Elementul structural principal al celulelor și țesuturilor corpului sunt proteinele. Poate că nu există nici o funcție care ar putea fi efectuată în organism fără participarea proteinelor. Multe reacții chimice sunt accelerate de catalizatori biologici - enzime, care sunt compuși ai proteinelor. Unii hormoni, cum ar fi reglementarea metabolismului glucidic al insulinei, au, de asemenea, o natură proteică. Fibra hemoglobinei conținând fier ia parte la schimbul de gaze. Proteinele au substanțe specifice - anticorpi produși în organism după ingerarea de substanțe străine (antigene). Mușchii sunt compuși din proteine, principala componentă a țesuturilor de sprijin (oase, tendoane, ligamente) este de asemenea proteină - colagen
Procese de dezintegrare și sinteză a proteinelor în cursul metabolismului tisular. Toți compușii proteici pot fi împărțiți în proteine - proteine și proteine. Proteinele sunt compuse din aminoacizi, în structura proteinelor conțin, în plus, substanțe complexe neproteice (acizi nucleici etc.). Compoziția de aminoacizi a proteinelor alimentare determină valoarea lor biologică pentru organismul animal, care este asociată cu particularitățile metabolismului proteic al organismului. Diferența esențială între metabolismul proteinelor și metabolismul carbohidraților sau a grăsimilor este că în organismul animal, proteinele sau mai mulți aminoacizi care le compun nu pot fi sintetizate din substanțe organice și din amoniac.
Sinteza aminoacizilor este posibilă numai în prezența acidului a-ceto corespunzător, format ca produs intermediar al metabolismului carbohidraților și grăsimilor. Aminoacizii care pot fi sintetizați în corpul animalului se numesc interschimbabile (alanină, acid glutamic, tirozină, etc.). Aminoacizii înlocuibili sunt sintetizați în cantități semnificative indiferent de aportul lor cu proteine alimentare. Alții - aminoacizii de neînlocuit (leucină, triptofan, fenilalanină etc.) nu pot fi sintetizați în organism și trebuie să vină cu alimente. În funcție de conținutul de aminoacizi esențiali din proteine, aceste proteine sunt împărțite în biologic complet (cu un set complet de aminoacizi esențiali) și inferior (în absența unuia sau mai multor aminoacizi esențiali).
O caracteristică distinctivă a metabolismului proteic este că nu există depuneri de compuși proteic în organism. Întreaga proteină a corpului este inclusă în structura elementelor celulare ale țesuturilor și fluidele corporale. Prin urmare, în absența unui aflux regulat de substanțe proteice, se observă distrugerea parțială a diferitelor structuri celulare, adică apar semne de "foamete de proteine".
Animalele erbivore primesc proteine vegetale sintetizate de plante verzi, animalele de pradă sunt proteine animale.
Produsele alimentare consumate de organismul uman conțin o cantitate diferită de proteine: carne bogată în proteine, pește, fasole, ouă și alte legume și fructe care nu conțin proteine. Un loc intermediar în acest sens este ocupat de pâine și alte produse.
corpul uman zilnic trebuie să obțină aproximativ 100 g de compuși de proteine, care în forma de aminoacizi intra in fluxul sanguin si apoi raspandit la toate organele și țesuturile. Aminoacizii din organism funcționează în principal funcția de plastic: servi ca material pentru sinteza proteinelor specifice, hormoni (de exemplu, insulina, glucagon, hormoni hipofizari etc.), componente azot neproteic de celule și țesuturi. Datorita proteine dietetice recuperat compus proteină amino distruse în organism. La tineri în creștere de proteine organism alimentar nu este numai pentru sinteza proteinelor dezintegrate, dar, de asemenea, pentru a crește biomasa: componentele proteice ale țesuturilor și celulelor. La animale adulte, proteinele corpului sunt înlocuite, actualizate la rate diferite: perioada de renovare a proteinei totale la om de 80 de zile, șobolanul - 17 zile. compus proteic la animalele supuse unui ciclu complex de reacții chimice care conduc la formarea metabolismului azotului produselor finale - ureea, acidul uric și alți compuși eliberați din corp și primite în sol. În sol acestor substanțe sub influența microorganismelor transformate în amoniac, nitrați și nitriți, care deservesc produsele de nutrienți de plante de azot.
