Cerca de três quartos dos sólidos corporais são formados por proteínas. As proteínas podem ser estruturais, enzimas, proteínas transportadoras de oxigênio, proteínas que causam a contração muscular e muitos outros tipos de proteínas. As propriedades químicas das proteínas são tão extensas que constituem grande parte de toda a bioquímica.
Os principais componentes das proteínas são os aminoácidos, 20 dos quais estão presentes no corpo em quantidades significativas. Destes 20 aminoácidos, metade são aminoácidos essenciais que não podem ser sintetizados de forma alguma ou então em quantidades suficientes no corpo. O uso do termo essencial não significa que os outros 10 aminoácidos não sejam igualmente essenciais para a formação de proteínas, mas apenas que esses outros não são essenciais na dieta. Nas proteínas, os aminoácidos são agregados em longas cadeias por meio das denominadas ligações peptídicas. Na ligação peptídica, o radical amino de um aminoácido combina-se com o radical carboxila do outro aminoácido.
Ocorre a liberação de um íon hidrogênio do radical amino, enquanto uma hidroxila é liberada do radical carboxila; ambos combinam-se para formar uma molécula de água. Muitas proteínas altamente complexas são fibrilares, sendo denominadas proteínas fibrosas. Os principais tipos de proteínas fibrosas são os colágenos, que constituem as proteínas estruturais básicas do tecido conjuntivo, tendões, cartilagem e osso; as elastinas, que formam as fibras elásticas dos tendões, artérias e tecido conjuntivo; as queratinas, proteínas estruturais do cabelo e das unhas; e a actina e a miosina, que são as proteínas contráteis dos músculos. Depois de serem absorvidos pelo trato gastrintestinal, os aminoácidos são levados pelo sangue às células.
Quase imediatamente após sua entrada nas células, os aminoácidos são conjugados em proteínas celulares sob a influência de enzimas celulares. Toda vez que a concentração plasmática de aminoácidos cai abaixo de seu nível normal, ocorre transporte de aminoácidos para fora das células a fim de repor os suprimentos no plasma. Simultaneamente, verifica-se a degradação de proteínas intracelulares em aminoácidos. Alguns tecidos corporais participam em maior grau do que outros no armazenamento de aminoácidos.
Assim, o fígado, que é um grande órgão dotado de sistemas especiais para o processamento de aminoácidos, armazena grandes quantidades de proteínas lábeis. Os três tipos principais de proteínas presentes no plasma são a albumina, a globulina e o fibrinogênio. A principal função da albumina é promover a pressão coloidosmótica no plasma que, por sua vez, impede a perda de líquidos plasmáticos dos capilares. Entre as funções das globulinas, destaca-se a imunidade contra organismos invasores.
O fibrinogênio polimeriza-se durante a coagulação sanguínea, formando coágulos sanguíneos que ajudam a reparar vazamentos no sistema circulatório. Praticamente todas as proteínas plasmáticas, albumina, fibrinogênio e metade das globulinas são formadas no fígado. O restante das globulinas é sintetizado nos tecidos linfóides e na medula óssea. Trata-se principalmente das gamaglobulinas, que constituem os principais anticorpos do sistema imune. As proteínas são sintetizadas em todas as células do corpo e as características funcionais de cada célula dependem dos tipos de proteína que ela é capaz de sintetizar. Quando a pessoa não ingere nenhuma proteína, certa proporção de suas proteínas corporais continua a ser degradada em aminoácidos.
