Аминокислоты представляют собой структурные химические единицы или "строительные кирпичики", образующие белки. Аминокислоты на 16% состоят из азота, это является их основным химическим отличием от двух других важнейших элементов питания - углеводов и жиров. Важность аминокислот для организма определяется той огромной ролью, которую играют белки во всех процессах жизнедеятельности.
Любой живой организм от самых крупных животных до крошечных микробов состоит из белков. Разнообразные формы белков принимают участие во всех процессах, происходящих в живых организмах. В теле человека из белков формируются мышцы, связки, сухожилия, все органы и железы, волосы, ногти. Белки входят в состав жидкостей и костей. Ферменты и гормоны, катализирующие и регулирующие все процессы в организме, также являются белками. Дефицит этих элементов питания в организме может привести к нарушению водного баланса, что вызывает отеки.
Каждый белок в организме уникален и существует для специальных целей. Белки не являются взаимозаменяемыми. Они синтезируются в организме из аминокислот, которые образуются в результате расщепления белков, находящихся в пищевых продуктах. Таким образом, именно аминокислоты, а не сами белки являются наиболее ценными элементами питания. Помимо того, что аминокислоты образуют белки, входящие в состав тканей и органов человеческого организма, некоторые из них выполняют роль нейромедиаторов (нейротрансмиттеров) или являются их предшественниками.
Нейромедиаторы - это химические вещества, передающие нервный импульс от одной нервной клетки другой. Таким образом, некоторые аминокислоты необходимы для нормальной работы головного мозга. Аминокислоты способствуют тому, что витамины и минералы адекватно выполняют свои функции. Некоторые аминокислоты непосредственно снабжают энергией мышечную ткань.
В организме человека многие аминокислоты синтезируются в печени. Однако некоторые из них не могут быть синтезированы в организме, поэтому человек обязательно должен получать их с пищей. К таким незаменимым аминокислотам относятся - гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин. Аминокислоты, которые синтезируются в печен: аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, цитруллин, цистеин, гамма-аминомасляную кислоту, глютамин и глютаминовая кислота, глицин, орнитин, пролин, серин, таурин, тирозин.
Процесс синтеза белков идет в организме постоянно. В случае, когда хоть одна незаменимая аминокислота отсутствует, образование белков приостанавливается. Это может привести к самым различным серьезным проблемам - от нарушения пищеварения до депрессии и замедления роста.
Как возникает такая ситуация? Легче, чем это можно себе представить. Многие факторы приводят к этому, даже, если ваше питание сбалансировано и вы потребляете достаточное количество белка. Нарушение всасывания в желудочно-кишечном тракте, инфекция, травма, стресс, прием некоторых лекарственных препаратов, процесс старения и дисбаланс других питательных веществ в организме - все это может привести к дефициту незаменимых аминокислот.
Следует иметь в виду, что все вышесказанное вовсе не означает, что потребление большого количества белков поможет решить любые проблемы. В действительности, это не способствует сохранению здоровья.
Избыток белков создает дополнительный стресс для почек и печени, которым надо перерабатывать продукты метаболизма белков, основным из них является аммиак. Он очень токсичен для организма, поэтому печень немедленно перерабатывает его в мочевину, которая затем поступает с током крови в почки, где отфильтровывается и выводится наружу.
До тех пор, пока количество белка не слишком велико, а печень работает хорошо, аммиак нейтрализуется сразу же и не причиняет никакого вреда. Но если его слишком много и печень не справляется с его обезвреживанием (в результате неправильного питания, нарушения пищеварения и/или заболеваний печени) - в крови создается токсический уровень аммиака. При этом может возникнуть масса серьезных проблем со здоровьем, вплоть до печеночной энцефалопатии и комы.
Слишком высокая концентрация мочевины также вызывает повреждение почек и боли в спине. Следовательно, важным является не количество, а качество потребляемых с пищей белков. В настоящее время можно получать незаменимые и заменимые аминокислоты в виде биологически активных пищевых добавок.
Это особенно важно при различных заболеваниях и при применении редукционных диет. Вегетарианцам необходимы такие добавки, содержащие незаменимые аминокислоты, чтобы организм получал все необходимое для нормального синтеза белков.
Имеются разные виды добавок, содержащих аминокислоты. Аминокислоты входят в состав некоторых поливитаминов, белковых смесей. Есть в продаже формулы, содержащие комплексы аминокислот или содержащие одну или две аминокислоты . Они представлены в различных формах: в капсулах, таблетках, жидкостях и порошках.
Большинство аминокислот существует в виде двух форм, химическая структура одной является зеркальным отображением другой. Они называются D- и L-формами, например D-цистин и L-цистин.
D означает dextra (правая на латыни), а L - levo (соответственно, левая). Эти термины обозначают направление вращения спирали, являющейся химической структурой данной молекулы. Белки животных и растительных организмов созданы в основном L-формами аминокислот (за исключением фенилаланина, который представлен D, L формами).
Пищевые добавки, содержащие L-аминокислоты, считаются более подходящими для биохимических процессов человеческого организма.
Свободные, или несвязанные, аминокислоты представляют собой наиболее чистую форму. Поэтому при выборе добавки, содержащей аминокислоты, предпочтение следует отдавать продуктам, содержащим L-кристаллические аминокислоты, стандартизированные по Американской Фармакопее (USP). Они не нуждаются в переваривании и абсорбируются непосредственно в кровоток. После приема внутрь всасываются очень быстро и, как правило, не вызывают аллергических реакций.
Отдельные аминокислоты принимают натощак, лучше всего утром или между приемами пищи с небольшим количеством витаминов В6 и С. Если вы принимаете комплекс аминокислот, включающий все незаменимые, это лучше делать через 30 минут после или за 30 минут до еды. Лучше всего принимать и отдельные нужные аминокислоты, и комплекс аминокислот, но в разное время. Отдельно аминокислоты не следует принимать в течение длительного времени, особенно в высоких дозах. Рекомендуют прием в течение 2 месяцев с 2-месячным перерывом.
Аланин
Аланин способствует нормализации метаболизма глюкозы. Установлена взаимосвязь между избытком аланина и инфицированием вирусом Эпштейна-Барра, а также синдромом хронической усталости. Одна из форм аланина - бета-аланин является составной частью пантотеновой кислоты и коэнзима А - одного из самых важных катализаторов в организме.
Аргинин
Аргинин замедляет рост опухолей, в том числе раковых, за счет стимуляции иммунной системы организма. Он повышает активность и увеличивает размер вилочковой железы, которая вырабатывает Т-лимфоциты. В связи с этим аргинин полезен людям, страдающим ВИЧ-инфекцией и злокачественными новообразованиями.
Его также применяют при заболеваниях печени (циррозе и жировой дистрофии), он способствует дезинтоксикационным процессам в печени (прежде всего обезвреживанию аммиака). Семенная жидкость содержит аргинин, поэтому его иногда применяют в комплексной терапии бесплодия у мужчин. В соединительной ткани и в коже также находится большое количество аргинина, поэтому его прием эффективен при различных травмах. Аргинин - важный компонент обмена веществ в мышечной ткани. Он способствует поддержанию оптимального азотного баланса в организме, так как участвует в транспортировке и обезвреживании избыточного азота в организме.
Аргинин помогает снизить вес, так как вызывает некоторое уменьшение запасов жира в организме.
Аргинин входит в состав многих энзимов и гормонов. Он оказывает стимулирующее действие на выработку инсулина поджелудочной железой в качестве компонента вазопрессина (гормона гипофиза) и помогает синтезу гормона роста. Хотя аргинин синтезируется в организме, его образование может быть снижено у новорожденных. Источниками аргинина являются шоколад, кокосовые орехи, молочные продукты, желатин, мясо, овес, арахис, соевые бобы, грецкие орехи, белая мука, пшеница и пшеничные зародыши.
Люди, имеющие вирусные инфекции, в том числе Herpes simplex, не должны принимать аргинин в виде пищевых добавок и должны избегать потребления продуктов, богатых аргинином. Беременным и кормящим грудью матерям не следует употреблять пищевые добавки с аргинином. Прием небольших доз аргинина рекомендуется при заболеваниях суставов и соединительной ткани, при нарушениях толерантности к глюкозе, заболеваниях печени и травмах. Длительный прием не рекомендован.
Аспарагин
Аспарагин необходим для поддержания баланса в процессах, происходящих в центральной нервной системе: препятствует как чрезмерному возбуждению, так и излишнему торможению. Он участвует в процессах синтеза аминокислот в печени.
Так как эта аминокислота повышает жизненную силу, добавку на ее основе применяют при усталости. Она играет также важную роль в процессах метаболизма. Аспартовую кислоту часто назначают при заболеваниях нервной системы. Она полезна спортсменам, а также при нарушениях функции печени. Кроме того, он стимулирует иммунитет за счет повышения продукции иммуноглобулинов и антител.
