Aminokwasy – podział, źródła, suplementacja

Aminokwasy są jednymi z najważniejszych cząsteczek budulcowych organizmu, ponieważ wchodzą w skład peptydów i białek. Aminokwasy są również ważnym elementem prawidłowo zbilansowanej diety, ponieważ nie wszystkie aminokwasy są syntetyzowane w organizmie. Szczególnie duże zapotrzebowanie na aminokwasy mają dzieci, sportowcy i osoby stosujące restrykcyjne diety, jak weganie. Czym są aminokwasy i w jakich procesach metabolicznych są niezbędne, dowiesz się z poniższego artykułu.


Czym są aminokwasy?

Aminokwasy są organicznymi związkami chemicznymi, które zawierają zasadową grupę aminową oraz kwasową grupę karboksylową. Aminokwasy mogą wiązać się ze sobą za pomocą wiązań peptydowych, tworząc peptydy i białka, które są elementem budulcowym komórek i są niezbędne w prawie wszystkich procesach biologicznych.
W naturze opisanych zostało ponad 300 aminokwasów. Jednak w większości organizmów występuje 20 podstawowych aminokwasów, które różnią się od siebie strukturą łańcucha bocznego.


Aminokwasy – podział

Podstawowy podział aminokwasów obejmuje aminokwasy endogenne, które organizm jest w stanie sam syntetyzować oraz egzogenne, które muszą być dostarczone z żywnością, ponieważ organizm nie posiada odpowiednich szlaków metabolicznych do ich syntezy. Wyróżnia się jeszcze aminokwasy względnie egzogenne, które w określonych warunkach mogą być produkowane przez organizm. Jednak dla dzieci i młodzieży lub osób budujących masę mięśniową nie są to ilości wystarczające i aminokwasy te powinny być dostarczane z pożywieniem.

Do aminokwasów endogennych zaliczamy:
– alaninę,
– glicynę,
– prolinę,
– asparaginę,
– kwas asparaginowy,
– kwas glutaminowy,
– glutaminę,
– cysteinę,
– serynę.

Do aminokwasów egzogennych zaliczamy:
– fenyloalaninę,
– izoleucynę,
– leucynę,
– walinę,
– metioninę,
– treoninę,
– tryptofan,
– lizynę.

Aminokwasy względnie egzogenne to:
– arginina (syntetyzowana z ornityny),
– tyrozyna (syntetyzowana z fenyloalaniny),
– histydyna (syntetyzowana z zasad purynowych).


Aminokwasy – funkcje

– Wchodzą w skład białek strukturalnych, jak kolagen w ścięgnach, keratyna we włosach i paznokciach.
– Wchodzą w skład białek transportujących tlen, np. hemoglobina, mioglobina.
– Wchodzą w skład enzymów komórkowych.
– Są prekursorami do syntezy hormonów i neuroprzekaźników, np. dopaminy, adrenaliny, serotoniny.
– Biorą udział w procesach odpornościowych, np. w produkcji przeciwciał.
– Są źródłem energii dla organizmu dzięki przemianie w glukozę podczas procesu glukoneogenezy, czyli syntezy glukozy z niewęglowodanowych źródeł.


Aminokwasy – źródła

Jak już zostało wspomniane, aminokwasy mogą być syntetyzowane w organizmie (aminokwasy endogenne) lub muszą być dostarczane z pożywieniem (aminokwasy egzogenne). Niestety nie wszystkie grupy produktów żywnościowych zawierają komplet aminokwasów egzogennych. Produktami bogatymi w te aminokwasy są produkty pochodzenia zwierzęcego, np. mleko i produkty mleczne, jaja, ryby, mięso i jego przetwory.

Zawierają one 11–23% białka. Natomiast produkty pochodzenia roślinnego nie zawierają kompletu niezbędnych aminokwasów. Większość białek roślinnych zawiera mniej lizyny, tryptofanu, metioniny i waliny. Wyjątkiem są warzywa strączkowe, jak soja, groch i soczewica, które zawierają więcej białka (nawet do 25%). Ponadto są bogate w lizynę, lecz mają małą zawartość metioniny. Z kolei zboża zawierają niewiele lizyny i tryptofanu.

Z uwagi na słabą dostępność aminokwasów egzogennych w produktach roślinnych osoby na niezbilansowanej diecie wegetariańskiej lub wegańskiej są narażone na niedobory tych aminokwasów i powinny łączyć ze sobą różne źródła roślinne białka, aby ich dieta zawierała wszystkie niezbędne aminokwasy.



Aminokwasy – suplementacja

Suplementacja aminokwasami jest popularna wśród sportowców oraz osób aktywnych fizycznie, chcących budować masę mięśniową. Szacuje się, że 10–20% strategii żywieniowych obejmuje właśnie suplementację aminokwasami.

Stosuje się je w celu zatrzymania azotu w organizmie i wzrostu masy mięśniowej, zahamowaniu katabolizmu przy długotrwałych ćwiczeniach oraz zapobieganiu anemii dzięki wsparciu syntezy hemoglobiny i mioglobiny. Ponadto aminokwasy mogą wpływać na sekrecję hormonów anabolicznych, modyfikują szlaki metaboliczne związane z pozyskiwaniem energii, zapobiegają przetrenowaniu oraz zmęczeniu psychicznemu.

Oprócz wymienionych korzyści, jakie płyną z suplementacji aminokwasów, ich nadmiar może mieć również skutki uboczne. Szczególnie powinny uważać osoby, które mają problemy z nerkami, ponieważ nadmiar azotu w organizmie mógłby je obciążyć. Inna grupa osób, która powinna zachowa szczególną ostrożność przy suplementacji aminokwasów, są osoby z alergiami pokarmowymi, ponieważ aminokwasy są bardzo często pozyskiwane z soi, pszenicy i mleka, które znajdują się w czołówce alergenów.

Aminokwasy rozgałęzione (BCAA)
Aminokwasy rozgałęzione (BCAA, ang. branched-chain amino acid) są szczególną grupą aminokwasów, ponieważ stanowią połowę aminokwasów dostarczanych z pożywieniem. Zaliczamy do nich leucynę, izoleucynę i walinę. Stanowią także bardzo ważny prekursor w cyklu kwasu cytrynowego, który prowadzi do wytwarzania energii komórkowej. Z uwagi na to BCAA są bardzo często stosowanym suplementem przez sportowców i osoby aktywne fizycznie. Podczas suplementacji BCAA organizm nie pozyskuje energii z aminokwasów w procesie glukoneogenezy i nie prowadzi do rozpadu tkanki mięśniowej. BCAA, szczególnie leucyna, aktywują również szlaki biochemiczne w komórce, prowadzące do syntezy białek w mięśniach.

Wykazano korzystny wpływ BCAA na wydajność mięśni, redukcję utraty masy mięśniowej, przyspieszenie redukcji tkanki tłuszczowej u osób otyłych, redukcję katabolizmu i zwiększenie anabolizmu. Dodatkowo BCAA zmniejszają uczucie zmęczenia poprzez wpływ na stężenie we krwi innego aminokwasu – tryptofanu.

Co ciekawe, wykazano, że podwyższony poziom BCAA w surowicy występuje u osób otyłych i z insulinoopornością, zasugerowano tym samym udział tych aminokwasów w patomechanizmie tych chorób. Jednak badania te wymagają jeszcze potwierdzenia.

Tryptofan
Tryptofan jest prekursorem serotoniny, która poza tym, że jest hormonem szczęścia, ma właściwości przeciwbólowe. Jego suplementacja jest stosowana w celu zwiększenia syntezy serotoniny i zwiększenia wytrzymałości na ból w trakcie ćwiczeń. Tryptofan nie ma działania ergogenicznego, tj. nie bierze udziału w wytwarzaniu energii w komórkach.

Dużo lepszą formą suplementacji tryptofanu jest 5-hydroksytryptofan (5-HTP), który ma większą biodostępność. 5-HTP jest pozyskiwany z nasion czarnej fasoli afrykańskiej (łac. Griffonia simplicifolia).

Glutamina
Glutamina stanowi 60–70% wszystkich aminokwasów budujących mięśnie i ma prawdopodobnie działanie ergogeniczne. Glutamina stanowi źródło energii dla komórek układu odpornościowego, np. makofagów i limfocytów, których poziom może spadać przy przetrenowaniu i dlatego suplementacja glutaminą może także wzmacniać odporność. Ponadto glutamina wspomaga syntezę glikogenu w mięśniach, co wzmacnia ich siłę.

Glutamina jest głównym źródłem budulcowym dla błony śluzowej jelita, dlatego suplementacja glutaminą jest również stosowana w zaburzeniach przepuszczalności bariery jelitowej (tzw. zespół jelita przesiąkliwego).

Tyrozyna
Tyrozyna jest prekursorem neuroprzekaźników, jak adrenalina, noradrenalina, dopamina, oraz hormonów tarczycy. Z uwagi na to uważa się, że tyrozyna jest aminokwasem o działaniu ergogenicznym. Suplementacja tyrozyny jest szczególnie wskazana osobom intensywnie trenujących i przewlekle zmęczonym. Mimo że tyrozyna jest aminokwasem endogennym, należy również pamiętać, że do jej syntezy wymagana jest obecność innego aminokwasu – fenyloalaniny, która jest aminokwasem egzogennym.



Bibliografia
Biologia, pod red. Villeego S., Warszawa 1996.
Żywienie człowieka. Podstawy nauki o żywieniu, pod redakcją Gawęckiego J., Hryniewieckiego L., Warszawa 2006.
Lynch C.J., Adams S.H., Branched-chain amino acids in metabolic signalling and insulin resistance, „Nature Reviews. Endocrinology” 2014, 10(12), 723–736.
Fouré A., Bendahan D., Is Branched-Chain Amino Acids Supplementation an Efficient Nutritional Strategy to Alleviate Skeletal Muscle Damage?, „Nutrients” 2017, 21, 9(10), E1047.
Rapin J.R., Wiernsperger N., Possible Links between Intestinal Permeability and Food Processing: A Potential Therapeutic Niche for Glutamine, „Clinics” 2010, 65(6), 635–643.
Williams M., Dietary Supplements and Sports Performance: Amino Acids, „Journal of the International Society of Sports Nutrition” 2005, 2(2), 63–67.