ما هي البروتينات وفوائدها
البروتينات ضرورية لعمل الجسم. تفهم:
الصورة التي تم تحريرها وتغيير حجمها بواسطة Kien Cuong Bui متاحة على Unsplash
البروتينات هي أحماض أمينية تتحد معًا لتشكل سلاسل طويلة. هناك 20 من الأحماض الأمينية التي تساعد في تكوين الآلاف من البروتينات المختلفة في الجسم وتلعب تسع وظائف رئيسية في الجسم:
- ما هي الأحماض الأمينية وما الغرض منها
1. النمو والصيانة
يحتاج الجسم إلى البروتينات لنمو الأنسجة وصيانتها. ومع ذلك ، فهم في حالة دوران ثابتة. في ظل الظروف العادية ، يفكك الجسم نفس كمية البروتين المستخدمة في بناء الأنسجة وإصلاحها. في أوقات أخرى ، يقوم بتكسير بروتين أكثر مما يمكن أن ينتج ، وبالتالي زيادة الطلب. يحدث هذا عادة خلال فترات المرض ، وأثناء الحمل وأثناء الرضاعة الطبيعية ، والتعافي من إصابة أو عملية جراحية ، والشيخوخة وأثناء ممارسة الرياضة (انظر الدراسات حول هذا: 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6).
2. التفاعلات البيوكيميائية
الإنزيمات عبارة عن بروتينات تساعد آلاف التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث داخل الخلايا وخارجها (انظر الدراسة حولها هنا: 7). تسمح بنية الإنزيمات لها بالاندماج مع جزيئات أخرى داخل الخلية تسمى الركائز ، والتي تحفز التفاعلات الأساسية لعملية التمثيل الغذائي (انظر الدراسة حول هذا الموضوع هنا: 8).
يمكن أن تعمل الإنزيمات أيضًا خارج الخلية ، مثل إنزيمات الجهاز الهضمي اللاكتاز والسكراز ، والتي تساعد على هضم السكر. تتطلب بعض الإنزيمات جزيئات أخرى ، مثل الفيتامينات أو المعادن ، لحدوث تفاعل.
تشمل الوظائف التي تعتمد على الإنزيمات ما يلي:
- الهضم
- انتاج الطاقة
- جلطة دموية أو خثرة
- انكماش العضلات
يمكن أن يؤدي نقص أو عدم كفاية وظيفة هذه الإنزيمات إلى حدوث مرض (انظر الدراسة حول هذا الموضوع هنا: 10)
3. العمل كرسول
بعض البروتينات عبارة عن هرمونات ، وهي عبارة عن مراسلات كيميائية تساعد الخلايا والأنسجة والأعضاء على التواصل. يتم إنتاجها وإفرازها بواسطة أنسجة أو غدد صماء ثم تنقل في الدم إلى الأنسجة أو الأعضاء المستهدفة ، حيث ترتبط بمستقبلات البروتينات الأخرى الموجودة على سطح الخلية.
يمكن تصنيف الهرمونات في ثلاث فئات رئيسية (انظر الدراسة حول هذا الموضوع هنا: 11):
- البروتينات والببتيدات: تتكون من سلاسل من الأحماض الأمينية ، تتراوح من بضع إلى عدة مئات ؛
- الستيرويدات: مصنوعة من الكولسترول الدهني. تعتمد الهرمونات الجنسية ، التستوستيرون والإستروجين ، على المنشطات.
- الأمينات: يتم إنتاجها من الأحماض الأمينية الفردية مثل التربتوفان أو التيروزين ، والتي تساعد على إنتاج الهرمونات المتعلقة بالنوم والتمثيل الغذائي.
- ما الذي يمكن أن يسببه الحرمان من النوم؟
- التمثيل الغذائي: ما هو وما هي العوامل التي تؤثر عليه
تشكل البروتينات وعديد الببتيدات غالبية هرمونات الجسم. تتضمن بعض الأمثلة ما يلي:
- الأنسولين: يشير إلى امتصاص الجلوكوز أو السكر في الخلية ؛
- الجلوكاجون: يشير إلى انهيار الجلوكوز المخزن في الكبد.
- هرمون النمو (هرمون النمو البشري): يحفز نمو الأنسجة المختلفة ، بما في ذلك العظام.
- ADH (الهرمون المضاد لإدرار البول): يشير إلى الكلى لإعادة امتصاص الماء ؛
- ACTH (هرمون قشر الكظر): يحفز إفراز الكورتيزول ، وهو عامل رئيسي في عملية التمثيل الغذائي.
