אתם קמים בבוקר, מסתכלים על עצמכם במראה.
סביר להניח שאתם בטוחים כי אתם זהים בדיוק ליום האתמול, כמו גם ליום המחר. אך למעשה, אינכם בדיוק אותו אדם, שכן המרכיבים בגופכם התחלפו: מולקולות בגופכם היום אינן זהות בדיוק לאלו של אתמול וגם לא לאלו של מחר…
בכל ייצור חי עלי אדמות – מחיידקים, צמחים, אצות, פטריות, בעלי חיים, ועד אדם – מיוצרים אלפי חלבונים, ללא הפסקה. בלעדי החלבונים, ייצורם התקין ופירוקם, אין חיים.
מפתח התפקוד
חלבון הוא אחד מאבות המזון החשובים. כל רקמות הגוף מכילות חלבונים. לכל רקמה ואיבר החלבונים הייחודיים להם, וכל חלבון ממלא תפקיד מפתח אחר. חלבונים שיימצאו בתאי כבד לא בהכרח יימצאו בתאי מוח.
החלבונים מהווים כחמישית מגופנו. גופם של מבוגרים משתמש בחלבונים בעיקר לתחזוקת תאי הגוף, ובמצבי רעב (כשהגוף לא מקבל מספיק גלוקוז) – גם לאנרגיה ולאספקת גלוקוז למוח. אצל תינוקות וילדים החלבונים מנוצלים גם לגדילה.
ההמוגלובין, למשל, הקיים בתאי הדם האדומים אצל חלק מבעלי החיים, הוא ברובו חלבון שתפקידו לשאת עליו את החמצן הנשאף בריאות ולהעבירו אל כל הרקמות בגוף. בלעדיו, מיותר לציין, אין חיים! לא בכדי נבדק פרמטר זה בכל בדיקת דם פשוטה, שכן חיוני לשמור על רמה תקינה של המוגלובין בדם.
חלבון אחר, חשוב מאוד, נקרא P-53. ברקמות סרטניות מוצאים חלבון זה בכמויות גבוהות מאוד. ל־ P-53תפקיד חשוב בדיכוי גידולים סרטניים, והוא מתפקד כ’שומר סף’ בכל רקמות הגוף. כאשר הוא מזהה שמתפתח תא סרטני, הוא משתתף בתהליך הארוך עד להשמדתו, במקרה והוא מזהה כי אין דרך אחרת לתקן את התא. בגידולים סרטניים שהצליחו להתפתח, למרבה הצער, ניתן למצוא כמויות גדולות של חלבון זה ש’ניסו’ לתקן את הנזק, להשמיד את התאים הסרטניים, אך בשל פגם ב P-53, ללא הצלחה. זו הסיבה להימצאותו המאסיבית ברקמות אלה.
חלבון נוסף נקרא “יוביקוויטין”. חלבון זה אחראי דווקא על חיסול החלבונים האחרים. הוא מהווה את ‘סמן המוות’ של החלבונים ש’גורלם נחרץ’ וצריכים לעבור פירוק.
אלו רק דוגמאות דלות למגוון החלבונים הקיימים בגוף. כל רקמות הגוף בנויות מחלבונים: החומר ממנו בנויים העור, השיער והציפורניים, הוא חלבון בשם “קראטין”. את השרירים בונים גם חלבונים בשם “אקטין” ו”מיוזין”, וכן הלאה.
האנזימים
גם אנזימים הם, ברובם, חלבונים.
חשבו על הר בגובה 3,000 מטר שעליכם לחצותו, ועומדת לרשותכם דקה בלבד. האם תספיקו? ברור שלא.