Ciclul de transformări chimice complicate ale proteinelor din animalul incepe sa clivaj lor hidrolitică în tractul gastrointestinal prin acțiunea enzimelor proteolitice. Formata compuși inițial destul de complexe de proteine macromoleculare (albumozy, peptone) în secțiunile ulterioare ale intestinului sub influența altor enzime proteolitice descompun tri- și dipeptide și în final în aminoacizi individuali. Zilnic un adult sânge uman este absorbit din intestin peste 100 g de aminoacizi diferiți formați ca rezultat al scindării hidrolitice a proteinelor alimentare.
Atunci când se sintetizează proteine în celule și țesuturi ale corpului, pot fi utilizați nu numai aminoacizi individuali, ci și compuși de proteină mai complexi de tipul respectiv. polipeptide. În biosinteza proteinei tisulare un rol important aparține acizilor nucleici care fac parte din structura nucleului și protoplasmului celulelor. Distrugerea proteinelor în celule are loc în două etape: în primul rând, molecula de proteină este hidrolizată la aminoacizi, apoi molecula de aminoacizi este scindată. Aminoacizii care nu sunt utilizate pentru sinteza proteinelor și a altor compuși azotați, formând structura unei celule vii putrezirea adânc pentru a forma produse finale. Distrugerea aminoacidului are loc prin deaminare, adică prin scindarea grupării amino. molecula Anitrogenous reziduuri printr-o serie de etape intermediare convertite în glucoză, și apoi sunt supuse unei serii de transformări chimice de tipul metabolismului glucidic. proteină de azot care are nici o valoare energetică ca amoniacul este apoi transformat în uree la un mamifer și excretat în urină (la păsări ca acid uric).
De obicei, compușii proteici sunt oxidați în țesuturile corpului animalului nu complet, rezultând o anumită parte a compușilor proteici eliberați din organism sub formă de produse de oxidare incomplete. Atunci când o moleculă de proteine se dezintegrează, o anumită cantitate de produse otrăvitoare dăunătoare sunt eliberate în organism, a căror neutralizare are loc în ficat.
Absorbția aminoacizilor. Principalul mecanism pentru introducerea aminoacizilor în enterocite este transportul activ dependent de Na +. În același timp, este posibilă și difuzia aminoacizilor de-a lungul gradientului electrochimic. Având două mecanisme de transport explică faptul că D-aminoacizi sunt absorbite mai rapid (datorită transportului activ) decât L-izomeri care intră în celula pasiv prin difuziune. La animalele adulte, difuzia apare evident numai atunci când mecanismul transportului activ este perturbat. În condiții normale, aportul de aminoacizi la enterocite este asigurat de mecanismele de difuzie facilă și de transportul activ, care sunt realizate cu participarea vectorilor. Să presupunem prezența diferitelor sisteme de transport pentru aminoacizii neutri, bazici, N-substituiți și dicarboxilici.
Aproape singurul tip de produse de hidroliză a proteinelor care sunt absorbite în fluxul sanguin la animalele mai mari și la oameni sunt aminoacizii. Excepțiile sunt peptidele de hidroxiprolină, care, aparent, sunt absorbite prin difuzie. Într-o cantitate foarte mică, unele peptide mici, de exemplu glicilglicina, pot pătrunde prin epiteliul intestinal. În plus, la mamiferele neonatale, atunci când mecanismele de scindare proteică nu funcționează, proteina intactă poate fi absorbită de pinocitoză. În acest fel, anticorpii sunt introduși în corpul nou-născutului cu laptele matern, oferind imunitate la infecții.
Există un punct de vedere, potrivit căruia oligopeptide formate în timpul cavității de hidroliză, intră enterocite, unde aminoacizii sunt descompuse prin acțiunea enzimelor intracelulare. În același timp, se arată că etapele intermediare și finale ale despicarea moleculelor de proteine nu sunt efectuate intracelular și în zona marginii în perie a enterocitelor de o peptidază situat aici.
