Суббота, 21 декабря

Заменимые аминокислоты: Заменимые и незаменимые аминокислоты — Лечебно-диагностический центр Нейрон (Таганрог)

Заменимые и незаменимые аминокислоты — Лечебно-диагностический центр Нейрон (Таганрог)

Подробности



Автор: ЛДЦ Нейрон



Опубликовано: 10 Ноябрь 2015



Для нормальной работы и жизнедеятельности наш организм должен регулярно пополнять запасы витаминов, минералов и питательных веществ, которые отвечают за работу внутренних органов и протекание различных внутренних процессов. В число важнейших веществ, в которых нуждается каждый из нас, входят аминокислоты. Они представляют собой органические соединения, способствующие образованию белковых молекул, являющихся основой мышечных тканей и отвечающих за обменные процессы в организме. 

 

По значимости и количеству в организме человека аминокислоты занимают второе место после воды, поэтому не стоит их недооценивать. Чтобы избежать нежелательных последствий, необходимо регулярно пополнять запасы аминокислот в организме и способствовать их выработке, в зависимости от вида.

Виды аминокислот

Все известные на сегодняшний день аминокислоты можно разделить на два основных вида: заменимые и незаменимые. Как вы уже, наверняка, догадались, незаменимые аминокислоты – это те вещества, которые не могут синтезироваться организмом самостоятельно и не заменяются никакими другими веществами. Именно поэтому стоит позаботиться о том, чтобы они регулярно попадали в организм с продуктами питания. Что же касается заменимых аминокислот, то они могут быть получены в результате синтеза других питательных веществ во время протекания внутренних процессов. Поэтому их употребление в чистом виде не обязательно. Однако, и те, и другие аминокислоты имеют одинаково важное значение для организма, поэтому нельзя отдавать предпочтение какому-либо одному из видов.

Заменимые аминокислоты

Как уже было сказано ранее, заменимые аминокислоты синтезируются организмом в процессе метаболизма, извлекаясь в достаточном количестве из других органических веществ. При возникновении необходимости, то есть при истощении запасов аминокислот, организм автоматически переключается в режим создания нужной аминокислоты. К заменимым аминокислотам относятся аргинин, аланин, глютамин, глицин, тирозин, пролин, аспарагин, серин и цистеин. Рассмотрим подробнее некоторые из них и их влияние на наш организм.

Аланин

Данная аминокислота вырабатывается организмом в результате попадания в него мяса, молочных продуктов, рыбы, птицы, яиц и некоторых продуктов растительного происхождения, таких как авокадо. Аланин представляет собой великолепный источник энергии, который обеспечивает организм силой на длительный период. Он способствует ускорению процесса переработки и усвоения глюкозы и выведению токсинов из печени. Помимо этого аланин предотвращает распад мышечных тканей, который протекает особо интенсивно во время физической нагрузки. В некоторых случаях аланин выступает в роли профилактического средства при увеличении предстательной железы.

Аргинин

Такая аминокислота, как аргинин, имеет весьма большое значение для человека и считается одной из важнейших в организме. Она принимает участие в поддержании здоровья суставов, мышц, кожи и печени. Она обладает восстановительными свойствами, поэтому часто способствует регенерации тканей при артрите и других заболеваниях суставов. Аргинин принимает непосредственное участие в процессе укрепления иммунной системы, участвует в синтезе креатина, а также снижает количество жировых отложений, что будет весьма кстати для тех, кто занимается спортом с целью похудения. Несмотря на то, что аргинин вырабатывается организмом, людям с ожогами на коже и тем, кто хочет стремительно набрать мышечную массу рекомендуется дополнительно принимать данную аминокислоту в виде пищевой добавки. Природными источниками аргинина являются молочные продукты, мясо, шоколад, некоторые орехи, овёс и пшеница.

Глютамин

Получить это заменимую аминокислоту можно из многих продуктов, а в особенности из зелени. Однако, стоит учитывать, что глютамин быстро разрушается при термической обработке, поэтому его источники лучше употреблять в сыром виде. Данная аминокислота принимает участие в создании мышц и поддержании их состояния. Она выступает в качестве источника питания для головного мозга, а также представляет собой источник энергии для нервной системы, нормализуя её состояние и снимая напряжение. Кроме этого, глютамин способен выводить из печени токсические вещества, предотвращать нежелательный распад мышечных тканей, укреплять иммунную систему и помогать при артрите и хронической усталости. Одним словом, эта заменимая аминокислота обязательно должна присутствовать в рационе тех, кто беспокоится о своём здоровье.

Незаменимые аминокислоты

Незаменимые, или как их ещё называют, эссенциальные аминокислоты не могут синтезироваться нашим организмом, поэтому практически единственным их источником являются продукты питания, которые мы употребляем ежедневно. В случае нехватки этих аминокислот, организм потребляет их из мышечных тканей, что негативно отражается на состоянии мышц. В число незаменимых аминокислот входят лейцин, изолейцин, лизин, метионин, гистидин, валин, треонин и триптофан.

Лейцин

Эта аминокислота относится к классу ВСАА, так как имеет разветвлённую цепочку и играет весьма важную роль в процессе восстановления мышц, благодаря чему невероятно популярна среди людей, регулярно занимающихся спортом. Лейцин гораздо быстрее других незаменимых аминокислот превращается в глюкозу, благодаря чему способствует остановке в мышечных тканях катаболических процессов, происходящих во время изнурительных тренировок. Помимо этого, лейцин контролирует уровень сахара в крови, увеличивает выработку гормона роста, а также способствует сжиганию жиров, что непременно порадует тех, кто приобщился к спорту с целью похудения. Источниками лейцина являются мясо, орехи, бобовые культуры, рис, цельная пшеница и соевая мука.

Изолейцин

Изолейцин, как и предыдущая аминокислота, является одной из главных аминокислот ВСАА, которые часто используются в профессиональном бодибилдинге. Регулярное употребление изолейцина способствует увеличению выносливости и продуктивности тренировок, ускоряет восстановление и рост мышечной массы, стимулирует пополнение запасов энергии естественным путём, исключая разрушение мышц. Благодаря изолейцину можно в кротчайшие сроки улучшить свои спортивные результаты и добиться желаемых форм. Получить эту незаменимую аминокислоту можно из мяса, рыбы, орехов, яиц, гороха, сои и семян.

Лизин

Данная аминокислота часто добавляется в спортивное питание, так как основная её функция – это укрепление иммунитета, который ослабевает при недостатке питательных веществ и чрезмерных нагрузках на организм. Лизин обладает противовирусным свойством, он регулирует процессы обновления костной ткани, предупреждает развитие простудных заболеваний, а также стимулирует выработку коллагена и мышечного протеина, которые способствуют быстрому восстановлению организма и мышц в частности. Для того, чтобы пополнить запасы лизина, необходимо употреблять красное мясо, рыбу, молоко, яйца, сыр, картофель и дрожжи.

Метионин

В число незаменимых аминокислот, которые необходим нашему организму, входит метионин, обладающий уникальными свойствами. Он принимает участие в переработке и утилизации жиров, поэтому часто помогает во время похудения и пользуется спросом у тех, кто желает избавиться от лишнего веса. Эта аминокислота участвует в процессе образования таурина и цистеина, которые, в свою очередь, выводят из организма токсические вещества, очищая и обновляя его. При помощи метионина осуществляется синтез креатина, повышающего работоспособность и выносливость. Без него невозможен синтез коллагена, отвечающего за эластичность и упругость кожи, а также за здоровье ногтей. Метионин должен стать неотъемлемой частью рациона для людей, страдающих артритом и аллергией. Получить его можно из мяса, рыбы, бобовых культур, лука, чеснока и сои.

лдц «Нейрон»

Добавить комментарий

Заменимые и незаменимые аминокислоты.

Для чего они нужны?

10.06.2015

Аминокислоты являются одними из самых продаваемых продуктов спортивного питания. Существует огромное количество разных аминокислот, их выбор очень велик. Выпускают комплексные аминокислоты, в которых содержатся и заменимые аминокислоты, и незаменимые и условно-заменимые.

Также есть аминокислоты, в состав которых входит только три аминокислоты. Такие продукты называютсяВСАА.

Выпускаются и добавки в составе с двумя-тремя аминокислотами. Аминокислоты представлены на рынке в виде капсул, таблеток, в жидком виде, в порошке. Есть аминокислоты, которые нужно вводить внутривенно, они могут содержать глюкозу , а могут быть без нее. Но среди комплексных аминокислот самыми продаваемыми являются аминокислоты, выпущенные в твердой форме – это каплеты, таблетки и капсулы.

Что же такое аминокислоты? Человеческое тело насыщено огромнейшим количеством белков. Молекулы белков построены из маленьких кирпичиков – аминокислот. Белки в организме человека отвечают за то, чтобы разные ткани организма росли и восстанавливались. В процессе катаболических реакций они могут быть использованы как энергия. Когда пища переваривается белок, который поступил в желудок, сначала расщепляется на пептидные фрагменты, а потом из него образуются свободные аминокислоты, которые никак друг с другом не связаны. Эти аминокислоты распространяются с помощью кровотока ко всем органам. С помощью них восстанавливаются поврежденные мышцы и образуются новые. В составе комплексных аминокислот есть аминокислоты, которые не полностью были переварены. Чтобы они попали в кровоток нужно намного меньше времени, чем для попадания в кровоток протеинов (даже сывороточного белка). Комплексы из аминокислот рекомендован использовать для того, чтобы моментально восстановить запас протеина. Лучше всего их принимать в утреннее время или же по окончанию тренировки. Чтобы подкорректировать аминокислотный состав из обычной еды нужно принимать комплексы аминокислот после приема пищи. Следует знать о том, что аминокислотные комплексы не могут заменить протеин, то есть, они дополняют другие источники протеина. В природе есть близко 150 видов аминокислот и только 20 из них находится в пище. Эти аминокислоты делятся на незаменимые и заменимые. Незаменимые аминокислоты организм не может синтезировать и они должны поступать в организм вместе с едой. Заменимыми называют те аминокислоты, которые может выработать печень при условии нормального функционирования.

Существую и частично заменимые аминокислоты, их организм может сам синтезировать, но для этого нужно , чтобы их достаточное количество поступило извне. Незаменимые аминокислоты – лейцин, валин, изолейцин, триптофан, лизин, метионин, фенилаланин, треонин. Частично заменимые аминокислоты- гистидин и аргинин.

Заменимые аминокислоты – глютамин, аланин, глютаминовая кислота, аспарагин, серин, аспарагиновая кислота, цистин (цистеин), глицин, пролин, тирозин. Как правильно выбрать аминокислотный комплекс?

При выборе комплексных аминокислот следует обратить внимание на следующие факторы:

•Форма выпуска. Скорость усвоения зависит от формы выпуска. Мы говорим об аминокислотах выпущенных в твердой форме, но среди них также есть разные. Самыми быстрыми по усвоения считаются аминокислоты в порошке. Для усвоения аминокислот в таблетках нужно больше всего времени. Кроме того, они бывают очень больших размеров и их достаточно сложно проглотить. Самыми удобными являются капсулированные аминокислоты.

•Аминокислотный состав. Достаточно сложно определить какое оптимальное соотношение аминокислот должно быть в комплексном препарата (кроме ВСАА конечно же). Самое главное, чтобы в составе присутствовали незаменимые аминокислоты.

•Присутствие других аминокислот, минералов и витаминов.

•Источник аминокислот. Хоть и незначительно( так как в комплексах эти вещества находятся полупереваренными), но от него зависит скорость усвоения.

Также важно обращать внимание на аминокислотный состав. Как правильно принимать комплексные аминокислоты и когда это лучше делать? Лучше всего комплексные аминокислоты могут усваиваться в утреннее врем, после тренировки и перед ней. Принимать их нужно соответственно. В утреннее время при приеме аминокислот нужно обязательно подавить глюконеогенез, иначе большое количество поступивших аминокислот будет превращаться в глюкозу. Если употреблять аминокислоты после окончания тренировки, то нужно понимать, что в этом периоде очень высокая чувствительность инсулиновых рецепторов, в особенности тех, которые находятся на поверхности волокон мышц. В основном бодибилдеры не ограничиваются после тренировки приемом одних только аминокислот. Обычно они их дополняют коктейлями из углеводов и белков. Правильное потребление. В утреннее время нужно употреблять данную добавку после еды (спустя полчаса) или перед ней (тоже за полчаса), запивая при этом большим количеством жидкости. Следует придерживаться нормы, которую указывает производитель. Если превысить ее, то это может раздражать желудок или же кишечник. А во вторых – в наших интересах, чтобы много аминокислот как можно быстрее попали в кровь, а в большом количестве они могут на долгое время осесть в желудке, особенно это касается таблеток.

Заменимые аминокислоты — это… Что такое Заменимые аминокислоты?

Структура аминокислоты с аминогруппой слева и карбоксильной группой справа

Аминокислоты (аминокарбоновые кислоты) — органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы.

Аминокислоты могут рассматриваться как производные карбоновых кислот, в которых один или несколько атомов водорода заменены на аминные группы.

Общие химические свойства

1. Аминокислоты могут проявлять как кислотные свойства, обусловленные наличием в их молекулах карбоксильной группы -COOH, так и основные свойства, обусловленные аминогруппой -NH2. Растворы аминокислот в воде благодаря этому обладают свойствами буферных растворов.

Цвиттер-ионом называют молекулу аминокислоты, в которой аминогруппа представлена в виде -NH3+, а карбоксигруппа — в виде -COO—. Такая молекула обладает значительным дипольным моментом при нулевом суммарном заряде. Именно из таких молекул построены кристаллы большинства аминокислот.

Некоторые аминокислоты имеют несколько аминогрупп и карбоксильных групп. Для этих аминокислот трудно говорить о каком-то конкретном цвиттер-ионе.

2. Важной особенностью аминокислот является их способность к поликонденсации, приводящей к образованию полиамидов, в том числе пептидов, белков и нейлона-66.

3. Изоэлектрической точкой аминокислоты называют значение pH, при котором максимальная доля молекул аминокислоты обладает нулевым зарядом. При таком pH аминокислота наименее подвижна в электрическом поле, и данное свойство можно использовать для разделения аминокислот, а также белков и пептидов.

4. Аминокислоты обычно могут вступать во все реакции, характерные для карбоновых кислот и аминов.

Изомерия

Все входящие в состав живых организмов α-аминокислоты, кроме глицина, содержат асимметричный атом углерода (треонин и изолейцин содержат два асимметричных атома) и обладают оптической активностью. Почти все встречающиеся в природе α-аминокислоты имеют L-форму и лишь они входят в состав белка.

Данную особенность «живых» аминокислот весьма трудно объяснить, так как в реакциях между оптически неактивными веществами или рацематами (из которых, видимо, состояла древняя Земля) L и D-формы образуются в одинаковых количествах. Приходится считать, что это — просто результат случайного стечения обстоятельств: самая первая молекула, с которой смог начаться матричный синтез, была оптически активной, а других пригодных молекул почему-то не образовалось.

Оптические изомеры аминокислот претерпевают медленную самопроизвольную неферментативную рацемизацию. Например, в белке дентине (входит в состав зубов) L-аспартат переходит в D-форму со скоростью 0,1 % в год, что может быть использовано для определения возраста биологических объектов.

С развитием следового аминокислотного анализа D-аминокисолоты были обнаружены сначала в составе клеточных стенок некоторых бактерий (1966), а затем и в тканях высших организмов. Так D-аспартат и D-метионин предположительно являются нейромедиаторами у млекопитающих.

Альфа-аминокислоты белков

См. статью: Белки

В процессе биосинтеза белка в полипептидную цепь включаются 20 важнейших α-аминокислот, кодируемых генетическим кодом. Часто для запоминания однобуквенного обозначения используется мнемоническое правило (добавлено через слэш)

  • Аланин (Ala, A)\Alanine
  • Аргинин (Arg, R)\aRginine
  • Аспарагиновая кислота (Asp, D)\asparDic acid
  • Аспарагин (Asn, N)\asparagiNe
  • Валин (Val, V)\Valine
  • Гистидин (His, H)\Histidine
  • Глицин (Gly, G)\Glycine
  • Глутаминовая кислота (Glu, E)\gluEtamic acid
  • Глутамин (Gln, Q)\Q-tamine
  • Изолейцин (Ile, I)\Isoleucine
  • Лейцин (Leu, L)\Leucine
  • Лизин (Lys, K)\before L
  • Метионин (Met, M)\Methionine
  • Пролин (Pro, P)\Proline
  • Серин (Ser, S)\Serine
  • Тирозин (Tyr, Y)\tYrosine
  • Треонин (Thr, T)\Treonine
  • Триптофан (Trp, W)\tWo rings
  • Фенилаланин (Phe, F)\Fenylalanine
  • Цистеин (Cys, C)\Cysteine

Помимо этих аминокислот, называемых стандартными, в некоторых белках присутствуют специфические нестандартные аминокислоты, являющиеся производными стандартных. В последнее время к стандартным аминокислотам иногда причисляют селеноцистеин (Sec, U) и пирролизин (Pyl, O).

Классификация стандартных аминокислот

По R-группам
  • Неполярные: аланин, валин, изолейцин, лейцин, метионин, пролин, триптофан, фенилаланин, глицин,
  • Полярные незаряженные (заряды скомпенсированы)при pH=7: аспарагин, глутамин, серин, тирозин, треонин, цистеин
  • Полярные заряженные отрицательно при pH=7: аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота
  • Полярные заряженные положительно при pH=7: аргинин, гистидин, лизин
По функциональным группам
  • Алифатические
    • Моноаминомонокарбоновые: аланин, валин, глицин, изолейцин, лейцин
    • Оксимоноаминокарбоновые: серин, треонин
    • Моноаминодикарбоновые: аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, за счёт второй карбоксильной группы несут в растворе отрицательный заряд
    • Амиды Моноаминодикарбоновых: аспарагин, глутамин
    • Диаминомонокарбоновые: аргинин, гистидин, лизин, несут в растворе положительный заряд
    • Серосодержащие: цистеин (цистин), метионин
  • Ароматические: фенилаланин, тирозин
  • Гетероциклические: триптофан, гистидин, пролин (также входит в группу иминокислот)
  • Иминокислоты: пролин (также входит в группу гетероциклических)
По аминоацил-тРНК-синтетазам

лейцин, изолейцин, валин, цистеин, метионин, аргинин, глутаминовая кислота, глутамин, тирозин

аланин, глицин, пролин, гистидин, треонин, серин, аспарагин, аспарагиновая кислота, лизин, фенилаланин

«Миллеровские» аминокислоты

Обобщенное название аминокислот, получающихся в условиях, близких к эксперименту Стенли Л. Миллера 1953 года. По всей видимости имеют отношение к интенсивно обсуждаемой «доклеточной» эволюции генетического кода.

лейцин, изолейцин, валин, аланин, глицин, пролин, треонин, серин, глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота

Родственные соединения

В медицине ряд веществ, способных выполнять некоторые биологические функции аминокислот, также (хотя и не совсем верно) называют аминокислотами:

Ссылки

Miller S. L. Production of amino acids under possible primitive earth conditions. Science, v. 117, May 15, 1953
Miller S. L. and H. C. Urey. Organic compound synthesis on the primitive earth. Science, v. 130, July 31, 1959
Miller Stanley L. and Leslie E. Orgel. The origins of life on the earth. Englewood Cliffs, NJ, Prentice-Hall, 1974.

См. также

Wikimedia Foundation.
2010.

Роль аминокислот в программах омоложения

Аминокислоты — мономеры белков.
В состав белков входят 20 разновидностей АК. Они связываются между собой пептидными связями и образуют молекулу полимера — полипептид. 

Как воздействуют аминокислоты на процессы похудения?


Помощь белковых «кирпичиков» состоит в следующем:

  • «разгоняют» скорость метаболизма;


  • сжигают излишки жира в зонах его скопления;

  • снижают аппетит;

  • уменьшают количество холестерина и сахара;

  • являются источником дополнительной энергии;

  • относятся к группе антиоксидантов;

  • наращивают мышечные ткани, вместо жировых прослоек;

  • помогают сбросить вес в ходе тренировок.

Для нормальной работы организма нужно 20 аминокислот (amino acida – лат.). 12 из них относятся к заменимым, которые синтезируются в ходе метаболизма самим организмом и 8 являются незаменимыми, поступающими извне.

Какие же аминокислоты жизненно необходимы для человека?
1) Незаменимые аминокислоты:

  • Валин


  • Лейцин


  • Изолейцин


  • Лизин


  • Метионин


  • Треонин


  • Фенилаланин


  • Триптофан

2)  Заменимые аминокислоты:

  • Гликокол 


  •  Аланин


  •  Цитруллин


  •  Серин


  •  Цистин


  •  Аспарагиновая кислота


  •  Глютаминовая кислота


  •  Тирозин


  •  Пролин


  •  Оксипролин


  •  Аргинин


  •  Гистидин

Незаменимые аминокислоты лейцин, валин и изолейцин – – необходимы  организму, чтобы восполнить потери энергии,  при этом расщепляет не свой внутренний белок, а запасы подкожного жира.  
L-карнитин же, который принято считать жиросжигателем, тоже относится формально к аминокислотам. На самом деле, он участвует в процессе похудения, доставляя жиры к месту их расщепления интенсивнее, чем этот процесс идет обычно, потому и усиливает эффект физических нагрузок для похудения. 
Триптофан и тирозин подавляют чувство голода, регулируя уровень гормона инсулина в крови. Потому эти аминокислоты можно применять для похудения без тренировок, только на фоне ограниченного питания. К тому же, триптофан обладает некоторым успокаивающим действием, что позволяет снизить уровень стресса, который вызывают диеты и переживания о лишнем весе. 

«Содержание незаменимых аминокислот в пищевых продуктах»:

  •  Лизин: злаковые и молочные продукты, яйца, орехи, рыба

  •  Гистидин: бобовые и мясные продукты

  • Триптофан: кунжут, финики, бананы

  • Треонин: яйца и молочные продукты

  • Фенилаланин: крупы, бобовые, мясные продукты

ВИТА НУТРИЕНТЫ С УНИКАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ
Убихинон (Q10) — присутствует в любой клетке организма. Защищает организм от воздействия свободных радикалов. Обязательная составляющая часть программ лечения ожирения, гипертонии, диабета. Но главное, способно замедлять процессы старения
Терапевтический эффект после 45 лет — 60-90 мг в сутки

Креатин — белок, поставляющий энергию для сокращения мышц;

Организм синтезирует этот белок из аминокислот аргинина, глицина, метионина. Терапевтический эффект наступает при приеме 20 г в сутки.

Повышение качества жизни и энергичности

Следить за рационом питания, в котором, в котором много белка и мало простых сахаров

Необходимы: Магний 400-800 мг, Глутатион 0,5-1г, Витамин С3-5 г, Витамин Е 600-1000 МЕ (высвобождает эстроген из жировых клеток).

Целлюлит — это интоксикация соединительно -тканного матрикса дермы и гиподермы. Причина — нарушение клеточного дренажа, циркуляторного,иммунного, гормонального нарушения в организме.

