Importanța proteinelor în corpul uman

Să încercăm să aflăm ce importanță au proteinele pentru corpul uman. Carbohidrații, proteinele, sărurile minerale, grăsimile, vitaminele, care fac parte din alimente, sunt necesare omului pentru diverse procese interne.

Nutrienții reprezintă o sursă de energie care acoperă toate cheltuielile unui organism viu. Reflectând asupra valorii proteinelor din organism, observăm că acestea reprezintă un material de construcție excelent necesar creșterii, reproducerii celulelor noi.

Elementele de bază includ carbohidrații, grăsimile, proteinele. valoare proteine, grăsimi, carbohidrați pentru corpul uman este evident. Odată ajuns în tractul digestiv, acestea sunt sub influența enzimelor sunt supuse unor modificări fizice și chimice, se descompun în compuși chimici mai simple, care sunt absorbite în intestin, absorbit de către organism.

Istoria descoperirii

Cum au fost identificate proteinele? Importanța organismului pentru aceste substanțe organice a fost clarificată numai după determinarea compoziției lor chimice. În 1838, biochimistul olandez Gerard Mulder a reușit să deschidă corpurile de proteine, să formuleze teoria proteinelor. Cercetătorul a observat că o anumită substanță este prezentă în animale și plante, este baza vieții planetei.

Care sunt proteinele, a căror semnificație a fost dezvăluită de Gerard Mulder? Cuvântul "proteină" înseamnă în traducerea din limba greacă - "ocupând primul loc". Aceste biopolimeri reprezintă aproximativ jumătate din greutatea uscată a organismelor vii. În virusuri, acest indicator este în intervalul de 45-95%.

Caracteristicile enzimelor

Care este importanța proteinelor în corpul uman? Ele sunt numite una dintre principalele patru substanțe organice ale materiei vii. În ceea ce privește funcțiile biologice, acestea sunt semnificativ diferite. Aproximativ o treime din toate proteinele organismului uman sunt concentrate în mușchi, aproximativ 20% sunt distribuite în tendoane și oase și doar 10% sunt în piele.

Având în vedere importanța proteinelor în corpul uman, observăm că cele mai importante enzime. În ciuda faptului că acestea sunt prezente în celule în cantități mici, acești compuși controlează multe reacții chimice care apar într-un organism viu:

• activitatea musculară;
• activitatea glandelor endocrine;
• funcționarea creierului;
• oxidativ.

O bacterie mică conține sute de enzime.

Specificitatea proteinelor

Analizând importanța proteinelor pentru organismele vii, observăm că proteinele sunt o componentă indispensabilă a celulelor vii. Ele pot conține diferite elemente chimice: hidrogen, oxigen, carbon, sulf, azot. În unele molecule de proteine, există fosfor. Principalele lor substanțe conținând azot sunt aminoacizii.

Pentru a înțelege importanța proteinelor în organism, observăm că proprietățile macromoleculelor sunt determinate de compoziția și secvența resturilor de aminoacizi.

Compoziție chimică

Între acestea se formează legături peptidice (amidă). În plus față de lanțurile polimerice lungi, resturile de alți compuși organici se găsesc în proteine. Pe un inel al legăturii amidice, există o grupare acilată sau liberă, cealaltă este echipată cu un fragment carboxil liber sau amidat.

O parte a lanțului având o grupare amino este numită M-terminus. Un fragment cu o grupare carboxil este denumit C-terminal al lanțului peptidic.

Legăturile de hidrogen se formează între fragmentul amidic al unei grupe de peptide și fragmentul NH al celei de-a doua substanțe.

Aceste grupuri care sunt incluse în radicalul R al aminoacizilor, sunt capabili să interacționeze unul cu celălalt, molecule vecine, creând diverse structuri complexe.

În macromolecule de proteine, există una sau mai multe lanțuri peptidice care sunt legate împreună prin legături încrucișate chimice. Printre cele mai comune dintre tipurile lor sunt punțile disulfidice create de resturile de aminoacizi cisteină.

Structuri de proteine

Ce structuri au proteine? Importanța pentru organism a acestei clase de substanțe organice se explică prin capacitatea lor de a forma mai multe structuri. Structura cea mai simplă este formată prin integrarea liniară a fragmentelor de aminoacizi, care sunt legate prin legături de amidă (peptidă). În timpul formării legăturilor de hidrogen, se observă răsucirea lanțurilor peptidice într-o spirală. Procesul este însoțit de formarea unui număr mare de legături de hidrogen, rezultând formarea celei mai benefice configurații de energie.

O astfel de structură complexă a fost descoperită pentru prima oară de către fizicianul și chimistul american Pauling, analizând proteina de bază din lână și păr, keratina, pe baza unei analize cu raze X.

El a numit structura pe care a văzut-o a-helix (a-structura).

Una dintre transformările sale reprezintă 3,6-3,7 reziduuri de aminoacizi, distanța dintre care atinge 0,54 miliarde de metru.

Argumentând importanța proteinelor pentru viața organismului, observăm că stabilitatea unei astfel de spirale se explică prin legăturile de hidrogen formate în interiorul moleculei. În cazul extinderii macrostructurii are loc transformarea ei într-o formă liniară.

