חומצות אמינו הן חומר הבנייה העיקרי של כל אורגניזם חי. מטבעם, הם החומרים החנקניים העיקריים של צמחים, אשר מסונתזים מהאדמה. המבנה והתפקוד של חלבונים וחומצות אמינו תלויים בהרכבם.
מבנה חומצת אמינו
לכל מולקולה שלה יש קבוצות קרבוקסיל ואמינים, המחוברות לרדיקל. אם חומצת אמינו מכילה 1 קרבוקסיל ו-1 קבוצת אמינו, ניתן לציין את המבנה שלה באמצעות הנוסחה שלהלן.
חומצות אמינו שיש להן חומצה אחת וקבוצה בסיסית אחת נקראות מונו-אמינו-מונו-קרבוקסיליות. חומצות אמינו מסונתזות גם באורגניזמים, שהמבנה והתפקודים שלהם קובעים 2 קבוצות קרבוקסיל או 2 קבוצות אמינים. חומצות אמינו המכילות 2 קבוצות קרבוקסיל ו-1 אמינו נקראות מונו-אמינודי-קרבוקסיליות, ואלו המכילות 2 אמינים ו-1 קבוצת קרבוקסיל נקראות diaminomonocarboxylic.
הם נבדלים גם במבנה של הרדיקל האורגני R. לכל אחד מהם יש שם ומבנה משלו. מכאן התפקודים השונים של חומצות אמינו.נוכחותן של קבוצות חומציות ובסיסיות היא המבטיחה את התגובתיות הגבוהה שלה. קבוצות אלו מחברות בין חומצות אמינו ויוצרות פולימר – חלבון. חלבונים נקראים גם פוליפפטידים בגלל המבנה שלהם.
חומצות אמינו כחומר בניין
מולקולת חלבון היא שרשרת של עשרות או מאות חומצות אמינו. חלבונים שונים בהרכב, בכמות ובסדר של חומצות אמינו, מכיוון שמספר השילובים של 20 רכיבים הוא כמעט אינסופי. לחלקם יש את כל ההרכב של חומצות אמינו חיוניות, בעוד שאחרים מסתדרים ללא אחת או יותר. חומצות אמינו נפרדות, שמבנהן, שתפקידיהן דומים לחלבוני גוף האדם, אינן משמשות כמזון, שכן הן מסיסות בצורה גרועה ואינן מפרקות את מערכת העיכול. אלה כוללים חלבונים של ציפורניים, שיער, צמר או נוצות.
לא ניתן להפריז בפונקציות של חומצות אמינו. חומרים אלו הם המזון העיקרי בתזונה של אנשים. מה תפקידן של חומצות אמינו? הם מגבירים את צמיחת מסת השריר, מסייעים בחיזוק המפרקים והרצועות, משחזרים רקמות גוף פגועות ומעורבים בכל התהליכים המתרחשים בגוף האדם.
חומצות אמינו חיוניות
חומצות אמינו חיוניות ניתן להשיג רק מתוספי מזון או מזונות. פונקציות בתהליך של יצירת מפרקים בריאים, שרירים חזקים, שיער יפה הם משמעותיים מאוד. חומצות אמינו אלו כוללות:
- פנילאלנין;
- lysine;
- threonine;
- מתיונין;
- valine;
- leucine;
- טריפטופן;
- histidine;
- isoleucine.
פונקציות של חומצות אמינו חיוניות
לבנים אלה מבצעות את הפונקציות החשובות ביותר בעבודה של כל תא בגוף האדם. הם בלתי נראים עד שהם נכנסים לגוף בכמות מספקת, אך מחסורם פוגע משמעותית בתפקוד האורגניזם כולו.
- Valine מחדשת שרירים, משמשת מקור מצוין לאנרגיה.
- Histidine משפר את הרכב הדם, מקדם התאוששות וגדילת שרירים, משפר את תפקוד המפרקים.
- איזולאוצין מסייע בייצור המוגלובין. שולט בכמות הסוכר בדם, מגביר את האנרגיה, הסיבולת של האדם.
- לאוצין מחזק את המערכת החיסונית, עוקב אחר רמת הסוכר והלוקוציטים בדם. אם רמת הלויקוציטים גבוהה מדי: זה מוריד אותם ומחבר את הרזרבות של הגוף כדי לחסל את הדלקת.
- ליזין מסייע בספיגת סידן, הבונה ומחזק את העצמות. עוזר לייצור קולגן, משפר את מבנה השיער. עבור גברים, זהו חומר אנבולי מצוין, מכיוון שהוא בונה שרירים ומגביר את הכוח הגברי.
- מתיונין מנרמל את מערכת העיכול והכבד. משתתף בפירוק שומנים, מסיר רעילות בנשים בהריון, משפיע לטובה על השיער.
- Threonine משפר את מערכת העיכול. מגביר חסינות, משתתף ביצירת אלסטין וקולגן. Threonine מונע שקיעת שומן בכבד.
- טריפטופן אחראי לרגשות אנושיים. מייצר סרוטונין - הורמון האושר, ובכך מנרמל את השינה, משפר את מצב הרוח. מבלף את התיאבון, משפיע לטובה על שריר הלב והעורקים.
- פנילאלנין משמש כמשדראותות מתאי עצב למוח. משפר מצב רוח, מדכא תיאבון לא בריא, משפר זיכרון, מגביר רגישות, מפחית כאב.
מחסור בחומצות אמינו חיוניות מוביל לעצירת גדילה, הפרעות מטבוליות, אובדן מסת שריר.