Необходимо улучшить крово-и лимфообращение, стимулировать метаболизм адипоцитов, проводить детоксикации подкожно-жировой клетчатки, активизировать липолиз, нормализовать гормональную сферу.

Посмотреть бесплатный вебинар о роли аминокислот в программах омоложения и коррекции фигуры.

Незаменимые аминокислоты. Какие аминокислоты самые необходимые для организма? | Блог Bioniq

  • Из числа всех существующих в природе аминокислот в генетическом коде человека используется 20 таких органических соединений;
  • В любой аминокислоте присутствуют четыре основных элемента: это углерод, входящий в состав всех живых организмов, также кислород, азот и водород. 
  • Аминокислота входит в состав белков – основного «строительного материала» организма;
  • Незаменимые аминокислоты – также эссенциальные – те, что не производятся самим организмом, а родственные этой группе условно незаменимые аминокислоты вырабатываются только частично: их синтез ограничен возрастом человека или существенно снижен из-за болезней.

ПОДРОБНО

Почему незаменимые аминокислоты важны для организма

Функции незаменимых аминокислот

Нутриенты и аминокислоты

Почему незаменимые аминокислоты важны для организма

Тело человека в среднем на 20% состоит из белков (протеинов), а каждая клетка организма содержит до 50-80% этих соединений. Протеины в свою очередь – результат синтеза, смеси между 20 основными аминокислотами. Их последовательность в ходе соединений разнообразно чередуется в соответствии с набором генов в ДНК, что и обеспечивает отличия функциональности белков: строительных, транспортных, защитных и т.д. 

Если упростить все биохимические реакции, распад белка, поступающего с  пищей, – это и есть получение организмом условно и полностью незаменимых аминокислот. В то же время организму для продукции эндогенных белков требуются и собственные, и внешние функциональные элементы.  Это объясняет высокую потребность в эссенциальных аминокислотах у человека, поскольку незаменимыми их делает неспособность организма продуцировать объем, достаточный для поддержания множества процессов жизнедеятельности. 

Если вследствие нарушения одного из перечисленных параметров организм утрачивает возможность «сборки» одного из видов белка, нарушается естественная, нормальная работа множества систем жизнедеятельности.  Чтобы понять, насколько серьёзным является такой сбой, можно обратиться к целевому анализу крови: исследуется потребность в основных аминокислотах, включая разбивку по группам, на 13, 32 или 48 вариантов интерпретаций. 

  • Протеиногенные: глюкогенные, кетогенные, смешанные;
  • Заменимые – также глюко- и кетогенные, обоих типов;
  • Непротеиногенные (не участвуют в синтезе белка – ингибиторы ферментов, токсины). 

Что даёт такой анализ: необходимые данные для объективной оценки метаболизма, обмена всех типов аминокислот, функциональности витаминов. На основе результатов можно составить или скорректировать диету, приём нутриентов, выявить некоторые заболевания, связанные с частично, полностью заменимыми и также незаменимыми аминокислотами. 

В каких областях будет полезным: акушерство и гинекология, расстройства эндокринной системы, исследование репродуктивной функции у мужчин и женщин, также в ревматологии, онкологии, кардиологии, диетологии, при заболеваниях почек. Анализ информативен для спортсменов, особенно в период восстановления после травм, для бодибилдеров. Нередко к этому исследованию крови обращаются при коррекции возрастных состояний, ментального здоровья. 

Функции незаменимых аминокислот

Каждое такое соединение имеет узконаправленное действие, но также принимает участие и в комплексных процессах организма: взаимодействуя с другими питательными элементами аминокислоты являются уже универсальными, многозадачными «солдатами». Задачи с участием незаменимых аминокислот довольно масштабны: вряд-ли можно привести пример биохимической реакции, протекающей в организме без их участия. 

Вспомним, что все без исключения незаменимые аминокислоты не продуцируются самим организмом, а «добыть» их можно только из пищи или принимая комплексы нутриентов. В разных источниках к этой же группе могут быть добавлены несколько условно незаменимых – тех, что в небольших объёмах всё же продуцируются эндогенно, или же превращаются из заменимых, то есть тех, что производятся в необходимых объемах. Например – Пролин, для синтеза которого необходима заменимая глутаминовая кислота, а само соединение относится к иминной группе, близкой к аминам, но со способностью становиться аминокислотами в результате катаболических реакций.     

К незаменимым аминокислотам относится восемь основных соединений: Лейцин и Изолейцин, Валин, Лизин, Метионин, Триптофан, Треонин и Фенилаланин. Нередко к ним добавляют условно заменимые Тирозин и Цистеин, все  10 соединений обеспечивают выполнение важнейших функций в организме.    

Нутриенты и аминокислоты

Вовлеченность природных аминокислот в процессы биосинтеза максимально широка и охватывает все механизмы обеспечения жизнедеятельности: участие этих структурных единиц важно для биосинтеза не только протеинов, но также ферментов, витаминов, некоторых гормонов и т.д. Каждое соединение действует в комплексе с другими биологически значимыми веществами, но также имеет и собственный «почерк» – выраженное направленное действие. 

Триптофан – соединение с высокой биодоступностью, усваивается порядка 90% поступающего с пищей объема. Предшествует синтезу серотонина – нейромедиатора, известного как гормон позитива, такое свойство Триптофана активно используется в терапии тревожных расстройств, депрессий, других расстройств ментальной целостности. Из серотонина далее образуется мелатонин, регулятор циклов сна и бодрствования, а также ниацин (никотиновая кислота) – витамин В3, участвующий в большинстве восстановительно-окислительных реакций, необходим  в процессах обмена липидов, углеводов. 

Фенилаланин – активность проявляет в присутствии витаминов С, В6 и В3, пользу для организма приносит в присутствии железа и меди. Поступая из пищи, в процессе метаболизма образует Тирозин – одно из условно незаменимых соединений, материал для продукции гормонов щитовидной железы. Непосредственно Фенилаланин незаменим в процессах продукции дофамина, норадреналина и адреналина. 

Треонин – рекомендуется в качестве отдельной добавки всем, кто придерживается вегетарианской диеты, поскольку основным источником Треонина доказанно считаются именно мясные продукты. Важность: поддержка когнитивных и иммунных  функций (Т-лимфоциты), липотропное действие в клетках печени, пищеварительном тракте. Большой объем Треонина требуется в процессе скульптурирования тела,  поскольку незаменимым является в первую очередь для соединительной ткани, при повышенной физической активности – в паре с глицином синтезируется в коллаген. 

Задачу формирования соединительных тканей, кожи, волос, ногтей, детоксикации и формирования коллагена выполняет Цистеин – вторая из аминокислот являющихся незаменимыми условно. Антиоксидантный функционал срабатывает при реакции с витамином С и селеном. Для синтеза Цистеина необходимы Серин, Метионин и витамин В6.  

Метионин и Лизин – гепатопротекторы, наиболее активные из аминокислот являющихся регуляторами уровня холестерина, липидов. Метионин при этом усиливает синтез холина: вещества, защищающего клеточную мембрану от повреждений. Лизин сдерживает уровень накопления в сыворотке крови триглицеридов, а вместе с витамином С снижает риск закупорки артерий.  

Лейцин, Изолейцин и Валин – это разные незаменимые аминокислоты, но с похожими эффектами действия в организме. В совместной работе обеспечивают защиту от неоправданных трат серотонина, то есть предупреждают его дефицит и связанные с этим состояния: депрессии, апатии, тревожные расстройства. Кроме того, независимо друг от друга эти соединения выполняют и другие функции: 

  • Изолейцин – регуляция уровня сахара, синтез гемоглобина, ускорение заживлений после травм, ран, ожогов, также распространяется и на эстетическую косметологию;
  • Лейцин –  важный элемент  спортивного питания, регулятор усваиваемости белка и как следствие роста мышечной массы. Блокирует накопление жиров, повышает выносливость: незаменим в спортивном питании;
  • Валин – демонстрирует  аналогичные лейцину действия, но также эффективен в лечении состояний различных зависимостей. Это свойство Валина основано на его способности защищать миелиновую оболочку нервных волокон, что также сказывается на лечении неврологических заболеваний. Является материалом для продукции витамина В3, пенициллина, способствует доставке Триптофана через ГЭБ – защитного барьера между ЦНС и кровеносной системой организма. 

Рассчитать самостоятельно оптимальную дозировку, состав специальных добавок с аминокислотами или их потребление  из пищи практически невозможно. Именно в отношении этих питательных соединений не существует единых норм и показателей, как это разработано для витаминов, минералов и т.д. Например, референсные значения ВОЗ демонстрируют очень широкую «вилку» показателей, указывая только минимальное значение и потребность, в расчете на килограмм веса. 

Но в отличие от нутриентов, определяя эффективный объём потребления,  необходимо учитывать цель приёма, состояние здоровья, возраст, привычный режим питания, физической активности, медикаменты, любые другие персональные потребности. Немалое значение имеет и взаимодействие самих аминокислот: например, Цистеин может снизить потребность в Метионине, а Тирозин – в Фенилаланине. Производить такие расчёты довольно непросто, поскольку предварительно потребуется провести базовый мониторинг состояния здоровья по анализам крови. 

На таких данных и основываются расчёты эффективных персональных дозировок любых биологически значимых веществ. Этот же принцип лежит в основе создания различных комплексов нутриентов, ориентированного на текущие потребности метаболизма – bioniq LIFE и bioniq BALANCE, bioniq IMMUNE и bioniq OMEGA 3

Аминокислоты для мозга — Золотой Кубок

Белок является важнейшей частью тканей
организма. Белки состоят из аминокислот, которые крайне важны для нормального
функционирования внутренних органов, в том числе головного мозга. Аминокислоты
поддерживают работу ЦНС, контролируют настроение, эмоции. Достаточное
количество этих элементов улучшает память, повышает умственные способности,
восприимчивость к информации.

Краткое содержание:

Чтобы все органы и системы работали
исправно, требуется достаточно много различных аминокислот, но для мозга
необходимы лишь некоторые из них, а именно глутаминовая кислота, тирозин,
триптофан и глицин, о котором слышали многие. Их называют нейромедиаторами,
поскольку они являются передатчиками нервных импульсов в мозге, отвечают за
работу ЦНС и память.

Есть и другие элементы, отвечающие за
состояние психики и эмоции. От них зависит настроение человека в конкретный
момент, а также внимание. Часть из них участвуют в производстве
нейромедиаторов.

Также существуют аминокислоты, которые
позволяют человеку переносить эмоциональные нагрузки, стрессы, то есть отвечают
за способность нервной системы противостоять негативным факторам.

Незаменимые аминокислоты для мозга

Аминокислоты делят на заменимые и
незаменимые. Вторые не производятся в организме. Для того, чтобы поддерживать
их достаточное количество, нужно правильно питаться, принимать специальные
добавки при необходимости. Эти аминокислоты стоит рассмотреть отдельно.


Изолейцин

Эта аминокислота имеет разветвленное
строение молекулы. Изолейцин играет важную роль для поддержания психической и
физической выносливости организма. Также среди функций этого элемента
поддержание в норме уровня гемоглобина в крови и регуляция уровня глюкозы.

Изолейцин крайне важен как при высоких
физических нагрузках, так и при стрессах, психических заболеваниях. Его
применяют при лечении болезни Паркинсона. Дефицит изолейцина проявляется в виде
тревожности, обмороков и головокружения, беспричинного беспокойства, усталости,
тахикардии, повышенной потливости. Также человек начинает быстро терять
мышечную массу. Избыток может привести к аллергическим реакциям, сгущению
крови.

Организм нуждается в изолейцине (3-4 г
в сутки). Содержится эта аминокислота в миндале и кешью, курице, яйцах,
бобовых, сое, рыбе, печени. Большое количество изолейцина содержится в молочных
продуктах, морепродуктах, мясе.

Лейцин

Данная аминокислота не оказывает
прямого воздействия на работу мозга, но играет важную роль для поддержания
психического равновесия, а также отвечает за восстановление мышечной и костной
ткани. Часто эту аминокислоту рекомендуют принимать после травм. Лейцин
содержится в рисе, бобовых, сое, пшенице, мясных продуктах.

Лизин

Эта аминокислота входит в состав
практически всех белков в человеческом организме. Для восстановления тканей она
необходима. Человек, который страдает от дефицита лизина, испытывает раздражительность,
плаксивость, слабость, плохо ест, у него выпадают волосы, нарушается внимание,
замечается снижение веса, появляются проблемы с репродуктивной функцией. Также
лизин играет важную роль в создании гормонов, ферментов в организме,
поддерживает иммунитет.

Особенно важен лизин для детей, у
которых растут кости. Аминокислота улучшает усвоение кальция в организме.
Богаты лизином яйца, молочные продукты, картофель, дрожжи, соя, говядина.

Метионин

Эта аминокислота крайне важна для
здоровых суставов и выведения вредных веществ из организма. Метионин
рекомендуют принимать при интоксикации (алкогольной или химической). Также
аминокислоту назначают женщинам при сильном токсикозе.

Для здоровья организма необходимо
получать по 2-4 г метионина в сутки. Дефицит этого элемента приведет к отекам,
слабости мышечных тканей, проблемам с органами ЖКТ, печенью, задержке развития
плода во время беременности.

Содержат метионин бобы, куриные яйца,
мясные продукты, кисломолочные продукты, лук и чеснок.

Фенилаланин

Особенность этой аминокислоты в том,
что в организме она способна преобразовываться и принимать участие в синтезе
нейромедиатора. Поэтому можно сказать, что фенилаланин оказывает воздействие на
настроение человека, его восприимчивость к боли, способность обучаться и
запоминать. Недостаток этой аминокислоты может привести к сильнейшим депрессии,
гормональным сбоям, снижению умственных способностей. Синтетический фенилаланин
назначают людям с артритом, депрессией, болезненными месячными, мигренями и
ожирением, так как этот элемент способен снижать аппетит.

Можно найти фенилаланин в следующих
продуктах: говядина, курица, морепродукты, молочные продукты.

Треонин

Эта аминокислота играет очень важную
роль в белковом и жировом обмене, стимулирует работу иммунной системы. Для
взрослого достаточной дозой треонина является 0,5 г в сутки. Если аминокислоты
недостаточно, это приводит к слабости мышц и уменьшению мышечной массы,
депрессивным состояниям, снижению внимания.

Достаточно большое количество треонина
содержится в куриных яйцах, молочных продуктах, говядине. В зерновых его мало,
поэтому люди, отказывающиеся от употребления мяса, страдают от дефицита
треонина гораздо чаще.

Триптофан

В организме эта аминокислота
превращается в важный нейромедиатор, отвечающий за состояние эмоционального
благополучия. При недостатке триптофана развивается депрессивное состояние,
подавленность, беспричинная тревожность, мигрень. Если у человека есть
бронхиальная астма, дефицит этой аминокислоты усилит приступы.

Триптофан часто используют и как
снотворное. Его желательно принимать с пищей. Аминокислоты достаточно много в
молочных продуктах, растительных маслах, бананах. Поэтому сложилось мнение, что
стакан молока на ночь помогает заснуть. Также эта аминокислота содержится в
овсянке, арахисе, морепродуктах, курице, индейке.

Прием триптофана в синтетическом виде
давно запрещен, так как он был признан опасным для сердца.

Валин

Данная аминокислота играет важную роль
в стимуляции умственной деятельности и поддержании координации. Валин способствует
скорому заживлению поврежденных тканей. Дефицит валина становит заметен по
причине повышения чувствительности кожи и нарушения координации движения. У
людей с недостатком этого элемента часто развиваются кожные заболевания,
например, дерматит. Суточная норма аминокислоты 3-4 г.

Чтобы восполнить недостаток валина в
организме, нужно есть больше сыра и творога, орехов, мяса и яиц.

Заменимые аминокислоты для мозга

Эта разновидность аминокислот
синтезируется организмом самостоятельно, а также поступает с пищей.


Аланин

Мозгу для работы требуется много
энергии, а данная аминокислота является ее источником. Также аланин
поддерживает работу иммунитета и регулирует уровень глюкозы. Эта аминокислота
очень часто используется в психиатрии, так как способствует снижению
раздражительности и апатии, а также избавляет от мигреней. Способность аланина
регулировать уровень глюкозы позволяет долго не ощущать голод.

Пища, богатая аланином, поможет
восполнить дефицит: мясо, яйца, желатин, молочные продукты.

Аспарагин

Аминокислота выводит аммиак из
организма и защищает ЦНС от его токсического воздействия. Аспарагин регулирует
все процессы ЦНС, предотвращая ее излишнее возбуждение или торможение. Также
есть мнение, что этот элемент играет важную роль в сопротивлении организма усталости,
то есть повышает выносливость. Наибольшее количество аспарагина содержится в
мясе.

Дефицит аминокислоты приводит к
мышечным болям, заметному снижению работоспособности, ухудшению памяти. Однако
избыток тоже опасен. Он может спровоцировать агрессию, проблемы со сном,
головным болям.

Аргинин

Этот элемент участвует в синтезе
инсулина и гормона роста, а также стимулирует защитные функции организма. Он
очень важен для роста мышц, а также поддержания здоровья психики. Из-за
активного воздействия на выработку гормона роста детям принимать аргинин не
рекомендуется, чтобы не спровоцировать гигантизм. Также избыток аргинина
вызывает проблемы с кожей и аллергические реакции, провоцирует тошноту и
диарею.

Чтобы восполнить дефицит аргинина,
необходимо есть горький шоколад, молочные продукты, пшеницу, орехи, желатин,
овсянку.

Глицин

Глицин является ноотропом и известен
многим как средство от депрессии. Он способен нормализовать психоэмоциональное
состояние, улучшить память и способность к обучению. Дефицит глицина приводит в
первую очередь к недостатку энергии и хронической усталости. Люди с недостатком
этой аминокислоты часто испытывают проблемы с работой кишечника, плохо спят.

Глицин применяют в синтетическом виде.
В природе он содержится в говядине, печени, овсянке. Столкнуться с переизбытком
глицина очень трудно, так как в организме он не скапливается, а свободно
выводится.

Цистеин

Данная аминокислота защищает клетки
мозга от токсического воздействия этилового спита и никотина, а также других
вредных химических веществ. Также цистеин замедляет процессы старения в
организме, облегчает клиническое проявление заболеваний. Недостаток может
спровоцировать снижение иммунитета, кожные заболевания, выпадение волос,
ломкость ногтей.

Цистеин присутствует в куриных яйцах,
чесноке, луке, орехах и овсянке.

ГАМК

Содержание этой аминокислоты в тканях
головного мозга очень велико. Она оказывает противосудорожное и успокаивающее
действие. Часто назначается при патологиях головного мозга, снижении умственной
активности, хронической и тяжелой депрессии. К недостатку АМК приводит избыток
физической нагрузки в сочетании с неправильным питанием и низким количеством
питательных веществ в еде. Для восполнения дефицита этой аминокислоты
рекомендуют пить чай.

Гистидин

Данная аминокислота полезна для
восстановления тканей, роста организма. Она помогает бороться со стрессами,
нормализует работу ЖКТ, защищает от инфекций, выводит тяжелые металлы из
организма.

Избыток гистидина ведет к возникновению
психозов и прочих психических недугов. Также эта аминокислота влияет на половое
возбуждение. При дефиците гистидина половое влечение снижается, помимо этого
могут возникнуть проблемы со слухом и усилиться тромбообразование. Гистидин
содержится в рыбе, красном мясе, злаковых.

Глутаминовая
кислота

Это важный нейромедиатор, оказывающий
ноотропный эффект и необходимый для нормальной работы головного мозга.
Глютаминовая кислота служит источником энергии для клеток мозга. В
синтетическом виде ее назначают при эпилептических припадках, проблемах с
умственным развитием у детей. Дефицит глутаминовой кислоты может привести к
ранней седине, плохому настроению, снижению иммунитета. Глютаминовая кислота
содержится в мясных продуктах, знаковых, натуральном молоке.

Глютамин

Данная аминокислота выводит из организма
аммиак и снижает его токсическое воздействие на организм. Он улучшает работу
мозга, поэтому рекомендуется людям с эпилепсией, импотенцией, страдающим
шизофренией.

Глютамин выпускают в синтетическом
виде, однако такие препараты должны храниться как можно дальше от влаги, иначе
будет выделяться аммиак. При серьезных заболеваниях печени такие препараты не
назначаются.

Аминокислота содержится во многих
пищевых продуктах, однако при термической обработке разрушается. Чтобы
восполнить дефицит глютамина, рекомендуют есть сырую петрушку и шпинат.

Таурин

Защищает мозг от вредного воздействия.
При гиперактивности у детей довольно часто назначают синтетический таурин.
Также он является частью лечения эпилепсии и беспричинного беспокойства.
Организм способен сам производить эту аминокислоту, если в организме нет
дефицита витамина В6. Также много таурина в мясных и молочных продуктах,
морепродуктах.

свойства и польза для организма

Аминокислоты – это группа из 22 органических соединений, которые выполняют функцию «строительных блоков» белков, причем как для  растений, так и для животных. Какую роль они играют в  организме человека и могут ли аминокислоты помочь в борьбе со старением?

Бесплатные вебинары по антивозрастной медицине


Узнайте об особенностях Международной школы Anti-Age Expert, а также о возможностях для совершенствования врачебной практики изо дня в день. Также в программе вебинаров — увлекательные обзоры инноваций в антивозрастной медицине и разборы сложнейших клинических случаев с рекомендациями, которые действительно работают

Узнать подробнее

Что такое аминокислоты


Аминокислоты – это органические соединения, которые сочетают в себе свойства аминов и кислот, образующие белок. В каком-то смысле они как деталь конструктора (белка), являющегося основой жизни.


Точно так же, как можно по-разному собрать предметы из конструктора, есть несколько способов, которыми 22 аминокислоты могут объединиться в последовательность для создания различных белковых структур, таких как гормоны, ферменты, иммунная система, клетки или мышечные волокна.


Есть два типа «заменимых» аминокислот — те, которые синтезируются в организме человека, и «незаменимые», которые люди могут получать только с пищей или принимая добавки.


Так называемые «незаменимые», действуют на организм, подобно витаминам, их отсутствие в организме может привести к серьезным заболеваниям или даже к летальному исходу.


К незаменимым аминокислотам относятся:


  • гистидин;



  • изолейцин;



  • лейцин;



  • лизин;



  • метионин;



  • фенилаланин;



  • треонин;



  • триптофан;



  • валин.


Когда продукты содержат все незаменимые аминокислоты, их называют полноценными белками. Существует распространенное заблуждение, что растительные белки не содержат всех незаменимых аминокислот. Это неправда. В то время как в большинстве растительных источников белков обычно отсутствуют одна или две незаменимые аминокислоты в значительных количествах, другие источники растительных белков могут дополнять эти аминокислоты, обеспечивая полноценные белки.


Заменимые аминокислоты организм вырабатывает самостоятельно, независимо от того, есть ли в вашем рационе продукты, содержащие их. 


К ним относятся:


Существуют также условно незаменимые аминокислоты, которые вырабатываются, например, во время борьбы с болезнью или со стрессом. 


Условное незаменимые аминокислоты:


  • аргинин;



  • цистеин;



  • глутамин;



  • тирозин;



  • глицин;



  • орнитин;



  • пролин;



  • серин.


