البروتينات

موضوع: البروتينات السبت نوفمبر 21, 2009 3:48 am

كيف تعمل البروتينات ؟

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

البروتينات كأحد أهم العناصر الغذائية في الجسم… تعد كمادة أساسية للنبات و الحيوان.
فهذه المادة البنائية التي هي أساس الخلايا و غيرها من أجزاء الجسم.. مهمة لحياتنا اليومية.

البروتين أحد المكونات الرئيسية الثلاثة للأغذية المهمة للجسم، والمكونان الآخران هما الكربوهيدرات والدهون. توجد البروتينات في كل خلية وهي أساسية لحياة النبات والحيوان. فالنبات يبني البروتينات من مواد في التربة والهواء. ويحصل البشر والحيوانات على البروتينات من الأغذية التي يأكلونها. وتشمل الأغذية ذات المحتوى العالي من البروتين الجبن والبيض والسمك واللحم والحليب.

التركيب الكيميائي للبروتينات.
تحتوي جميع البروتينات على الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين. وقد تحتوي بعض البروتينات أيضًا على الحديد والفوسفور والكبريت. والبروتينات جزيئات كبيرة معقدة مصنوعة من وحدات أصغر تسمى الحموض الأمينية. وترتبط الحموض الأمينية معًا داخل سلاسل طويلة تسمى عديدة الببتيد. والقليل من الببتيدات مستقيمة السلسلة لكن أغلبها ينثني إلى أشكال ثلاثية الأبعاد ومعقدة. ويتألف البروتين من سلسلة أو أكثر من السلاسل الببتيدية.

يدخل عشرون حمضًا أمينيًا في تركيب آلاف من البروتينات المختلفة التي يحتاجها جسم الإنسان. ولكي تتكون تلك البروتينات لابد من حصول الجسم على إمداد كاف من جميع هذه الحموض. وبعض الحموض الأمينية المسماة الحموض الأمينية الأساسية لا يستطيع الجسم إنتاجها ولابد من توفرها عن طريق أغذية متنوعة. ويحتاج الكبار والأطفال إلى ثمانية حموض أمينية أساسية بينما يحتاج الرضع إلى تسعة. أما الحموض الأمينية المتبقية المسماة الحموض الأمينية غير الأساسية فيستطيع الجسم تصنيعها.

كمية البروتين في أغذية مختارة تختلف الأغذية في كمية ونوعية البروتين الذي تحتويه. فالأغذية التي بها بروتينات كاملة تعطي كمية كافية من جميع الحموض الأمينية الأساسية، والأغذية التي بها بروتينات غير كاملة تفتقر إلى المقدار الكافي من حمض أو أكثر من هذه الأحماض.

البروتينات في الطعام.

أفضل مصادر البروتينات هي الجبن والبيض والسمك واللحم والحليب. وتسمى البروتينات الموجودة في هذه الأغذية البروتينات الكاملة لأنها تحتوي على كميات كافية من جميع الحموض الأمينية الأساسية. كما تزود الحبوب والبقوليات (نباتات عائلة البازلاء) والمكسرات والخضراوات بالبروتينات، لكن هذه البروتينات تسمى البروتينات غير الكاملة لأنها تفتقر إلى كميات كافية من واحد أو أكثر من الحموض الأمينية الأساسية. وتستطيع توليفة مكونة من نوعين من البروتينات غير الكاملة أن تزود الجسم بمزيج كامل من الحموض الأمينية. ولتحقيق ذلك، يجب أن يحتوي كل بروتين غير كامل على كميات كافية من الحموض الأمينية الأساسية التي توجد في البروتين الآخر غير الكامل بكميات قليلة. فعلى سبيل المثال، يمكن دمج أحد أنواع الحبوب مثل الشعير أو القمح مع أحد البقول مثل البازلاء أو الفول السوداني، ولابد من تناولهما معًا لإعطاء الاتزان الصحيح للحموض الأمينية.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

في الصورة: كمية البروتين في أغذية مختارة تختلف الأغذية في كمية ونوعية البروتين الذي تحتويه. فالأغذية التي بها بروتينات كاملة تعطي كمية كافية من جميع الحموض الأمينية الأساسية، والأغذية التي بها بروتينات غير كاملة تفتقر إلى المقدار الكافي من حمض أو أكثر من هذه الأحماض.

