Аминокиселини: Функции и Приложения

Какво представляват аминокиселините?

От структурна гледна точка, аминокиселините са съставните елементи на протеините, които от своя страна са структурите, изграждащи всяка жива тъкан.

Мускулните влакна, клетъчните мембрани, ензимите, неврохимичните елементи на мозъчната тъкан са примери за тъкани, съставени от протеини; не напразно 70% от тялото ни (без водата и мастната тъкан) е съставено от протеини. Наличието им е толкова важно, че тези хранителни вещества са известни като „строителите на живота“.

Основни функции на аминокиселините

От функционална гледна точка аминокиселините имат важни задачи. Те включват ролята им в енергийния метаболизъм и антистресовото им действие.

Поради това, ролята на протеините и съответно на аминокиселините в нашия организъм е ключова. Ето защо познаването на функциите на аминокиселините би позволило да водим по-здравословен.

Аминокиселини: произход и класификация

Както беше споменато в увода, тялото ни се нуждае от значителен брой протеинови комплекси. Тези протеини се синтезират ендогенно от аминокиселини. Като цяло всички аминокиселини участват в поддържането на биосистемите; в частност, като съставни части на протеините те изпълняват следните функции:

• Те са структурни компоненти на тъканите, клетките и мускулите.
• Подпомагат растежа и възстановяването на клетките.
• Допринасят за функциите на кръвта.
• Участват в процесите на синтез на храносмилателни ензими.
• Съставни части на хормоните, които са от съществено значение за възпроизводството.
• Участват в енергийния метаболизъм.
• Те са необходими и за правилното функциониране на витамините и минералите.

Произход на аминокиселините

Аминокиселините се получават от хранителните протеини, но организмът ни не е в състояние директно да използва тези хранителни протеини.

След като бъдат погълнати, протеините преминават през ензимни процеси на храносмилане и катаболизъм, докато се разградят на съставните си аминокиселини.

Впоследствие тези аминокиселини се рекомбинират ендогенно, за да образуват съответните протеини.

Този процес на синтез на белтъчини комбинира различни аминокиселини в различен брой и конфигурации, като по този начин се създават повече от 40 000 познати белтъчини.

Класификация на аминокиселините

Известни са двадесет различни аминокиселини и всички те са необходими за доброто здраве. Организмът ни е способен да синтезира 80% от всички аминокиселини.

От друга страна, останалите 20% трябва да се набавят от храната. Поради тази причина аминокиселините се класифицират като неесенциални (ендогенно синтезирани) и есенциални (тези, които трябва да се набавят от външни източници).

В таблицата долу са изборени заменимите и незаменимите аминокиселини, като след това ще разгледаме и фукциите им.

Следователно основната разлика между двете групи е, че незаменимите аминокиселини трябва да се приемат ежедневно. От друга страна, неесенциалните аминокиселини, въпреки че също са необходими, могат да се синтезират ендогенно, ако не се осигуряват в достатъчни количества от храната.

По отношение на набавянето на незаменими аминокиселини трябва да се подчертае, че доставеното количество е също толкова важно, колкото и съотношението между доставените аминокиселини.

Организмът се нуждае от стабилно съотношение на различните незаменими аминокиселини, за да изпълнява правилно функциите на растеж и възстановяване.

Функциите на Заменимите и Незаменимите Аминокиселини

Добавките с аминокиселини в свободна форма се отличават с буквата „L“ пред името си. Тази форма на аминокиселините показва, че те са естествени и се усвояват бързо и ефективно.

Основните функции на всички аминокиселини, както незаменими, така и незаменими, са изброени по-долу.

Функции на незаменимите аминокиселини

Л-изолевцин

Незаменима аминокиселина, необходима за синтеза на хемоглобина и за регулирането на нивата на глюкоза в кръвта (енергия). След метаболизиране L-изолевцинът може да се превърне във въглехидрати и липиди.

Л-левцин

Аминокиселина, чиято основна функция е да понижава нивата на глюкоза в кръвта. Той участва и в поддържането на тъканите. Левцинът е аминокиселина с особено благоприятно въздействие върху пациентите след операция.

Л-валин

Считан за естествен стимулант, L-валинът играе важна роля в регенерацията на тъканите и в поддържането на азотния баланс.

Освен това той е аминокиселина, необходима за правилната физиология на нервната система и за правилното развитие и координация на мускулите.

Л-триптофан

Функциите на триптофана включват стабилизиране на настроението, насърчаване на съня и управление на стреса. Триптофанът е необходим за правилното усвояване на витамините от група В и действа стимулиращо на храносмилателната функция.

