단백질은 체내에서 근육이나 내장을 구성함은 물론, 효소와 호르몬의 합성, 영양소의 운반, 인체 방어작용을 수행하고 체액 및 산. 염기 평형에도 관여합니다.
1) 체조직의 성장과 보수_ 구조적, 기계적 기능
단백질은 근육과 세포막의 구성성분이며, 뼈, 피부, 결체조직등의 조직을 형성하므로 신체조직의 성장과 유지에 대단히 중요합니다.
임신기, 수유기, 성장기 등 새로운 조직이 합성되는 시기에는 단백질의 요구량이 증가하므로 단백질을 충분히 섭취해야 합니다. 특히 체조직 구성에 필수적인 필수아미노산의 제공을 위해 1일 단백질 권장섭취량의 1/3-1/2 이상은 양질의 단백질로 섭취해주어야 합니다.
2) 효소와 호르몬 합성
단백질은 체내에서 물질의 합성과 분해 또는 전환에 관여하는 효소와 호르몬을 합성한다.
효소는 화학반응에는 전혀 관여하지 않고 반응을 촉매 하는 단백질로 체내에 무수히 많이 존재하며 각기 고유의 역할을 수행한다. 이를테면 소화효소는 소화과정에서 탄수화물, 단백질, 지질이 각각 단당류, 아미노산, 지방산으로 분해하는 데 관여합니다.
호르몬은 체내 특정부위에서 혈액을 따라 작용부위까지 이동해서 세포에 신호를 전달해 세포반응을 조절합니다. 부신피질호르몬과 성호르몬을 제외한 모든 호르몬은 단백질이나 펩티드이고, 특정 아미노산에서 만들어지기도 합니다. 췌장호르몬인 인슐린과 글루카곤은 단백질이며, 부신수질호르몬인 에피네프린과 노르에피네프린, 그리고 갑상선호르몬은 아미노산인 티로신으로부터 합성됩니다.
3) 면역기능
항체는 외부에서 침입하는 각종 독성물질이나 세균 등 항원에 대항하기 위해서 체내 면역세포에서 만들어지는 단백질입니다.
세균이나 바이러스에 대한 생체의 방어작용을 면역이라고 하는데, 단백질은 여러 항원에 대응해서 다양한 감마-글로불린 항체를 합성하여 인체의 면역작용에 관여합니다. 그러므로 단백질 섭취량이 부족하면 체내에서 항체가 잘 만들어지지 않아 질병에 대한 저항력이 떨어지게 됩니다.
4) 수분평형
혈장 단백질인 알부민, , 글로 불리, 피브리노겐은 간에서 합성되어 혈액에서 중요한 생리기능을 수행합니다.
혈액성분 중 혈장은 혈압에 의해 혈관에서 빠져나와 조직세포 사이로 끊임없이 이동합니다. 이때 혈장 단백질인 알부민이 혈장의 삼투압을 유지해서 수분을 혈관 안으로 재이동시 킴으로써 혈장과 조직세포 간의 수분평형을 유지합니다.
그러므로 혈장 단백질인 알부민이 부족하게 되면 혈장의 삼투압이 감소하여 조직세포의 수부이 혈관 내로 원활히 회수되지 못하기 때문에 조직세포 사이에 수분이 그대로 있어 부종이 생기게 되는 것입니다.
5) 산. 염기 평형
단백질을 구성하는 아미노산은 염기성기와 산성 기를 둘 다 갖고 있어서 산이나 염기로 다 작용할 수 있습니다.
단백질은 안정된 pH를 유지하기 위해서 수소이온을 제공하거나 받아들입니다.
산선조건에서는 여분의 수소를 받아들이고, 염기성조건에서는 수소이온을 방출함으로써 일정한 체액의 산도를 유지시킵니다.
6) 영양소 운반
혈장단백질인 알부민이나 글로불린은 지질, 레티놀, 철, 구리 등의 영양소를 필요한 조직으로 운반하는 역할을 하며, 단백질은 지단백질의 구성성분으로 혈액 내에서 중성지방과 콜레스테롤의 운반을 돕습니다. 또한 세포막에서 단백질은 물질이동 통로나 펌프를 형성하여 세포 내외로 물질의 이동을 돕습니다.
7) 에너지와 포도당의 급원
뇌, 신경조직, 적혈구 세포들은 포도당만을 에너지원으로 이용하므로 항상 혈당을 일정하게 유지시켜야 합니다. 탄수화물이 제한된 식사를 지속하게 되면 체단백질이 분해되고 간이나 신장에서 포도당을 새로 합성하는 포도당신생이 진행도어 혈당을 유지시킵니다.
또한 단백질은 1g당 4칼로리의 에너지를 제공합니다.
하루 에너지 소비량의 15% 정도를 공급하는데, 분해과정에서 질소가 떨어져 나와 요소를 생성할 때 에너지 일부를 사용하므로 탄수화물이나 지방에 비해 에너지 효율이 낮다.
5. 단백질의 소화와 흡수
1) 단백질의 소화
식품 중의 단백질은 위액, 췌장액 그리고 소장액의 소화효소에 의해 분해되어 아미노산형태로 소장에서 흡수됩니다.
🔸 위에서의 소화
구강에는 단백질 소화효소가 없어 소화가 이루어지지 않으므로 단백질의 소화는 위에서부터 시작됩니다. 위에 음식물이 들어오면 위 근육의 수축으로 기계적 소화가 이루어지고 위점막에서 호르몬인 가스트린이 분비되어 위 세포에서 염산과 불활성형의 단백질 소화효소인 펩시노겐의 분비를 촉진시킵니다. 위액의 염산이 펩시노겐을 활성형 효소인 펩신으로 전환시키면 이 펩신의 작용에 의해 단백질이 펩돈으로 분해됩니다. 펩신은 단백질 중에서도 글루탐산이나 아스파르트산 같은 산성 아미노산의 카르복실 기나 방향족 아미노산인 페닐알라닌과 티로신의 아미노기 사이의 펩티드결합을 분해한다.
🔸소장에서의 소화
십이지장으로 펩톤이 들어오면 십이지장 벽에서 호르몬인 세크레틴과 콜레시스토키닌이 분비되어 약알갈리성인 췌액분비를 촉진한다. 췌장액의 단백질 분해효소인 트립시노겐은 소장에서 분비되는 엔테로키나아제에 의해 트립신으로 활성화되며, 활성형의 트립신은 키모트립시노겐과 프로크르복시펩티다아제를 각각 키모트립신과 카르복시펩티다아제로 활성화한다. 트립신과 키모트립신은 위에서 생성된 펩톤을 더우 작은 펩티드와 아미노산으로 분해한다.
췌장에서 분비되는 효소들은 특이성이 높아서 트립신과 키모트립신은 펩티드 내부의 각각 특정한 펩티드결합을 분해한다. 트립신은 염기성 아미노산인 라이신이나 아르기닌의 카르복실기로 형성된 펩티드 결합에 작용하고, 키모트립신은 방향족 아미노산인 티로신, 페닐알라닌, 트립토판등의 카르복실기 사이의 펩디드결합이 작용한다.