Что такое аминокислоты

Аланин в продуктах питания

Организм человека обладает способностью синтезировать вещество сам. Здоровому человеку, не испытывающему повышенные нагрузки, хватает собственного аланина. Тяжелая или длительная работа, изнуряющие тренировки, болезни, связанные с нехваткой глюкозы, требуют дополнительных доз аминокислоты.

Вещество поступает в организм человека с продуктами питания. Основной поставщик аминокислоты – белковая пища.

• Больше всего полезного вещества в белках куриных яиц и в сине-зеленых водорослях – спирулине: 4,8 и 4,4 грамма на 100 грамм продукта.
• Много вещества в говядине: от 2,5 до 4 грамм на 100 грамм мяса.
• Богата аминокислотой телятина: от 2 до 3 грамм на 100 грамм продукта.
• В большом количестве вещество присутствует в мясе птицы: у куропатки и цыпленка – более 2 грамм, у индейки – 1,9 грамм на 100 грамм массы.
• Почти такое же количество аланина содержится в мясе кролика: 1,8 грамм в 100 граммах мяса.
• Достаточное количество аминокислоты в рыбе: от 2,5 грамма до 3, грамма на 100 грамм продукта.
• Поставщиком вещества могут выступать дрожжи: более 2 грамм аминокислоты в 100 граммах дрожжей.
• Грибы обогатят организм аминокислотой, особенно белые в сушеном виде. Вещества в них содержится около 2 грамм на 100 грамм грибов.
• Есть аланин в семенах подсолнечника: 1,9 грамм в 100 граммах семечек.
• Способна дать вещество организму соя: 1,8 грамм в 100 граммах бобовых.
• В петрушке аминокислоты немного меньше: 1,5 г в 100 граммах растения.

Аланин в добавках

Диетические помощники – добавки с аланином назначаются при нехватке аминокислоты в организме. Для этого могут быть терапевтические показания, стремление к улучшению мышечной силы, повышению выносливости. Бета-аланин в виде добавок нашел популярность у любителей фитнеса, бодибилдинга.

Биодобавки с веществом выпускаются в форме таблеток, капсул, порошков.

1. Таблеточная и капсульная формы используются с лечебной целью.
2. Порошковая форма предназначается для спортсменов – из порошка готовятся протеиновые коктейли.

Спортсменам в сутки рекомендуется принимать по четыре-пять грамм добавки. В лечебных целях обычно принимается по три грамма в день.

Прежде чем начинать прием добавок с бета-аланином следует проконсультироваться с врачом, чтобы избежать негативного влияния на организм.

Аминокислоты в человеческом организме

Природные аминокислоты – это 200 нужных соединений и 200 уникальных формул. Они встречаются в свободном или связанном виде. Когда АМК синтезируются самостоятельно, проблем не возникает

Основное внимание следует обращать на незаменимые компоненты белковых молекул, которые нужно получать извне. У них свои формулы и нужные организму, основные свойства:

• улучшение работы мозга за счет способности передачи нервных импульсов (валин, лейцин, триптофан);
• накопление кальция (лизин),
• усиление липидного обмена (метионин);
• нормализация деятельности ЦНС (изолейцин, метионин, треонин);
• улучшение аппетита (фенилаланин);
• снижение болевого порога (фенилаланин).

Существует 8 незаменимых АМК, но важен контроль за тремя из них: валином, лейцином и изолейцином (ВССА). Их формула имеет разветвленные боковые цепи. Если не возникнет дефицита ВССА, то и потребность в других аминокислотах  будет удовлетворена.

Признаки недостатка и переизбытка аминокислот

Нехватка или избыточное содержание АМК влияет на общее состояние организма. При их недостатке наблюдается:

• плохой аппетит;
• состояние сонливости и слабости;
• торможение роста и развития;
• выпадение волос;
• плохое состояние кожи;
• анемия;
• слабая иммунная защита.

Свойства АМК таковы, что их переизбыток тоже влияет на здоровье:

1. При высоком содержании тирозина изменяется баланс в работе щитовидки, развивается гипертония.
2. При избытке гистидина возможны болезни суставов, аневризма аорты. Возникает ранняя седина.
3. При большой концентрации метионина велик риск развития инсульта или инфаркта.

Такие проблемы возможны при нехватке ряда витаминов (А, С, группы В) и селена. В их присутствии происходит нейтрализация избыточного содержания аминокислот.