עכשיו דמיינו שמישהו מסוגל להנמיך בפניכם את ההר לגובה מטר אחד. האם כעת תספיקו לחצותו? כן, ודאי…
זהו בדיוק תפקיד האנזים. ישנן תגובות בכימיה שהיה אורך שנים עד שתתרחשנה, והנה נוסף לתערובת אנזים אחד, ומצליח ‘להנמיך’ את התגובה ולקצר את התהליך כך שיתרחש במהירות הבזק, במיליונית השניה, ואף מהר יותר…
כל תגובה המתרחשת בגופנו מזורזת על־ידי אנזים, בדרך־כלל אנזים ייחודי לה. עכשיו חשבו כמה אנזימים מכילים תאי גופנו בכל רגע נתון…
בגוף החי, הבריא כמו החולה, דבר יקום ודבר ייפול על חלבונים!
מי אתה, חלבון?
דמיינו לעצמכם שאתם משחילים חרוזים בשרשרת. קופסת החרוזים שלכם מכילה חרוזים ב־22 צבעים שונים. ואתם, לפי דגם קבוע מראש, משחילים חרוזים. אדום, ירוק, סגול, כחול… וכן הלאה…
באנלוגיה לשרשרת כזו בנוי חלבון. החרוזים בשרשרת הם חומצות אמינו שונות. בטבע קיימות כ־22 חומצות אמינו, ומהן ניתן להרכיב כמעט אין סוף חלבונים. כשם שמ־22 אותיות א”ב ניתן להרכיב מיליוני מילים…
כל חומצת אמינו ייחודית ושונה מחברתה בתכונותיה הכימיות והפיזיקליות, וכל חלבון יהיה שונה מזולתו בהרכב וברצף חומצות האמיניות שתופענה בו.
לאחר הכנת השרשרת, קחו את השרשרת הזו וקפלו אותה כרצונכם למבנה תלת־מימדי. זה בערך מבנה החלבון. אבל בשונה מכם, החלבון בתא לא יכול להתקפל ‘איך שבא לו’… אם יעשה כך – תיפגע תקינותו. קיימת עבורו רק צורת קיפול מרחבית אחת, ורק כשישיג אותה – נקבל חלבון תקין.
יש חלבונים שמורכבים מיותר משרשרת אחת (בעגה המקצועית: שרשרת פולי־פפטידית). למשל, המוגלובין בנוי מארבע תת־יחידות. אם נרכיב המוגלובין מ־3 יחידות ולא מארבע הוא לא יהיה תקין ולא ימלא את ייעודו. זוהי היררכיה נוספת במבנה החלבון, בנוסף לרצף חומצות האמינו המרכיבות אותו.
לצורך קיפול נכון ותקין של החלבונים בתא (פעולה תרמו דינמית מורכבת) באים לעזרה… ניחשתם… חלבונים אחרים, והם הנקראים “סוככים” (chaperones).
עיכול החלבון
כל חלבון הנכנס לגוף מבחוץ, כלומר נכנס למערכת העיכול דרך הפה., הוא יועבר לקיבה שם יפורק ע”י אנזימים מתאימים (בעיקר אנזים הנקרא “פפסין”) למרכיביו, כלומר: לחומצות האמינו שהרכיבו אותו.
רמת ה־PH בקיבה היא חומצית מאוד. PH) בערך 2.5). חומציות זו מספקת סביבה מתאימה לפעילות האנזימים המפרקים, כמו הפפסין. חומצות האמינו שפורקו נספגות מהקיבה ונכנסות אל מחזור הדם, ומשם לבניית חלבוני הגוף, כפי שהם נדרשים בכל תא ותא, לתפקוד כל רקמה ורקמה.
החלבון מבחוץ מהווה, אפוא, רק ‘חומר גלם’ לבניית חלבונים חדשים, אחרים, ובעלי פונקציה תפקודית שונה מזו של חלבון המקור.
חשוב לציין את פלא הבריאה המיוחד כל־כך המתגלה בקיבה: דופן הקיבה עצמה מורכבת מחלבונים, אולם היא אינה מתפרקת מהאנזימים המפרקים הקיימים בתוכה, זאת תודות לשכבה רירית המגנה על הדופן.