Сбалансированная диета – важное условие поступления в организм незаменимых и заменимых аминокислот. Если их не будет хватать, телу будет куда сложнее вырабатывать белки, необходимые для нормального функционирования мышц и тканей.

Онлайн обучение

Anti-Age медицине


Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах

Узнать подробнее

Польза для организма


Для того, чтобы оценить масштаб работы, которую аминокислоты проделывают в нашем организме, достаточно перечислить основные их функции и возможности:


  • Помощь в формировании и росте мышц, соединительной ткани и кожи;


  • Поддержка мышечного тонуса и силы тканей;


  • Регенерация;


  • Нормальное пищеварение;


  • Обеспечение тела энергией;


  • Регулирование настроения;


  • Производство нейротрансмиттеров;


  • Поддержание здоровья волос и кожи. 


Различные добавки с содержанием аминокислот обычно рекомендуют спортсменам и людям, ведущим активный образ жизни, чтобы повысить продуктивность и сохранить силу мышц. 


Кроме того, прием аминокислот может уменьшить естественную потерю мышечной массы у пожилых людей и восстановить объем мышц, особенно если они тренируются с отягощениями. 

Аминокислоты и старение


Было доказано, что старение — результат нехватки определенных аминокислот. И если принимать их  в виде добавок, это может нанести вред в случае, когда они не усваиваются. Неправильное всасывание определенных аминокислот связано с повреждением кишечника.


Само по себе старение – это накопление повреждений, которые приводят к изменению физических функций и внешнего вида. Первая часть процесса старения — это плохое всасывание определенных аминокислот. Со временем кишечник менее эффективно извлекает питательные вещества из пищи. Это связано с постоянно увеличивающимся повреждением рецепторов кишечника для определенных аминокислот. 


Пять из двадцати аминокислот, формирующих белок в организме человека, имеют проблемы с усвоением. Биологическое старение начинается с недостаточного всасывания в кишечнике хотя бы одной или всех пяти из этих аминокислот. 


Поскольку наличие всех 20 аминокислот человеческого белка необходимо для создания любого существенного белка, неспособность абсорбировать определенный белок из кишечника вынуждает лимфатическую систему «красть» недостающее питание из организма.


Например, такой признак возраста как морщины объясняется тем, что теряется коллаген. А он “крадется” организмом из-за содержания в нем аминокислот. Снижение коллагена в коже и субдуральные гематомы, часто наблюдаемые при старении, являются внешними структурными признаками активности лимфатической системы. При старении лимфатическая система становится чрезвычайно агрессивной, перерабатывая редко используемые структуры для обеспечения недостающих аминокислот.


Диабет и гипертония — самые известные болезни, наблюдаемые с возрастом. Оба заболевания вызваны сбоями в процессах, которые используют пептиды для регулирования. Дефицита одной единственной необходимой аминокислоты достаточно, чтобы остановить производство пептида. 


Приобретенное повреждение желудочно-кишечного тракта или потеря рецепторов для определенных аминокислот является основной причиной старения. 


Семинары по антивозрастной медицине


Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей

Узнать подробнее

Краткие выводы


  • Аминокислоты — это группа из 22 органических соединений, которые выполняют функцию «строительных блоков» белков.


  • Есть два типа «заменимых» аминокислот — те, которые синтезируются в организме человека, и «незаменимые», которые люди могут получать только с пищей или принимая добавки.


  • Сбалансированная диета может помочь обеспечить здоровое потребление незаменимых и заменимых аминокислот в течение дня.


  • Аминокислоты помогают строить белковые цепи и играют вспомогательную роль почти во всех частях вашего тела.


  • Их дефицит может ускорить процессы старения.


Список использованной литературы


  • Saini, R. & Zanwar, A. A. (2013) Arginine Derived Nitric Oxide: Key to Healthy Skin, Bioactive Dietary Factors and Plant Extracts in Dermatology (pp. 73-82).


  • Reda, E., D’Iddio, S., Nicolai, R., Benatti, P. & Calvani, M. (2003) The Carnitine System and Body Composition Acta Diabetol, issue 40, (pp. 106-103).


  • Bowtell, J.L., Gelly, K., Jackman, M.L., Patel, A., Simeoni, M., Rennie, M.J. (1999) Effect of oral glutamine on whole body carbohydrate storage during recovery from exhaustive exercise Journal Of Applied Physiology, Volume 86, issue 6, (pp. 1770-1777)

Разнообразные функции незаменимых аминокислот при раке

Abstract

Не только 11 из 20 аминокислот, необходимых для синтеза белка, но и играют важную роль в метаболизме опухолей. Эти разнообразные функции включают обеспечение предшественников для биосинтеза макромолекул, контроль окислительно-восстановительного статуса и антиоксидантных систем, а также использование в качестве субстратов для посттрансляционных и эпигенетических модификаций. Это функциональное разнообразие вызвало большой интерес к нацеливанию на метаболизм незаменимых аминокислот для лечения рака и послужило стимулом для разработки нескольких методов лечения, которые либо уже используются в клинике, либо в настоящее время проходят клинические испытания.В этом обзоре мы обсудим важную роль, которую каждая из 11 незаменимых аминокислот играет при раке, как связаны их метаболические пути и как исследователи работают над преодолением уникальных проблем, связанных с воздействием на метаболизм незаменимых аминокислот для противораковая терапия.

Ключевые слова: аспартат, аспарагин, аргинин, цистеин, глутамат, глутамин, глицин, пролин, серин, рак

1. Введение

В настоящее время хорошо известно, что опухоли демонстрируют метаболические фенотипы, отличные от фенотипов нормальных тканей [1].Первым наблюдаемым и наиболее изученным метаболическим фенотипом опухолей является фенотип повышенного поглощения глюкозы и гликолиза [2, 3], метаболический фенотип, который используется в клинике для визуализации опухолей и метастазов человека с помощью позитронно-эмиссионной томографии 18 флюродезоксиглюкозы ( 18 ФДГ-ПЭТ) [4]. Помимо глюкозы, также существует давний интерес к пониманию уникальных потребностей раковых клеток в аминокислотах [5]. Действительно, как и в случае с глюкозой, существуют большие различия в поглощении и секреции некоторых аминокислот в опухолях по сравнению с нормальными тканями [5,6,7].Кроме того, теперь понятно, что аминокислоты, а не глюкоза, составляют большую часть производства углеродной биомассы в быстро пролиферирующих раковых клетках [8]. Аминокислоты также содержат азот и, как было показано, являются основным источником азота для гексозаминов, нуклеотидов и других азотистых соединений в быстро пролиферирующих клетках [9,10,11]. Из-за этих важных ролей в метаболизме опухолей сохраняется значительный интерес к нацеливанию на метаболизм аминокислот для лечения рака.

20 протеиногенных аминокислот можно разделить на две основные подгруппы — незаменимые аминокислоты (EAA) и заменимые аминокислоты (NEAA) [12]. Эта классификация основана на диетической необходимости, и аминокислота считается незаменимой, если она «… не может быть синтезирована организмом животного из материалов, обычно доступных клеткам, со скоростью, соизмеримой с требованиями для нормального роста [13]. ” В организме человека есть 9 незаменимых аминокислот (гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин) и 11 заменимых аминокислот (аланин, аспартат, аспарагин, аргинин, цистеин, глутамат, глутамин, глицин, пролин, серин и тирозин).Из 11 NEAA по крайней мере 6 считаются «условно необходимыми», потому что существуют физиологические и / или патологические состояния, при которых они становятся необходимыми с пищей, например, врожденная ошибка метаболизма фенилкетонурия, когда тирозин больше не может быть синтезирован и, следовательно, должен быть потребляется [14]. Важно отметить, что потребность в аминокислотах с пищей рассматривается на уровне организма, поскольку известно, что определенные типы клеток и ткани не обладают способностью синтезировать или поглощать некоторые NEAA.Кроме того, циркулирующие концентрации 11 NEAA у людей сильно варьируются, от 20 мкМ для аспартата до 550 мкМ для глутамина [15]. Кроме того, было замечено, что концентрации нескольких NEAA, включая глутамин, серин и аргинин, могут быть регионально истощены в микроокружении опухоли [16,17,18]. Следовательно, доступность аминокислоты для синтеза или потребления является результатом сложного взаимодействия между программами тканеспецифической экспрессии генов, диетическим потреблением и скоростью местного потребления / секреции.Это приводит к внутренней сложности метаболизма NEAA, что создает уникальные проблемы при попытке терапевтического воздействия на эти пути, особенно при раке, где уровни питательных веществ сильно варьируются [18,19].

В этом обзоре мы сосредоточимся на разнообразии метаболических ролей, которые NEAA играют при раке. Помимо того, что NEAA являются 11 из 20 аминокислот, необходимых для синтеза белка, они важны для многих других аспектов метаболизма опухоли, включая биосинтез нуклеотидов и липидов, поддержание окислительно-восстановительного гомеостаза и многочисленные аллостерические и эпигенетические регуляторные механизмы.Важность этих разнообразных ролей вызвала большой интерес к нацеливанию на метаболизм NEAA для лечения рака. Действительно, несколько методов лечения, нацеленных на NEAA, уже используются для лечения рака, а несколько других проходят оценку в клинических испытаниях, а многие другие изучаются доклинически. Сложность, присущая метаболизму NEAA, побудила изучить многочисленные подходы к нацеливанию на эти пути для терапии, включая ингибирование их биосинтетических путей или ключевых узлов утилизации, ингибирование клеточного поглощения NEAA или снижение уровней NEAA в плазме посредством ферментативной деградации или ограничения. NEAA в рационе.В этом обзоре мы кратко обсудим каждый из 11 NEAA, как они функционируют для поддержки патологии рака и какие стратегии в настоящее время используются или разрабатываются для нацеливания на метаболизм NEAA для лечения рака.

2. Незаменимые аминокислоты

2.1. Глютамин

Глютамин — самая распространенная аминокислота в плазме крови человека [15] и одна из наиболее изученных в контексте метаболизма рака [20,21,22]. Глютамин также является аминокислотой, которая в наибольшей степени потребляется раковыми клетками в культуре, и хорошо известно, что она необходима для пролиферации раковых клеток [5,8].Это значение, вероятно, связано со способностью глутамина обеспечивать как углерод, так и азот для многих биосинтетических реакций. Углерод глутамина в форме α-кетоглутарата (αKG) является важным анаплеротическим субстратом для поддержки биосинтетических функций цикла трикарбоновой кислоты (TCA) [8,23], а азот, полученный из глутамина, необходим для биосинтеза молекулы, такие как гексозамины [9], нуклеотиды [10,11] и другие NEAA (и). Глутамин может захватываться раковыми клетками через ряд различных переносчиков аминокислот, среди которых лучше всего описан ASCT2 (переносчик аланина / серина / цистеина 2, кодируемый геном SLC1A5 ) [24].Поглощение глутамина значительно увеличивается в опухолях, и методы позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) на основе глутамина, аналогичные тем, которые в настоящее время используются в клинике для определения глюкозы, разрабатываются в качестве потенциальных инструментов клинической визуализации [6]. Соответственно, ингибирование переносчиков глутамина с использованием небольших молекул или моноклональных антител изучается как потенциальный терапевтический вариант [25,26,27,28]. Хотя при большинстве видов рака наблюдается очевидное чистое потребление глутамина, глутамин также может быть синтезирован из глутамата и аммиака с помощью глутаминсинтетазы (кодируется геном GLUL ) (), процесс, который также важен при раке при некоторых обстоятельствах. [29,30].В дополнение к традиционному захвату через переносчики глутамина или его биосинтетическим путем, макропиноцитоз и протеолитическая деградация внеклеточных белков могут стать дополнительным источником глутамина и других аминокислот [31].

Взаимосвязанные пути метаболизма заменимых аминокислот (NEAA). Глутамин и глутамат играют центральную роль в метаболизме заменимых аминокислот, и каждый из них может использоваться для синтеза других NEAA. Глутамат можно использовать для образования аланина, аспартата, серина и пролина.Аспартат также используется для производства аспарагина (с азотом из глутамина) и может использоваться в цикле мочевины для производства аргинина. Серин отдает метильные группы для одноуглеродного метаболизма и при этом производит глицин. Серин также можно использовать в пути транссульфурации для образования цистеина. Тирозин — единственный NEAA, не связанный напрямую с другими, поскольку он синтезируется отдельно из фенилаланина. Зеленые кружки указывают на незаменимые аминокислоты. Сокращения: Gln = глутамин; Glu = глутамат; Phe = фенилаланин; Тир = тирозин; Ala = аланин; Pro = пролин; Асп = аспартат; Asn = аспарагин; Арг = аргинин; Сер = серин; Gly = глицин; Met = метионин; Cys = цистеин; α-KG = α-кетоглутарат; ALT1 / 2 = аланинаминотрансфераза 1/2; AST1 / 2 = аспартатаминотрансфераза 1/2; ASNS = аспарагинсинтетаза; ASS1 = аргининосукцинатсинтетаза 1; ASL = аргининосукцинатлиаза; BCAT1 / 2 = аминотрансфераза с разветвленной цепью 1/2; GDH = глутаматдегидрогеназа; GLS = глутаминаза; GS = глутамин синтетаза; OAA = оксалоацетат; ПАУ = фенилаланингидроксилаза; PHGDH = фосфоглицератдегидрогеназа; PSAT1 = фосфосерин-аминотрансфераза 1; PSPH = фосфосеринфосфатаза; P5CS = пирролин-5-карбоксилатредуктаза; PRODH = пролиндегидрогеназа; PYCR = пирролин-5-карбоксилатредуктаза; Pyr = пируват; 3-PG = 3-фосфоглицерат; 3-PHP = 3-фосфогидроксипируват; 3-PS = 3-фосфосерин; SHMT1 / 2 = серингидроксиметилтрансфераза-1/2; THF = тетрагидрофолат; 5,10-мТГФ = 5,10-метилентетрагидрофолат; NH 3 = аммиак.

Различные функциональные роли NEAA при раке. Незаменимые аминокислоты выполняют разнообразные функции в раковых клетках. НАДФН = никотинамидадениндинуклеотидфосфат.

Несмотря на то, что в течение последних нескольких десятилетий были предложены и испытаны многочисленные подходы к нацеливанию метаболизма глутамина при раке [32,33,34], ингибирование катаболизма глутамина с помощью глутаминазы стало основным направлением исследований метаболизма рака как в академических, так и в фармацевтических целях. Глутаминаза — это фермент, который опосредует превращение глутамина в глутамат, удаляя амидный азот из глутамина с образованием глутамата и аммиака ().Было продемонстрировано, что активность глутаминазы имеет решающее значение для роста большинства раковых клеток в культуре, и было разработано несколько ингибиторов глутаминазы [35,36,37]. Наиболее клинически значимый ингибитор глутаминазы CB-839 продемонстрировал доклиническую активность на различных моделях мышей и в настоящее время проходит клинические испытания для нескольких типов опухолей [36]. Хотя эти ингибиторы глутаминазы эффективны против большинства раковых клеток, выращиваемых в культуре, часто они менее эффективны на мышиных моделях рака [38,39].Одним из объяснений этого несоответствия in vitro, и in vivo, является относительно высокая концентрация цистина в средах для тканевых культур по сравнению с человеческой плазмой [40]. Цистин, который представляет собой окисленную димерную форму цистеина NEAA (более подробно обсуждается ниже), транспортируется в клетки в обмен на глутамат с помощью транспортера xCT (кодируется геном SLC7A11 ). Высокий уровень внеклеточного цистина может управлять активностью глутаминазы за счет истощения пула внутриклеточного глутамата, что делает раковые клетки более зависимыми от глутаминазы в восполнении внутриклеточного глутамата [40].Этот феномен также встречается в опухолях с мутациями в оси Keap1 / Nrf2, поскольку Nrf2 является основным транскрипционным драйвером экспрессии xCT [41]. Эти исследования показывают, что опухоли с повышенной экспрессией xCT будут хорошими кандидатами для лечения ингибиторами глутаминазы. Важно отметить, что существуют дополнительные механизмы устойчивости к ингибированию глутаминазы, включая способность синтезировать глутамин через глутаминсинтетазу [29,38,42]. Ингибирование глутаминазы также продемонстрировало доклиническую активность в составе комбинированной терапии при нескольких типах опухолей [39,43,44], что еще больше усиливает потенциальное влияние, которое нацеливание на глутаминазу может оказывать на лечение рака.

2.2. Глутамат

В отличие от глутамина, глутамат не обнаруживается в высоких концентрациях в плазме человека и обычно не поглощается в больших количествах раковыми клетками. Скорее, большая часть внутриклеточного глутамата образуется из глутамина через глутаминазу (). Глутамат также может быть синтезирован из аминокислот с разветвленной цепью и αKG за счет активности аминотрансфераз с разветвленной цепью (BCAT1 / 2), представляющих собой важное звено между метаболизмом EAA и NEAA, который используется в некоторых опухолях [43,45].Глутамат занимает центральное место в метаболизме NEAA, поскольку он важен для биосинтеза пролина, аспартата, аланина и серина, которые, в свою очередь, используются для синтеза цистеина, глицина, аспарагина и аргинина (и). Глутамат превращается в αKG либо под действием глутаматдегидрогеназы (GDH), которая удаляет азот, полученный из глутамата, в виде аммиака, либо через трансаминазы, которые переносят азот из глутамата в α-кетокислоту для образования других NEAA (). В то время как любой путь приводит к образованию αKG для анаплероза цикла TCA, использование азота, полученного из глутамата, для биосинтеза NEAA может быть предпочтительным в быстро пролиферирующих раковых клетках в качестве механизма сохранения азота для анаболических реакций [46].Тем не менее, ингибирование GDH, как отдельно, так и с другими методами лечения, было показано, что ингибирует рост опухоли при некоторых формах рака [47,48,49,50,51], предполагая, что активность GDH важна в опухолях при определенных обстоятельствах. Интересно, что также было показано, что GDH действует в обратном направлении в некоторых клетках рака груди, где он может связывать азот из аммиака, чтобы обеспечить дополнительный источник глутамата [52]. Также было показано, что использование глутамата трансаминазами для образования NEAA необходимо для роста опухоли при различных типах рака [49,53,54,55].Глутамат также используется для синтеза антиоксиданта глутатиона () [56], что более подробно обсуждается в разделе, посвященном цистеину. Многочисленные источники глутамата, доступные для раковых клеток, и разнообразие путей, по которым глутамат может быть использован, затрудняют нацеливание на метаболизм глутамата для терапии и являются прекрасным примером избыточности, обнаруженной во многих метаболических путях NEAA.

2.3. Серин

Серин — это еще один NEAA, который привлек большое внимание сообщества специалистов по метаболизму рака.Подобно глутамину, серин может захватываться многочисленными переносчиками, включая ASCT2 [57]. Серин синтезируется de novo путем синтеза серина, который отвлекает 3-фосфоглицерат от гликолиза и использует азот из глутамата трехступенчатым путем (). Было показано, что ген первого фермента этого пути, фосфоглицератдегидрогеназы ( PHGDH ), локально амплифицируется при некоторых тройных отрицательных формах рака молочной железы и меланомах [58,59]. PHGDH и другие ферменты в пути синтеза серина — фосфосерин-аминотрансфераза 1 (PSAT1) и фосфосерин-фосфатаза (PSPH) — также могут быть активированы в раковых клетках эпигенетическими механизмами [60] и транскрипционным фактором ATF4, находящимся ниже по ходу передачи сигналов mTOR и Nrf2. [61,62].Серин является важным NEAA в раковых клетках по нескольким причинам, включая его участие в биосинтезе пуринов [61,62], трансляции митохондриальных белков [63], биосинтезе липидов [64] и в качестве аллостерического регулятора гликолиза [65] (). Серин также является критическим донором метильных групп для одноуглеродного метаболизма, который будет обсуждаться в следующем разделе, посвященном глицину.

Из-за его очевидной важности в пролиферативном метаболизме были исследованы многочисленные подходы к нацеливанию на метаболизм серина в опухолях.Несколько академических лабораторий и фармацевтических компаний разработали ингибиторы PHGDH, которые показали эффективность на некоторых моделях опухолей [66,67,68,69]. Однако ингибирования PHGDH не всегда достаточно для подавления роста опухоли [70,71], отчасти потому, что серин легко доступен в плазме человека и может использоваться для компенсации потери биосинтеза серина. Интересно, что PHGDH и путь синтеза серина, по-видимому, имеют большее значение для опухолей, растущих в тканях, которые имеют низкую доступность серина во внеклеточной среде [19].Помимо ингибирования биосинтеза серина, манипуляции с доступностью серина путем удаления серина и глицина из рациона исследовались на мышах в качестве потенциального терапевтического варианта [72,73,74]. Было показано, что диетическое ограничение снижает уровень серина в плазме до 75% и эффективно ограничивает рост опухоли в зависимости от р53 и антиоксидантов [72,73]. Однако эффективность диетической депривации серина также зависит от способности опухолей синтезировать серин de novo [19,73].Эти результаты демонстрируют сложное, но важное взаимодействие между биосинтезом серина и внеклеточной доступностью серина в опухолях и их окружении, что делает вероятным, что определение подходящего подхода для конкретных типов опухолей будет важным, если мы хотим успешно нацелить метаболизм серина для лечения рака.

2.4. Глицин

Метаболизм серина и глицина тесно связаны, поскольку глицин непосредственно вырабатывается из серина через ферменты серингидроксиметилтрансферазы SHMT1 и SHMT2 ().Важно отметить, что преобразование серина в глицин обеспечивает одноуглеродные единицы, которые используются циклами фолиевой кислоты и метионина в метаболических путях, которые вместе называются одноуглеродным метаболизмом. Серин, глицин и их связь с одноуглеродным метаболизмом являются очень важными аспектами метаболизма опухолей, которые были подробно рассмотрены в других работах [75,76,77]. Одноуглеродный метаболизм необходим для патологических функций раковых клеток по разным причинам, включая биосинтез нуклеотидов [78], регенерацию никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФН) и окислительно-восстановительный гомеостаз [79], трансляцию белков [80] и эпигенетические модификации. [81] ().Важность одноуглеродного метаболизма при раке оценивалась десятилетиями. Фактически, ингибирование цикла фолиевой кислоты было одним из первых эффективных химиотерапевтических методов лечения рака [82]. Несмотря на эти первоначальные клинические открытия, сделанные более 70 лет назад, ингибиторы метаболизма фолиевой кислоты, такие как метотрексат, до сих пор используются для лечения рака и остаются активной областью исследований в области метаболизма рака [75,76,77]. Например, недавно было показано, что катаболизм гистидина влияет на эффективность лечения метотрексатом за счет уменьшения клеточного пула тетрагидрофолата, предполагая, что добавление гистидина в рацион может улучшить реакцию пациента на метотрексат [83].Неудивительно, что нацеливание на метаболизм глицина с использованием ингибиторов ферментов SHMT также изучается как потенциальный терапевтический вариант [80,84,85]. Поглощение глицина из внеклеточной среды [7] и последующее использование глицина через систему расщепления глицина [86,87] также играют важную роль в раковых клетках и исследуются в качестве потенциальных терапевтических мишеней.

