תַקצִיר
צריכת חלבון חשובה כדי לסייע לנו להתחזק ולהישאר בריאים. אולם, חלבון הוא יותר מאשר רק קבוצת מזון! חלבונים הם פועלים בתוך תאי הגוף העסוקים שלנו. החלבונים אחראים על ביצוע תפקידים מדהימים, ואלפים מהם פועלים יחד מִדֵּי יום כדי לשמור על גופינו בריאים. במאמר זה, נדון באופן שבו חלבונים מיוצרים, ומדוע אנו זקוקים לחלבון כדי לשמור על פעילותו התקינה של הגוף.
הקדמה
מבוגרים בחייכם ככל הנראה אמרו לכם כי חלבון הוא מזון למוח, או ששמעתם מהם משהו בסגנון: ''אכילת חלבונים מחזקת אתכם!''. חלבון הוא חלק חשוב מהתזונה שלנו. ישנוֹ אפילו חֵלֶק בפירמידת המזון שנקרא ''חלבון'', אשר מכיל בין השאר בשר; שעועית; חמאת בוטנים וביצים. חלבון נמצא סביבנו, אך האם אתם יודעים מהו? האם חלבונים מצויים רק במזונות שאנו אוכלים? ומדוע אנו נדרשים לצרוך חלבון כדי להישאר בריאים?
מהו חלבון?
גוף האדם מורכב ממיליארדי יחידות קטנות שנקראות תאים. כל תא הוא כמו מפעל זעיר אשר עובד קשה ומבצע את כל מה שהגוף זקוק לו כדי להישאר בריא. לדוגמה, תאים יכולים להפוך את המזון שאתם אוכלים לאנרגיה; להגן עליכם מפני חיידקים ולשלוח אותות ממוחותיכם לשאר חלקי הגוף. אלה הם רק כמה מתוך מאות התפקידים שתאי גופכם מבצעים בכל שנייה ביום! התאים מרובי הפעולות הללו הם מקומות עסוקים מאוד. למרבה המזל, הן למפעלים אמיתיים והן לתאים יש פועלים שדואגים לבצע את העבודה.
הפועלים בתוך התאים הם חלבונים (איור 1). כל חלבון אָמוּן על תפקיד מסוים שהוא צריך לעשות [1]. תפקידים אלה הם מה ששומר על פעולה רציפה ותקינה של התאים. חלק מהחלבונים נעים ברחבי התא; חלקם נצמדים אל חלבונים אחרים וישנם אף חלבונים מְשַׁנֵּי צורה–ביכולתם לשנות את גודלם וצורתם כדי לבצע את העבודה אשר לה הם נדרשים! אלפי החלבונים האלה פועלים כולם יחד במטרה לתדלק את התאים העסוקים. כל אחד מחלבוני הגוף מאפשר למפעל לתפקד ללא הפסקה, ושומר על גופכם בריא.
- איור 1 - חלבונים הם פועלים בתוך התאים שלכם.
- תאים הם מקומות עסוקים מאוד! יש להם תפקידים רבים לבצע כדי לשמור על גופכם בריא. ניתן לְדַמּוֹת תאים למפעלים, וחלבונים לפועלים שמבצעים את התפקידים החשובים בתוך התאים.
כיצד חלבונים מיוצרים?
דַּמְיְנוּ שאתם משתמשים בעֲרֵמָה של לִבְנֵי בניין, כמו לֶגוֹ®, כדי לבנות טירה. תוכלו לעקוב אחרי ההוראות ולבנות מגדל, או לבחור ליצור עיצוב משלכם. באפשרותכם גם לְשַׁלֵּב את הַלְּבֵנִים בדרכים שונות כדי ליצור מהן מכונית או גשר. זה תלוי בדמיונכם–סֶט אחד של אבני בניין יכול לשמש במגוון דרכים שונות!
