Le proteine sono (dopo l’acqua) le molecole biologiche più abbondanti nel corpo umano e in tutti gli organismi viventi; si trovano in tutte le cellule e costituiscono almeno il 50% del loro peso secco. Le proteine sono formate da lunghe sequenze di amminoacidi (l'unità costitutiva della proteina), che si uniscono l'uno all'altro attraverso particolari legami, detti peptidici, a formare delle lunghe catene (catene polipeptidiche). La precisa sequenza degli amminoacidi nelle catene determina la forma e la funzione della proteina. Le proteine possono essere formate da una catena unica, oppure da due o più catene strettamente associate tra loro, e spesso unite da legami trasversali.
Ciascuna catena ha una struttura e una disposizione tridimensionale che rappresenta la sua forma specifica: come un "nastro" assume certe “pieghe” o conformazioni (ad elica, a globo, a foglietto ripiegato) e, combinandosi con altre catene, può generare strutture più elaborate. In realtà gli AA non si susseguono in maniera lineare ma, in uno spazio tridimensionale, si dispongono secondo un andamento a fisarmonica (struttura betafoglietto) o secondo spirali (alfaelica). Se le variazioni non sono drastiche, le proteine riacquistano le loro relative strutture native quando al ripristino delle condizioni iniziali. Le proteine, invece perdono la loro struttura primaria tramite una demolizione graduale per idrolisi catalizzata da enzimi proteolitici (pepsina, tripsina). I prodotti sono prima peptidi e infine amminoacidi.
La formazione di un legame peptidico prevede la condensazione di due AA con produzione di una molecola d'acqua e formazione di un legame amminico. Questo legame covalente (molto stabile) si forma tra il gruppo carbossilico (-COOH) di un AA ed il gruppo amminico (-NH2) dell'AA adiacente nella catena peptidica in crescita.
Ma forse la funzione più importante delle proteine è quella regolatrice ed energetica svolta dagli enzimi, che agiscono accelerando le reazioni biologiche e trasformando reazioni lente in processi più veloci, con richieste energetiche più basse: agiscono quindi da catalizzatori. Gli enzimi si combinano con una sostanza specifica (detta substrato) che possiede una forma esattamente complementare alla parte di enzima in cui avvengono le reazioni (sito attivo). L'enzima non viene modificato né consumato dalla reazione, per cui alla fine di una reazione è pronto per la molecola di substrato successiva.
Ne bastano, quindi, piccole quantità per controllare reazioni di un gran numero di molecole. L'attività enzimatica può essere influenzata da altre molecole. Esistono, infatti, sostanze in grado di inibirla e anche molecole in grado di attivare un enzima, aumentandone l'attività (molti farmaci e sostanze tossiche sono inibitori o attivatori enzimatici). Un esempio tipico sono i gas nervini, che inibiscono un enzima, l'acetilcolinesterasi, che non rimuove più l’acetilcolina, una sostanza che permette la trasmissione degli impulsi dal sistema nervoso al muscolo. Devono pertanto essere forniti dall'alimentazione, tramite gli alimenti contenenti proteine di alto valore biologico (VB).
Leggi anche: Proteine delle Uova in Polvere
Cosa sono le proteine
Le proteine sono macromolecole biologiche essenziali che svolgono una vasta gamma di funzioni nel corpo umano. Sono costituite da una sequenza specifica di amminoacidi, uniti da legami peptidici. Possiamo immaginare le proteine come degli edifici complessi e gli amminoacidi sono i piccoli blocchi di costruzione che vengono usati per crearli. Gli amminoacidi sono quindi i mattoni fondamentali delle proteine. In natura esistono più di 500 amminoacidi mentre gli amminoacidi proteinogenici sono 20 amminoacidi. Gli amminoacidi proteinogenici vengono comunemente utilizzati per costruire le proteine nel nostro corpo. Questi amminoacidi sono considerati “proteinogenici” perché sono direttamente coinvolti nella sintesi delle proteine durante il processo biologico noto come traduzione.
Tra i 20 amminoacidi proteinogenici, nove sono definiti essenziali. Questi sono un gruppo di amminoacidi che il nostro corpo non è in grado di sintetizzare autonomamente e che quindi devono essere assunti attraverso l’alimentazione. Questi amminoacidi sono considerati “essenziali” perché sono indispensabili per il corretto funzionamento dell’organismo, ma non possono essere prodotti internamente.