2,5. Аспартат

Многочисленные недавние исследования продемонстрировали особенно важную роль метаболизма аспартата в клеточной пролиферации и раке.Аспартат образуется из оксалоацетатного и глутаматного азота ферментами аспартатаминотрансферазы (), среди которых есть цитозольные и митохондриальные изоформы (кодируются генами GOT1 и GOT2 соответственно). Роль аспартата в переносе электронов между цитозолем и митохондриями через челнок малат-аспартат хорошо изучена, и поэтому считается, что большая часть синтеза аспартата в быстро пролиферирующих клетках происходит в митохондриях [88].Действительно, транспорт аспартата из митохондрий в цитозоль через аспартат-глутаматный носитель важен для выживания клеток в определенных условиях [89]. Как уже упоминалось, концентрация аспартата в плазме является самой низкой среди протеиногенных аминокислот [15], а аспартат не эффективно транспортируется в большинство раковых клеток [88], что позволяет предположить, что биосинтез с помощью аспартатаминотрансферазы является наиболее важным источником аспартата при большинстве раковых заболеваний. клетки. Аспартат необходим для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов (), и поэтому синтез аспартата очень тесно связан с клеточной пролиферацией [46].Метаболизм аспартата также может быть важным источником НАДФН, используемого для нейтрализации активных форм кислорода в определенных типах клеток, тем самым способствуя биосинтезу и выживанию клеток [49].

В нескольких недавних сообщениях была обнаружена интересная связь между митохондриальной цепью переноса электронов и биосинтезом аспартата. Эти исследования показали, что основная функция митохондриальной цепи переноса электронов в пролиферирующих клетках заключается в облегчении биосинтеза аспартата [88,90].В этой модели цепь переноса электронов служит акцептором электронов, потребляя никотинамидадениндинуклеотид (НАДН) для регенерации НАД + , который затем можно использовать для образования оксалоацетата и биосинтеза аспартата. Действительно, экзогенного аспартата достаточно для восстановления дефицита цепи транспорта электронов в раковых клетках [88,90]. Этот результат примечателен с учетом множества других функций окислительного фосфорилирования митохондрий, но, тем не менее, подчеркивает важность биосинтеза аспартата в пролиферативных клетках.Важно отметить, что недавно было показано, что доступность аспартата ограничивает рост опухоли in vivo [91], а ингибирование биосинтеза аспартата может подавлять рост опухоли [49,53]. Эти исследования демонстрируют исключительную важность аспартата при раке и мотивируют разработку ингибиторов аспартатаминотрансферазы в качестве потенциальных терапевтических средств против рака [92,93].

2.6. Аспарагин

Аспарагиназа, инъекционный ферментный препарат, разлагающий аспарагин в плазме, является «краеугольным камнем» лечения острого лимфобластного лейкоза (ОЛЛ) [94].Таким образом, аспарагиназа, вероятно, является наиболее ярким примером современной терапии рака, которая непосредственно нацелена на метаболизм NEAA. Клетки острого лимфобластного лейкоза чувствительны к истощению аспарагина в плазме отчасти потому, что в них отсутствует значительная экспрессия аспарагинсинтетазы (кодируемой геном ASNS ) [94,95], фермента, который синтезирует аспарагин с использованием аспартата и азота из глутамин (). Это приводит к острой нехватке аспарагина для синтеза белка во всех клетках и последующей индукции апоптоза.Устойчивость к лечению аспарагиназой может возникать при ОЛЛ и обычно вызывается индукцией экспрессии аспарагинсинтетазы и возобновлением способности синтезировать аспарагин [95]. Соответственно, были разработаны ингибиторы аспарагинсинтетазы, которые могут преодолеть устойчивость к лечению аспарагиназой [96,97]. В то время как клиническая применимость аспарагиназы ясно показывает, что аспарагин необходим для роста опухоли, важность аспарагина вне синтеза белка менее понятна. Однако было показано, что аспарагин функционирует как важный фактор обмена, необходимый для поглощения других аминокислот, необходимых для активации передачи сигналов mTOR () [98].Это предполагает потенциальный механизм обратной связи, при котором низкие уровни аспарагина могут быть обнаружены посредством передачи сигналов mTOR для снижения скорости синтеза белка. Интересно, что недавно было показано, что внутриклеточные уровни аспарагина необходимы для метастазирования рака молочной железы [99], предполагая, что лечение аспарагиназой, ограничение аспарагина в пище или ингибирование аспарагинсинтетазы могут быть эффективными вариантами лечения метастатического рака молочной железы.

2.7. Аланин

Аланин находится в центре углеродного метаболизма, синтезируется аланинаминотрансферазами (кодируется генами GPT и GPT2 ) с использованием углерода из пирувата и азота из глутамата ().Несмотря на эти связи с метаболическими путями, имеющими большое значение для рака, роль аланина в развитии рака менее изучена по сравнению с некоторыми другими NEAA. Интересно предположить, что это может быть отчасти из-за несоответствия между концентрацией аланина в плазме человека, где он является второй по распространенности аминокислотой, и в большинстве сред тканевых культур, которые содержат мало или совсем не содержат аланина [15]. . Это заставляет раковые клетки в культуре синтезировать почти весь свой аланин независимо от того, происходит ли это в норме в опухоли, и может привести к артефактам, генерируемым тканевой культурой.Это подчеркивает потенциальную важность использования сред для тканевых культур, которые более точно отражают уровни питательных веществ, обнаруженные in vivo [15,29,40,100]. Несмотря на эти несоответствия, появляются новые доказательства важности метаболизма аланина при раке. Например, было показано, что биосинтез аланина коррелирует с пролиферацией, что позволяет предположить, что он может играть роль в метаболизме пролиферативных клеток [46]. Аланин также является важным сигналом выживания при раке поджелудочной железы, где стромальные клетки способствуют пролиферации и выживанию клеток рака поджелудочной железы, секретируя аланин, который может быть использован в цикле TCA раковых клеток [101].Кроме того, недавний отчет продемонстрировал, что аланинаминотрансфераза является важным источником αKG для гидроксилирования коллагена и подготовки метастатической ниши при раке молочной железы [102]. Эти исследования предполагают, что аланин действительно играет важную роль в биологии рака, но, вероятно, потребуется дополнительная работа, чтобы стимулировать развитие терапии, нацеленной на аланин.

2,8. Цистеин

Одна из двух серосодержащих протеиногенных аминокислот, цистеин уникален тем, что он содержит реактивную тиоловую боковую цепь, которая выполняет несколько функций, недоступных для других аминокислот.Например, реактивные остатки цистеина часто обнаруживаются в каталитических сайтах ферментов, где они действуют как нуклеофил в реакциях, катализируемых ферментами [103]. Цистеин также образует дисульфидные связи с другими цистеинами, функция, которая имеет решающее значение для обеспечения фолдинга и стабильности белка [104]. Реактивные остатки цистеина также являются движущей силой способности антиоксидантов подавлять активные формы кислорода [104,105]. Эти разнообразные функциональные роли сделали цистеин одним из наиболее изученных NEAA при раке.Цистеин может быть синтезирован de novo из серина и метионина путем, известным как путь транссульфурации (). Хотя было показано, что этот путь способствует выработке цистеина в раковых клетках при определенных обстоятельствах [106,107,108], большая часть внутриклеточного цистеина поглощается из внеклеточной среды либо в виде цистеина [109], либо в форме его окисленного димера, цистина. Цистин транспортируется в клетки через транспортер xCT, а затем восстанавливается до цистеина с помощью тиоредоксинредуктазы 1 и глутатионредуктазы [110].Поглощение цистина играет важную роль при раке, о чем свидетельствуют многочисленные попытки ингибирования xCT как потенциальной терапевтической мишени при раке [111, 112, 113, 114]. Интересно, что ингибирование поглощения цистина вызывает уникальную форму гибели клеток, известную как ферроптоз [115], молекулярные компоненты которого также тестируются в качестве потенциальных средств лечения рака [116,117,118]. Ферментативное истощение цистина и цистеина в плазме — аналогично подходу, используемому для аспарагина с аспарагиназой — также может подавлять рост опухоли [119].Важно отметить, что преобладающий транскрипционный регулятор метаболизма цистеина — путь Keap1 / Nrf2 — мутирован во многих типах опухолей [120, 121, 122] и может быть активирован онкогенными сигнальными путями, такими как KRas и PI3K [123, 124], что позволяет предположить, что последующий контроль метаболизма цистеина является важная онкогенная функция.

Как уже упоминалось, одной из ключевых функций цистеина при раке является его роль в реактивной кислородной защите как части нескольких антиоксидантных систем () [105]. Особое значение для этого обзора имеет метаболит антиоксидант глутатион, который представляет собой трипептид, синтезируемый из трех NEAA — цистеина, глутамата и глицина [56].Потенциальное значение метаболизма глутатиона при раке подтверждается наблюдением, что глутатион является одним из наиболее значительно повышенных метаболитов в опухолях по сравнению с нормальной тканью [125,126]. Кроме того, биосинтез глутатиона необходим для инициации и прогрессирования опухоли [113], а многочисленные онкогенные изменения способствуют биосинтезу глутатиона, активируя путь Keap1 / Nrf2 [114,123,124]. Интересно, что несмотря на то, что они являются одним из наиболее распространенных метаболитов в раковых клетках, многие раковые клетки устойчивы к ингибированию биосинтеза глутатиона [113,127], что свидетельствует о функциональной избыточности в клеточных антиоксидантных системах.Однако нацеливание на биосинтез глутатиона как часть комбинированной терапии эффективно во многих случаях [43,113,127], что предполагает потенциальную роль ингибирования использования NEAA для биосинтеза глутатиона в качестве терапевтической стратегии.

2.9. Аргинин

Аргинин является компонентом цикла мочевины, метаболического пути, который превращает токсичный побочный продукт метаболизма аммиак в мочевину, которая выводится с мочой (). Этот процесс происходит главным образом в печени, и было замечено, что цикл мочевины подавлен во многих опухолях [128].Механически подавление цикла мочевины в опухолях часто достигается за счет эпигенетического подавления двух генов цикла мочевины, ASS1 и ASL [129, 130, 131]. ASS1 и Подавление ASL в опухолях считается полезным для роста опухоли, поскольку оно переводит азот в аспартат для биосинтеза пиримидина [132]. Хотя подавление цикла мочевины полезно для стимуляции анаболического метаболизма, оно не дает этим опухолям синтезировать аргинин de novo , делая их зависимыми от поглощения аргинина из кровотока (133, 134, 135).Это делает эти опухоли чувствительными к ферментативному истощению аргинина плазмы, подход, который был исследован в клинических испытаниях в качестве терапевтического варианта [136, 137, 138, 139]. Интересно, что хотя повышенный биосинтез пиримидина, обнаруживаемый в опухолях с дефицитом цикла мочевины, способствует пролиферации, он также вызывает дисбаланс уровней пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, что приводит к увеличению мутационной нагрузки [140]. Эта повышенная мутационная нагрузка, в свою очередь, увеличивает иммуногенность этих опухолей и увеличивает их чувствительность к ингибиторам контрольных точек [140].Таким образом, изменения метаболизма аргинина при раке являются отличным примером того, как метаболические изменения, поддерживающие рост опухоли, могут вызывать побочные факторы уязвимости, которые потенциально могут быть использованы для лечения рака.

2.10. Пролин

Пролин уникален среди протеиногенных аминокислот своей циклической формой, которая допускает вариабельность в структуре белка. Это особенно важно для белков, таких как коллаген, который содержит большое количество пролина и важен для структурных элементов внеклеточного матрикса () [141].Пролин может синтезироваться из глутамата под действием P5C-синтазы и пирролин-5-карбоксилатредуктазы и может расщепляться пролиндегидрогеназой (также известной как пролиноксидаза) (). Пути биосинтеза и деградации пролина могут регулироваться MYC, демонстрируя, что метаболизм пролина также изменяется онкогенными сигнальными путями [142]. Интересно, что катаболизм пролина через пролиндегидрогеназу, как было показано, способствует выживанию раковых клеток [143] и метастазированию [144], но также может иметь функцию подавления опухоли [145].Эти противоположные роли предполагают контекстно-зависимую роль метаболизма пролина при раке. Метаболизм пролина в опухолях также важен для биоэнергетики, осморегуляции, защиты от стресса и контроля апоптоза [146]. Помимо пути биосинтеза и поглощения пролина, деградация коллагена во внеклеточном матриксе посредством макропиноцитоза может обеспечить дополнительный источник пролина для клеток рака поджелудочной железы при метаболическом стрессе [147]. Несмотря на эти избыточные источники пролина, доступные для опухолей, исследования профиля рибосом показали, что уровни пролина ограничивают синтез белка в некоторых опухолях [148].Это говорит о том, что нацеливание на метаболизм пролина может быть жизнеспособным терапевтическим вариантом для лечения рака.

2.11. Тирозин

В отличие от других NEAA, которые находятся во взаимосвязанной сети метаболических путей, тирозин синтезируется из фенилаланина EAA с помощью фенилаланингидроксилазы (кодируется геном PAH ) (). Как уже упоминалось, тирозин не является необходимым, но может стать важным при фенилкетонурии, которая вызвана мутациями в гене PAH [14].Хотя о биологии тирозина при раке известно относительно мало, помимо его важности для синтеза белка, в клинике были предприняты попытки использовать преимущества метаболизма тирозина. Например, были разработаны методы визуализации ПЭТ на основе тирозина, которые могут быть эффективными при визуализации опухолей и терапевтических ответах [149, 150, 151]. Считается, что индикаторы тирозина ПЭТ эффективно считывают активность переносчика аминокислот LAT1 [152, 153], экспрессия и активность которого повышены при многих типах опухолей [154, 155].Интересно, что существует также препарат, миметик тирозина, SM-88, который разрабатывается для лечения нескольких типов рака и проходит активные клинические испытания [156]. Хотя подробности SM-88 ограничены, будет интересно увидеть результаты этих испытаний и узнать больше об этих усилиях по нацеливанию на метаболизм тирозина в терапии.

Незаменимые и заменимые аминокислоты: давайте разберемся

Аминокислоты — это органические соединения, которые образуют белки.Они являются строительными блоками белков и играют центральную роль в качестве промежуточных продуктов в метаболизме. В питании аминокислоты классифицируются как «незаменимые» или «несущественные» — но что именно это означает?

В чем разница между незаменимыми и заменителями аминокислот? Сколько там аминокислот?

Согласно статье 2020 года под названием «Биохимия, незаменимые аминокислоты», незаменимые аминокислоты представляют собой группу аминокислот, которые человеческий организм не может синтезировать из промежуточных продуктов метаболизма.Проще говоря, незаменимые аминокислоты — это аминокислоты, которые организм не производит. Эти аминокислоты должны поступать из рациона человека, поскольку в организме человека отсутствуют метаболические пути, необходимые для синтеза этих аминокислот. Незаменимые аминокислоты также известны как «незаменимые аминокислоты».

И наоборот, заменимые аминокислоты (также известные как «заменяемые аминокислоты») — это аминокислоты, которые человеческий организм способен синтезировать, используя только незаменимые аминокислоты. Другими словами, организм способен их производить.Заменимые аминокислоты не обязательно должны поступать с пищей.

Хотя в природе встречаются сотни аминокислот, для производства всех белков, присутствующих в организме человека, требуется всего около 20 аминокислот. В статье стоит упомянуть, что есть еще одна аминокислота, которая считается 21-й кислотой: селеноцистеин. Селеноцистеин был недавно обнаруженной аминокислотой, которая может включаться в белковые цепи во время синтеза белка.

Пирролизин считается 22-й аминокислотой; однако пирролизин не используется в синтезе белков человека.

Почему незаменимые аминокислоты называют незаменимыми? В чем разница между незаменимыми и условно незаменимыми аминокислотами?

В упомянутой выше статье отмечается, что эти «незаменимые» и «несущественные» классификации являются результатом ранних исследований питания человека, которые показали, что определенные аминокислоты необходимы для роста или азотного баланса, даже когда было достаточное количество альтернативных аминокислот. кислоты.

Классификации впервые были представлены в исследованиях питания, проведенных в начале 1900-х годов.Одно исследование 1957 года показало, что человеческое тело может поддерживать азотный баланс при диете, состоящей всего из восьми аминокислот. Эти восемь были первыми аминокислотами, которые были сочтены незаменимыми аминокислотами. В настоящее время ученые могут идентифицировать незаменимые аминокислоты, проводя исследования кормления очищенными аминокислотами. Исследователи обнаружили, что когда они удаляли отдельные незаменимые аминокислоты из рациона, участники исследования не могли расти или поддерживать азотный баланс.

Со временем появилась дополнительная классификация: условно незаменимые аминокислоты.Условно незаменимые аминокислоты — это аминокислоты, которые становятся незаменимыми в определенных ситуациях. Исследователи обнаружили, что некоторые аминокислоты являются условно незаменимыми в зависимости от метаболического состояния человека. Например, в статье говорится, что такие аминокислоты, как аргинин и гистидин, могут считаться условно незаменимыми, поскольку организм не может синтезировать их в достаточных количествах в определенные физиологические периоды роста, такие как беременность, рост подростка, восстановление после травм и т. Д.В статье приводится пример здорового взрослого человека, который может синтезировать тирозин из фенилаланина, по сравнению с маленьким ребенком, у которого не развился фермент, необходимый для этого синтеза. Ребенок не сможет синтезировать тирозин из фенилаланина, что делает тирозин незаменимой аминокислотой в этой ситуации.

Из-за существования условно незаменимых аминокислот термины «незаменимые аминокислоты» и «заменимые аминокислоты» могут вводить в заблуждение, поскольку все аминокислоты могут быть необходимы для обеспечения оптимального здоровья.Кроме того, термин «несущественные» — это слегка вводящий в заблуждение ярлык, потому что эти аминокислоты действительно выполняют важные роли — просто они синтезируются вашим организмом, поэтому они не являются важной частью вашего рациона.

Чтобы избежать ненужной путаницы, мы будем придерживаться двух исходных классификаций и разделить аминокислоты на две основные категории незаменимых аминокислот (которые, опять же, являются аминокислотами, которые человеческий организм должен получать с пищей) и несущественными. аминокислоты (аминокислоты, которые может синтезировать средний человеческий организм и которые не являются важной частью вашего рациона).

Какие незаменимые и заменимые аминокислоты?

21 аминокислота, из которых состоят белки:

  • Аланин

  • Аргинин

  • Аспарагин

  • Аспарагиновая кислота

  • Глютаминовая кислота

  • Глицин

  • гистидин

  • изолейцин

  • лейцин

  • Лизин

  • Метионин

  • фенилаланин

  • Proline

  • серин

  • Треонин

  • Триптофан

  • Тирозин

  • Валин

  • Селеноцистеин

Из этих аминокислот девять незаменимых аминокислот: 0005

  • Триптофан

  • Треонин

  • Изолейцин

  • Метионин

  • Гистидин

  • Гистидин

  • Лейцин

  • незаменимые аминокислоты делать? В каких продуктах они содержатся?

    Незаменимые аминокислоты выполняют в организме ряд важных ролей.Согласно описаниям соединений, опубликованным Национальной медицинской библиотекой, фенилаланин играет ключевую роль в биосинтезе других аминокислот. Он является предшественником нейромедиаторов, таких как тирозин и дофамин, и играет важную роль в структуре и функциях многих белков и ферментов. Фенилаланин содержится в популярных белковых продуктах: говядине, курице, свинине, тофу, рыбе, бобах, молоке, яйцах, сыре, орехах и соевых бобах.

    Одна из трех аминокислот с разветвленной цепью (BCAA), валин помогает стимулировать рост мышц, восстановление тканей и энергию.Валин обычно содержится в сое, сыре, арахисе, грибах, полезных углеводах, таких как цельнозерновые и овощи.

    Триптофан необходим для поддержания надлежащего азотного баланса. Это предшественник серотонина, нейромедиатора, который регулирует ваше настроение, аппетит и сон. Триптофан содержится в таких продуктах, как шоколад, птица, молоко, йогурт, сыр, красное мясо, яйца, рыба, овес, сушеные финики, кунжут, нут, миндаль, семечки, тыквенные семечки и арахис.

    Треонин — это остаток многих белков, таких как зубная эмаль, коллаген и эластин.Треонин также является важной аминокислотой для нервной системы, играя важную роль в метаболизме жиров и предотвращая накопление жира в печени. Эта незаменимая аминокислота также используется для облегчения беспокойства и легкой депрессии. Как и фенилаланин, популярные белковые продукты, такие как нежирная говядина, курица, свинина, тунец, тофу, бобы, молоко, сыр, яйца, семена и орехи, часто содержат много треонина.

    Также один из BCAA, изолейцин выполняет разнообразные физиологические функции. Изолейцин способствует заживлению ран, помогает выводить азотсодержащие отходы, стимулирует иммунную систему и способствует секреции нескольких гормонов.Изолейцин, необходимый для регулирования уровня сахара в крови и энергии, концентрируется в мышечных тканях человека. Изолейцин содержится в таких продуктах, как мясо, рыба, сыр, яйца, а также в большинстве семян и орехов.

    Метионин необходим для роста и восстановления тканей. Он играет важную роль в метаболизме и детоксикации, он необходим для роста тканей и усвоения минералов цинка и селена. Метионин также действует как липотропный агент и предотвращает избыточное накопление жира в печени.Продукты с высоким содержанием метионина включают яйца, мясо, рыбу, кунжут, бразильские орехи и злаки.

    Гистидин играет важную роль в иммунитете, желудочной секреции и сексуальных функциях. Он также защищает ткани от повреждений, вызванных радиацией и тяжелыми металлами. Мясо, рыба, птица, орехи, семена и цельное зерно часто содержат значительное количество гистидина.

    Лейцин, еще один из BCAA, помогает в регулировании уровня сахара в крови, росте и восстановлении мышечной и костной ткани, а также в производстве гормона роста.Лейцин также помогает при заживлении ран и предотвращает распад мышечных белков после травм или сильного стресса. В то время как все незаменимые аминокислоты важны для наращивания мышечной массы, лейцин — это тот, который ускоряет наращивание мышечной массы. Национальная медицинская библиотека отмечает, что дефицит лейцина встречается редко, поскольку лейцин содержится во многих продуктах (сыр, соевые бобы, говядина, курица, свинина, орехи, семена, киноа, рыба, морепродукты, бобы и т. Д.).

    Лизин играет важную роль в синтезе белка, производстве гормонов и ферментов и усвоении кальция.Он также способствует выработке коллагена и эластина, которые являются важными компонентами кожи и соединительной ткани. Популярные белковые продукты, такие как нежирная говядина, курица, свинина, рыба, моллюски, тофу, сыр, молоко, фасоль, чечевица и горох, содержат лизин.