يحتاج الرضع والأطفال إلى مزيد من البروتين وكذلك الحال بالنسبة للنساء الحوامل والأمهات المرضعات.

وقد يسبب البروتين غير الكافي في الطعام نقص الطاقة ونموًا بطيئًا أو غير مأمون ومقاومة ضعيفة للمرض. وقد يؤدي نقص البروتين أيضًا إلى الأوديما (حالة تتجمع فيها السوائل في أنسجة الجسم) مسببة انتفاخ الأنسجة. وفي البلدان النامية، يصاب العديد من الرضع والأطفال بمرض يسمى الكواشيوركر نتيجة لتناول كمية ضئيلة من الغذاء المحتوي على بروتينات كاملة أو عدم تناولها. وقد تسبب الحالات الشديدة ضررًا على الكبد والموت في النهاية.

استفادة الجسم من البروتينات

تكون البروتينات جزءًا كبيرًا من كل خلية في جسم الإنسان. وهي بذلك مهمة في بناء وحفظ وتجديد إصلاح خلايا الجسم، خصوصًا العظام والغضاريف والعضلات، وبالإضافة إلى ذلك تحتوي كل خلية على بروتينات تسمى الأنزيـمات تسرِّع التفاعلات الكيميائية، وبدونها لاتستطيع الخلايا أن تقوم بوظائفها. وهناك بروتينات معينة تقوم بأعمال محددة. فعلى سبيل المثال، يحتوي الدم على بروتينات مثل الألبومين (الزلال) والهيموجلوبين. ويساعد الألبومين في المحافظة على اتزان سائل الجسم عن طريق الاحتفاظ بالماء في الدم. أما الهيموجلوبين فيحمل الأكسجين من الرئتين إلى خلايا الجسم. أما الأجسام المضادة، فهي بروتينات في الدم تساعد على حماية الجسم من الأمراض. وهناك مواد كيميائية تسمى الهورمونات معظمها بروتينات تتحكم في عمليات النمو والتطور والتكاثر.

ويحصل الجسم على معظم احتياجاته من الطاقة من الكربوهيدرات والدهون، لكنه يستخدم البروتينات أيضًا للحصول على الطاقة عندما لاتستطيع الكربوهيدرات والدهون أن تفي باحتياجاته من الطاقة. وتنتج البروتينات حوالي أربعة سعرات من الطاقة لكل جرام أي نفس المقدار الذي تساهم به الكربوهيدرات.

بعد تناول البروتينات، يجعل حمض الهيدروكلوريك في المعدة جزيئات البروتين تتخثر (تغلظ وتتكتل)، ثم تحللها الأنزيمات الموجودة في المعدة والأمعاء إلى حموض أمينية منفردة تُمْتَص في الدم وتنتقل خلال الجسم. وتقوم كل خلية في الجسم بتركيب الحموض الأمينية وتحويلها إلى البروتينات التي تحتاجها. ويتحكم في هذه العملية الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (د ن أ)، وهي مادة توجد في نواة كل خلية. وللمزيد من المعلومات حول كيفية قيام الخلية بإنتاج البروتينات،
ولابد أن يشتمل الغذاء اليومي على البروتينات لأن الجسم لايستطيع تخزينها للاستفادة منها لاحقًا. لكن البروتينات الزائدة يحولها الجسم إلى كربوهيدرات ودهون. وإذا لم يتحصل الجسم على بروتينات كافية من الغذاء المتناول، فإنه يستخدم بروتينات من خلايا الكبد وأنسجة العضلة. واستخدام الجسم المتواصل لهذه البروتينات قد يضر بهذه الأنسجة بشكل دائم.

