohatú na bielkoviny vstupuje do žalúdka, je "splnená" enzýmom pepsín a kyselina chlorovodíková (HCl, 05%), ktorá poskytuje hodnotu pH 1,5 až 3,5, v ktorej sú proteíny denaturované. Pod vplyvom pepsínu sa proteíny rozkladajú na polypeptidy a ich aminokyseliny.
Keď vstúpi do tenkého čreva chuťovka (jedlý kaša), pankreas vylučuje šťavu obsahujúcu hydrogénuhličitan sodný (sóda), ktorá neutralizuje kyselinu chlorovodíkovú. Pomáha chrániť črevnú výstelku..
Telo syntetizuje proteíny, ktoré potrebuje, z aminokyselín, ktoré dostaneme z potravy, a nežiaduce bielkoviny sa premieňajú na glukózu alebo triglyceridy a používajú sa na udržanie energie alebo zvýšenie energetickej rezervy organizmu..
Tiež v tenkom čreve sa vylučujú zažívacie hormóny, vrátane sekretínu a cholecystokinínu, ktoré stimulujú ďalšie poškodenie proteínov. Secretín tiež stimuluje sekréciu pankreatickej šťavy, ktorá tiež produkuje väčšinu tráviacich enzýmov vrátane proteáza, trypsín, chymotrypsín a elastáza, ktoré prispievajú k tráveniu proteínov.
Tieto enzýmy dohromady "zlomia" komplexné proteíny na jednotlivé aminokyseliny, ktoré sa prepravujú cez črevnú sliznicu a používajú sa na syntézu nových proteínov alebo ich premenu na tuky alebo acetyl koenzým A a používajú sa v Krebsovom cykle.
Úloha tráviacich enzýmov a hormónov v metabolizme bielkovín
Enzýmy v žalúdku a tenkom čreve rozkladajú proteíny na aminokyseliny. HCl v žalúdku prispieva k proteolýze a hormóny vylučované intestinálnymi bunkami regulujú proces trávenia.
Aby sa zabránilo rozpadu bielkovín pankreasu a tenkého čreva, pankreas tiež produkuje neaktívne proenzýmy, ktoré sú aktivované len v tenkom čreve. Pankreas vnútri vezikuly obsahuje trypsín, chymitripsín vo forme trypsinogénu a chymotrypsinogénu.
Po vstupe do tenkého čreva sa enzým nachádzajúci sa v stenách tenkého čreva (enterokinázu) viaže na trypsinogén a premení sa na aktívnu formu trypsínu. Potom sa trypsín viaže na chymotrypsinogén a premieňa ho na aktívnu formu - chymotrypsín.
Trypsín a chemotrypsín rozkladajú veľké proteíny na menšie peptidy počas proteolýzy. Tieto malé peptidy sú rozdelené na zložkové aminokyseliny, ktoré sa transportujú cez apikálny povrch črevnej sliznice pomocou transportérov aminokyselín..
Tieto dopravníky viažu sodík a aminokyselinu a potom ich prenášajú cez škrupinu. Na základnom povrchu slizničných buniek sa uvoľňujú sodík a aminokyselina. Sodík sa môže opätovne použiť ako transportér a aminokyseliny vstupujú do krvného obehu a transportujú sa do pečene a do všetkých buniek tela na syntézu bielkovín..
Na syntézu nových proteínov sa používajú voľné aminokyseliny. V prípade prebytku aminokyselín, telo, bez mechanizmu na ich uskladnenie, ich premení na glukózu alebo ketóny alebo ich rozdelí. V dôsledku štiepenia aminokyselín sa vytvárajú uhľovodíky a dusíkaté trosky. Avšak dusík vo vysokých koncentráciách je toxický, pretože počas ornitínového cyklu sa spracováva, čo podporuje odstránenie dusíka z tela.
Na syntézu nových proteínov sa používajú voľné aminokyseliny. V prípade prebytku aminokyselín, organizmus, ktorý nemá žiadny mechanizmus na ich skladovanie, ich premení na glukózu alebo ketóny, alebo sa rozpadne.
Cyklus ornitínu - cyklus tvorby močoviny
Ornitínový cyklus - Ide o komplex biochemických reakcií, v dôsledku ktorých sa tvorí močovina z amónnych iónov, aby sa zabránilo zvýšeniu koncentrácie amoniaku v tele na kritickú úroveň. Cyklus sa vyskytuje väčšinou v pečeni av menšom rozsahu v obličkách..
Pred začiatkom ornitínového cyklu sa v dôsledku prechodu aminoskupiny z aminokyseliny na keto kyselinu tvoria amónne ióny v dôsledku rozpadu aminokyselín..
V dôsledku tejto transaminácie vzniká molekula, ktorá je potrebná pre Krebsov cyklus a amónny ión, ktorý vstupuje do ornitínového cyklu a vylučuje sa z tela, v kombinácii s CO2, čo vedie k tvorbe močoviny a vody. Močovina sa vylučuje obličkami ako časť moču..
Aminokyseliny môžu byť tiež použité ako zdroj energie, najmä počas obdobia nalačno. Pretože sa počas spracovania aminokyselín vytvárajú medziprodukty metabolizmu, vrátane kyseliny pyrohroznovej, acetyl-koenzýmu A, acetoacetyl-CoA, oxaloacetátu a alfa-ketoglutarátu, môžu aminokyseliny slúžiť ako zdroj energie uvoľnenej počas Krebsovho cyklu.
Teda aminokyseliny tvorené v dôsledku metabolizmu proteínov sa používajú buď na syntézu proteínov potrebných v tele, alebo sa používajú na výrobu energie, alebo sa odstraňujú ako zbytočné, ale nie sú uložené v tele. Preto je dostatočné množstvo bielkovín v strave veľmi dôležité pre rast, obnovu tkaniva a udržanie zdravého stavu..