प्रथिने (२) :

प्रथिनांचे पचन:
आहारातून घेतलेल्या प्रथिनांचे शरीरात पुढे काय होते किंवा त्यांचे पचन व चयापचय कसा होतो हे समजण्यासाठी एक साधे उदाहरण आहे. चक्का किंवा पनीर बनविण्यासाठी दुधात लिंबाचा रस घालून दुध उकळविले तर ते फाटते. त्यात घट्ट गोळे किंवा गाठी निर्माण होतात. दुधामध्ये जी प्रथिने असतात ती लिंबामध्ये असलेल्या सिट्रिक असिड या आम्लामुळे अशी घट्ट बनतात.

आपण आहारातून घेतलेल्या अन्नाचे पचन होण्यासाठी उदरात पाचकरस( Digestive Juice) स्रवतो. या पाचक रसात गॅस्ट्रीक असिड( gastric acid) नावाचे पाचक आम्ल असते. या आम्लामुळे आहारातील प्रथिने उदरात गोठुन गोळेदार बनतात. दूधात लिंबाचा रस घालून उकळविल्यास लिंबातील सिट्रिक असिडमुळे फाटून जसे गोळेदार होते अगदी तसेच.

उदरातील या पाचक रसामध्ये पेप्सिन ( Pepsin) हे विद्रावकही (Enzyme) असते. पेप्सिनमुळे प्रथिनांचे अंशत: विघटन होते. ही अर्धवट पचलेली प्रथिने पुढे आतड्यात जातात. लहान आतड्याच्या सुरवातीच्या डयुओडेनम (Duodenum) या भागात स्वादुपिंडाकडुन ( Pancreas) पाचकद्राव आणून सोडला जातो. या स्वादुपिंड द्रावात ट्रिप्सिन ( trypsin) आणि किमोट्रिप्सिन (Chymotrypsin) विद्रावके असतात. या विद्रावकांमुळे प्रथिनांचे विघटन जवळजवळ पूर्ण होऊन ती ऑलिगोपेप्टाईड (Oligopeptide) व डायपेप्टाईड (Dipeptide) म्हणजेच द्वीनत्राम्ले आणि मोनोपेप्टाईड ( Monopeptide म्हणजेच अमिनो असिड किंवा एकेरी नत्राम्ल ) या मध्ये रुपांतरीत होतात.

ऑलिगोपेप्टाईड ही दोनापेक्षा जास्त नत्राम्लांची साखळी आहे. लहान आतडयाचे आतील आवरण ( Internal Mucus Membrane) ज्या पेशींनी बनलेले असते त्या पेशींच्या आवरणावर(Cell Membrane) ऑलिगोपेप्टिडेज( Oligopeptidase) हे विद्रावक( Enzyme) असते. त्यामुळे या दोनापेक्षा जास्त नत्राम्ले असलेल्या साखळीचे एकेकट्या नत्राम्लांमध्ये रुपांतर होते. ही नत्राम्ले मग रक्तात शोषली जातात.
दुसरे डायपेप्टिडेज नावाचे विद्रावक पेशींच्या आवरणावर व आत असते त्यामुळे डायपेप्टाईड या द्वीनत्रांलांच्या साखळीचे विघटन होऊन ती एकेकट्या नत्राम्लांमध्ये रुपांतरीत होआत व शोषली जातात.
अशाप्रकारे लहान आतड्याच्या सुरवातीच्या भागातून या प्रथिनांचे विधटन व रक्तात शोषण होते. रक्तामार्फत मग ही नत्राम्ले सर्व अवयव व स्नायुपर्यंत पोहोचतात.
प्रत्येक पेशी, स्नायु व अवयव रक्तातील या नत्राम्लांमधुन हवी असलेली नत्राम्ले घेऊन त्यांच्या संयोगाने स्वत:च्या गरजेची प्रथिने पुन्हा बनवतात. प्रत्येक पेशीच्या मध्यभागी एक केंद्रस्थान ( Nuceus) असते, त्यात असलेल्या डिऑक्सीरायबोन्युक्लीक ( Deoxyribonucleic Acid or DNA ) असते. DNA हे च्या एका भागावरून Messenger RNA बनते. ही प्रथिने निर्माण करण्याचे कार्य चालते. या क्रियेमध्ये Messenger RNA हे संदेशवाहकाचे कार्य करते.

