I protidi: cosa sono, chimica e funzioni

I protidi, comunemente noti come proteine, rappresentano una classe di macromolecole organiche essenziali per la vita. Questo articolo esplora la loro natura, funzione, e importanza nella dieta umana, delineando come la comprensione dei protidi sia fondamentale per una salute ottimale.

Che cosa sono i Protidi?

I protidi sono composti organici complessi formati da lunghe catene di amminoacidi legati da legami peptidici. Essenziali per la struttura, funzione e regolazione dei tessuti e organi del corpo, i protidi sono classificati in base alla loro struttura molecolare e alla funzione biologica che svolgono.

Amminoacidi: I mattoni dei protidi

Gli amminoacidi sono composti organici fondamentali per la vita, essenziali per la costruzione di protidi e per numerosi processi metabolici nel corpo umano. La loro importanza è tale che vengono spesso descritti come i mattoni della vita. Di seguito, esploreremo in dettaglio la natura, la classificazione, le funzioni e l’importanza degli amminoacidi.

Che cosa sono gli Amminoacidi?

Gli amminoacidi sono molecole organiche costituite da:

• Un gruppo carbossilico (-COOH).
• Un gruppo amminico (-NH2).
• Un atomo di idrogeno.
• Un gruppo R distinto che varia tra i diversi amminoacidi. La catena laterale (R) determina le proprietà uniche di ciascun amminoacido.

Classificazione degli Amminoacidi

Gli amminoacidi si classificano principalmente in tre categorie:

• Amminoacidi Essenziali: Non possono essere sintetizzati dall’organismo e devono essere assunti attraverso la dieta. Esempi includono lisina, leucina, isoleucina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina.
• Amminoacidi Non Essenziali: Possono essere sintetizzati dal corpo. Esempi includono alanina, asparagina, acido aspartico e acido glutammico.
• Amminoacidi Condizionatamente Essenziali: Normalmente sono sintetizzati dal corpo, ma possono dover essere assunti attraverso la dieta in condizioni specifiche come malattia o stress. Esempi includono arginina, cisteina, glutammina, tirosina, glicina, ornitina, prolina e serina.

Ruolo nella Sintesi Proteica

Gli amminoacidi sono i componenti delle proteine. Durante la sintesi proteica, gli amminoacidi si legano insieme tramite legami peptidici per formare catene polipeptidiche che si piegano e si avvolgono per formare proteine specifiche.

Funzioni Metaboliche e Biologiche

• Sintesi Proteica: Costituiscono le unità fondamentali delle proteine.
• Precursori di Molecole Bioattive: Alcuni amminoacidi sono precursori di neurotrasmettitori (come la serotonina) e di ormoni.
• Ruolo nel Sistema Immunitario: Essenziali per la produzione di anticorpi.
• Fonte di Energia: In condizioni di carenza di carboidrati o grassi, gli amminoacidi possono essere utilizzati per produrre energia.

Amminoacidi e Nutrizione

La nutrizione gioca un ruolo cruciale nell’assunzione degli amminoacidi essenziali. Una dieta varia ed equilibrata è necessaria per assicurare l’apporto adeguato di tutti gli amminoacidi essenziali.

Gli integratori di amminoacidi sono popolari tra gli atleti e in certe condizioni mediche. Tuttavia, è importante consultare un professionista sanitario prima di iniziare qualsiasi supplementazione.

Struttura dei Protidi

La struttura dei protidi, o proteine, è complessa e stratificata, essendo fondamentale per determinare le loro funzioni biologiche. La struttura proteica è generalmente divisa in quattro livelli: primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.

1. Struttura Primaria

• Definizione: La struttura primaria di una proteina è la sequenza lineare di aminoacidi nella catena polipeptidica. Questa sequenza è determinata dal codice genetico ed è unica per ogni proteina.
• Importanza: La sequenza di aminoacidi determina come la proteina si piegherà in strutture più complesse, influenzando la sua funzione.

2. Struttura Secondaria

• Definizione: La struttura secondaria si riferisce all’arrangiamento regolare di aminoacidi vicini nella catena polipeptidica, formando strutture come alfa-eliche e foglietti beta.
• Alfa-Elica: Una struttura elicoidale creata dal regolare pattern di legami idrogeno tra i gruppi amminici e carbossilici degli aminoacidi.
• Foglietto Beta: Struttura piatta e piegata, anch’essa stabilizzata da legami idrogeno.

3. Struttura Terziaria

• Definizione: La struttura terziaria descrive il piegamento complessivo di una singola catena polipeptidica in una forma tridimensionale unica.
• Interazioni Chimiche: Questa struttura è mantenuta da diversi tipi di interazioni, come legami idrogeno, interazioni idrofobiche, ponti disolfuro e legami ionici.
• Importanza Funzionale: La struttura terziaria determina la specificità del sito attivo di una proteina e la sua interazione con altre molecole.

4. Struttura Quaternaria

• Definizione: Questa struttura si riferisce all’assemblaggio di più catene polipeptidiche, note come subunità, in un unico complesso proteico funzionale. Nella struttura quaternaria, diverse catene polipeptidiche (subunità) si uniscono per formare una proteina funzionale. Ogni subunità è una proteina a sé stante, con la propria struttura primaria, secondaria e terziaria.
• Esempi: Emoglobina (quattro subunità) e collagene (tre catene polipeptidiche intrecciate).