בִּמקום מגדלים מִלְּבֵנִים, התאים בגופיכם בונים חלבונים מחומצות אָמִינוֹ. ממש כפי שלבני לֶגוֹ® הן אבני הבניין של הטירה שלכם, חומצות אמינו הן אבני הבניין של החלבונים בגופיכם (איור 2). אותו סֶט בסיסי של חומצות אמינו יכול להיות משולב ליצירת מגוון חלבונים שונים. תאים לומדים כיצד לְשַׁלֵּב חומצות אמינו ליצירת חלבונים על ידי מעקב אחר מדריך הוראות שנקרא קוד הדנ''א. קוד זה מנחה את התא כיצד לבצע זאת בַּסדר הנכון. מנגנון מיוחד בתוך התא קורא את קוד הדנ''א, ומשתמש בו לשילוב חומצות אמינו לכדי תבנית. תבנית חומצות האמינו מַקְנָה לחלבון את צורתו וגודלו הייחודיים, ממש כשם שדגם הלגו® שלכם יוצר צורה ייחודית. התוצאה הסופית היא חלבון שמוכן לבצע אחד מתוך מגוון התפקידים המעניינים בתוך התא.
- איור 2 - חלבונים מורכבים מחומצות אמינו.
- חלבונים מיוצרים על ידי שילוב של חומצות אמינו לתבניות מסוימות. הדבר דומה לבניית מגדל משילוב לבני לגו®. אבני הבניין הבסיסיות של חומצות האמינו יכולות להיות משולבות בדרכים רבות ליצירת חלבונים שונים.
חלבונים מסוימים משתמשים בתנועה לביצוע עבודתם
האם אי פעם חשבתם מה גורם לשריריכם לנוע? המוח מנחה את השרירים לנוע, אך הם זקוקים לסיוע כדי לצאת לפעולה. סיוע זה מגיע מחלבון חשוב שנקרא מִיוֹזִין–דוגמה לחלבון המשתמש בתנועה כדי לבצע את עבודתו (איור 3A) [2]. מיוזין הוא בעל הצורה הנכונה לתפיסת השריר. חלבון זה אוחז חזק בשריר, ומושך בו בחוזקה. כאשר הרבה חלבוני מיוזין פועלים יחד, משיכתם חזקה דיהּ כדי לגרום לשריר לנוע! חלבון מדהים זה מספק לגופכם תנועה כשאתם רצים וקופצים.
- איור 3 - חלבונים מבצעים תפקידים מיוחדים.
- (A) חלבון המִּיוֹזִִין מתדלק את השרירים שבתוך תאי גופיכם על ידי תפיסת שריריכם ומשיכתם בחוזקה! (B) חלבוני תְּעָלָה הם בעלי צורה של מֵעֵין מנהרה. צורה זו מאפשרת לאספקה לנוע דרך החלבון דמוי התעלה, אל תוך התא.
צורתם של חלק מהחלבונים מסייעת לביצוע תפקידיהם
תאים אינם זוכים לקחת הפסקה מעבודתם הקשה. מפעלי התאים מתפקדים כל הזמן, ועבודה רציפה זו דורשת הרבה אנרגיה! כדי לתדלק את פעולתם באופן רציף, תאים זקוקים לאספקות שוטפות. הגוף מלא באספקות כמו מים וחומרי מזון, אך הן תקועות מחוץ לתא. אספקות אלה צריכות להיכנס לתא כדי לספק לו אנרגיה. סוג מיוחד של חלבון שנקרא חלבון תְּעָלָה מושלם לביצוע תפקיד זה [3]. חלבוני תעלה מעוצבים כמו מנהרה (איור 3B). מבנה זה מחבּר את החלק הפנימי של התא לסביבה החיצונית, כך שאספקות יכולות לעבור ישר דרך התעלה אל תוך התא. זהו תפקיד חשוב ביותר מאחר שתאים זקוקים לאספקות אלה כדי לתדלק את המפעל!