Forțele interacțiunii electrostatice (atracție și repulsie) împiedică formarea unei structuri corecte. Acestea apar între grupurile de aminoacizi. De asemenea, acest proces este influențat de inelele de pirolidină, care determină lanțul peptidic să se flexeze în unele zone.

Apoi, are loc orientarea secțiunilor individuale ale macromoleculei proteice în spațiu, însoțită de formarea unei structuri spațiale puternic curbate. Stabilitatea sa se datorează interacțiunii radicalilor R cu aminoacizi, însoțită de formarea de punți disulfidice, perechi de ioni, legături de hidrogen. Este caracterizată de proprietățile biologice și chimice de bază ale polimerilor proteici.

clasificare

În funcție de caracteristicile structurii spațiale, este comună subdivizarea tuturor proteinelor în două clase:

• fibrilare, care acționează ca material structural;
• Globular, care include anticorpi, enzime, hormoni.

Lanțurile polipeptidice ale proteinelor fibrilare au o formă spirală fixată de legăturile intramoleculare de hidrogen. În fibrele acestei clase, lanțurile răsucite cu peptide sunt paralele cu axa, fiind orientate unul spre celălalt. Aranjamentul lor apropiat permite formarea de structuri filetate. Aceasta explică gradul ridicat de asimetrie al unor astfel de biopolimeri.

Proteinele fibrilare practic nu se dizolvă în apă, formând soluții de vâscozitate ridicată. Acestea includ proteine ​​care fac parte din formațiunile și țesuturile integumentare:

• miozina asociată cu proteine ​​musculare țesături;
• Colagen, care formează baza țesuturilor de piele și a sedimentelor;
• Creatina, conținută în corn acoperă, păr, pene, lână.

Reprezentantul acestei clase este fibroina, o proteină din mătase naturală. Acest lichid siropos solidificate în aer cu filament solid insolubil este o structură care este formată prin legături de hidrogen intermoleculare. Aceasta determină rezistența mecanică ridicată a mătăsii naturale.

Proteinele globulare diferă în forma curbă a lanțurilor peptidice. Globulele au un grad de asimetrie nesemnificativ, sunt caracterizate de o solubilitate ridicată în apă, o vâscozitate nesemnificativă a soluțiilor formate. Dintre acestea, putem observa proteinele sângelui:

• albumină;
• hemoglobinei;
• globulină.

Separarea proteinelor în proteine ​​globulare și fibrilare este extrem de condiționată, deoarece există un număr imens de macromolecule cu o structură intermediară.

Dependența proprietăților

Care este motivul pentru o importanță atât de mare a proteinelor în corpul uman? Pe scurt, se poate observa că o varietate de proprietăți fizice și chimice ale moleculelor de proteină este determinat de diferența de configurații ale lanțurilor polipeptidice, condițiile de formare a structurii spațiale a macromoleculei care va afecta funcția de bază în organism. Numărul de resturi de aminoacizi care sunt incluse în macromoleculele variază de la 51 (insulină) și 140 (mioglobina).

De aceea, masa moleculară relativă a proteinelor variază de la câteva mii la mai multe milioane.

Cu ajutorul compoziției elementare, a fost stabilită o formulă empirică a moleculei de proteine, hemoglobina sângelui. Hormonii și enzimele au o structură mai puțin complexă. Deci, insulina are o masă moleculară de 6500, iar virusul gripal are 320.000.000.

Caracteristicile moleculelor polipeptidice

Pentru ei este obișnuit să se facă referire la substanțe de natură proteică, care au în compoziția lor resturile de aminoacizi unite prin legături peptidice. Ei au o greutate moleculară relativă mai mică, un grad de organizare spațială decât o proteină.

Când se dizolvă în apă, se obține un sistem dispersat molecular, care este o soluție de compus cu un conținut ridicat de molecule înalte. Unii dintre compuși sunt izolați sub formă de cristale: hemoglobină din sânge, proteină din ouă de pui.

O mare importanță pentru corpul de proteine, grăsimi, carbohidrați.

Polipeptidele sunt digerate la diverși aminoacizi în procesele digestive. Ei sunt bine solubili în apă, astfel încât vin prin sânge către toate celulele și țesuturile corpului.

Parțial sunt cheltuite pentru sinteza proteinelor specifice fiecărui organism, sinteza hormonilor, enzimelor, altor substanțe semnificative din punct de vedere biologic. Aminoacizii rămași sunt materialul energetic.

funcții

Următoarele funcții ale moleculelor de proteine ​​se disting:

• catalitic (enzimele accelerează cursul de hidroliză);
• regulatori (hormoni);
• protectori (trombina, anticorpi);
• transport (ceruloplasmin, hemoglobină).

Un loc special este ocupat de schimbul de proteine. Importanța metabolismului proteinelor în organism nu poate fi descrisă într-o singură propoziție. Acestea sunt principalele componente ale hranei pentru animale, alimentelor umane. Metabolismul se bazează tocmai pe procesele continue de transformare a acestora, depinde de aminoacizii care compun compoziția lor.

