A fehérje anyagcseréje
A szervezet sejtjeinek és szöveteinek fő szerkezeti elemei fehérjék. Talán nincs olyan funkció, amit a szervezetben fehérjék nélkül lehetett végrehajtani. Számos kémiai reakciót felgyorsítanak a biológiai katalizátorok - enzimek, amelyek fehérje vegyületek. Egyes hormonok, például az inzulin szénhidrát anyagcseréjének szabályozása szintén fehérje jellegű. A vas-tartalmú fehérje hemoglobin részt vesz a gázcserében. A fehérjéknek vannak specifikus anyagai - a szervezetben előállított antitestek idegen anyagok (antigének) bevétele után. Az izmok fehérjékből állnak, a szövetek (csontok, inak, szalagok) fő összetevője a fehérje kollagén
A fehérjék bomlása és szintézise a szövetek anyagcseréje során. Valamennyi fehérjevegyületet fel lehet osztani a megfelelő proteinekre - fehérjékre és fehérjékre. A fehérjék aminosavakból állnak, a fehérjék szerkezetében, ezen kívül, nem protein komplex anyagokat (nukleinsavakat stb.) Tartalmaznak. Az élelmiszer-fehérjék aminosav-összetétele meghatározza az állati szervezetre vonatkozó biológiai értékét, amely összefügg a szervezet fehérje-anyagcseréjének sajátosságaival. A fehérje-anyagcsere és a szénhidrát vagy a zsíranyagcsere közötti lényeges különbség az, hogy az állati testben a fehérjék, vagy inkább az őket alkotó sok aminosav nem állítható elő szerves anyagokból és ammóniából.
Az aminosavak szintézise csak a megfelelő a-keto-sav jelenlétében lehetséges, amely a szénhidrátok és zsírok metabolizmusának közbenső terméke. Az állati testben szintetizálható aminosavak cserélhetőek (alanin, glutaminsav, tirozin stb.). A cserélhető aminosavakat jelentős mennyiségben szintetizálják, függetlenül az élelmiszer-fehérjék bevitelétől. Egyéb - pótolhatatlan aminosavak (leucin, triptofán, fenilalanin stb.) Nem állíthatók elő a szervezetben, és táplálékkal kell ellátni őket. Attól függően, hogy a tartalmat az esszenciális aminosavak élelmiszer fehérjék ezek a fehérjék vannak osztva biológiailag teljes (egy teljes-esszenciális aminosavak) és hibás (hiányában egy vagy több esszenciális aminosavat).
A fehérje-anyagcserét megkülönböztető jellemzője, hogy a szervezetben nincsenek fehérje-összetevők. A test teljes fehérje a szövetek és a testfolyadékok sejtszerkezeteinek szerkezetébe tartozik. Ezért a fehérjék rendszeres beáramlása hiányában megfigyelik a különböző sejtszerkezetek részleges pusztulását, azaz a "fehérje éhezés" jelei jelennek meg.
A növényevő állatok zöld növények által szintetizált növényi fehérjéket kapnak, a ragadozó állatok állati fehérjék.
Az emberi test által fogyasztott élelmiszerek különböző mennyiségű fehérjét tartalmaznak: fehérje gazdag hús, hal, bab, tojás és más fehérje-szegény zöldségek és gyümölcsök. Ebből a szempontból köztes helyet a kenyér és más termékek foglalnak el.
Minden nap az emberi szervezetnek kb. 100 g fehérje-vegyületet kell kapnia, amely aminosavak formájában belép a véráramba, majd minden szervre és szövetre kiterjed. Amino savak a szervezetben működnek elsősorban műanyag funkció: szolgálhat anyag szintéziséhez a specifikus fehérjék, hormonok (például inzulin, glukagon, hipofízis hormonok stb), nem-fehérje nitrogén komponensek a sejtek és szövetek. Az étkezési fehérje aminosavainak köszönhetően a szervezet életaktivitása során elpusztított fehérje vegyületek helyreállnak. Egy fiatal, növekvő szervezetben az élelmiszer-fehérje nemcsak a bontott fehérjék szintézisére, hanem a biomassza növelésére is kiterjed: a szövetek és sejtek fehérje összetevőinek. Felnőtt állatokban a test fehérjéit kicserélik, és különböző arányban megújítják: a teljes fehérje megújulásának időtartama egy személy számára 80 nap, patkány esetében 17 nap. Fehérje vegyület alávetett állatok egy komplex ciklus kémiai reakciók kialakulását eredményezi a nitrogén-anyagcsere végtermékek - karbamid, húgysav és más vegyületek, felszabadul a szervezetben, és megkapta a földben. A talajban a mikroorganizmusok hatása alatt ezek az anyagok ammóniát, nitrátokat és nitriteket alakítanak át, amelyek nitrogéntartalmú táplálékként szolgálnak.
