Beljakovine so ena najpomembnejših skupin makromolekul v človeškem telesu, ki so zastopane v različnih oblikah: celični receptorji, signalne molekule, strukturni elementi, encimi, kisik in nosilci ogljikovega dioksida (hemoglobin) - in to ni popoln seznam. Beljakovine so sestavni del kosti, mišic, vezi in se uporabljajo za rast in obnovo telesnih tkiv..
Poleg teh funkcij se lahko proteini uporabljajo tudi kot vir energije. Pomembna značilnost presnove beljakovin je nezmožnost telesa, da jih zadrži v rezervi, zato je zelo pomembno, da beljakovine stalno uporabljamo s hrano..
Opis presnove beljakovin v človeškem telesu
Presnova beljakovin se začne v želodcu. Ko hrana, bogata z beljakovinami, vstopi v želodec, jo „izpolni“ encim pepsin in klorovodikova kislina (HCl, 05%), kar zagotavlja pH vrednost 1,5–3,5, pri čemer so proteini denaturirani. Pod vplivom pepsina se proteini razgradijo v polipeptide in njihove aminokisline.
Ko chyme (užitna kaša) vstopi v tanko črevo, trebušna slinavka izloči sok, ki vsebuje natrijev bikarbonat (soda), ki nevtralizira klorovodikovo kislino. Pomaga zaščititi črevesno sluznico..
Telo sintetizira proteine, ki jih potrebuje, iz aminokislin, ki jih dobimo iz hrane, nezaželene beljakovine pa se pretvorijo v glukozo ali trigliceride in se uporabljajo za vzdrževanje energije ali povečanje telesne zaloge energije..
Tudi v tankem črevesu se izločajo prebavni hormoni, vključno s sekretinom in holecistokininom, ki spodbujajo nadaljnjo razgradnjo beljakovin. Secretin stimulira tudi izločanje soka trebušne slinavke, ki proizvaja tudi večino prebavnih encimov, vključno s proteaze, tripsina, kimotripsina in elastaze, ki prispevajo k razgradnji beljakovin.
Skupaj ti encimi "razbijejo" kompleksne beljakovine v posamezne aminokisline, ki se prenašajo skozi črevesno sluznico in se uporabljajo za sintezo novih beljakovin ali njihovo pretvorbo v maščobe ali acetil koencim A in se uporabljajo v Krebsovem ciklu.
Vloga prebavnih encimov in hormonov pri presnovi beljakovin
Encimi v želodcu in tankem črevesu razgradijo beljakovine v aminokisline. HCl v želodcu prispeva k proteolizi in hormoni, ki jih izločajo črevesne celice, uravnavajo proces prebave.
Da bi preprečili razgradnjo beljakovin trebušne slinavke in tankega črevesa, pankreas proizvaja tudi neaktivne proenzime, ki se aktivirajo samo v tankem črevesu. Trebušna slinavka v mehurčku vsebuje tripsin, himitripsin v obliki tripsina in kimotripsinogena..
Po vstopu v tanko črevo se encim, ki se nahaja v stenah tankega črevesa (enterokinaze), veže na tripsinogen in ga spremeni v aktivno obliko, tripsin. Po tem se tripsin veže na kimotripsinogen in ga pretvori v aktivno obliko - kimotripsin.
Tripsin in kemotripsin razgradita velike proteine v manjše peptide med proteolizo. Ti majhni peptidi so razdeljeni na sestavne aminokisline, ki se prenašajo skozi apikalno površino črevesne sluznice z uporabo aminokislinskih transporterjev..
Ti transporterji vežejo natrij in aminokislino in ga nato prenesejo skozi lupino. Na bazalni površini sluznice se sproščajo natrij in aminokislina. Natrij se lahko ponovno uporabi kot transporter in aminokisline vstopijo v krvni obtok in se prenašajo v jetra in vse celice telesa zaradi sinteze beljakovin..
Proste aminokisline se uporabljajo za sintezo novih beljakovin. V primeru presežka aminokislin telo, ne da bi imelo mehanizem za njihovo shranjevanje, jih pretvori v glukozo ali ketone ali jih razdeli. Kot posledica cepitve aminokislin nastajajo ogljikovodiki in dušikova žlindra. Vendar je dušik v visokih koncentracijah toksičen, saj se med ornitinskim ciklom predeluje, kar pospešuje izločanje dušika iz telesa..
Proste aminokisline se uporabljajo za sintezo novih beljakovin. V primeru presežka aminokislin organizem, ki nima mehanizma za njihovo shranjevanje, jih pretvori v glukozo ali ketone ali pa se razgradi..
Ornitinski cikel - cikel nastajanja sečnine
Ornitinski cikel - To je kompleks biokemičnih reakcij, zaradi katerih se sečnina tvori iz amonijevih ionov, da se prepreči povečanje koncentracije amonija v telesu na kritično raven. Cikel se večinoma pojavi v jetrih, v manjši meri pa tudi v ledvicah..
Pred nastopom ornitinskega cikla nastanejo amonijevi ioni kot posledica razgradnje aminokislin zaradi prenosa amino skupine iz amino kisline v keto kislino..
Kot rezultat tega transaminacije se tvori molekula, ki je potrebna za Krebsov cikel, in amonijev ion, ki vstopi v ornitinski cikel in se izloči iz telesa, združuje z CO \ t2, nastajanje sečnine in vode. Sečnina se izloči preko ledvic kot del urina..
Aminokisline se lahko uporabijo tudi kot vir energije, zlasti med obdobjem tešče. Ker se med predelavo aminokislin tvorijo vmesni presnovni produkti, vključno s piruvično kislino, acetil koencim A, acetoacetil CoA, oksaloacetat in alfa ketoglutarat, lahko aminokisline služijo kot vir energije, ki se sprosti med Krebsovim ciklom.
Tako se aminokisline, ki nastanejo kot posledica presnove beljakovin, uporabljajo bodisi za sintezo beljakovin, ki jih telo potrebuje, bodisi za energijo, ali pa se odstranijo kot nepotrebne, vendar niso shranjene v telesu. Zato je zadostna količina beljakovin v prehrani zelo pomembna za rast, popravilo tkiv in ohranjanje zdravega stanja..