Доказано е, че приемът на триптофан е полезен за поддържането на клетките на кръвта, кожата и косата. Вижте още: 10 здравословни ползи от триптофан.

Л-фенилаланин

Есенциална аминокиселина с антидепресивно и аналгетично действие. В допълнение към ефикасността си срещу депресия, фенилаланинът подобрява паметта и има антимигренозен ефект. Наред с функциите си фенилаланинът стимулира синтеза на тироксин от щитовидната жлеза (тироксинът допринася за поддържането на психичното равновесие и нервната система).

Освен това той се преработва в мозъчната тъкан, за да произведе норадреналин и допамин. Друг негов ефект е върху така наречената „умствена бдителност“ – процес, който включва стимулиране на процесите на учене и памет.

Той е силно концентриран в мозъка и плазмата. Той действа като силен аналгетик при главоболие, артрит и травми и има антидепресивно действие.

Л-лизин

Аминокиселина, ефективна за борба с вирусните инфекции, с доказана ефикасност при лечението на инфекции, причинени от вируса на херпес симплекс (агент, който причинява болезнени рани и мехури в устата). Л-лизинът действа, като насърчава синтеза на антитела, т.е. стимулира имунната система.

Данните от последните проучвания показват, че тази аминокиселина е ефективна при терапевтичното лечение на кариес и други стоматологични заболявания.
Въпреки че една от основните му ползи е антивирусна, клиничните признаци на недостиг на лизин се характеризират със зрителни смущения и хронична умора.

Вижте тези 11 Ползи от Л-лизин.

Л-метионин

Есенциална аминокиселина с мощно действие за детоксикация на тъканите. Участва в липидния метаболизъм и синтеза на холин. Поради детоксикиращия си и защитен ефект метионинът е необходим за регенерацията на чернодробните и бъбречните клетки. Той е ефективен и при лечението на артритни и ревматични заболявания.

Л-треонин

Плазмените концентрации са особено високи при новородените. Тази аминокиселина е от съществено значение за правилната храносмилателна и чревна функция, тъй като участва в асимилацията и усвояването на различни хранителни вещества. Освен това има стимулиращ ефект върху тимуса – жлеза, свързана с контрола на депресията, което има последващ терапевтичен ефект.

Дефицитът на L-треонин се проявява със стомашни (лошо храносмилане, киселини) и чревни (малабсорбция) нарушения, водещи до общо недохранване.

Л-хистидин

Тази аминокиселина не е от съществено значение в зряла възраст. Проучванията показват, че L-хистидинът участва в процесите на възстановяване на тъканите, поради което е от терапевтична полза при лечението на заболявания като ревматоиден артрит и анемия. Поради способността му да се превръща в хистамин, той се счита за полезен при лечението на алергии.

Л-таурин

Тази аминокиселина структурно не е част от белтъците, поради което е по-слабо позната. При възрастните той не е от съществено значение, тъй като те имат способността да го синтезират от таурина, приеман с храната. Концентрацията му е висока в мозъчната, сърдечната и бъбречната тъкан, където той действа като защитен агент, поддържайки здравето на тези органи.

Функции на неесенциалните аминокиселини

Въпреки че са еднакво важни, при нормални условия потребностите от тези аминокиселини могат да бъдат задоволени чрез ендогенен синтез. От друга страна, при някои патологични състояния нуждите от тези аминокиселини могат да бъдат увеличени, така че ендогенният синтез да не е задоволителен, като в този случай те могат да се считат за незаменими аминокиселини.

Л-аланин

Синтезът на тази аминокиселина се извършва чрез сложни процеси, включващи молекули като пируват и/или разцепване на ДНК; метаболизмът ѝ се регулира от ензимни процеси, зависими от витамин В6. Концентрациите на L-аланин са високи в мускулната тъкан, където той действа като енергиен субстрат. Като терапевтично средство той е ефективен срещу епилепсия и имуносупресия (тимусна аминокиселина, стимулираща растежа).

 Л-глутаминова киселина и L-глутамин

Както е посочено по-горе, те участват в процесите на синтез на енергия. Освен това те действат върху мозъчната тъкан, а L-глутаминовата киселина е стимулиращ невротрансмитер. От друга страна, GABA действа релаксиращо, а глутаминът изпълнява различни мозъчни функции. И трите аминокиселини извършват действието си по взаимосвързан начин. Освен това невротрансмитерът глутаминова киселина е в равновесие с инхибиторния невротрансмитер GABA, а глутаминът е източник на енергия, като координира баланса между тях.