A fehérjék összetett kémiai transzformációinak ciklusa az állatban hidrolitikus hasítással kezdődik a gasztrointesztinális traktusban proteolitikus enzimek hatására. Alkotta eredetileg meglehetősen komplex makromolekuláris fehérje vegyületek (albumozy, peptonok) a későbbi részekben a vékonybél hatása alatt más proteolitikus enzimek lebontják tri- és dipeptidek és végül az egyes aminosavakat. Naponta több mint 100 g különböző aminosav, amelyet az élelmiszer-fehérjék hidrolitikus emésztése eredményeként alakítanak ki, felszívódik a bélből egy felnőtt személy vérébe.
A fehérjék szintézisében a test sejtjeiben és szöveteiben nemcsak az egyes aminosavak, hanem a bonyolultabb fehérje-vegyületek is alkalmazhatók. polipeptidek. A szöveti fehérje bioszintézisében fontos szerepe van a sejtmag és a protoplazma szerkezetének részét képező nukleinsavaknak. A sejtek fehérjebontása két szakaszban történik: először a fehérjemolekulát aminosavakká hidrolizálják, majd az aminosavmolekulát hasítják. Az aminosavakat, amelyeket nem használtak fel a fehérje-anyagok és az élő sejtek szerkezetét alkotó egyéb nitrogéntartalmú vegyületek szintéziséhez, mélyen bomlik a végtermékek kialakulásával. Az aminosav megsemmisítése deaminálással történik, azaz az aminocsoport hasításával. A molekula nitrogénmentes maradéka egy sor közbenső szakaszon keresztül glükózgá alakul át, majd egy sor kémiai átalakuláson megy keresztül a szénhidrát anyagcserében. Az ammónia formájában energiat nem tartalmazó nitrogénfehérjét ezután emlősökben karbamidra alakítják át és a vizeletben kiválasztják (húgysavban a madarakban).
Általában a fehérjéket az állati test szöveteiben teljesen nem oxidálják, aminek következtében a fehérje-vegyületek bizonyos része felszabadul a szervezetből hiányos oxidációs termékek formájában. Ha egy proteinmolekula szétesik, a testben bizonyos mennyiségű káros mérgező termék szabadul fel, amelynek a semlegesítése a májban történik.
Az aminosavak felszívódása. Az aminosavak bevitelének fő mechanizmusa az enterocitába a Na + -függő aktív transzport. Ugyanakkor az elektrokémiai gradiens mentén az aminosavak diffúziója is lehetséges. Két szállítási mechanizmus jelenlétét magyarázza az a tény, hogy a D-aminosavak gyorsabban abszorbeálódnak (az aktív transzport miatt), mint az L-izomerek, amelyek passzívan diffúzió útján lépnek be a sejtbe. Felnőtt állatoknál a diffúzió nyilvánvalóan csak akkor fordul elő, ha az aktív közlekedés mechanizmusa zavart. Normális körülmények között az enterociták aminosav-ellátását a megkönnyített diffúzió és az aktív transzport mechanizmusai biztosítják, amelyek vektorok részvételével valósulnak meg. Tegyük fel, hogy különböző közlekedési rendszerek jelen vannak jelen semleges, bázikus, N-helyettesített és dikarbonsav aminosavak esetében.
Szinte az egyetlen fajta fehérje hidrolízis termék, amely felszívódik a véráramba magasabb állatokban és emberekben, aminosavak. Kivételek a hidroxi-prolin-peptidek, amelyek láthatóan diffúzióval abszorbeálódnak. Nagyon kis mennyiségben néhány apró peptid, például glicil-glicin képes áthatolni a bélhámon. Ezenkívül újszülött emlősöknél, amikor a fehérje hasítás mechanizmusai nem működnek, az intakt fehérje felszívódhat pinocitózissal. Ily módon az anyatejbe az újszülött testébe bejuttatnak antitesteket, amelyek immunitást biztosítanak a fertőzéseknek.
Vannak olyan szempontok, amelyek szerint az üreges hidrolízis folyamán kialakult oligopeptidek belépnek az enterocitába, ahol intracelluláris enzimek hatására aminosavakba hasítják. Ugyanakkor kimutatták, hogy a fehérjemolekulák hasításának közbenső és végső szakaszai nem intracellulárisan, hanem az enterociták ecset határának zónájában, itt található peptidázok segítségével.