La struttura primaria di una proteina è determinata dalla sequenza degli amminoacidi che la compongono. Ciò significa che l’ordine specifico e la disposizione degli amminoacidi conferiscono a ogni proteina la sua forma e funzione uniche.
Oltre alla struttura primaria, le proteine possono avere anche una struttura secondaria, terziaria e quaternaria. La struttura secondaria è il modo in cui la catena di amminoacidi si ripiega in eliche o foglietti piegati. La struttura terziaria si riferisce alla disposizione tridimensionale complessa di una proteina, mentre la struttura quaternaria riguarda l’assemblaggio di più catene polipeptidiche per formare una proteina funzionale composta da subunità multiple.
A cosa servono le proteine
Le proteine sono molecole biologiche fondamentali che svolgono una vasta gamma di funzioni nel corpo umano. La loro struttura unica a base di amminoacidi conferisce loro la capacità di agire come catalizzatori biologici, componenti strutturali, trasportatori, ormoni, regolatori del sistema immunitario e molto altro ancora.
Leggi anche: Cause dell'Aumento di Proteine nelle Urine
- Funzione catalitica: Le proteine sono spesso coinvolte come enzimi, catalizzatori biologici che accelerano le reazioni chimiche all’interno delle cellule. Gli enzimi svolgono un ruolo chiave nel metabolismo, rompendo e sintetizzando molecole, facilitando la digestione e consentendo la produzione di energia.
- Funzione strutturale: Le proteine forniscono struttura e supporto ai tessuti e agli organi. Un esempio classico è il collagene, la proteina più abbondante nel corpo umano, che conferisce resistenza e flessibilità alla pelle, ai tendini, alle ossa e ai vasi sanguigni.
- Funzione di trasporto: Le proteine svolgono un ruolo chiave nel trasporto di molecole essenziali attraverso il corpo. Un esempio noto è l’emoglobina, una proteina presente nei globuli rossi che trasporta l’ossigeno dai polmoni ai tessuti per sostenere il metabolismo cellulare.
- Funzione ormonale: Alcune proteine agiscono come ormoni, regolando i processi fisiologici nel corpo.
- Funzione di difesa: Le proteine del sistema immunitario, come gli anticorpi, sono essenziali per il riconoscimento e la neutralizzazione di agenti patogeni come batteri, virus e altri organismi invasori.
- Funzione di regolazione: Alcune proteine agiscono come regolatori dell’espressione genica.
- Funzione di comunicazione cellulare: Le proteine sono coinvolte nella comunicazione cellulare, trasmettendo segnali tra le cellule. Un esempio è il recettore delle cellule nervose, che rileva i segnali chimici e li traduce in segnali elettrici per la trasmissione dell’informazione.
Dove si trovano le proteine
Le proteine si trovano in una varietà di fonti alimentari sia di origine animale che vegetale. Di seguito una breve panoramica delle principali fonti.
Fonti di proteine animali:
Le proteine animali sono considerate proteine di alta qualità perché contengono tutti gli amminoacidi essenziali di cui il nostro corpo ha bisogno. Le seguenti fonti di proteine animali possono essere integrate in una dieta equilibrata:
- Carne: Le carni di manzo, pollo, tacchino, maiale e agnello sono ottime fonti di proteine.
- Pesce e frutti di mare: Il pesce, come il salmone, il tonno, le sardine e il merluzzo, è ricco di proteine e offre anche acidi grassi omega-3, benefici per la salute del cuore.
- Uova: Le uova sono una fonte proteica completa e sono state ampiamente studiate per i loro benefici nutrizionali. Le uova sono ricche in diversi nutrienti essenziali, in particolare la vitamina D, vitamina B12, selenio e colina.
- Latticini: Latte, yogurt e formaggi sono ottime fonti di proteine, calcio e altri nutrienti essenziali.
Fonti di proteine vegetali:
Le proteine vegetali possono essere parte integrante di una dieta equilibrata, ma spesso sono considerate proteine incomplete perché possono mancare di alcuni amminoacidi essenziali. Tuttavia, combinando diverse fonti vegetali di proteine, è possibile ottenere tutti gli amminoacidi necessari. Ecco alcune fonti di proteine vegetali:
- Legumi: I legumi, come i fagioli, le lenticchie e i ceci, sono ricchi di proteine, fibre e altri nutrienti. I legumi possono essere un’importante fonte di proteine nelle diete vegetariane e vegane. Degni di nota sono tutti i prodotti a base di soia come Il tofu, il tempeh e il latte di soia.
