Значението на протеините в човешкото тяло

Нека се опитаме да разберем колко важни са протеините за човешкото тяло. Въглехидратите, протеините, минералните соли, мазнините, витамините, които са част от храната, са необходими на човека за различни вътрешни процеси.

Хранителните вещества са източник на енергия, който покрива всички разходи на жив организъм. Разсъждавайки каква е стойността на протеините в организма, ние отбелязваме, че те са отличен строителен материал, необходим за растежа, възпроизвеждането на нови клетки.

Основните елементи включват въглехидрати, мазнини, протеини. стойност протеини, мазнини, въглехидрати за човешкото тяло е очевидно. Влизайки в храносмилателния тракт, те под влиянието на ензимите преминават физически и химически промени, попадат в по-прости химически съединения, абсорбират се в червата и се абсорбират от организма.

История на откритието

Как бяха идентифицирани протеините? Значението на тези органични вещества за организма се изясни само след определяне на техния химичен състав. През 1838 г. холандският биохимик Жерар Мулър успява да открие протеинови тела, за да формулира теорията за протеините. Изследователят отбеляза, че определено вещество присъства в животните и растенията, това е основата на живота на планетата.

Какви са протеините, чието значение е разкрито от Жерар Мълдър? Думата "протеин" означава в превод от гръцки език - "заемащ първото място". Тези биополимери представляват около половината от сухото тегло на живите организми. При вируси този показател е в диапазона от 45-95%.

Характеристики на ензимите

Каква е важността на протеините в човешкото тяло? Те се наричат ​​една от основните четири органични вещества на живата материя. По отношение на биологичните функции те са значително различни. Приблизително една трета от всички протеини на човешкото тяло са концентрирани в мускулите, приблизително 20% се разпределят в сухожилията и костите и само 10% са в кожата.

Имайки предвид значението на протеините в човешкото тяло, ние отбелязваме, че най-важните ензими. Въпреки факта, че те се намират в клетки в минимални количества, тези съединения контролират много химични реакции, настъпващи в живото тяло:

• мускулна активност;
• дейност на ендокринните жлези;
• функциониране на мозъка;
• оксидативни взаимодействия.

Една малка бактерия съдържа стотици ензими.

Специфичност на протеините

Анализирайки важността на протеините за живите организми, отбелязваме, че протеините са незаменим компонент на живите клетки. Те могат да съдържат различни химически елементи: водород, кислород, въглерод, сяра, азот. В някои протеинови молекули има фосфор. Основните им съдържащи азот вещества са аминокиселини.

За да се разбере значението на протеините в тялото, ние отбелязваме, че свойствата на макромолекулите се определят от състава и последователността на аминокиселинните остатъци.

Химичен състав

Между тях се образуват пептидни (амидни) връзки. В допълнение към полимерните дълги вериги остатъците от други органични съединения се намират в протеините. На един пръстен на амидна връзка има ацилирана или свободна група, а другата е снабдена с амидирана или свободна карбоксилна част.

Част от веригата, която има амино група, се нарича М-края. Фрагмент с карбоксилна група се означава като С-края на пептидната верига.

Водородните връзки се образуват между амидния фрагмент на една пептидна група и NH частта на второто вещество.

Тези групи, които са включени в R радикала на аминокиселини, са в състояние да взаимодействат помежду си, съседни молекули, създавайки различни сложни структури.

В протеиновите макромолекули има една или повече пептидни вериги, които са свързани помежду си чрез химически кръстосани връзки. Сред най-често срещаните от техния тип са дисулфидните мостове, създадени от остатъците от аминокиселината цистеин.

Протеинови структури

Какви структури имат протеини? Значението за организма на този клас органични вещества се обяснява с способността им да образуват няколко структури. Най-проста структура се формира от линейна интеграция на аминокиселинни фрагменти, които са свързани чрез амидни (пептидни) връзки. По време на образуването на водородни връзки се наблюдава усукване на пептидните вериги в спирала. Процесът се съпровожда от образуването на голям брой водородни връзки, което води до образуването на най-полезната енергийна конфигурация.

Такава сложна структура беше открита за пръв път от американския физик и химик Полинг, анализирайки основния протеин от вълна и коса, кератин, въз основа на рентгенов анализ.

Той нарече структурата, която видя като а-спирала (а-структура).

Една от неговите редове е 3.6-3.7 аминокиселинни остатъци, като разстоянието между тях достига 0.54 милиарда от един метър.

Обсъждайки важността на протеините за живота на организма, ние отбелязваме, че стабилността на такава спирала се обяснява с водородни връзки, образувани в молекулата. В случай на разширяване на макроструктурата се извършва преобразуването й в линейна форма.