موضوع: رد: البروتينات السبت نوفمبر 21, 2009 3:53 am

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وظائف الأحماض الأمينية

‏الأحماض الأمينية ‏هي الوحدات الكيميائية أو الوحدات البنائية أو "اللبنات" التي تبني البروتينات. وتحتوي الأحماض الأمينية على حوالي 16 بالمائة من النيتروجين. ومن الناحية الكيميائية، فإن هذا هو ما يميزها عن المواد الغذائية الرئيسية الأخرى. ولكي تدرك مدى حيوية هذه الأحماض الأمينية، فإنك يجب أن تدرك مدى ضرورة البروتينات للحياة. فإن البروتين هو الذي يعطي البنية التركيبية لكل الكائنات الحية. فكل كائن حي من أضخم حيوان إلى أدق ميكروب يتكون أساسا من البروتين. والبروتين بمختلف صوره وأشكاله يساهم في العمليات الكيميائية الحيوية التي تحفظ الحياة وتعمل على استمراريتها.

‏والبروتينات تعد جزءا أساسيا وضروريا من كل خلية حية في الجسم. وهي تلي الماء مباشرة في كونها تشكل الجزء الأكبر من وزن الجسم. والمواد البروتينية في الجسم تكون العضلات والأربطة والأوتار والأعضاء والغدد والأظافر والشعر وكثيرا من سوائل الجسم الحيوية، وهي ضرورية لنمو العظام. كما أن الإنزيمات والهرمونات التي تحفز وتنظم جميع العمليات الحيوية بالجسم هي من البروتينات. والبروتينات تساعد على تنظيم التوازن المائي للجسم وتحافظ على الرقم الهيدروجيني pH المناسب داخل الجسم. وهي تساعد في تبادل العناصر الغذائية بين السوائل الخلوية والأنسجة والدم والليمف. ونقص البروتين يمكن أن يسبب اختلالا لتوازن السوائل بالجسم مما يسبب التورم أو الاستسقاء. والبروتينات تكوّن الأساس التركيبي للكروموسومات التي من خلالها تنتقل المعلومات أو الصفات الجينية أو الوراثية من الآباء إلى الأبناء. و´´الشفرة´´ الجينية التي توجد في الحمض النووي DNA في كل خلية هي في الحقيقة عبارة عن المعلومات التي تبين كيفية إنتاج البروتينات بتلك الخلية.

‏وتتكون البروتينات من سلاسل من الأحماض الأمينية ترتبط ببعضها البعض بما يسمى الروابط الببتيدية Peptide Bonds‏. وكل نوع من البروتين يتكون من مجموعة معينة من الأحماض الأمينية في ترتيب كيميائي معين. وتلك الأحماض الأمينية المعينة أو المحددة الموجودة والطريقة التي ترتبط بها ببعضها البعض بشكل متتابع هي ‏التي تعطي البروتينات التي تبني الأنسجة المختلفة وظائفها الفريدة وخصائصها المميزة. وكل بروتين في الجسم يكون مكرسا لوظيفة أو حاجة محددة. فلا يمكن لبروتين أن يحل محل بروتين آخر وظيفيا.
‏والبروتينات التي تشكل بنيان الجسم لا تأتي هكذا مباشرة من الطعام. ولكن البروتين الغذائي يتم هضمه وتحلله في القناة الهضمية حتى يتحول إلى مكوناته من الأحماض الأمينية التي يمتصها الجسم ويمثلها لكي يبني بها البروتينات المحددة التي يحتاجها. وهكذا فإن الأحماض الأمينية بالذات وليست البروتينات مجردة هي التي تعد العناصر الغذائية الضرورية.

‏وبالإضافة إلى اتحاد الأحماض الأمينية معا لتشكيل بروتينات الجسم، فإن بعض الأحماض الأمينية تعمل كناقلات عصبية أو كمواد تتكون منها تلك الناقلات العصبية (وهي الكيميائيات التي تحمل المعلومات من خلية عصبية إلى أخرى). وهكذا تكون بعض الأحماض الأمينية المعينة ضرورية للمخ لكي يتلقى ويرسل الرسائل العصبية. وبعكس مواد أخرى كثيرة، فإن الناقلات العصبية تكون قادرة على عبور الحاجز بين الدم والمخ. وهذا الحاجز هو نوع من الدرع الدفاعي الذي خلق لحماية المخ من السموم والمواد الغريبة التي قد تسري في مجرى الدم. والخلايا البطانية التي تشكل جدر الشعيرات الدموية في المخ تكون متلاصقة فيما بينها بشكل يغرق ما يوجد في الشعيرات الدموية في أي مكان آخر بالجسم. وهذا يمنع أية مواد خاصة تلك القابلة للذوبان في الماء من التسرب عبر جدر الشعيرات الدموية إلى أنسجة المخ. ونظرا لأن بعض الأحماض الأمينية يمكنها أن تعبر من خلال هذا الحاجز، فإن المخ يمكنه أن يستخدمها للاتصال بالخلايا العصبية التي توجد في أي مكان آخر بالجسم.

