Izoleicīns proteīnu metabolismā ieņem īpašu funkciju. Neaizstājamā aminoskābe galvenokārt ir iesaistīta jaunu audu veidošanā, un tā ir ļoti efektīva olbaltumvielu biosintēzes uzlabošanai muskuļos un aknasIzoleicīnam ir būtiska loma:
- Spēka un izturības sporta veidi
- Uzsvars
- Slimības un diēta
Izoleicīns kā enerģijas piegādātājs Bulgārijā spēks un izturība izoleicīns nonāk hepatocītos (aknas šūnas) pēc absorbcija izmantojot portālu vēnas. Atdalot amonjaks (NH3), izoleicīns tiek pārveidots par alfa-keto skābes. Alfa-keto skābes var izmantot enerģijas ražošanai. No otras puses, tā kā izoleicīns ir gan glikogēna, gan ketogēna aminoskābe, alfa-keto skābes var izmantot kā prekursoru sukcinil-koenzīma A, kā arī acetil-koenzīma A sintēzei. Citrāta cikla starpposms sukcinil-CoA kalpo kā substrāts glikoneoģenēzei glikoze veidošanās) in aknas un muskuļi. Acetil-CoA ir būtisks lipo- un ketoģenēzes sākuma produkts taukskābes un ketona ķermeņi). Glikoze kā arī taukskābes un ketona ķermeņi ir svarīgi ķermeņa enerģijas piegādātāji - it īpaši fiziskas slodzes laikā. The eritrocīti (sarkans asinis šūnas) un nieru smadzenes ir pilnībā atkarīgas no glikoze enerģijai. The smadzenes tikai daļēji, jo bada metabolismā tas var iegūt līdz 80% enerģijas no ketona ķermeņiem. Kad glikoze un taukskābes tiek sadalīti muskuļos, ATP (adenozīns veidojas šūnas vissvarīgākais enerģijas nesējs. Kad tas ir fosfāts saites hidrolītiski sašķeļ fermenti, Tiek izveidots ADP vai AMP. Šajā procesā izdalītā enerģija ļauj veikt ķīmisku, osmotisku vai mehānisku darbu, piemēram, muskuļus kontrakcijas. Pateicoties tā būtiskajai funkcijai enerģijas ražošanā, izoleicīna deficīts ir saistīts ar muskuļu vājumu, apetīti un nogurums, starp citiem simptomiem. Pēc apstrādes aknās gandrīz 70% no visiem aminoskābes ievadot asinis ir BCAA. Muskuļi tos ātri absorbē. Pirmajās trīs stundās pēc ēdienreizes ar augstu olbaltumvielu saturu izoleicīns, leicīns, un valīns veido apmēram 50-90% no kopējā muskuļu aminoskābju daudzuma. Izoleicīns ir ārkārtīgi svarīgs muskuļu audu atjaunošanai un uzturēšanai. BCAA ir daļa no aptuveni 35% no saraušanās proteīni - aktīns un miozīns - muskuļos. Izoleicīns stimulē insulīna no aizkuņģa dziedzera (aizkuņģa dziedzera) beta šūnām. Augsts insulīna koncentrācijas asinis paātrināt aminoskābju uzņemšanu miocītos (muskuļu šūnās). Palielināts aminoskābju transports miocītos noved pie šādiem procesiem:
- Paaugstināta olbaltumvielu uzkrāšanās muskuļos
- Strauja stresa hormona kortizola koncentrācijas samazināšanās, kas veicina muskuļu sabrukšanu un kavē aminoskābju uzņemšanu muskuļu šūnās
- Labāka glikogēna uzglabāšana miocītos, muskuļu glikogēna uzturēšana.
