Izolevcin: funkcije

Izolevcin ima posebno vlogo pri presnovi beljakovin. Esencialna aminokislina v glavnem sodeluje pri gradnji novih tkiv in je zelo učinkovita za okrepljeno biosintezo beljakovin v mišicah in jetra.Izolevcin ima bistveno vlogo pri:

Športi za moč in vzdržljivost
Stres
Bolezni in prehrana

Izolevcin kot dobavitelj energije v Ljubljani moč in vzdržljivost športIzolevcin vstopi v hepatocite (jetra celice) po absorpcija prek portala Vena. Z odcepitvijo amoniak (NH3), izolevcin se pretvori v alfa-keto kisline. Alfa-keto kisline se lahko uporablja za proizvodnjo energije. Po drugi strani pa je izolevcin hkrati glukogena in ketogena aminokislina, alfa-keto kisline se lahko uporablja kot predhodnik za sintezo sukcinil-koencima A kot tudi acetil-koencima A. Intermediat citratnega cikla sukcinil-CoA služi kot substrat za glukoneogenezo (novo glukoze nastanek) v jetra in mišice. Acetil-CoA je bistveni izhodiščni produkt lipo- in ketogeneze (tvorba maščobne kisline in ketonska telesa). Glukoza tako dobro, kot maščobne kisline in ketonska telesa predstavljajo pomembne dobavitelje energije za telo - zlasti med fizičnim naporom. The eritrocitov (rdeča kri celice) in ledvična medula so popolnoma odvisni od glukoze za energijo. The možganov le delno, ker lahko v metabolizmu stradanja pridobi do 80% energije iz ketonskih teles. Ko glukoza in maščobne kisline se razgradijo v mišicah, ATP (adenozin trifosfat), ki je najpomembnejši nosilec energije v celici. Kdaj je fosfat vezi se hidrolitsko cepijo z encimi, Nastane ADP ali AMP. Energija, ki se sprosti v tem procesu, omogoča kemično, osmotsko ali mehansko delo, na primer mišice popadki. Zaradi njegove bistvene funkcije pri proizvodnji energije je pomanjkanje izolevcina povezano z mišično oslabelostjo, brezvoljnostjo in utrujenost, med drugimi simptomi. Po predelavi v jetrih skoraj 70% vseh aminokisline vstopajo v kri so BCAA. Mišice jih hitro absorbirajo. V prvih treh urah po obroku z visoko vsebnostjo beljakovin so izolevcin, levcin, in valin predstavljata približno 50-90% celotnega vnosa aminokislin v mišice. Izolevcin je izredno pomemben za regeneracijo in vzdrževanje mišičnega tkiva. BCAA so sestavni del približno 35% krčljivosti beljakovin - aktin in miozin - v mišicah. Izolevcin spodbuja sproščanje insulina iz beta celic trebušne slinavke (trebušne slinavke). Visoko insulina koncentracije v kri pospeši vnos aminokislin v miocite (mišične celice). Povečan transport aminokislin v miocite vodi v naslednje procese:

Povečano kopičenje beljakovin v mišicah
Hitro zmanjšanje koncentracije stresnega hormona kortizola, ki spodbuja razgradnjo mišic in zavira vnos aminokislin v mišične celice
Boljše shranjevanje glikogena v miocitih, vzdrževanje mišičnega glikogena.