‏والأحماض الأمينية أيضا تمكن الفيتامينات والمعادن من أداء وظائفها بكفاءة. فحتى لو قام الجسم بامتصاص الفيتامينات والمعادن وتمثيلها، فإنها لا تكون فعالة إلا في وجود الأحماض الأمينية الضرورية (فعلى سبيل المثال، فإن انخفاض مستويات الحمض الأميني التيروسين Tyrosine ‏قد يؤدي إلى نقص الحديد). كما أن نقص أو انخفاض أيض الأحماض الأمينية الميثيونين والتورين ترتبط بحالات الحساسية واضطرابات المناعة الذاتية. وكثير من الأشخاص المسنين ‏يعانون الاكتئاب أو المشكلات العصبية التي قد تكون مصحوبة بحالات نقص الأحماض الأمينية التيروسين والتريبتوفان والفينيل ألانين والهيستيدين وكذلك الأحماض الأمينية ذوات السلاسل المتفرعة: الفالين والأيسوليوسين والليوسين، وهي أحماض أمينية يمكن أن تستخدم لإعطاء الطاقة مباشرة إلى النسيج العضلي. وتستخدم جرعات عالية من الأحماض الأمينية متفرعة السلاسل في المستشفيات لعلاج الأشخاص الذين يعانون الإصابات والعدوى.

‏ويوجد 28 ‏حمضا أمينياً تقريبا من الأحماض الأمينية المعروفة والشائعة التي ترتبط ببعضها بطرق مختلفة لتشكيل مئات من الأنواع المختلفة من البروتينات التي توجد في جميع الكائنات الحية. وفي جسم الإنسان ينتج الكبد حوالي 80% من الأحماض الأمينية التي يحتاجها الجسم. والـ 20% الباقية يجب أن يحصل عليها الجسم من الغذاء. وهذه تسمى الأحماض الأمينية الأساسية Essential Amino. والأحماض الأمينية الأساسية التي يجب أن يحصل عليها الجسم من الغذاء هي: الهيستيدين والأيسوليوسين والليوسين واللايسين والميثيونين والفينيل ألانين والثريونين والتريبتوفان والفالين. وأما الأحماض الأمينية غير الأساسية Nonessential Amino التي يمكن تخليقها في الجسم من أحماض أمينية أخرى يتم الحصول عليها من مصادر غذائية فتشمل: الألانين والأرجينين والأسباراجين وحمض الأسبارتيك والسيترولين والسيستيين والسيستين وحمض الجاما-أمينوبيوتيريك وحمض الجلوتاميك والجلوتامين والجلايسين والأورنيثين والبرولين والسيرين والتورين والتيروسين. وتسمية تلك الأحماض الأمينية غير الأساسية لا تعني أنها غير ضرورية، بل تعني فقط أنها لا يشترط توافرها في الغذاء إذ إن الجسم يمكنه إنتاجها عند الحاجة إليها.

‏إن عمليات تمثيل الأحماض الأمينية لصنع البروتينات، وتكسير البروتينات إلى أحماض أمينية ليستخدمها الجسم هي عمليات مستمرة. فعندما نحتاج إلى بروتينات لصنع الإنزيمات، فإن الجسم ينتج المزيد من البروتينات الخاصة بالإنزيمات. وعندما نحتاج إلى مزيد من الخلايا، فإن الجسم ينتج المزيد من بروتينات الخلايا. وهذه الأنواع المختلفة من البروتينات يتم إنتاجها كلما ظهرت الحاجة إليها. فإذا نضب المخزون من الأحماض الأمينية الأساسية، فإن الجسم لن يمكنه إنتاج البروتينات التي تحتاج إلى تلك الأحماض الأمينية. وحتى لو غاب حمض أميني أساسي واحد، فإن الجسم لن يمكنه الاستمرار في إنتاج البروتين بكفاءة. وهذا قد يؤدي إلى نقص في البروتينات الحيوية في الجسم مما قد يسبب مشكلات تتراوح من عسر الهضم إلى الاكتئاب إلى توقف النمو.

