Аминокислоты как ключ к энергии и силе организма

Химические свойства аминокислот

Аминокислоты являются строительным материалом для белковых молекул, которые являются неотъемлемой частью всех живых организмов.
Аминокислота – это органические соединение, содержащее одновременно аминную и карбоксильную функциональные группы.
В молекулах аминокислот присутствуют атомы углерода, азота, водорода и кислорода, а также переменная группа боковой цепи, придающая каждой аминокислоте свои характеристики и функции.
Составные части молекулы аминокислоты: аминогруппа NH2, карбоксильная группа COOH, радикал (различается у всех α-аминокислот), α-атом углерода в центре аминокислоты. В структуре аминокислот боковая цепь, специфичная для каждой аминокислоты, обозначается буквой R.
В составе основных аминокислот содержится две и более аминогрупп, а в более кислых аминокислотах — карбоксильные группы.
Общая формула аминокислот RCH(NH2)COOH
Аминокислоты различаются структурой боковых радикалов (R), которые имеют разные размеры, форму, реакционную способность, определяют растворимость аминокислот в водной среде и их электрический заряд.
Радикалы в составе аминокислоты позволяют им вступать в различные химические реакции. Это обеспечивает белки высокой реакционной способностью.
Когда множество аминокислот соединяются, то образуется полипептид. Для белковой молекулы характерно строение, в котором присутствует одна или несколько полипептидных цепей.
Соединение аминокислот в молекуле белка происходит при помощи пептидной связи, возникающей между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой другой (при этом наблюдается выделение молекулы воды).

Классификация и виды аминокислот

Существует несколько видов классификации аминокислот, отражающих их значимость и роль в организме.

В зависимости от характера боковых цепей:

• ациклические (алифатические — в радикале атомы углерода соединены в цепь): метионин, валин, лейцин, изолейцин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота и др.;
• циклические — атомы радикалы образуют замкнутые циклы: делятся на карбоциклические (образованы атомами углерода: тирозин, фенилаланин) и гетероциклические (в состав циклов входят другие атомы: триптофан, пролин, гистидин).

По числу аминных и карбоксильных групп:

• моноаминомонокарбоновые (содержат 1 аминную и 1 карбоксильную группу): глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин, серин, треонин, цистеин, метионин, триптофан, тирозин, фенилаланин;
• диаминомонокарбоновые (содержат 2 аминных и 1 карбоксильную группу): лизин, аргинин;
• моноаминодикарбоновые (содержат 1 аминную и 2 карбоксильных группы): аспарагиновая и глутаминовая кислоты;
• диаминокарбоновые (содержат 2 аминных и 2 карбоксильных группы): цистин.

По характеру заряженности боковых радикалов, их полярности аминокислоты классифицируются на:

• неполярные, гидрофобные (содержат углеводороды в качестве радикала): аланин, валин, лейцин, изолейцин, метионин, пролин, фенилаланин, триптофан;
• полярные, но незаряженные (содержат в радикале гидроксильную (серин, треонин, тирозин), амидную (аспарагин и глутамин), сульфгидрильную (цистеин) группы или атом водорода в качестве радикала (глицин);
• полярные с отрицательным зарядом (содержат отрицательно заряженные R-группы): аспарагиновая и глутаминовая кислоты;
• полярные с положительным зарядом (содержат положительно заряженные R-группы): лизин, аргинин и гистидин.

По биологическому значению аминокислоты подразделяются на:

• условно-заменимые аминокислоты – это важный компонент для поддержания гомеостаза в организме человека, могут быть синтезированы в организме, но только при условии наличия достаточного количества их предшественников;
• экзогенные аминокислоты (незаменимые аминокислоты для человека) являются органическими соединениями, необходимыми для обеспечения нормальной жизнедеятельности, не способны к самовоспроизводству;
• эндогенные аминокислоты (заменимые), синтезируемые организмом человека, обеспечивают его необходимыми компонентами.

Заменимые и незаменимые аминокислоты играют важную роль в функционировании организма человека.

Незаменимые аминокислоты

Важные функции незаменимых кислот:

• участие в образовании белков для всех органов и тканей тела (рост тела и нормализация массы);
• участие в определенных этапах метаболизма (образование клеток крови, работу щитовидной железы и надпочечников);
• принимают активное участие в жировом обмене и синтезе особых фосфатидных соединений (работа печени по обезвреживанию токсических веществ, участвуют в полноценной работе нервной системы).

Основные экзогенные аминокислоты:

• лизин участвует в производстве гормонов и энергии; важен для усвоения кальция, образования коллагена и укрепления костно-мышечной ткани; противовирусная и повышающая иммунитет аминокислота;
• метионин регулирует выработку гормона роста; помогает росту тканей организма, метаболизму и детоксикации и способствует усвоению необходимых минералов, включая цинк и селен;
• треонин отвечает за правильное функционирование нервной системы; играет важную роль в образовании коллагена и эластина, зубной эмали; препятствует отложению жиров в печени; участвует в процессе восстановления структуры кожи и соединительной ткани; препятствует образованию тромбов, помогает предотвратить кровотечение; важен для метаболизма жиров, а также иммунной функции;
• лейцин регулирует уровень секреции кортизола; помогает организму вырабатывать белок и гормоны роста; помогает восстанавливать мышечную ткань, заживлять раны и регулировать уровень сахара в крови;
• изолейцин принимает участие в мышечном метаболизме организма и иммунной функции; помогает организму вырабатывать гемоглобин и регулировать энергию;
• валин способствует снижать уровень лишнего жира; участвует в росте мышц, регенерации тканей и выработке энергии;
• триптофан помогает поддерживать правильный азотистый баланс организма и вырабатывать нейромедиатор серотонин, который регулирует настроение, аппетит и сон;
• фенилаланин является прекурсором многочисленных важных для организма гормонов, включая тирозин, дофамин, адреналин и норадреналин;
• гистидин помогает вырабатывать нейромедиатор гистамин, который играет важную роль в иммунной функции организма, пищеварении, сне и сексуальной функции.

Заменимые аминокислоты

Эндогенные или заменимые аминокислоты, синтез которых происходит в организме человека регулярно, самовосполняются в достаточном объеме при отсутствии заболеваний и правильном питании.
Организм самостоятельно вырабатывает остальные из 11 необходимых аминокислот (они называются заменимыми аминокислотами). К ним относятся: аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, цистеин, глутаминовая кислота, глутамин, глицин, пролин, серин и тирозин.

Функции основных заменимых аминокислот:

• аланин отвечает за транспортировку глюкозы к красным кровяным тельцам и мозгу;
• аспарагиновая кислота улучшает умственную деятельность и повышает способность к концентрации внимания;
• аспарагин известный как ДАА-кислота, применяется для снятия состояния умственного и физического переутомления, в восстановительных процессах после хирургических операций, для улучшения когнитивных функций у пожилых людей;
• аргинин снижает артериальное давление, расширяет сосуды, уменьшает вязкость крови и риск образования тромбов; усиливает действие инсулина; помогает продуцировать гормон роста, уменьшать жировые отложения, увеличивать общую выносливость; способствует ускорению регенерации клеток печени; усиливает половую функцию, участвует в сперматогенезе;
• глицин является тормозным медиатором (часто назначают в качестве седативного средства), улучшает мозговую деятельность, нормализует синтез коллагена и соединительной ткани;
• глутамин участвует в обмене азота, является важным источником энергии для клеток печени, иммунитета, эпителиальных клеток тонкой кишки; участвует в производстве глутатиона – важного антиоксиданта, защищающего клетки от окисления;
• глутамат поддерживает кислотно-щелочной гомеостаз в крови и тканях организма, поддерживает дыхание клеток головного мозга;
• глутаминовая кислота является главным нейромедиатором, обеспечивающим проведение нервных импульсов; отвечает за процессы обучения и запоминания;
• тирозин участвует в синтезе нейромедиаторов и гормонов, отвечает за поддержание психического здоровья, участвует в синтезе гормонов щитовидной железы (особенно гормона тироксина), важен для функционирования гипофиза, коры надпочечников;
• цистеин обладает отхаркивающими свойствами, поддерживает процесс очищения легких и бронхов; обладает антиоксидантным действием; повышает подвижность и жизнеспособность сперматозоидов; способствует заживлению ран, регенерирует кожный покров, активирует иммунную систему;
• пролин влияет на увеличение физической выносливости и работоспособности, улучшает функционирование сердечной мышцы; укрепляет сухожилия, связки, суставы; является важнейшим коллагенобразующим компонентом, отвечающим за здоровый вид кожи; обеспечивает постоянное увлажнение, способствует поддержанию хорошего состояния кожи, волос и ногтей.

Условно-заменимые аминокислоты

Условно-заменимые или частично заменимые аминокислоты синтезируются в организме в небольшом количестве. Этого недостаточно для здорового функционирования организма, поэтому они должны дополнительно поступать с пищей или с пищевыми добавками.

