протеини

в обобщение, протеинът е триизмерна молекулярна структура, изградена от вериги от аминокиселини. Протеините имат 4 структури: първична, вторична, третична и четвъртична.

Третичната структура на протеините е това, което им придава биологичната активност. Биологичната активност е функцията, която тя изпълнява в нашето тяло. Протеините имат много важна роля в нашето тяло: от транспортни функции като хемоглобин (транспортиращ кислород протеин в кръвта, структурни функции като колаген (коса, нокти)).

Има 20 аминокиселини които могат да съставят протеини. Аминокиселините се състоят от амино група, киселинна група, водещ въглерод и R верига, които ще варират в зависимост от аминокиселината. В рамките на аминокиселините можем да ги класифицираме Основни и несъществени Aas. Основните ще бъдат тези, които тялото не може да синтезира само и ще се нуждае от външен принос, а несъществените ще бъдат тези, които тялото може да синтезира чрез различни метаболитни процеси.

Нашето тяло съдържа около 6-10 кг протеин и за разлика от въглехидратите и мазнините, протеините нямат система за съхранение което означава, че загубата им ще доведе до влошаване на функциите, ако не им осигурим допълнителни протеини чрез диетата. Загубата на 30-40% от протеините в тялото ни води до смърт.

(1) ДЕСНАТУРАЛИЗАЦИЯ НА ПРОТЕИНИТЕ.

Чрез диета хората консумират различни храни, богати на протеини, като месо, мляко, яйца и риба. Веднъж погълнат храната достига стомаха и там започва денатурацията на протеини поради действието на HCL (солна киселина), произведена от париеталните клетки на стомаха. Както вече обсъдихме, протеините имат сложна триизмерна структура.

Денатурацията се състои от загубата на третичната триизмерна структура което дава на биологичната активност на протеина, за да го трансформира в по-проста структура. Денатурация на протеин може да възникне и когато той е подложен на висока температура. Лесно е да се наблюдава с яйцето, когато правим омлет, как бялото се променя от прозрачна вискозна течност до твърда и мека. Този процес е основен, тъй като нашето черво не може да абсорбира толкова големи молекули, така че тялото трябва да извърши тази първа стъпка и по този начин да ги трансформира в по-прости структури.

Човешкото тяло е много интелигентен и силно синхронизиран организъм. Когато помиришем, докоснем или вкусим храна, се получава отговор чрез париеталните клетки, разположени в стомаха, които започват да отделят HCL.

Имаме 3 ФАЗИ на стомашна LCH секреция: Цефална, стомашна и чревна

  • Главна фаза: Той представлява 30% от общата секреция на HCL. Когато помиришем, докоснем или вкусим храна, тялото ни, чрез ЦНС (централна нервна система), изпраща сигнал до блуждаещите нерви, които използват основен невротрансмитер, ацетилхолин (Ach), отговорен за стимулирането на париеталната клетка в нейната функция на произвеждащи HCL.
  • Стомашна фаза: Той представлява 60% от общата секреция на HCL. Когато храната попадне в стомаха, тя се разгъва, активирайки ЦНС и вагусните рефлекси, ач след това изпраща сигнала до теменната клетка, отговорна за секрецията на HCL. Това е фазата, която осигурява най-високото производство на HCL.
  • Чревна фаза: Поддържа само 10%. Храната от стомаха преминава в тънките черва през дванадесетопръстника и там киселинният дуоденален химус смила онези протеини, които не са били разградени твърде много.

(2) ХИДРОЛИЗА НА ПРОТЕИНИТЕ С ДЕЙСТВИЕ НА ПЕПСИН.

В същия стомах HCL отговорен за денатурацията на протеини активира производството на пепсиноген през основната клетка при откриване на киселина PH, тъй като е, когато тя работи най-добре (PH 1.8-3). Пепсиногенът е проензим без биологична активност, той трябва да бъде активиран в ензим, за да изпълни функцията си на протеинова хидролиза. Тук влиза HCL, превръщайки неактивния пепсиноген в неговата активна форма: пепсин.. Пепсинът е храносмилателен ензим от семейството на протеазите, който е отговорен за хидролиза на протеините в стомаха. Протеиновата хидролиза се състои в разрушаване на пептидните връзки между аминокиселините под действието на водата. Не забравяйте, че протеинът се състои от набор от аминокиселини, свързани с пептидни връзки. Тази протеаза използва H2O за разрушаване на пептидните връзки на протеина. Пепсинът хидролизира 20% от общия протеин, който приемаме. Пепсинът разрушава пептидните връзки на фенилаланин и тирозин

(3) ХИДРОЛИЗА НА ПРОТЕИНИТЕ ПРИ ДЕЙСТВИЕ НА ПАНКРЕАТИЧНИ ЕНЗИМИ.