Аспартовая кислота в больших количествах содержится в белках растительного происхождения, полученных из пророщенных семян и в мясных продуктах.
Карнитин
Строго говоря, карнитин не является аминокислотой, но его химическая структура сходна со структурой аминокислот, и поэтому их обычно рассматривают вместе. Карнитин не участвует в синтезе белков и не является нейромедиатором. Его основная функция в организме - это транспорт длинноцепочечных жирных кислот, в процессе окисления которых выделяется энергия. Это один из основных источников энергии для мышечной ткани. Таким образом, карнитин увеличивает переработку жира в энергию и предотвращает отложение жира в организме, прежде всего в сердце, печени, скелетной мускулатуре.
Карнитин снижает вероятность развития осложнений сахарного диабета, связанных с нарушениями жирового обмена, замедляет жировое перерождение печени при хроническом алкоголизме и риск возникновения заболеваний сердца. Он обладает способностью снижать уровень триглицеридов в крови, способствует снижению массы тела и повышает силу мышц у больных с нервно-мышечными заболеваниями и усиливает антиоксидантное действие витаминов С и Е.
Считается, что некоторые варианты мышечных дистрофий связаны с дефицитом карнитина. При таких заболеваниях люди должны получать большее количество этого вещества, чем это положено по нормам.
Он может синтезироваться в организме при наличии железа, тиамина, пиридоксина и аминокислот лизина и метионина. Синтез карнитина осуществляется в присутствии также достаточного количества витамина С. Недостаточное количество любого из этих питательных веществ в организме приводит к дефициту карнитина. Карнитин поступает в организм с пищей, прежде всего с мясом и другими продуктами животного происхождения.
Большинство случаев дефицита карнитина связано с генетически обусловленным дефектом в процессе его синтеза. К возможным проявлениям недостаточности карнитина относятся нарушения сознания, боли в сердце, слабость в мышцах, ожирение.
Мужчинам вследствие большей мышечной массы требуется большее количество карнитина, чем женщинам. У вегетарианцев более вероятно возникновение дефицита этого питательного вещества, чем у невегетарианцев, в связи с тем, что карнитин не встречается в белках растительного происхождения.
Более того, метионин и лизин (аминокислоты, необходимые для синтеза карнитина) также не содержатся в растительных продуктах в достаточных количествах.
Для получения необходимого количества карнитина вегетарианцы должны принимать пищевые добавки или есть обогащенные лизином продукты, такие как кукурузные хлопья.
Карнитин представлен в биологически активных пищевых добавках в различных формах: в виде D, L-карнитина, D-карнитина, L-карнитина, ацетил-L-карнитина.
Предпочтительнее принимать L-карнитин.
Цитруллин
Цитруллин преимущественно находится в печени. Он повышает энергообеспечение, стимулирует иммунную систему, в процессе обмена веществ превращается в L-аргинин. Он обезвреживает аммиак, повреждающий клетки печени.
Цистеин и цистин
Эти две аминокислоты тесно связаны между собой, каждая молекула цистина состоит из двух молекул цистеина, соединенных друг с другом. Цистеин очень нестабилен и легко переходит в L-цистин, и, таким образом, одна аминокислота легко переходит в другую при необходимости.
Обе аминокислоты относятся к серосодержащим и играют важную роль в процессах формирования тканей кожи, имеют значение для дезинтоксикационных процессов. Цистеин входит в состав альфа-кератина - основного белка ногтей, кожи и волос. Он способствует формированию коллагена и улучшает эластичность и текстуру кожи. Цистеин входит в состав и других белков организма, в том числе некоторых пищеварительных ферментов.
Цистеин помогает обезвреживать некоторые токсические вещества и защищает организм от повреждающего действия радиации. Он представляет собой один из самых мощных антиоксидантов, при этом его антиоксидантное действие усиливается при одновременном приеме с витамином С и селеном.
Цистеин является предшественником глютатиона - вещества, оказывающего защитное действие на клетки печени и головного мозга от повреждения алкоголем, некоторых лекарственных препаратов и токсических веществ, содержащихся в сигаретном дыме. Цистеин растворяется лучше, чем цистин, и быстрее утилизируется в организме, поэтому его чаще используют в комплексном лечении различных заболеваний. Это аминокислота образуется в организме из L-метионина, при обязательном присутствии витамина В6.
Дополнительный прием цистеина необходим при ревматоидном артрите, заболеваниях артерий, раке. Он ускоряет выздоровление после операций, ожогов, связывает тяжелые металлы и растворимое железо. Эта аминокислота также ускоряет сжигание жиров и образование мышечной ткани.
L-цистеин обладает способностью разрушать слизь в дыхательных путях, благодаря этому его часто применяют при бронхитах и эмфиземе легких. Он ускоряет процессы выздоровления при заболеваниях органов дыхания и играет важную роль в активизации лейкоцитов и лимфоцитов.
Так как это вещество увеличивает количество глютатиона в легких, почках, печени и красном костном мозге, оно замедляет процессы старения, например, уменьшая количество старческих пигментных пятен. N-ацетилцистеин более эффективно повышает уровень глютатиона в организме, чем цистин или даже сам глютатион.
Люди с сахарным диабетом должны быть осторожны при приеме добавок с цистеином, так как он обладает способностью инактивировать инсулин. При цистинурии, редком генетическом состоянии, приводящем к образованию цистиновых камней, принимать цистеин нельзя.
Диметилглицин
Диметилглицин - это производная глицина - самой простой аминокислоты. Он является составным элементом многих важных веществ, таких как аминокислоты метионин и холин, некоторых гормонов, нейромедиаторов и ДНК.
В небольших количествах диметилглицин встречается в мясных продуктах, семенах и зернах. Хотя с дефицитом диметилглицина не связано никаких симптомов, прием пищевых добавок с диметилглицином оказывает целый ряд положительных эффектов, включая улучшение энергообеспечения и умственной деятельности.
Диметилглицин также стимулирует иммунитет, уменьшает содержание холестерина и триглицеридов в крови, помогает нормализации артериального давления и уровня глюкозы, а также способствует нормализации функции многих органов. Его также применяют при эпилептических припадках.
Гамма-аминомасляная кислота
Гамма-аминомасляная кислота (GABA) выполняет в организме функцию нейромедиатора центральной нервной системы и незаменима для обмена веществ в головном мозге. Образуется она из другой аминокислоты - глютаминовой. Она уменьшает активность нейронов и предотвращает перевозбуждение нервных клеток.
Гамма-аминомасляная кислота снимает возбуждение и оказывает успокаивающее действие, ее можно принимать также как транквилизаторы, но без риска развития привыкания. Эту аминокислоту используют в комплексном лечении эпилепсии и артериальной гипертензии. Так как она оказывает релаксирующее действие, ее применяют при лечении нарушений половых функций. Кроме того, GABA назначают при синдроме дефицита внимания. Избыток гамма-аминомасляной кислоты, однако, может увеличить беспокойство, вызывает одышку, дрожание конечностей.
Глютаминовая кислота
Глютаминовая кислота является нейромедиатором, передающим импульсы в центральной нервной системе. Эта аминокислота играет важную роль в углеводном обмене и способствует проникновению кальция через гематоэнцефалический барьер.
Эта аминокислота может использоваться клетками головного мозга в качестве источника энергии. Она также обезвреживает аммиак, отнимая атомы азота в процессе образования другой аминокислоты - глютамина. Этот процесс - единственный способ обезвреживания аммиака в головном мозге.
Глютаминовую кислоту применяют при коррекции расстройств поведения у детей, а также при лечении эпилепсии, мышечной дистрофии, язв, гипогликемических состояний, осложнений инсулинотерапии сахарного диабета и нарушений умственного развития.
Глютамин
Глютамин - это аминокислота, наиболее часто встречающаяся в мышцах в свободном виде. Он очень легко проникает через гематоэнцефалический барьер и в клетках головного мозга переходит в глютаминовую кислоту и обратно, кроме того увеличивает количество гамма-аминомасляной кислоты, которая необходима для поддержания нормальной работы головного мозга.
Эта аминокислота также поддерживает нормальное кислотно-щелочное равновесие в организме и здоровое состояние желудочно-кишечного тракта, необходим для синтеза ДНК и РНК.
Глютамин - активный участник азотного обмена. Его молекула содержит два атома азота и образуется из глютаминовой кислоты путем присоединения одного атома азота. Таким образом, синтез глютамина помогает удалить избыток аммиака из тканей, прежде всего из головного мозга и переносить азот внутри организма.