4. توفير الهيكل
بعض البروتينات ليفية وتوفر صلابة للخلايا والأنسجة. تشمل هذه البروتينات الكيراتين والكولاجين والإيلاستين ، والتي تساعد على تكوين البنية الضامة لبعض الهياكل في الجسم (انظر الدراسة الخاصة بهذا: 13). الكيراتين هو بروتين هيكلي يوجد في الجلد والشعر والأظافر.
- الكولاجين: افهم ما هو ، الفوائد ، وما إذا كان يضر
- أفضل الأطعمة لزيادة إنتاج الكولاجين
الكولاجين هو البروتين الأكثر وفرة في الجسم ويعطي بنية للعظام والأوتار والأربطة والجلد (انظر الدراسة حوله هنا: 14).
الإيلاستين أكثر مرونة من الكولاجين بمئات المرات. تسمح مرونته العالية للعديد من أنسجة الجسم بالعودة إلى شكلها الأصلي بعد التمدد أو الانقباض ، مثل الرحم والرئتين والشرايين (انظر الدراسة حول هذا: 15).
5. الحفاظ على درجة الحموضة المناسبة
تلعب البروتينات دورًا حيويًا في تنظيم تركيزات الأحماض والقواعد في الدم وسوائل الجسم الأخرى (انظر الدراسات حول هذا هنا: 16 ، 17).
يتم قياس التوازن بين الأحماض والقواعد باستخدام مقياس الأس الهيدروجيني. يتراوح من 0 إلى 14 ، حيث يكون 0 هو الأكثر حمضية ، و 7 محايد و 14 هو الأكثر قلوية.
تتضمن أمثلة قيمة الرقم الهيدروجيني للمواد الشائعة (انظر الدراسة حول هذا: 18):
- الرقم الهيدروجيني 2: حمض المعدة
- الرقم الهيدروجيني 4: عصير الطماطم
- الرقم الهيدروجيني 5: القهوة السوداء
- الرقم الهيدروجيني 7.4: دم الإنسان
- الرقم الهيدروجيني 10: حليب المغنيسيا
- الرقم الهيدروجيني 12: ماء صابون
- تعرف على كيفية صنع مقياس الأس الهيدروجيني محلي الصنع
تسمح مجموعة متنوعة من أنظمة التخزين المؤقت لسوائل الجسم بالحفاظ على مستويات الأس الهيدروجيني العادية. من الضروري وجود درجة حموضة ثابتة ، حتى التغيير الطفيف يمكن أن يكون ضارًا أو مميتًا (انظر الدراسات حول هذا الموضوع هنا: 19 ، 20).
إحدى الطرق التي ينظم بها الجسم درجة الحموضة هي من خلال عمل البروتينات. أحد الأمثلة على ذلك هو الهيموجلوبين ، وهو بروتين يتكون من خلايا الدم الحمراء.
يرتبط الهيموجلوبين بكميات صغيرة من الحمض ، مما يساعد على الحفاظ على قيمة الرقم الهيدروجيني الطبيعي للدم. تشتمل أنظمة الجسم العازلة الأخرى على الفوسفات والبيكربونات (انظر الدراسة حول هذا هنا: 16).
6. سوائل التوازن
تنظم البروتينات عمليات الجسم للحفاظ على توازن سوائل الجسم. الألبومين والجلوبيولين هما بروتينان موجودان في الدم يساعدان في الحفاظ على توازن السوائل وجذب الماء والاحتفاظ به (انظر الدراسات حول هذا الموضوع هنا: 21 ، 22).
إذا لم تحصل على ما يكفي من البروتين ، تنخفض مستويات الألبومين والجلوبيولين. نتيجة لذلك ، لم تعد هذه البروتينات قادرة على الاحتفاظ بالدم في الأوعية الدموية ويتم دفع السوائل إلى الفراغات بين الخلايا.
مع استمرار تراكم السائل في الفراغات بين الخلايا ، يحدث تورم أو وذمة ، خاصة في منطقة المعدة (انظر الدراسة حول هذا الموضوع هنا: 23). هذا شكل من أشكال سوء التغذية الحاد بالبروتين يسمى كواشيوركور ، ويحدث عندما يستهلك الشخص سعرات حرارية كافية ولكنه لا يستهلك ما يكفي من البروتين (انظر الدراسة الخاصة بهذا: 24). كواشيوركور نادر في البلدان المتقدمة ويحدث بشكل متكرر في المناطق الفقيرة.