אבני הבניין
בטבע קיימות כ־22 חומצות אמינו, אך רק 13 מתוכן גופנו יכול לייצר בעצמו (בכבד), בעוד שאת ה־9 האחרות הוא חייב לקבל מהמזון. חומצות אמינו שחייבות להתקבל מבחוץ נקראות “חומצות אמינו חיוניות”.
בנוסף, יש קבוצה של 4 חומצות אמינו שהן “חצי חיוניות”. כלומר, הן חיוניות רק עבור ילדים, שגופם עדיין אינו כשיר לגמרי לייצרן.
צמחים, ירוקים בעיקר, מסוגלים לסנתז (לבנות) את כל חומצות האמינו בעזרת אור השמש, פחמן דו־חמצני, מינרליים ומלחים מהקרקע.
פס הייצור
הריבוזום הוא החלק בתא המשמש כמכונה לייצור חלבונים. עליה מתחברות חומצות האמינו זו לזו עד ליצירת ‘שרשרת’ החלבון במלואה.
חשוב להבין, כי החלבון הנדרש לתא בכל רגע נתון מיוצר מיידית ע”פ דגם קבוע שקיים בתא, ב־DNA. ליקוי ב־DNA עלול לגרום לדגם הקבוע ב־DNA ‘לתת הוראות’, באופן תמידי, לבניית חלבון פגום. הווי אומר, שלנצח יהיה בגוף רק חלבון פגום, ללא יכולת לתקנו…
קיימות תרופות אנטיביוטיות המכוונות להשמדת חיידקים, שפעילותן מבוססת על שיבוש פעולת הריבוזום החיידקי ע”י חומר שנקרא “כלורמפניקול” (Chloramphenicol). שיבוש פעולת הריבוזום מונעת מהחיידק לייצר חלבונים החיוניים לקיומו, ובכך גורמת האנטיביוטיקה לחיסולו. כי בלי חלבונים בתא… אין חיים.
שיבושים חלבוניים
אבל מה קורה כשהתהליך הזה לא עובד לפי כל הכללים האלו בדיוק?…
ובכן, מפה מתחילות הצרות, קרי, המחלות…
דמיינו לעצמם שרשרת שיצרתם מ־146 חרוזים לפי דגם שקיבלתם מראש. במקום כלשהו בשרשרת, במקום חרוז אדום לפי הדגם, התבלבלתם והשחלתם חרוז ורוד. סביר להניח, שאתם לא תצליחו לשים לב להבדל הדק כשתהיה מולכם השרשרת גמורה ומוכנה. אבל התאים שלנו יודעים להבחין בטעות מינורית כמו זו, ועוד איך… וברוך ה’ שכך.
מחלה תורשתית קשה בשם “אנמיה חרמשית” (Sicke cell anemia) , מאופיינת בשינוי חומצה אמינית בודדת בחלבון ההמוגלובין שבתאי הדם האדומים.
כתוצאה מכך, תאי הדם האדומים של חולים באנמיה חרמשית מאבדים את צורתם התקינה, בגלל ההמוגלובין הפגום בהם, ונראים כמו חרמש. בשל צורתם זו הם עשויים להיתקע בצינורות הדם הדקיקים, למשל בנימי הדם הדקיקים ביותר, לחסום אותם ולפגוע בהזרמת החמצן לשם. אם חסימות כאלו נוצרות בלב או במוח, המשמעות תהיה: נזק קריטי, חלילה.
על הטחול, שתפקידו לפנות תאי דם פגומים אלו, נוצר כעת עומס, וכך נמנע ממנו לבצע את תפקידו השני – עזרה בהגנה על זיהומים, וכך נחלשת יכולת ההגנה של הגוף… בקיצור, תסבוכת שלמה שעלולה לגרום למוות במקרים חריפים של המחלה, והכל בגלל החלפה של ‘חרוז’ אחד ב’שרשרת’ – החלפה של חומצת אמינו אחת באחרת בחלבון ההמוגלובין. החלפה כזו משנה את הפונקציה הכימית והפיזיקלית של החלבון כולו.
