البروتين مادة حيوية هامة لازمة لجميع الأنسجة الحية. كلمة بروتين هي كلمة مشتقة من اللغة اليونانية ومعناها ( الشيء ذو المقام الأول ) . وتكون المواد البروتينية 50% من المواد الصلبة للخلية الحية ، كما أنها تكون 20% من وزن جسم الفرد البالغ. حيث يوجد البروتين في العضلات والبشرة والغضاريف وجميع الأنسجة والأنزيمات والهرمونات والأحماض النووية والدم. والبروتين مادة تساعد على نمو الجسم وتجديد خلاياه، كما تمثل مصدرا للطاقة ، وأيضا تلعب دوراهاما في جميع الأنشطة الحيوية للجسم.
البروتينات مواد عضوية تحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين مثل الدهون والكربوهيدرات ، ولكنها تختلف عنها باحتوائها على النيتروجين الذي يمثل حوالي 16% من وزنها، كما تحتوي في بعض منها على الكبريت أوالفوسفور أو الحديد أو الكوبلت.
والوحدة البنائية للبروتينات هى الأحماض الأمينية (Amino Acid). وتحتوي الأحماض الأمينية على مجموعة كربوكسيل حامضية (COOH) ومجموعة أمين ( NH2 ) قاعدية.
ونظرا لاحتواء الأحماض الأمينية على مجموعة حمضية وأخرى قاعدية ، فإنها لها القدرة على تنظيم درجة الحموضة والقلوية. وتتكون البروتينات من سلاسل من الأحماض الأمينية تعرف بالسلاسل الببتيدية. حيث ترتبط الأحماض الأمينية في السلسلة بروابط ببتيدية بين مجموع الكربوكسيل في أحد الأحماض ومجموعة الأمين في الحمض الآخر.
تختلف أعداد الأحماض الأمينية وتتابعها في السلسلة البيبتيدية باختلاف نوع البروتين. وتعتبر أعداد الأحماض الأمينية في السلسلة البيبتيدية للبروتين وطريقة تكرارها في السلسلة من العوامل الوراثية لكل نوع من البروتينات كما تحدد الخواص الطبيعية للبروتينات. وتحتوي السلاسل البيبتيدية وتلتف حول بعضها لتحدد شكل جزيء البروتين، وعلى هذا الأساس يوجد شكلان لشكل جزيء البروتين وهما:
البروتينات الكروية وهي تتميز بسهولة ذوبانها وهي بروتينات موجودة في السوائل خارج الخلايا في الحيوان والنبات. ومن أمثلة البروتينات الكروية الهامة في التغذية كازين الحليب وألبيومين البيض.
يمكن تقسيم البروتينات تبعا لتركيبها الكيميائي، أو تبعا لقيمتها الغذائية على النحو التالي:
1-بروتينات بسيطة:
ليبو بروتينات وهي بروتينات مرتبطة مع بعض المواد الدهنية مثل البروتينات الشحمية( HDL ، LDL)بلازما الدم .
بروتينات كبريتية وهي بروتينات مرتبطة مع الكبريت وتتواجد في البيض وبروتينات سيرم الحليب وبروتينات دقيق القمح.
3- بروتينات مشتقة : وهي مواد ناتجة عن تحلل جزيء البروتين في مراحله المختلفة مثل البروتيوز والببتونات والببيتدات.
تقسم الأحماض الأمينية من الناحية الغذائية إلى مجموعتين رئيستين :
المجموعة الأولى : أحماض أمينية أساسية وهي الأحماض الأمينية التي لا يستطيع الجسم تخليقها بالكميات اللازمة للنمو وتجديد الخلايا لذلك لابد أن يحتوي عليها الغذاء وعددها تسعة أحماض :
المجموعة الثانية: أحماض أمينية غير أساسية
وهي الأحماض الأمينية التي يستطيع الجسم تخليقها بالمعدل اللازم للنمو وتجديد الخلايا. ويتم تخليقها من المواد الكربوهيدراتية والدهون أو الأحماض الأمينية الأخرى ويبلغ عددها حوالي أحد عشر أو اثني عشر حامضا أمينيا. وهي جلايسين وحمض جلوتاميك و أرجينين وحمض أسبارتك و برولين و الانيين و سيرين و تيروزين وسيتائين واسبارجين وسيستئين وجلوتامين.