К этой группе относятся:

• аргинин
• гистидин

Иногда эти две аминокислоты называют условно-незаменимыми.
В отдельную группу выделяют условно-заменимые аминокислоты — их синтез осуществляется при наличии незаменимых аминокислот. При недостатке предшественников эти аминокислоты могут стать незаменимыми. Состоит эта группа также их двух аминокислот: тирозин и цистеин.
Часто эти виды аминокислот объединяют в одну группу, называя их условно или частично заменимыми кислотами.

Таблица содержания незаменимых аминокислот в продуктах

Признаки недостатка аминокислот в организме

Для нормального функционирования организма требуется постоянное поступление аминокислот из пищи. Недостаток как заменимых, так и незаменимых аминокислот может привести к нарушению баланса азота, снижению синтеза белков, сбоям в обменных процессах, мышечной слабости, нарушениям функций пищеварения, ухудшению иммунитета, повышению уровня сахара в крови, депрессии, нервным расстройствам и даже отставанию в росте и развитии.
Признаки дефицита аминокислот:

• аргинин — проблемы с ростом и эректильной функцией, повышение артериального давления, нарушение мозговой деятельности, ожирение;
• глицин — повышенная нервная возбудимость, артриты и артрозы;
• глютамин — потеря мышечной массы и окислительный стресс;
• пролин — нарушение синтеза коллагена и соединительной ткани;
• таурин — сбои в работе желудочно-кишечного тракта, патологии развития мозга у детей и нарушения функции сердца;
• тирозин — повышенная пигментация кожи, ожирение, быстрая утомляемость, состояние депрессии, резкие перепады настроения, симптомы ПМС, уменьшение активности мозга, проявление болезни Паркинсона, нарушение функционирования щитовидной железы, гиперактивность, нарушения в работе надпочечников;
• гистидин — связан с уровнем гемоглобина в организме, его недостаток может вызвать снижение гемоглобина;
• лейцин — задержка роста и нарушения работы щитовидной железы;
• валин — развитие артритов и артрозов, ухудшение памяти, ослабление иммунитета, депрессивное настроение, мышечная дистрофия, сухость слизистых оболочек глаз;
• метионин — ухудшение функции надпочечников, липидного обмена, проблемы с печенью, отеки, ломкость волос, тяжелые психические расстройства, развитие атеросклероза;
• треонин — задержка роста и снижение мышечной массы;
• цистеин — длительно незаживающие раны;
• триптофан — развитие анемии, бесплодие, выпадение волос, повышение тревожности;
• лизин — уменьшение количества эритроцитов, гемоглобина; дистрофические изменения в суставах, мышцах и печени;
• фенилаланин — ослабление памяти, болезнь Паркинсона, депрессивное состояние, хронические боли, резкая потеря мышечной массы, сбои в работе щитовидной железы и надпочечников;
• изолейцин — сильные головные боли и головокружение, раздражительность и быстрая утомляемость, ослабление иммунитета, депрессивное состояние, мышечная дистрофия, гипогликемия;
• триптофан — нарушения азотистого баланса, резкая потеря веса.

Признаки избытка аминокислот

Избыток аминокислот, в свою очередь, также ведет к нарушениям в работе организма.
Общие признаки избытка аминокислот: могут возникнуть нарушения в работе щитовидной железы, заболевания суставов, гипертония.
Симптомы избытка основных аминокислот:

• аргинин — может проявляться крапивницей, тряской конечностей, нарастающей раздражительностью, перерастающей в агрессию, а также снижением артериального давления;
• валин — может вызывать ощущения покалывания по коже, онемение, проблемы с желудочно-кишечным трактом, аллергические реакции и повышенную раздражительность;
• метионин — вызывает усталость и бессонницу, головную боль и расстройство желудка;
• фенилаланин — приводит к нарушению психического состояния, беспокойству и неустойчивости настроения, может вызвать аллергические реакции и проблемы с пищеварением;
• тирозин — ухудшает общее самочувствие, вызывает неадекватные реакции, снижение памяти, повышение давления, нарушение работы сердца, аллергические реакции;
• изолейцин — вызывает головные боли, слабость и снижение иммунитета, нарушение обмена веществ, аллергические реакции, нарушение работы желудочно-кишечного тракта.

Правильно сбалансированное питание способствует поддержанию необходимого уровня аминокислот. Такие заболевания как диабет, дефицит ферментов или поражения печени могут повлиять на уровень аминокислот в организме.