    Продукты, содержащие все девять из этих незаменимых аминокислот, называются полноценными белками. Полноценный белок — это белок, который обеспечивает все незаменимые аминокислоты в достаточных пропорциях для поддержания организма.Как вы, возможно, уже поняли из перечисленных выше продуктов, большинство животных источников белка, таких как мясо, птица, рыба, яйца и молочные продукты, обеспечивают организм всеми необходимыми аминокислотами. Источникам белка растительного происхождения, таким как зерно, бобы, овощи и орехи, часто не хватает одной или нескольких незаменимых аминокислот; однако это не означает, что вы должны есть продукты животного происхождения, чтобы получить все девять незаменимых аминокислот и удовлетворить свои потребности в аминокислотах. Вам просто нужно убедиться, что в вашем рационе есть различные растительные источники белка, чтобы обеспечить дополнительное потребление аминокислот.Соя с низким содержанием метионина является единственной аминокислотой растительного происхождения, содержащей все незаменимые аминокислоты. Качество белка — это измерение абсорбции, присутствующих незаменимых аминокислот и уровня каждой аминокислоты. Дополнительные растительные белки могут помочь вашему организму получить все необходимые ему незаменимые аминокислоты из различных продуктов, которые вы потребляете. Источники растительного белка включают тофу, темпе, эдамаме, чечевицу, нут, арахис, миндаль, лебеду, семена чиа, бобы, картофель, а также темную листовую зелень и овощи.

    Получение этих незаменимых аминокислот: добавление протеинового порошка

    Если вам нужна помощь в получении незаменимых аминокислот с пищей, подумайте о добавках. Люди часто добавляют протеиновый порошок, чтобы обеспечить получение всех девяти незаменимых аминокислот и помочь лучше удовлетворить потребности своего организма. Исследование 2011 года под названием «Клиническое использование аминокислот в качестве пищевой добавки: за и против», опубликованное в The Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle, показало, что добавление незаменимых аминокислот полезно во многих ситуациях и является эффективным методом повышения эффективности снабжения азотом. .Исследование 2017 года, опубликованное в рецензируемом журнале Metabolism, также показало, что добавки с незаменимыми аминокислотами помогают в профилактике и лечении мышечной атрофии у здоровых пожилых людей.

    При таком большом количестве различных форм протеинового порошка бывает трудно найти ту, которая была бы специально разработана для того, что вам нужно. Вот где на помощь приходит Gainful. Gainful создает индивидуальные протеиновые добавки с учетом ваших диетических потребностей и ограничений, а также вашего типа телосложения, уровня активности и фитнес-целей.Вам просто нужно пройти викторину, чтобы найти свою индивидуальную смесь ингредиентов, а Gainful позаботится обо всем остальном.

    Порошок сывороточного протеина — один из самых популярных видов протеинового порошка. Сыворотка — это полноценный белок, содержащий больше лейцина, изолейцина и валина с разветвленной цепью аминокислот, которые важны для наращивания мышечной массы. В отличие от других форм протеина, сывороточный протеин быстро всасывается, поэтому ваше тело может немедленно начать процесс восстановления и восстановления мышц. Однако для многих людей сывороточный протеин имеет серьезный недостаток: он содержит молочные продукты.Сыворотка является побочным продуктом производства сыра. Во время сыроделия в нагретое молоко добавляют специальные ферменты. Эти ферменты заставляют казеин в молоке переходить в твердое состояние и отделяться от жидкого вещества. Это жидкое вещество — сывороточный протеин, который промывают и сушат в порошкообразную форму, чтобы стать добавками. Для людей, которые употребляют исключительно растительные продукты или не употребляют молочные продукты, сывороточный протеин не подходит. К счастью, сывороточный протеин — не единственный качественный протеиновый порошок, доступный через Gainful.Существует множество различных вариантов безмолочного протеинового порошка, и два из самых распространенных — это гороховый протеин и протеин коричневого риса.

    И гороховый протеин, и протеин коричневого риса — отличные варианты без молока. У каждого из них есть свои плюсы и минусы: гороховый белок с низким содержанием метионина, но богат лизином, тогда как белок коричневого риса с низким содержанием лизина, но содержит метионин. Люди часто предпочитают комбинировать эти две составляющие для создания полноценного режима приема белков на растительной основе, который включает все девять незаменимых аминокислот.Gainful может комбинировать гороховый белок и белок коричневого риса в соотношении, которое делает смесь полноценной с точки зрения питательных веществ и отражает оптимальный аминокислотный профиль сывороточного белка — без использования продуктов животного происхождения.

    Мы рассмотрели основы незаменимых и заменимых аминокислот, но если у вас остались вопросы, каждый подписчик Gainful имеет неограниченный доступ к личному зарегистрированному диетологу. Ваш доктор медицинских наук может ответить на любые оставшиеся у вас вопросы о незаменимых аминокислотах, заменимых аминокислотах и ​​правильных добавках.От этих аминокислот до предтренировочных формул и формул увлажнения — Gainful поможет вам получить именно то, что нужно вашему организму.

    Незаменимые и незаменимые аминокислоты для человека | Журнал питания

    РЕФЕРАТ

    Здесь мы сравнили традиционное определение питательных веществ незаменимых и незаменимых аминокислот для человека с категоризацией, основанной на метаболизме и функции аминокислот. Эти три точки зрения приводят к несколько разным толкованиям.С точки зрения питания совершенно очевидно, что некоторые аминокислоты являются абсолютной диетической необходимостью для поддержания нормального роста. Тем не менее, в литературе можно найти реакцию роста на дефицит незаменимых аминокислот. С точки зрения метаболизма, есть только три незаменимые аминокислоты (лизин, треонин и триптофан) и две незаменимые аминокислоты (глутамат и серин). Кроме того, рассмотрение метаболизма аминокислот in vivo приводит к определению третьего класса аминокислот, называемых условно незаменимыми, синтез которых может осуществляться млекопитающими, но может быть ограничен множеством факторов.Эти факторы включают наличие в рационе соответствующих прекурсоров, а также зрелость и здоровье человека. С функциональной точки зрения все аминокислоты незаменимы, и выдвигается аргумент в пользу идеи о критической важности заменимых и условно незаменимых аминокислот для физиологической функции.

    На протяжении как минимум 60 лет принято разделять аминокислоты на две категории: незаменимые (или незаменимые) и необязательные (или несущественные).Эта категоризация обеспечивает удобный и в целом полезный способ просмотра аминокислотного питания. Однако, несмотря на долговечность этой конвенции, по мере того, как становилось доступным больше информации, различия между незаменимыми и незаменимыми аминокислотами, по крайней мере на метаболическом уровне, становились все более размытыми. Действительно, У. К. Роуз, который отвечал за первоначальное определение этих двух терминов, не был особенно очарован тем, как они применялись другими, и написал следующее (Womack and Rose, 1947):

    «Мы подчеркнули несколько раз… классификация аминокислот, таких как аргинин или глутаминовая кислота, как незаменимых или незаменимых, является чисто вопросом определения.”

    Я хочу рассмотреть этот« вопрос определения », исследуя термины с точки зрения питания, метаболизма и функциональности.

    Пищевая ценность незаменимых и незаменимых аминокислот

    Важно помнить, что термины «незаменимый» и «необязательный» изначально были определены не только с точки зрения диеты, но и в отношении роли аминокислот в поддержке отложения и роста белка. На самом деле, насколько я могу судить, исходное определение незаменимой аминокислоты в пищевой ценности (Borman et al.1946) гласил: «Тот, который не может быть синтезирован организмом животных из материалов , обычно доступных клеткам со скоростью , соизмеримой с требованиями для нормального роста . «

    » Ключевые фразы в этом определении и фразы, выделенные авторами курсивом, — «обычно доступны», «со скоростью» и «нормальный рост». Каждый из них является важным определителем.

    Фраза «обычно доступная» важна, потому что ряд незаменимых в питательном отношении аминокислот, например.g., аминокислоты с разветвленной цепью, фенилаланин и метионин, могут быть синтезированы путем трансаминирования их аналогичных α-кетокислот. Однако эти кетокислоты обычно не входят в рацион и, следовательно, «обычно не доступны для клеток». Фраза «со скоростью» важна, потому что существуют обстоятельства, при которых скорость синтеза аминокислоты может быть ограничена, например, доступностью соответствующих количеств метаболического азота. Действительно, скорость синтеза приобретает особое значение, когда мы рассматриваем группу аминокислот, например аргинин, цистеин, пролин и, возможно, глицин, которые часто называют условно незаменимыми.Например, Вомак и Роуз (1947) подчеркнули важное замечание о том, что степень, в которой аргинин может считаться незаменимым, во многом зависит от количества его естественных предшественников, пролина и глутамата, в рационе. Наконец, фраза «нормальный рост» важна в двух отношениях. Во-первых, он служит для того, чтобы подчеркнуть, что определения изначально были построены в контексте роста. Например, можно показать (таблица 1), что прием пищи, полностью лишенной глутамата, который в некотором смысле может рассматриваться как доработка незаменимых аминокислот, приводит к небольшой, но статистически значимой более медленной скорости роста.Во-вторых, ограничение определения существенности для роста не включает в себя важность некоторых аминокислот для путей удаления, отличных от отложения белка, что я буду обсуждать позже.

    ТАБЛИЦА 1

    Влияние рациона без глутамата + глутамина на прибавку массы тела у крыс и свиней

    ТАБЛИЦА 1

    Влияние рациона без глутамата + глутамина на прирост массы тела у крыс и свиней

    Биосинтез аминокислот

    Также возможно определить существенность и несущественность аминокислот в химических и метаболических терминах.Исследование аминокислот, которые обычно считаются важными с пищей, показывает, что каждая из них имеет определенную структурную особенность, синтез которой не может катализироваться ферментами млекопитающих (таблица 2). В этой связи очень важно отметить, что потеря способности осуществлять эти биосинтеза появилась на ранней стадии эволюции и является общей чертой метаболизма эукариотических организмов в целом, а не только млекопитающих. Однако с этой точки зрения важным термином является синтез de novo.Это связано с тем, что некоторые незаменимые аминокислоты могут быть синтезированы из предшественников, которые очень похожи по структуре. Например, метионин можно синтезировать как путем переаминирования его аналога кетокислоты, так и путем реметилирования гомоцистеина. В этом смысле млекопитающее способно синтезировать лейцин, изолейцин, валин, фенилаланин и метионин. Однако это не новый синтез, потому что кетокислоты с разветвленной цепью и гомоцистеин первоначально были получены из аминокислот с разветвленной цепью и метионина соответственно.Согласно этому ограниченному метаболическому определению существенности, треонин и лизин (и, возможно, триптофан) являются единственными действительно незаменимыми аминокислотами.

    ТАБЛИЦА 2

    Структурные особенности, которые делают аминокислоты незаменимыми компонентами рациона млекопитающих

    9019 Вторичный метан 904 9019 Трипол

    19 Вторичный метан

    19 904 Вторичный спирт

    19

    Аминокислоты
    .     		Конструктивная особенность
    .
    Лейцин, изолейцин, валин Разветвленная алифатическая боковая цепь
    Лизин Первичный амин
    Треонин
    Треонин
    Индольное кольцо
    Фенилаланин Ароматическое кольцо
    Гистидин Имидазольное кольцо
    9019 Вторичный метанол

    19 9019 904 Трипол

    Вторичный метан

    19

    Аминокислота
    .    		 Конструктивная особенность
    .
    Лейцин, изолейцин, валин Разветвленная алифатическая боковая цепь
    Лизин Первичный амин
    Треонин
    Треонин
    Индольное кольцо
    Фенилаланин Ароматическое кольцо
    Гистидин Имидазольное кольцо

    ТАБЛИЦА 2

    Структурные особенности, которые делают аминокислоты незаменимыми компонентами рациона млекопитающих 8 904 9115
    . Конструктивная особенность
    . Лейцин, изолейцин, валин Разветвленная алифатическая боковая цепь Лизин Первичный амин Треонин Треонин 9019 Вторичный метан 904 9019 Трипол

    19 Вторичный метан

    19 904 Вторичный спирт

    19

    Индольное кольцо Фенилаланин Ароматическое кольцо Гистидин Имидазольное кольцо 9019 Вторичный метанол

    19 9019 904 Трипол

    Вторичный метан

    19

    Аминокислота
    .    		 Конструктивная особенность
    .
    Лейцин, изолейцин, валин Разветвленная алифатическая боковая цепь
    Лизин Первичный амин
    Треонин
    Треонин
    Индольное кольцо
    Фенилаланин Ароматическое кольцо
    Гистидин Имидазольное кольцо

    Обратное применимо к заменяемым аминокислотам.Строго говоря, действительно заменимая аминокислота — это аминокислота, которая может быть синтезирована de novo из не аминокислотного источника азота (например, ионов аммония) и подходящего источника углерода. Согласно этому метаболическому определению, единственными действительно метаболически незаменимыми аминокислотами являются глутаминовая кислота и серин. Если это так, то эти две аминокислоты являются конечными предшественниками других заменимых аминокислот. Этот вывод приводит к предсказанию, что вклад эндогенного синтеза в системные потоки глутамата и серина должен быть выше, чем его вклад в потоки других заменимых аминокислот.Похоже, это так (таблица 3). Интересно, что существует обратная связь между вкладом эндогенного синтеза в плазменный поток данной заменимой аминокислоты и степенью, с которой кишечник метаболизирует пищевые аминокислоты при первом прохождении (см. Reeds et al.1996, Stoll et al. 1998).

    ТАБЛИЦА 3

    Вклад эндогенного синтеза в системный поток заменимых аминокислот у людей

    904 219 904 904 904 14 904 9 14 904 904 904 9 14 904 904 904 904 9 14 904 904 904 9 14 904 904 904 9 14 904

    Аминокислоты
    .    		 Флюс от синтеза
    .     		.
    . Федеральное правительство
    .     		Постное состояние
    .
    %
    Глутамат 1 98 98
    Серин 1 9415 76 78
    Аланин 1 45 46
    Глицин 1 35 35
    Пролин 2 0 7
    904 219 904 904 904 14 904 9 14 904 904 904 9 14 904 904 904 904 9 14 904 904 904 9 14 904 904 904 9 14 904

    Аминокислота
    .    		 Флюс от синтеза
    .     		.
    . Федеральное правительство
    .     		Постное состояние
    .
    %
    Глутамат 1 98 98
    Серин 1 9415 76 78
    Аланин 1 45 46
    Глицин 1 35 35
    Пролин 2 0 7

    ТАБЛИЦА 3

    Вклад эндогенного синтеза в системный поток заменимых аминокислот у человека

    904 219 904 904 904 14 904 9 14 904 904 904 9 14 904 904 904 904 9 14 904 904 904 9 14 904 904 904 9 14 904

    Аминокислоты
    .    		 Флюс от синтеза
    .     		.
    . Федеральное правительство
    .     		Постное состояние
    .
    %
    Глутамат 1 98 98
    Серин 1 9415 76 78
    Аланин 1 45 46
    Глицин 1 35 35
    Пролин 2 0 7
    904 219 904 904 904 10 904 9 14 904 904 904 904 9 14 904 904 904 9 14 904 904 904 14 904 904 904 904 14 904 904

    Аминокислота
    .    		 Флюс от синтеза
    .     		.
    . Федеральное правительство
    .     		Постное состояние
    .
    %
    Глутамат 1 98 98
    Серин 1 9415 76 78
    Аланин 1 45 46
    Глицин 1 35 35
    Пролин 2 0 7

    Условно незаменимые аминокислоты

    Хотя азот аминокислот, которые могут синтезировать млекопитающие, в конечном итоге происходит из глутамата или серина, есть некоторые аминокислоты, которые синтезируются более сложными путями, чем простое переаминирование соответствующей кетокислоты.Эти аминокислоты часто называют «условно незаменимыми», этот термин используется для обозначения измеримых ограничений скорости их синтеза. Когда этот предел достигнут, соответствующая аминокислота становится важным компонентом диеты. Ограничения могут быть результатом ряда факторов.

    Во-первых, синтез этих аминокислот (таблица 4) требует предоставления другой аминокислоты, либо в качестве донора углерода, либо в качестве донора вспомогательной группы, такой как серная группа цистеина.Таким образом, способность организма синтезировать данную условно незаменимую аминокислоту определяется доступностью ее предшественника аминокислоты, что подчеркивал Роуз в своих исследованиях взаимодействия между глутаматом, пролином и аргинином в питании. В некоторых случаях, например, для поддержания запаса глицина у млекопитающих, вскармливаемых молоком, потребность в синтезе условно незаменимых аминокислот (Джексон и др., 1981) требует увеличения синтеза его предшественника, в данном случае серина. .

    ТАБЛИЦА 4

    Прекурсоры условно незаменимых аминокислот

    19 9149

    19 904 Глютамин

    19 9149 )

    Продукт
    .     		Прекурсор углерода
    .     		Другой прекурсор
    .
    Аргинин Глутамат / глутамин / пролин Аммиак и аспартат N
    Пролин Глутамат / серин Глутамат 9019
    Глицин Серин
    Продукт
    .    		 Прекурсор углерода
    .     		Другой прекурсор
    .
    Аргинин Глутамат / глутамин / пролин Аммиак и аспартат № )
    Глицин Серин

    ТАБЛИЦА 4

    Прекурсоры условно незаменимых аминокислот

    19 9149

    19 904 Глютамин

    19 9149 )

    Продукт
    .    		 Прекурсор углерода
    .     		Другой прекурсор
    .
    Аргинин Глутамат / глутамин / пролин Аммиак и аспартат N
    Пролин Глутамат / серин Глутамат 9019
    Глицин Серин

    19 9149

    19 904 Глютамин

    19 9149 )

    Продукт
    .    		 Прекурсор углерода
    .     		Другой прекурсор
    .
    Аргинин Глутамат / глутамин / пролин Аммиак и аспартат N
    Пролин Глутамат / серин Глутамат 9019
    Глицин Серин

    Во-вторых, некоторые аминокислоты могут быть синтезированы только в ограниченном количестве тканей.Например, синтез как пролина, так и аргинина в решающей степени зависит от метаболизма в кишечнике (Wakabayashi et al. 1994, Wu et al. 1997). Более того, в случае этих двух аминокислот имеющиеся данные свидетельствуют о том, что диетические, в отличие от системных, предшественники аминокислот являются обязательными (Beaumier et al. 1995, Berthold et al. 1995, Brunton et al. 1999, Murphy et al. 1996 г., Столл и др. 1999 г.). Из этого следует, что изменения либо в кишечном метаболизме, либо в способе питания могут иметь решающее значение для способности организма синтезировать эти аминокислоты.Об этом ярко свидетельствуют проблемы гомеостаза аргинина и аммиака, которые сопровождают полное парентеральное питание (Brunton et al. 1999).

    В-третьих, большинство данных свидетельствует о том, что даже в присутствии обильных количеств соответствующих предшественников количества условно незаменимых аминокислот, которые могут быть синтезированы, могут быть весьма ограниченными (Beaumier et al. 1995, Berthold et al. 1995, Castillo et al. al. 1993, Fukagawa et al. 1996, Jaksic et al. 1987), поэтому можно утверждать, что существуют обстоятельства, особенно стрессовые обстоятельства, при которых метаболические потребности в аминокислотах возрастают до значений, превышающих биосинтетические возможности организм.Похоже, так обстоит дело с пролиновым питанием обожженных людей (Jaksic et al. 1991). Более того, у незрелых людей, таких как дети с низкой массой тела при рождении, возможно, что синтез условно незаменимых аминокислот может быть ограничен явным отсутствием ферментативной активности (Gaull et al. 1972).

    Эти комментарии, однако, должны быть умеренными с осторожностью, потому что кажется вероятным, что метаболизм некоторых условно незаменимых аминокислот сильно разделен на части и, следовательно, измерения изотопов в пуле плазмы могут дать количественное неверное представление о масштабе биосинтез.Это, по-видимому, относится к метаболизму пролина, аргинина и цистеина, поскольку оценки скорости их синтеза на основе параллельных измерений потребления и протеолиза организма не согласуются с оценками, основанными на включении изотопов из меченых предшественников (см. Beaumier et al. 1995 и Berthold et al. 1995 для аргинина; Jaksic et al. 1987 и Berthold et al. 1995 для пролина). Кроме того, есть данные, позволяющие предположить, что вновь синтезированные условно незаменимые аминокислоты могут использоваться в их исходных клетках и, следовательно, не уравновешиваются с пулом плазмы (Miller et al.1996). Тем не менее, даже с учетом этих неопределенностей, кажется, что синтез этих аминокислот может стать ограничивающим для роста и других физиологических функций, и что можно определить абсолютные, а не относительные диетические потребности.

    Аминокислоты и физиологическая функция

    Как я подчеркивал здесь ранее, первоначальные определения терминов «незаменимый» и «необязательный» были сосредоточены на росте или, вернее, на отложении белка.Когда определения применяются таким образом, возникает относительно небольшая путаница, по крайней мере, в отношении незаменимых аминокислот. Количественная оценка минимальных потребностей в незаменимых аминокислотах для поддержки роста относительно проста, потому что они являются просто продуктом скорости отложения белка и аминокислотного состава отложенных белков. В этом отношении существует хороший консенсус в отношении того, что относительные потребности отдельных аминокислот для поддержки отложения белка очень похожи среди видов млекопитающих (Таблица 5).Другими словами, потребности в аминокислотах для поддержки отложения белка у младенца человека отличаются от потребностей других млекопитающих только в той степени, в которой их соответствующие скорости отложения белка различаются.

    ТАБЛИЦА 5

    Состав незаменимых аминокислот смешанного белка тела незрелых млекопитающих

    ТАБЛИЦА 5

    Состав незаменимых аминокислот смешанного белка тела незрелых млекопитающих

    У людей обязательные потребности в аминокислотах для отложения чистого белка составляют очень незначительная часть общей потребности в аминокислотах (Dewey et al.1996), и> 90% от общей потребности в аминокислотах, даже для маленького ребенка, связано с поддержанием запасов белка в организме (то есть азотного равновесия). Сформулировать потребности в аминокислотах для «поддержания» сложно и до сих пор остаются предметом споров (см. Young and Borgonha 2000).

    Не менее важной, чем технические и экспериментальные трудности, связанные с измерением потребности в поддерживающих аминокислотах (Fuller and Garlick, 1994), является проблема идентификации процессов, которые потребляют аминокислоты, близкие к азотному равновесию.Часть этих потребностей, конечно, напрямую связана с метаболизмом белков и отражает два связанных фактора: аминокислоты, высвобождаемые в результате разложения тканевых белков, вряд ли будут повторно использоваться с полной эффективностью, и что присутствие конечных концентраций свободных аминокислот неизбежно приводит к некоторой степени катаболизма. Также появляется все больше доказательств того, что значительная часть потребностей в некоторых незаменимых аминокислотах может отражать <100% эффективную переработку кишечных секретов (Fuller et al.1994, Fuller and Reeds, 1998. Этот аспект потребности в основных или поддерживающих аминокислотах поддается прямому измерению, хотя некоторые технические аспекты этих измерений, особенно связанные с метаболической функцией кишечного белка, представляют трудности (см. Fuller and Reeds, 1998). . Однако по мере накопления большего количества информации становится все более очевидным, что аминокислоты участвуют (и, следовательно, потребляются) в ряде физиологических функций, которые напрямую не связаны с самим метаболизмом белков.