Силите на електростатичното взаимодействие (привличане и отблъскване) предотвратяват формирането на правилна структура. Те се появяват между аминокиселинните групи. Също така този процес е повлиян от пиролидинови пръстени, които причиняват веригата на пептида да се огъва в някои области.

След това се извършва ориентацията на отделните участъци от протеиновата макромолекула в пространството, придружена от формирането на силно извита, пространствена структура. Неговата стабилност се дължи на взаимодействието на радикалите R с аминокиселини, придружени от образуването на дисулфидни мостове, йонни двойки, водородни връзки. Той характеризира основните биологични и химични свойства на протеиновите полимери.

класификация

В зависимост от характеристиките на пространствената структура, е общо да се подразделят всички протеини на два класа:

• фибриларен, действащ като структурен материал;
• Глобуларен, който включва антитела, ензими, хормони.

Полипептидните вериги на фибриларните протеини имат спирална форма, фиксирана от водородни вътремолекулярни връзки. Във влакната от този клас пептидните усукани вериги са успоредни на оста, ориентирани един към друг. Тясното им разположение позволява формирането на нишковидни структури. Това обяснява високата степен на асиметрия на такива биополимери.

Фибрилни протеини практически не се разтварят във вода, образувайки разтвори с висок вискозитет. Те включват протеини, които са част от обвивките и тъканите:

• миозин, свързан с мускулен протеин тъкани;
• Колаген, който е основата на тъканите на кожата и седиментацията;
• Креатин, съдържащ се в корнизи, косми, пера, вълна.

Представителят на този клас е фиброин, протеин от естествена коприна. Тази сиропична течност, която се втвърдява във въздуха в неразтворима, здрава прежда, е структура, която се образува от водородни междумолекулни връзки. Това определя високата механична якост на естествената коприна.

Глобулите на протеина се различават в изкривената форма на пептидните вериги. Глобулите имат незначителна степен на асиметрия, характеризират се с висока разтворимост във вода, незначителен вискозитет на образуваните разтвори. Сред тях можем да отбележим протеините на кръвта:

• албумин;
• хемоглобин;
• глобулин.

Разделянето на протеините в глобуларни и фибриларни протеини е силно условно, тъй като има огромен брой макромолекули с междинна структура.

Зависимост на свойствата

Каква е причината за толкова голямо значение на протеина в човешкото тяло? Накратко може да се отбележи, че различни физични и химични свойства на протеинови молекули се определя от разликата на конфигурации на полипептидни вериги, условията на образуване на пространствената структура на макромолекулата, която ще се отрази неговата основна функция в тялото. Броят на аминокиселинните остатъци, които са включени в макромолекулите, варира от 51 (инсулин) до 140 (миоглобин).

Ето защо относителното молекулно тегло на протеините варира от няколко хиляди до много милиони.

С помощта на елементарен състав се установява емпирична формула на протеиновата молекула, хемоглобин на кръвта. Хормоните и ензимите имат по-малко сложна структура. И така, инсулинът има молекулна маса 6500, а грипният вирус има 320 000 000.

Характеристики на полипептидни молекули

За тях е обичайно да се отнасят вещества с протеинова природа, които в своя състав са остатъци от аминокиселини, обединени от пептидни връзки. Те имат по-ниско относително молекулно тегло, степен на пространствена организация, отколкото протеин.

Когато се разтваря във вода, се получава молекулярно-диспергирана система, която е разтвор на високомолекулно съединение. Някои от съединенията са изолирани под формата на кристали: хемоглобин в кръвта, протеин от пилешко яйце.

От голямо значение за тялото на протеини, мазнини, въглехидрати.

Полипептидите се усвояват до различни аминокиселини в храносмилателните процеси. Те са добре разтворими във вода, така че преминават през кръвта към всички клетки и тъкани на тялото.

Отчасти те се изразходват за синтеза на белтъци, специфични за всеки организъм, за синтеза на хормони, ензими и други биологично значими вещества. Останалите аминокиселини са енергийният материал.

функции

Изясняват се следните функции на протеиновите молекули:

• каталитични (ензимите ускоряват хода на хидролизата);
• регулаторни (хормони);
• защитни (тромбин, антитела);
• транспорта (церулоплазмин, хемоглобин).

Специално място се занимава с обмен на протеини. Значението на протеиновия метаболизъм в организма не може да бъде описано в едно изречение. Те са основните компоненти на храната на животните, човешката храна. Метаболизмът се основава точно на непрекъснатите процеси на тяхната трансформация, зависи от аминокиселините, които съставляват техния състав.