Глютамин находится в больших количествах в мышцах и используется для синтеза белков клеток скелетной мускулатуры. Поэтому пищевые добавки с глютамином применяются культуристами и при различных диетах, а также для профилактики потери мышечной массы при таких заболеваниях, как злокачественные новообразования и СПИД, после операций и при длительном постельном режиме.
Дополнительно глютамин применяют также при лечении артритов, аутоиммунных заболеваниях, фиброзах, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, пептических язвах, заболеваниях соединительной ткани.
Эта аминокислота улучшает деятельность мозга и поэтому применяется при эпилепсии, синдроме хронической усталости, импотенции, шизофрении и сенильной деменции. L-глютамин уменьшает патологическую тягу к алкоголю, поэтому применяется при лечении хронического алкоголизма.
Глютамин содержится во многих продуктах как растительного, так и животного происхождения, но он легко уничтожается при нагревании. Шпинат и петрушка являются хорошими источниками глютамина, но при условии, что их потребляют в сыром виде.
Пищевые добавки, содержащие глютамин, следует хранить только в сухом месте, иначе глютамин переходит в аммиак и пироглютаминовую кислоту. Не принимают глютамин при циррозе печени, заболеваниях почек, синдроме Рейе.
Глютатион
Глютатион, так же как и карнитин, не является аминокислотой. По химической структуре это трипептид, получаемый в организме из цистеина, глютаминовой кислоты и глицина.
Глютатион является антиоксидантом. Больше всего глютатиона находится в печени (некоторое его количество высвобождается прямо в кровоток), а также в легких и желудочно-кишечном тракте.
Он необходим для углеводного обмена, а также замедляет старение за счет влияния на липидный обмен и предотвращает возникновения атеросклероза. Дефицит глютатиона сказывается прежде всего на нервной системе, вызывая нарушения координации, мыслительных процессов, тремор.
Количество глютатиона в организме уменьшается с возрастом. В связи с этим пожилые люди должны получать его дополнительно. Однако предпочтительнее употреблять пищевые добавки, содержащие цистеин, глютаминовую кислоту и глицин - то есть вещества, синтезирующие глютатион. Наиболее эффективным считается прием N-ацетилцистеина.
Глицин
Глицин замедляет дегенерацию мышечной ткани, так как является источником креатина - вещества, содержащегося в мышечной ткани и используемого при синтезе ДНК и РНК. Глицин необходим для синтеза нуклеиновых кислот, желчных кислот и заменимых аминокислот в организме.
Он входит в состав многих антацидных препаратов, применяемых при заболеваниях желудка, полезен для восстановления поврежденных тканей, так как в больших количествах содержится в коже и соединительной ткани.
Эта аминокислота необходима для нормального функицонирования центральной нервной системы и поддержки хорошего состояния предстательной железы. Он выполняет функцию тормозного нейромедиатора и, таким образом, может предотвратить эпилептические судороги.
Глицин применяют в лечении маниакально-депрессивного психоза, он также может быть эффективен при гиперактивности. Избыток глицина в организме вызывает чувство усталости, но адекватное количество обеспечивает организм энергией. При необходимости глицин в организме может превращаться в серин.
Гистидин
Гистидин - это незаменимая аминокислота, способствующая росту и восстановлению тканей, которая входит в состав миелиновых оболочек, защищающих нервные клетки, а также необходима для образования красных и белых клеток крови. Гистидин защищает организм от повреждающего действия радиации, способствует выведению тяжелых металлов из организма и помогает при СПИДе.
Слишком высокое содержание гистидина может привести к возникновению стресса и даже психических нарушений (возбуждения и психозов).
Неадекватное содержание гистидина в организме ухудшает состояние при ревматоидном артрите и при глухоте, связанной с поражением слухового нерва. Метионин способствует понижению уровня гистидина в организме.
Гистамин, очень важный компонент многих иммунологических реакций, синтезируется из гистидина. Он также способствует возникновению полового возбуждения. В связи с этим одновременный прием биологически активных пищевых добавок, содержащих гистидин, ниацин и пиридоксин (необходимых для синтеза гистамина), может оказаться эффективным при половых расстройствах.
Так как гистамин стимулирует секрецию желудочного сока, применение гистидина помогает при нарушениях пищеварения, связанных с пониженной кислотностью желудочного сока.
Люди, страдающие маниакально-депрессивным психозом, не должны принимать гистидин, за исключением случаев, когда дефицит этой аминокислоты точно установлен. Гистидин находится в рисе, пшенице и ржи.
Изолейцин
Изолейцин - одна из аминокислот BCAA и незаменимых аминокислот, необходимых для синтеза гемоглобина. Также стабилизирует и регулирует уровень сахара в крови и процессы энергообеспечения.Метаболизм изолейцина происходит в мышечной ткани.
Совместный прием с изолейцином и валином (BCAA) увеличиваtт выносливость и способствуют восстановлению мышечной ткани, что особенно важно для спортсменов.
Изолейцин необходим при многих психических заболеваниях. Дефицит этой аминокислоты приводит к возникновению симптомов, сходных с гипогликемией.
К пищевым источниками изолейцина относятся миндаль, кешью, куриное мясо, турецкий горох, яйца, рыба, чечевица, печень, мясо, рожь, большинство семян, соевые белки.
Имеются биологически активные пищевые добавки, содержащие изолейцин. При этом необходимо соблюдать правильный баланс между изолейцином и двумя другими разветвленными аминокислотами BCAA - лейцином и валином.
Лейцин
Лейцин - незаменимая аминокислота, вместе с изолейцином и валином относящаяся к трем разветвленным аминокислотам BCAA . Действуя вместе, они защищают мышечные ткани и являются источниками энергии, а также способствуют восстановлению костей, кожи, мышц, поэтому их прием часто рекомендуют в восстановительный период после травм и операций.
Лейцин также несколько понижает уровень сахара в крови и стимулирует выделение гормона роста. К пищевым источникам лейцина относятся бурый рис, бобы, мясо, орехи, соевая и пшеничная мука.
Биологически активные пищевые добавки, содержащие лейцин, применяются в комплексе с валином и изолейцином. Их следует принимать с осторожностью, чтобы не вызвать гипогликемии. Избыток лейцина может увеличить количество аммиака в организме.
Лизин
Лизин - незаменимая аминокислота, входящая в состав практически любых белков. Он необходим для нормального формирования костей и роста детей, способствует усвоению кальция и поддержанию нормального обмена азота у взрослых.
Эта аминокислота участвует в синтезе антител, гормонов, ферментов, формировании коллагена и восстановлении тканей. Лизин применяют в восстановительный период после операций и спортивных травм. Он также понижает уровень триглицеридов в сыворотке крови.
Лизин оказывает противовирусное действие, особенно в отношении вирусов, вызывающих герпес и острые респираторные инфекции. Прием добавок, содержащих лизин в комбинации с витамином С и биофлавоноидами, рекомендуется при вирусных заболеваниях.
Дефицит этой незаменимой аминокислоты может привести к анемии, кровоизлияниям в глазное яболко, ферментным нарушениям, раздражительности, усталости и слабости, плохому аппетиту, замедлению роста и снижению массы тела, а также к нарушениям репродуктивной системы.
Пищевыми источниками лизина являются сыр, яйца, рыба, молоко, картофель, красное мясо, соевые и дрожжевые продукты.
Метионин
Метионин - незаменимая аминокислота, помогающая переработке жиров, предотвращая их отложение в печени и на стенках артерий. Синтез таурина и цистеина зависит от количества метионина в организме. Эта аминокислота способствует пищеварению, обеспечивает дезинтоксикационные процессы (прежде всего обезвреживание токсичных металлов), уменьшает мышечную слабость, защищает от воздействия радиации, полезна при остеопорозе и химической аллергии.
Эту аминокислоту применяют в комплексной терапии ревматоидного артрита и токсикоза беременности. Метионин оказывает выраженное антиоксидантное действие, так как является хорошим источником серы, инактивирующей свободные радикалы. Его применяют при синдроме Жильбера, нарушениях функции печени. Метионин также необходим для синтеза нуклеиновых кислот, коллагена и многих других белков. Его полезно принимать женщинам, получающим оральные гормональные контрацептивы. Метионин понижает уровень гистамина в организме, что может быть полезно при шизофрении, когда количество гистамина повышено.
Метионин в организме переходит в цистеин, который является предшественником глютатиона. Это очень важно при отравлениях, когда требуется большое количество глютатиона для обезвреживания токсинов и защиты печени.
Пищевые источники метионина: бобовые, яйца, чеснок, чечевица, мясо, лук, соевые бобы, семена и йогурт.
Орнитин
Орнитин помогает высвобождению гормона роста, который способствует сжиганию жиров в организме. Этот эффект усиливается при применении орнитина в комбинации с аргинином и карнитином. Орнитин также необходим для иммунной системы и работы печени, участвуя в дезинтоксикационных процессах и восстановлении печеночных клеток.