Visbeidzot, ar pārtiku, kas bagāta ar izoleicīnu, leicīns un valīns nodrošina optimālu muskuļu augšanu un maksimālu paātrinātu atveseļošanos. Papildus izoleicīnam, aminoskābes arginīns un fenilalanīns, leicīns un valīns arī izstāda insulīna- stimulējoša iedarbība, visspēcīgākajam ir leicīns. Biotīns, B5 vitamīns (pantotēnskābe) un B6 vitamīnu (piridoksīna) ir būtiskas BCAA sadalīšanai un pārveidošanai. Tikai pietiekama šo krājumu rezultātā vitamīni var sazaroto ķēdi aminoskābes optimāli metabolizējas un tiek izmantotas. Vairāki pētījumi liecina, ka abi izturība sports un stiprums apmācību nepieciešama lielāka olbaltumvielu uzņemšana. Lai saglabātu pozitīvu slāpeklis līdzsvarot - atbilst audu reģenerācijai - ikdienas olbaltumvielu nepieciešamība ir no 1.2 līdz 1.4 g uz kg ķermeņa svara izturība sportistiem un 1.7-1.8 g uz kg ķermeņa svara spēks sportisti. Laikā izturības sporta veidi, jo īpaši izoleicīnu, leicīnu un valīnu izmanto enerģijas ražošanai. Enerģijas piegāde no šīm aminoskābēm palielinās, kad glikogēna krājumi aknās un muskuļos kļūst arvien mazāk izsmelti, progresējot sportam. spēks sportistiem arī jānodrošina liels sazarotās ķēdes aminoskābju daudzums, īpaši pirms treniņa. Tādā veidā ķermenis fiziskās slodzes laikā no muskuļiem neizmanto savus BCAA un tiek novērsta olbaltumvielu katabolisms. BCAA piegāde ir ieteicama arī pēc treniņa. Izoleicīns pēc fiziskās slodzes beigām ātri paaugstina insulīna līmeni, aptur iepriekšējo vingrinājumu izraisīto olbaltumvielu sadalīšanos un uzsāk atjaunotu muskuļu augšanu. Turklāt BCAA izraisa lielāku tauku zudumu. Lai maksimāli izmantotu BCAA muskuļu veidošanās ziņā, tie visi jāņem kopā un kopā ar citiem proteīniem. Izolicīna, leicīna vai valīna atsevišķa uzņemšana var īslaicīgi izjaukt olbaltumvielu biosintēzi muskuļu veidošanai. Kritiski jāuztver tikai BCAA patēriņš, īpaši pirms izturības treniņš, oksidēšanās dēļ zem uzsvars un urīnviela uzbrukums. Sadalot 1 gramu BCAA, rodas apmēram 0.5 grami BCAA urīnviela. Pārmērīgs urīnviela koncentrācijas rada organismam slodzi. Tāpēc saistībā ar BCAA uzņemšanu izšķiroša nozīme ir šķidruma daudzuma palielināšanai. Ar lielu daudzumu šķidruma urīnvielu var ātri izvadīt caur nierēm. Visbeidzot, izturības vingrinājumu laikā jānosver palielināts izoleicīna, leicīna vai valīna daudzums. Izturības sportista veiktspējas uzlabojumi notiek tikai tad, ja laikā tiek izmantoti BCAA apmācība augstumā vai treniņi lielā karstumā. Liela olbaltumvielu daudzuma vai fizisko rezultātu rezultātā uzsvars, liels daudzums slāpeklis veidā amonjaks (NH3) tiek ražoti olbaltumvielu sadalīšanās rezultātā. Lielākā koncentrācijā tam ir neirotoksisks efekts, un tas var izraisīt, piemēram, aknu encefalopātija. Šī stāvoklis ir potenciāli atgriezeniska smadzenes disfunkcija, kas rodas nepietiekamas dēļ detoksikācija aknu darbība. Vissvarīgākais ir tas, ka izoleicīns un leicīns var palielināt toksisko vielu sadalīšanos amonjaks muskuļos - ievērojams ieguvums sportistam. Aknās arginīns un ornitīns veic šo uzdevumu. Zinātniskie pētījumi ir parādījuši, ka pārvalde no 10-20 gramiem BCAA zem uzsvars var aizkavēt garīgo nogurums. Tomēr joprojām nav pierādījumu par sazarotās ķēdes aminoskābēm vadīt uz uzlabotu sniegumu. Tāpat nav pierādīta uzlabota pielāgošanās vingrinājumiem.
Izoleicīns stresa izraisītas fiziskās slodzes situācijās
Paaugstināta fiziskā un fiziskā slodzes laikā, piemēram, traumas, slimības un operācijas, ķermenis palielina olbaltumvielu daudzumu. Palielināts ar izoleicīnu bagātu pārtikas produktu daudzums var to novērst. Olbaltumvielu katabolismu pārtrauc izoleicīns, strauji paaugstinot insulīna līmeni, veicinot aminoskābju uzņemšanu šūnās un stimulējot olbaltumvielu uzkrāšanos. Olbaltumvielu anabolisms ir svarīgs jaunu ķermeņa audu veidošanai vai brūces un palielināt izturību pret infekcijām. Visbeidzot, izoleicīns palīdz regulēt vielmaiņu un organisma aizsargspējas. Tādā veidā palielināta fiziskā stresa laikā var atbalstīt svarīgas muskuļu funkcijas.