מה קורה כשאתם אוכלים חלבון?
זוכרים את חומצות האָמינוֹ? הגוף משתמש בהן כלבני בניין ליצירת חלבונים. מִדֵּי יום התאים שלכם בונים אלפי חלבונים. משמעות הדבר היא שאתם זקוקים לאבני בניין רבות! ישנם 22 סוגים של חומצות אמינו. אנו זקוקים לכולן לבניית חלבונים, אולם תשע מתוכן הגוף אינו יכול לייצר. אלה נקראות חומצות אמינוֹ חיוּניוֹת מאחר שניתן לקבלן רק ממזון. כשאתם אוכלים מזונות עתירי חלבון, כמו בשר או שעועית, גופכם מפרק את החלבונים מתוכם לחומצות אמינו. לאחר מכן, הגוף יכול להשתמש בחומצות האמינו האלה לבניית חלבונים אחרים. דַּמְיְנוּ שאתם מפרקים את מגדל הלגו® שבניתם כדי שיהיו לכם החלקים הנדרשים לבניית מטוס. גופכם עושה את אותו הדבר, על ידי פירוק החלבונים שאתם אוכלים ושימוש בחלקים לבניית חלבונים חדשים שאתם זקוקים להם.
סיכום
כעת, אנו מקווים שאתם מבינים טוב יותר את הסיבה לכך שחשוב לקבל כמות רבה של חלבון מהתזונה שאתם צורכים. חומצות האמינו החיוניות מהחלבונים במזונכם מסייעות לכם לבנות את כל החלבונים התאיים ששומרים על תפקוד תקין של הגוף!
אוכלי בשר ימצאו הרבה חלבון במזונות כמו עוף; בקר; דגים; מוצרי חלב וביצים. צמחונים יכולים למצוא חלבון במאכלים דוגמת חמאת בוטנים; שעועית; אגוזים; זרעים וירקות ירוקים כמו ברוקולי [4]. לא משנה מהו סוג החלבון המועדף עליכם, חשוב שתזכרו: חלבונים הם יותר מאשר קבוצת מזון!
מילון מונחים
חלבונים (Proteins): ↑ מולקולות שמתנהגות כמו ''פועלים'', ומבצעות מגוון תפקידים בתוך התאים.
חומצות אמינו (Amino Acids): ↑ אבני הבניין הבסיסיות שמרכיבות חלבונים.
קוד דנ''א (DNA Code): ↑ מידע שפועל כמו ספר הוראות, ומנחה את המנגנון התאי כיצד לְשַׁלֵּב חומצות אמינו ליצירת חלבונים.
מיוזין (Myosin): ↑ חלבון שנקשר לסיבי שריר ומסייע לשרירים שלנו לנוע.
חלבון תעלה (Channel Protein): ↑ סוג של חלבון הפועל כמו תעלה שמובילה לתוך התא.
חומצות אמינו חיוניות (Essential Amino Acids): ↑ תשע חומצות האמינוֹ שגוף האדם אינו יכול לייצר. אנו יכולים לקבלן רק דרך המזונות שאנו אוכלים.
הצהרת ניגוד אינטרסים
המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
מקורות
[1] ↑ Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., and Walter, P. 2002. “Protein function,” in Molecular Biology of the Cell, 4th Edn. Available online at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26911/ (accessed July 6, 2020).
[2] ↑ Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., and Myosin, D. J. 2000. “The actin motor protein,” in Molecular Cell Biology, 4th Edn. Available online at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21724/ (accessed July 6, 2020).
[3] ↑ BD Editors. 2018. Channel Protein. Biology Dictionary. Available online at: https://biologydictionary.net/channel-protein/ (accessed October 12, 2020).
[4] ↑ All About the Protein Foods Group. ChooseMyPlate. Available online at: https://www.choosemyplate.gov/eathealthy/protein-foods (accessed July 6, 2020).