מחלה נוספת, הקשורה בקיפול לקוי של החלבון למבנה מרחבי תקין, היא מחלת ‘הפריונים’.
המילה “פריון” (Prion) באה מראשי תיבות המתארים את המחלה Proteinacious-infectious particle– (-“חלקיק חלבוני זיהומי”. את המושג טבע סטנלי פרוזינר, זוכה בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה לשנת 1997). מדובר בחלבון המתקפל למבנה מרחבי לא תקין. למעשה, אם קיים בתא רק חלבון אחד כזה – הוא יכול להמשיך ולהתקיים היטב, כיוון שבכל תא ישנם מספר ‘עותקים’ לכל חלבון. הבעיה היא, שבמחלת הפריונים חלבונים המתקפלים באופן שגוי ‘מדביקים’ גם חלבונים אחרים ו’מאלצים’ אותם להתקפל כמותם! כך נותר התא עם עותקי חלבונים לא תקינים, ומכאן חומרת המחלה.
חלבון כמזון
אין סוף למידע שאסף המדע, ולזה שעוד יגלה, אודות החלבונים בגוף ופעילותם. הבנת תהליכים מופלאים אלה מובילה לתפילה מתמדת לזה שיצר את האדם בחכמה, על תפקודם התקין של אלפי החלבונים בגופנו, שכלל אינו ברור מאליו. שהדנ”א ימשיך ‘לתת הוראות’ לייצור חלבונים תקינים, שחומצות האמינו תסתדרנה כנדרש, שתאים פגומים יאותרו ויושמדו, ושתאים תקינים יתפקדו בשלמות… זאת לצד האחריות לביצוע חלקנו אנו בתהליך, בתזונה נכונה ומספקת, ובשמירה על בריאות הגוף.
ההמלצות לצריכת חלבון ליום משתנות בהתאם לגיל, רמת הפעילות, המשקל והמצב הבריאותי. ההמלצה הכללית לאדם בריא הינה, לצרוך 10-35% מסך הקלוריות ביום מחלבון. בפועל אנחנו צורכים בערך 15-20% חלבון ביום. השיטה הנפוצה לחישוב כמות החלבון שאנחנו זקוקים לה ביום, היא הכפלת משקל הגוף (ק”ג) ב־0.8. בתקופה שלפני הלידה דרוש לאם מעט יותר.
חשוב לזכור, כי הגוף אינו מסוגל לאגור חלבון למקרה של חסר, ולכן צריכה עודפת של חלבונים מעמיסה על פעילות הכליות המשתתפות בסילוק החלבונים מהגוף, עד כדי כשל כלייתי.
מהו חלבון בתזונה?
קיימים חלבונים מן החי, וחלבונים ממקור צמחי. החלבון מן החי מצוי בבשרים, בביצים, בעוף, בדגים ובמוצרי החלב. אמנם החלבון מן החי הינו חלבון מלא, כלומר, הוא מכיל את כל חומצות האמינו הנחוצות לנו, אך הוא מגיע לעיתים עם תוספות לא רצויות של שומן רווי, ועוד.
לעומתו, החלבון מן הצומח הינו חלבון “חסר” בכמה חומצות אמינו. חלבון מן הצומח מצוי בעיקר בקטניות כגון: חומוס, מאש, לוביה, פול, סויה, עדשים, אפונה ועוד. על מנת לקבל חלבון מלא, יש לאכול את הקטניות בשילוב עם דגנים מלאים כגון:אורז מלא, כוסמת, שיבולת שועל, קוסקוס מלא ודומיהם, שהחלבון שבהם מכיל את חומצות האמינו החסרות.