Орнитин в организме синтезируется из аргинина и, в свою очередь, служит предшественником для цитруллина, пролина, глютаминовой кислоты. Высокие концентрации орнитина обнаруживаются в коже и соединительной ткани, поэтому эта аминокислота способствует восстановлению поврежденных тканей.
Нельзя давать биологически активные пищевые добавки, содержащие орнитин, детям, беременным и кормящим матерям, а также лицам с шизофренией в анамнезе.
Фенилаланин
Фенилаланин - это незаменимая аминокислота. В организме она может превращаться в другую аминокислоту - тирозин, которая, в свою очередь, используется в синтезе двух основных нейромедиаторов: допамина и норадреналина. Поэтому эта аминокислота влияет на настроение, уменьшает боль, улучшает память и способность к обучению, подавляет аппетит. Его используют в лечении артрита, депрессии, болей при менструации, мигрени, ожирения, болезни Паркинсона и шизофрении.
Фенилаланин встречается в трех формах: L-фенилаланин (естественная форма и именно она входит в состав большинства белков человеческого тела), D-фенилаланин (синтетическая зеркальная форма, обладает анальгирующим действием), DL-фенилаланин (объединяет полезные свойства двух предыдущих форм, ее обычно применяют при предменструальном синдроме.
Биологически активные пищевые добавки, содержащие фенилаланин, не дают беременным женщинам, лицам с приступами беспокойства, диабетом, высоким артериальным давлением, фенилкетонурией, пигментной меланомой.
Пролин
Пролин улучшает состояние кожи, за счет увеличения продукции коллагена и уменьшения его потери с возрастом. Помогает в восстановлении хрящевых поверхностей суставов, укрепляет связки и сердечную мышцу. Для укрепления соединительной ткани пролин лучше применять в комбинации с витамином С.
Пролин поступает в организм преимущественно из мясных продуктов.
Серин
Серин необходим для нормального обмена жиров и жирных кислот, роста мышечной ткани и поддержания нормального состояния иммунной системы.
Серин синтезируется в организме из глицина. В качестве увлажняющего вещества входит в состав многих косметических продуктов и дерматологических препаратов.
Таурин
Таурин в высокой концентрации содержится в сердечной мышце, белых клетках крови, скелетной мускулатуре, центральной нервной системе. Он участвует в синтезе многих других аминокислот, а также входит в состав основного компонента желчи, которая необходима для переваривания жиров, абсорбции жирорастворимых витаминов и для поддержания нормального уровня холестерина в крови.
Поэтому таурин полезен при атеросклерозе, отеках, заболеваниях сердца, артериальной гипертонии и гипогликемии. Таурин необходим для нормального обмена натрия, калия, кальция и магния. Он предотвращает выведение калия из сердечной мышцы и потому способствует профилактике некоторых нарушений сердечного ритма. Таурин оказывает защитное действие на головной мозг, особенно при дегидратации. Его применяют при лечении беспокойства и возбуждения, эпилепсии, гиперактивности, судорог.
Биологически активные пищевые добавки с таурином дают детям с синдромом Дауна и мышечной дистрофией. В некоторых клиниках эту аминокислоту включают в комплексную терапию рака молочной железы. Избыточное выведение таурина из организма встречается при различных состояниях и нарушениях обмена.
Аритмии, нарушения процессов образования тромбоцитов, кандидозы, физический или эмоциональный стресс, заболевания кишечника, дефицит цинка и злоупотребление алкоголем приводят к дефициту таурина в организме. Злоупотребление алкоголем к тому же нарушает способность организма усваивать таурин.
При диабете увеличивается потребность организма в таурине, и наоборот, прием БАД, содержащих таурин и цистин, уменьшает потребность в инсулине. Таурин находится в яйцах, рыбе, мясе, молоке, но не встречается в белках растительного происхождения.
Он синтезируется в печени из цистеина и из метионина в других органах и тканях организма, при условии достаточного количества витамина В6. При генетических или метаболических нарушениях, мешающих синтезу таурина, необходим прием БАД с этой аминокислотой.
Треонин
Треонин - это незаменимая аминокислота, способствующая поддержанию нормального белкового обмена в организме. Она важна для синтеза коллагена и эластина, помогает работе печени и участвует в обмене жиров в комбинации с аспартовой кислотой и метионином.
Треонин находится в сердце, центральной нервной системе, скелетной мускулатуре и препятствует отложенную жиров в печени. Эта аминокислота стимулирует иммунитет, так как способствует продукции антител. Треонин очень в незначительных количествах содержится в зернах, поэтому у вегетарианцев чаще возникает дефицит этой аминокислоты.
Триптофан
Триптофан - это незаменимая аминокислота, необходимая для продукции ниацина. Он используется для синтеза в головном мозге серотонина, одного из важнейших нейромедиаторов. Триптофан применяют при бессоннице, депрессии и для стабилизации настроения.
Он помогает при синдроме гиперактивности у детей, используется при заболеваниях сердца, для контроля за массой тела, уменьшения аппетита, а также для увеличения выброса гормона роста. Помогает при мигренозных приступах, способствует уменьшению вредного воздействия никотина. Дефицит триптофана и магния может усиливать спазмы коронарных артерий.
К наиболее богатым пищевым источникам триптофана относятся бурый рис, деревенский сыр, мясо, арахис и соевый белок.
Тирозин
Тирозин является предшественником нейромедиаторов норэпинефрина и допамина. Эта аминокислота участвует в регуляции настроения; недостаток тирозина приводит к дефициту норадреналина, что, в свою очередь, приводит к депрессии. Тирозин подавляет аппетит, способствует уменьшению отложения жиров, способствует выработке мелатонина и улучшает функции надпочечников, щитовидной железы и гипофиза.
Тирозин также участвует в обмене фенилаланина. Тиреоидные гормоны образуются при присоединении к тирозину атомов йода. Поэтому неудивительно, что низкое содержание тирозина в плазме связано с гипотиреозом.
Симптомами дефицита тирозина также являются пониженное артериальное давление, низкая температура тела и синдром беспокойных ног.
Биологически активные пищевые добавки с тирозином используют для снятия стресса, полагают, что они могут помочь при синдроме хронической усталости и нарколепсии. Их используют при тревоге, депрессии, аллергиях и головной боли, а также при отвыкании от лекарств. Тирозин может быть полезен при болезни Паркинсона. Естественные источники тирозина - миндаль, авокадо, бананы, молочные продукты, семечки тыквы и кунжут.
Тирозин может синтезироваться из фенилаланина в организме человека. БАД с фенилаланином лучше принимать перед сном или вместе с продуктами питания, содержащими большое количество углеводов.
На фоне лечения ингибиторами моноаминоксидазы (обычно их назначают при депрессии) следует практически полностью отказаться от продуктов, содержащих тирозин, и не принимать БАД с тирозином, так как это может привести к неожиданному и резкому подъему артериального давления.
Валин
Валин - незаменимая аминокислота, оказывающая стимулирующее действие, одна из аминокислот BCAA, поэтому может быть использована мышцами в качестве источника энергии. Валин необходим для метаболизма в мышцах, восстановления поврежденных тканей и для поддержания нормального обмена азота в организме.
Валин часто используют для коррекции выраженных дефицитов аминокислот, возникших в результате привыкания к лекарствам. Его чрезмерно высокий уровень в организме может привести к таким симптомам, как парестезии (ощущение мурашек на коже), вплоть до галлюцинаций.
Валин содержится в следующих пищевых продуктах: зерновые, мясо, грибы, молочные продукты, арахис, соевый белок.
Прием валина в виде пищевых добавок следует сбалансировать с приемом других разветвленных аминокислот BCAA - L-лейцина и L-изолейцина.
Аминокислоты – это элементы, содержащиеся в продуктовых белках. Они поступают в человеческий организм через обычную пищу (мясо, творог, яйца и т.д.). Когда протеин поступает в пищеварительный тракт, под воздействием различных ферментов он начинает разрушаться и превращаться в аминокислоты. Эти полезные вещества проникают в кровь и питают мышцы, ткани и все органы в целом.
Аминокислоты в спортивном питании – это натуральные добавки, допустимые к приему без каких-либо ограничений. Незаменимые аминокислоты не вырабатываются в организме, поэтому их крайне важно получать из продуктов питания или же в виде спортивной добавки.
Полезные свойства аминокислот
Аминокислоты, продаваемые в магазинах спортивного питания в виде добавки, усваиваются намного быстрее, чем те, что содержатся в пище. Для спортсменов это крайне важно, так как им нужно быстро восстанавливаться, увеличивать мышечную массу и постоянно подпитывать мышцы полезными веществами. Все эти процессы обеспечивают аминокислоты.
