प्रथिने : ४

स्रोत व प्रकार :

साखर, तेल व तूप हे सोडून आहारातील सर्व अन्नप्रकारांमध्ये कमी जास्त प्रमाणात प्रथिने असतात.

प्रथिनसमृध्द अन्नप्रकार :
ज्या अन्नप्रकारांमध्ये २० टक्क्यापेक्षा म्हणजेच १०० ग्रॅम अन्नप्रकारामध्ये २० ग्रॅम वा त्यापेक्षा जास्त प्रथिने असतात त्यांना "प्रथिनसमृध्द अन्न" असे म्हणतात.
प्रथिनांमध्ये असलेल्या अत्यावश्यक नत्राम्लांच्या प्रमाणावरून मुख्यत: त्यांचे पूर्ण व अपूर्ण असे दोन प्रकार आहेत. त्याचप्रमाणे शारीरीक गरजेनुसार प्रथिनांना उच्च ( उत्कृष्ट) व निकृष्ट असेही दोन दर्जे दिलेले आहेत. अर्थातच जी पूर्ण प्रथिने आहेत तीच ठरतात उत्कृष्ट दर्जाची व जी अपूर्ण प्रथिने आहेत ती आहेत निकृष्ट दर्जाची. या व्यतिरिक्त ही प्रथिने कोणत्या अन्नप्रकारांतून ( आहारातून) मिळतात त्याप्रमाणेही त्यांचे गट ठरतात.

अत्यावश्यक नत्राम्लांचे प्रमाण, शारीरीक गरजेनुसारचा दर्जा व स्रोत या तीनही बाबींचा विचार करून प्रथिनांचे पुढीलप्रमाणे वर्गीकरण करतात.

(१) पूर्ण प्रथिने : उच्च प्रथिने : प्राणीजन्य प्रथिने :
शरीराला लागणारी अत्यावश्यक नत्राम्ले (Essential Amino Acids) जास्तीत जास्त प्रमाणात ज्या प्रथिनांमध्ये असतात त्यां ना पूर्ण प्रथिने म्हणतात. यातही या प्रथिनांमधील नत्राम्लांच्य़ा साखळ्यांची रचना ही मानवी प्रथिनांमधील नत्राम्लांच्या रचनेच्या जास्त जवळची असते त्यामुळे या वर्गाची प्रथिने ही मानवी प्रथिनांच्या जास्त जवळची असल्याने शारिरीक गरजेनुसार ती उत्कृष्ट प्रतीची (High Biological Value ) मानली जातात.
मानवी प्रथिनांच्या जवळची असणारी अशी पूर्ण प्रथिने फक्त प्राणीजन्य अन्नप्रकारांतून मिळतात. उदाहरणार्थ मांस, मटण, चिकन, मासे , अंडी, दूध, दही, चीझ, पनीर इत्यादीमधून मिळणारी प्रथिने ही पूर्ण व मानवी प्रथिनांच्या जवळची असतात. म्हणूनच प्राणीजन्य प्रथिने ही शरीरात लवकर पचली जातात. तसेच ब-याच वेळा ही प्रथिने आहेत तशीच मानवी शरीरात वापरली जातात.

यातही दूध व अंडी यापासून मिळणारी प्रथिने मानवी शरीरातील प्रथिनांच्या जास्त जवळची असतात. इतर प्राणीजन्य प्रथिने उदाहरणार्थ मांस, मटण, चिकन यातील प्रथिनांमधील नत्राम्ले ही अंड्यातील नत्राम्लांच्या तुलनेत जवळजवळ सारखीच असतात. त्याचप्रमाणे मांसापासून मिळणा-या प्रथिनांपेक्षा माशापासून मिळणारी प्रथिने अधिक उत्कृष्ट मानली जातात.

