Fehérje anyagcsere élettan
Fehérjék az étellel bevitt tápanyagok három fő csoportjának egyike. Aminosavak alkotják, amelyeket peptidkötések kötnek össze. Néhány közülük az aminosavakon kívül szénhidrátmaradékok (glikoproteinek) vagy lipidmaradványok (lipoproteinek) vannak. A molekulába belépő aminosavak számától függően a vegyületeket felosztjuk:
- peptidek - legfeljebb 10 AK-t tartalmaznak;
- polipeptidek - legfeljebb 100 AK-t tartalmaznak;
- fehérjék - több mint 100 AK-t tartalmaznak.
A fehérjék rendkívül fontosak az élő szervezetek számára. Szerkezeti és szabályozási funkciót látnak el. Valamennyi sejtszervi szerv tartalmaz fehérjekomponenseket, a citoszkeleton és a kontraktilis elemek fehérjékből állnak. Az enzimeknek és a legtöbb hormonnak fehérje szerkezete van. Vannak kromoproteinek is, amelyek fehérjét tartalmazó fémtartalmú pigment protetikai csoport. Ide tartoznak azok a fehérjék, amelyek a légzés különböző szakaszaiban vesznek részt - hemoglobin, myoglobin, citokrómok. A fehérjék részt vesznek az intercelluláris szignalizáció és a sejtadhézió folyamataiban, valamint az immunválasz megvalósításában. A plazmafehérjék rendkívül fontos funkciókat látnak el - védő, transzport, vérzéscsillapító és szabályozó.
Nitrogénmérleg
Alacsony gazdasági fejlettségű országokban, ahol a szoptatás leállítása után a fehérjebevitel rendkívül alacsony, a kwashiorkor betegség figyelhető meg, ami azt jelenti, hogy a csecsemőt elválasztják az anya mellétől. Beteg gyermekeknél késik a fizikai fejlődés, a hipoproteinémia, az ödéma és csökken a védekezés.
Az étellel bevitt fehérjék többsége sikeresen emészthető. A proteolitikus enzimek és peptidázok hatására a fehérjék aminosavakra, valamint di- és tripeptidekre bomlanak. Az emésztőrendszerben az aminosavakat a nátriumhoz kötött másodlagos-aktív transzport veszi fel újra. A vese proximális tubulusának hámjában a transzport mechanizmusai hasonlóak. Így a glomerulusban normálisan leszűrt aminosavak újra felszívódnak. A különböző aminosavcsoportok transzportereinek szintézisében fellépő hiba súlyos rendellenességeket okoz, amelyek aminosavvesztéssel járnak a vizeletben. Ezek az állapotok a központi idegrendszerben és a belső szervekben is komoly változásokat okoznak.
A sejtfehérjék folyamatosan megújulnak. Bomlásuk speciális sejtorganellákban, úgynevezett proteasomákban történik, proteázenzimek hatására. A lebontásra vagy más szóval a proteaszómába való bejutásra szánt fehérjét kis molekulatömegű fehérjékkel jelölik, amelyek az összes eukarióta sejtben megtalálhatók. Ezeket az alacsony molekulatömegű fehérjéket ubiquitineknek nevezzük.
A lebontás mellett a sejtekben fehérjeszintézis folyamatok zajlanak. Ezek az egyik legösszetettebb és legfinomabban szabályozott folyamat a sejtekben, mivel az egyes fehérjék specifikus szerkezete elengedhetetlen a működéséhez. A fehérjeszintézis több szakaszban zajlik. A sejtmagban transzkripcióval kezdődik, transzlációval folytatódik az endoplazmatikus retikulum riboszómáiba, és egy poszttranszlációs módosítássorozattal fejeződik be, amelyen keresztül a megfelelő fehérje komplex tercier és kvaterner szerkezete megvalósul. Ezen szakaszok mindegyikében szintézishiba léphet fel, amely hibás fehérje kialakulásához vezet, ami súlyos funkcionális következményeket okozhat. A szintézis folyamatainak eredményeként az extracelluláris folyadékban jelentős aminosavtartalék képződik, amely egyensúlyban van a plazma és a sejt fehérjéivel. Ez a tartalék megújul a fehérjék bevitelével, és egy része elvész a nitrogéntartalmú vegyületek összetételében.