След няколко часа храносмилане в стомаха се образува химус, киселинна маса, където погълнатите протеини се трансформират в по-малки елементи, които чрез перисталтичните движения на стомаха ще преминават редовно към червата. За същото черво ще отговаря стимулират панкреаса да отделя протеолитични ензими като по този начин завършва пълното разграждане на протеините.

Не забравяйте, че химусът като смес от храни, HCL и протеази има киселина PH, която може да увреди дванадесетопръстника, ако не го неутрализира. Тук панкреасът ще изпълнява две много важни функции:

  • Секретни протеолитични ензими за да се прекрати общото разграждане на протеините. Стомахът хидролизира само 20% и е тук, през панкреатичния сок, където ще настъпи останалата 80% протеинова хидролиза.
  • Сегрегирайте HCO3- йони, които неутрализират киселинния химус като по този начин се избягва възможна язва на дванадесетопръстника. Както виждаме на снимката вдясно, дванадесетопръстникът е свързан с панкреаса и жлъчния мехур чрез канала на Wirsung и общия жлъчен канал, които водят до сфинктера на Оди.

Както вече говорихме панкреасът отделя панкреатичен сок чрез ацинарни клетки това, което виждаме на изображението и HCO3- през панкреатичния канал за неутрализиране на киселината PH и химуса идващи от стомаха. Секретинът е хормонът, който регулира секрецията на HCO3- от клетките на панкреатичните канали в отговор на рН химус по-малко от 4,5.

В рамките на протеолитични ензими, секретирани от панкреаса откриваме неговите неактивни форми: трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксиполипептидаза. Много е важно да се отбележи, че активирането на трипсин се случва, след като е в лумена на червата, иначе, Това би означавало самосмилане на панкреаса, водещо до панкреатит. За това ацинарната клетка на панкреаса, освен че секретира трипсиноген, секретира инхибитор на трипсин, за да предотврати появата на активиране където и да е, освен лумена на червата.

  • Трипсиногенът се активира до трипсин в дванадесетопръстника чрез ентерокиназа, ензим, произведен от ентероцита, който превръща неактивния трипсиноген в трипсин. Трипсинът действа като ензимен активатор, създавайки панкреатична ензимна каскада.
  • Трипсин вече активни в дванадесетопръстника действа като каскаден катализатор превръщайки Chymotrypsinogen в активни ензими, което става химотрипсин и карбоксиполипептидазата, която се случва

Трипсинът, химотрипсинът и карбоксипептидазата ще бъдат отговорни за хидролиза на останалите 80%, както си спомняме, в стомаха се получава само около 20% от протеиновата хидролиза. Сега имаме протеини, усвоени в прости Aas, дипептиди и трипептиди, молекули с много по-малък размер, отколкото сега, те ще могат да бъдат абсорбирани от ентероцита.

Както и в стомаха, имаме 3 ФАЗИ секреция на панкреаса:

  • Кефална: Чрез докосване, мирис, зрение или вкус, ЦНС изпраща сигнал чрез невротрансмитера Ach (ацетилхолин), който активира ацинарната клетка на панкреаса в секрецията на ензими (трипсин, химотрипсин, карбоксипептидаза). Този секрет представлява 20% от общия брой.
  • Стомашни: С постъпването на храната в стомаха се получава секреция от 5-10% от общата сума, това е фазата на най-малка секреция.
  • Чревни: И накрая, когато химусът достигне дванадесетопръстника, той стимулира S клетки и I клетки поради PH

    Същият ентероцит вътре има пептидази (дипептидази и трипептидази), които ще разграждат тези ди и трипептиди, абсорбирани непокътнати чрез PEPT1, до свободни аминокиселини и по-късно те ще преминат в кръвния поток. Разклонените аминокиселини, за разлика от останалите, ще бъдат изпратени директно в мускула, останалите ще отидат в черния дроб, за да бъдат метаболизирани.

    Като общо правило в кръвта преминават само свободни аминокиселини, въпреки че на практика откриваме различни алергии, които се дължат на факта, че по-големите съединения успяват да „преодолеят“ бариерата, пораждайки имунен отговор. В случая на цьолиакия, точно това се случва, поради проблем в чревната лигавица, някои по-големи молекули (пептиди) „изтичат“, причинявайки непоносимост към споменатия протеин.

    (5) СЪДБАТА НА АМИНОКИСЕЛИНИТЕ И МЕТАБОЛИЗЪМ В ЧЕРНИЯ ЧЕРН.