प्रथिनांचे शोषण:

आतड्याम्ध्ये प्रथिनांचे शोषण खालीलप्रकारे होते.

1. विघटीत सुटी नत्राम्ले : आतड्यांच्या पेशीमध्ये प्रथिनांचे विघटन झाल्यावर सुटी झालेली एकेकटी नत्राम्ले आतड्यांच्या पेशीमधून शोषली जातात.
2. विघटीत लहान पेप्टाईड :दोन ते सहा नत्राम्लांच्या साखळ्या असलेली छोटी नत्राम्ले ऑलिगोपेप्टाईड
3. पूर्ण प्रथिने: फक्त नवजात बालकाच्या आतड्यामध्येच मातेच्या सुरवातीच्या दुधामध्ये ( कोलोस्ट्रम) असलेली पूर्ण प्रथिने शोषली जातात.

अत्यावश्यक नत्राम्ले ही जास्त लवकर शोषली जातात. मग ती विघटीत सुटी नत्राम्ले असू दे किंवा छोटी पेप्टाईडस. आतड्याच्या आतील आवरणात द्वीपेप्टाईड किंवा त्रीपेप्टाईड ही सुध्दा लवकर शोषली जातात व आवरणाच्या पेशींमध्ये त्यांचे विघटन होते. ज्या व्यक्तीच्या शरीरात प्रथिनांची आधीच कमतरता आहे अशा व्यक्तीमध्ये आतड्यांच्या आवरणाच्या पेशी आधीच कमकुवत असतात त्यामुळे अशा व्यक्तींमध्ये नत्राम्लांचे शोषण कमी होते. या गोष्टीमुळे अशा व्यक्तींमध्ये आधीच असलेली प्रथिनांची कमतरता जास्तच होते. हार्टनप ( Hartnup) नावाच्या अनुवंशीक आजारामध्ये नत्राम्लांचे शोषण ( जास्त करून ट्रिप्टोफॅन ) होत नाही. सिस्टिनुरीया ( Cystinuria) या आजारामध्ये सिस्टिन ( Cystine) या नत्राम्लाचे शोषण होत नाही.

प्रथिन बांधनी :( Synthesis)

प्रत्येक पेशी, स्नायु व अवयव आतड्यातून रक्तात शोषली गेलेली विघटीत एकेकटी नत्राम्ले, द्वीपेप्टाईड/त्रीपेप्टाईड/लहान पेप्टाईड यामधून हवी असलेली नत्राम्ले घेऊन त्यांच्या संयोगाने स्वत:च्या गरजेची प्रथिने पुन्हा बनवतात. ही प्रथिन बांधनीची क्रिया खालीलप्रमाणे चालते.

प्रत्येक पेशीच्या मध्यभागी एक केंद्र्स्थान ( Nuceus) असते. त्यात डिऑक्सीरायबोन्युक्लीक ( Deoxyribonucleic Acid or DNA ) असते. हे DNA बनते दोन Nucleotide चे धागे दोरीसारखे एकमेकांभोवती गुंडाळले जाऊन .
त्यातील एका धाग्यापासून Messenger mRNA बनते. DNA पासूनच rRNA आणि tRNA बनतात. हे Messenger mRNA पेशीच्या केंद्र्स्थानातून बाहेर पडून पेशीच्या द्रवामध्ये ( cytoplasm) जाते.
त्यानंतर सोबतच्या चित्रात दाखविल्यानुसार त्यावर प्रथिन बनते.
mRNA च्या धाग्यावरून ribosome ( rRNA ) पुढे सरकतो. ( जसा धाग्यावरून मोती सरकतो तसा.) प्रथिन बांधनीच्या क्रियेमध्ये लागणारी नत्राम्ले आणण्याचे काम tRNA करते.
या चित्रामध्ये लाल रंगाचा धागा आहे ते आहे mRNA. मोत्यासारखा गोल आहे ते आहे rRNA पासून बनलेला ribosome. हिरव्या रंगात tRNA असून त्याच्या टोकाला प्रथिन बांधनीसाठी आवश्यक असलेले नत्राम्ल आहे.
प्रथिनांची बांधनी व विघटन होण्याचा वेग वेगवेगळ्या अवयवांमध्ये अतिशय वेगवेगळा आहे. सर्वात जास्त वेग आहे आतड्यांमध्ये. त्यानंतर यकृत, ह्रदय व नंतर स्नायु हा क्रम आहे. व्यक्ती जर नेहमीचा आहार घेत असेल तर स्नायुमध्ये प्रथिनांच्या बांधनीचा वेग साधारण तासाला ९.६ ग्रॅम एवढा असतो. पण उपोषणामध्ये हाच वेग निम्म्यापेक्षा कमी होतो.