Гораздо удобнее принять порцию готовых аминокислот перед тренировкой, нежели съесть большое количество мяса, творога и т.п. Большую популярность получили незаменимые аминокислоты с разветвленными боковыми цепями, продаваемые в магазинах спортивного питания под названием ВСАА.
ВСАА – это 3 основные аминокислоты (валин, изолейцин и лейцин). Они очень полезны не только для спортсменов, которые хотят избежать катаболических процессов и сохранить свои мышцы даже во время низкокалорийных диет. ВСАА поможет восстановиться после травм, гриппа и воспалительных болезней.
Побочные эффекты аминокислот
Употреблять аминокислоты в виде спортивной добавки – это то же самое, что , есть мясо, яичный белок и т.д., только гораздо полезнее. Поэтому, побочные эффекты аминокислот – это вымысел, их не существует в природе.
Аминокислотные комплексы для и профессиональных спортсменов получают из сывороточного протеина, т.е. из натурального белка, добытого из коровьего молока. Но стоит знать, что такая аминокислота как глицин оказывает на человека успокаивающее действие, она уменьшает чувство страха, тревоги и снижает психоэмоциональное напряжение. Если спортсмен не против такого воздействия, то бояться ему нечего.
Аминокислотные комплексы приносят человеческому организму только пользу, но они не каждому по карману, так как стоимость их довольно высока.
Большинство людей знает, что в организме человека есть аминокислоты. Они поддерживают наше здоровье и играют важную роль в функционировании организма в целом. Но что такое аминокислоты и какие именно являются жизненно необходимыми? Попробуем разобраться в этом вопросе подробнее.
Что такое аминокислоты?
Если говорить простыми словами, то подобные вещества представляют собой строительный материал, необходимый для синтеза тканевых белков, пептидных гормонов и других физиологических соединений. То есть аминокислоты и белки - вещи очень тесно связанные, так как именно без аминокислот образование белков невозможно. Кроме того, они выполняют и другие функции:
- Участвуют в работе головного мозга. Они могут играть роль нейромедиаторов - химических веществ, которые передают импульс с одной клетки на другую.
- Способствуют нормальной работе витаминов и минералов.
- Снабжают энергией ткани мышц.
Их функции
Самая основная функция - образование белков. Аминокислоты создают элемент, без которого нормальная жизнедеятельность невозможна. Эти вещества содержатся в продуктах (творог, мясо, яйца, рыба), но также присутствуют и в добавках. В зависимости от последовательности аминокислот белки могут иметь разные биологические свойства. Ведь они являются регуляторами процессов, протекающих в клетках.
Они также поддерживают азотистое равновесия - от этого также зависит нормальное функционирование человеческого организма. Отметим, что не все аминокислоты содержатся в продуктах или создаются нашим организмом. Есть и такие, которые можно получить только извне - их называют незаменимыми.
Основные группы
Всего в природе ученые смогли обнаружить 28 аминокислот (из них 19 заменимых и 9 незаменимых). Большинство растений и бактерий способны самостоятельно создавать нужные им вещества из существующих неорганических соединений. В теле человека также синтезируется большинство нужных аминокислот - их называют заменимыми. К ним относятся:
- Аргинин, апанин, глицин, серин, цистеин, таурин, аспарагин, глутамин, аспаригиновая кислота, тирозин, цитруллин, орнитин.
- Существуют также частично заменимые аминокислоты - гистидин и аргинин.
Все эти элементы могут использоваться организмом для производства белка. Как мы уже знаем, существуют и незаменимые аминокислоты. Они не могут создаваться организмом человека. Однако они также необходимы для его нормального функционирования. К ним относятся: изолейцин, метионин, лизин, валин, треонин, фенилаланин, триптофан, лейцин.
Они поступают в человеческий организм с пищей. Отметим, что процесс создания белков в организме идет постоянно. И если хотя бы одна незаменимая аминокислота отсутствует, то синтез на время приостанавливается. В результате недостатка белка рост организма приостанавливается. В результате этого масса тела падает, а обмен веществ нарушается. При острой недостаточности аминокислот организм может и погибнуть.
Незаменимые
Мы уже знаем, какие аминокислоты относятся к этой категории. Рассмотрим их подробнее:
Заменимые аминокислоты
Какие аминокислоты относятся к заменимым?
Как вы уже поняли, есть основные категории продуктов, где содержится большое количество аминокислот: мясо (чаще всего мясо птиц), яйца, молочные продукты, бобовые и зелень. Однако почти в любых продуктах есть небольшое содержание тех или иных элементов. Поэтому крайне важно разнообразить свой рацион.
Применение аминокислот в медицине
Учитывая, что такое аминокислоты и какова их роль, очень важно, чтобы в организме их было в достаточном количестве. Людям, которые страдают недостатком этих элементов, назначают специальные диеты и препараты, содержащие в себе конкретные аминокислоты. Помните о том, что прием медицинских препаратов возможен только с назначением врача:
- Лейцин содержится в различных БАДах, препаратах для лечения печени и анемии. Он также используется как усилитель вкуса Е641.
- Фенилалинин применяется для лечения болезни Паркинсона, используется в производстве жевательной резинки и напитков с газами.
- Лизин - средство обогащения продуктов питания и кормов животных.
- Триптофан назначается при чувстве страха, депрессии, сильных физических нагрузках.
- Изолейцин используется для лечения неврозов, его назначают при стрессах, слабости. Также многие антибиотики содержат в своем составе этот элемент.
- Гистидин всегда есть в составе препаратов для лечения язв, артритов. Также он содержится во всевозможных витаминных комплексах.
Назначение
Специальные добавки, содержащие большое количество аминокислот, могут назначать мужчинам и женщинам, которые часто подвергаются физическим нагрузкам. Спортсмены, занимающиеся бодибилдингом, спринтом, разным единоборствам и фитнесом, чаще всего употребляют специальные добавки на основе аминокислот. Но также и людям с разными заболеваниям назначают либо специальные диеты, либо препараты с содержанием необходимых аминокислот.
Необходимость
Теперь вы знаете, что такое аминокислоты, и понимаете их основные функции. Мы назвали все известные на данный момент элементы, которые принимают участие в синтезе белков. Можно сказать, что все белки состоят из аминокислот разного типа. Они необходимы для нормального функционирования организма. Сочетание и последовательность указанных выше аминокислот образуют новые элементы в организме. Например, цитозин, гуанин, тимин и аденин принимают участие в создании дезоксирибонуклеиновой кислоты - ДНК. Аминокислоты - ключевые элементы, без которых образование белка невозможно.
Заключение
Эти элементы есть в любом человеческом организме, и если их количество недостаточно, то у человека наблюдаются проблемы со здоровьем. Белки, аминокислоты, нуклеотиды - это те соединения, которые жизненно необходимы. Их запасы в организме постоянно нужно пополнять. Поэтому важно следить за своим рационом и употреблять пищу, которая содержит различные аминокислоты.
BCAA (англ. Branched-chain amino acids) — это три аминокислоты с разветвленными боковыми цепями — лейцин, изолейцин и валин. Они относятся к незаменимым аминокислотам, то есть, наш организм не может синтезировать их самостоятельно, и мы должны получать их из пищи.
Достаточное количество этих аминокислот должны получать все люди, но особенно они важны для спортсменов и тех, кто ведет активный образ жизни.
Лейцин, изолейцин и валин содержатся в курице, говядине, яйцах, рыбе и других продуктах с высоким содержанием белка. Но чтобы эти аминокислоты начали работать в организме, продуктам требуется пройти через пищеварительный тракт. В печени они либо расщепляются и используются в качестве источника энергии, либо направляются в мышцы. Отличие чистых аминокислот ВСАА, которые продаются в виде добавок, состоит в том, что они усваиваются гораздо быстрее и напрямую попадают в мышцы, где сразу используются для построения и восстановления мышечной ткани.
Нарастить мышечную массу и стать сильнее
Чтобы увеличить интенсивность тренировок, нарастить мышечную массу, уменьшить болевые ощущения в мышцах, достаточно принимать по 6-10 граммов ВСАА до занятий.
Еще один гормон, на который оказывает влияние употребление ВСАА, — это кортизол, который еще называют гормоном стресса. Кортизол способствует разрушению мышечной ткани и вступает в противостояние с тестостероном, необходимым для эффективных тренировок. Исследования показали, что при приеме ВСАА уровень кортизола снижается, а значит, мышечная ткань разрушается меньше и восстанавливается быстрее.
Снизить уровень усталости
Добавьте 6 граммов ВСАА в напиток, который вы пьете во время тренировки, и вы сможете заниматься дольше, не чувствуя усталости.