Az enterocitákban, az apikális membrán szállítási rendszerével együtt egy szállítórendszer is található a bazális és oldalsó membránokban, amely a transzportált aminosavakat felszabadítja a sejtből. Ez a rendszer a szállítószalagok részvételével működik a megkönnyített diffúzió mechanizmusával. Tegyük fel a Na + függő aktív transzport lehetőségét.
A fehérjék emésztési és felszívódási folyamata a következő alakban ábrázolható. A bél lumenben a polipeptideket oligopeptidekhez, di- és tripeptidekhez és aminosavakhoz hasítják. Az ecset határának mikrovillii membránján, további peptidázok hasításával, aminosavak és oligopeptidek felszívódásával. A citoplazmában a di- és oligopeptidek citoplazmás peptidázok aminosavakkal történő hasítása. A bazális membránban - az aminosavak kibocsátása a sejtből a vérbe.
Nitrogén egyensúly. A szervezet fehérje-anyagcseréjét a nitrogén egyensúly alapján ítélik meg. Ennek az az oka, hogy minden olyan N fehérje, amely az állatok szervezetébe belép az élelmiszerrel, nitrogéntartalmú anyagok formájában, elsősorban vizelettel ürül ki. A testből ürülékből kiválasztódó nitrogén anyagok aránya elhanyagolható, ezért megfelelő számításokkal nem veszik figyelembe.
Nitrogén egyensúlyi állapotot nevezik a test, ahol az áramlás a N (emésztés belőle) a test élelmiszer fehérje megegyezik az összeg a nitrogéntartalmú vegyületek a vizelettel ürül a karbamid vagy a húgysav.
A szervezet létfontosságú aktivitásának folyamata során a nitrogén egyensúly zavara, az egyik vagy a másik oldali eltérés lehetséges. Ha a szám kapott az élelmiszer meghaladja a száma N kiadott a testből, akkor egy ilyen állapotot nevezik a pozitív nitrogén egyensúly, ha a szám N kiadott meghaladja a kapott összeg a test által, - negatív nitrogén egyensúlyt.
Megsértése nitrogén egyensúly általában azt jelzi, jelentős megsértése a normális folyamat fehérje anyagcserét (például, egy negatív nitrogén mérleg során részleges vagy teljes éhezés „éhezés fehérje”), és lehet, hogy nem befolyásolják az organizmus. Azonban számos esetben a nitrogén egyensúly megzavarása normális élettani jelenség. Így az emberi vagy állati test növekedési stádiumában a pozitív nitrogéntartalom - a fehérjék fogyasztása feletti fogyasztás túlzott aránya a fiziológiai norma.
A fehérje anyagcseréjének szabályozása. A fehérjék metabolizmusának szabályozását neurohumorális úton végezzük, de a szabályozási lépések végső kapcsolata általában humorális hatások (hormonok, vitaminok hatása). A testfehérjék bioszintézisében való aktív részvétel vitaminot tartalmaz. B12 nikotinsav; a hasnyálmirigy hormonszövetének szövete - az inzulin hatással van a nitrogén anyagcserére, elősegítve a fehérje szövetben történő szintézisét; fehérje anyagcserét a szervezetben befolyásolja a hipofízis hormonok (növekedési hormon), a pajzsmirigy hormon (tiroxin), adrenokortikális hormonok és a nemi hormonok. A szervezet fehérje-anyagcseréje jelentősen megváltozik a központi idegrendszer hatása alatt, beleértve az agy félgömbök kéregét is. A protein metabolizmus intenzitásában bekövetkező kondicionált reflex változások esetei jól ismertek. A jelentős szerepet slozhnoreflektornoy szabályozása fehérje anyagcserét jelzi a tény, egyedi dinamikus cselekvés étkezés, amikor változások anyagcserét, beleértve a fehérje anyagcserét, megkezdődik a hosszú feloszlatása előtt tápanyagokat a véráramba, és adja meg a végső termékek azok hidrolízise. Így például a szervezet alapvető metabolizmusa átlagosan 16% -kal emelkedik fehérje ételek fogyasztásával.
1. Általános fiziológia, útmutató a fiziológiára, kiad. "Science", 1979.
3. Élettani, Pavlov IP
4. Bevezetés az élettanba. Tankönyv a középiskolák számára. Az informatika általános szerkesztése alatt. Frolov.
5. Az élettani alapismeretek. AG Spirkin.