प्रथिनांचे शरीरातील विघटन /विभाजन : (Breakdown) :
शरीरातील अवयवांमध्ये जसे प्रथिने बांधनीचे काम चालते तसेच प्रथिनांचे विधटनही होते. अर्थात अवयवांतील प्रथिनांचे हे विधटन मोजणे ही अवघड आहे. काही शारीरीक स्थिती जसे शारीरीक जखमा, वाढलेले तपमान, जंतूसंसर्ग या मध्ये प्रथिनांच्या विघटनाचा वेग वाढतो. कर्करोगातही शरीरातील प्रथिनांची बांधनी व विधटनाचा वेग वाढलेला असतो.आतड्यांच्या आतील आवरणांच्या ( mucosa ) पेशीचे आयुष्य फक्त तीन ते सहा दिवसांचे असते त्यामुळे या पेशींचे सतत नुतनीकरण होत असते. दररोज टाकून दिलेल्या जुन्या पेशींपासून साधारण ७० ग्रॅम प्रथिने आतड्यात निर्माण होतात. तसेच दररोज साधारण १० ग्रॅम प्रथिने मळाबरोबर शरीरातून बाहेर टाकली जातात. म्हणजेच आहारात ९० ग्रॅम प्रथिने घेतली तर साधारणपणे १५० ग्रॅम प्रथिने रोज शरीरात शोषली जातात. यकृतातून साधारण २०ग्रॅम प्रथिने रोज रक्तात सोडली जाऊन रक्तातील प्रथिनांचे नुतनीकरण केले जाते.

प्रथिनांचा साठा:
निरोगी प्रौढ व्यक्तीमध्ये वजनाच्या साधारण १५ टक्क्रे प्रथिने असतात. ७० किलो वजन असलेल्या व्यक्तीमध्ये स्नायुंचे वजन साधारण ३१ किलो व यकृताचे वजन साधारण १.५ किलो असते. गरज पडली तर शरीरातील एका अवयवातील प्रथिनांमधून दुस-या अवयवाची गरज पूर्ण केली जाते. मातेच्या प्रथिनांमधून गर्भाची प्रथिनांची गरज पूर्ण केली जाते. शरीरातील पेशींमाध्ये असलेली प्रथिने ही दोन स्वरुपात असतात. स्थिर प्रथिने: पेशींमधील बहुतांश प्रथिने स्थिर स्वरुपात असतात.
अस्थिर प्रथिने :या प्रथिनांचे आयुष्य साधारण ६० मिनिटांपर्यंत असते. अशी प्रथिने आपत्कालीन परिस्थितीमध्ये वापरली जातात. शरीरातील एकूण प्रथिनांच्या साधारण ५% प्रथिने ही अस्थिर स्वरुपाची असतात. यकृत व स्नायु यामधील प्रथिने ही मुख्यत: अस्थिर स्वरुपाची असतात.

शरीर नत्राम्लांचा साठा करू शकत नाही. शरीराची गरज भागल्यावर उरलेल्या नत्राम्लांपासून साखर बनविली जाते अथवा यकृतामध्ये त्यांचे विभाजन होते. या विभाजनातून जी युरीया निर्माण होते ती मूत्रपिंडामार्फत शरीरातून बाहेर टाकली जाते. गरजेपेक्षा जितकी जास्त प्रथिने शरीरात जातील तितक्या जास्त प्रमाणात युरीया बाहेर टाकली जाते.