    Прежде чем перейти к обсуждению этих путей, необходимо подчеркнуть два дополнительных момента. Во-первых, при потреблении белка, достаточном для поддержания белкового равновесия в организме, ограничивающим питательным веществом может быть сам метаболический азот, а не какая-либо отдельная аминокислота. Другими словами, из-за дефицита азота способность организма синтезировать аминокислоты может быть снижена до такой степени, что потребление заменимых аминокислот может стать ограниченным. Это может быть особенно применимо к условиям, связанным с потреблением небольших количеств так называемых белков высокого качества (т.е., белки, которые хорошо сбалансированы по отложению белков и, следовательно, с высоким соотношением незаменимая аминокислота / незаменимая аминокислота). Во-вторых, теперь есть доказательства того, что взрослый человек способен снижать катаболизм любой отдельной аминокислоты, близкий к нулю, если эта аминокислота сильно ограничивает (Raguso et al. 1999). Однако скорость катаболизма аминокислоты, наблюдаемая в этом случае, намного ниже, чем скорость катаболизма, наблюдаемая, когда белок в целом является ограничивающим диетическим питательным веществом.Одно из объяснений этого наблюдения состоит в том, что в условиях безбелкового питания пул свободных аминокислот происходит исключительно за счет протеолиза тканей, так что все аминокислоты одинаково ограничивают. Следствием этого является то, что использование любой отдельной аминокислоты для поддержки небелкового процесса автоматически ограничивает способность организма рециркулировать все остальные аминокислоты обратно в белковые запасы организма. Возникают вопросы: каковы эти небелковые пути потребления и каково их количественное влияние на потребность в аминокислотах в целом? Краткий ответ на оба вопроса прост: на текущий момент недостаточно информации, чтобы дать точные ответы.Тем не менее, можно предположить, какие пути могут быть наиболее важными на уровне общей физиологической функции.

    Для развития этих гипотез полезно рассмотреть те функции, которые необходимы для поддержания здоровья. Это не новый подход, поскольку его полезность была явно оценена некоторыми основоположниками науки о питании. Например, Войт (1902), цитируемый Луском (1922), написал следующее:

    «Поэтому я придерживаюсь своей« старой »точки зрения, точки зрения чистого метаболизма … тем более объединяющее развитие станет возможным по мере изучения того, что вещества разрушаются при различных обстоятельствах… и сколько различных материалов необходимо подавать, чтобы поддерживал тело в рабочем состоянии.»

    На мой взгляд, четыре системы критически важны для« поддержания тела в рабочем состоянии »: кишечник для поддержания абсорбционной и защитной функций; иммунная система и другие аспекты защиты; скелетная мускулатура; и центральная нервная система. Внутри каждой системы можно определить критические метаболические роли некоторых конкретных аминокислот (таблица 6).

    ТАБЛИЦА 6

    Участие аминокислот в физиологической и метаболической функции

    9019 9019 Глутамин 904

    904 Глутамин 904 904 Глутамин

    ly 904 Глутамин 904, Gly

    энергии

    4

    4

    904 Глутатион

    904 Глутатион 904 Глутатион 904 Глутатион 904

    Система
    .    		 Функция
    .     		Товар
    .     		Прекурсор
    .
    Кишечник Выработка энергии АТФ Глу, аспид, глутамин
    Пролиферация Нуклеиновые кислоты Cys, Glu, Gly
    Оксид азота Arg
    Муцины Thr, Cys, Ser, Pro
    Gly, Arg, Met
    Пероксидная защита Таурин (?) Cys
    Нервная система Синтез передатчика 9019 Adrenergic 9019 9019 Serotergic 904 Попробуйте 9 0420
    Глютаминергический Glu
    Глицинергический Gly
    904 Nitric 904 904 904 Nitric 904 904 904 Nitric O2 904 ) Cys
    Иммунная система Пролиферация лимфоцитов (?) Глутамин, Arg, Asp
    Пероксидантная защита Регулирование артериального давления Оксид азота Arg
    Пероксидантная защита (?) Глутатион красных клеток Cys, Glu, Gly

    9019 9019 Глутамин 904

    904 Глутамин 904 904 Глутамин

    ly 904 Глутамин 904, Gly

    энергии

    4

    4

    904 Глутатион

    904 Глутатион 904 Глутатион 904 Глутатион 904

    904 Система
    .    		 Функция
    .     		Товар
    .     		Прекурсор
    .
    Кишечник Выработка энергии АТФ Глу, аспид, глутамин
    Пролиферация Нуклеиновые кислоты Cys, Glu, Gly
    Оксид азота Arg
    Муцины Thr, Cys, Ser, Pro
    Gly, Arg, Met
    Пероксидная защита Таурин (?) Cys
    Нервная система Синтез передатчика 9019 Adrenergic 9019 9019 Serotergic 904 Попробуйте 9 0420
    Глютаминергический Glu
    Глицинергический Gly
    904 Nitric O2 904 904 904 Nitric 904 ) Cys
    Иммунная система Пролиферация лимфоцитов (?) Глутамин, Arg, Asp
    Пероксидантная защита Регуляция артериального давления Оксид азота Arg
    Пероксидантная защита (?) Глутатион красных клеток Cys, Glu, Gly

    ТАБЛИЦА Участие 6 9000 аминокислот в составе 9000 аминокислот метаболизм Функция микросхемы

    9019 9019 Глутамин 904

    904 Глутамин 904 904 Глутамин

    ly 904 Глутамин 904, Gly

    энергии

    4

    4

    904 Глутатион

    904 Глутатион 904 Глутатион 904 Глутатион 904

    Система
    .    		 Функция
    .     		Товар
    .     		Прекурсор
    .
    Кишечник Выработка энергии АТФ Глу, аспид, глутамин
    Пролиферация Нуклеиновые кислоты Cys, Glu, Gly
    Оксид азота Arg
    Муцины Thr, Cys, Ser, Pro
    Gly, Arg, Met
    Пероксидная защита Таурин (?) Cys
    Нервная система Синтез передатчика 9019 Adrenergic 9019 9019 Serotergic 904 Попробуйте 9 0420
    Глютаминергический Glu
    Глицинергический Gly
    904 Nitric 904 904 904 Nitric 904 904 904 Nitric O2 904 ) Cys
    Иммунная система Пролиферация лимфоцитов (?) Глутамин, Arg, Asp
    Пероксидантная защита Регулирование артериального давления Оксид азота Arg
    Пероксидантная защита (?) Глутатион красных клеток Cys, Glu, Gly

    9019 9019 Глутамин 904

    904 Глутамин 904 904 Глутамин

    ly 904 Глутамин 904, Gly

    энергии

    4

    4

    Глутатион

    904 Глутатион 904 Глутатион 904

    904 Система
    .    		 Функция
    .     		Товар
    .     		Прекурсор
    .
    Кишечник Выработка энергии АТФ Глу, аспид, глутамин
    Пролиферация Нуклеиновые кислоты Cys, Glu, Gly
    Оксид азота Arg
    Муцины Thr, Cys, Ser, Pro
    Gly, Arg, Met
    Пероксидная защита Таурин (?) Cys
    Нервная система Синтез передатчика 9019 Adrenergic 9019 9019 Serotergic 904 Попробуйте 9 0420
    Глютаминергический Glu
    Глицинергический Gly
    904 Nitric O2 904 904 904 Nitric 904 ) Cys
    Иммунная система Пролиферация лимфоцитов (?) Глутамин, Arg, Asp
    Пероксидантная защита Регуляция артериального давления Оксид азота Arg
    Пероксидантная защита (?) Глутатион красных клеток Cys, Glu, Gly

    Возможно, самое интересное рассмотрение Т 6 состоит в том, что, за исключением участия фенилаланина и триптофана в поддержании адренергической и серотонинергической систем нейротрансмиттеров и метионина в качестве донора метильной группы для синтеза креатина, необходимыми предшественниками являются несущественные или условно незаменимые аминокислоты.Таким образом, возникает соблазн утверждать, что способность поддерживать синтез этих аминокислот имеет достаточно высокий функциональный приоритет, что в условиях, в которых белок (азот) ограничен, незаменимые аминокислоты используются для поддержания этих путей. В таблице 7 я попытался сравнить оценки оборота или потерь некоторых критических конечных продуктов с кинетикой их аминокислот-предшественников. Это сравнение предполагает, что некоторые пути, например, производство таурина и оксида азота, имеют небольшое количественное влияние на питание прекурсоров, тогда как другие имеют гораздо большее значение.Таким образом, синтез креатина (оцениваемый по экскреции креатинина) и обмен глутатиона (оцениваемый по измерениям в плазме и эритроцитах) имеют существенное влияние на утилизацию некоторых предшественников, особенно если скорость синтеза продукта сравнивается с потребление или чистый синтез предшественника. Продолжающийся синтез этих двух конечных продуктов, один из которых участвует в трансдукции энергии как в мускулатуре, так и в центральной нервной системе, а другой является критическим фактором в механизмах детоксикации, по-видимому, оказывает существенное потенциальное влияние на состояние питания человека.Действительно, данные, полученные у свиней с обедненным белком (Jahoor et al. 1995) и у бессимптомных ВИЧ-инфицированных пациентов (Jahoor et al. 1999), демонстрируют, что поступление белка и цистеина может заметно изменить способность организма поддерживать синтез глутатиона. .

    ТАБЛИЦА 7

    Потенциальный вклад синтеза функционально важных конечных продуктов в потребности в аминокислотах у взрослых людей

    170410

    9041 9

    170410

    9041 9

    . глутамат
    .    		 глицин
    .     		Цистеин
    .     		аргинин
    .     		метионин
    .
    Кинетика прекурсора [мкмоль / (кг · сут)]
    Плазменный поток 42002013 904

    904 9002

    904 9002 3

    		1800 4 528 3
    «Чистый» синтез 358 5 2730 5 96 6 180420

    		7

    8

    Производство конечного продукта [мкмоль / (кг · г)]
    Креатин 9 170
    Таурин 10 7
    Оксид азота 11 15
    Глутатион 12 550 550 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904
    .     		глутамат
    .     		глицин
    .     		Цистеин
    .     		аргинин
    .     		метионин
    .
    Кинетика прекурсора [мкмоль / (кг · сут)]
    Плазменный поток 42002013 904

    904 9002

    904 9002 3

    		1800 4 528 3
    «Чистый» синтез 358 5 2730 5 96 6 180420

    		7

    8

    Производство конечного продукта [мкмоль / (кг · г)]
    Креатин 9 170
    Таурин 10 7
    Оксид азота 11 15
    Глутатион 12 550 550 904 904 904 904

    		550 550

    		550 550 Возможный вклад синтеза функционально важных конечных продуктов в потребности в аминокислотах у взрослых людей

    170410

    9041 9

    170410

    9041 9

    . глутамат
    .     		глицин
    .     		Цистеин
    .     		аргинин
    .     		метионин
    .
    Кинетика прекурсора [мкмоль / (кг · сут)]
    Плазменный поток 42002013 904

    904 9002

    904 9002 3

    		1800 4 528 3
    «Чистый» синтез 358 5 2730 5 96 6 180420

    		7

    8

    Производство конечного продукта [мкмоль / (кг · г)]
    Креатин 9 170
    Таурин 10 7
    Оксид азота 11 15
    Глутатион 12 550 550 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904
    .     		глутамат
    .     		глицин
    .     		Цистеин
    .     		аргинин
    .     		метионин
    .
    Кинетика прекурсора [мкмоль / (кг · сут)]
    Плазменный поток 42002013 904

    904 9002

    904 9002 3

    		1800 4 528 3
    «Чистый» синтез 358 5 2730 5 96 6 180420

    		7

    8

    Производство конечного продукта [мкмоль / (кг · г)]
    Креатин 9 170
    Таурин 10 7
    Оксид азота 11 15
    Глутатион 12 550 550 904 904

    		550 обязательно Вкратце, я попытался изучить термины «незаменимый» и «необязательный» применительно к аминокислотам с трех точек зрения.Традиционный взгляд на питание, в котором особое внимание уделяется росту, четко отличает аминокислоты, которые должны поступать с пищей, от аминокислот, которые не обязательно должны поступать из этого источника. Метаболическая точка зрения приводит к несколько более сложной интерпретации; это показывает, что могут быть значительные ограничения на синтез некоторых аминокислот, что делает их потенциальными ограничениями для роста. Наконец, функциональная точка зрения не только указывает на важность всех аминокислот для определенных физиологических функций, но также приводит к выводу, что в условиях, когда белок является основным ограничением питания, способность поддерживать синтез некоторых традиционно заменимых аминокислот. может иметь решающее значение для постоянного здоровья и функциональной целостности человека.Очевидно, что сейчас все готово для дальнейшего, более детального количественного исследования этих важных вопросов. Я с нетерпением жду расширения наших знаний о функциях аминокислот, которое выходит за рамки традиционного внимания к белку.

    ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

    Berthold

    ,

    H. K.

    ,

    Reeds

    ,

    P. J.

    и

    Klein

    ,

    P. D.

    (

    1995

    )

    Изотопные доказательства дифференциальной регуляции синтеза аргинина и пролина у человека

    .

    Метаболизм

    44

    :

    466

    —

    473

    .

    Beaumier

    ,

    L.

    ,

    Castillo

    ,

    L.

    ,

    Ajami

    ,

    AM

    и

    Young

    ,

    VR

    (

    1995

    )

    Промежуточная кинетика нитратного цикла и нормальная кинетика экскреции мочевины и «терапевтическое» потребление аргинина людьми

    .

    г. J. Physiol.

    269

    :

    E884

    —

    E896

    .

    Borman

    ,

    A.

    ,

    Wood

    ,

    TR

    ,

    Balck

    ,

    HC

    ,

    Anderson

    ,

    EG

    ,

    Oesterling

    ,

    MJ

    ,

    , Womack

    ,

    , Womack &

    Rose

    ,

    WC

    (

    1946

    )

    Роль аргинина в росте с некоторыми наблюдениями за эффектами аргининовой кислоты

    .

    J. Biol. Chem.

    166

    :

    585

    —

    594

    .

    Brunton

    ,

    JA

    ,

    Bertolo

    ,

    RF

    ,

    Pencharz

    ,

    PB

    и

    Ball

    ,

    RO

    (

    1999

    )

    Пролин не улучшает энтеральное питание, но не устраняет дефицит пролина при энтеральном питании новорожденные поросята

    .

    г. J. Physiol.

    277

    :

    E223

    —

    E231

    .

    Кастильо

    ,

    Л.

    ,

    Бомье

    ,

    Л.

    ,

    Ajami

    ,

    AM

    и

    Young

    ,

    VR

    (

    1996

    )

    Синтез оксида азота в организме здоровых мужчин, определенный из [ 15 N], от аргинина к [ 15 N] цитруллин маркировка

    .

    Proc. Natl. Акад. Sci. США

    93

    :

    11460

    —

    11465

    .

    Castillo

    ,

    L.

    ,

    Chapman

    ,

    T. E.

    ,

    Sanchez

    ,

    M.

    ,

    Yu

    ,

    YM

    ,

    Burke

    ,

    JF

    ,

    Ajami

    ,

    AM

    ,

    Vogt

    ,

    J.

    и

    Young

    ,

    VR

    (

    as5

    ) кинетика аргинина и цитруллина у взрослых, получающих адекватную диету без аргинина

    .

    Proc. Natl. Акад. Sci. США

    90

    :

    7749

    —

    7753

    .

    Дэвис

    ,

    Т. А.

    ,

    Фиоротто

    ,

    М.L.

    и

    Reeds

    ,

    P. J.

    (

    1993

    )

    Аминокислотный состав тела и молочного белка изменяется в течение периода сосания у крыс

    .

    J. Nutr.

    123

    :

    947

    —

    956

    .

    Dewey

    ,

    KG

    ,

    Beaton

    ,

    G.

    ,

    Fjeld

    ,

    C.

    ,

    Lonnerdal

    ,

    B.

    и

    Reeds

    ,

    P.

    (1996)

    Потребность младенцев и детей в белке

    .

    евро. J. Clin. Nutr.

    50

    (

    доп.1

    ):

    S119

    —

    S147

    .

    Fukagawa

    ,

    N. K.

    ,

    Ajami

    ,

    A. M.

    и

    Young

    ,

    V. R.

    (

    1996

    )

    Кинетика метионина и цистеина в плазме у взрослых людей в ответ на внутривенное введение глютатиона 9000.

    г. J. Physiol.

    270

    :

    E209

    —

    E214

    .

    Фуллер

    ,

    M.F.

    и

    Garlick

    ,

    P. J.

    (

    1994

    )

    Потребности человека в аминокислотах: можно ли разрешить спор?

    .

    Annu. Ред. Nutr

    14

    :

    217

    —

    241

    .

    Fuller

    ,

    MF

    ,

    Milne

    ,

    A.

    ,

    Harris

    ,

    CI

    ,

    Reid

    ,

    TM

    и

    Keenan

    ,

    R.

    (

    1994

    9000) потери кислоты в илеостомической жидкости при безбелковой диете

    .

    г. J. Clin. Nutr.

    59

    :

    70

    —

    73

    .

    Fuller

    ,

    M. F.

    и

    Reeds

    ,

    P. J.

    (

    1998

    )

    Эндогенный азот в кишечнике

    .

    Annu. Rev. Nutr.

    18

    :

    385

    —

    411

    .

    Gaull

    ,

    G.

    ,

    Sturman

    ,

    J. A.

    и

    Raiha

    ,

    N.C.

    (

    1972

    )

    Развитие серного обмена у млекопитающих: отсутствие цистатионазы в тканях плода человека

    .

    Pediatr. Res.

    6

    :

    538

    —

    547

    .

    Hepburn

    ,

    F. N.

    и

    Bradley

    ,

    W. B.

    (

    1964

    )

    Потребность в глутаминовой кислоте и аргинине для высоких темпов роста крыс, получавших аминокислотную диету

    .

    J. Nutr.

    84

    :

    305

    —

    312

    .

    Хорват

    ,

    К.

    ,

    Джами

    ,

    М.

    ,

    Хилл

    ,

    I.D.

    ,

    Papadimitriou

    ,

    JC

    ,

    Magder

    ,

    LS

    и

    Chanasongcram

    ,

    S.

    (

    1996

    )

    Изокалорийная безглютаминовая диета и морфология тонкого кишечника

    и его морфология. .

    J. Парентеральное энтеральное питание.

    20

    :

    128

    —

    134

    .

    Джексон

    ,

    А. А.

    ,

    Шоу

    ,

    Дж. К.

    ,

    Барбер

    ,

    А.

    и

    Golden

    ,

    M. H.

    (

    1981

    )

    Метаболизм азота у недоношенных детей, вскармливаемых человеческим донорским грудным молоком: возможная важность глицина

    .

    Pediatr. Res.

    15

    :

    1454

    —

    1461

    .

    Jahoor

    ,

    F.

    ,

    Jackson

    ,

    A.

    ,

    Gazzard

    ,

    B.

    ,

    Philips

    ,

    G.

    ,

    Sharpstone

    ,

    D.

    ,

    , Frazer

    М.E.

    и

    Heird

    ,

    W.

    (

    1999

    )

    Дефицит глутатиона эритроцитов при бессимптомной ВИЧ-инфекции связан со снижением скорости синтеза

    .

    г. J. Physiol.

    276

    :

    E205

    —

    E211

    .

    Jahoor

    ,

    F.

    ,

    Wykes

    ,

    L. J.

    ,

    Reeds

    ,

    P. J.

    ,

    Henry

    ,

    J. F.

    ,

    del Rosario

    ,

    M.P.

    и

    Frazer

    ,

    M. E.

    (

    1995

    )

    Свиньи с дефицитом белка не могут поддерживать пониженный гомеостаз глутатиона при воздействии стресса воспаления

    .

    J. Nutr.

    125

    :

    1462

    —

    1472

    .

    Jaksic

    ,

    T.

    ,

    Wagner

    ,

    DA

    ,

    Burke

    ,

    JF

    и

    Young

    ,

    VR

    (

    1987

    )

    Плазменная регуляция кинетики пролина и синтеза пролина человек

    .

    Метаболизм

    36

    :

    1040

    —

    1046

    .

    Jaksic

    ,

    T.

    ,

    Wagner

    ,

    DA

    ,

    Burke

    ,

    JF

    и

    Янг

    ,

    VR

    (

    1991

    )

    Пациенты с ожогами метаболизма пролина и здоровые контрольные мужчины предметы

    .

    г. J. Clin. Нутр

    54

    :

    408

    —

    413

    .

    Луск

    ,

    г.

    (

    1922

    )

    Метаболизм пролина у взрослых мужчин с ожогами и здоровых контрольных субъектов

    .

    The Science of Nutrition

    Johnson Reprint Corporation

    New York

    , 1976.

    Mahan

    ,

    DC

    и

    Shields

    ,

    RG

    , Jr (

    1998

    )

    Состав незаменимых и несущественных аминокислот свиней от рождения до 145 кг массы тела, и сравнение с другими исследованиями

    .

    J. Anim. Sci.

    76

    :

    513

    —

    521

    .

    Мэтьюз

    ,

    Д. Е.

    и

    Кэмпбелл

    ,

    Р. Г.

    (

    1992

    )

    Влияние потребления белка с пищей на глутамин и азотный обмен глутамина у людей

    .

    г. J. Clin. Nutr.

    55

    :

    963

    —

    970

    .

    Meier

    ,

    P.

    ,

    Teng

    ,

    C.

    ,

    Battaglia

    ,

    F.C.

    и

    Меския

    ,

    G.

    (

    1981

    )

    Скорость накопления аминокислотного азота и общего азота в плоде ягненка

    .

    Proc. Soc. Exp. Биол. Med.

    167

    :

    463

    —

    468

    .

    Miller

    ,

    RG

    ,

    Keshen

    ,

    TH

    ,

    Jahoor

    ,

    F.

    ,

    Shew

    ,

    SB

    и

    Jaksic

    ,

    T.

    (1996

    , отсек 5) эндогенно синтезированных аминокислот у новорожденных

    .

    J. Surg. Res.

    63

    :

    199

    —

    203

    .

    Murphy

    ,

    J. M.

    ,

    Murch

    ,

    S. J.

    и

    Ball

    ,

    R.O.

    (

    1996

    )

    Пролин синтезируется из глутамата во время внутрижелудочной инфузии свиней, но не во время внутривенной инфузии.

    J. Nutr.

    126

    :

    878

    —

    886

    .

    Нейсмит

    ,

    Д.J.

    ,

    Rana

    ,

    S. K.

    &

    Emery

    ,

    P. W.

    (

    1987

    )

    Метаболизм таурина во время репродукции у женщин

    .

    Hum. Nutr. Clin. Nutr.

    41

    :

    37

    —

    45

    .

    Pellet

    ,

    P. L.

    и

    Kaba

    ,

    H.

    (

    1972

    )

    Аминокислоты туши крысы в ​​условиях определения чистого использования белка

    .

    J. Nutr.

    102

    :

    61

    —

    68

    .

    Raguso

    ,

    C. A.

    ,

    Pereira

    ,

    P.

    и

    Young

    ,

    VR

    (

    1999

    )

    Исследование с помощью трассирующих индикаторов обязательных окислительных потерь аминокислот у здоровых молодых людей

    .

    г. J. Clin. Nutr.

    70

    :

    474

    —

    483

    .