    Сега откриваме това аминокиселините вече са в кръвния поток и те се свързват с други аминокиселини, идващи от разграждането на ендогенните протеини. Не забравяйте, че нашите клетки са в непрекъснато обновяване и разграждане, така че е важно да поддържаме положителен азотен баланс, в противен случай тялото ще унищожи повече тъкан, отколкото може да регенерира, което води до процеси на недохранване. Ето защо добрият прием на протеини е важен. Аминокиселините от диетата се свързват в кръвта с тези от ендогенно разграждане на протеини и тези, които се произвеждат в черния дроб. Правейки крачка назад, нека си спомним това има аминокиселини съществени и несъществени, първите не могат да бъдат синтезирани от тялото в a Какво трябва да ги осигурим чрез прием на протеин, вместо секунди може да се получи от други аминокиселини в черния дроб чрез процеса на трансаминиране че ще коментираме по-нататък.

    Тези три източника на аминокиселини генерират общ пул, наречен "Пул от аминокиселини" които ще се използват за различните процеси: Синтез на протеини, синтез на непротеинови съединения, дезаминиране и екскреция.

    Трансаминиране Това е метаболитен процес, произведен в черния дроб, където от AA1 (аминокиселина 1) и кетокиселина се получават AA2 (аминокиселина 2) и кетокиселина. Тези реакции се катализират от чернодробни ензими, сред които ALT (аланин трансфераза) и AST (аспартат трансфераза) се открояват със своята важност.

    аминокиселина (1) + а-кето киселина (1) а-кето киселина (2) + глутамат

    Дезаминиране: След като процесът на трансаминиране е извършен, както видяхме по-рано, имаме глутамат. Аминогрупата на тази аминокиселина вече може да бъде отстранена чрез процес, известен като окислително дезаминиране. Глутамат + H20 + NAD ——–> α-кетоглутарат + NH3 + NADH, цялата тази реакция се катализира от ензима глутамат хидрогеназа.

    Както можем да видим в този процес на дезаминиране, се произвежда а-кетоглутарат, а също и NH3 (амоняк), силно токсично вещество за нашето тяло. NH3 ще се разпадне до урея през урейния цикъл, по-малко токсично вещество, което може да пътува през кръвта, за да се екскретира накрая през бъбреците.

    А-кетоглутаратът, получен при дезаминирането, ще влезе в цикъла на Кребс, един от най-важните метаболитни пътища, отговарящ за клетъчното дишане. Енергията се получава чрез окисляване на ацетил коа под формата на АТФ.

    Синтез на протеини: Тялото и неговите клетки са в непрекъснато обновяване, за да се осъществи това обновяване, трябва да бъдат синтезирани нови протеини, които помним, те са полипептидни вериги (няколко аминокиселини), по такъв начин, че тези аминокиселини, които циркулират през кръвния поток (няма резерви или места за съхранение на аминокиселини) ще се присъединят към тези вериги в тяхната работа за създаване на нови функционални протеини.

    Сега, когато знаем различните приложения на АА, ще се съсредоточим върху процесите, за които тялото ще ги използва в зависимост от състоянието, в което се намира.

    Състояние 1: Когато имаме излишък на АА в кръвта и енергията ще се осъществи липиден синтез, тъй като тялото има всички нужди.

    Състояние 2: Имаме излишни AA, но се нуждаем от енергия тялото. Окислителното фосфорилиране на ацетил коа ще се случи в цикъла на Кребс, за да се получат CO2 и ATP (енергията, използвана от нашите клетки).

    Състояние 3: Състояние на гладно, където използваните АА произхождат от протеинов катаболизъм. Ако имаме достатъчно АА, тялото ще ги използва от кръвната маса, но ако няма достатъчно количество храна чрез диетата, тялото ще започне да разгражда ендогенни протеини (катаболизъм), за да поддържа функциите. Карбонатните вериги на АА ще бъдат предназначени за гликогенеза (синтез на гликоген) и кетогенеза (производство на кетонни тела).

    На снимката по-долу можем да видим различните метаболитни пътища и взаимовръзката между тях. В рамките на различните аминокиселини откриваме кетогенни, глюкогенни и смесени АА. Това ще се отнася до това какви типове тела ще бъдат предназначени за техните карбонатни вериги.

    Кетогенни АА: Лизин и левцин → Acetyl CoA и AcetoacylCoA.

    Гликогенни АА: Аргинин, хистидин, валин, метионин, глутамат, аспартат, глутамин, аспарагин, пролин → Фумарат, оксалцетат, пируват и сукцинил CoA, α-кетоглутаратоаланин, глицин, серин, цистеин, треонин.

    Смесени AA: Изолевцин, Фенилаланин, Тирозин, Триптофан → Ацетил КоА, АцетоацилКоА, Фумарат, Оксалцетат, Пируват, Сукцинил КоА и α-Кетоглутарат.