Баланс АМК связан с правильным питанием и состоянием здоровья. При наличии хронических патологий печени, ЖКТ, недостатке некоторых ферментов содержание количества АМК становится неконтролируемым.

Суточная потребность в аминокислотах

Каждая аминокислота со своей индивидуальной формулой и свойствами нужна организму в определенных количествах. Подсчет суточной нормы нужного организму набора сложен, поскольку зависит от ее содержания в 1 г белка. Общая потребность в нужных аминокислотах составляет 0,5-2 г в день.

Если суточная норма белка примерно 120 г, то человек получает:

• 8,4 г лейцина;
• 4,8 г изолейцина;
• 6 г валина.

Это те самые ВССА, которые покрывают дефицит незаменимых аминокислот. Суточная норма нужного белка для мужчин – 65-120 г, для женщин – 60-90 г. Половина этой нормы приходится на белки животного происхождения. Аминокислоты входят в состав белков, поэтому  возможно просчитать, в каком количестве они попадают в организм.

Активный метаболизм аминокислот происходит:

• во время роста организма;
• при активных занятиях спортом;
• при серьезных умственных и физических нагрузках;
• в период болезни и в процессе выздоровления.

Скорость усвоения нужных АМК  зависит от отдельных продуктов или их сочетания. Организм быстро усваивает белок яиц, обезжиренный творог, нежирное мясо и рыбу. Хорошо идет усвоение при сочетании молока с гречневой кашей и белым хлебом, мучных изделий с мясом и творогом.

Если организм здоров и потребление белка соответствует суточной норме, то можно не задумываться над вопросом, как правильно принимать аминокислоты. Больше всего нужных компонентов белка содержится в мясе, молоке и яйцах. Их правильное распределение в течение дня позволит насытить организм необходимыми веществами с разными формулами и с важными для метаболизма свойствами.

Оптимальное соотношение аминокислот

Мне так и не удалось найти более-менее достоверного источника информации о том, каким всё-таки должно быть соотношение белков в рационе человека. Упоминается диапазон соотношения животных белков к растительным от 65:35 до 45:55. Думаю, что стоит ровняться на золотую середину и придерживаться пропорции 50:50.

Но важно также понимать, что такой подсчёт не обязательно даст Вам полный спектр необходимых аминокислот. Ведь даже если мы говорим о полноценном белке, содержащем все незаменимые аминокислоты, то играет роль также количество и пропорции этих аминокислот в данном продукте

Они могут быть там все, но просто в малом количестве или наблюдаться дефицит какой-то конкретной аминокислоты.

Безусловно, немногие из нас будут сидеть и скрупулёзно подсчитывать количество всех аминокислот и их пропорции в своём рационе. Именно поэтому достаточное употребление белка и соблюдение соотношения 50:50 животных к растительным белкам, предположительно, должно покрыть Вашу норму в аминокислотах. К слову, сочетание гречки с мясом даёт примерно такое соотношение. И не стоит забывать, что животный белок усваивается организмом намного лучше, чем растительный.

Намного более сложная ситуация складывается у вегетарианцев. Им нужно очень серьёзно продумывать свой рацион, чтобы более-менее восполнить недостаток незаменимых аминокислот из растительных источников.

Влияние на похудение

В диетологии, медицине и спорте привыкли использовать аминокислоты как средство для похудения, так как они запускают именно те биохимические процессы, которые приводят к стойкому снижению веса без вреда для здоровья. Что они для этого делают:

• устраняют имеющиеся жировые запасы и препятствуют отложению новых;
• ускоряют метаболизм;
• улучшают пищеварение;
• позволяют контролировать аппетит и избегать переедания;
• способствуют наращиванию мышечной массы;
• понижают уровень сахара и холестерина;
• являются источниками дополнительной энергии, которая необходима для расходования как можно большего количества калорий.

При похудении мужчин и женщин роль аминокислот немного разная, поэтому данные акценты нужно обязательно иметь в виду.

Для мужчин

Представители сильного пола не любят сидеть на диетах, поэтому их программа снижения веса чаще всего предполагает активные занятия спортом. Но даже не очень интенсивные упражнения расходуют более 80% свободных аминокислот в организме. Это может замедлить процессы жиросжигания и наращивания мышечной массы. Поэтому добавки с ними рекомендованы прежде всего для похудения мужчин.

При их недостатке мышцы плохо восстанавливаются, их рост замедляется, крепатура не даёт заниматься в полную силу, сушка становится невозможной. Особую роль во всём этом играют ВСАА (bcaa).