Importanța vitaminelor

Argumentând asupra importanței organismului de proteine, grăsimi, carbohidrați, să vorbim despre un grup de compuși numiți vitamine.

Fiecare dintre ele are o anumită funcție, de neînlocuit pentru un organism viu.

Vitamina E protejează celulele de efectele negative ale radicalilor liberi. Aceasta încetinește procesul de îmbătrânire, îmbunătățește aspectul unghiilor, părului și pielea. Acest compus este un mijloc de prevenire a trombilor în vasele de sânge.

Vitamina A controlează creșterea la copii și adolescenți, optimizează procesele metabolice în organismul adult, menține starea normală a membranelor mucoase.

Vitamina B 12 afectează procesele digestive, participă la metabolism. Reduce semnificativ riscul de anemie, contribuie la formarea rezistenței, este responsabil pentru tonul corpului, sistematizează procesele creierului.

Vitamina D - un mijloc de prevenire a rahitismului la copii. Aceasta îmbunătățește absorbția de calciu, are un efect pozitiv asupra stării sângelui, stimulează activitatea inimii, imbunatateste functionarea glandei tiroide, imbunatateste sistemul imunitar.

Vitamina B6 optimizează procesul de producere a aminoacizilor, asimilarea proteinelor. Această substanță stimulează producerea de hemoglobină și eritrocite.

B1 stimulează procesele metabolice în organismul viu. Această vitamină consolidează sistemul nervos, optimizează activitatea sistemului cardiovascular.

PP reglează activitatea tractului gastrointestinal, ficat, pancreas. El este cel care controlează producția de suc gastric.

Vitamina H oferă niveluri normale de microflorei benefice in intestin, aceasta afectează în mod pozitiv starea unghiilor, părului și pielii.

Acidul ascorbic este un element esențial în sinteza enzimelor. Susține elasticitatea țesutului cartilaginos și conjugat, favorizează absorbția fierului de către organism.

Vitamina K este responsabilă pentru dezvoltarea țesutului osos, coagulabilitatea sângelui. Lipsa oricăror astfel de substanțe afectează în mod negativ activitatea vitală a organismului, duce la slăbirea imunității, la scăderea capacității de muncă a unei persoane.

lipide

Să continuăm conversația despre importanța pentru organism a proteinelor, a grăsimilor, a carbohidraților, a vitaminelor. Cea mai "urâtă" parte, în opinia reprezentanților femeilor, este considerată a fi grăsimi. Dar fără acești compuși organici, corpul nu va putea să funcționeze pe deplin, o persoană se va transforma într-un schelet uruit, lipsit de putere.

Lipidele sunt compuși care constau din acizi grași și glicerol (alcool polihidric). Ele sunt o sursă de energie, însoțesc procesul de asimilare a vitaminelor E, D, A.

Este cu acești compuși organici o persoană primește acizi grași esențiali: linolenic, linoleic, arahidonic.

Fără grăsimi, transmiterea impulsurilor nervoase este imposibilă, deoarece ele fac parte din membranele celulare, ele afectează permeabilitatea lor.

De exemplu, mai mult de jumătate din creier este alcătuit din grăsimi care intră în organism cu alimente.

Oamenii de știință au ajuns la concluzia că pentru o activitate deplină, un adult are nevoie de 3,5-4 litri de grăsime. Printre funcțiile sale principale se remarcă:

• controlul temperaturii corpului;
• acumularea de nutrienți și energie;
• protecție împotriva daunelor mecanice;
• filtrarea substanțelor care intră în organism;
• producția de hormoni responsabili de viața normală a organismului.

În plus, grăsimile ajută la menținerea frumuseții exterioare, conferă elasticitatea pielii, strălucirea naturală.

Se obișnuiește să le împărțiți după originea lor în specii de animale și plante. Primul grup include: bacon, cârnați, carne grasă. Ei oxidează parțial transformat în energie, restul se acumulează sub piele. Cu un exces de astfel de acizi, apare o cantitate semnificativă de colesterol și se dezvoltă ateroscleroza. Organismul le absoarbe lent.

Legumele grase au o cantitate semnificativă de acizi organici nesaturați, care se descompun rapid în organism. De exemplu, acizii grași Omega 3, Omega 6 sunt necesari pentru ca o persoană să exercite pe deplin sistemul cardiovascular, pentru a preveni producerea de colesterol.

Importanța grăsimilor pentru organism este comparabilă cu proteinele și carbohidrații. În fiecare zi, un adult ar trebui să consume cel puțin 100 de grame de grăsime.

concluzie

Cu compoziția potrivită a dietei poate fi de așteptat să furnizeze organismului toate componentele necesare, fără a vă îngrijora de greutatea în exces.

În prezent, mulți oameni încearcă să-și monitorizeze sănătatea: activitatea fizică, nutriția, starea pielii. Pentru a fi persoane de succes, sigur, popular, este important de a controla cantitatea de vitamine, proteine, grăsimi, carbohidrați consumate de către organism. Toți acești compuși organici îndeplinesc funcții importante, deci nu le puteți înlocui de alții.