दुधातील प्रथिनांबद्दल थोडेसे:
दुधातील प्राणीजन्य प्रथिने (विशेषत: केसिन हे प्रथिन ) ही लहान बाळांसाठी तशी चांगली आहेत. केसिनमध्ये ट्रिप्टोफॅन(Tryptophan) नावाचे अत्यावश्यक नत्राम्ल ( Essential Amino Acid) आहे. पण प्रथिनाच्या जोडीने दुधात "लॅक्टोज"(Lactose) नावाची साखर असते. या "लॅक्टोज"च्या पचनासाठी लागणारे ’लॅक्टेज’ हे विद्रावक भारतीय लोकांमध्ये कमी असते. त्यामुळे बहुतेक भारतीयांना दूध आहे त्या स्वरुपात पचत नाही.
पण भारतीय जेवणात दह्याला जास्त महत्व आहे तेही योग्यच आहे. कारण दुधाचे दही बनविताना त्यात वाढणा-या लॅक्टोबॅसिलस ( Lactobacillus) या जंतूमुळे दह्यात ’लॅक्टेज’ हे विद्रावक निर्माण होते त्यामुळे दह्यातील लॅक्टोजचे पचन होऊ शकते. म्हणून ज्याना दूध पचत नाही त्यांनी दही घेणे जास्त चांगले कारण त्यात लॅक्टोजच्या पचनाचा प्रश्न येत नाही व दुधातील प्रथिने जी पचनाला सहज असतात ती मात्र मिळू शकतात .
दह्याबरोबर ताक, चक्का, पनीर व चीझ यापासूनही भरपूर प्रथिने मिळतात. बंगालची प्रसिध्द मिठाई रसगुल्ला ही पनीरपासून बनविलेली असते.
ज्या व्यक्ती शाकाहारी असल्या तरी ज्यांना अंडी खाणे वर्ज्य नाही त्यांनी अंड्यांचा पांढरा भागाचा ( Egg White) आपल्या आहारात समावेश करावा म्हणजे त्यांना अंड्यातील उत्कृष्ट प्रतीची प्रथिने मिळू शकतील. अंडी उकडल्यास त्यातील पांढरा भाग वेगळा करणे सोपे जाते.

(२) अपूर्ण प्रथिने : निकृष्ट प्रथिने : वनस्पतीजन्य प्रथिने :
ज्या प्रथिनांमध्ये कोणत्या ना कोणत्या अत्यावश्यक (Essential Amino Acids) नत्राम्लांची कमतरता असते त्यांना अपूर्ण प्रथिने म्हणतात. शारीरीक गरजेनुसार ही प्रथिने निकृष्ट दर्जाची ( Low Biological Value )मानली जातात. द्विदले, धान्ये, भाज्या, वाटाणे, तांदूळ, शेंगदाणे, सोयाबीन, मशरुम्स व टणक कवचातील बिया इत्यादी शाकाहारातून मिळणा-या वनस्पतीजन्य प्रथिनांमध्ये कोणत्या ना कोणत्या अत्यावश्यक नत्राम्लाची कमतरता असते.
म्हणूनच वनस्पतीजन्य प्रथिने ’अपूर्ण’ (Incomplete) आणि शारिरीक गरजेच्या दृष्टीने निकृष्ट प्रतीची ( Low Biological Value ) असल्याने ती दुय्यम दर्जाची मानली जातात.

डाळी व तेलबियामध्ये लायसिन (Lysine) हे नत्राम्ल जरी भरपूर असले तरी त्यात शरीरास आवश्यक असणारी गंधकाचा अंश असणा-या नत्राम्लांची कमतरता असते. गव्हामध्ये मात्र या लायसिनची कमतरता असते. म्हणून गव्हाबरोबर शेंगदाणे, वाटाणे डाळी घेतल्याने ही कमतरता भरून निघते. गव्हाबरोबर डाळी ५:१ या प्रमाणांत वापरल्यास गव्हातील "लायसिन" नत्राम्लाची कमी भरून निघते.

वनस्पती जन्य प्रथिनांमध्ये सर्वोत्कृष्ट आहे सोयाबीन व मशरूमपासून मिळणारी प्रथिने, सोयाबीनमध्ये प्रथिनांचे प्रमाण ४० टक्क्याहून जास्त आहे. ( सोयाबीनचे आहारातील महत्व याबद्दल याच ठिकाणी इतरत्र स्वतंत्रपणे लिहिले आहे. )
तांदळातील नत्राम्लांची कमतरताही त्याच्या बरोबर डाळी (तूर/मूग/ उडीद/ हरभरा इत्यादी ) घेतल्याने पुरी होते.

डाळींमधील प्रथिनांबद्दल थोडेसे:
शाकाहारात प्रथिनांचा मूख्य आधार असणा-या डाळींमध्ये ’ट्रिप्सिन इन्हिबिटर ’ नावाचे रसायन असते. ते पचनसंस्थेतील ’ट्रिप्सिन’ नावाच्या पाचक विद्रावकाच्या कामाला विरोध करते. मात्र डाळी शिजविल्यावर या ’ट्रिप्सिन इन्हिबिटर’चा नाश होतो. म्हणून डाळी या नेहमी शिजवूनच खाल्ल्या पाहिजेत. न शिजवलेल्या डाळीमधील प्रथिने पचायला जड असतात त्यामुळे कच्च्या डाळी खाण्याने अपचन होऊ शकते.
काही वेळा डाळी या भाजून किंवा तळून खाल्ल्या जातात. पण भाजण्याने किंवा जास्त उष्णता देण्याने डाळीमधील ’लायसिन’ व ’मिथिओनिन’ ही अत्यावश्यक नत्राम्ले नष्ट होतात.

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.