ВСАА расшифровываются как Branched-chain amino acids, что с английского переводится как «аминокислоты с разветвлёнными цепочками». Это комплекс из валина, лейцина и изолейцина. Получить их каждый в отдельности — очень сложный процесс в плане производства, зато в такой триаде они легко синтезируются из протеинового гидролизата.

ВСАА составляют более 35% аминокислот в мышечной ткани. Без этого комплекса её наращивание невозможно. Так как организм самостоятельно их не производит, мужчинам для похудения с тренировками нужно обязательно принимать специальные спортивные добавки и увеличить в рационе количество продуктов, в состав которых входит это трио.

Продукты питания, богатые ВСАА:

• мясо;
• рыба;
• морепродукты;
• яйца;
• молоко;
• твёрдые сыры.

Эффект ВСАА для тех, кто интенсивно занимается спортом:

• предупреждают расщепление мышечных волокон;
• способствуют сушке тела;
• уменьшают жировые отложения;
• увеличивают физические показатели (силы, выносливости);
• улучшают эффективность спортивного питания.

Некоторые из этих свойств ВСАА в последнее время подвергаются критике, но это не сделало их менее популярными в бодибилдинге.

Для женщин

Аминокислоты используются и для похудения женщин, но только основная их цель здесь — уже не наращивание мышечной массы, а поддержание красоты и здоровья во время соблюдения диет.

Для чего нужны аминокислоты женщине:

• для сохранения репродуктивных функций;
• для нормализации менструального цикла;
• для укрепления ногтей, упругости кожи, роста волос;
• для формирования красивой фигуры;
• для расщепления жиров, а не мышечных волокон;
• для нормализации гормонального фона;
• чтобы избежать депрессий и упаднического настроения.

Не секрет, что во время похудения именно эти аспекты женского здоровья в первую очередь подвергаются негативному влиянию. Чтобы снижение веса не ударило по внешности и полноценному функционированию организма, представительницам прекрасного пола следует активно принимать аминокислоты.

Особенно это нужно взять на заметку женщинам после 40 лет. Для их организма любая диета и слишком активные занятия спортом могут обернуться серьёзными проблемами со здоровьем: обострением сердечно-сосудистых заболеваний, увеличением риска сахарного диабета, ухудшением состояния в климактерический период. Те, кто пытался избавиться от лишних килограммов в этом возрасте, знают, как начинают скакать давление и уровень сахара в крови при малейших ограничениях в рационе или увеличении двигательной активности. Выход прост: дополнительно пить аминокислоты.

Молодым девушкам они сослужат иную службу: при занятиях спортом поспособствуют правильному перераспределению мышечной ткани по телу, сделав красивыми и упругими попу и грудь. Попутно не нужно будет беспокоиться о том, что из-за диеты появятся прыщи, начнут выпадать волосы и слоиться ногти. Аминокислоты этого не допустят.

Незаменимые аминокислоты

Разветвленные аминокислоты (лейцин, изолейцин, валин)

Незаменимые аминокислоты. Их участие в построении мышечного белка двояко: встраивание в белковые цепи в качестве “кирпичиков” и воздействие на анаболические процессы. Кроме этого, они служат резервным источником энергии, участвуют в регулировании нервных процессов, стабилизируют гормональный фон.

Цистеин

Обладает мощными антиокислительными свойствами. Входит в состав глутатиона – пептида, защищающего клетки от поражения- свободными радикалами, которые образуются при утилизации кислорода. Имеет большое, значение для формирования соединительных тканей.

Метионин

Незаменимая аминокислота. Метионин содержится фактически во всех полноценных источниках белка, таких как мясо, птица, рыба, свинина, яйца, соевые бобы, деревенский сыр и йогурт. Благотворно влияет на функцию почек и печени, ускоряет окисление жиров. Служит донором метильной группы в биосинтезе ряда важнейших регуляторов жизнедеятельности организма. Из метионина в организме может синтезироваться цистеин.

Прием метионина в количествах, превышающих те, что содержатся в белковых продуктах, не дает вам ровным счетом никаких преимуществ в плане набора массы или сжигания жира.

Фенилаланин

Незаменимая аминокислота. Служит сырьем для биосинтеза тирозина, диоксифенилаланина (регулятор функций нервной системы). Благотворно влияет на работу мозга.