Значението на витамините

Твърдейки за важността на тялото от протеини, мазнини, въглехидрати, нека да поговорим за група съединения, наречени витамини.

Всеки от тях има определена функция, незаменима за живия организъм.

Витамин Е предпазва клетките от негативните ефекти на свободните радикали. Тя забавя процеса на стареене, подобрява външния вид на ноктите, косата и кожата. Това съединение е средство за предотвратяване на тромби в кръвоносните съдове.

Витамин А контролира растежа при деца и юноши, оптимизира метаболитните процеси в тялото на възрастни, поддържа нормалното състояние на лигавиците.

Витамин В12 засяга храносмилателния процес, участва в метаболизма. Той значително намалява риска от анемия, допринася за формирането на издръжливост, е отговорен за тонуса на тялото, систематизира мозъчните процеси.

Витамин D - средство за предотвратяване на рахит при деца. Подобрява абсорбцията на калций, повлиява положително кръвта, стимулира сърдечната активност, подобрява щитовидната жлеза, повишава имунитета.

Витамин В6 оптимизира процеса на производство на аминокиселини, асимилация на протеини. Това вещество стимулира производството на хемоглобин и еритроцити.

В1 стимулира метаболитните процеси в живото тяло. Този витамин укрепва нервната система, оптимизира дейността на сърдечно-съдовата система.

PP регулира активността на стомашно-чревния тракт, черния дроб, панкреаса. Той контролира производството на стомашен сок.

Витамин H осигурява нормално ниво на благоприятна микрофлора в червата, оказва положително влияние върху състоянието на ноктите, косата, кожата.

Аскорбиновата киселина е съществен елемент в синтезата на ензимите. Поддържа еластичността на хрущялната и съединителната тъкан, подпомага усвояването на желязо от тялото.

Витамин К е отговорен за развитието на костна тъкан, коагулацията на кръвта. Липсата на някое от тези вещества оказва негативно влияние върху жизнената активност на организма, води до отслабване на имунитета, намаляване на способността за работа на човек.

липиди

Нека продължим разговора за важността на тялото от протеини, мазнини, въглехидрати, витамини. Най-мразената част, според мнението на представители на жените, се счита за мазнини. Но без тези органични съединения тялото няма да може да функционира напълно, човек ще се превърне в изсъхнал скелет, лишен от сила.

Липидите са съединения, които се състоят от мастни киселини и глицерол (полихидратен алкохол). Те са източник на енергия, придружават процеса на асимилация на витамини Е, D, А.

С тези органични съединения човек получава есенциални мастни киселини: линоленова, линолова, арахидонична.

Без мазнини предаването на нервните импулси е невъзможно, тъй като те са част от клетъчните мембрани, те оказват влияние върху тяхната пропускливост.

Например, повече от половината от мозъка се състои от мазнини, които влизат в тялото с храна.

Учените стигат до извода, че за пълноценна дейност един възрастен се нуждае от 3,5-4 литра мазнини. Сред основните му функции, ние отбелязваме:

• контрол на телесната температура;
• натрупване на хранителни вещества и енергия;
• защита срещу механични повреди;
• филтриране на вещества, влизащи в тялото;
• производството на хормони, отговорни за нормалния живот на организма.

В допълнение, мазнините спомагат за поддържане на външната красота, дават на кожата еластичност, естествен блясък.

Обичайно е да се разделят по своя произход в животински и растителни видове. Първата група включва: бекон, колбаси, тлъсто месо. Окисляват частично превърнати в енергия, а останалите се натрупват под кожата. С излишък от такива киселини се появява значително количество холестерол и се развива атеросклероза. Организмът ги поглъща бавно.

Растителните мазнини имат значително количество ненаситени органични киселини, които бързо се разпадат в тялото. Например, мастни киселини Омега 3, Омега 6 са необходими, за да може човек да упражнява напълно сърдечно-съдовата система, да предотврати продуцирането на холестерол.

Значението на мазнините за тялото е сравнимо с протеините и въглехидратите. Всеки ден възрастен трябва да консумира най-малко 100 грама мазнини.

заключение

С правилния състав на диетата може да се очаква да достави на организма всички необходими компоненти, без да се безпокои за наднорменото тегло.

В момента много хора се опитват да наблюдават здравето си: физическа активност, хранене, състояние на кожата. За да бъде успешна, сигурна, изисквана от човека, е важно да се контролира количеството витамини, протеини, мазнини и въглехидрати, използвани от тялото. Всички тези органични съединения изпълняват важни функции, така че не можете да ги замените от други.