بروتينات ذات قيمة حيوية عالية ( البروتينات الكاملة )
وهي البروتينات التي تحتوي على جميع الأحماض الأمينية الأساسية وبالكميات اللازمة لحاجة الجسم بالمعدل الطبيعي .
لذلك فهي تعرف بالبروتينات الكاملة ، وتعتبر البروتينات الحيوانية بروتينات كاملة ماعدا الجيلاتين حيث ينقص في محتواه من التربتوفان والليسين.
بروتينات ذات قيمة حيوية منخفضة ( البروتينات الناقصة )
وهي بروتينات ناقصة في واحد أو أكثر من الأحماض الأمينية الأساسية اللازمة لحاجة الجسم لذلك تسمى بروتينات غير كاملة أو البروتينات الناقصة ، وتعتبر البروتينات النباتية بروتينات غير كاملة ، ويمكن رفع القيمة الحيوية للبروتينات النباتية بخلط عدة أنواع منها حيث قد يعوض أحد البروتينات النقص في البروتين الآخر.
لذلك يجب أن يحتوي الغذاء المتوازن على البروتينات الحيوانية والبروتينات النباتية لتوفير حاجة الجسم من جميع الأحماض الأمينية الأساسية اللازمة للنمو وتجديد الأنسجة بالمعدل الطبيعي.
تعد البروتينات من أهم المواد لبناء الخلايا الحية والمحافظة عليها سواء الخلايا الحيوانية أو النباتية. توجد البروتينات في
الكائنات الحية فهي من المكونات الأساسية لبروتوبلازم الخلايا والكروموسومات، كما تعد من المكونات الأساسية لكثير من الأنسجة خصوصا الأنسجة الحيوانية.
البروتينات لها دور أيضا في توفير الجلوكوز الضروري للجسم فعندما تنقص كمية الكربوهيدرات في الجسم وبشكل خاص جلوكوز الدم، فإن مخزون الكبد من الجليكوجين يستخدم لتعويض النقص، وإذا استنفذت كمية الجليكوجين المخزونة في الكبد وهي بحدود 80-100 غرام، فإن الجسم يلجأ الي تكسير البروتينات من العضلات وغيرها من أجزاء الجسم المحتوية على البروتين وذلك لتوفير
الجلوكوز للجهاز العصبي المركزي حيث يمكن للجسم تحويل البروتين إلى جلوكوز، وحيث أن البروتين يقوم بوظائف حيوية جدا فإن نقص الجليكوجين والمواد الكربوهيدراتية عموما في الجسم يؤدي إلى استهلاك البروتين من الجسم، وهذا من حيث الصحة ليس في صالح الفرد.
الأهمية الغذائية للبروتينات
توجد البروتينات في اللحوم، مشتقات الحليب، وبمقادير أقل في الحبوب والخضار.
فقدان الوزن بسرعة
التعب
انخفاض المقاومة للأمراض
أما فقدانه عند الأطفال فيسبب بطء النمو، إسهال وإذا استمر هذا النقص فإنه قد يؤدي إلى أعراض مختلفة من إصابات في الكبد والى أورام، وإلى اختلال هرموني يؤدي إلى عدم كفاية التبول، وغيرذلك.
في المعدة يقوم حمض الهيدروكلوريك بفتح سلاسل البروتين في الأمعاء الدقيقة، وتقوم إنزيمات هضم البروتين بتحويل البروتينات إلى مكوناتها الأساسية (الأحماض الأمينية). ويتم امتصاص الأحماض الأمينية داخل الجسم وتنتقل بواسطة الدم إلى الكبد. بعد أن يأخذ الكبد كفايته من الأحماض الأمينية يقوم الدم بنقل الأحماض الأمينية الخارجة من الكبد إلى بقية أعضاء الجسم. في بعض الحالات لا يمكن للجسم هضم البروتينات وتقوم بهضمها بكتريا الجهاز الضمي ومن ثم إخراجها مع البراز.
 |
| البروتينات: تركيبها - أنواعها - فوائدها للجسم |
تركيب البروتينات
والوحدة البنائية للبروتينات هى الأحماض الأمينية (Amino Acid). وتحتوي الأحماض الأمينية على مجموعة كربوكسيل حامضية (COOH) ومجموعة أمين ( NH2 ) قاعدية.
