Proteine: cosa sono, quali sono e a cosa servono

Un ruolo fondamentale della nostra vita quotidiana è rappresentato dal cibo. In passato l’uomo era “costretto ad accontentarsi” di ciò che riusciva a pescare o a cacciare. Col passare del tempo ha imparato a coltivare verdure, piante da frutto e allevare gli animali per potersi permettere una dieta più ricca e variabile. Tra i vari costituenti degli alimenti che noi ingeriamo, le proteine hanno un'importanza cruciale.    

Le proteine o protidi sono, infatti, una classe molto importante di molecole biologiche e derivano dall’unione di unità base chiamate amminoacidi. Le proteine sono presenti in tutte le cellule, in tutti i componenti cellulari e negli alimenti di cui quotidianamente ci cibiamo, fornendo in questo modo al nostro corpo non solo Carbonio e Idrogeno ma anche Azoto e Zolfo.
In base all’origine animale o vegetale delle proteine, è possibile conoscere il loro valore biologico e ponderare la nostra alimentazione nel modo più corretto per ottenere un apporto energetico adeguato. In tabella sono elencati alcuni alimenti che fanno parte della nostra dieta con il relativo contenuto di proteine.    

Vi sono diversi modi di classificare le proteine: in base alla loro funzione, alla loro forma o semplicemente su base chimica.
La prima classificazione, basata sulle funzioni delle proteine, comprende:  

• le proteine di trasporto: hanno la funzione di trasferire delle sostanze da un punto ad un altro del nostro organismo.
• le proteine regolatrici: controllano lo svolgimento di alcuni processi cellulari.
• le proteine di difesa: più conosciute come anticorpi o immunoglobuline, sono prodotte da cellule del sistema immunitario e intervengono quando sono presenti virus o batteri.
• le proteine strutturali: forniscono il sostegno per l’organismo. Un esempio di proteina strutturale è la cheratina, presente in un’alta percentuale nei nostri capelli e nelle nostre unghie.
• le proteine di riserva: sono considerate una fonte di amminoacidi. Tra le proteine di riserva si ricorda la Ferritina, una proteina che immagazzina Ferro, e la Caseina, la proteina presente nel latte.
• le proteine con funzioni enzimatiche: la maggior parte degli enzimi sono proteine. Gli enzimi sono dei catalizzatori biologici che permettono alle reazioni di avvenire in tempi molto ridotti e senza l’ausilio di elevate temperature.
• le proteine contrattili o mobili: sono necessarie per tutti i movimento dell’organismo. Ad esempio il cuore, così come tutti gli altri muscoli del nostro corpo, si contraggono e si espandono grazie all’actina e alla miosina, considerate proteine contrattili.

Una seconda classificazione, in base alla forma, permette la suddivisione delle proteine in fibrose e globulari. 

• Le proteine fibrose sono più insolubili in acqua e sono formate da lunghe molecole disposte in fasci o foglietti a formare delle fibre allungate. Tale tipologia di proteine determina la forma e la resistenza dei tessuti animali e vegetali. Un esempio di proteina fibrosa è rappresentato dalla cheratina.
• Le proteine globulari sono, invece, solubili in acqua, presentano una forma globulare o sferica e sono coinvolte nella regolazione dei processi vitali. Appartengono a questa categoria diverse proteine tra cui l’emoglobina. 

La terza classificazione delle proteine, su base chimica, le suddivide in semplici e coniugate: 

• le proteine semplici sono composte esclusivamente da α-amminoacidi
• le proteine coniugate sono costituite anche da una parte non proteica denominata gruppo prostetico.

Esistono quattro livelli di organizzazione strutturale delle proteine: la struttura primaria, la struttura secondaria, la struttura terziaria e la struttura quaternaria.   

• La struttura primaria è rappresentata dalla sequenza di amminoacidi che costituiscono la catena polipeptidica ed è resa stabile dalla presenza di legami covalenti (legame peptidico) tra gli amminoacidi della catena. La struttura primaria delle proteine viene codificata dal DNA.
• La struttura secondaria è il primo livello di organizzazione spaziale ed è dovuta al fatto che le catene polipeptidiche formano uno scheletro tenuto unito saldamente da legami idrogeno e ponti disolfuro. Vi sono tre principali tipi di struttura: α-elica, β-foglietto, ripiegamento β
• La struttura terziaria rappresenta la disposizione spaziale tridimensionale degli atomi della proteina ed è resa stabile da legami idrogeno. Tale tipo di struttura si trova principalmente nelle proteine globulari.
• La struttura quaternaria è, invece, il risultato dell’associazione di polipeptidi diversi. Un caso di proteina con struttura quaternaria è l’emoglobina.

La dieta proteica è un regime alimentare con il quale vengono assunte quantità elevate di proteine ma con un ridotto apporto di carboidrati, sia allo scopo di aumentare la massa muscolare che di perdere peso.

Quando i carboidrati e i grassi introdotti non sono sufficienti per produrre energia, l'eccesso di proteine viene utilizzato dall’organismo per produrre l'energia mancante ma questo comporta un aumento del lavoro dei reni che devono smaltire l'azoto contenuto in esse. Se non si verifica questa condizione, l’eccesso di proteine si accumula nell'organismo sotto forma di grasso corporeo.

Sul breve periodo questo tipo di dieta può portare a un dimagrimento visibile, ma gli effetti duraturi sono un affaticamento dei reni e del fegato, un abbassamento del PH del sangue e una tendenza alla disidratazione.

I primi scienziati che si occuparono di nutrizione ritenevano che la proteina fosse il nutriente più importante per il mantenimento della struttura del corpo. Karl Heinrich Ritthausen estese le forme proteiche conosciute con la scoperta dell'acido glutammico, importante amminoacido che funziona da neurotrasmettitore.
Thomas Osborne Burr al Connecticut Agricultural Experiment Station eseguì un minuzioso esame delle proteine vegetali. Lo scienziato lavorando con Lafayette Mendel applicò la legge del minimo all'alimentazione dei ratti di laboratorio e così riuscì a stabilire quali fossero gli amminoacidi essenziali. Successivamente fu grazie a Franz Hofmeister e Hermann Emil Fischer che si riuscì a identificare le proteine come polipeptidi. Ma il ruolo centrale delle proteine come enzimi negli organismi viventi è stato pienamente accettato solo nel 1926, quando James Batcheller Sumner dimostrò che l'ureasi era in realtà una proteina. 

Diversi studi hanno dimostrato la superiorità della dieta iperproteica rispetto alla dieta normoproteica a più elevato contenuto di CHO, nel miglioramento della composizione corporea, perdita di peso in breve tempo, miglioramento dell’ insulinoresistenza, del profilo lipidico e diminuzione del rischio cardiovascolare complessivo. Questi risultati provati nel breve termine, non si hanno però con le stesse prove per l’efficacia a lungo termine.

Il supplemento proteico è risultato efficace anche per potenziare la massa magra muscolare se correlata ad un buon livello di attività fisica abituale, al contrario i risultati non sono risultati positivi per anziani e adulti con una vita sedentaria. Importante, infine, considerare sempre la qualità di proteine ingerite per non compromettere le funzionalità renali. Bisogna tenere conto che più le proteine assunte sono di alto valore biologico e con un contenuto maggiore di aminoacidi essenziali, minore sarà il carico di azoto per l’organismo.