Избавиться от лишнего веса
Самые последние исследования, проведенные в Японии, показали, что аминокислота изолейцин помогает сжигать жиры, причем даже если вы не сидите на диете и употребляете много жирной пищи.
Это связано со способностью изолейцина активировать специальные рецепторы, которые стимулируют сжигание жиров и препятствуют их накоплению.
Как выбрать?
Бренд-менеджер, "Optimum Nutrition": «Выпускаются ВСАА с витаминами В, с таурином, с глютамином, и в чистом виде. Таурин — это одна из самых дешевых аминокислот, ее, по сути, добавляют только с целью снижения себестоимости продукта. Оправдано употребление комплексов ВСАА с глютамином, эта аминокислота необходима для предотвращения катаболических процессов (разрушения мышечной ткани) во время тренировки. Но лучше всего выбирать ВСАА в чистом виде. Что касается формы выпуска добавки — в капсулах или в порошке, выбирайте вариант, который вам удобнее, эффективность от этого не зависит. В виде порошка аминокислоты усваиваются быстрее — за 10-15 минут».
Аминокислоты – биологически важные органические соединения, состоящие из аминогруппы (-NH 2) и карбоновой кислоты (-СООН), и имеющие боковую цепь, специфичную для каждой аминокислоты. Ключевые элементы аминокислот – углерод, водород, кислород и азот. Прочие элементы находятся в боковой цепи определенных аминокислот. Известно около 500 аминокислот, которые можно классифицировать по-разному. Структурная классификация исходит из положения функциональных групп на альфа-, бета-, гамма- или дельта- положении аминокислоты. Кроме этой классификации, существуют еще и другие, например, классификация по полярности, рН уровню, а также типу группы боковой цепи (алифатические, ациклические, ароматические аминокислоты, аминокислоты, содержащие гидроксил или серу, и т.д.). В виде белков аминокислоты являются вторым (после воды) компонентом мышц, клеток и других тканей человеческого организма. Аминокислоты играют решающую роль в таких процессах, как транспорт нейротрансмиттеров и биосинтезе.
Аминокислоты белков
Аминокислоты, имеющие как амин-, так и карбоксильную группу, прикрепляются к первому (альфа-) атому углерода имеют особое значение в биохимии. Они известны как 2-, альфа или альфа-аминокислоты (общая формула в большинстве случаев H2NCHRCOOH, где R представляет собой органический заместитель, известный как «боковая цепь»); часто термин «аминокислота «относится именно к ним. Это 23 протеиногенных (то есть «служащих для строительства белка») аминокислоты, которые сочетаются в пептидные цепи («полипептиды»), обеспечивая построение широкого спектра белков. Они являются L-стереоизомерами («левыми» изомерами), хотя у некоторых бактерий и в некоторых антибиотиках встречаются некоторые из D-аминокислот («правых» изомеров). 20 из 23 протеиногенных аминокислот кодируются непосредственно триплетными кодонами в генетическом коде и известны как «стандартные» аминокислоты. Остальные три («нестандартные» или «неканонические») – это пирролизин (встречается у метаногенных организмов и других эукариотов), селеноцистеин (присутствует во многих прокариотах и в большинстве эукариотов) и N-формилметионин. Например, 25 человеческих белков включают в свою первичную структуру селеноцистеин, и структурно характеризуются как ферменты (селеноэнзимы), использующие селеноцистеин в качестве каталитического фрагмента на своих активных участках. Пирролизин и селеноцистеин кодируются с помощью вариантных кодонов; например, селеноцистеин кодируется стоп-кодоном и элементом SECIS (инсерционной последовательностью селеноцистеина). Комбинации кодон-тРНК (транспортная рибонуклеиновая кислота), которые не встречаются в природе, также можно использовать для «расширения» генетического кода и создания новых белков, известных как аллопротеины.
Функции аминокислот
Многие протеиногенные и непротеиногенные аминокислоты также играют важную, не связанную с образованием белка, роль в организме. Например, в головном мозге человека глутамат (стандартная глутаминовая кислота) и (» », нестандартная гамма-аминокислота), являются основными возбуждающими и тормозящими нейромедиаторами. Гидроксипролин (основной компонент соединительной ткани коллагена) синтезируют из ; стандартная аминокислота глицин используется для синтеза порфиринов, используемых в эритроцитах. Нестандартный используется для транспорта липидов.
9 из 20 стандартных аминокислот являются «незаменимыми» для человека, потому что они не производятся организмом, их можно получить только с пищей. Другие могут быть условно незаменимы для людей определенного возраста или людей, имеющих какие-либо заболевания.
Из-за своей биологической значимости аминокислоты играют важную роль в питании и обычно используются в пищевых добавках, удобрениях и пищевых технологиях. В промышленности аминокислоты используются при производстве лекарств, биоразлагаемого пластика и хиральных катализаторов.
Аминокислоты. История
Первые несколько аминокислот были открыты в начале 19 века. В 1806 году французские химики Луи Николя Воклен и Пьер Жан Робике изолировали в аспарагине первую аминокислоту, . был обнаружен в 1810 году, хотя его мономер, оставался неоткрытым аж до 1884 года. и были обнаружены в 1820 году. Термин «аминокислота» был введен в английский язык в 1898 году. Было установлено, что аминокислоты можно получить из белков путем ферментативного расщепления или кислотного гидролиза. В 1902 г. Эмиль Фишер и Франц Гофмейстер предположили, что белки являются результатом связи между аминогруппой одной аминокислоты с карбоксильной группой другой, образующих линейную структуру, которую Фишер назвал пептидом.
Общая структура аминокислот
В структуре аминокислот боковая цепь, специфичная для каждой аминокислоты, обозначается буквой R. Атом углерода, находящийся рядом с карбоксильной группой, называется альфа-углерод, и аминокислоты, боковая цепь которых связана с этим атомом, называются альфа-аминокислотами. Они представляют собой наиболее распространенную в природе форму аминокислот. У альфа-аминокислот, за исключением , альфа-углерод является хиральным атомом углерода. У аминокислот, углеродные цепи которых присоединяются к альфа-углероду (как, например, ), углероды обозначаются как альфа, бета, гамма, дельта, и так далее. У некоторых аминокислот аминогруппа прикреплена к бета или гамма-углероду, и поэтому они называются бета- или гамма- аминокислоты.
По свойствам боковых цепей аминокислоты подразделяются на четыре группы. Боковая цепь может делать аминокислоту слабой кислотой, слабым основанием, или эмульсоидом (если боковая цепь является полярной), или гидрофобным, плохо впитывающим воду, веществом (если боковая цепь неполярна).
Термин «аминокислота с разветвленной цепью» относится к аминокислотам, имеющим алифатические нелинейные боковые цепи, это , и . – единственная протеиногенная аминокислота, боковая группа которой прикреплена к альфа-аминогруппе и, таким образом, также является единственной протеиногенной аминокислотой, содержащей на этом положении вторичный амин. С химической точки зрения, пролин, таким образом, является имино кислотой, поскольку в нем отсутствует первичная аминогруппа, хотя в текущей биохимической номенклатуре он все еще классифицируется как аминокислота, а также «N-алкилированная альфа-аминокислота».
Изомерия
Все стандартные альфа-аминокислоты, кроме , могут существовать в форме одной из двух энантиомеров, называемых L или D аминокислоты, представляющих собой зеркальные отображения друг друга. L-аминокислоты представляют собой все аминокислоты, которые находятся в белках при переносе в рибосому, D-аминокислоты находятся в некоторых белках, получаемых путем ферментативных посттрансляционных модификаций после переноса и транслокации в эндоплазматический ретикулум, как, например, у таких экзотических морских организмов, как улитки-конус. Кроме того, они в большом количестве представлены на пептидогликанных клеточных стенках бактерий, а D-серин может выступать в качестве нейротрансмиттера в мозге. Конфигурация аминокислот L и D относится а не к оптической активности самой аминокислоты, а скорее к оптической активности изомера глицеральдегида, из которого, теоретически, можно синтезировать аминокислоту (D-глицеральдегид является правосторонней аминокислотой; L-глицеральдегид – лево). По альтернативной модели, в стереохимии используются буквы (S) и (R). Почти все аминокислоты в белках - (S) при альфа углероде, цистеин - (R), глицин не хирален. Цистеин необычен тем, что в его боковой цепи атом серы находится во втором положении, и имеет большую атомную массу, чем группы, присоединенные к первому углероду, который присоединен к альфа-углероду в других стандартных аминокислотах, при этом аминокислота обозначается как (R).
Стандартные аминокислоты
Аминокислоты являются структурными соединениями (мономерами), из которых состоят белки. Они объединяются между собой, формируя короткие полимерные цепи, называемые пептидами длинной цепи, полипептидами или белками. Эти полимеры являются линейными и неразветвленными, каждая аминокислота в цепи присоединяется к двум соседним аминокислотам. Процесс построения белка называется трансляцией и включает в себя пошаговое добавление аминокислот к растущей цепи белка через рибозимы, осуществляемый рибосомой. Порядок, в котором добавляются аминокислоты, считывается в генетическом коде с помощью шаблона мРНК, который представляет собой копию РНК одного из генов организма.
Двадцать две аминокислоты естественно включены в полипептиды и называются протеиногенными, или природными, аминокислотами. Из них 20 кодируются с помощью универсального генетического кода. Оставшиеся 2, селеноцистеин и пирролизин, включаются в белки при помощи уникального синтетического механизма. Селеноцистеин образуется, когда транслируемый мРНК включает SECIS элемент, вызывающий кодон UGA вместо стоп-кодона. Пирролизин используется некоторыми метаногенными археями в составе ферментов, необходимых для производства метана. Он кодируется с кодоном UAG, который в других организмах обычно играет роль стоп-кодона. За кодоном UAG следует PYLIS последовательность.
Нестандартные аминокислоты
Не-протеиногенные аминокислоты
Помимо 22 стандартных аминокислот существует множество других аминокислот, которые называются не-протеиногенными или нестандартными. Такие аминокислоты либо не встречаются в белках (например, ), либо не производятся непосредственно в изоляции при помощи стандартных клеточных механизмов (например, и ).
Нестандартные аминокислоты, находящиеся в белках, образуются путем пост-трансляционной модификации, то есть модификацией после трансляции в процессе синтеза белка. Эти модификации часто необходимы для функционирования или регуляции белка; например, карбоксилирование глутамата позволяет улучшить связывание ионов , а гидроксилирование важно для поддержания соединительной ткани. Другой пример – формирование гипузина в фактор инициации трансляции EIF5A посредством модификации остатка . Такие модификации могут также определять локализацию белка, например, добавление длинных гидрофобных групп может вызвать связывание белка с фосфолипидной мембраной.
Некоторые нестандартные аминокислоты не встречаются в белках. Это , и . Нестандартные аминокислоты часто встречаются в качестве промежуточных метаболических путей для стандартных аминокислот - например, орнитин и цитруллин встречаются в орнитиновом цикле как часть катаболизма кислоты. Редкое исключение доминированию альфа-аминокислоты в биологии - бета-аминокислота (3-аминопропановая кислота), которая используется для синтеза (витамина B5), компонента коэнзима А у растений и микроорганизмов.
Аминокислоты и питание человека
При введении в организм человека с пищей, 22 стандартные аминокислоты либо используются для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются в мочевину и углекислый газ в качестве источника энергии. Окисление начинается с удаления аминогруппы через трансаминазу, а затем аминогруппа включается в цикл мочевины. Другой продукт трансамидирования – кетокислота, которая входит в цикл лимонной кислоты. Глюкогенные аминокислоты также могут быть преобразованы в глюкозу посредством глюконеогенеза.
входит в состав только нескольких микробов, и только в одном организме имеется как Pyl, так и Sес. Из 22 стандартных аминокислот, 9 называют незаменимыми потому, что человеческий организм не может синтезировать их самостоятельно из других соединений в необходимых для нормального роста количествах, их можно получить только с пищей. Кроме того, и считаются полузаменимыми аминокислотами у детей (хотя таурин технически не является аминокислотой), потому что метаболические пути, которые синтезируют эти аминокислоты, у детей еще не полностью развиты. Необходимые количества аминокислот также зависят от возраста и здоровья человека, поэтому довольно сложно давать здесь общие диетические рекомендации.
Классификация аминокислот
Хотя существует множество способов классификации аминокислот, на основе их структуры и общих химических характеристик их R групп их можно разделить на шесть основных групп:
Алифатические: ,
Гидроксильные или серосодержащие: ,
Циклические:
Ароматические: ,
Основные: ,
Кислотные и их амиды: ,
Небелковые функции аминокислот
Нейромедиатор аминокислоты
В организме человека небелковые аминокислоты также играют важную роль в качестве промежуточных продуктов метаболизма, например, в биосинтезе нейромедиатора . Многие аминокислоты используются для синтеза других молекул, например:
является предшественником нейромедиатора серотонина.
и его предшественник фенилаланин являются предшественниками нейромедиаторов дофамина катехоламинов, адреналина и норадреналина.
является предшественником порфиринов, таких как гем.
является предшественником оксида азота.
и являются предшественниками полиаминов.
, и являются предшественниками нуклеотидов.
является предшественником различных фенилпропаноидов, которые играют важную роль в метаболизме растений.
Тем не менее, все еще известны не все функции других многочисленных нестандартных аминокислот.
Некоторые нестандартные аминокислоты используются растениями для защиты от травоядных животных. Например, является аналогом , который содержится во многих бобовых, и в особо крупных количествах в Canavalia gladiata (канавалия мечевидная). Эта аминокислота защищает растения от хищников, например насекомых, и при употреблении некоторых необработанных бобовых может вызывать заболевания у людей. Небелковая аминокислота содержится в других видах бобовых, особенно в Leucaena leucocephala. Это соединение является аналогом и может вызвать отравление у животных, пасущихся в местах произрастания этих растений.
Использование аминокислот
В промышленности
Аминокислоты используются для различных целей в промышленности, в основном - в качестве добавок в корма для животных. Такие добавки являются чрезвычайно необходимыми, так как во многих основных компонентах таких кормов, например, соевых бобах, очень мало или вовсе нет некоторых незаменимых аминокислот. , являются наиболее важными в производстве подобных кормов. В этой области аминокислоты также используются в хелатных катионах металла, чтобы улучшить поглощение минералов из пищевых добавок, что важно для улучшения здоровья или производительности этих животных.
В пищевой промышленности аминокислоты также широко используются, в частности, используют в качестве усилителя вкуса, а (аспартил-фенилаланин-1-метиловый эфир) – в качестве низкокалорийного искусственного подсластителя. Технологии, использующиеся в промышленности, связанной с кормлением животных, часто используются и в пищевой промышленности для снижения дефицита минеральных веществ (например, при анемии), за счет улучшения усвоения минеральных веществ из неорганических минеральных добавок.
Хелатообразующая способность аминокислот используется в сельскохозяйственных удобрениях для облегчения доставки минеральных веществ в растения при минеральной недостаточности (например, дефиците железа). Эти удобрения также используются для предотвращения возникновения болезней и улучшения общего состояния здоровья растений.
Помимо этого, аминокислоты используются в синтезе лекарств и при изготовлении косметики.
В медицине
Следующие аминокислотные производные имеют фармацевтическое применение:
5-HTP () используется в экспериментальном лечении депрессии.
L-ДОФА () используется в лечении паркинсонизма.
- препарат, ингибирующий орнитиндекарбоксилазу. Используется для лечения сонной болезни.
Расширенный генетический код
С 2001 года 40 неприродных аминокислот были добавлены в белки путем создания уникального кодона (перекодировки) и соответствующего РНК-переносчика: аминоацил - тРНК-синтетазная пара для кодирования его с различными физико-химическими и биологическими свойствами для использования в качестве инструмента для изучения структуры и функции белков или для создания новых или усовершенствования известных белков.
Аминокислоты и создание биоразлагаемых пластмасс и биополимеров
Аминокислоты в настоящее время исследуются в качестве компонентов биоразлагаемых полимеров. Эти соединения будут использоваться для создания экологически чистых упаковочных материалов и в медицине для доставки лекарственных средств и создания протезных имплантатов. Эти полимеры включают полипептиды, полиамиды, полиэфиры, полисульфиды и полиуретаны с аминокислотами, входящими в состав их основной цепи, либо связанными, как боковые цепи. Эти модификации изменяют физические свойства и реакционную способность полимеров. Интересным примером таких материалов выступает полиаспартат, водорастворимый биоразлагаемый полимер, который может найти применение в одноразовых подгузниках и сельском хозяйстве. В связи с его растворимостью и способностью образовывать хелатные соединения ионов металлов, полиаспартат также используется в качестве биоразлагаемого средства от накипи и ингибитора коррозии. Кроме того, в настоящее время разрабатывается ароматическая аминокислота тирозин в качестве возможной замены для токсичных фенолов, таких, как бисфенол А, в производстве поликарбонатов.
Химические реакции аминокислот
Так как аминокислоты имеют как первичную аминогруппу, так и первичную карбоксильную группу, эти химические вещества могут включаться в большинство реакций, связанных с этими функциональными группами, такие как: нуклеофильное присоединение, образования амидной связи и имина для аминогруппы и этерификации, образования амидной связи и декарбоксилирование группы карбоновой кислоты. Сочетание этих функциональных групп позволяет аминокислотам быть эффективными полидентатными лигандами металл-амино кислотных хелатов. Многочисленные боковые цепи аминокислот могут также вступать в химические реакции. Типы этих реакций определяются группами на их боковых цепях и, таким образом, отличаются в различных типах аминокислот.