البروتينات الكروية وهي تتميز بسهولة ذوبانها وهي بروتينات موجودة في السوائل خارج الخلايا في الحيوان والنبات. ومن أمثلة البروتينات الكروية الهامة في التغذية كازين الحليب وألبيومين البيض.
بروتينات ليفية وتتكون من سلاسل بيبتيدية ملتفة حول بعضها مكونة ما يشبه ( الحبل) وهي قليلة الذوبان ، وذات قوة تحمل عالية للحركة الميكانيكية ، لذلك تدخل في تكوين العضلات. وتتواجد في اللحوم الحمراء ولحوم الدواجن والأسماك.
تقسيم البروتينات وانواعها
يمكن تقسيم البروتينات تبعا لتركيبها الكيميائي، أو تبعا لقيمتها الغذائية على النحو التالي:
أولا : تقسيم البروتينات على أساس تركيبها الكيميائي
وهي البروتينات التي تعطي عند تحللها أحماضا أمينية فقط. وتشمل الألبيومينات والجلوبيولينات والجلوتيلينات.
2- بروتينات مرتبطة : وهي بروتينات بسيطة مرتبطة بمواد غير بروتينية وتشمل:
بروتينات نوويه :وهي خليط من البروتينات البسيطة والأحماض النووية مثل ال DNA الذي يحمل الصفات الوراثية وتوجد في الخلايا الحية .
جلايكو بروتينات وهي بروتينات بسيطة مرتبطة مع السكريات وتوجد في بياض البيض والميوسين الذي تفرزه الخلايا المبطنة للجهاز الضمي.
فوسفو بروتينات وهي بروتينات بسيطة مرتبطة بحامض الفوسفوريك بروابط إستيرية مثل كازين الحليب وبروتينات صفار البيض .
كرمو بروتينات وهي بروتينات مرتبطة مع مجاميع ملونه مثل هيموجلوبين الدم.
بروتينات كبريتية وهي بروتينات مرتبطة مع الكبريت وتتواجد في البيض وبروتينات سيرم الحليب وبروتينات دقيق القمح.
ثانيا: تقسيم البروتينات تبعا لقيمتها الغذائية
المجموعة الأولى : أحماض أمينية أساسية وهي الأحماض الأمينية التي لا يستطيع الجسم تخليقها بالكميات اللازمة للنمو وتجديد الخلايا لذلك لابد أن يحتوي عليها الغذاء وعددها تسعة أحماض :
وهي الأحماض الأمينية التي يستطيع الجسم تخليقها بالمعدل اللازم للنمو وتجديد الخلايا. ويتم تخليقها من المواد الكربوهيدراتية والدهون أو الأحماض الأمينية الأخرى ويبلغ عددها حوالي أحد عشر أو اثني عشر حامضا أمينيا. وهي جلايسين وحمض جلوتاميك و أرجينين وحمض أسبارتك و برولين و الانيين و سيرين و تيروزين وسيتائين واسبارجين وسيستئين وجلوتامين.
وعلى ضوء ما ذكر تنقسم البروتينات من الناحية الغذائية حسب محتواها من الأحماض الأمينية إلى :
وهي البروتينات التي تحتوي على جميع الأحماض الأمينية الأساسية وبالكميات اللازمة لحاجة الجسم بالمعدل الطبيعي .
لذلك فهي تعرف بالبروتينات الكاملة ، وتعتبر البروتينات الحيوانية بروتينات كاملة ماعدا الجيلاتين حيث ينقص في محتواه من التربتوفان والليسين.
بروتينات ذات قيمة حيوية منخفضة ( البروتينات الناقصة )
وهي بروتينات ناقصة في واحد أو أكثر من الأحماض الأمينية الأساسية اللازمة لحاجة الجسم لذلك تسمى بروتينات غير كاملة أو البروتينات الناقصة ، وتعتبر البروتينات النباتية بروتينات غير كاملة ، ويمكن رفع القيمة الحيوية للبروتينات النباتية بخلط عدة أنواع منها حيث قد يعوض أحد البروتينات النقص في البروتين الآخر.