In enterocite, împreună cu sistemul de transport cu membrana apicală are, de asemenea, un sistem de transport situat în membrane bazale și laterale, care realizează aminoacidul fiind transportat în afara celulei. Acest sistem funcționează cu participarea transportatorilor prin mecanismul de difuzie facilitat. Să presupunem posibilitatea unui transport activ dependent de Na +.
Procesul de digestie și absorbție a proteinelor poate fi reprezentat în următoarea formă. În lumenul intestinului, polipeptidele sunt scindate la oligopeptide, di- și tripeptide și aminoacizi. În membrana microvililor de la marginea periei, scindarea ulterioară prin peptidaze specifice, absorbția aminoacizilor și a oligopeptidelor. În citoplasmă, scindarea di- și oligopeptidelor prin peptidaze citoplasmatice la aminoacizi. În membrana bazală - producția de aminoacizi din celulă în sânge.
Soldul azotului. Starea metabolismului proteinelor în organism este evaluată prin echilibrul de azot. Acest lucru se datorează faptului că toate substanțele din proteina N care intră în corpul animalului cu alimente sunt excretate sub formă de substanțe azotate, în principal cu urină. Ponderea substanțelor azotate excretate din corp cu fecale este nesemnificativă și, prin urmare, prin calcule adecvate, nu este luată în considerare.
starea de echilibru azot se numește corp, în care fluxul de N (digestia l) în corpul cu proteine alimentare este egal cu cantitatea de compuși azotați excretate în urină sub formă de uree sau de acid uric.
Pe durata de viață a organismului poate fi afectată echilibrul de azot, abaterea în orice direcție. Dacă numărul primită cu alimentul depășește numărul N din organism scoase, atunci o astfel de stare se numește un sold pozitiv de azot, în cazul în care numărul N depășește suma scoasă primită de către organism, - un sold negativ de azot.
balanța azotului Violarea indică în mod tipic o încălcare substanțială a procesului normal al metabolismului proteic (de exemplu, un sold negativ de azot în timpul înfometare parțială sau completă la „proteină foame“) și nu pot afecta organismul. Cu toate acestea, în unele cazuri, o încălcare a echilibrului de azot - fenomen fiziologic normal. Astfel, în faza de creștere a corpului uman sau animal printr-un echilibru pozitiv de azot - excesul de proteine recipise privind consumul lor este norma fiziologică.
Reglarea metabolismului proteinelor. Reglarea metabolismului proteinelor este realizată prin neuroumoral, dar link-ul final al acțiunilor de control, de regulă, sunt influențe umorale (actiunea de hormoni, vitamine). Participarea activă la biosinteza proteinelor corporale necesită vitamina. B12 este acidul nicotinic; estrogenul insulinei hormonale a pancreasului - insulina are un efect asupra metabolismului azotului, promovând sinteza proteinelor în țesuturi; asupra metabolismului proteic în organism este influențată de hormoni hipofizari (hormon de creștere), hormoni tiroidieni (tiroxină), hormoni suprarenalieni și hormoni sexuali. Metabolismul proteinelor din organism se modifică semnificativ sub influența sistemului nervos central, incluzând cortexul emisferelor cerebrale. Sunt cunoscute cazuri de modificări reflexe condiționate în intensitatea metabolismului proteic. Cu privire la reglementarea semnificativ rolul slozhnoreflektornoy metabolismului proteic indică de fapt, masa de acțiune dinamică specifică atunci când modificările ratei metabolice, inclusiv metabolismul proteinelor, începe cu mult înainte de dizolvarea de nutrienți în fluxul sanguin și să intre produsele finale ale hidroliză lor. De exemplu, metabolismul de bază al organismului crește cu 16% în medie cu consumul de alimente din proteine.
1. Fiziologia generală, un ghid al fiziologiei, Izd. "Science", 1979.
3. Fiziologie, Pavlov IP
4. Introducere în fiziologie. Manual pentru licee. Sub ediția generală de IT. Frolov.
5. Bazele fiziologiei. AG Spirkin.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: