•L-Fenilalaninas.
L-Fenilalaninas; IUPAC pav. – 2-amino-3-fenilpropano rūgštis;
nepakeičiamoji aminorūgštis;
cheminė formulė – C6H5CH2CH(NH2)COOH;
sutrumpintas žymėjimas -Phe, F.
Fenilalaninas yra aromatinė nepakeičiamoji aminorūgštis. Šią aminorūgštį galima aptikti visų žinomų gyvų organizmų baltymų sudėtyje. Ji vaidiną nemažą vaidmenį stabilizuojant baltymines struktūras ir yra jų viena iš pagrindinių funkcinių centrų dalių.
Fenilalaninas yra nepakeičiamoji aminorūgštis, nes gyvūnai neturi fermentų, kurie galėtų sintetinti tam tikrų šios aminorūgšties sudėtinių dalių (t. y. benzeno žiedo), dėl to ji turi būti gaunama su maistu.
Fenilalaninas organizme naudojamas baltymų sintezei arba virsta kita aminorūgštimi – tirozinu. Esant tokioms aplinkybėms tirozinas vadinamas pakeičiamąją aminorūgštimi (iš tikro, teisingiau būtų vadinti dalinai pakeičiamąją), žinoma jei su maistu gaunamas pakankamas kiekis fenilalanino. Ši virtimo oksidacijos reakcija vyksta tik kepenyse ir yra negrįžtama. Jai būdingas molekulinis deguonis ir elektronų donoras tetrahidrobiopterinas, kuris atlieka reduktoriaus funkciją. Fenilalanino virtimas tirozinu organizmui yra pakankamai svarbus, kadangi iš tirozino sintetinamas dopaminas, noradrenalinas, adrenalinas, skydliaukės hormonai (trijodtironinas, tetrajodtironinas), melaninas.
Taigi, šioje vietoje galima padaryti tam tikrą išvada – pagrindinės fenilalanino savybės, be to, kad jis naudojamas baltymų sintezei, paprastai yra pabrėžiamos tos, kurios turi tam tikrą svarbų poveikį organizmui tik po to, kai iš jo pagaminamas tirozinas. O savo ruožtu iš jo sintetinami kiti organizmo biologiškai aktyvūs junginiai.
Fenilalanino svarba sporte (žinoma ir ne tik sporte): svarbus dėl galimybės konvertuotis į galvos smegenų signalinį mediatorių (neuromediatorius) – dopaminą, dopaminas yra žinomas kaip nuotaiką gerinanti ir pakelianti bendrą organizmo tonusą medžiaga;
galvos smegenimis naudojamas gaminti noradrenaliną, medžiaga kuri perduoda signalus iš nervinių ląstelių galvos smegenims;
dėl to, kad yra reikalingas dopamino ir noradrenalino sintezėje, gali vadintis tam tikra antidepresantinė ir galinti pagerinti atmintį medžiaga;
fenilalaninas dažnai įeina į riebalų deginimo papildus, kadangi reikalingas hormonų gamybai, kurie mažina alkio jausmą (nors reikia paminėti, kad fenilalaninas vienas pats stipraus biologinio poveikio svorio mažinimui neturi, jis tik būdamas svorio mažinimo kompleksuose kartu su kitais gali padidinti tokių papildų savybes – kiek sumažinti apetitą ir paskatinti metabolizmą).
Fenilalanino dienos norma gali svyruoti nuo 500 iki 1500 mg per parą. Ši aminorūgštis įeina į organizmo baltymų sudėtį, jie sudaro raumenis, sausgysles, raiščius ir žinoma kitus organus. Organizme trūkstant fenilalanino neįmanoma pasiekt gerų rezultatų sporte, bet dėl to neverta pergyventi. Su maistu žmogus jos gauna pakankamai. Ypač jos gausu mėsoje, kiaušiniuose, sojoje, riešutuose, žuvyje, piene ir kt.
Žmonėms, kurių arterinis spaudimas yra aukštas ar jie kenčia nuo migrenos, neturėtų naudoti daug produktų, kuriuose yra gausu fenilalanino, kadangi tai tik gali pabloginti padėtį. Žmonės, negaluojantys nuo tokių sutrikimų kaip fenilketonurija, alkaptonurija ar pan., irgi neturėtų jo padauginti; taipogi negalima vartoti kartu su antidepresantais (MAO inhibotoriais), o labai didelės fenilalanino per dozuotos normos gali pažeisti nervus.
•L-Triptofanas.
L-Triptofanas, IUPAC pav. – 2-amino-3-(3-indolil)propano rūgštis; nepakeičiamoji aminorūgštis;
cheminė formulė – NC8H6CH2CH(NH2)COOH;
sutrumpintas žymėjimas -Trp, W.
Ši nepakeičiamoji aminorūgštis paprastai įvardijama kaip pirmtakas, iš kurios sintetinamas serotoninas. Fiziologinėmis sąlygomis didžioji triptofano dalis naudojama baltymų sintezei, o likusi dalis skaidoma kinureniniu keliu ir tik 1 % naudojamas serotonino sintezei.
Daugiau kaip 95 % triptofano skyla kinureniniu keliu iki vitamino PP ir NAD’o susidarymo. Šis apykaitos kelias mažina organizmo poreikį vitaminu PP. Plačiai ir sudėtingai nesiplečiant, apie skaidymą kinureniniu keliu galima paminėti tik tai, kad triptofano skaidymo organizme reakcijoms yra reikalinga keletą specifinių fermentų, jų dėka per keletą etapų organizme susidaro tokie junginiai kaip N-formikinureninas, kinureninas, kinurenatas, 3-hidroksikinureninas ar ksanturetanas. Vienokios iš šių reakcijų vyksta paeiliui, kitos jų šakojasi greta.
Vienos iš tokių skilimo, išsišakojusių reakcijų, triptofano molekulės šoninės grandinės dalis atskyla kaip alaninas, o iš likusios dalies susidaro α-ketoadipatas ir nikotino rūgštis (vitaminas PP). Kalbant dar trumpiau, triptofano metabolizmo kelias baigiamas susidarius nikotino rūgščiai ir NAD(P)+. Triptofanas gali visiškai kompensuoti vitamino PP stoką, bet šio vitamino sintezei iš triptofano yra būtinas kitas vitaminas – B6. Iš triptofano kilę kinurenatas ir ksanturenatas, toliau neskyla ir yra pašalinami iš organizmo su šlapimu (dėl šios priežasties, o tiksliau tik iš dalies dėl to, šlapimo spalva yra geltona).
Jei triptofaną nagrinėti kaip dalyvaujantį serotonino sintezėje, tai serotoninas susidaro dekarboksilinant 5-hidroksitriptofaną. Serotoninas atlieka tam tikras fiziologines funkcijas – dalyvauja smegenų veiklos procesuose, valdo kraujospūdį, temperatūrą, miegą, emocinius sutrikimus, nuotaiką, skausmo suvokimą.
Triptofanas minimas kaip natūralus relaksantas, kuris padeda kovoti su nemiga, skatina normalų miegą; padeda susitvarkyti nerimo, dirglumo ir depresinėse būsenose; gali praversti gydant migreninius galvos skausmus; sustiprina imuninę sistemą; mažina arterijų ir širdies raumens spazmų riziką. Kai kuriose šalyse triptofanas yra leistinas vartoti kaip antidepresantas ir miegą gerinanti priemonė, nors kai kuriose šalyse jis yra ir draudžiamas ar nerekomenduotinas kaip ilgai vartotinas preparatas.
Triptofanas yra maistinių baltymų komponentas ir yra tokiuose maisto produktuose kaip sūris, mėsa, žuvis, varškė, pienas, riešutai ir kt. Augaliniai triptofano šaltiniai yra ankštiniai, soja, kukurūzai ir kt.
•L-Metioninas.
L-Metioninas, IUPAC pav. – 2-amino-4-metiltiobutano rūgštis;
nepakeičiamoji aminorūgštis;
cheminė formulė – CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH;
sutrumpintas žymėjimas -Met, M.
Metioninas – ši nepakeičiamoji aminorūgštis dažniausiai sporto leidiniuose minima kaip būtina baltymų sintezei. Tai žinoma tiesa, bet be to, metioninas savo aktyviąja forma (SAM, t.y. S-adenozilmetioninas) yra svarbus ir universalus metilo grupių (-CH3) donoras gausiose metilinimo reakcijose. Metionino -CH3 grupę aktyvina S+ (sieros teigiamas krūvis). SAM susidaro metioninui sąveikaujant su ATP. Metilinimo reakcijos yra pakankamai svarbios mūsų organizmuose, pvz., jos vyksta kreatino, hormono melatonino, adrenalino sintezės metu, DNR metilinimo metu, nukleotidų metilinimo RNR brendimo metu, fosfatidilcholino, sarkozimo, N-metilnikotinamido sintezės metu ir kt.
Šiuo keliu kepenyse metilinama daugybė augalinių alkaloidų ir kitų organizmui svetimų medžiagų – ksenobiotikų, šalinant juos iš organizmo. Taipogi, metilinimo būdu inaktyvynami biogeniniai aminai. Metilinimo reakcijoms reikalingas katalizatorius, jas katalizuoja fermentai metiltransferazės. Šių fermentų aktyvumas ir metilinimo reakcijos intensyviai vyksta kepenyse, vėžinėse ląstelėse, embrionų ląstelėse (ląstelėse, kurios greitai dalijasi).
Taipogi galima paminėti tai, kad atskilus metilo grupei iš S-adenozilmetionino, susidro S-adenozilhomocisteinas (SAH), kuris hidrolizės reakcijos metu skyla į homocisteiną ir adenoziną. Homocisteinas gali kondensuotis su serinu ir susidaro cistationinas arba prisijungęs metilo grupę virsti metioninu, šiai reakcijai yra būtinas vitaminas B12 (metilkobalaminas).
Metionino apykaita yra įvairesnė negu kitų sierą turinčių aminorūgščių. Jo katabolizmas negrįžtamai vyksta per cisteiną (cisteino sieros atomas kilęs iš metionino, o angliavandenilinis skeletas susidaro iš serino).
Metionino farmakologinis preparatas turi tam tikrą lipotropinį poveikį, sustiprina cholino, lecitino ir kitų fosfolipidų sintezę. Kai kuriame lygyje padeda mažinti cholesterolio lygį kraujyje ir gerina fosfolipidų/cholesterolio santykį, padeda sumažinti neutralių riebalų sankaupas kepenyse ir taip pagerina jų funkciją.
Teigiama, kad metioninas, ko gero dėl tam tikros įtakos adrenalino sintezėje, gali įtakoti ribotą antidepresinį poveikį. Nors, metionino aktyviosios formos SAM, šis daromas teigiamas poveikis kepenų funkcijai ir daug ryškesnis antidepresinis poveikis yra žymiai stipresnis negu metionino.
Ši nepakeičiamoji aminorūgštis kaip jau suprantama nėra sintetinama žmogaus organizme, pakankamai daug jos yra jautienos ir vištienos mėsoje, taipogi nemažai aptinkama menkėje, varškėje, vištos kiaušiniuose, kruopose (ryžiuose, sorose, avižose, grikiuose, perlinėse, manų), žirniuose, makaronuose, kiek mažiau piene ir duonoje, aptinkama bananuose, pupose, pupelėse, lęšiuose, sojoje.
Metioninas dažnai randamas baltyminiuose sporto papilduose, aminorūgščių kompleksuose ir pan. Tai būtina aminorūgštis kasdieniniame mūsų mitybos racione, nors žymių anabolinių savybių ji ir neturi. Kasdieninis organizmo saugus poreikis metioninu yra apie 250 mg (maždaug apie 4-5mg/kg paroje).
•L-Treoninas.
L-Treoninas, IUPAC pav. – 2-amino-3-hidroksibutano rūgštis;
nepakeičiamoji aminorūgštis;
cheminė formulė – CH3CH(OH)CH(NH2)COOH;
sutrumpintas žymėjimas – Thr, T.
Treoninas – aminorūgštis organizme gali virsti glicinu bei serinu. Treoninas, katalizuojant fermentui treonino dehidratazei (kaip ir serino), skyla iki α-ketobutirato ir atsipalaiduoja NH3+. Treonino pagrindiniai metabolizmo keliai yra du. Treonino katabolizme svarbesnis yra tas metabolizmo kelias, kurio metu L-treoninas oksiduojamas į α-amino-β-ketobutiratą, kuris, savo ruožtu, gali skilti į gliciną ir acetaldehidą, o pastarasis, veikiant aldehido dehidrogenazei ir acetato tiokinazei, virsta acetil-CoA. Iš α-amino-β-ketobutirato per daugelį reakcijų gali susidaryti piruvatas.
Kadangi treoninas yra nepakeičiamoji aminorūgštis, tai ji organizme nėra sintetinama ir patenka tik su maistu ir maisto papildais. Treoninas dalyvauja raumeninio audinio statyboje, palaiko organizme reikiamą baltymų balansą; gerina širdies ir kraujagyslių sistemos, kepenų, CNS ir imuninės funkcijos būklę.
Iš treonino organizme susintetintas glicinas ir serinas yra reikalingi kolageno, elastino ir raumeninio audinio gamybai. Treoninas gali pasitarnauti stiprinant raumenis (tame tarpe ir miokardą) bei sausgysles. Beje, treoninas padeda kaulams tapti mažiau trapiems, padidina dantų emalės tvirtumą. Treoninas, kartu su aspartatu ir metioninu, gerina kepenų lipotropinę funkciją, tai yra gerina riebalinių rūgščių skilimą, apsaugo kepenis nuo riebalų pertekliaus susikaupimo (kepenų suriebėjimo) bei gali sumažinti kepenų cirozinių pakitimų atsiradimą. Taipogi jis pravers gerinant virškinamojo trakto darbą; bendrai dalyvauja metabolizmo ir pasisavinimo procesuose.
Treonino gausu tokiuose maisto produktuose kaip mėsa, žuvis, kiaušiniai, pieno produktai, šiek tiek yra grūduose, grybuose, pupelėse, riešutuose. Žmogus treonino pakankamais kiekiais gauna su maistu, todėl deficitas praktiškai niekada neišsivysto. Bet jei taip nutiko, tai trūkumas pasireiškia greitu energijos lygio mažėjimu, virškinimo sutrikimais ar kepenų suriebėjimu, o jo perteklius veda prie šlapimo rūgšties kaupimosi. Papildai, kuriuose yra šios aminorūgšties, vegetarams ar veganams gali pasitarnauti kaip treonino aminorūgšties šaltinis.
•L-Valinas .
L-Valinas, IUPAC pav. – 2-amino-3-metilbutano rūgštis;
nepakeičiamoji aminorūgštis;
cheminė formulė – (CH3)2CHCH(NH2)COOH;
sutrumpintas žymėjimas -Val, V.
Valinas – aminorūgštis priklauso šakotą grandinę turinčioms aminorūgštims (BCAA). BCAA – leucinas, valinas ir izoleucinas – tai nepakeičiamosios aminorūgštys. Šių aminorūgščių apykaita intensyviai vyksta ne kepenyse, kaip daugelio aminorūgščių, o raumeniniame ir riebaliniame audinyje, inkstuose ir smegenyse. Jų struktūra panaši, todėl panaši ir apykaita.
Pirmosios visų trijų aminorūgščių skilimo reakcijos yra identiškos. Trumpai kalbant, pirmiausiai šakotos grandinės aminorūgštys griaučių raumenyse ir kituose organuose (ne kepenyse) yra peramininamos su α-ketoglutaratu, katalizuojant šakotų aminorūgščių fermentais (transaminazėmis, kurių nėra kepenyse). Susidariusios α-ketonorūgštys nunešamos į kepenis, kur vyksta jų oksidacinis dekarboksilinimas, vėl katalizuojant kitam specifiniam fermentui. Po dekarboksilinimo susidaro šakotos grandinės acil-CoA dariniai. Tolimesnės, po dekarboksilinimo, visų trijų aminorūgščių katabolizmo reakcijos skiriasi.
Toliau kalbant tik apie valino katabolizmo kelią reikia paminėti, kad ši aminorūgštis yra grynai glikogeninė, o paskutinė valino skilimo reakcija sutampa su neporinį anglies atomų skaičių turinčių riebalų rūgščių oksidacija ir treonino bei metionino skilimu – susidaro propionil-CoA. Toliau vyksta metilmalinil-CoA izomerizacija į sukcinil-CoA. Beje, šią reakciją katalizuojančiam fermentui yra reikalingas 5-deoksiadenozikobalaminas (vitamino B12 darinys), kadangi jis yra jo kofermentas. Trūkstant kobalamino šio fermento aktyvumas mažėja.
Kaip jau buvo paminėta, valinas yra nepakeičiamoji aminorūgštis, nors ji ir įeina į visų gamtinių baltymų sudėtį žmogaus organizme nėra sintetinama, o tai jau reiškia, kad ją reikia gauti su maistu. Tiksliau sakant, reikia gauti su pilnaverčiu baltyminiu maistu (mėsa, žuvis, kiaušiniai, soja ir pan.). Mitybos racione trūkstant arba visai nesant pilnaverčių baltymų, taipogi B grupės vitaminų, gali atsirasti ir valino trūkumas.
Valinas raumenų ląstelėse dalyvauja energetinėje apykaitoje; yra raumens ląstelių energijos šaltinis; gali stabdyti serotonino lygio mažėjimą; yra vienas iš augimo ir kūno ląstelių sintezės komponentas; pasitarnauja nervų sistemos veikloje (apsaugo galvos ir nugaros smegenų nervinį audinį supantį sluoksnį).
Treniruojantis, esant dideliems fiziniams krūviams ar stresui, valinas padeda apsaugoti raumenų baltymus nuo suirimo, skatina azoto apykaitą, užtikrina raumens augimą ir padeda išlaikyti jų masę. Taigi, valinas (taipogi izoleucinas bei leucinas) labai svarbus baltymų sintezei, o ypač raumens baltymų, kadangi būtent šios trys aminorūgštys iš visų nepakeičiamųjų aminorūgščių, raumeniniame audinyje sudaro didesniąją koncentraciją. Dėl tos priežasties, kai yra raumenų katabolizmo grėsmė ryšium su kalorijų trūkumu (pvz., metant svorį ir naudojant mažai angliavandenių turintį maisto racioną), BCAA yra tas pagalbininkas, kuris padės sustabdyti raumeninio baltymo praradimus. Nereikėtų pamiršti ir to, kad BCAA aminorūgščių trūkumas gali pasitarnauti ir nervų sistemos veiklos pablogėjimui, atsirasti nemiga.
•L-Leucinas.
L-Leucinas, IUPAC pav. – 2-amino-4-metilpentano rūgštis;
nepakeičiamoji aminorūgštis;
cheminė formulė – (CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH;
sutrumpintas žymėjimas -Leu, L.
Leucinas – aminorūgštis priklauso šakotą grandinę turinčioms aminorūgštims (BCAA). BCAA – leucinas, valinas ir izoleucinas – tai nepakeičiamosios aminorūgštys. Šių aminorūgščių apykaita intensyviai vyksta ne kepenyse, kaip daugelio aminorūgščių, o raumeniniame ir riebaliniame audinyje, inkstuose ir smegenyse. Jų struktūra panaši, todėl panaši ir apykaita.
Pirmosios visų trijų aminorūgščių skilimo reakcijos yra identiškos. Trumpai kalbant, pirmiausiai šakotos grandinės aminorūgštys griaučių raumenyse ir kituose organuose (ne kepenyse) yra peramininamos su α-ketoglutaratu, katalizuojant šakotų aminorūgščių fermentais (transaminazėmis, kurių nėra kepenyse). Susidariusios α-ketonorūgštys nunešamos į kepenis, kur vyksta jų oksidacinis dekarboksilinimas, vėl katalizuojant kitam specifiniam fermentui. Po dekarboksilinimo tolesnės visų trijų aminorūgščių katabolizmo reakcijos skiriasi.
Kalbant tik apie leucino katabolizmą, tai jo metu iš 3-hidroksi-3-metilglutaril-CoA susidaro acetil-CoA ir acetoacetatas. Pastaroji reakcija vyksta žinduolių kepenų, inkstų ir širdies ląstelių mitochondrijose. Tokiu būdu pasireiškia leucino, kaip ketogeninės aminorūgšties, poveikis.
Leucinas gaunama su visais visaverčiais baltymų produktais (mėsa, vištiena, žuvis, kiaušiniai, pieno produktai ir kt.). Suaugusiam žmogui reikiamo paros leucino norma yra apie 3-4 g, sportuojant ta norma gali pakilti iki 5 g. BCAA kompleksuose leucino paprastai visada būna didesniu santykiu nei likusios dvi (pvz., 2:1:1, kartais net 8:1:1). Leucinas reikalingas raumens audinio statybai ir vystymuisi; dalyvauja raumenų ir kepenų baltymų sintezėje bei stabdo jų irimą; ląstelėse gali buti kaip energijos šaltinis; stiprina imunitetą.
Tyrimai rodo, kad leucinas ne tik stimuliuoja raumenų augimą, bet ir sustiprina riebalų deginimo procesą, kartu su kitomis šakotos grandinės aminorūgštimis aprūpina raumenis energija. Leucinas ne tik sustiprina raumens ląstelių anabolines reakcijas, bet manoma, kad ir kolageno sintezę, taip pasitarnaudamas stiprinant sąnarius.
Taigi, leucinas (taipogi valinas bei izoleucinas) labai svarbūs baltymų sintezei, o ypač raumens baltymų, kadangi būtent šios trys aminorūgštys iš visų nepakeičiamųjų aminorūgščių raumeniniame audinyje sudaro didesniąją koncentraciją. Dėl tos priežasties, kai yra raumenų katabolizmo grėsmė, susijusi su kalorijų trūkumu (pvz., metant svorį ir naudojant mažai angliavandenių turintį maisto racioną), BCAA yra tas pagalbininkas, kuris padės sustabdyti raumeninio baltymo praradimus.
Daugelis sportininkų ruošiantis varžyboms ima vartoti BCAA ar netgi to pačio leucino didesnėmis porcijomis, taip siekiama išsaugoti raumens apimtis ir geriau sudeginti riebalus. Įdomu tai, kad tam tikrame savo metabolizmo tarpsnyje, leucinas skyla į α-ketoizokaproatą, kuris savo ruožtu virsta į β-hidroksi-β-metilbutiratą, o tai jau yra mums žinomas HMB.
Pagrinde HMB ir pasižymi tomis savybėmis, kurias jau paminėjome aukščiau – padeda išsaugoti raumenų nykimą, pristabdo katabolizmą, suaktyvina anabolinį poveikį ir padeda deginti riebalus, stiprina ištvermę ir pagreitina atsistatymo laikotarpį.
Deja, bet tik 5 % leucino yra konvertuojama į HMB. Norint iš leucino gauti paros HMB normą, kuri šiai dienai tyrimais yra paskaičiuota 3 g ir patenkina reikalingą fiziologinį efektą, reikėtų suvartoti 60 g leucino, arba 600 g aukštos kokybės proteino tam, kad gauti reikiamą kiekį leucino, iš kurio vėliau bus gaunamas HMB. Tai padaryti nėra realu, todėl norint gauti reikiamą kiekį HMB yra paprasčiau jį vartojant tiesioginių papildų formoje.
•L-Izoleucinas.
L-Izoleucinas, IUPAC pav. – 2-amino-3-metilpentano rūgštis;
nepakeičiamoji aminorūgštis;
cheminė formulė – CH3CH2CH(CH3)CH(NH2)COOH;
sutrumpintas žymėjimas -Ile, I.
Izoleucinas – aminorūgštis priklauso šakotą grandinę turinčioms aminorūgštims (BCAA). BCAA – leucinas, valinas ir izoleucinas – tai nepakeičiamosios aminorūgštys. Šių aminorūgščių apykaita intensyviai vyksta ne kepenyse, kaip daugelio aminorūgščių, o raumeniniame ir riebaliniame audinyje, inkstuose ir smegenyse. Jų struktūra panaši, todėl panaši ir apykaita.
Pirmosios visų trijų aminorūgščių skilimo reakcijos yra identiškos. Trumpai kalbant, pirmiausiai šakotos grandinės aminorūgštys griaučių raumenyse ir kituose organuose (ne kepenyse) yra peramininamos su α-ketoglutaratu, katalizuojant šakotų aminorūgščių fermentais (transaminazėmis, kurių nėra kepenyse). Susidariusios α-ketonorūgštys nunešamos į kepenis, kur vyksta jų oksidacinis dekarboksilinimas, vėl katalizuojant kitam specifiniam fermentui. Po dekarboksilinimo susidaro šakotos grandinės acil-CoA dariniai. Tolimesnės, po dekarboksilinimo, visų trijų aminorūgščių katabolizmo reakcijos skiriasi.
Toliau kalbant tik apie izoleucino katabolizmo kelią reikia paminėti, kad ši aminorūgštis yra glikogeninė ir ketogeninė, o paskutinė skilimo reakcija sutampa kaip ir valino su neporinį anglies atomų skaičių turinčių riebalų rūgščių oksidacija ir treonino bei metionino skilimu – susidaro propionil-CoA. Toliau vyksta metilmalinil-CoA izomerizacija į sukcinil-CoA. Beje, šią reakciją katalizuojančiam fermentui yra reikalingas 5-deoksiadenozikobalaminas (vitamino B12 darinys), kadangi jis yra jo kofermentas. Trūkstant kobalamino šio fermento aktyvumas mažėja.
Kaip jau buvo paminėta, izoleucinas yra nepakeičiamoji aminorūgštis, nors ji ir įeina į visų gamtinių baltymų sudėtį žmogaus organizme nėra sintetinama, o tai jau reiškia, kad ją reikia gauti su maistu. Tiksliau sakant, reikia gauti su pilnaverčiu baltyminiu maistu (mėsa, žuvis, kiaušiniai, soja ir pan.).
Izoleucinas raumenyse dalyvauja energetinėje apykaitoje; yra raumens ląstelių energijos šaltinis. Izoleucino trūkumas skatina hipoglikemiją (cukraus mažėjimą kraujyje), kuri pasireiškia mieguistumu ir silpnumu. Jo trūkumas skatina raumeninės masės nykimą. Treniruojantis ir esant dideliems fiziniams krūviams, izoleucinas padeda apsaugoti raumenų baltymus nuo suirimo, skatina azoto apykaitą ir užtikrina raumens augimą.
Taigi, izoleucinas (taipogi valinas bei leucinas) labai svarbus baltymų sintezei, o ypač raumens baltymų, kadangi būtent šios trys aminorūgštys iš visų nepakeičiamųjų aminorūgščių raumeniniame audinyje sudaro didesniąją koncentraciją. Dėl tos priežasties, kai yra raumenų katabolizmo grėsmė ryšium su kalorijų trūkumu (pvz., metant svorį ir naudojant mažai angliavandenių turintį maisto racioną), BCAA yra tas pagalbininkas, kuris padės sustabdyti raumeninio baltymo praradimus.
• L-Histidinas.
L-Histidinas, IUPAC pav. – 2-amino-3-(1H-imidazolil-4-) propano rūgštis;
nepakeičiamoji aminorūgštis;
cheminė formulė – C3H3N2CH2CHNH2COOH;
sutrumpintas žymėjimas – His, H.
Histidinas – trumpai kalbant apie šios aminorūgšties katabolizmo kelią organizme reikia paminėti, kad oksidacinio deamininimo būdu (atpalaiduojant NH4+) veikiant tam tikram fermentui (histidazė, randama kepenyse ir odoje), ji paverčiama urokanatu (urokono rūgštimi). Toliau, veikiant kitam fermentui (urokanazei, randama tik kepenyse) ir dalyvaujant H2O, susidaro N-formiminoglutamatas, na o tolesnėse reakcijose kaip galutinis histidino apykaitos produktas susidaro glutamatas ir α-ketoglutaratas.
Taipogi reiki paminėti, kad histidino dekarboksilinimas yra fiziologiškai svarbus, kadangi tuomet susidaro histaminas. Histaminas plečia kraujagysles, didina kapiliarų laidumą, jis taipogi yra informacijos nešėjas, kuris dalyvauja tam tikruose procesuose – alerginėse ir uždegiminėse reakcijose ir perduodant nervinį impulsą. Histaminas skatina skrandžio sulčių sekreciją.
Histidino katabolizmo kelias yra negrįžtamas, todėl jis negali būti sintetinamas žmogaus organizme. Tačiau, jei ilgą laiką visai nėra histidino, jis gali susidaryti iš karnozino, kurio daug yra raumenyse.
Sergant kepenų ligomis, histidazės ir urokanazės atsiranda kraujyje, todėl jų aktyvumo nustatymas turi diagnostinę reikšmę. Medicinai yra žinoma paveldima liga histidinemija, kuri atsiranda esant genetiniam histidazės nepakankamumui.
Taigi, histidinas yra nepakeičiamoji aminorūgštis, kuri įeina į daugelio baltymų sudėtį ir pasižymi įvairiais biologiniais poveikiais. Sporte histidinas labiausiai žinomas dėl to, kad iš jo gali būti sintetinamas karnozinas (kaip jau minėta, ypatingais atvejais ir atvirkščiai). Aminorūgštis skatina audinių augimą ir atsistatymą; daug jos aptinkama hemoglobino sudėtyje; naudojamas reumatiniam artritui, alergijoms, opoms ir anemijai gydyti.
Kadangi histidinas yra histamino pirmtakas, kurio viena iš savybių yra skrandžio sulčių sekrecijos skatinimas, jis padeda pagerinti ir normalizuoti virškinamojo žarnyno funkciją; histidino liekana įeina į kai kurių fermentų sudėtį. Yra teigiama, kad histidino trūkumas gali sukelti klausos susilpnėjimą, taipogi, kad jis suriša cinką ir taip palengvina jo pasisavinimą, o didelės histidino dozės gali įtakoti cinko sumažėjimą organizme, kadangi lengviau nei kitos aminorūgštys yra pašalinamas su šlapimu.
Maisto produktuose histidino paprastai daug yra gyvulinės kilmės produktuose (tunas, mėsa, soja ir kt.), o jo trūkumas organizme pasitaiko retai.
• L-Lizinas.
L-Lizinas, IUPAC pav. – 2,6-diaminoheksano rūgštis;
nepakeičiamoji aminorūgštis;
cheminė formulė – H2N(CH2)4CH(NH2)COOH;
sutrumpintas žymėjimas – Lys, K.
•Hidroksilizinas.
Hidroksilizinas, IUPAC pav. – 2,6-diamino-5-hidroksiheksano rūgštis;
cheminė formulė – H2NCH2CH(OH)CH2CH2CH(NH2)COOH.
Lyginant su kitomis aminorūgštimis, lizino apykaita sudaro išimtį, kadangi šių aminorūgščių katabolizmo pirmos stadijos metu neįvyksta α-aminogrupės atskėlimas. Lizino katabolizmo kelias organizme vyksta kiek kitokiu keliu nei likusių aminorūgščių, žinduolių audiniuose nei lizino α-aminogrupė, nei ε-aminogrupė peraminimo reakcijose nedalyvauja. Lizinas yra ketogeninė aminorūgštis, o jos specifinio oksidacinio dekarboksilinimo eigoje organizme ją paverčiama acetoacetil-KoA, o vėliau susidaro acetoniniai kūnai.
Tam tikri žmogaus organizmo baltymai turi trimetillizino, kuris susidaro postransliacinių modifikacijų metu. Suskilus tokiems baltymams trimetillizinas naudojamas karnitinui sintetinti. Karnitinas būtinas ilgos grandinės riebalų rūgščių pernašai į mitochondrijas. Taigi, reiktų tai pabrėžti, kad ši nepakeičiamoji aminorūgštis, kuri nėra sintetinama organizme ir yra gaunama tik su maistu ar maisto papildais, yra vienas iš svarbesnių komponentų karnitino sintezėje.
Lizinas organizme įeina į įvairių baltymų sudėtį, tame tarpe ir raumens, bei pasižymi įvairiu biologinių efektų spektru. Žmogaus organizmo kolageno biosintezės metu į polipeptidinę grandinę yra įjungiami prolinas ir lizimas, šioms reakcijoms vykstant yra reikalingi tam tikri kataliziniai fermentai, kurių aktyvumui būtinas redukuotas geležis (Fe2+) ir askorbo rūgštis (vit. C). Įdomu tai, kad organizmui negaunant pakankamai vitamino C nesintetinamas hidroksiprolinas ir hidroksilizinas, todėl mažėja kolageno stabilumas. Didėja kraujagyslių pralaidumas, kraujuoja dantenos, susidaro vidaus kraujosruvos, žmogus suserga skorbutu. Kolagenas yra svarbus raumenų, sausgyslių, raiščių, kremzlės tvirtumui.
Taipogi, lizinas (didesni jo kiekiai) teigiamai veikia kalcio įsisavinimą; reikalingas imuninei sistemai; įeina į biologiškai organizme aktyvių junginių (pvz., fermentų ir kt.), kurie reguliuoja organizmo metabolizmo procesus, sudėtį.
Prieštaringos nuomonės yra dėl lizino prieš virusinio teigiamo poveikio gydant herpes, kadangi galima rast tyrimų aprašymus, kurie teigia kaip ir apie jo teigiamą poveikį, kaip ir neturinčio tam jokio poveikio.