Синтез аминокислот
Химический синтез аминокислот
Синтез пептида
Существует несколько способов синтеза аминокислот. Один из старейших методов начинается с бромирования на альфа-углероде карбоновой кислоты. Нуклеофильное замещение аммиаком преобразует алкилбромид в аминокислоту. В качестве альтернативы, синтез аминокислот Стрекера включает обработку альдегида цианидом калия и аммиаком, что выводит альфа-амино нитрил в качестве промежуточного соединения. В результате гидролиза нитрила в кислоте получается альфа-аминокислота. Использование в данной реакции аммиака или аммониевых солей дает незамещенную аминокислоту, а замена первичных и вторичных аминов дает замещенную аминокислоту. Кроме того, использование кетонов вместо альдегидов дает альфа, альфа-дизамещенные аминокислоты. В результате классического синтеза получаются рацемические смеси альфа-аминокислот, однако были разработаны некоторые альтернативные процедуры с использованием асимметричных катализаторов.
В настоящее время наиболее принятый метод автоматизированного синтеза на твердой подложке (например, полистирол) с использованием защитных групп (например, Fmoc-и t-Вос) и активирующей группы (например, DCC и DIC).
Образование пептидной связи
Как амино-, так и карбоксильные группы аминокислот могут в результате реакций образовывать амидные связи, одна молекула аминокислоты может взаимодействовать с другой и соединяться через амидную связь. Это полимеризации аминокислот является именно тем механизмом, который создает белки. Эта реакция конденсации приводит к вновь формируемой пептидной связи и образованию молекулы воды. В клетках эта реакция происходит не напрямую, вместо этого аминокислоту сначала активируют путем присоединения к молекуле транспортной РНК посредством сложноэфирной связи. Аминоацил-тРНК производится в АТФ-зависимой реакции на аминоацил тРНК синтетазе. Эта аминоацил-тРНК затем служит субстратом для рибосомы, который катализирует атаку аминогруппы удлиненной белковой цепи на сложноэфирной связи. В результате этого механизма, все белки синтезируются, начиная с N-конца в направлении С-конца.
Однако не все пептидные связи формируются таким образом. В некоторых случаях пептиды синтезируются специфическими ферментами. Например, трипептид играет важную роль в защите клеток от окислительного стресса. Этот пептид синтезируется из свободных аминокислот в две стадии. На первой стадии гамма-глутамилцистеин синтетаза конденсирует цистеин и глутаминовую кислоту посредством пептидной связи, образованной между карбоксильной боковой цепью глутамата (гамма углерод этой побочной цепи) и аминогруппой . Этот дипептид затем конденсируется через синтетазу с образованием .
В химии пептиды синтезируют при помощи различных реакций. В твердофазном синтезе пептидов в качестве активированных единиц чаще всего используются ароматические производные оксимы аминокислот. Их последовательно добавляют к растущей пептидной цепи, которая присоединена к твердой подложке из смолы. Возможность легко синтезировать огромное количество различных пептидов путем изменения типа и порядка аминокислот (с использованием комбинаторной химии) делает синтез пептидов особенно важным в создании библиотек пептидов для использования в создании лекарственных препаратов путем высокопроизводительного скрининга.
Биосинтез аминокислот
В растениях азот впервые был ассимилирован в органическое соединение в виде глутамата, формируемого из альфа-кетоглутарата и аммиака в митохондрии. Для формирования других аминокислот растения используют трансаминазу, чтобы переместить аминогруппу в другую альфа-кето-карбоновую кислоту. Например, аспартатаминотрансфераза преобразует глутамат и оксалоацетат в альфакетоглютарат и аспартат. Другие организмы также используют трансаминазы для синтеза аминокислот.
Нестандартные аминокислоты, как правило, формируются путем модификации стандартных аминокислот. Например, гомоцистеин образуется в результате транссульфирования или деметилирования через промежуточный метаболит S-аденозилметионин, а гидроксипролин производится путем посттрансляционной модификации .
Микроорганизмы и растения могут синтезировать многие необычные аминокислоты. Например, некоторые микроорганизмы могут производить 2-аминоизомасляную кислоту и лантионин, сульфидное производное . Обе эти аминокислоты можно найти в пептидных лантибиотиках, таких как аламетицин. У растений 1-аминоциклопропан-1-карбоновая кислота представляет собой небольшую дизамещенную циклическую аминокислоту, которая является ключевым промежуточным продуктом в производстве этилена у растений.
Катаболизм протеиногенных аминокислот
Аминокислоты могут быть классифицированы в соответствии со свойствами их основных продуктов, как, например:
* Глюкогенные, продукты которых обладают способностью к образованию глюкозы путем глюконеогенеза
* Кетогенные, продукты которых имеют свойство образовывать глюкозу. Эти продукты могут быть использованы для кетогенеза или синтеза липидов.
* Аминокислоты, катаболизируемые как в глюкогенные, так и кетогенные продукты.
Деградация аминокислот часто включает дезаминирование, перемещая аминогруппу в альфакетоглютарат с образованием глутамата. Этот процесс включает трансаминазы, часто такие же, как и использующиеся в аминировании в процессе синтеза. У многих позвоночных аминогруппа затем удаляется через цикл мочевины и выделяется в виде мочевины. Однако, процесс деградации аминокислот может приводить к образованию мочевой кислоты или аммиака. Например, серин дегидратаза преобразует серин в пируват и аммиак. После удаления одной или более аминогрупп, остальная часть молекулы может иногда быть использована для синтеза новых аминокислот или для энергии путем ввода в гликолиз или цикл лимонной кислоты.
Физико-химические свойства аминокислот
20 аминокислот, кодируемых непосредственно генетическим кодом, можно разделить на несколько групп в зависимости от их свойств. Важными факторами являются заряд, гидрофильность или гидрофобность, размер и функциональные группы. Эти свойства важны для структуры белков и белок-белковых взаимодействий. Водорастворимые белки, как правило, имеют гидрофобные остатки (Leu, Ile, Val, Phe и Trp), хранящиеся в середине белка, тогда как гидрофильные боковые цепи подвергаются растворению в воде. Интегральные мембранные белки, как правило, имеют наружные кольца гидрофобных аминокислот, которые закрепляют их в липидный бислой. В случае срединного положения между этими двумя крайностями, некоторые периферические мембранные белки имеют на своей поверхности ряд гидрофобных аминокислот, блокирующихся на мембране. Аналогичным образом, белки, которые связываются с положительно заряженными молекулами, в верхнем слое имеют отрицательно заряженные аминокислоты, такие как глутамат и аспартат, а белки, связывающиеся с отрицательно заряженными молекулами, имеют поверхности с положительно заряженными цепями, такие как лизин и . Существуют различные масштабы гидрофобности аминокислотных остатков.
Некоторые аминокислоты обладают особыми свойствами, например цистеин, который может образовывать ковалентные дисульфидные связи с другими остатками ; пролин, который образует цикл с полипептидной основой, и глицин, более гибкий, чем другие аминокислоты.
Многие белки при наличии дополнительных химических групп на аминокислотах претерпевают ряд посттрансляционных модификаций. Некоторые модификации могут производить гидрофобные липопротеины или гидрофильные гликопротеины. Эти модификации позволяют обращать направленность белка к мембране. Например, добавление и удаление жирных кислот пальмитиновой кислоты в остатки у некоторых сигнальных белков приводит к тому, что белки сначала присоединяются, а затем отделяются от клеточных мембран.
Аминокислоты и рост мышц
Аминокислоты - строительные элементы, из которых состоят все белки организма. В бодибилдинге аминокислотам уделяется особое значение, потому что мышцы практически полностью состоят из белка, то есть аминокислот. Организм использует их для собственного роста, восстановления, укрепления и выработки различных гормонов, антител и ферментов. От них зависит не только рост силы и «массы» мышц, но и восстановление физического и психического тонуса после тренировки, катаболизм подкожного жира и даже интеллектуальная деятельность мозга - источник мотивационных стимулов. Ученые установили, что аминокислоты чрезвычайно важны для восстановления мышц после тренировок, сохранения мышц во время цикла сушки или похудения, а также роста мышц.
Список Аминокислот
| 2014/07/11 00:29 | Наталья | |
| 2014/11/02 15:28 | Наталья | |
| 2015/01/21 16:10 | Наталья | |
| 2014/06/04 14:24 | Наталья | |
| 2014/11/14 21:42 | Наталья | |
Loading...