في الواقع، يأتي اسم البروتين من الكلمة اليونانية (protos) التي تعني “الأساسي” أو “المركز الأول”، وتتكون البروتينات من أحماض أمينية تتحد لتشكل سلاسل طويلة، ويمكن التفكير في البروتين على أنه سلسلة من الخرزات تكون فيها كل حبة عبارة عن حمض أميني، ويوجد 20 من الأحماض الأمينية التي تساعد في تكوين آلاف البروتينات المختلفة في جسمك، وتقوم البروتينات بمعظم عملها في الخلية وتؤدي وظائف مختلفة.
وظيفة البروتين في الجسم
النمو والصيانة
إن بروتينات جسمك في حالة تغير مستمر، وفي ظل الظروف العادية، يفكك جسمك نفس كمية البروتين التي يستخدمها لبناء الأنسجة وإصلاحها، وفي أوقات أخرى، يقوم بتكسير بروتين أكثر مما يمكن أن ينتج، وبالتالي زيادة احتياجات جسمك، يحدث هذا عادةً في فترات المرض وأثناء الحمل وأثناء الرضاعة الطبيعية والأشخاص الذين يتعافون من إصابة أو عملية جراحية، يحتاج كبار السن والرياضيون إلى مزيد من البروتين أيضًا.
تسبب تفاعلات كيميائية حيوية
الإنزيمات عبارة عن بروتينات تساعد آلاف التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث داخل وخارج الخلايا، وتسمح بنية الإنزيمات لها بالاندماج مع جزيئات أخرى داخل الخلية تسمى الركائز، والتي تحفز التفاعلات العملية التمثيل الغذائي لديك، وقد تعمل الإنزيمات أيضًا خارج الخلية، مثل اللاكتاز والسكراز، والتي تساعد على هضم السكر، وتتطلب بعض الإنزيمات جزيئات أخرى، مثل الفيتامينات أو المعادن، حتى يحدث التفاعل، وتشمل الوظائف الجسدية التي تعتمد على الإنزيمات:
- الهضم.
- إنتاج الطاقة.
- جلطة دموية أو خثرة.
- تقلص العضلات.
يمكن أن يؤدي النقص أو الوظيفة غير الصحيحة لهذه الإنزيمات إلى الإصابة بالمرض.
يعمل كرسول
بعض البروتينات تعمل كهرمونات، وهي عبارة عن رسل كيميائي يعمل على التواصل بين الخلايا والأنسجة والأعضاء، ويتم تكوينها وإفرازها بواسطة أنسجة أو غدد صماء ثم يتم نقلها في دمك إلى الأنسجة أو الأعضاء معينة حيث ترتبط بمستقبلات البروتين بسطح الخلية، وتصنف الهرمونات إلى ثلاث فئات:
- البروتين والببتيدات: وهي سلاسل من الأحماض الأمينية، تتكون من بضع سلاسل إلى عدة مئات.
- الستيرويدات: وهي مصنوعة من الكوليسترول الدهني، الهرمونات الجنسية، التستوستيرون والإستروجين، وتعتمد على الستيرويد.
- الأمينات: وهي مصنوعة من الأحماض الأمينية الفردية مثل التربتوفان أو التيروزين، والتي تساعد في صنع الهرمونات المتعلقة بالنوم والتمثيل الغذائي.
يوفر الهيكل
بعض البروتينات ليفية وتزود الخلايا والأنسجة بالصلابة والصلابة، وتشمل هذه البروتينات الكيراتين والكولاجين والإيلاستين، والتي تساعد في تكوين الإطار الضام لبعض الهياكل في جسمك، ويعتبر الكيراتين بروتين هيكلي يوجد في بشرتك وشعرك وأظافرك، والكولاجين هو البروتين الأكثر وجود في الجسم، وهو البروتين الهيكلي لعظامك وأوتارك وأربطة وجلد، والإيلاستين يعتبر أكثر مرونة من الكولاجين بأضعاف، وتسمح مرونته للعديد من أنسجة الجسم بالعودة إلى شكلها الأصلي بعد التمدد أو الانقباض، مثل الرحم والرئتين والشرايين.
يحافظ على درجة الحموضة المناسبة
للبروتين دورًا مهم في تنظيم الأحماض والقواعد في سوائل الجسم، ويقاس التوازن في الجسم بين الأحماض والقواعد بمقياس الأس الهيدروجيني، ويتراوح من0 إلى14، حيث يكون0هو الأكثر حمضية، و7 محايد و14 الأكثر قلوية، ومن الأمثلة على قيمة الرقم الهيدروجيني للمواد الشائعة تشمل:
- 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 به صابون.
حتى التغيير الطفيف في الرقم الهيدروجيني يمكن أن يكون ضارًا أو مميتًا، ومن إحدى الطرق التي ينظم بها جسمك درجة الحموضة هي البروتينات، مثال على ذلك هو الهيموجلوبين، وهو بروتين يتكون من خلايا الدم الحمراء، ويرتبط الهيموجلوبين بكميات صغيرة من الحمض.