    Трости

    ,

    P. J.

    ,

    Burrin

    ,

    D.G.

    ,

    Jahoor

    ,

    F.

    ,

    Wykes

    ,

    L.

    ,

    Henry

    ,

    J.

    и

    Frazer

    ,

    ME

    (

    1996

    )

    Энтеральный глутамат метаболизируется при первом прохождении через желудочно-кишечный тракт детенышей свиней

    .

    г. J. Physiol.

    270

    :

    E413

    —

    E418

    .

    Ридс

    ,

    P. J.

    ,

    Burrin

    ,

    D. G.

    ,

    Stoll

    ,

    B.

    ,

    Jahoor

    ,

    F.

    ,

    Wykes

    ,

    L.

    ,

    Henry

    ,

    J.

    и

    Frazer

    ,

    ME

    (

    1997

    )

    Энтеральный источник глутамата является предпочтительным для синтез глутатиона слизистой у откормленных поросят

    .

    г. J. Physiol.

    273

    :

    E408

    —

    E415

    .

    Stoll

    ,

    B.

    ,

    Burrin

    ,

    D. G.

    ,

    Henry

    ,

    J.

    ,

    Yu

    ,

    H.

    ,

    Jahoor

    ,

    F.

    и

    Reeds

    ,

    P. J.

    (

    1999

    )

    Окисление субстрата через портальные дренированные внутренности откормленных поросят

    .

    г. J. Physiol.

    277

    :

    E168

    —

    E175

    .

    Stoll

    ,

    B.

    ,

    Henry

    ,

    J.

    ,

    Reeds

    ,

    P. J.

    ,

    Yu

    ,

    H.

    ,

    Jahoor

    ,

    F.

    и

    Burrin

    ,

    D. G.

    (

    1998

    )

    Катаболизм доминирует в первом прохождении кишечного метаболизма незаменимых аминокислот у поросят, получавших молочный белок

    .

    J. Nutr.

    128

    :

    606

    —

    614

    .

    Wakabayashi

    ,

    Y.

    ,

    Yamada

    ,

    E.

    ,

    Yoshida

    ,

    T.

    и

    Takahashi

    ,

    H.

    (

    1995

    )

    аргинин становится незаменимой аминокислотой массивная резекция тонкой кишки крысы

    .

    J. Biol. Chem.

    269

    :

    32667

    —

    32671

    .

    Widdowson

    ,

    E. M.

    ,

    Southgate

    ,

    D.A.T.

    и

    Hey

    ,

    E. N.

    (

    1979

    )

    Состав тела плода и младенца

    .

    Visser

    ,

    H.K.A.

    ред.

    Питание плода и младенца

    :

    169

    —

    177

    Martinus Njihoff Publishers London

    ,

    England

    .

    Williams

    ,

    A. P.

    (

    1978

    )

    Аминокислотный, коллагеновый и минеральный состав недожвачных телят

    .

    J. Agri. Sci. (Камб.).

    90

    :

    617

    —

    624

    .

    Womack

    ,

    M.

    и

    Rose

    ,

    W. C.

    (

    1947

    )

    Роль пролина, гидроксипролина и глутаминовой кислоты в росте

    .

    J. Biol. Chem.

    171

    :

    37

    —

    50

    .

    Wu

    ,

    G.

    ,

    Davis

    ,

    PK

    ,

    Flynn

    ,

    NE

    ,

    Knabe

    ,

    DA

    и

    Davidson

    ,

    JT

    (

    9000) синтез аргинина играет важную роль в поддержании гомеостаза аргинина у растущих свиней после отъема

    .

    J. Nutr.

    127

    :

    2342

    —

    2349

    .

    Ву

    ,

    г.

    ,

    Отт

    ,

    Т.L.

    ,

    Knabe

    ,

    D. A.

    и

    Bazer

    ,

    F. W.

    (

    1999

    )

    Аминокислотный состав плода свиньи

    .

    J. Nutr.

    129

    :

    1031

    —

    1038

    .

    Young

    ,

    V.

    &

    R & Borgonha

    ,

    S.

    (

    2000

    )

    Требования к азоту и аминокислотам: модель требований к аминокислотам

    Массачусетского технологического института.

    J. Nutr.

    130

    :

    1841S

    —

    1849

    S.

    Yu

    ,

    YM

    ,

    Yang

    ,

    RD

    ,

    Matthews

    ,

    DE

    ,

    0004 Wen

    ,

    ,

    JF

    ,

    Bier

    ,

    DM

    и

    Young

    ,

    VR

    (

    1985

    )

    Количественные аспекты азотистого обмена глицина и аланина у молодых мужчин после абсорбции: влияние уровня азота и потребления незаменимых аминокислот

    .

    J. Nutr.

    115

    :

    399

    —

    410

    .

    © 2000 Американское общество диетологии

    6.1: Введение в белки — Medicine LibreTexts

    Цели обучения

    • Опишите строение аминокислот.
    • Различия между незаменимой аминокислотой и несущественной аминокислотой.
    • Опишите синтез белка.

    Что такое белок?

    Белки — это большие сложные молекулы, которые являются важными компонентами всех тканей человека (например, костей, крови, гормонов, ферментов, антител). Белки содержат элементы углерод, водород и кислород так же, как углеводы и липиды, но белки являются единственным макроэлементом, содержащим азот. Белки — это макромолекулы, состоящие из аминокислот. Аминокислоты обычно называют «строительными блоками» белка. Аминокислоты содержат пять элементов (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).Каждая аминокислота состоит из центрального атома углерода (C), соединенного с боковой цепью (R), водорода (H), азотсодержащей амино группы (NH 2 ) и карбоновой кислоты группы ( COOH) — отсюда и название «аминокислота». Аминокислоты отличаются друг от друга тем, какая конкретная боковая цепь (R) связана с углеродным центром. Боковая цепь аминокислоты может быть такой же простой, как одна водородная связь с углеродным центром (глицин; рисунок \ (\ PageIndex {2a} \)), или более сложной, как лейцин (рисунок \ (\ PageIndex {2b} \)). .

    Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): аминокислотная структура. (CC BY 3.0; автор Tyagi.anuj через Wikimedia Commons)

    Незаменимые и заменимые аминокислоты

    Существует двадцать различных аминокислот, и мы требуем, чтобы все они производили множество различных белков, встречающихся в организме. Аминокислоты можно разделить на незаменимые и заменимые (Таблица \ (\ PageIndex {1} \)). Одиннадцать аминокислот считаются несущественными, потому что организм может синтезировать их посредством трансаминирования (которое представляет собой процесс переноса аминогруппы от одной аминокислоты к другой кислотной группе и боковой цепи).Однако девять из аминокислот называются незаменимыми аминокислотами, потому что мы не можем синтезировать их вообще или в достаточных количествах. Эти незаменимые аминокислоты должны быть получены с пищей. Иногда в младенчестве, росте и в болезненных состояниях организм не может синтезировать достаточное количество некоторых заменимых аминокислот, и с пищей требуется их большее количество. Эти типы аминокислот называются условно незаменимыми аминокислотами.

    Таблица \ (\ PageIndex {1} \): незаменимые и заменимые аминокислоты
    Essential Несущественное
    Гистидин Аланин
    Изолейцин аргинин *
    лейцин аспарагин
    Лизин Аспарагиновая кислота
    метионин Цистеин *
    фенилаланин Глутаминовая кислота
    Треонин Глютамин *
    Триптофан Глицин *
    Валин пролин *
    Серин
    тирозин *
    * Условно незаменимый

    Построение белков с помощью аминокислот (синтез белков)

    Белок состоит из нескольких аминокислот.Производятся разные белки, потому что есть 20 аминокислот, которые можно объединить в уникальные последовательности. Каждая аминокислота связана со следующей аминокислотой специальной химической связью, называемой пептидной связью (рисунок \ (\ PageIndex {3} \)). Пептидная связь образуется между группой карбоновой кислоты одной аминокислоты и аминогруппой другой, высвобождая молекулу воды. Когда аминокислоты соединяются вместе, они образуют пептиды и называются в зависимости от количества аминокислот в пептиде. Например, дипептид содержит 2 аминокислоты, трипептид содержит 3 аминокислоты, олигопептид содержит 4-9 аминокислот, а полипептид содержит 10 или более аминокислот.

    Каждый белок в организме человека отличается по аминокислотной последовательности. Гены регулируют связывание аминокислот (ген — это участок ДНК, который действует как матрица для синтеза белка). Синтез белка также включает транскрипцию и трансляцию.

    • Транскрипция: информационная РНК (мРНК) копирует (транскрибирует) информацию из ДНК в ядре и переносится в рибосомы в цитоплазме
    • Трансляция: информация из мРНК преобразуется (транслируется) в растущую цепь аминокислот, которые связываются вместе с образованием определенного белка.

    Существующие белки можно расщепить, чтобы получить аминокислоты для синтеза новых белков. Вновь синтезированный белок структурирован для выполнения определенной функции в клетке. Трехмерная форма белка (третичная структура) имеет решающее значение для его функции. Если белок теряет форму, он теряет свою функцию. Денатурация — это термин, используемый для описания потери формы белком. Воздействие тепла, кислот, щелочей, тяжелых металлов, алкоголя может денатурировать белки.

    Синтез белка может быть ограничен отсутствием аминокислот.Аминокислота, которая отсутствует или находится в минимальном количестве, называется ограничивающей аминокислотой. Без необходимого количества незаменимых аминокислот невозможно синтезировать белки, которые могут повлиять на функции организма.

    Основные выводы

    • Аминокислоты — это строительные блоки белков. Структура аминокислот включает центральный атом углерода, атом водорода, группу амино , карбоксильную группу кислоты и боковую цепь.
    • Некоторые аминокислоты не являются необходимыми в диете, потому что организм может их синтезировать, а некоторые необходимы в диете, потому что организм не может их вырабатывать.
    • Белки представляют собой цепочки аминокислот, удерживаемые вместе пептидными связями.

    Аминокислоты — Knowledge @ AMBOSS

    Последнее обновление: 12 августа 2021 г.

    Резюме

    Аминокислоты — это органические соединения, которые состоят из атома углерода, присоединенного к карбоксильной группе, атома водорода, аминогруппы и переменной R группа (боковая цепь). У человека (и других эукариот) существует 21 различная протеиногенная аминокислота, 20 из которых кодируются для синтеза белка с помощью генетического кода, а также селеноцистеин, который интегрирован через специальный механизм трансляции.Их можно разделить на незаменимые аминокислоты (не могут быть синтезированы организмом) и заменимые аминокислоты (могут синтезироваться организмом). Производные аминокислот включают глицин, глутамат, гистидин, аргинин, триптофан и фенилаланин. Катаболизм аминокислот может происходить через разные метаболические пути, каждый из которых имеет определенную цель, включая производство метаболического топлива (например, пирувата, ацетил-КоА), повторное использование в синтезе новых белков и создание производных аминокислот.Недостаток этих метаболических путей может привести к множеству состояний, которые более подробно описаны в разделах «Нарушения метаболизма аминокислот», «Гиперфенилаланинемия» и «Гипераммонемия».

    Аминокислоты

    Структура

    • Аминокислота (AA) состоит из атома углерода, присоединенного к a / an:
      • Карбоксильная группа (-COOH)
      • Атом водорода
      • Аминогруппа (-NH 2 )
      • Переменная группа R (боковая цепь): определяет уникальные свойства
    • В белки включены только аминокислоты L-формы.
    • У человека есть 21 стандартная протеиногенная аминокислота

    Свойства

    Незаменимые или несущественные

    414

    Изолейцин (Ile)

    Треонин (Thr)

    Триптофан (Trp)

    Незаменимые и незаменимые аминокислоты
    Группа Amino acid14 Synthesis

    Незаменимые аминокислоты

    Лейцин (Leu)

    Лизин (Lys)

    • Невозможно синтезировать (необходимо потреблять)

    20

    Метионин (Met)

    Валин (Val)

    Аргинин

    9 *5

    Заменимые аминокислоты

    Аланин (Ala)

    Аспарагин (Asn)

    Аспартат (Asp)

    Глутамат (Glu)

    Глутамин (Gln)

    Глицин (Gly)

    Пролин (Pro4)

    Цистеин ** (Cys)

    Тирозин ** (Tyr)
    Условные аминокислоты

    * Аргинин и гистидин могут стать необходимыми во время повышенный спрос (например,g., во время болезни, фаз роста, таких как беременность или детство).

    ** Цистеин и тирозин синтезируются из незаменимых АК.

    Для основных AA подумайте о PVT (Private) TIM HALL: фенилаланин, валин, треонин, триптофан, изолейцин, метионин, гистидин, аргинин, лейцин, лизин

    Чтобы вспомнить гликогенные AA, подумайте: Аргес встретил свою валентинку и дал ей сладости.

    Для своих ролей в кино Брэд Питт может много есть (глюкогенный) или диету (кетогенную): фенилаланин, изолейцин, треонин, триптофан

    Для кетогенных АА визуализируйте 2 L-образных ключа: лейцин и лизин.

    гидрофобный или гидрофильный

    Гидрофобные по сравнению с гидрофильными аминокислотами
    Характеристики Гидрофобные аминокислоты Гидрофильные аминокислоты
    Местоположение во время сворачивания белка
    • Обычно оседает внутри белка
    Группы R
    Примеры
    • Ароматический: Phe, Trp
    • Алифатические: Gly, Ala, Met, Pro, AA с разветвленной цепью (Val, Leu, Ile)
    • Незаряженные: Tyr, Ser, Thr, Cys, Asn, Gln
    • Заряжено: Asp, Glu, Arg, Lys, His

    Кислотно-основные свойства

    • Обзор

      • Чистый заряд и, следовательно, полярность АК могут меняться в зависимости от pH окружающей среды и доступности H + , доступного для протонирования.При зарядке АК становятся полярными / гидрофильными.
      • Константа диссоциации кислоты (pKa)

        • Указывает силу слабой кислоты или основания
        • Определяется как pH, при котором ионизированная и неионизированная формы существуют в равных концентрациях
      • Все АК имеют по крайней мере две ионизируемые группы, каждая со своей собственной константой кислотной диссоциации (pKa).

        • pKa α-карбоксильной группы = 2
        • pKa α-аминогруппы = 9–10
      • Кислотные / основные АК имеют другую pKa для их ионизируемой группы боковой цепи, которая варьируется.
    • Кислые аминокислоты: боковые группы имеют отрицательный заряд при pH тела (обе имеют pKa ~ 4). ;
    • Основные аминокислоты

      • Слабоосновная: Боковая группа не имеет заряда при pH тела (~ 7,4).
      • Боковые группы заряжены положительно при pH тела. Их можно найти в гистонах, связывающих отрицательно заряженную ДНК.

        • Lys: pKa 10,5
        • Arg: pKa 12,5

    His (гистидин) лежит (лизин) представляет собой (аргинин) основание (основные аминокислоты).

    Производные аминокислот

    Катаболизм аминокислот

    Обзор

    • Метаболические пути: во время катаболизма белка аминокислоты могут проходить разные метаболические пути для разных целей, в том числе:
    • Участки обмена веществ
    • Процессы метаболизма АК

    Биохимические реакции обмена аминокислот

    Трансаминирование

    • Описание: перенос аминогруппы от АК к α-кетокислоте для разложения или к α-кетокислоте с образованием несущественной АК.
    • Ферменты
    • Расположение: трансаминазы обнаружены в большинстве клеток организма, но их концентрация в печени и сердце выше.
    • Наиболее распространенные примеры

    Глутамат участвует в большинстве реакций трансаминирования и является очень важной частью метаболизма АК.

    Обеззараживание

    • Описание: реакция, в которой аминогруппа из АК высвобождается в виде аммония
    • Примеры

    Глутаматдегидрогеназа может использовать либо НАД +, либо НАДФ + в качестве кофактора.

    Декарбоксилирование

    Катаболизм углеродного скелета аминокислот

    Пути метаболизма углеродного скелета АК

    Лизин и лейцин — единственные чистые кетогенные АК.

    Цикл мочевины

    шагов цикла мочевины (орнитин, карбамоилфосфат, цитруллин, аспартат, аргининосукцинат, фумарат, аргинин и мочевина): «Все мои друзья в университете противодействуют чрезмерно циничной критике»

    Ограничивающий скорость шаг цикла мочевины 1.

    Фермент CPS1 находится в «M1tochondria».

    NH 2 группы для производства мочевины происходят из карбамоилфосфата и аспартата, тогда как углеродная группа происходит из бикарбоната.

    Митохондриальную карбамоилфосфатсинтетазу 1 цикла мочевины не следует путать с цитозольной карбамоилфосфатсинтетазой 2, которая является важным ферментом для биосинтеза пиримидина.

    Не путайте мочевину с мочевой кислотой из пуринового обмена.

    Синтез заменимых аминокислот

    Состояния, связанные с метаболизмом аминокислот

    Гипераммонемия

    • Нормальная физиология внутричерепного аммиака
    • Патофизиология
    • Этиология

      • Приобретено: чаще всего у взрослых
      • Наследственный: чаще всего у детей, но гетерозиготы могут проявляться как у детей старшего возраста или у взрослых
    • Клинические особенности

      • Пациенты педиатрического профиля
      • Взрослые
    • Менеджмент

    Многообразный полезный эффект незаменимой аминокислоты, глицина: обзор

    Глицин является наиболее важной и простой незаменимой аминокислотой для людей, животных и многих млекопитающих.Как правило, глицин синтезируется из холина, серина, гидроксипролина и треонина в результате межорганического метаболизма, в котором в первую очередь участвуют почки и печень. Обычно в обычных условиях кормления глицин не синтезируется в достаточной степени у людей, животных и птиц. Глицин действует как предшественник нескольких ключевых метаболитов с низким молекулярным весом, таких как креатин, глутатион, гем, пурины и порфирины. Глицин очень эффективен для улучшения здоровья и поддерживает рост и благополучие людей и животных.Есть огромное количество сообщений, подтверждающих роль дополнительного глицина в профилактике многих заболеваний и расстройств, включая рак. Добавка к пище надлежащей дозы глицина эффективна при лечении метаболических нарушений у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, некоторыми воспалительными заболеваниями, ожирением, раком и диабетом. Глицин также обладает свойством улучшать качество сна и улучшать неврологические функции. В этом обзоре мы сосредоточимся на метаболизме глицина у людей и животных, а также на недавних открытиях и достижениях в отношении полезных эффектов и защиты глицина при различных болезненных состояниях.

    1. Введение

    Французский химик Х. Браконно первым в 1820 г. выделил глицин из кислотных гидролизатов белка [1]. Вкус глицина сладкий, как глюкоза, из-за его сладкой природы, а его название произошло от греческого слова «гликыс». Глицин получают путем щелочного гидролиза мяса и желатина гидроксидом калия. А. Каур химически синтезировал глицин из монохлоруксусной кислоты и аммиака и установил структуру глицина [2]. Глицин — это простая аминокислота, не имеющая химической конфигурации L или D.Внеклеточные структурные белки, такие как эластин и коллаген, состоят из глицина. Для млекопитающих, таких как свиньи, грызуны и люди, глицин рассматривается как заменимая в пищевом отношении аминокислота. Но в некоторых отчетах утверждается, что количество глицина, продуцируемого in vivo у свиней, грызунов и людей, не соответствует их метаболической активности [3]. Нехватка глицина в небольших количествах не вредна для здоровья, но серьезная нехватка может привести к нарушению иммунного ответа, замедлению роста, ненормальному метаболизму питательных веществ и нежелательным последствиям для здоровья [4].Таким образом, глицин считается условно незаменимой аминокислотой для человека и других млекопитающих, способствующей хорошему росту. В случае птиц глицин является очень важным требованием для роста новорожденных и плода, потому что новорожденные и плоды не могут производить адекватный глицин для обеспечения необходимой метаболической активности.

    2. Физиологические функции глицина

    Глицин играет очень важную роль в метаболизме и питании многих млекопитающих и людей. Из общего содержания аминокислот в организме человека 11.5% представлено глицином и 20% общего аминокислотного азота в белках организма приходится на глицин. Обычно для роста человеческого тела или других млекопитающих 80% глицина всего тела используется для синтеза белка. В коллагене глицин находится в каждой третьей позиции; Остатки глицина объединяют тройную спираль коллагена. Гибкость активных центров ферментов обеспечивается глицином [5]. В центральной нервной системе глицин играет решающую роль в качестве нейромедиатора, тем самым контролируя потребление пищи, поведение и полный гомеостаз тела [6].Глицин регулирует иммунную функцию, выработку супероксида и синтез цитокинов, изменяя внутриклеточные уровни Ca 2+ [7]. Конъюгации желчных кислот у людей и свиней способствует глицин; таким образом, глицин косвенно играет решающую роль в абсорбции и переваривании жирорастворимых витаминов и липидов. РНК, ДНК, креатин, серин и гем образуются несколькими путями, в которых используется глицин. В совокупности глицин играет важную роль в цитопротекции, иммунном ответе, росте, развитии, метаболизме и выживании людей и многих других млекопитающих.

    3. Синтез глицина

    Некоторые изотопные исследования и исследования питания показали, что глицин синтезируется у свиней, людей и других млекопитающих. Биохимические исследования на крысах доказали, что глицин синтезируется из треонина (через путь треониндегидрогеназы), холина (через образование саркозина) и серина (через серингидроксиметилтрансферазу [SHMT]). Позже в других исследованиях было доказано, что синтез глицина у свиней, человека и других млекопитающих происходит по указанным выше трем путям [8].Из недавних исследований было установлено, что гидроксипролин и глиоксилат являются субстратами для синтеза глицина у человека и млекопитающих [9, 10].

    3.1. Синтез глицина из холина

    Метильные группы образуются в тканях млекопитающих во время разложения холина до глицина. Обычно у взрослых крыс около 40–45% поглощения холина превращается в глицин, и это значение может иногда увеличиваться до 70%, когда поглощение холина очень низкое. Благодаря превращению холина в бетаин с помощью бетаинальдегиддегидрогеназы и холиндегидрогеназы [11] три метильные группы холина легко доступны для трех различных превращений: (1) саркозин в глицин с помощью фермента саркозиндегидрогеназы, (2) с использованием бетаина из бетаина. -гомоцистеинметилтрансфераза в качестве донора метила и превращение гомоцистеина в метионин, и (3) превращение диметилглицина в саркозин ферментом диметилглициндегидрогеназой.Саркозиндегидрогеназа и диметилглициндегидрогеназа в основном присутствуют в поджелудочной железе, легких, печени, почках, яйцеводах и тимусе, и эти два фермента являются митохондриальными флавоферментами [12]. Благодаря трансметилированию глицин и саркозин взаимно превращаются. Саркозиндегидрогеназа играет очень важную роль в глицин-саркозиновом цикле, поскольку она контролирует соотношение S-аденозилгомоцистеина и S-аденозилметионина. На реакции, связанные с переносом метильной группы в клетках, в значительной степени влияет S-аденозилгомоцистеин на S-аденозилметионин.Если содержание холина в пище очень низкое, то у млекопитающих синтез глицина очень низок в количественном отношении.