Л-цистеин и глутатион

Освен ролята си в енергийния метаболизъм цистеинът влиза в структурата на множество тъканни и хормонални молекули. Комбинираното действие на цистеина и глутатиона води до интензивен детоксикиращ ефект и дори са публикувани данни, показващи ефикасността му при отравяне с арсен.

Глутатионът от своя страна е коензим в множество ензимни реакции и мощен детоксикатор на черния дроб. По отношение на детоксикиращия си ефект тази молекула е активна срещу токсини като живак, радиация, пестициди, хербициди, фунгициди, пластмаси, нитрати, цигарен дим и контрацептиви. Глутатионът участва и в образуването на кръвните клетки (червени и бели кръвни клетки) и в поддържането на имунната система.

Л-аргинин

Функциите му включват участието му в процесите на елиминиране на урея и амоний и приноса му за синтеза на ДНК. Данните от последните изследвания показват, че тази аминокиселина стимулира секрецията на хормона на растежа. При определени патологични състояния L-аргининът може да се превърне в основно хранително вещество.

Тази молекула е особено важна при мъжете; повече от 80% от семенната течност съдържа аргинин. Той има положителен ефект върху броя на сперматозоидите и следователно може да бъде полезно средство за лечение на мъжкото безплодие. Доказано е, че намалените нива на аргинин водят до стерилитет при експериментални животни и до ниска подвижност на сперматозоидите при хора.

Клиничните признаци, свързани с недостиг на аргинин, включват зачервяване на кожата, косопад и слабост, безплодие, нарушено заздравяване на рани, запек и натрупване на токсични вещества в кръвта (свободни радикали, отпадни продукти); свързва се дори с цироза.

Л-орнитин

Пероралното му приложение предизвиква биологични ефекти, подобни на тези, които предизвиква аргининът, така че показанията му са същите. Разликата между тях е, че орнитинът не е част от протеиновата структура.

L-аспарагинова киселина: синтезът ѝ се извършва от ензими, които изискват витамин В6. Участва в т.нар. цикъл на урея и в метаболизма на ДНК. Тя е невротрансмитер, чиито нива са понижени при пациенти, страдащи от депресия или други мозъчни разстройства; изглежда, че аспарагиновата киселина е важна за правилния енергиен метаболизъм на мозъка.

Л-глицин

Аминокиселина, която участва в процесите на синтез на ДНК и колаген, както и в производството на енергия. Нивата му са понижени при пациенти с депресия и епилепсия. Той има хипохолестеролемично действие (намаление до 5%). Въздействието му все още се проучва.

Л-тирозин

молекула, която, след като достигне мозъчната тъкан, се превръща в допамин, норадреналин и адреналин; концентрациите му зависят от тези на хранителния тирозин. Тези три невротрансмитера са от съществено значение за функционирането на симпатиковата нервна система.

Освен това той е структурно необходима аминокиселина в много протеини, като например енкефалините (естествени болкоуспокояващи). Съществуват дори данни, че е възможно да има антидепресивен ефект.

Как се приемат аминокиселинни добавки?

В допълнение към избора на подходящи количества аминокиселини и времето на прием, от съществено значение е координацията на различните аминокиселини. Установено е, че „за да бъде ефективен протеиновият синтез, е важно всички аминокиселини да бъдат налични за сравнително кратък период от време“ (2 часа).

Aминокиселините трябва да се приемат самостоятелно или с плодов сок, за да не се конкурират с други богати на протеини храни. Приемането им на празен стомах осигурява по-добро усвояване.

За да се оптимизира усвояването на аминокиселините, се препоръчва те да бъдат придружени от витамин В6 и С. Ако се приемат поотделно, е препоръчително да се допълват с балансирана формула от основни и неосновни аминокиселини, приемани по различно време на деня. Това ще засили действието им и ще избегне възможни дисбаланси в общия баланс на хранителните вещества. Както беше споменато по-горе, препоръчително е да не ги приемате с протеини за по-добро усвояване.

Клинични приложения на аминокиселините

Проучванията през последните години показват терапевтичните ползи от приема на аминокиселини при определени патологии и хронични състояния.

Въпреки че са необходими допълнителни изследвания, вече са доказани множество клинични приложения на аминокиселините, както е показано по-долу.