يوازن السوائل
تعمل البروتينات على تنظيم عمليات الجسم حتى تتوازن السوائل فية، الألبومين والجلوبيولين، وهي بروتينات توجد في الدم تساعد على توازن السوائل في الجسم، وإذا كنت لا يوجد في الجسم الكفاية من البروتين، فإن مستويات الألبومين والجلوبيولين تنخفض في النهاية، ولم تعد هذه البروتينات قادرة على الاحتفاظ بالدم في الأوعية الدموية، ويتم دفع السائل إلى الفراغات بين الخلايا، ومع استمرار تراكم السائل في الفراغات بين الخلايا، يحدث تورم أو وذمة، خاصة في منطقة المعدة، ويعتبر شكل من أشكال سوء التغذية الحاد بالبروتين المعروف باسم “كواشيوركور”، ويحدث عندما يستهلك الشخص سعرات حرارية كافية ولكنه لا يستهلك ما يكفي من البروتين.
يعزز صحة جهاز المناعة
يساعد البروتينات في تكوين الغلوبولين المناعي أو الأجسام المضادة لمحاربة العدوى والأجسام المضادة، فهي بروتينات في دمك تساعد على حماية جسمك من الغزاة الضارين مثل البكتيريا والفيروسات، وعندما يدخلون إلى خلاياك، ينتج الجسم أجسامًا مضادة حتى يميزها ويتخلص منها.
وبدون هذه الأجسام المضادة، يمكن للبكتيريا والفيروسات أن تتكاثر وتطغى على جسمك بالمرض الذي تسببه، وبمجرد أن ينتج الجسم أجسامًا مضادة ضد بكتيريا أو فيروس معين، لن تنسى الخلايا أبدًا كيفية صنعها، ويسمح هذا للأجسام المضادة بالاستجابة بسرعة في المرة التالية التي يغزو فيها عامل مرض معين الجسم، نتيجة لذلك، يطور الجسم مناعة ضد الأمراض التي يتعرض لها.
مغذيات النقل والمخازن
نقل بروتينات النقل المواد عبر مجرى الدم إلى الخلايا أو خارجها أو داخل الخلايا، وتشتمل المواد التي تنقلها هذه البروتينات على عناصر مغذية مثل الفيتامينات أو المعادن وسكر الدم والكوليسترول والأكسجين، على سبيل المثال، الهيموجلوبين هو بروتين ينقل الأكسجين من الرئتين إلى أنسجة الجسم، وتنقل ناقلات الجلوكوز (GLUT) الجلوكوز إلى الخلايا، بينما تنقل البروتينات الدهنية الكوليسترول والدهون الأخرى في الدم.
وتعتبر ناقلات البروتين محددة، مما يعني أنها سترتبط فقط بمواد معينة، بمعنى آخر فإن ناقل البروتين الذي يحرك الجلوكوز لن يحرك الكوليسترول للبروتينات أيضًا أدوار تخزين “الفيريتين”، وهو بروتين تخزين، حيث يخزن الحديد بروتين آخر للتخزين وهو البروتين الأساسي في الحليب الذي يساعد الأطفال على النمو.
يوفر الطاقة
يمكن للبروتينات أن تمد جسمك بالطاقة، ويحتوي البروتين على 4 سعرات حرارية لكل جرام، وهي نفس كمية الطاقة التي توفرها الكربوهيدرات، وتمد الدهون بأكبر قدر من الطاقة، وتكون الكربوهيدرات والدهون مساعدات كبيرات لتوفير الطاقة اللازمة، حيث يحتفظ الجسم فيهم ليتم استعمالهم كطاقة، علاوة على ذلك يتم استقلابه بشكل أكثر كفاءة مقارنة بالبروتين، في الواقع، يمد البروتين جسمك بالقليل جدًا من احتياجاته من الطاقة في ظل الظروف العادية.
ومع ذلك في حالة الصيام يحطم الجسم عضلات الهيكل العظمي حتى تتمكن الأحماض الأمينية من إمداد الجسم بالطاقة، ويستخدم جسمك أيضًا الأحماض الأمينية من العضلات الهيكلية المنهارة إذا كان تخزين الكربوهيدرات منخفضًا، ويمكن أن يحدث هذا بعد ممارسة التمارين الرياضية الشاقة أو إذا كنت لا تستهلك سعرات حرارية كافية بشكل عام.
ويساعد البروتين في إصلاح أنسجة الجسم وبنائها، ويسمح بردود الفعل الأيضية وينسق وظائف الجسم، بالإضافة إلى تزويد جسمك بهيكل هيكلي، تحافظ البروتينات أيضًا على درجة الحموضة وتوازن السوائل، كما تحافظ على قوة نظام المناعة لديك، وتنقل وتخزن العناصر الغذائية.
