Pohled do metabolismu aminokyselin II

Pohled do metabolismu aminokyselin II

V první díle našeho putování světem aminokyselin jsme si rozebrali, jak jednotlivé aminokyseliny pracují v našem organismu, jakou mají funkci a které aminokyseliny jsou pro náš organismus nejvyužitelnější. Nyní se podíváme na to, jaké jsou rozdíly ve funkcích jednotlivých aminokyselin v našem organismu. Oslovili jsme MUDr. Matěje Markvarta, který vám tajemství aminokyselin poodhalí.

První díl našeho seriálu naleznete zde: POHLED DO METABOLISMU AMINOKYSELIN

Pohled do metabolismu aminokyselin II

Pokud bychom chtěli seřadit aminokyseliny vyskytující se v krvi podle množství, vypadalo to by to následovně: nejvíce je zastoupen glutamin, valin, alanin a glycin, ostatní AMK se vyskytují v množství mnohem menším, přičemž platí, že nejmenší výskyt v krvi mají esenciální AMK (výjimkou je výše zmíněný valin). Při zvýšeném příjmu BCAA se toto pořadí mění v jejich prospěch, protože nejsou zachycovány játry (viz výše).

Jak už bylo řečeno dříve, jsou AMK použity buď ke stavbě proteinů nebo degradaci za účelem získání energie, resp. přeměne na jiné látky. Poslední dva jmenované způsoby využití nám dovolují AMK rozdělit na dvě skupiny – ketogenní a glukogenní. Do které skupiny aminokyselina patří, je dáno její uhlíkovou kostrou – ta předurčuje, k čemu bude organismem ta která AMK využita.

aminokyselinyGlukogenní AMK mohou, jak už název napovídá, posloužit k tvorbě glukózy a patří sem většina AMK.

Ketogenní AMK predisponují k tvorbě ketolátek a oproti glukogenním je sem řazena jen jedna aminokyselina – leucin.

Existují i aminokyseliny, které mohou být použity ke tvorbě jak glukózy, tak ketolátek. Jsou to isoleucin, tyrosin, tryptofan, fenylalanin, threonin a lysin.

Co je to vlastně zač, ty ketolátky?

Ketogenní aminokyseliny se mohou přeměnit na ketolátky, což jsou kyselina acetoctová, β-hydroxymáselná a aceton (ten se u zdravého člověka vyskytuje ve stopových množstvích). Ketolátky jsou tvořeny výhradně v játrech, tento proces se nazývá ketogeneze. Za normálních okolností se jich netvoří mnoho a jsou použity jako zdroj energie hlavně pro srdce, ledviny a také kosterní svalstvo. Jejich produkce stoupá v případě dlouhodobějšího hladovění a hlavním zdrojem nejsou aminokyseliny, nýbrž tuky. Ty se za normálních okolností spalují s určitým množstvím sacharidů, pokud však dojde vlivem hladovění k vyčerpání jaterního glykogenu, ketogeneze se urychluje a koncentrace ketolátek v krvi stoupá, což vede k příznakům typu nevolnosti a zvracení. Zvýšení ketolátek v krvi navíc působí acidózu a je obávanou komplikací neléčené cukrovky I. typu. 

"K fyziologickému zvýšení ketolátek dochází po intenzivní fyzické zátěži."

Některé přeměny AMK (získání energie či nedusíkatých látek) vyžadují odštěpení aminoskupiny. Tomuto procesu se říká deaminace a jeho výsledkem je amoniak. Jde o látku pro organismus značně toxickou, zejména pro mozek. U zdravého organismu jsou však jeho koncentrace v krvi prakticky nulové, amoniak je totiž přeměňován játry na netoxickou močovinu, která je ledvinami vylučována do moče. Zdravá játra jsou schopná poradit si s prakticky jakýmkoliv množstvím amoniaku, čím více proteinů člověk zkonzumuje, tím více enzymů pro tvorbu močoviny si játra vytvoří a tím více močoviny ledviny vyloučí. Pokud však játra nebo ledviny nefungují tak, jak mají, může se tělo amoniakem, resp. močovinou a produkty štepení aminokyselin doslova otrávit, přičemž první je totuto otravou zasažen mozek. Ten má však pro všechny případy určitou „záchrannou brzdu“ pro okamžitou detoxikaci amoniaku, kdy z glutamátu a amoniaku vytvoří glutamin, látku netoxickou a fungující v tomto případě jako nosič amoniaku do ledvin, kde je ten odštěpen a vyloučen. Pokud je však zpracování ledvinami nedostatečné, glutamin se hromadí v mozkomíšním moku a nakonec i on sám dokáže vyvolat chorobné příznaky.

  požadavky (mg/kg tělesné hmotnosti/den)
  kojenci děti dospělí
histidin 28 ? 10
isoleucin 70 28 10
leucin 161 42 14
lysin 103 44 12
methionin a cystein 58 22 13
fenylalanin a tyrosin 125 22 14
threonin 87 28 7
tryptofan 17 3,3 3,5
valin 93 25 10

Tolik všeobecné povídání, nyní se podíváme na některé ednotlivé aminokyseliny a jejich význam.

