Funcțiile proteinelor în corp; Nutriția umană DEPRECATĂ
Structură și mișcare
Figura 6.9 Structura colagenului
Enzime
Deși proteinele se găsesc în cele mai mari cantități în țesuturile conjunctive, cum ar fi oasele, funcția lor cea mai extraordinară este de a fi enzime. Enzimele sunt proteine care conduc reacții chimice specifice. Sarcina unei enzime este de a oferi un loc pentru o reacție chimică și de a reduce cantitatea de energie și timpul necesar pentru ca acea reacție chimică să aibă loc (aceasta este cunoscută sub numele de „cataliză”). În medie, mai mult de o sută de reacții chimice apar în celule în fiecare secundă și cele mai multe dintre ele necesită enzime. Ficatul singur conține peste o mie de sisteme enzimatice. Enzimele sunt specifice și vor folosi numai substraturi particulare care se încadrează în site-ul lor activ, similar modului în care o blocare poate fi deschisă numai cu o cheie specifică. Aproape fiecare reacție chimică necesită o enzimă specifică. Din fericire, o enzimă își poate îndeplini rolul de catalizator mereu, deși în cele din urmă este distrusă și reconstruită. Toate funcțiile corporale, inclusiv defalcarea nutrienților din stomac și intestinul subțire, transformarea nutrienților în molecule pe care o celulă le poate folosi și construirea tuturor macromoleculelor, inclusiv a proteinelor în sine, implică enzime (a se vedea Figura 6.10 „Rolul enzimelor în digestia carbohidraților”).
Figura 6.10 Rolul enzimelor în digestia carbohidraților
Hormoni
Proteinele sunt responsabile pentru sinteza hormonală. Hormonii sunt mesajele chimice produse de glandele endocrine. Atunci când o glandă endocrină este stimulată, eliberează un hormon. Hormonul este apoi transportat în sânge către celula sa țintă, unde comunică un mesaj pentru a iniția o reacție specifică sau un proces celular. De exemplu, după ce mâncați, nivelul glicemiei crește. Ca răspuns la creșterea glicemiei, pancreasul eliberează hormonul insulină. Insulina spune celulelor corpului că glucoza este disponibilă și că o ia din sânge și o stochează sau o folosește pentru a produce energie sau pentru a construi macromolecule. O funcție majoră a hormonilor este de a activa și dezactiva enzimele, astfel încât unele proteine pot chiar regla acțiunile altor proteine. Deși nu toți hormonii sunt fabricați din proteine, mulți dintre ei sunt.
Echilibrul fluid și acid-bază
Aportul adecvat de proteine permite proceselor biologice de bază ale corpului să mențină status quo-ul într-un mediu în schimbare. Echilibrul fluidelor se referă la menținerea distribuției apei în organism. Dacă prea multă apă din sânge se mută brusc într-un țesut, rezultatele sunt umflături și, potențial, moarte celulară. Apa curge întotdeauna dintr-o zonă cu concentrație mare la una cu o concentrație scăzută. Ca urmare, apa se deplasează spre zone care au concentrații mai mari de alte substanțe dizolvate, cum ar fi proteinele și glucoza. Pentru a menține apa distribuită uniform între sânge și celule, proteinele circulă continuu la concentrații mari în sânge. Cea mai abundentă proteină din sânge este proteina în formă de fluture cunoscută sub numele de albumină. Prezența albuminei în sânge face ca concentrația de proteine din sânge să fie similară cu cea din celule. Prin urmare, schimbul de lichide între sânge și celule nu este extrem, ci mai degrabă este minimizat pentru a păstra status quo-ul.
Figura 6.11 Proteina albumină
PDB 1o9x EBI de către Jawahar Swaminathan și personalul MSD de la Institutul European de Bioinformatică/Domeniul Public Proteina în formă de fluture, albumina, are multe funcții în organism, inclusiv menținerea echilibrului fluid și acid-bazic și transportul moleculelor.
Proteinele sunt, de asemenea, esențiale pentru menținerea unui echilibru adecvat al pH-ului (măsura cât de acidă sau bazică este o substanță) în sânge. PH-ul sanguin este menținut între 7,35 și 7,45, ceea ce este ușor de bază. Chiar și o ușoară modificare a pH-ului din sânge poate afecta funcțiile corpului. Amintiți-vă că condițiile acide pot provoca denaturarea proteinelor, ceea ce împiedică funcționarea proteinelor. Corpul are mai multe sisteme care mențin pH-ul sângelui în limitele normale pentru a preveni acest lucru. Una dintre acestea este albumina circulantă. Albumina este ușor acidă și, deoarece este încărcată negativ, echilibrează numeroasele molecule încărcate pozitiv, cum ar fi protoni (H +), calciu, potasiu și magneziu, care circulă și în sânge. Albumina acționează ca un tampon împotriva schimbărilor bruște ale concentrațiilor acestor molecule, echilibrând astfel pH-ul din sânge și menținând status quo-ul. Proteina hemoglobinei participă, de asemenea, la echilibrul acido-bazic prin legarea și eliberarea protonilor.