‏كيف يمكن أن يحدث مثل هذا الموقف؟ إن الأمر أكثر سهولة مما تتصور. فتوجد عوامل كثيرة يمكن أن تساهم في حدوث حالات نقص ‏في الأحماض الأمينية الأساسية حتى لو تناولت غذاء جيدا متوازنا يحتوي على ما يكفي من البروتين. ومن هذه العوامل: نقص الامتصاص، العدوى، الإصابات، التوتر، تعاطي الكحوليات أو المخدرات، التقدم في السن، اختلال التوازن في العناصر الغذائية الأخرى. وهذه العوامل يمكن أن تؤثر على توافر الأحماض الأمينية الأساسية في الجسم. وإذا لم يكن الغذاء متوازنا بشكل سليم -أي إذا لم يمد الجسم بكميات كافية من الأحماض الأمينية الأساسية- فإنه عاجلا أو آجلا سوف يظهر هذا النقص في صورة نوع من الخلل الجسماني.

‏ومع ذلك، فهذا لا يعني أن الحل يكمن في تناول طعام يحتوي على كميات هائلة من البروتين. فهذا في الواقع يكون حلا غير صحي. فكثرة البروتين تضع عبئا ثقيلا على الكبد والكلى اللذين يكون لزاما عليهما التعامل مع نفايات التمثيل الغذائي للبروتين والتخلص منها. وحوالي نصف الأحماض الأمينية في بروتين الغذاء يتحول إلى جلوكوز عن طريق الكبد ويتم الاستفادة بهذا الجلوكوز للحصول على الطاقة اللازمة لنشاط الخلايا. وهذه العملية ينتج عنها إحدى النفايات وهي النشادر (الأمونيا). والنشادر مادة سامة للجسم، لذا فإن الجسم يحمي نفسه بجعل الكبد يقوم بتحويل النشادر إلى مادة أقل سمية من البولينا (اليوريا) التي تسري مع تيار الدم إلى الكليتين حيث يتم ترشيحها والتخلص منها مع البول.

‏وطالما أن كمية البروتين التي يتم تناولها ليست كبيرة جدا والكبد يعمل بكفاءة، فإن النشادر يتم معادلتها أولا بأول تقريبا لذا فإنها لا تسبب ضررا للجسم. ومع ذلك فإذا تكونت كميات كبيرة من النشادر أكبر من قدرة الكبد على التعامل معها بسبب الإسراف في تناول البروتين أو بسبب عسر الهضم أو بسبب خلل في وظائف الكبد، فقد يحدث تراكم للنشادر إلى مستويات سامة. وممارسة مجهود جسماني مضن يميل أيضا إلى التسبب في تراكم النشادر في الدم. وهذا قد يسبب مشكلات صحية خطيرة وتتضمن الاختلال المرضي المخي Encephalopathy أو الغيبوبة الكبدية Hepatic Coma. وارتفاع مستويات اليوريا بشكل غير طبيعي يمكن أن يسبب مشكلات صحية وتتضمن التهاب الكلى وآلام الظهر. لذا فإن المهم في الأمر ليس مجرد كمية البروتين التي يتم تناولها، ولكن الأهم هو نوعية هذا البروتين وما يحتويه من أحماض أمينية يحتاجها الجسم.
‏ومن الممكن تناول مكملات تحتوي على الأحماض الأمينية (أساسية وغير أساسية). وعند الإصابة باضطرابات مرضية معينة يكون من المفيد تناول مكملات تحتوي على حمض أميني محدد أو مجموعة من أحماض أمينية بعينها، وهي تقوم حينئذ بتدعيم عمليات الأيض ‏التي يكون الخلل فيها مسئولا عما أصابك من حالة مرضية. ويجب على النباتيين بصفة خاصة الحرص على أن يتضمن غذاؤهم جميع الأحماض الأمينية التي يحتاجها الجسم وإلا أصيبوا بالضرر.