    3.2. Синтез глицина из треонина

    Недавно исследователи сообщили, что серингидроксиметилтрансфераза из печени некоторых млекопитающих проявляет низкую активность треонинальдолазы. Оба фермента — серингидроксиметилтрансфераза и треонинальдолаза — уникальны с точки зрения иммунохимических и биохимических свойств. Треониндегидрогеназа является ключевым ферментом у млекопитающих, таких как свиньи, кошки и крысы, для деградации 80% треонина [13-15].В некоторых научных отчетах утверждается, что у взрослых людей расщепление 7–11% треонина осуществляется треониндегидрогеназой [16]. У младенцев треонин не превращается в глицин. Корм на основе соевых бобов и обычная кукурузная корма дают свиньям после отъема для обеспечения хорошего количества героина, а у поросят, вскармливаемых молоком, лизин синтезируется из героина [17]. Если героин не поступает в достаточном количестве, мы не сможем найти значительный источник лизина в организме [18].

    3.3. Синтез глицина из серина

    Обычно серин, который поступает с пищей, катализируется SHMT для синтеза лизина.SHMT также катализирует эндогенный синтез лизина из глутамата или глюкозы. SHMT присутствует в митохондриях и цитоплазме клеток млекопитающих. В большинстве клеток митохондриальный SHMT отвечает за синтез лизина в больших количествах. Более того, митохондриальный SHMT, по-видимому, встречается повсеместно. Цитозольный SHMT специфически присутствует только в почках и печени. По сравнению с митохондриальным SHMT, цитозольный SHMT менее активен в катализе превращения серина в глицин. И цитозольный SHMT, и митохондриальный SHMT кодируются специфическими генами [19–21].MacFarlane et al. (2008) показали, что mSHMT, а не cSHMT, является основным источником активированных тетрагидрофолатом C 1 единиц в гепатоцитах [22]. Stover et al. (1997) продемонстрировали, что SHMT катализирует перенос C1-звена от C-3 серина к тетрагидрофолату с образованием N5-N10-метилентетрагидрофолата [20]. Mudd et al. (2001) заявили, что N5-N10-метилентетрагидрофолат является основным источником метильной группы для некоторых реакций метилирования [22]. N5-N10-метилентетрагидрофолат особенно используется в различных реакциях: он используется (1) тимидилатсинтазой для образования 2′-дезокситимидилата, (2) N5-N10-метилентетрагидрофолатредуктазой для образования N5-метилтетрагидрофолата и (3 ) N5-N10-метилентетрагидрофолатдегидрогеназа с образованием N5-N10-метилентетрагидрофолата [10, 23].Все описанные выше реакции приведут к реформированию тетрагидрофолата, чтобы убедиться в его доступности для синтеза глицина из серина. Среди животных существует разница в экспрессии SHMT у видов, тканей и развития [4]. Рисунок 1 поясняет синтез глицина из глюкозы и серина, глутамата, холина и треонина у животных [1].

    4. Распад глицина

    У молодых свиней почти 30% глицина, поступающего с пищей, катаболизируется в тонком кишечнике.За деградацию ответственны различные типы бактериальных штаммов, присутствующие в просвете кишечника [24–26]. Расщепление глицина у людей и млекопитающих происходит тремя путями: (1) оксидаза D-аминокислоты превращает глицин в глиоксилат, (2) SHMT превращает глицин в серин и (3) дезаминирование и декарбоксилирование ферментной системой расщепления глицина [27] . Одно углеродное звено, обозначенное N5-N10-метилентетрагидрофолатом, и обратимое действие образования серина из глицина катализируется SHMT.Около 50% N5-N10-метилентетрагидрофолата, образующегося из ферментной системы расщепления глицина, используется для синтеза серина из глицина. В первичных культурах гепатоцитов плода среднего возраста и гепатоцитов плода овцы около 30–50% внеклеточного глицина используется для биосинтеза серина [28, 29]. Различные факторы, такие как кинетика ферментов и внутриклеточная концентрация продуктов и субстратов, инициируют систему ферментов расщепления глицина для окисления глицина, чем синтез глицина из CO 2 и NH 3 .Система митохондриального расщепления глицином [GCS] широко присутствует у многих млекопитающих и людей; это главный фермент разложения глицина в их организме [30]. Но этого фермента в нейронах нет. GCS катализирует взаимное превращение глицина в серин, и для этого требуется N5-N10-метилентетрагидрофолат или тетрагидрофолат [31, 32]. Физиологическое значение ГКС в деградации глицина характеризуется его дефектом у людей, который приводит к глициновой энцефалопатии и очень высоким уровням глицина в плазме.После фенилкетонурии наиболее часто встречающейся врожденной ошибкой метаболизма аминокислот является глициновая энцефалопатия [33]. Метаболический ацидоз, диета с высоким содержанием белка и глюкагон усиливают деградацию глицина и активность расщепления глицина в печени у различных млекопитающих. Но в случае людей высокий уровень жирных кислот в плазме подавляет количество глицина и, по-видимому, не влияет на окисление глицина [34]. Последовательная реакция ферментов в GCS в клетках животных поясняется на рисунке 2.

    5. Благоприятные эффекты глицина
    5.1. Участие гепатотоксичности

    Сообщалось, что глицин очень эффективен для оптимизации активности g-глутамилтранспептидазы, щелочных фосфатаз, аспарататтрансаминаз, состава жирных кислот тканей и трансаминазы аланина, поэтому пероральный прием глицина может быть очень эффективным для защиты алкоголя. -индуцированная гепатотоксичность. Более того, глицин может оптимизировать или изменять уровни липидов при хроническом употреблении алкоголя, поддерживая целостность мембран [35].Было продемонстрировано, что крысы, получавшие добавку глицина, показали очень низкий уровень алкоголя в крови. Иимуро и др. (2000) заявили, что глицин является отличным профилактическим средством для снижения уровня алкоголя в крови. Глицин обладает множеством эффектов, таких как уменьшение накопления свободных жирных кислот и регулирует индивидуальный состав свободных жирных кислот в головном мозге и печени крыс при хроническом употреблении алкоголя. Из приведенных выше свидетельств и отчетов было доказано, что глицин очень эффективен и успешен в качестве важного защитного агента для борьбы с токсичностью, вызванной этанолом [36–38].Известно, что глицин снижает скорость опорожнения желудка от этанола; таким образом он снижает ущерб. В модели на животных добавка глицина снижала уровни липидов при гиперлипидемии, вызванной алкоголем. Из научной литературы было доказано, что пероральный прием глицина снижает количество продуктов метаболизма алкоголя, таких как ацетальдегид, от индукции изменения углеводных групп гликопротеинов. Глицин также может бороться с опосредованным свободными радикалами окислительным стрессом в гепатоцитах, плазме и мембранах эритроцитов людей и животных, страдающих от алкогольного поражения печени [39].Из исследования in vivo было продемонстрировано, что некоторые меланомы, такие как B16 и рак печени, можно предотвратить с помощью глицина, поскольку он подавляет пролиферацию эндотелиальных клеток и ангиогенез. Некоторые из других преимуществ глицина заключаются в том, что он оказывает криозащитное действие при летальных повреждениях клеток, таких как аноксия, поскольку он ингибирует Ca 2+ -зависимую деградацию нелизосомными протеазами, включая кальпаины [40]. Доброкачественная гиперплазия простаты, шизофрения, инсульт и некоторые редкие наследственные метаболические нарушения можно вылечить с помощью добавок глицина.От вредного воздействия некоторых лекарств на почки после трансплантации органов можно избавиться с помощью глициновой диеты. Ужасающие эффекты алкоголя можно уменьшить с помощью глицина. Глицин можно наносить на кожу для лечения некоторых ран и язв на ногах, и он чаще всего используется при лечении ишемического инсульта. Глицин проявляет профилактическое действие против гепатотоксичности. Организму человека требуется 2 г глицина в день, и он должен поступать с пищей. Бобовые, рыба, молочные продукты и мясо — одни из хороших источников пищи.Сообщалось, что если глицин вводят внутривенно до реанимации, это снижает уровень смертности за счет уменьшения повреждения органов у крыс, страдающих геморрагическим шоком [41]. Пероральный прием глицина снижает риск эндотоксического шока, вызванного циклоспорином A и D-галактозамином [42].

    Фактор некроза опухоли, воспаление и активация макрофагов подавляются глицином. Глицин также снижает вызванное алкоголем повреждение печени и устраняет реперфузионное повреждение перекисного окисления липидов и дефицит глутатиона, вызванные несколькими типами гепатотоксинов [43–45].Некоторые из других функций глицина — это конъюгация желчных кислот и выработка хлорофилла, и он играет жизненно важную роль во многих реакциях, таких как гем, пурин и глюконеогенез. Глицин вместе с аланином проявляют особый характер для улучшения метаболизма алкоголя. Глицин снижает уровень ионов супероксида из нейтрофилов через хлоридные каналы, управляемые глицином. Хлоридные каналы в клетках Купфера активируются глицином, а активированные клетки Купфера гиперполяризуют клеточную мембрану и снижают внутриклеточные концентрации Ca 2+ ; аналогичные функции также выполняет глицин в нейронах.Если глицин добавлен в больших количествах, он токсичен для человеческого организма. Основным недостатком пероральных добавок глицина является то, что он быстро метаболизируется в пищеварительной системе. Глицин усиливает выведение алкоголя из желудка при первом прохождении, предотвращая попадание алкоголя в печень.

    5.2. Лечение желудочно-кишечных заболеваний

    Jacob et al. (2003) сообщили, что глицин защищает желудок от повреждения во время ишемии брыжейки, подавляя апоптоз [46].Ли и др. (2002) продемонстрировали, что глицин обеспечивает защиту от ИК-повреждения кишечника методом, совместимым с поглощением глицина [47]. В кишечнике есть несколько типов мембранных транспортных систем, которые используют глицин в качестве субстрата для увеличения клеточного поглощения. Рецептор GLYT1 присутствует в базолатеральной мембране энтероцитов, и его основная функция заключается в импорте глицина в клетки. Роль глицина в клетках заключается в удовлетворении основных потребностей энтероцитов [48]. Ховард и др.(2010) использовали линии эпителиальных клеток кишечника человека для изучения функции GLYT1 в цитопротективном эффекте глицина для борьбы с окислительным стрессом [49]. Если глицин вводится перед окислительной стимуляцией, он защищает уровни внутриклеточного глутатиона, не нарушая скорости поглощения глицина. Защита уровней внутриклеточного глутатиона зависит от уникальной активности рецептора GLYT1. Рецептор GLYT1 обеспечивает необходимые требования для накопления внутриклеточного глицина.

    Tsune et al.(2003) сообщили, что глицин защищает кишечное повреждение, вызванное тринитробензолсульфоновой кислотой или декстрансульфатом натрия в химических моделях колита. Раздражение и повреждение эпителия, вызванные тринитробензолсульфоновой кислотой или декстрансульфатом натрия, излечиваются глицином [50]. Ховард и др. (2010) сообщили, что прямое воздействие глицина на эпителиальные клетки кишечника может оказывать особое влияние на воспалительный статус кишечника путем значительного изменения окислительно-восстановительного статуса, которое полностью отличается от противовоспалительного действия глицина на несколько молекулярных мишеней других популяции клеток слизистой оболочки.Было установлено, что 2 дня перорального приема глицина после введения 2,4,6-тринитробензолсульфоновой кислоты [TNBS] очень эффективны в снижении воспаления, что показывает терапевтические и профилактические преимущества глицина. Способность глицина изменять несколько типов клеток еще раз подчеркивает сложность анализа нескольких режимов функции глицина в уменьшении травм и воспалений. Добавка глицина имеет очень хорошую эффективность в защите от некоторых кишечных расстройств, и дальнейшие исследования по изучению конкретной роли рецепторов глицина в эпителиальных клетках и иммунных клетках помогут понять цитопротекторные и противовоспалительные эффекты глицина.

    5.3. Терапия глицином для предотвращения неудачной трансплантации органов

    Хранение органов в холодовой ишемической среде для трансплантации приводит к ишемическому реперфузионному повреждению, которое является основной причиной неудач при трансплантации органов. Эту неудачу при трансплантации органа можно предотвратить с помощью глициновой терапии. Холодные и гипоксические ишемические повреждения почек кроликов и собак были излечены глицином, а лечение глицином улучшило функцию трансплантации трансплантата [51]. Более того, почки, промытые глицинсодержащим раствором каролины, могут быть защищены от реперфузионного повреждения или повреждения при хранении и улучшают функцию почечного трансплантата и увеличивают выживаемость после трансплантации почки [52].Использование глицина при трансплантации органов наиболее широко исследуется при трансплантации печени. Добавление глицина к раствору для полоскания Carolina и раствору для хранения в холодильнике не только лечит повреждение при хранении / реперфузионное повреждение, но также улучшает функцию и здоровье трансплантата, уменьшая повреждение непаренхимальных клеток при трансплантации печени крысы [53, 54]. Внутривенное введение глицина крысам-донорам эффективно увеличивает выживаемость трансплантата. В наши дни доноры без сердечного ритма приобретают все большее значение как хороший источник трансплантируемых органов из-за острой нехватки донорских органов для клинического использования.Трансплантаты от доноров, у которых не бьется сердце, обрабатывают 25 мг / кг глицина во время нормотермической рециркуляции, чтобы уменьшить реперфузионное повреждение эндотелиальных клеток и паренхиматозных клеток после трансплантации органов [55]. После трансплантации печени человека внутривенно вводят глицин, чтобы минимизировать реперфузионное повреждение. Перед имплантацией реципиентам вводят 250 мл 300 мМ глицина в течение одного часа, а после трансплантации ежедневно вводят 25 мл глицина. Высокий уровень трансаминаз снижается в четыре раза, а уровень билирубина также снижается [56].Глицин уменьшает патологические изменения, такие как уменьшение высоты ворсинок, венозный застой и потеря эпителия ворсинок, снижает инфильтрацию нейтрофилов и улучшает снабжение кислородом и кровообращение [57].

    Одним из других важных факторов снижения выживаемости трансплантата является отторжение. Глицин обладает способностью контролировать иммунологическую реакцию и помогает подавить отторжение после трансплантации. Наблюдается дозозависимое снижение титра антител у кроликов, зараженных антигеном эритроцитов барана и антигеном брюшного тифа путем введения высоких доз глицина от 50 до 300 мг / кг [58].Диетический глицин вместе с низкой дозой циклоспорина А улучшает выживаемость аллотрансплантата при трансплантации почки от DA крысам Льюиса, а также улучшает функцию почек по сравнению с очень низкими дозами только циклоспорина А. Нет научных отчетов, которые утверждают, что глицин сам по себе улучшает выживаемость трансплантата [59]. Глицин также действует как защитный агент на захваченных гелем гепатоцитах в биоискусственной печени. 3 мМ глицина обладают максимальной защитной способностью, а глицин может подавлять некроз клеток после воздействия аноксии [60].Обсужденные выше результаты доказывают, что глицин обладает умеренными иммунодепрессивными свойствами.

    5.4. Лечение глицином геморрагического и эндотоксического шока

    Эндотоксический и геморрагический шок обычно наблюдаются у пациентов в критическом состоянии. Гипоксия, активация воспалительных клеток, нарушение коагуляции и высвобождение токсичных медиаторов являются основными факторами, которые приводят к отказу нескольких органов. Вышеупомянутые события, приемлемые для полиорганной недостаточности, могут значительно подавляться глицином; поэтому глицин можно эффективно использовать в терапии шока [61].Глицин увеличивает выживаемость и уменьшает повреждение органов после реанимации или кровоизлияния в зависимости от дозы. В другом исследовании было доказано, что глицин эффективно снижает высвобождение трансаминаз, смертность и некроз печени после геморрагического шока [62]. Лечение эндотоксином вызывает некроз печени, повреждение легких, повышение уровня трансаминаз в сыворотке и смертность, которую можно вылечить краткосрочным лечением глицином. Постоянное лечение глицином в течение четырех недель уменьшает воспаление и увеличивает выживаемость после эндотоксина, но не улучшает патологию печени [63].Специфический эффект после постоянного лечения глицином обусловлен подавлением активности хлоридных каналов, управляемых глицином, на клетках Купфера, но не на нейтрофилах и альвеолярных макрофагах. Глицин обладает свойством повышать выживаемость за счет уменьшения воспаления легких. Глицин улучшает функцию печени, излечивает повреждение печени и предотвращает смертность при экспериментальном сепсисе, вызванном пункцией слепой кишки и перевязкой. Из научной литературы ясно, что глицин очень эффективен в защите от септического, эндотоксинового и геморрагического шока [64].

    5.5. Лечение язвы желудка глицином

    Секреция кислоты, вызванная перевязкой привратника, снижается глицином. Глицин также защищает от экспериментальных поражений желудка у крыс, вызванных индометацином, сдерживающим переохлаждением стрессом и некротизирующими агентами, такими как 0,6 М соляная кислота, 0,2 М гидроксид натрия и 80% этанол [65]. Глицин обладает эффективной цитопротекторной и противоязвенной активностью. Более того, очень важны дальнейшие исследования для объяснения механизмов действия глицина при заболеваниях желудка и выяснения его роли в лечении и профилактике язвенной болезни желудка.

    5.6. Профилактическое свойство глицина при артрите

    Поскольку глицин является очень успешным иммуномодулятором, подавляющим воспаление, его действие на артрит исследуется in vivo с помощью модели артрита PG-PS. PG-PS является очень важным структурным компонентом стенок грамположительных бактериальных клеток и вызывает у крыс ревматоидный артрит. У крыс, которым вводили PG-PS, которые страдают от инфильтрации воспалительных клеток, синовиальной гиперплазии, отека и отека лодыжек, эти эффекты модели артрита PG-PS могут быть уменьшены добавлением глицина [66].

    5.7. Лечение рака: Глицин

    Полиненасыщенные жирные кислоты и пероксисомальные пролифераторы являются очень хорошими промоторами опухолей, поскольку они увеличивают пролиферацию клеток. Клетки Купфера являются очень хорошими источниками митогенных цитокинов, таких как TNF α . Глицин, принимаемый с пищей, может подавлять пролиферацию клеток, вызванную WY-14 643, который является пероксисомальным пролифератором, и кукурузным маслом [67, 68]. Синтез TNF α клетками Купфера и активация ядерного фактора κ B блокируются глицином.65% роста опухоли имплантированных клеток меланомы B16 ингибируется глицином, что указывает на то, что глицин обладает противораковыми свойствами [69].

    5.8. Роль глицина в здоровье сосудов

    Один из исследователей продемонстрировал, что тромбоциты у крыс экспрессируют хлоридные каналы, управляемые глицином. Они также сообщили, что человеческие тромбоциты чувствительны к глицину и экспрессируют хлоридные каналы, управляемые глицином [70]. Чжун и др. (2012) сообщили, что предварительное введение 500 мг / кг глицина может уменьшить реперфузионное повреждение ишемии сердца [71].Один из исследователей продемонстрировал, что 3 мМ глицина поддерживали повышенную выживаемость кардиомиоцитов in vitro, которые позже подвергались ишемии в течение одного часа, а затем подвергались повторной оксигенации. 3 мМ глицина также были защитными для модели реперфузии ишемии сердца ex vivo [72]. Sekhar et al. сообщили, что глицин оказывает антигипертензивное действие у крыс, получавших сахарозу [73, 74].

    6. Заключение

    Глицин обладает широким спектром защитных свойств от различных травм и заболеваний.Подобно многим другим незаменимым аминокислотам, глицин играет очень важную роль в контроле над эпигенетикой. Глицин выполняет очень важную физиологическую функцию у людей и животных. Глицин является предшественником множества важных метаболитов, таких как глутатион, порфирины, пурины, гем и креатин. Глицин действует как нейромедиатор в центральной нервной системе и выполняет множество функций, таких как антиоксидант, противовоспалительное, криопротекторное и иммуномодулирующее действие в периферических и нервных тканях.Пероральный прием глицина в правильной дозе очень эффективен для уменьшения ряда метаболических нарушений у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями, различными воспалительными заболеваниями, раком, диабетом и ожирением. Необходимы дополнительные исследования для изучения роли глицина в заболеваниях, связанных с провоспалительными цитокинами, реперфузией или ишемией, а также свободными радикалами. Необходимо полностью объяснить механизмы защиты глицина и принять необходимые меры предосторожности для безопасного приема и дозировки.Глицин обладает огромным потенциалом для улучшения здоровья, роста и благополучия как людей, так и животных.

    Конкурирующие интересы

    Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

    Незаменимые аминокислоты в питании человека | Здоровое питание

    Автор: Ян Анниган Обновлено 17 декабря 2018 г.

    Аминокислоты — это небольшие биологические молекулы, которые при соединении вместе образуют молекулу белка. Белки, которые вы потребляете каждый день, содержат до 20 различных аминокислот, которые комбинируются в разных количествах и по порядку, образуя множество белков в вашем теле.Из этих 20 аминокислот одиннадцать называются несущественными, потому что ваше тело способно их синтезировать, поэтому вам не нужно получать их из своего рациона каждый день.

    Важность

    Незаменимые аминокислоты играют в организме несколько важных ролей. Наряду с незаменимыми аминокислотами ваше тело может включать их в новые белки, когда они нужны вашим клеткам. Кроме того, в зависимости от вашей диеты, они могут подвергаться химическому превращению, в конечном итоге создавая глюкозу для использования в качестве источника топлива или жирные кислоты для хранения лишних калорий.Однако уникальной характеристикой заменимых аминокислот является их синтез из других биологических источников в ваших клетках, когда ваш рацион не обеспечивает их в достаточном количестве. Напротив, ваше тело не может производить незаменимые аминокислоты, поэтому вы должны включать их в пищу, которую вы едите.

    Биосинтез

    Ваш организм может вырабатывать незаменимые аминокислоты из множества источников. Например, когда ваши клетки сжигают углеводы для создания энергии, углеводы подвергаются нескольким химическим процессам, и некоторые из промежуточных молекул, образующихся в ходе этих реакций, могут служить предшественниками синтеза определенных заменимых аминокислот.Что касается других незаменимых аминокислот, ваши клетки могут создавать их, изменяя другую аминокислоту, аналогичную по биологической структуре. Таким образом, вы можете восполнить недостаток каких-либо незаменимых аминокислот в рационе и при этом поддерживать оптимальное здоровье.

    Диета

    Пока вы потребляете достаточный уровень белка и углеводов каждый день, ваши клетки будут иметь или вырабатывать достаточно незаменимых аминокислот для поддержки роста и восстановления тканей, иммунной функции, образования красных кровяных телец и синтеза гормонов.Белки как растительного, так и животного происхождения являются богатыми источниками незаменимых аминокислот, и, хотя вы можете производить незаменимые аминокислоты, включение в свой рацион различных источников протеина помогает обеспечить наличие всех необходимых исходных материалов. чтобы процесс шел гладко, если в вашем рационе когда-либо заканчивается это конкретное питательное вещество.

    Соображения

    Некоторые аминокислоты, которые считаются незаменимыми, на самом деле несущественны в том смысле, что ваши клетки могут их синтезировать; однако, возможно, вы не сможете синтезировать их в достаточно больших количествах, чтобы удовлетворить потребности вашего организма.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    © 2024 Аквааэробика в Уфе - отличный способ похудеть!. Все права защищены.