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蛋白质的生理功能可概括为：
1.构成人体组织细胞的成分。人体各器官、组织主要是由蛋白质构成的。神经、肌肉、骨胳、血液、激素、酶，皮肤、头发和指甲都含有蛋白质。
食物中蛋白质被消化吸收后，即用以补充因代谢而被破坏的蛋白质，构成细胞的新成分。因此，人体对蛋白质的生理需要是比较恒定的，摄入少了，不能满足人体各种生命活动时的生理需要；摄入多了，则氮排出增多，造成浪费，并加重肝、肾负担，这是蛋白质不同于脂肪和碳水化合物的一个特点。
2.促进生长发育。蛋白质是人体组织的结构成分，儿童生长发育期对蛋白质的需要量明显增加，在此时若缺乏蛋白质的供给，会使生长缓慢，发育不良；蛋白质与脑神经细胞的发育尤为至关重要，特别是胎儿。如在妊娠期蛋白质供应不足，胎儿的脑细胞分裂减慢，细胞数目减少，这将影响到将后一身大脑的功能。尽管以后补充了蛋白质等营养素，这些孩子依然显得记忆力差，观察力弱，智力低下，有些还患抑郁症侯群。
3.参与收缩活动。收缩蛋白参与人体内各方面的机械活动，如肢体的活动、肠道的蠕动、血管的收缩、心脏的跳动、腺体的分泌、细胞的蠕动等。
4.参与物质代谢。摄入食物后，即分泌出各种酶，将食物中的营养成分分解，以利吸收。肌肉收缩、血液循环、神经传导、感觉功能、遗传素质以及象识别、记忆等高级思维活动，都要有酶的参加。如没有酶，生命活动就无法进行，而酶主要由蛋白质组成。
5.参与免疫维持体液平衡。人体有各种各样参与免疫的蛋白，如血浆中的丙种球蛋白可增强机体的抵抗力，免受细菌和病毒的侵害；正常人血浆与组织液之间的水不停地交换，保持着平衡。这有赖于血浆中电解质和胶体蛋白质之浓度。当膳食中长期缺乏蛋白质时，血浆蛋白的含量便减少，血液内的水分便渗入周围组织，造成营养不良性水肿。
6.供给热量。每克蛋白质在体内可产生17千焦耳的热量。当膳食中有足够的碳水化合物和脂肪时，可使蛋白质不用于产热，而用于建造和修补组织，使蛋白质用到更重要的地方。所以，在摄入蛋白质食物的同时，应摄入足够的碳水化合物和脂肪。
7.遗传信息的控制与表达。含有脱氧核糖核酸的核蛋白是遗传物质染色体的主要成分，核酸表达丰富的遗传信息，受蛋白质等的制约；遗传信息的表达，最终以蛋白质形式的多样性来表现。
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