- Cereali: Riso, quinoa, farro e avena sono esempi di cereali che contengono proteine.
- Noci e semi: Mandorle, noci, semi di chia e semi di lino sono ricchi di proteine e acidi grassi sani. Uno studio condotto da (Ros 2010) ha suggerito che il consumo di noci può migliorare la qualità della dieta e ridurre il rischio di malattie cardiovascolari.
Ricorda che l’apporto proteico ottimale può variare in base alle esigenze individuali, al livello di attività fisica e ad altre variabili. È consigliabile consultare un dietista o un professionista della salute per determinare le tue esigenze proteiche specifiche e sviluppare una dieta equilibrata.
Sintomi da carenza di proteine
Le proteine, come visto in precedenza, svolgono un ruolo fondamentale nel nostro organismo, essendo coinvolte in una vasta gamma di funzioni vitali. La carenza di proteine può causare una serie di sintomi che indicano uno squilibrio nutrizionale. I sintomi più comuni sono:
Leggi anche: Le Migliori Proteine Prozis
- Perdita di massa muscolare: La carenza di proteine può portare alla perdita di massa muscolare, nota come sarcopenia.
- Ritardo nella crescita e nello sviluppo: I bambini che non ricevono un adeguato apporto proteico possono sperimentare un ritardo nella crescita e nello sviluppo fisico e cognitivo.
- Edema: L’edema, caratterizzato da gonfiore dovuto alla ritenzione di liquidi, può essere un segno di carenza di proteine.
- Perdita di capelli e fragilità delle unghie: La carenza di proteine può manifestarsi anche con la perdita di capelli e la fragilità delle unghie.
- Affaticamento e debolezza muscolare: La carenza di proteine può portare a sintomi come affaticamento e debolezza muscolare.
- Compromissione del sistema immunitario: Le proteine sono fondamentali per il corretto funzionamento del sistema immunitario. La carenza proteica può indebolire la risposta immunitaria e aumentare la suscettibilità alle infezioni.
La carenza di proteine nell’organismo, dunque, può manifestarsi con una serie di sintomi che vanno dalla perdita di massa muscolare all’edema, dalla perdita di capelli alla debolezza muscolare e alla compromissione del sistema immunitario. È importante sottolineare che questi sintomi possono essere causati da diverse condizioni; quindi, è fondamentale consultare un professionista della salute per una diagnosi accurata. Mantenere un adeguato apporto proteico attraverso una dieta bilanciata è essenziale per garantire una buona salute.
Sintomi da eccesso di proteine
Al contrario, anche un eccesso di proteine può portare a problematiche di salute. I sintomi più comuni sono:
- Stress renale: L’eccessivo consumo di proteine può mettere sotto stress i reni, che sono responsabili di filtrare i prodotti di scarto del metabolismo proteico.
- Disfunzioni digestive: Un consumo eccessivo di proteine può causare disfunzioni digestive, come costipazione, diarrea o disagio addominale.
- Disidratazione: L’eccessivo consumo di proteine può richiedere un aumento dell’assunzione di acqua per il metabolismo e l’eliminazione dei prodotti di scarto.
- Aumento dello stress ossidativo: Un consumo eccessivo di proteine può aumentare lo stress ossidativo nel corpo, causando un disequilibrio tra la produzione di radicali liberi e la capacità del corpo di neutralizzarli con antiossidanti.
L’eccesso di proteine nell’organismo, dunque, può causare problemi di salute come stress renale, disfunzioni digestive, disidratazione e aumento dello stress ossidativo. È importante sottolineare che questi sintomi possono variare in base alla quantità di proteine consumate e alle esigenze individuali. Mantenere un equilibrio nella dieta e consultare un professionista della salute possono aiutare a evitare gli effetti negativi di un eccesso di proteine.
Gli integratori di proteine
Gli integratori alimentari di proteine sono diventati sempre più diffusi come un modo comodo per aumentare l’apporto proteico nella dieta. Esistono diverse tipologie di integratori di proteine disponibili, che variano per provenienza, concentrazione e per formato.
