Funzioni delle proteine nel corpo umano

Le funzioni delle proteine nel corpo umano sono diverse ed essenziali per i processi e le strutture vitali. Le proteine sono catene di aminoacidi. L’organismo è in grado di produrre alcuni aminoacidi, ma altri, gli aminoacidi essenziali, devono provenire dal cibo. Il processo digestivo scompone gli alimenti in una serie di sostanze nutritive e di scarti. Le proteine vengono scomposte in aminoacidi, che vengono poi ricombinati per formare le proteine specifiche di cui l’organismo ha bisogno.

Emoglobina

L’emoglobina è una proteina presente nei globuli rossi. Contiene ferro all’interno di una struttura chiamata gruppo eme e il ferro conferisce al sangue il colore rosso. L’emoglobina lega l’ossigeno attraverso i gruppi eme. I polmoni raccolgono l’ossigeno e lo trasportano in tutto il corpo attraverso le arterie. L’emoglobina rilascia l’ossigeno alle cellule, quindi i globuli rossi tornano ai polmoni attraverso le vene per raccogliere altro ossigeno.

Plasma sanguigno

Il plasma è la componente liquida del sangue e contiene due importanti proteine: l’albumina e il fibrinogeno. Se un vaso sanguigno è danneggiato, il fibrinogeno subisce diverse reazioni chimiche per diventare una proteina solida chiamata fibrina, che forma una rete o un coagulo per bloccare la fuoriuscita di sangue nel punto del danno. L’albumina mantiene l’acqua nel flusso sanguigno per bilanciare la quantità di liquido nei vasi sanguigni. Trasporta inoltre la bilirubina al fegato. I globuli rossi invecchiano e si danneggiano, quindi vengono scomposti per formare nuove cellule. La bilirubina è una sostanza di scarto creata dalla rottura dell’emoglobina nei globuli rossi.

Sistema immunitario

Il sistema immunitario dipende dalle proteine per organizzare una difesa contro gli agenti patogeni e mantenere le barriere che impediscono agli agenti patogeni e alle sostanze nocive di uscire dall’organismo. I globuli bianchi specializzati, chiamati linfociti B, circolano nel sangue e producono anticorpi, proteine essenziali per combattere virus e batteri. Il sistema del complemento all’interno del sistema immunitario utilizza proteine sulle membrane cellulari per guidare vari tipi di globuli bianchi dove sono necessari per combattere le infezioni.

Movimento muscolare

Catene di due proteine, l’actina e la miosina, formano i miofilamenti che costituiscono le fibre delle cellule muscolari. Le due proteine lavorano insieme per generare contrazioni muscolari in presenza di ioni calcio. La ferritina è una proteina presente nel muscolo scheletrico, nel midollo osseo, nel fegato e nella milza che immagazzina il ferro e lo rilascia quando necessario.

Mioglobina

La mioglobina è una proteina simile all’emoglobina, ma si trova nelle cellule muscolari anziché nei globuli rossi. Entrambe le proteine possiedono gruppi eme per legare l’ossigeno. La mioglobina immagazzina l’ossigeno all’interno delle cellule muscolari e si sviluppa nel flusso sanguigno solo dopo un danno al tessuto muscolare. L’organismo deve filtrare la mioglobina dal flusso sanguigno dopo una lesione muscolare. Un componente strutturale della mioglobina diventa una tossina in ambienti acidi come l’urina, quindi può verificarsi un danno renale acuto quando l’organismo rilascia la mioglobina nel sangue circolante.

Tipi di proteine nelle membrane cellulari

Le membrane cellulari composte da fosflipidi circondano ogni cellula. Nella membrana cellulare sono presenti anche tre categorie di molecole proteiche. Le proteine periferiche, che si trovano sulla superficie della membrana, si attaccano temporaneamente per adempiere a scopi specifici. Le proteine integrali esistono sulla superficie e all’interno della membrana. Le proteine legate ai lipidi rimangono interamente all’interno dei fosfolipidi e non accedono affatto alla superficie.

Funzione delle proteine della membrana cellulare

Le proteine delle membrane cellulari hanno diverse funzioni. Possono fungere da canali per l’ingresso di sostanze nella cellula o trasportare sostanze attraverso la membrana. Alcune proteine di membrana sono enzimi che facilitano le reazioni chimiche. Le proteine recettoriali si legano a sostanze o molecole specifiche sulla superficie cellulare. L’insulina è una proteina recettoriale creata dal pancreas per far sì che le membrane cellulari accettino l’ingresso del glucosio. Gli impulsi nervosi viaggiano legando i neurotrasmettitori ai recettori proteici dei neuroni.

Comunicazione e ormoni

Le citochine sono piccole proteine che consentono la comunicazione tra le cellule. Il sistema immunitario crea citochine per stimolare i linfociti T quando combatte un’infezione. Molti ormoni sono in realtà molecole proteiche, come l’eritropoietina, prodotta dai reni per stimolare la produzione di globuli rossi nel midollo osseo. La gonadotropina corionica umana (HCG) è un ormone proteico prodotto all’inizio della gravidanza, per il quale molti test di gravidanza possono effettuare uno screening.

Struttura

Il citoscheletro è una rete di filamenti proteici che funge da struttura portante all’interno delle cellule. Alcune cellule presentano microtubuli proteici, cilia e flagelli, sulla loro superficie esterna. Questi microtubuli muovono la cellula o i fluidi che la circondano. La cheratina è la proteina strutturale di pelle, capelli e unghie. Il collagene è un’altra proteina strutturale di muscoli, tendini, legamenti e ossa. La proteina elastina lavora spesso con il collagene. La prima garantisce la flessibilità di tessuti come i polmoni, le pareti dei vasi sanguigni e la pelle, mentre la seconda aggiunge forza.

Gli enzimi

Gli enzimi sono lunghe catene di aminoacidi ripiegate e attorcigliate in forme complesse. Ogni struttura enzimatica unica facilita una reazione chimica specifica. Gli enzimi avviano o aumentano la velocità delle reazioni, ma la reazione non consuma gli enzimi stessi, che passano quindi a catalizzare nuove reazioni non appena si completa la reazione precedente. Ogni sistema del corpo utilizza gli enzimi e le reazioni e i processi chimici avvengono continuamente.