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Le proteine
Le proteine sono uno degli elementi indispensabili per l’espletamento delle funzioni vitali da parte di tutti gli organismi, di natura tanto animale quanto vegetale, tanto che costituiscono oltre la metà della struttura degli esseri viventi, rappresentando nell’uomo circa il quindici percento del peso corporeo complessivo.
L’elevato contenuto proteico di ogni organismo è giustificato dalla variegata rosa di attività che le diverse tipologie di proteine sono deputate a svolgere. Come stiamo per vedere, la specifica caratterizzazione funzionale di ogni proteina è strettamente collegata alla sua conformazione strutturale, che è tra le più complesse presenti in natura. La conformazione deve essere intesa, peraltro, non solo come disposizione spaziale e, quindi, come aspetto morfologico tridimensionale d’insieme dell’elemento, bensì anche come contenuto puntuale in termini di aminoacidi, l’unità elementare che compone le proteine.
Gli aminoacidi (o “amminoacidi”) sono degli elementi di base, detti “monomeri” che, grazie a un legame, propriamente chiamato “peptidico”, risultano associati fra loro lungo delle catene di polimeri, in modo da articolarsi nello spazio su ben quattro livelli strettamente correlati fra loro. In natura, anche in virtù dei processi evolutivi che continuano a interessare tutti gli esseri viventi, esistono un numero elevato di aminoacidi e ancor più enorme di proteine: sono state calcolate svariati miliardi di combinazioni possibili di monomeri, tenendo conto anche che ogni singolo aminoacido può ripetersi, secondo collocazioni significativamente diverse, un numero assai elevato di volte.
Nella foltissima rosa degli aminoacidi, tuttavia, solo poco più di venti risultano presenti negli alimenti solitamente consumati dall’uomo (in proposito, si parla di “aminoacidi ordinari”), mentre molti altri solo di rado sono contenuti nel cibo (c.d. “aminoacidi occasionali”).
Una categoria a parte è quella rappresentata dagli “aminoacidi essenziali”: si tratta di un numero limitato di monomeri (solo otto) che il corpo umano non è in grado di produrre autonomamente e che, quindi, è necessario acquisire tramite l’alimentazione.
Qualora una persona continui a far mancare nella propria dieta tutti quegli alimenti che contengono un certo aminoacido essenziale, infatti, non sarà possibile sintetizzare le proteine contenenti quello specifico aminoacido, mettendo a rischio perfino la formazione di alcuni organi o addirittura tessuti. Fortunatamente questa ipotesi è decisamente di rara realizzazione, poiché la composizione chimica degli alimenti di origine animale (si pensi alla carne, al pesce, ai salumi, ma anche al latte, alle uova e ai loro derivati, come biscotti e molti tipi di dolci) rivela una consistente presenza di tutti e otto gli aminoacidi essenziali: grazie a tale preziosa caratteristica, questo tipo di proteine vengono spesso definite “ad alto valore biologico”, anche per distinguerle da quelle di origine vegetale (contenute, in special modo, nella frutta, nei legumi e nei cereali), le quali sono carenti di alcuni aminoacidi essenziali. E’ per questo che le diete strettamente vegetariane rischiano di privare l’organismo di elementi indispensabili che possono provenire esclusivamente dall’esterno: per evitare danni anche gravi, sarà necessario, quantomeno, assumere periodicamente degli integratori attentamente calibrati alle esigenze dell’individuo.
A proposito di “valore biologico” delle proteine, più in generale, esso usualmente è calcolato tenendo conto della quantità di azoto, contenuto nella proteina stessa, in grado di restare indenne a seguito dei normali processi di purificazione portati avanti dai vari apparati del corpo umano (defecazione, orinazione, sudorazione etc…) ed essere, così, assimilato dall'organismo per il corretto svolgimento di funzioni essenziali. La proteina dell’uovo è stata assunta a parametro di riferimento, con il valore di “cento”, poiché è stato appurato, tramite puntuali indagini biologiche, che il cento per cento dell’azoto che compone la proteina dell’uovo è utilizzato per l’espletamento dei processi vitali, senza alcun tipo di “scarto” o “spreco”.
A titolo di precisazione, inoltre, è bene chiarire che non tutti gli aminoacidi sono costituenti basilari delle proteine: il precursore dell’adrenalina (la c.d. “DOPA”, tecnicamente definita “L-diossifenilalanina”), ad esempio, è uno dei numerosi aminoacidi non proteici.
La struttura delle proteine, d’altro canto, a volte è rappresentata non solo da aminoacidi, ma anche da altre molecole (ad esempio il fosforo o lo zolfo) e/o da ioni metallici, come ferro, zinco e rame: in tali circostanze, la proteina è detta “coniugata”, per sottolineare la diversa natura dei legami e degli elementi che la compongono. In seno alla species delle proteine coniugate, troviamo, a titolo esemplificativo, l’emoglobina, la proteina responsabile del trasporto dell’ossigeno e in grado di legarsi al ferro, nonché le clorofille.
A seconda del numero, della categoria e della disposizione spaziale dei monomeri che le compongono, le proteine, sia semplici che coniugate, hanno un proprio peso, una propria composizione strutturale e, quindi, una ben determinata funzione.
Sotto il profilo funzionale, in biologia e, soprattutto, in medicina, le proteine sono in genere raggruppate in quattro tipologie.
In primo luogo, abbiamo una delle categorie più numerose, quella delle proteine “strutturali”. Queste svolgono prevalentemente una funzione meccanica all’interno delle strutture che compongono alcuni apparati e organi fondamentali: basti pensare all’elastina (contenuta in misura preponderante nelle fibre elastiche e nelle pareti vasali), alla cheratina (elemento base dell’epidermide), nonché al collagene (componente essenziale del tessuto connettivo).
In secondo luogo, le proteine che assolvono a compiti di difesa dell’organismo sono chiamate “immunoglobuline” o “anticorpi”: grazie alla loro abilità nel legarsi a molecole percepite come estranee e, quindi, almeno potenzialmente, patogene, esse contribuiscono a respingere gli attacchi esterni di virus e batteri.
Una terza species di proteine, sempre sotto il profilo funzionale, è quella delle proteine aventi il compito di trasportare determinate sostanze a basso grado di solubilità (come il ferro o i lipidi), fino a permettere il travaso di quest’ultime in liquidi corporei quali, ad esempio, il sangue o l’urina, in seguito alla rottura dei deboli legami generati, appunto, tra le proteine e gli elementi trasportati. A titolo esemplificativo, si ricorda l’attività svolta dall’emoglobina, che assicura il giusto rifornimento di ossigeno a tutti i tessuti del corpo umano, grazie alla circolazione sanguigna.
Una quarta categoria di proteine, infine, è rappresentata dagli enzimi. Essi sono delle proteine aventi funzioni “catalitiche”, in quanto riescono ad abbreviare in maniera considerevole i tempi necessari per il completamento di reazioni chimiche fondamentali per la vita cellulare.
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