Fenylananin a Tyrosin slouží k tvorbě adrenalinu (hormon dřeně nadledvin), noradrenalinu (také hormon dřeně nadledvin, navíc zastává ještě úlohu neurotransmiteru) a dopaminu (neurotransmiter, jeho nedostatek vyvoláva Parkinsonovu chorobu) dále z nich vzniká pigment melanin (kůže, sítnice) prekurzory horminů štítné žlázy, které hrají klíčovou roli v regulaci metabolismu.

Histidin

  • z histidinu vzniká histamin, mediátor alergických reakcí, který může způsobit širokou škálu příznaků, od pouhé kopřivky po život ohrožující stavy; histamin vyvolává vazodilataci (rozšíření cév) a hraje úlohu v sekreci kyseliny chlorovodíkové v žaludku


Tryptofan

  • představuje prekurozor pro melatonin, který v šišince (epifýza) reguluje biorytmus
  • dále z něj vzniká serotonin, látka vyvolávající např. vazokonstrikci (zúžení cév) a funguje jako stimulační neurotransmiter


Ornithin

  • dává vzniknout polyaminům uplatňujícím se jako růstové faktory


Glutamát

  • hraje klíčovou roli v detoxikaci amoniaku (vratná přeměna na glutamin)
  • zdroj GABA (kyselina gama aminomáselná, uplatňuje se jako neurotransmiter)
  • tvorba prolinu a hydroxyprolinu, aminokyselin důležitých v tvorbě  kolagenu (šlachy)


Alanin, glutamin

  • dvě nejdůležitější aminokyseliny pro svaly a zárověň dvě nejhojněji zastoupené AMK v oběhu


BCAA (valin, leucin, isoleucin)

  • představují palivo pro svaly, jsou dále využívány i mozkem
  • mají ze všech aminokyselin nejvyšší antikatabolický efekt
  • působí zvýšené zachycování aminokyselin svaly a snížení odpadu dusíku

Arginin

  • lukogenní AMK, může být tvořen z glutamátu
  • prekurzor pro agmatin (neurotransmiter)
  • prekurzor pro polyaminy spermidin a spermin – působí růst a proliferaci buněk
  • uplatňuje se v tvorbě kreatinu (ten vzniká z argininu, glycinu a methioninu)
  • tvorba oxidu dusnatého (NO), klíčové vazodilatační látky v organismu

Alanin

  • druhá nejhojnější AMK v krvi
  • výrazný antikatabolický efekt, důležité palivo pro svaly
  • při metabolickém stresu je podmíněně esenciální – díky glukoneogenezi z něj organismus dokáže získat energii, což vede k jeho zvýšené spotřebě (hlavně ze svalů)

Methionin, cystein, cystin

  • aminokyseliny se sírou
  • z cysteinu vzniká taurin
  • cystein dále s glutamátem a glycinem glutathion, glutathion chrání buňky před nežádoucími oxidacemi
  • funguje jako antioxidant

Lysin

  • prekurzor pro karnitin, látku zajišťující v buňce transport mastných kyselin z cytoplazmy do mitochondrie – místa jejich zpracování

Na závěr bych chtěl zmínit ve fitness světě často používaný pojem, který s aminokyselinami úzce souvisí – biologickou hodnotu proteinů.

Biologická hodnota proteinů (BV = biological value, vyjadřuje se v procentech) – představuje množství endogenních (tělem vytvořených) proteinů vzniklých ze 100g exogenních (zvenčí přijatých) proteinů. Závisí na obsahu esenciálních aminokyselin a jejich vzájemném poměru a na stravitelnosti bílkovin. Obecně platí, že pro člověk je BV živočišných proteinů vyšší než rostlinných proteinů. Pro příklad: BV vajec a syrovátky je 100%, vepřového masa 70%, ovesných vloček 60%.

MUDr. Matěj Markvart

Matěj Markvart

Vzdělání:
Lékařská fakulta MU, Brno
 
Pracovní zkušenosti
Od 9/2011 do 5/2012 sekundární lékař I. Ortopedické kliniky FNUSA
 
Zájmy a sporty
MTB (z pozice dříve aktivního závodníka i trenéra), bodybuilding, hokej, výživa a suplementace v silových a vytrvalostních sportech, fyzioterapie a rehabilitace sportovců, korektivní cvičení
  •