Умения за развитие
Обсъдете как протеините се усвояват и усвояват от нашите тела.
Как протеините от храни, денатурирани или не, се преработват в аминокиселини, които клетките могат да използват, за да произвеждат нови протеини? Когато ядете храна, храносмилателната система на тялото разгражда протеина до отделните аминокиселини, които се абсорбират и използват от клетките за изграждане на други протеини и няколко други макромолекули, като ДНК. Нека следваме специфичния път, по който протеините отвеждат стомашно-чревния тракт и в кръвоносната система. Яйцата са добър хранителен източник на протеини и ще бъдат използвани като наш пример за описване на пътя на протеините в процесите на храносмилане и усвояване. Едно яйце, било то сурово, твърдо сварено, бъркано или пържено, доставя около шест грама протеин.
Фигура 5.4.1: Яйцето е добър хранителен източник на протеини. Бели, петнисти (червени) и кафяви пилешки яйца. (CC-SA-BY 3.0; Тимотей Тит)
От устата до стомаха
Фигура 5.4.2: Храносмилането на протеини изисква химичните действия на стомашния сок и механичните действия на стомаха.
От стомаха до тънките черва
Стомахът изпразва химуса, съдържащ разградените парчета яйца, в тънките черва, където се извършва по-голямата част от усвояването на протеини. Панкреасът отделя храносмилателен сок, който съдържа повече ензими, които допълнително разграждат протеиновите фрагменти. Двата основни панкреатични ензима, които усвояват протеините, са химотрипсин и трипсин. Клетките, които подреждат тънките черва, освобождават допълнителни ензими, които окончателно разделят по-малките протеинови фрагменти в отделните аминокиселини. Мускулните контракции на тънките черва се смесват и задвижват усвоените протеини до местата на усвояване. Целта на храносмилателния процес е да разгради протеина на дипептиди и аминокиселини за усвояване.
В долните части на тънките черва аминокиселините се транспортират от чревния лумен през чревните клетки до кръвта. Това движение на отделни аминокиселини изисква специални транспортни протеини и клетъчната енергийна молекула, аденозин трифосфат (АТФ). След като аминокиселините са в кръвта, те се транспортират до черния дроб. Както при другите макронутриенти, черният дроб е контролно-пропускателен пункт за разпределение на аминокиселини и всяко по-нататъшно разграждане на аминокиселините, което е много минимално. Припомнете си, че аминокиселините съдържат азот, така че по-нататъшният катаболизъм на аминокиселините освобождава азот, съдържащ азот. Тъй като амонякът е токсичен, черният дроб го трансформира в карбамид, който след това се транспортира до бъбреците и се екскретира с урината. Уреята е молекула, която съдържа два азота и е силно разтворима във вода. Това го прави добър избор за транспортиране на излишния азот от тялото. Тъй като аминокиселините са градивни елементи, които тялото запазва, за да синтезира други протеини, повече от 90 процента от погълнатия протеин не се разгражда по-далеч от аминокиселинните мономери.
Много малко протеин стига до дебелото черво, ако не ядете прекомерни количества. Ако имате миризлив метеоризъм, това може да е знак, че ядете твърде много протеини, защото излишъкът стига до дебелото черво, където червата микробите го смилат и произвеждат миризливи газове.
Абсорбция на протеини
При възрастни по същество целият протеин се абсорбира като трипептиди, дипептиди или аминокиселини и този процес протича в дванадесетопръстника или проксималната йеюнум на тънките черва. Пептидите и/или аминокиселините преминават през интерстициалната граница на четката чрез улесняваща дифузия или активен транспорт. Активен транспорт натрий и АТФ за активен транспорт на молекулата през клетъчната мембрана. R групата определя вида на използвания транспортер. След като преминат през мембраната, аминокиселините или пептидите се освобождават в чревния кръвен поток и се транспортират до черния дроб чрез чернодробната (чернодробна) портална вена. Това е известно като ентерохепатална циркулация.
В черния дроб остават 50-65% и се използват за синтезиране на протеини, азотсъдържащи съединения и образуване на пуринови/пиримидинови основи. В някои случаи те могат да бъдат превърнати в енергия. Черният дроб регулира нивата на аминокиселините в кръвта. Аминокиселините, които не се задържат в черния дроб, преминават и се транспортират до останалата част от тялото, за да бъдат усвоени и използвани от други клетки. Повечето аминокиселини с разклонени вериги преминават през черния дроб.
Преглед на азотния метаболизъм
Аминокиселините са уникални, защото съдържат азот. Няколко неща могат да се случат с азота. Първо, той може да остане върху молекулата и да бъде включен в продукта, който клетката прави, например, полипептид. Азотът може да бъде трансаминиран, с други думи, аминовата група (NH2) се прехвърля в друг въглероден скелет, за да образува нова аминокиселина. Пример може да бъде трансферът на амин от несъществената аминокиселина, аланин, към алфа-кетоглутаровата киселина, за да се получи глутаминова киселина, друга несъществена аминокиселина. За този процес е необходим водоразтворимият витамин В6.
Аминовата група може да бъде отстранена от аминокиселината в процес, известен като дезаминиране. Този процес се използва за отделяне на азота, а въглеродният скелет се използва за производство на енергия. Отново витамин В6 е необходим за този процес.
Азотът, отстранен от аминокиселините, се екскретира по няколко различни начина. Най-познатият път е урината, където по-голямата част от азота е под формата на урея. Азотът също се отделя с изпражненията, кожата, косата и ноктите. В кожата, косата и ноктите азотът се свързва с протеините, тъй като това е градивният елемент на всеки от тях.
Аминокиселините се рециклират
Фигура 5.4.3: Аминокиселините в клетъчния басейн идват от хранителните протеини и от разрушаването на клетъчните протеини. Аминокиселините в този пул трябва да бъдат попълнени, тъй като аминокиселините са възложени на външни изпълнители, за да образуват нови протеини, енергия и други биологични молекули.