Provenienza integratori di proteine
Gli integratori di proteine possono avere diversa provenienza:
- Provenienza animale: Gli integratori di proteine provenienti da fonti animali includono il siero di latte, la caseina e le proteine dell’uovo. Queste fonti sono considerate proteine di alta qualità poiché contengono tutti gli amminoacidi essenziali.
- Proteine del siero di latte (whey protein): Le proteine del siero di latte sono estratte dal latte durante il processo di produzione del formaggio. Sono ricche di amminoacidi essenziali e ad assorbimento rapido.
- Caseiniche: Le caseiniche sono anche derivate dal latte, ma hanno un assorbimento più lento rispetto alle proteine del siero di latte. Sono spesso utilizzate per fornire un rilascio prolungato di amminoacidi.
- Proteine dell’uovo: Le proteine dell’uovo sono una fonte di proteine ad alto valore biologico e contengono tutti gli amminoacidi essenziali necessari per la sintesi proteica. Sono facilmente digeribili e ben tollerate dalla maggior parte delle persone. Le proteine dell’uovo sono una scelta popolare per gli integratori proteici, specialmente per coloro che evitano prodotti lattiero-caseari.
- Provenienza vegetale: Gli integratori di proteine vegetali derivano da fonti come piselli, riso, soia, canapa e altri vegetali. Queste fonti vegetali possono fornire proteine di buona qualità, ma potrebbero essere considerate “proteine incomplete” in quanto possono mancare di alcuni amminoacidi essenziali. Tuttavia, combinando diverse fonti vegetali di proteine nella dieta, è possibile ottenere tutti gli amminoacidi necessari. Gli integratori di proteine vegetali possono dunque essere efficaci per migliorare la forza e la composizione corporea in individui che seguono una dieta vegetariana o vegana.
- Proteine della soia: Le proteine della soia sono una fonte vegetale di proteine completa, contenente tutti gli amminoacidi essenziali necessari per la sintesi proteica. Sono considerate di alta qualità e facilmente digeribili.
- Proteine del pisello: Le proteine del pisello sono una fonte vegetale di alta qualità, ricche di amminoacidi essenziali come la lisina.
- Proteine del riso: Le proteine del riso sono una scelta popolare tra coloro che seguono diete vegetariane o vegane. Sono facilmente assimilabili, aiutano a migliorare la forza muscolare e sono adatte a diverse esigenze alimentari.
Tipologia di integratori di proteine
Gli integratori di proteine possono provenire da fonti animali come il siero di latte e la caseina, o da fonti vegetali come piselli, riso, soia e canapa. La scelta del tipo di integratore di proteine dall’esigenze dietetiche e sportive dell’individuo, è importante considerare sempre l’apporto proteico complessivo della dieta.
- Proteine isolate: sono proteine in polvere che sono state sottoposte a un processo di purificazione per rimuovere la maggior parte degli altri componenti presenti naturalmente negli alimenti. Gli isolate proteiche contengono una concentrazione molto elevata di proteine, spesso intorno al 90-95%.
- Proteine concentrate: i concentrati proteici sono simili agli isolate proteiche, ma contengono una percentuale inferiore di proteine e una quantità leggermente maggiore di carboidrati e grassi.
- Proteine idrolizzate: le proteine idrolizzate sono state sottoposte a un processo di idrolisi, che consiste nella rottura delle proteine in peptidi più piccoli. Questo processo rende le proteine idrolizzate più facilmente digeribili e assorbibili dall’organismo.
Formato degli integratori di proteine
Gli integratori alimentari di proteine sono poi disponibili in diverse tipologie, tra cui polveri, barrette e bevande. La scelta del tipo di integratore di proteine dipende dalle preferenze personali, dalle esigenze dietetiche e dagli obiettivi individuali.
- Proteine in polvere: Le proteine in polvere sono uno dei tipi più comuni di integratori alimentari e vengono spesso utilizzate dagli atleti e da coloro che cercano di aumentare la loro assunzione proteica. La polvere di proteine viene solitamente miscelata con acqua, latte o altri liquidi per creare una bevanda proteica.
- Barrette proteiche: Le barrette proteiche sono un formato comodo di integratori di proteine che offrono una miscela di proteine, carboidrati e grassi.
- Bevande proteiche: Le bevande proteiche sono disponibili in forma liquida e possono contenere proteine del siero di latte, proteine vegetali o altre fonti proteiche.