البروتينات تركيبها ومنافعها

ما هي البروتينات؟

البروتينات هي جزيئات كبيرة معقدة، تتكون من سلاسل طويلة من الأحماض الأمينية. تحتوي على العناصر الكيميائية الأساسية مثل الكربون، والهيدروجين، والأكسجين، والنيتروجين، وأحيانًا الكبريت، وتعتبر من المركبات الأساسية في الوجبات الغذائية. تلعب البروتينات دورًا محوريًا في بنية، ووظيفة، وتنظيم أنسجة وأعضاء الجسم.

تركيب البروتينات

تتكون البروتينات من وحدات أصغر تعرف بالأحماض الأمينية، التي ترتبط ببعضها البعض في سلاسل طويلة. يوجد 20 نوعًا مختلفًا من الأحماض الأمينية التي يمكن استخدامها لبناء البروتين، ويحدد تسلسلها في السلسلة وظيفة البروتين وتركيبه ثلاثي الأبعاد.

أنواع الأحماض الأمينية

تنقسم الأحماض الأمينية إلى نوعين:

• الأحماض الأمينية الأساسية: تسعة أحماض لا يستطيع الجسم إنتاجها، لذا يجب الحصول عليها من الطعام مثل الهيستيدين، الليسين، والفالين.
• الأحماض الأمينية غير الأساسية: يمكن أن ينتجها الجسم، ولا يجب الحصول عليها من النظام الغذائي.

وظائف البروتينات في الجسم

تؤدي البروتينات العديد من الوظائف الحيوية، مثل:

1. تحفيز التفاعلات الأيضية: البروتينات الإنزيمية تسرع العمليات الكيميائية الحيوية.
2. نقل المواد: مثل الهيموغلوبين الذي ينقل الأكسجين في الدم.
3. الدور المناعي: البروتينات المناعية تدافع عن الجسم ضد الأمراض.
4. البنية والمرونة: تدخل في تركيب العضلات والأنسجة، وتساعد في بناء وإصلاح الخلايا.

أهمية البروتينات الغذائية

تحتاج أجسامنا إلى البروتينات الغذائية، لتزويدها بالأحماض الأمينية الضرورية لنمو الخلايا والأنسجة. تختلف احتياجات الجسم للبروتين الغذائي بحسب العمر والمراحل الحياتية، فمثلاً خلال الطفولة، المراهقة، الحمل، والرضاعة، تزداد حاجة الجسم إلى البروتين لدعم عمليات النمو والتطور.

مصادر البروتينات

يُنصح بتناول البروتينات من مصادر متنوعة لضمان الحصول على الأحماض الأمينية الضرورية. يمكن تقسيم مصادر البروتين إلى:

• بروتينات حيوانية: مثل اللحوم، البيض، ومنتجات الألبان.
• بروتينات نباتية: مثل الحبوب، البقوليات، والمكسرات.

تأثير تسلسل الأحماض الأمينية على وظيفة البروتينات

تحدد تسلسلات الأحماض الأمينية الطريقة التي تتكوّن فيها البروتينات وتُطوى، مما يؤثر على شكلها ثلاثي الأبعاد ووظائفها. وتختلف بين الكائنات الحية وحتى بين أعضاء الجسم الواحد، حيث تختلف الموجودة في العضلات عن تلك الموجودة في الدماغ والكبد.

كمية البروتين التي يجب تناولها يوميًا

يحتاج الشخص البالغ إلى 0.83 جرام من البروتين لكل كيلوجرام من وزن الجسم يوميًا. على سبيل المثال، هذه الكمية تعادل البروتين الموجود في حوالي 200 جرام من صدور الدجاج أو 240 جرام من المكسرات. خلال مراحل النمو مثل الطفولة، الحمل، والرضاعة، تزداد حاجة الجسم للبروتين. كذلك، مع تقدم العمر، تبدأ حاجة الجسم للبروتين بالارتفاع بينما يقل احتياج الجسم للطاقة، بسبب انخفاض معدل التمثيل الغذائي ونمط الحياة الأكثر هدوءًا.

تأثير تناول كميات كبيرة من البروتين

لا توجد أدلة كافية لتحديد عتبة محددة للاستهلاك الزائد من البروتين، لكن يُنصح الأفراد الذين يعانون من أمراض الكلى باستشارة اختصاصي تغذية قبل زيادة تناولهم للبروتين، حيث يمكن أن تؤدي كميات البروتين الزائدة إلى مضاعفات صحية لدى هذه الفئة.

وظائف البروتينات في الجسم

يتحدد دور البروتين في الجسم من خلال شكله المعقد، والذي ينتج عن التفاعلات بين الذرات المختلفة في سلسلة الأحماض الأمينية. وتشمل وظائف البروتينات في الجسم:

1. البروتينات الهيكلية: تشكل أساس البنية الجسدية، حيث يتجمع الكولاجين في الأنسجة المختلفة، بينما يشكل الكيراتين شبكة مقاومة للماء في الجلد.

2. البروتينات الوظيفية: تعمل على المشاركة في العمليات الكيميائية، وتشمل الإنزيمات، والهرمونات، وعوامل النمو، ومستقبلات الخلايا.