Lizino deficitas neigiamai veikia baltymų sintezę, dėl to lėtėja naujo raumeninio audinio susidarymas, taipogi pasireiškia nuovargis, silpnumas, blogas apetitas, augimo sulėtėjimas ir kūno masės mažėjimas, nesugebėjimas susikaupti, irzlumas, akių pažeidimai, plaukų slinkimas, anemija ir problemos reprodukcijos srityje. Dažnai teigiama, kad lizinas skatina augimo hormono išsiskyrimą, bet rimtų tam įrodymų nėra.
Maisto produktuose lizino pakankamai gausu kiaušiniuose, raudonoje mėsoje, taipogi geras jo šaltinis yra sūris, žuvis (menkė, sardinė), soja, ankštiniai, riešutai. Sporte lizinas pagrinde vertinamas dėl to, kad pagreitina raumenų atsistatymą po treniruočių, palaiko teigiamą azotinį balansą ir raumens baltymų sintezę.
•L-Argininas.
L-Argininas, IUPAC pav. – 2-amino-5-guanidinopentano rūgštis;
nepakeičiamoji aminorūgštis;
cheminė formulė – H2NC(=NH)NH(CH2)3CH(NH2)COOH;
sutrumpintas žymėjimas – Arg, R.
Argininas – šią aminorūgštį įvairiuose šaltiniuose galima rast priskirtą tai prie nepakeičiamųjų aminorūgščių, tai prie pakeičiamųjų. Nei vienu nei kitu atveju nebus didelės klaidos, tik reiktų patikslinti, kad ji didesne dalimi galėtų būt priskiriama prie pakeičiamųjų, o mažesne prie nepakeičiamųjų. Na, bet ir čia galimi ginčai.
Esmė yra tame, kad argininas yra iš dalies nepakeičiamoji aminorūgštis, t. y. iš dalies, kadangi organizmas ją gali pasigaminti. Suaugusio ir sveiko žmogaus organizmas ją sintetina pakankamai užtenkamu kiekiu. Tačiau, sintezės greičio nepakanka augančiam vaiko organizmui, t. y. intensyvaus audinių augimo metu (pvz., vaikams) šių aminorūgščių pradeda stigti ir jų būtina gauti su maistu.
Kita, jos nepakankamumo bėda gali atsirasti pagyvenusiems ir ligotiems žmonėms, kuriems jų organizmo arginino sintezės lygis irgi yra nepakankamas. Taigi, galutinė išvada tokia – argininas yra iš dalies nepakeičiamoji aminorūgštis, kuri bet kokiu atveju reikalinga įvairaus amžiaus žmonėms.
Arginino apykaita organizme yra susijusi su ornitino ciklo ir karbamido biosintezės reakcijomis. Šią apykaitą galima vadinti kaip arginino sintezės kelią, nors šiose reakcijose, veikiant fermentui arginazei, vyksta ir arginino skilimas į ornitiną (kuris per daug reakcijų paverčiamas į α-ketoglutaratą) ir karbamidą. Tai toks būtų trumpas arginino apykaitos organizme apibūdinimas.
Bet, kam įdomu galima ir kiek plačiau. Taigi, nuodugniai nesigilinant į karbamido biosintezės ciklo ypatumus reikia pasakyti, kad jo cikle veikiant tam tikram fermentui (kam įdomu tai karbamoilfosfato sintetazei І) iš NH4+ ir CO2 susidaro karbamoilfosfatas, kuris yra tiesioginis karbamido ciklo substratas. Toliau, veikiant kitam fermentui (ornitino transkarbomilazei) karbamoilo grupė pernešama ant ornitino, čia susidaro citrulinas. Beje, karbamoilfosfato ir citrulino susidarymo reakcijos vyksta mitochondrijose, o minimos kitos reakcijos apačioje vyksta citoplazmoje.
Tolimesnėse reakcijose, jau katalizuojant kitam fermentui (argininsukcinato sintetazei), citrulinas reaguoja su aspartatu ir susidaro argininsukcinatas. Argininsukcinatas, žinoma ne be fermentų pagalbos (katalizuoja argininsukcinato liazė), skyla į argininą ir fumaratą. Čia jau būtų galima dėti arginino sintezei organizme tašką, bet, vėlgi katalizuojant dar kitam fermentui (jau minėtai arginazei), argininas gali skilti į karbamidą ir ornitiną. Toliau, ornitinas vėl gali prisijungti naujas karbamoilfosfato molekules. Taigi, argininas yra tam tikras ornitino pirmtakas, o iš jo sintetinami poliaminai.
Argininas, kaip medžiaga, yra svarbus organizmui. Jis naudojamas kreatino sintezei, kuris kreatinfosfato pavidale geba pasitarnauti žmogaus ir žinduolių raumenims kaip energijos šaltinis. Įdomumo dėlei – bestuburių raumenyse analogišką energetinę funkciją gali atlikti argininfosfatas.
Argininas yra itin svarbus metabolitas azotinės apykaitos procesuose ir žinoma organizme tarnauja azoto oksido (NO) šaltiniu. Ši arginino funkcija ypač mėgstama aptarinėti tarp sportininkų ir propaguojama maisto papildų platintojų. Žinoma mes to neneigiame, netgi priešingai, mūsų svetainėje yra kiek platesnis straipsnis apie tai, kas dar nekartą bus minima ir šiame, t. y. azoto oksidas.
Taigi, argininas yra fermentų NO-sintazių (NOS) substratas azoto oksido NO sintezėje ir yra lyg koks lokalus audinių hormonas, kuris pasižymi įvairiomis savybėmis – nuo priešuždegiminio ar stimuliuojančio ir iki galinčio daryt kraujagyslėms tam tikrą poveikį (vazodilatacija).