3. Funzioni dei Protidi

La diversità nelle strutture dei protidi permette loro di partecipare a quasi tutti i processi all’interno delle cellule. Ecco alcune delle loro funzioni principali:

1. Funzioni Strutturali

• Supporto e Integrità: Proteine come il collagene e la cheratina forniscono struttura e supporto ai tessuti. Il collagene, ad esempio, è un componente fondamentale del tessuto connettivo, mentre la cheratina è essenziale per la struttura di capelli e unghie.
• Formazione di Complessi Cellulari: Altre proteine strutturali partecipano alla formazione del citoscheletro, che aiuta a mantenere la forma della cellula e facilita il movimento cellulare.

2. Funzioni Enzimatiche

• Catalisi di Reazioni Chimiche: Gli enzimi, che sono proteine, accelerano le reazioni chimiche nel corpo. Ogni enzima è specifico per una reazione o un gruppo di reazioni, giocando un ruolo cruciale nel metabolismo, nella digestione, nella sintesi del DNA, e in molte altre funzioni vitali.

3. Funzioni di Trasporto e Immagazzinamento

• Trasporto di Molecole: Proteine come l’emoglobina trasportano ossigeno nel sangue. Altre proteine trasportano nutrienti attraverso le membrane cellulari o trasportano molecole all’interno delle cellule.
• Immagazzinamento: Alcune proteine, come la ferritina, immagazzinano sostanze vitali (in questo caso, il ferro) per un uso successivo.

4. Funzioni Regolative

• Ormoni Proteici: Alcuni ormoni, come l’insulina, sono in realtà proteine. Questi ormoni regolano molteplici processi fisiologici, inclusi il metabolismo, la crescita e lo sviluppo.
• Regolazione dell’Espressione Genica: Proteine specifiche regolano la trascrizione e la traduzione dei geni, influenzando così la sintesi di altre proteine.

5. Funzioni di Difesa

• Sistema Immunitario: Le immunoglobuline (anticorpi) sono proteine che giocano un ruolo fondamentale nella risposta immunitaria, riconoscendo e neutralizzando patogeni come batteri e virus.
• Coagulazione del Sangue: Proteine come il fibrinogeno sono essenziali per il processo di coagulazione del sangue, prevenendo eccessive perdite di sangue in caso di ferite.

6. Funzioni Contrattili

• Movimento Muscolare: Le proteine actina e miosina sono cruciali per la contrazione muscolare. L’interazione di queste proteine consente il movimento e la forza muscolare.

7. Funzioni Energetiche

• Fonte di Energia: Sebbene non siano la principale fonte di energia, in condizioni di carenza di carboidrati, le proteine possono essere utilizzate per produrre energia.

Fonti Alimentari dei Protidi

I protidi si trovano in una varietà di alimenti:

• Origine Animale: Carne, pesce, uova, e prodotti lattiero-caseari.
• Origine Vegetale: Legumi, cereali, noci e semi.

Assunzione e Digestione dei Protidi

La digestione dei protidi inizia nello stomaco e continua nell’intestino, dove gli enzimi degradano le proteine in aminoacidi, che vengono poi assorbiti e utilizzati dall’organismo.

Il Ruolo dei Protidi nella Dieta

Una dieta equilibrata richiede un adeguato apporto di protidi per:

• Crescita e Riparazione: Sono essenziali per la crescita e la riparazione dei tessuti.
• Bilancio Energetico: Forniscono energia e partecipano al metabolismo.
• Funzione Immunitaria: Rinforzano il sistema immunitario.

Protidi e Salute

Un consumo bilanciato di protidi è cruciale. Mentre una carenza può portare a problemi di crescita e riparazione tessutale, un eccesso può sovraccaricare reni e fegato.

È importante considerare la qualità dei protidi, misurata in termini di valore biologico, che indica quanto efficacemente l’organismo utilizza i protidi ingeriti.

TOLC-MED? Scopri il corso Immersimed

Immersimed è un corso che utilizza la realtà virtuale e l’interactive learning per facilitare e  velocizzare l’apprendimento, garantendo così il 90% di successi.
Ti stai preparando al TOLC-MED? Clicca sul bottone per scoprire di più

Riceverai una consulenza totalmente GRATUITA

Fonti

1. The Vegetable Proteins
2. Mulder GJ (1838).  “Sur la composition de quelques substances animales”. Bulletin des Sciences Physiques et Naturelles en Néerlande: 104.
3. Harold H (1951). “Origin of the Word ‘Protein.'”. Nature. 168 (4267)
4. “Protein, section: Classification of protein”. britannica.com. 
5. Sumner JB (1926). “The isolation and crystallization of the enzyme urease. Preliminary paper” (PDF). Journal of Biological Chemistry. 69 (2): 435–41
6. Pauling L, Corey RB (May 1951). “Atomic coordinates and structure factors for two helical configurations of polypeptide chains” (PDF).

Slide protidi

Qui puoi trovare delle slide sui protidi realizzate da Immersimed