موضوع: رد: البروتينات السبت نوفمبر 21, 2009 4:03 am

حقائق عن بعض الأحماض الأمينية

Methionine
1- يساهم مع بعض الحوامض النووية كمضاد للحكة وهرش الجسم .
2- يعمل على أعادة تكوين الجلايكوجين .

Tyrosine
1- ينظم عمل الغدة الدرقية.
2- يساعد في المحافظة على لون الجلد الطبيعي من خلال صبغة الميلانين.
3- ضروري لعمل مسكنات الألام .
• بعض الناس عندهم حساسية من هذا الحامض الأميني لذلك لابد من وضع علامة تحذيرية على الأدوية والأغذية والمشروبات التي تحتويه.
4- يجب أن تتفادى الحوامل والمرضعات تناول هذا الحامض الأميني .
5- هذا الحامض يتحول الى الثايروكسين (Thyroxine) في الجسم العادي بفعل انزيم خاص .
• الثايروكسين : هرمون يفرز من الغدة الدرقية ويستخدم في الطب لعلاج السمنة والميكسيديما.
6- اذا لم يوجد هذا الانزيم الخاص فيتحول الحامض الأميني الى حمض فينيل بيروفيك (Phenylpyruvic acid) , والذي يتراكم في الدم ثم يمر الى الكلية ويخرج مع البول ,واذا أكتشف هذا النقص الانزيمي في الأيام الأولى لولادة الطفل يمكن أن يزود بغذاء خاص يحتوي على كميات منخفضة من الفينيل ألانين الى أن تمر المرحلة الحرجة للنمو السريع للدماغ , اما اذا لم تكتشف الحالة فان وجودها يسبب نقصا في تطور دماغ الطفل وينشأ متخلفا في عقله.

Lysine
1- ضروري لبناء الكولاجين داخل الجلد .
2- يمنع نمو الفيروسات .

Valine
1- ضروري لتنظيم عملية الهضم .
2- يستخدم لمعالجة أمراض الكأبة النفسية .
3- يساعد في منع أمراض الجهاز العصبي.

Isoleucine
1- ضروري لأنتاج هيموجلوبين دم نقي .
2- مهم لسلامة الجلد .
3- نقصه عند بعض الأفراد يؤدي الى ألام عضلية .
4- الكميات القليلة منه تؤدي الى أضطرابات عصبية .

Threonine
1- يوجد في بلازما دم الطفل الرضيع بنسبة عالية وذلك لسلامة الجهاز المناعي لديه .
2- ضروري لتنظيم عمل الدماغ والجهاز العصبي .
3- بعض الدراسات الحديثة تؤكد أنه من المحتمل أن يساعد في تقليل القابلية على تناول بعض المواد الغذائية أي فقدان الشهية .

Tryptophane
1- يستخدم في صناعة الأدوية كحبوب منومة طبيعية .
2- يتسبب هذا الحمض بالرائحة الكريهة للبراز , حيث أنه في الجسم تحذف مجموعة الكربوكسيل والأمين لتعطي مركب ( 2-methylandole) الذي يسمى ( skatop) وهو المركب ذو الرائحة المؤذية في البراز .

Glutamic acid
1- أملاحه الصوديومية لها نكهة اللحم , ويستخدم في التوابل لأضفاء نكهة خاصة على أصناف الطعام , يمتاز الطعام الصيني بكثرة هذه المادة فيه وهي المسؤولة عن مذاقه المتميز , وكانت تضاف هذه المادة لطعام الأطفال سابقا ولكن توقف ذلك حاليا بعد أن تبين أنه يسبب أتلافا للدماغ .
2- يستخدم هيدروكلوريد حمض الجلوتاميك كوسيلة للتحكم في علاج نقص حمض الهيدروكلوريك في المعدة نتيجة سرطان المعدة وعسر الهضم المزمن .

Ornithine
1- يعد أحد مركبات التومينات السامة .
• التومينات ( Ptomaine's) : هي مادة سامة ناجمة عن تحلل وتعفن اللحوم أي البروتينات الحيوانية كذلك البروتينات النباتية وخاصة في المعلبات السامة المنتهية الصلاحية .

يسلموو علي هذه المعلومات