يمكن وصف البروتينات وفقًا لمجموعة وظائفها الكبيرة في الجسم، مرتبة حسب الترتيب الأبجدي كما في الجدول التالي:

وظيفة	وصف	مثال
الجسم المضاد	ترتبط الأجسام المضادة بجزيئات غريبة معينة، مثل الفيروسات والبكتيريا، للمساعدة في حماية الجسم.	الغلوبولين المناعي G (IgG)
إنزيم	تُجري الإنزيمات تقريبًا كل آلاف التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلايا. كما أنها تساعد في تكوين جزيئات جديدة من خلال قراءة المعلومات الجينية المخزنة في الحمض النووي.	هيدروكسيلاز فينيل ألانين
رسول	تنقل البروتينات المراسلات، مثل بعض أنواع الهرمونات، إشارات لتنسيق العمليات البيولوجية بين الخلايا والأنسجة والأعضاء المختلفة.	هرمون النمو
المكون الهيكلي	توفر هذه البروتينات البنية والدعم للخلايا. على نطاق أوسع، فإنها تسمح أيضًا للجسم بالتحرك.	أكتين
النقل/التخزين	ترتبط هذه البروتينات، وتحمل الذرات والجزيئات الصغيرة داخل الخلايا، وفي جميع أنحاء الجسم.	فيريتين

تصنيف البروتينات

البروتينات هي جزيئات معقدة، تتكون من سلاسل الأحماض الأمينية المرتبطة بروابط تساهمية، ويتم تصنيف بنية البروتين إلى أربعة مستويات هيكلية، كما يلي:

1. الهيكل الأساسي (المستوى الأول)

   يتكون من سلسلة خطية من الأحماض الأمينية المرتبطة ببعضها البعض بروابط تساهمية، مما يشكل أساس البروتين.

2. الهيكل الثانوي (المستوى الثاني)

   يتشكل عندما تلتف السلسلة الأساسية من الأحماض الأمينية إلى أشكال منتظمة، مثل الحلزونات أو الطيات، نتيجة الروابط الهيدروجينية بين الأحماض الأمينية.

3. الهيكل الثالثي (المستوى الثالث)

   ينتج عند طي الهيكل الثانوي بشكل أكبر ليشكل بنية ثلاثية الأبعاد، مما يمنح البروتين شكله الفريد الذي يمكنه من أداء وظائفه المحددة.

4. الهيكل الرباعي (المستوى الرابع)

   يحدث عندما تتجمع عدة سلاسل من الأحماض الأمينية المطوية (الوحدات الفرعية) لتشكيل بروتين معقد وكبير الحجم.

بروتينات مختلطة

يمكن أن ترتبط البروتينات بمركبات عضوية أخرى لتشكيل جزيئات مختلطة، ومنها:

• البروتينات السكرية: هي بروتينات تحتوي على سكريات مرتبطة بها، وتوجد في أغشية الخلايا، وتساعد في التفاعل مع البيئة المحيطة.
• البروتينات الدهنية: تتكون من ارتباط البروتينات مع الدهون، وتلعب دورًا مهمًا في تركيب أغشية الخلايا وتوصيل الإشارات.

وظائف البروتينات في غشاء البلازما

تلعب البروتينات الموجودة في غشاء البلازما أدوارًا أساسية، منها:

1. نقل العناصر الغذائية: تعمل البروتينات كقنوات، ومضخات لنقل العناصر الغذائية عبر غشاء الخلية.
2. استقبال الإشارات الكيميائية: تستقبل بروتينات الغشاء إشارات كيميائية من الخارج، وتقوم بترجمتها إلى استجابات داخلية في الخلية.
3. التثبيت المكاني: تساعد بعض البروتينات في ترسيخ الخلية في مكان محدد.

نموذج الفسيفساء المائع

تتكون أسطح بروتينات غشاء البلازما من "فسيفساء" من الأحماض الأمينية الكارهة للماء، التي تتلامس مع طبقة الدهون في الغشاء، والأحماض الأمينية المحبة للماء التي تواجه السيتوبلازم. هذا التنظيم يسمح للبروتينات بالتحرك داخل الغشاء من خلال عملية تسمى "انتشار الغشاء"، ويعرف هذا المفهوم بنموذج الفسيفساء المائع لغشاء الخلية.

البروتينات وأهمية استهلاكها في حياتنا اليومية

يُعد البروتين عنصرًا أساسيًا في نمو الخلايا والأنسجة وإصلاحها، ويجب تلبية احتياجات الجسم من البروتين الغذائي بشكل منتظم. يساعد تناول مجموعة متنوعة من البروتينات على تحقيق التوازن الغذائي، وتعزيز الصحة العامة، مما يجعله جزءًا لا غنى عنه في نظامنا الغذائي اليومي.

نوع البروتين	دياس	جودة
قمح	40	قليل
لوز	40	قليل
أرز	59	قليل
بازيلاء	64	قليل
الحمص	83	واسطة
صدر دجاج	108	عالي
بيضة	113	عالي
حليب صافي	114	عالي

اقرا تعريف الكربوهيدرات، أنواعها وأهميتها

اقرا تعريف الدهون، تصنيفها ودورها