7. تعزيز صحة المناعة
تساعد البروتينات على تكوين الغلوبولين المناعي ، أو الأجسام المضادة ، لمحاربة العدوى (انظر الدراسات حول هذا: 25 ، 26). الأجسام المضادة هي بروتينات في مجرى الدم تساعد في حماية الجسم من الغزاة الضارين مثل البكتيريا والفيروسات.
عندما يدخل هؤلاء الغزاة الخلايا ، ينتج الجسم أجسامًا مضادة تحددها للتخلص منها (انظر الدراسة حول هذا الموضوع هنا: 27). بدون هذه الأجسام المضادة ، يمكن للبكتيريا والفيروسات أن تتكاثر وتثقل الجسم بالمرض الذي تسببه.
بعد إنتاج أجسام مضادة ضد بكتيريا أو فيروسات معينة ، لا تنسى الخلايا أبدًا كيفية صنعها. يسمح هذا للأجسام المضادة بالاستجابة بسرعة في المرة القادمة التي يغزو فيها عامل مرض معين الجسم (انظر الدراسة حول هذا هنا: 28). نتيجة لذلك ، يطور الجسم مناعة ضد الأمراض التي تعرض لها (انظر الدراسة حول هذا الموضوع هنا: 29).
8. نقل وتخزين المواد الغذائية
تنقل بروتينات النقل المواد عبر مجرى الدم - إلى الخلايا ، في الخارج أو داخلها.
المواد التي تنقلها هذه البروتينات تشمل العناصر الغذائية مثل الفيتامينات أو المعادن والسكر والكوليسترول والأكسجين (انظر الدراسات حول هذا الموضوع هنا: 30 ، 31 ، 32).
الهيموغلوبين ، على سبيل المثال ، هو بروتين ينقل الأكسجين من الرئتين إلى أنسجة الجسم. تنقل ناقلات الجلوكوز (GLUT) الجلوكوز إلى الخلايا ، بينما تنقل البروتينات الدهنية الكوليسترول والدهون الأخرى في الدم.
ناقلات البروتين محددة ، بمعنى أنها ترتبط فقط بمواد معينة. بمعنى آخر ، ناقل البروتين الذي يحرك الجلوكوز لا يحرك الكوليسترول (انظر الدراسات حول هذا هنا: 33 ، 34).
للبروتينات أيضًا وظائف تخزين. الفيريتين هو بروتين تخزين يخزن الحديد (انظر الدراسة حوله هنا: 35). بروتين آخر للتخزين هو الكازين ، وهو البروتين الرئيسي في الحليب الذي يساعد طفلك على النمو.
9. توفير الطاقة
يمكن أن توفر البروتينات الطاقة. تحتوي على أربع سعرات حرارية لكل جرام ، وهي نفس كمية الطاقة التي توفرها الكربوهيدرات. توفر الدهون المزيد من الطاقة ، حيث تحتوي على تسعة سعرات حرارية لكل جرام.
- السعرات الحرارية: هل هي مهمة؟
ومع ذلك ، فإن آخر شيء يريد الجسم استخدامه للطاقة هو البروتين ، حيث يتم استخدام هذه المغذيات القيمة على نطاق واسع في جميع أنحاء الجسم.
تعتبر الكربوهيدرات والدهون أكثر ملاءمة لتوفير الطاقة ، حيث يحتفظ الجسم باحتياطيات لاستخدامها كوقود. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استقلابه بشكل أكثر كفاءة مقارنة بالبروتين (انظر الدراسة حول هذا الموضوع هنا: 36)
في الواقع ، يوفر البروتين القليل جدًا من متطلبات الطاقة في ظل الظروف العادية. ومع ذلك ، في حالة الصيام (18 إلى 48 ساعة بدون طعام) ، يدمر الجسم العضلات حتى تتمكن الأحماض الأمينية من توفير الطاقة (انظر الدراسات حول هذا هنا: 37 ، 38).
يستخدم الجسم أيضًا الأحماض الأمينية من العضلات إذا كان تخزين الكربوهيدرات منخفضًا. يمكن أن يحدث هذا بعد ممارسة التمارين الشاقة أو إذا كنت لا تستهلك سعرات حرارية كافية بشكل عام (انظر الدراسة حول هذا: 39). بالنسبة للأطعمة الغنية بالبروتين ، ألق نظرة على مقال: "عشرة أطعمة غنية بالبروتين".