Успехът на терапията с аминокиселини зависи от естеството на заболяването, възрастта, на която се започва лечението, и уврежданията преди началото на лечението. Лечението в тези генетични случаи трябва да бъде внимателно планирано в зависимост от биохимичните дефекти и патофизиологията, които са в основата на проблема.

Цистеин и глутатион

Последните проучвания показват приложението на прием на цистеин срещу отравяния с олово и други метали. Той има неутрализиращ ефект върху токсичността, предизвикана от химиотерапията и лъчетерапията, прилагани при рак. Възстановява катарактата. В едно проучване пероралното приложение на глутатион е довело до спиране на напреднал рак на черния дроб при плъхове. Комбинираният ефект на цистеин/глутатион е ефективен при лечение на капилярни нарушения.

Аргинин

Подобно на метионина, таурина и глицина, той намалява нивата на холестерола. Приемът на 6 грама аргинин води до намаляване на холестерола с повече от 10%. Този ефект изглежда се засилва, когато се комбинира с диета, богата на аргинин и бедна на лизин. Приемът на аргинин е ефективен при лечението на много патологични състояния, както и за поддържане на общото здравословно състояние.

Тирозин

Прилагането му вместо кодеин, амфетамин и метадон, използвани при детоксикация от хероинова зависимост, е показало благоприятен ефект.

Фенилаланин

Показан е като антидепресант и аналгетик. Прилагането му при предменструален синдром и болест на Паркинсон засилва ползите от акупунктурата и трансдермалната стимулация.

Таурин

Заедно с GABA той е една от молекулите с инхибиращо действие върху мозъчната тъкан, поради което е ефективен като антиконвулсант и анксиолитик; резултатите от предварителни проучвания показват неговата полезност при лечението на някои клинични форми на епилепсия. Клинични приложения: жлъчна литиаза, пролапс на митралната клапа, артериална хипертония, хипербилирубинемия, фоточувствителност и диабет.

Метионин

Поради способността си да стимулира синтеза на допа, той е ефективен при лечението на болестта на Паркинсон. Той има защитен ефект срещу радиация. Приемът му е полезен при пациенти, пристрастени към хероин, както и при пациенти, лекуващи се от зависимост към барбитурати или амфетамини.

Валин, левцин и изолевцин

Аминокиселини със стимулиращ ефект върху протеиновия синтез с тази особеност, че благоприятстват повторното използване на аминокиселините и съответно намаляват разрушаването на ендогенните протеини.

Левцинът предизвиква отделянето на инсулин – хормон със стимулиращ ефект върху протеиновия синтез и потискащ ефект върху разграждането му. Поради този ефект приложението му е особено полезно при спортни тренировки, тъй като може да замени стероидната терапия.

И трите са ефективни при лечение на заболявания, характеризиращи се с ниски нива на тези аминокиселини, като анорексия и болест на Паркинсон. Те се използват и при лечение на чернодробни заболявания, хепатит и цироза. Валинът в частност е полезна добавка, когато черният дроб е отслабен.

Треонин

Ефективен при лечението на спастични разстройства с генетичен компонент и множествена склероза. Също така има сведения, че повишава нивата на глицин.

Глицин

Аминокиселина, която поради седативния си ефект може да бъде ефективна при терапевтичното лечение на маниакално-депресивни епизоди, спастичност и епилепсия. Съществуват и предварителни данни за благоприятното му въздействие върху патологии като подагра, миастения, мускулна дистрофия и хиперхолестеролемия.

Аланин

участва в регулирането на метаболизма на глюкозата. Измерванията при пациенти с диабет и хипогликемия показват, че нивата на аланин в кръвта са пропорционални на тези на глюкозата.

Той е ключов фактор в процесите на възпроизводство на лимфоцитите и има положителен ефект върху имунитета като цяло. Последните проучвания при експериментални животни показват, че терапията с аланин допринася за разтварянето на камъни в бъбреците.

Хистидин

Прилагането на хистидин при пациенти с тежък ревматоиден артрит е съпроводено с подобрение на заболяването; в действителност е доказано, че пациентите с тази патология имат дефицит на тази аминокиселина.

Той има и противовъзпалителни свойства и е полезен при пациенти с понижени нива на хистамин (включително мания, хиперактивност, шизофрения).

Аспарагинова киселина

Заедно с фенилаланина тази киселина е съставна част на най-новите изкуствени подсладители. Изглежда, че има защитен ефект срещу увреждания, причинени от радиация. Други потенциални приложения все още се проучват.

Триптофан

Проучване на пациенти със синдром на хроничната умора показва ефикасността на комбинираното приложение на триптофан и фенилаланин.