Izoleicīns slimībām un diētām
Akūti slimiem vai atveseļojošiem pacientiem ir palielināta vajadzība pēc neaizstājamās aminoskābes. Sakarā ar bieži nepietiekamu augstas kvalitātes olbaltumvielu uzņemšanu un ierobežotu pārtikas lietošanu, ieteicams palielināt izoleicīna, leicīna un valīna devu. BCAA var paātrināt atveseļošanos - atveseļošanos. Izoleicīna specifiskās priekšrocības rodas šādos apstākļos:
- Aknu ciroze
- Coma hepaticum
- Šizofrēnija
- Fenilketonūrija (PKU)
- Dystones sindroms
Coma hepaticum ir smagākā aknu encefalopātijas forma - 4. pakāpe - atgriezeniska smadzeņu disfunkcija, kas rodas nepietiekamas aknu detoksikācijas funkcijas dēļ. Nervu bojājumi centrālajā nervu sistēmā cita starpā izraisa bezsamaņu bez reakcijas uz sāpju stimuliem (koma), muskuļu refleksu izzušanu un muskuļu stīvumu ar locīšanos un pagarinājumu. Aknu hipofunkcija noved pie insulīna pārpalikuma, kas nodrošina lielāku aminoskābju, tostarp izoleicīna, transportēšanu uz muskuļiem. Līdz ar to izoleicīna koncentrācija asinīs ir pazemināta. Tā kā BCAA un neaizvietojamās aminoskābes triptofāns asinīs izmanto to pašu transporta sistēmu, ti tie paši nesējproteīni, zemā izoleicīna līmeņa serumā dēļ triptofāns var aizņemt daudz brīvo nesēju un tikt transportēts uz asins-smadzeņu barjeru. L-triptofāns konkurē ar 5 citām aminoskābēm pie asins-smadzeņu barjeras, lai iekļūtu barības vielu šķidrumā. smadzenes - proti, ar BCAA un aromātiskajām aminoskābēm fenilalanīnu un tirozīnu. Triptofāna pārpalikuma dēļ smadzenēs papildus tirozīnam un BCAA tiek pārvietots arī kateholamīnu prekursors fenilalanīns, piemēram, stresa hormoni epinefrīns un norepinefrīns. Visbeidzot, triptofāns var netraucēti šķērsot asins-smadzeņu barjeru. Fenilalanīna pārvietošanās dēļ smadzenēs nav simpātiskas aktivācijas, kas ierobežo kateholamīna sintēzi virsnieru smadzenēs. Centrālajā nervu sistēmā triptofāns tiek pārveidots par serotonīnu, kas darbojas kā audu hormons vai neirotransmiters centrālajā nervu sistēmā, zarnu nervu sistēmā, sirds un asinsvadu sistēmā un asinīs. Palielināts triptofāna līmenis galu galā palielina serotonīna ražošanu. Aknu disfunkcijas gadījumos pārmērīgu serotonīna daudzumu nevar sadalīt, kas savukārt izraisa smagu nogurumu un pat bezsamaņu. Palielināta izoleicīna uzņemšana novērš pastiprinātu serotonīna ražošanu, izmantojot triptofāna pārvietošanās mehānismu gan asinīs, gan asins-smadzeņu barjerā, kā arī kavējot triptofāna uzņemšanu smadzeņu barības vielu šķidrumā. Tādā veidā izoleicīns neitralizē koma hepaticum parādīšanos. Samazinot tirozīna līmeni asinīs, BCAA, izoleicīnu var izmantot ortomolekulārajā psihiatrijā, piemēram, šizofrēnijas gadījumā. Tirozīns ir dopamīna prekursors, neirotransmiteris centrālajā nervu sistēmā no kateholamīnu grupas. Pārmērīgi augsta dopamīna koncentrācija dažās smadzeņu zonās noved pie centrālās nervu pārmērīgas uzbudināmības un ir saistīta ar šizofrēnijas simptomiem, piemēram, ego traucējumiem, domāšanas traucējumiem, maldiem, kustību nemieru, sociālo atstumtību, emocionālo nabadzību un gribas vājumu. Izoleicīns, leicīns un valīns var arī sniegt īpašas priekšrocības fenilketonūrijas (PKU) ārstēšanā. PKU ir iedzimts vielmaiņas traucējums, kurā aminoskābi fenilalanīnu nevar sadalīt. Ietekmētajām personām fenilalanīns organismā uzkrājas, kas var izraisīt nervu bojājumus un pēc tam nopietnus garīgās attīstības traucējumus ar epilepsiju - spontāni krampjus. Augsts seruma izoleicīna līmenis samazina fenilalanīna saistīšanos ar olbaltumvielu transportēšanu asinīs un tā koncentrāciju asins-smadzeņu barjerā, samazinot fenilalanīna uzņemšanu smadzenēs. Tādējādi ar BCAA palīdzību patoloģiski augstu fenilalanīna koncentrāciju var normalizēt gan asinīs, gan