חומצות אמינו חיוניות
אלה הן חומצות אמינו, שהמבנה והתפקודים שלהן מיוצרים בגוף:
- arginine;
- alanine;
- asparagine;
- גליצין;
- proline;
- taurine;
- tyrosine;
- גלוטמט;
- serine;
- גלוטמין;
- ornithine;
- cysteine;
- קרניטין.
פונקציות של חומצות אמינו לא חיוניות
- ציסטאין מסלק חומרים רעילים, מעורב ביצירת רקמות העור והשריר, הוא נוגד חמצון טבעי.
- טירוזין מפחית עייפות גופנית, מאיץ את חילוף החומרים, מבטל מתח ודיכאון.
- אלנין משמש לצמיחת שרירים, הוא מקור אנרגיה.
- חומצה אספרטית מגבירה את חילוף החומרים ומפחיתה את ייצור האמוניה במהלך פעילות גופנית כבדה.
- Cystine מסלק כאב מפציעות של רצועות ומפרקים.
- חומצה גלוטמית אחראית על פעילות המוח, בזמן מאמץ גופני ממושך היא הופכת לגלוקוז, מייצרת אנרגיה.
- גלוטמין משקם את השרירים, מחזק חסינות, מאיץ את חילוף החומרים, משפר את תפקוד המוח ויוצר הורמון גדילה.
- גליצין חיוני לעבודת שרירים, פירוק שומנים,ייצוב לחץ דם וסוכר בדם.
- קרניטין מעביר חומצות שומן לתאים שם הן מתפרקות לצורך אנרגיה, וכתוצאה מכך שורפים עודפי שומן ויוצרים אנרגיה.
- אורניתין מייצר הורמון גדילה, משתתף בתהליך מתן שתן, מפרק חומצות שומן, עוזר בייצור אינסולין.
- פרולין מספק ייצור של קולגן, הוא הכרחי לרצועות ומפרקים.
- סרין מגביר חסינות ומייצר אנרגיה, הדרושה לחילוף חומרים מהיר של חומצות שומן ולצמיחת שרירים.
- טאורין מפרק שומן, מעלה את ההתנגדות של הגוף, מסנתז מלחי מרה.
חלבון ותכונותיו
חלבונים, או חלבונים - תרכובות מקרומולקולריות עם תכולת חנקן. המושג "חלבון", שהוגדר לראשונה על ידי ברזליוס בשנת 1838, מגיע מהמילה היוונית ופירושו "ראשוני", המשקף את הערך המוביל של חלבונים בטבע. מגוון חלבונים מאפשר את קיומם של מספר עצום של יצורים חיים: מחיידקים ועד לגוף האדם. יש הרבה יותר מהם מאשר מקרומולקולות אחרות, כי חלבונים הם הבסיס של תא חי. הם מהווים כ-20% מהמסה של גוף האדם, יותר מ-50% מהמסה היבשה של התא. מגוון כזה של חלבונים נובע מתכונותיהן של עשרים חומצות אמינו שונות המקיימות אינטראקציה זו עם זו ויוצרות מולקולות פולימריות.
תכונה יוצאת דופן של חלבונים היא היכולת ליצור עצמימבנה מרחבי ספציפי המאפיין חלבון מסוים. לפי המבנה הכימי, חלבונים הם ביו-פולימרים עם קשרי פפטיד. לכימיה של חלבון יש תכולת חנקן ממוצעת קבועה של כ-16%.
החיים, כמו גם הצמיחה וההתפתחות של הגוף בלתי אפשריים ללא תפקודן של חומצות אמינו חלבוניות לבניית תאים חדשים. לא ניתן להחליף חלבונים באלמנטים אחרים, תפקידם בגוף האדם חשוב ביותר.
פונקציות חלבון
הצורך בחלבונים טמון בפונקציות הבאות:
- זה הכרחי לצמיחה והתפתחות, מכיוון שהוא חומר הבניין העיקרי ליצירת תאים חדשים;
- שולט בחילוף החומרים, שבמהלכו משתחררת אנרגיה. לאחר האכילה קצב חילוף החומרים עולה, למשל, אם המזון מורכב מפחמימות, חילוף החומרים מואץ ב-4%, אם מחלבונים - ב-30%;
- וויסות מאזן המים בגוף, בשל ההידרופיליות שלו - היכולת למשוך מים;
- חזק את המערכת החיסונית על ידי סינתזה של נוגדנים המגנים מפני זיהום ומבטלים את איום המחלה.
מזונות הם מקורות חלבון
השרירים והשלד האנושי מורכבים מרקמות חיות שלא רק מתפקדות, אלא גם מתעדכנות לאורך החיים. הם מתאוששים מנזק, שומרים על כוחם ועמידותם. לשם כך, הם דורשים חומרים מזינים מוגדרים היטב. מזון מספק לגוף את האנרגיה הדרושה לכל התהליכים, כולל תפקוד השרירים,צמיחה ותיקון רקמות. וחלבון בגוף משמש גם כמקור אנרגיה וגם כחומר בניין.
לכן, חשוב מאוד להקפיד על השימוש היומיומי שלו במזון. מזונות עשירים בחלבון: עוף, הודו, בשר חזיר רזה, חזיר, בקר, דגים, שרימפס, שעועית, עדשים, בייקון, ביצים, אגוזים. כל המזונות הללו מספקים לגוף חלבון ומספקים את האנרגיה הדרושה לחיים.