Биосинтез в головном мозге

Поскольку глицин является нейромедиатором в центральной нервной системе (ЦНС), его содержание в нейронах строго регулируется.
Глицин, наряду с другими небольшими нейтральными аминокислотами, такими как аланин, пролин, серин и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), не проникает через гематоэнцефалический барьер: пассивная диффузия невозможна из-за их полярности, переносчики для различных вариантов активного или облегченного транспорта .
Небольшие нейтральные аминокислоты, включая глицин, являющиеся заменимыми, переносятся аланин-предпочитающим белком-переносчиком (A-типа).
Белок-переносчик A-типа отсутствует на поверхности эндотелиоцитов гематоэнцефалического барьера со стороны просвета кровеносного сосуда, то есть механизм активного транспорта глицина сквозь гематоэнцефалический барьер в нейроны отсутствует.
В противоположность этому белок-переносчик A-типа располагается на мембране эндотелиоцита со стороны нейронов, принимая глицин и другие небольшие нейтральные аминокислоты со стороны нейронов и перенося их внутрь эндотелиоцита и далее в кровь.
Такие системы переносчиков активно участвуют в регулировании концентрации аминокислот в межклеточной жидкости и особенно важны для поддержания низких концентраций аминокислот-нейромедиаторов, таких как глутамат, аспарат и глицин.
Для использования в качестве медиатора и для синтеза белка нейроны используют глицин, синтезируемый астроцитами из серина путем деметилирования последнего.
Реакция катализируется серингидроксиметилтрансферазой, коферментом которой является тетрагидрофолат, акцептирующий метиленоксидную группу серина.
Поскольку серин также практически не проникает из кровеносного русла через гематоэнцефалический барьер, он синтезируется de novo из 3-фосфоглицерата, являющегося предшественником фосфоенолпирувата в гликолитическом цикле, то есть в большом количестве присутствующем в клетках, включая астроциты.

Общие химические свойства

Все аминокислоты — амфотерные соединения, они могут проявлять как кислотные свойства, обусловленные наличием в их молекулах карбоксильной группы  —COOH, так и основные свойства, обусловленные аминогруппой  —NH₂. Аминокислоты взаимодействуют с кислотами и щелочами:

NH₂ —CH₂ —COOH + HCl → HCl • NH₂ —CH₂ —COOH (Хлороводородная соль глицина)

NH₂ —CH₂ —COOH + NaOH → H₂O + NH₂ —CH₂ —COONa (натриевая соль глицина)

Растворы аминокислот в воде благодаря этому обладают свойствами буферных растворов, то есть находятся в состоянии внутренних солей.

NH₂ —CH₂COOH

N+H₃ —CH₂COO-

Аминокислоты обычно могут вступать во все реакции, характерные для карбоновых кислот и аминов.

Этерификация:

NH₂ —CH₂ —COOH + CH₃OH → H₂O + NH₂ —CH₂ —COOCH₃ (метиловый эфир глицина)

Важной особенностью аминокислот является их способность к поликонденсации, приводящей к образованию полиамидов, в том числе пептидов, белков, нейлона, капрона.

Реакция образования пептидов:

HOOC —CH₂ —NH —H + HOOC —CH₂ —NH₂→ HOOC —CH₂ —NH —CO —CH₂ —NH₂ + H₂O

Изоэлектрической точкой аминокислоты называют значение pH, при котором максимальная доля молекул аминокислоты обладает нулевым зарядом. При таком pH аминокислота наименее подвижна в электрическом поле, и данное свойство можно использовать для разделения аминокислот, а также белков и пептидов.

Цвиттер-ионом называют молекулу аминокислоты, в которой аминогруппа представлена в виде -NH₃+, а карбоксигруппа — в виде -COO−. Такая молекула обладает значительным дипольным моментом при нулевом суммарном заряде. Именно из таких молекул построены кристаллы большинства аминокислот.

Некоторые аминокислоты имеют несколько аминогрупп и карбоксильных групп. Для этих аминокислот трудно говорить о каком-то конкретном цвиттер-ионе.

Применение аминокислот

Аминокислоты находят широкое применение в медицине и других областях. Различные наборы аминокислоты и гидролизаты белков, обогащенные отдельными аминокислотами, применяются для парентерального питания при операциях, заболеваниях кишечника и нарушениях всасывания. Некоторые аминокислоты оказывают специфический терапевтический эффект при различных расстройствах. Так, метионин применяют при ожирении печени, циррозах и тому подобное; глутаминовая и γ-амино-масляная кислоты дают хороший эффект при некоторых заболеваниях центральной нервной системы (эпилепсии, реактивных состояниях и так далее); гистидин иногда применяют для лечения больных гепатитами, язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки.