smadzenēs. Turklāt ar sazarotās ķēdes aminoskābju palīdzību cilvēkiem ar tā saukto distonisko sindromu (diskinēzija tarda) ir priekšrocības. Šo traucējumu cita starpā raksturo piespiedu sejas muskuļu kustības, piemēram, spazmas izspiešana no mēles, barības vada spazmas, galvas spazmolītiskā noliekšanās un stumbra un ekstremitāšu hiperekstensija, torticollis, kā arī vērpes veida kustības kakla un plecu jostas rajonā, saglabājot samaņu. Cilvēkiem, kuri apzinās diētu, kuriem bieži nepietiekams olbaltumvielu daudzums vai kuri galvenokārt lieto pārtiku ar zemu izoleicīna saturu, ir palielināta nepieciešamība pēc BCAA. Izoleicīna, leicīna un valīna uzņemšana galu galā būtu jāpalielina, lai ķermenis ilgtermiņā neizmantotu savas olbaltumvielu rezerves, piemēram, aknu un muskuļu rezerves. Olbaltumvielu zudums muskuļos noved pie metaboliski aktīvo muskuļu audu samazināšanās. Jo vairāk diētu zaudējošs cilvēks zaudē muskuļu masu, jo vairāk samazinās vielmaiņas ātrums un organisms patērē arvien mazāk kaloriju. Galu galā diētas mērķim vajadzētu būt muskuļu audu saglabāšanai vai pat palielināšanai, veicot vingrinājumus. Tajā pašā laikā jāsamazina ķermeņa tauku procentuālais daudzums. Diētas laikā BCAA palīdz novērst olbaltumvielu sadalīšanos un līdz ar to arī metaboliskā ātruma kritumu, kā arī palielināt tauku sadalīšanos. Imūnā aizsardzība lielā mērā tiek uzturēta. Jauns pētījums Arizonas štata universitātē liecina, ka diēta ar daudzām sazarotās ķēdes aminoskābēm var paaugstināt vielmaiņas ātrumu par 90 kilokalorijām katru dienu.
Izoleicīns kā nebūtisks aminoskābju sintēzes sākuma elements
Reakcijas, ar kurām aminoskābes tiek veidotas nesen, sauc par transaminācijām. Šajā procesā aminoskābes, piemēram, izoleicīna, aminogrupa (NH2), alanīns, vai asparagīnskābe, tiek pārnests uz alfa-keto skābi, parasti alfa-ketoglutarātu. Tādējādi alfa-ketoglutarāts ir akceptora molekula. Transaminācijas reakcijas produkti ir alfa-keto skābe, piemēram, piruvāts vai oksaloacetāts, un nebūtiska aminoskābe - glutamīnskābe vai glutamāts, attiecīgi. Lai notiktu transaminācijas, īpašs fermenti ir nepieciešami - tā sauktās transamināzes. Divas vissvarīgākās transamināzes ietver alanīns aminotransferāze (ALAT), pazīstama arī kā glutamāts piruvāts transamināzes (GPT) un aspartāta aminotransferāzes (ASAT), kas pazīstams arī kā glutamāts oksaloacetāta transamināze (GOT). Pirmais katalizē alanīns un alfa-ketoglutarātu līdz piruvāts un glutamātu. ASAT pārvērš aspartātu un alfa-ketoglutarātu par oksaloacetātu un glutamātu. Visu transamināžu koenzīms ir B6 vitamīna atvasinājums piridoksāls fosfāts (PLP). PLP ir brīvi saistīts ar fermenti un ir būtiska optimālai transamināžu aktivitātei. Transaminācijas reakcijas lokalizējas aknās un citos orgānos. Alfa-amino pārnešana slāpeklis no izoleicīna līdz alfa-keto skābei transamināžu ceļā ar glutamāta veidošanos notiek muskuļos. Glutamāts tiek uzskatīts par aminoskābju metabolisma “centru”. Tam ir galvenā loma aminoskābju veidošanā, pārveidošanā un sadalīšanās procesā. Glutamāts ir sākuma substrāts prolīna, ornitīna un glutamīns. Pēdējā ir neaizvietojama aminoskābe slāpekļa transportēšanai asinīs, olbaltumvielu biosintēzei un protonu izvadīšanai niere NH4 formā. Glutamē galveno ierosmi neiromeditors centrā nervu sistēmas. Tas saistās ar specifiskiem glutamāta receptoriem un tādējādi var kontrolēt jonu kanālus. Jo īpaši glutamāts palielina kalcijs joni, kas ir svarīgs muskuļu priekšnoteikums kontrakcijas. Glutamāts tiek pārveidots par gamma-aminosviestskābi (GABA), sadalot karboksilgrupu - dekarboksilējot. GABA pieder pie biogēnā amīni un ir vissvarīgākais inhibitors neiromeditors centrālās daļas pelēkajā vielā nervu sistēmas. Tas nomāc neironus smadzenītes.