لذلك يجب أن يحتوي الغذاء المتوازن على البروتينات الحيوانية والبروتينات النباتية لتوفير حاجة الجسم من جميع الأحماض الأمينية الأساسية اللازمة للنمو وتجديد الأنسجة بالمعدل الطبيعي.
فوائد البروتينات لجسم الأنسان
الكائنات الحية فهي من المكونات الأساسية لبروتوبلازم الخلايا والكروموسومات، كما تعد من المكونات الأساسية لكثير من الأنسجة خصوصا الأنسجة الحيوانية.
وكما وضحنا, تتركب المواد البروتينية من وحدات بنائية تسمى الأحماض الأمينية. وتقسم البروتينات إلى قسمين، بروتينات أساسية وتعد ضرورية للجسم، ومن خواصها أن الجسم لا يستطيع تخليق هذه الأحماض الأمينة وينبغي الحصول عليها من الغذاء الذي يتناوله الإنسان.
وهناك بروتينات غير أساسية وهي لا تستطيع بمفردها حماية الجسم أو نموه. كما أن جسم الإنسان يستطيع تخليق هذه الأحماض الأمينية من الغذاء الذي يتناوله.
الجلوكوز للجهاز العصبي المركزي حيث يمكن للجسم تحويل البروتين إلى جلوكوز، وحيث أن البروتين يقوم بوظائف حيوية جدا فإن نقص الجليكوجين والمواد الكربوهيدراتية عموما في الجسم يؤدي إلى استهلاك البروتين من الجسم، وهذا من حيث الصحة ليس في صالح الفرد.
- البروتين ضروري للنمو .
- البروتينات تدخل في تكوين بعض المركبات الهامة في جسم الإنسان مثل الأنزيمات والهرمونات و الهيموجلوبين.
- البروتينات تحافظ على توازن الماء بالجسم، ففي حالة نقص البروتين يقل مستوى الألبيومين في بلازما الدم، مما يؤدي إلى تجميع السوائل في الفراغات بين الخلايا مسببة ما يعرف بالأديما حيث تصبح الأنسجة متورمة ، وهي احدي علامات نقص البروتين.
- المحافظة على ميزان الحموضة والقلوية بالجسم.
- البروتينات هامة لتكوين الأجسام المضادة التي تكون جهاز المناعة بالجسم.
- البروتينات تمد الجسم بالطاقة ، فهي تعطي طاقة مقدارها 4 سعر حراري لكل واحد جرام، ولكن الأفضل هو توفير المواد الكربوهيدراتية والدهون في الغذاء لمنع استخدام البروتين كمصدر للطافة .
- تلعب بعض المكونات البروتينية مثل بعض الأنزيمات في تخليص الجسم من المواد السامة.
مصادر البروتينات
أنواع البروتين ومصادره؟
الأعراض المبكرة لنقص البروتينات - البروتينات الحيوانية وتوجد في اللحوم التي تمد الجسم بجميع أنواع الأحماض الأمينية
- البروتينات النباتية التي توجد في القمح والذرة والأرز والفول وهي أقل منفعة لأن كل صنف من النبات ينفرد بأنواع خاصة من الأحماض الأمينية أو يفتقر إليها.
فقدان الوزن بسرعة
التعب
انخفاض المقاومة للأمراض
أما فقدانه عند الأطفال فيسبب بطء النمو، إسهال وإذا استمر هذا النقص فإنه قد يؤدي إلى أعراض مختلفة من إصابات في الكبد والى أورام، وإلى اختلال هرموني يؤدي إلى عدم كفاية التبول، وغيرذلك.
هضم وامتصاص البروتينات:
في المعدة يقوم حمض الهيدروكلوريك بفتح سلاسل البروتين في الأمعاء الدقيقة، وتقوم إنزيمات هضم البروتين بتحويل البروتينات إلى مكوناتها الأساسية (الأحماض الأمينية). ويتم امتصاص الأحماض الأمينية داخل الجسم وتنتقل بواسطة الدم إلى الكبد. بعد أن يأخذ الكبد كفايته من الأحماض الأمينية يقوم الدم بنقل الأحماض الأمينية الخارجة من الكبد إلى بقية أعضاء الجسم. في بعض الحالات لا يمكن للجسم هضم البروتينات وتقوم بهضمها بكتريا الجهاز الضمي ومن ثم إخراجها مع البراز.