Аминокислоты применяют также в качестве добавок к пищевым продуктам. Практически наиболее важны добавки лизина, триптофана и метионина к пищевым продуктам, неполноценным по содержанию этих аминокислот. Добавка глутаминовой к-ты и ее солей к ряду продуктов придает им приятный мясной вкус, что часто используют в кулинарии. Помимо питания человека и применения аминокислоты в пищевой промышленности, их используют для кормления животных, для приготовления культуральных сред в микробиологической промышленности и как реактивы.

См. также Азотистый обмен, Обмен веществ и энергии, Окисление биологическое.

Роль аминокислот в питании

Человек и животные используют в обмене веществ азот, поступающий с пищей в виде аминокислоты, главным образом в составе белков, некоторых других органических соединений азота, а также аммонийные соли. Из этого азота путем процессов аминирования и трансаминирования (см. Переаминирование) в организме образуются различные аминокислоты. Некоторые аминокислоты не могут синтезироваться в животном организме, и для поддержания жизни эти аминокислоты должны обязательно поступать в организм с пищей. Такие аминокислоты называют незаменимыми. Незаменимые аминокислоты для человека: триптофан (см.), фенилаланин (см.), лизин (см.), треонин (см.), валин (см.), лейцин (см.), метионин (см.) и изолейцин (см.). Остальные аминокислоты относят к заменимым, но некоторые из них заменимы лишь условно. Так, тирозин образуется в организме только из фенилаланина и при поступлении последнего в недостаточном количестве может оказаться незаменимым. Подобно этому цистеин и цистин могут образоваться из метионина, но необходимы при недостатке этой аминокислоты. Аргинин синтезируется в организме, но скорость его синтеза может оказаться недостаточной при повышенной потребности (особенно при активном росте молодого организма). Потребность в незаменимых аминокислот изучалась в исследованиях по азотистому равновесию, белковому голоданию, учету потребляемой пищи и другое. Тем не менее потребность в них не поддается точному учету и может быть оценена лишь приблизительно. В табл. 4 приведены данные о рекомендуемых и безусловно достаточных для человека количествах незаменимых аминокислот. Потребность в незаменимых аминокислот возрастает в периоды интенсивного роста организма, при повышенном распаде белков при некоторых заболеваниях.

Принадлежность аминокислоты к заменимым или незаменимым для различных организмов не совсем одинакова. Так, например, аргинин и гистидин, относящиеся к заменимым аминокислотам для человека, незаменимы для кур, а гистидин также для крыс и мышей. Аутотрофные организмы (см.), к которым относятся растения и многие бактерии, способны синтезировать все необходимые аминокислоты. Однако ряд бактерий нуждается в наличии тех или иных аминокислот в культуральной среде. Известны виды или штаммы бактерий, избирательно нуждающиеся в наличии определенных аминокислот. Такие мутантные штаммы, рост которых обеспечивается только при добавлении в среду определенной кислоты, называют ауксотрофными (см. Ауксотрофные микроорганизмы). Ауксотрофные штаммы растут на среде, полноценной в остальных отношениях, со скоростью, пропорциональной количеству добавленной незаменимой аминокислоты, поэтому их иногда применяют для микробиологического определения содержания данной аминокислоты в тех или иных биологических материалах, например Гатри метод (см.).

Недостаток в питании одной из незаменимых аминокислот приводит к нарушению роста и общей дистрофии, но отсутствие некоторых аминокислот может давать также специфические симптомы. Так, недостаток триптофана нередко дает пеллагроподобные явления, поскольку из триптофана в организме образуется никотиновая кислота (у экспериментальных крыс при недостатке триптофана наблюдается помутнение роговицы, катаракта, выпадение шерсти, анемия); недостаток метионина приводит к поражению печени и почек; недостаток валина вызывает неврологические симптомы и так далее.

Полноценное питание обеспечивается при сбалансированном содержании отдельных аминокислот в пище. Избыток некоторых аминокислот также неблагоприятен. Избыток триптофана приводит к накоплению продукта его обмена — 3-оксиантраниловой кислоты, которая может вызывать опухоли мочевого пузыря. При несбалансированном питании избыток некоторых аминокислот может нарушать обмен или использование других аминокислот и вызывать недостаточность последних.