Azoto oksidas – mediatorius, kuris reguliuoja arterinių kraujagyslių tonusą, nuo kurio priklauso arterinis spaudimas ir visų organų bei audinių, įskaitant ir raumenis, mityba. Nepakankant organizme arginino ir esant nepakankamam NO-sintazės aktyvumui arterinis spaudimas padidėja.
Argininas dalyvauja peramininimo cikle ir reikalingas reakcijoms, kuomet iš organizmo pašalinamas galutinis azotas, t. y. baltymų skilimo produktai. Nuo kiek aukščiau aprašyto kokybiško ciklo (ornitinas – citrulinas – argininas) darbo priklauso organizmo gebėjimas gaminti karbamidą ir pašalinti baltymų nebenaudojamus produktus.
Nors argininas ir gali būti sintetinamas žmogaus organizme, jo pasigaminami kiekiai dažnai gali būti nepakankami, todėl kai kurie jo kiekiai turi būti gaunami su maistu. Sportininkai argininą dažnai vartoja ir papildų pavidalu, nors dažnokai tai nėra tik fiziologinių arginino poreikių patenkinimas ir normos būna didesnės.
Argininas aptinkamas įvairiuose maisto produktuose, ir gyvulinės, ir augalinės kilmės: mėsa, pieno produktai, jūros produktai, grūdai, riešutai ir kt.
Pvz., 100 g produkto yra arginino:
vištienos file – 1436 mg,
kiauliena – 1394 mg,
lašiša – 1221 mg,
vištos kiaušinis – 820 mg,
karvės pienas (3.7% rieb.) – 119 mg,
graikiški riešutai – 2278 mg,
moliūgų sėklos – 5353 mg,
nešlifuoti ryžiai – 602 mg.
Šiai dienai, sportininkų tarpe argininas yra vienas iš populiaresnių maisto papildų, jis vartojamas vienas pats arba kitų papildų kompleksuose. Ši aminorūgštis vertinama dėl pakankamai plataus poveikio: argininas dalyvauja raumenų ląstelių metabolizme, vyksta geresnis raumens atsistatymas po treniruočių, lengviau gyja traumos, imuniteto stiprinimas, azoto oksido šaltinis, gerėja kraujotaka, mažina arterinį spaudimą, gerina kreatino sintezę, pasižymi antioksidantinėmis savybėmis. Teigiama, jog argininas stimuliuoja augimo hormono gamybą, o tai jau turi įtakos viso organizmo būklei – organizmas atjaunėja, mažėja poodinis riebalų kiekis, padidėja anabolizmas.
Jei argininą sporte nagrinėti tik iš vienos pusės, t. y. savybių, kurios jau paminėtos, tai atrodytų, kad jis pakankamai efektyvus stimuliantas, bet yra ir kita teigiančioji pusė. O ta kita pusė teigia, kad arginino vartojimas sportininkams yra pakankamai ginčytinas. Kai kurių tyrimų išvados skelbia, kad papildomas arginino vartojimas nors ir sukelia jo koncentracijos padidėjimą kraujyje, bet neturi įtakos endogeninio arginino sintezei ir negali žymiai pakelti kraujo azoto oksido koncentracijos, o fiziniai rodikliai taipogi žymaus pagerėjimo nerodo. Taigi, arginino efektingumas ir tikslingas jo vartojimas sporte, siekiant pagerinti raumenų mitybą bei pagerinti juose kraujotaką, kol kas dalykas ginčytinas ir ko gero per daug išpūstas. Ar verta jį vartoti aplamai? Ko gero verta, vienaip ar kitaip ji reikalinga organizmui aminorūgštis, bet dėti į ją daug vilčių, pvz., kaip į galingą azoto oksido stimuliantą, nevertėtų. Pakankamai brangiai kainuojantis papildas gali nepateisinti į jį dedamų vilčių.
Įdomumo dėlei – medicinoje jau senai yra naudojami preparatai, kurie pasižymi žymiu poveikiu kraujagyslėms ir stipriai pakelia NO koncentraciją. Šie preparatai priskiriami nitratams (organiniams nitratams), o labiausiai iš jų klasės žinomas yra nitroglicerinas. Plačiau apie tai paminėta straipsnyje „Azoto oksidas”.
Šiek tiek nukrypus nuo temos grįžkime prie arginino. Sportininkams auginantiems raumeninę masę arginino dienos norma gali siekti nuo 3 g. Paprastai kuo dozė aukštesnė, tuo labiau jaučiasi poveikis, bet nepatartina jos viršyti aukščiau 10 g. Pradėti vartoti patartina nuo mažesnių dozių ir tik po to jas kiek pakelti. Tam tinkamiausias laikotarpis yra prieš treniruotę, vartojimas po treniruotės galėtų būti atsistatymo pagerinimo tikslais, na o vartojimas nakčiai galimas augimo hormono išsiskyrimo sustiprinimo tikslais.
Arginino vartojimas didelėmis dozėmis (daugiau nei 15 g per parą) nėra rekomenduotinas, gali atsirasti silpnumas, pykinimas, viduriavimas ar sumažėti arterinis spaudimas.
Sportiniuose maisto papilduose dažnai argininas būna kaip L-arginino alfa ketoglutaratas (AAKG), aminorūgšties arginino druskos ir alfa ketoglutarato rūgštis. Ši arginino forma pakankamai plačiai vartojama, jos menamas veikimo mechanizmas propaguojamas kaip azoto oksido sintezė iš tarpinių arginino skilimo produktų. Šiai dienai patikimais moksliniais tyrimais paremtų patvirtinimų praktiškai nėra, o esami tyrimai parodo, kad papildomas arginino vartojimas nepateisina tų vilčių, kurių tikisi iš jo sportininkai.