Končno, vnos hrane, bogate z izolevcinom, levcin in valin omogočata optimalno rast mišic in maksimalno pospešeno okrevanje. Poleg izolevcina je tudi aminokisline arginin in fenilalanin, levcin in valin tudi razstavljajo insulina-stimulativni učinki, pri čemer je najmočnejši levcin. Biotinvitamin B5 (pantotensko kislino) in vitamin B6 (piridoksin) so bistvenega pomena za razgradnjo in pretvorbo BCAA. Samo kot posledica zadostne zaloge le-teh vitamini lahko razvejano verigo aminokisline se optimalno presnavljajo in uporabljajo. Več študij kaže, da oboje vzdržljivost šport in trening za moč zahtevajo povečan vnos beljakovin. Da bi ohranili pozitivno dušik ravnovesje - kar ustreza regeneraciji tkiva - dnevna potreba po beljakovinah je med 1.2 in 1.4 g na kg telesne teže vzdržljivost športnikov in 1.7-1.8 g na kg telesne teže za moč športniki. Med vzdržljivostni športiZa proizvodnjo energije se uporabljajo zlasti izolevcin, levcin in valin. Dobava energije iz teh aminokislin se poveča, ko se zaloge glikogena v jetrih in mišicah z napredovanjem športnih aktivnosti vse bolj izčrpajo. moč športniki bi morali zagotoviti tudi visok vnos razvejanih aminokislin, zlasti pred treningom. Na ta način telo med fizičnim naporom ne črpa lastnih BCAA iz mišic in preprečuje se katabolizem beljakovin. Po treningu je priporočljiva tudi dobava BCAA.Izolevcin po koncu vadbe hitro zviša raven inzulina, ustavi razgradnjo beljakovin, ki jo je povzročila predhodna vadba, in sproži obnovljeno rast mišic. Poleg tega BCAA povzročajo večjo izgubo maščobe. Da bi kar najbolje izkoristili BCAA v smislu gradnje mišic, jih je treba jemati skupaj in skupaj z drugimi beljakovinami. Izoliran vnos izolevcina ali levcina ali valina lahko začasno prekine biosintezo beljakovin za izgradnjo mišic. Samo porabo BCAA je treba obravnavati kritično, zlasti pred vzdržljivostni trening, zaradi oksidacije pod stres in sečnina napad. Razgradnja 1 grama BCAA povzroči približno 0.5 grama sečnina. Pretirano sečnina koncentracije obremenjujejo organizem. Zato je v povezavi z vnosom BCAA povečan vnos tekočine ključnega pomena. S pomočjo veliko tekočine lahko sečnino hitro odstranimo preko ledvic. Na koncu je treba med vzdržljivostno vadbo pretehtati povečan vnos izolevcina, levcina ali valina. Izboljšanje zmogljivosti vzdržljivega športnika se zgodi le, če se med uporabo uporabljajo BCAA višinski trening ali trening v visoki vročini. Kot rezultat visokega vnosa beljakovin ali fizičnega stres, velike količine dušik v obliki amoniak (NH3) nastajajo kot posledica razgradnje beljakovin. To ima nevrotoksični učinek v višjih koncentracijah in lahko na primer povzroči jetrna encefalopatija. To stanje je potencialno reverzibilna možganov disfunkcija, ki je posledica neustrezne razstrupljanje delovanje jeter. Najpomembneje je, da izolevcin in levcin lahko povečata razgradnjo strupenih snovi amoniak v mišicah - pomembna korist za športnika. V jetrih arginin in ornitin opravljata to nalogo. Znanstvene študije so pokazale, da uprava 10-20 gramov BCAA pod stres lahko odloži duševno utrujenost. Vendar še vedno ni dokazov o razvejanih aminokislinah vodi za izboljšanje zmogljivosti. Podobno izboljšana prilagoditev na vadbo ni bila dokazana.

Izolevcin v razmerah stresnih aktivnosti

Med povečanim fizičnim stresom in stresom, kot so poškodbe, bolezni in kirurški posegi, telo poveča razgradnjo beljakovin. Večji vnos z izolevcinom bogate hrane lahko temu prepreči. Katabolizem beljakovin ustavi izolevcin, ki hitro zvišuje raven inzulina, spodbuja vnos aminokislin v celice in spodbuja kopičenje beljakovin. Anabolizem beljakovin je pomemben za tvorbo novega telesnega tkiva ali za zdravljenje rane in povečati odpornost na okužbe. Nazadnje izolevcin pomaga uravnavati metabolizem in obrambo telesa. Na ta način lahko med povečanim fizičnim stresom podpremo pomembne mišične funkcije.

Izolevcin pri boleznih in dietah

Akutno bolni ali rekonvalescentni bolniki imajo povečano potrebo po njih esencialne aminokisline. Zaradi pogosto neustreznega vnosa visokokakovostnih beljakovin in omejenega vnosa hrane je priporočljiv zlasti povečan vnos izolevcina, levcina in valina. BCAA lahko pospešijo okrevanje - okrevanje. Posebne koristi izolevcina se pojavijo v naslednjih pogojih:

Ciroza jeter
Koma hepaticum
Shizofrenija
Fenilketonurija (PKU)
Sindrom distonov

Coma hepaticum je najtežja oblika jetrne encefalopatije - 4. stopnja - reverzibilna možganska disfunkcija, ki je posledica neustrezne razstrupljevalne funkcije jeter. Posledica okvare živcev v centralnem živčnem sistemu je med drugim nezavest brez reakcije na bolečinske dražljaje (koma), izumrtje mišičnih refleksov in mišična togost z upogibno in podaljšano držo. Hipofunkcija jeter vodi do presežka inzulina, ki zagotavlja povečan prenos aminokislin, vključno z izolevcinom, v mišice. Posledično se koncentracija izolevcina v krvi zniža. Ker BCAA in esencialna aminokislina triptofan uporabljajo isti transportni sistem v krvi, tj iste nosilne beljakovine lahko triptofan zaradi nizke ravni izolevcina v serumu zasede veliko prostih nosilcev in se prepelje proti krvno-možganski pregradi.L-triptofan tekmuje s 5 drugimi aminokislinami na krvno-možganski pregradi za vstop v hranilno tekočino možgani - in sicer z BCAA in aromatičnimi aminokislinami fenilalanin in tirozin. Zaradi presežka triptofana v možganih se poleg tirozina in BCAA izrine tudi fenilalanin, predhodnik kateholaminov, kot sta stresna hormona epinefrin in noradrenalin. Končno lahko triptofan neovirano prečka krvno-možgansko pregrado. Zaradi izpodrivanja fenilalanina odsotna aktivacija simpatikusa v možganih ni omejena, kar omejuje sintezo kateholamina v možganih nadledvične žleze. V osrednjem živčnem sistemu se triptofan pretvori v serotonin, ki deluje kot tkivni hormon ali nevrotransmiter v osrednjem živčevju, črevesnem živčnem sistemu, kardiovaskularnem sistemu in krvi. Povišane ravni triptofana sčasoma povzročijo povečano proizvodnjo serotonina. V primeru motenj v delovanju jeter prekomerne količine serotonina ni mogoče razgraditi, kar posledično vodi do hude utrujenosti in celo nezavesti. Povečan vnos izolevcina preprečuje povečano proizvodnjo serotonina prek mehanizma izpodrivanja triptofana v krvi in na krvno-možganski pregradi ter zaviranja vnosa triptofana v hranilno tekočino možganov. Na ta način izolevcin preprečuje pojav kome hepaticum. Z znižanjem ravni tirozina v krvi, BCAA, lahko izolevcin uporabimo v ortomolekularni psihiatriji, na primer pri shizofreniji. Tirozin je predhodnik dopamina, nevrotransmiterja v centralnem živčnem sistemu iz skupine kateholaminov. Prekomerno visoka koncentracija dopamina v določenih predelih možganov vodi do hiperekscitabilnosti osrednjega živca in je povezana s simptomi shizofrenije, kot so motnje ega, motnje mišljenja, zabloda, motorični nemir, socialni umik, čustveno osiromašenje in šibkost volje. Izolevcin, levcin in valin lahko nudijo tudi posebne koristi pri zdravljenju fenilketonurije (PKU). PKU je prirojena presnovna motnja, pri kateri aminokisline fenilalanin ni mogoče razgraditi. Pri prizadetih posameznikih se fenilalanin kopiči v organizmu, kar lahko privede do poškodbe živcev in posledično do hude motnje v duševnem razvoju z epilepsijo - spontanimi napadi. Visoka raven izolevcina v serumu zmanjša vezavo fenilalanina na transport beljakovin v krvi in njegovo koncentracijo na krvno-možganski pregradi, kar zmanjša vnos fenilalanina v možgane. Tako lahko s pomočjo BCAA nenormalno visoko koncentracijo fenilalanina normaliziramo tako v krvi kot v možganih. Poleg tega s pomočjo aminokislin z razvejeno verigo obstajajo prednosti za ljudi s tako imenovanim distoničnim sindromom (diskinezija tarda). Za to motnjo so med drugim značilni nehoteni gibi obraznih mišic, na primer krči, ki štrlijo iz jezika, krči požiralnika, krčevito nagibanje glave in hiperekstenzija trupa in okončin, tortikolis, pa tudi torzijski gibi v predelu vratu in ramenskega obroča ob ohranjanju zavesti. Prehransko ozaveščeni posamezniki, ki imajo pogosto nezadostno zalogo beljakovin ali uživajo predvsem hrano z malo izolevcina, imajo povečano potrebo po BCAA. Sčasoma je treba povečati vnos izolevcina, levcina in valina, da telo dolgoročno ne črpa lastnih beljakovinskih zalog, na primer iz jeter in mišic. Izguba beljakovin v mišicah vodi do zmanjšanja presnovno aktivnega mišičnega tkiva. Bolj ko oseba, ki je na dieti, izgubi mišično maso, bolj se zmanjša bazalna hitrost presnove in telo porabi vse manj kalorij. Končno mora biti cilj prehrane ohraniti mišično tkivo ali ga celo povečati z vadbo. Hkrati je treba zmanjšati odstotek telesne maščobe. Med dieto BCAA pomagajo preprečiti razgradnjo beljakovin in s tem padec bazalne presnove ter povečati razgradnjo maščob. Imunska obramba je v veliki meri ohranjena. Nova študija na Arizonski državni univerzi kaže, da lahko prehrana z visoko vsebnostjo razvejanih aminokislin poveča bazalno hitrost presnove za 90 kilokalorij na dan.

Izolevcin kot začetni gradnik za sintezo nebistvenih aminokislin

Reakcije, s katerimi se na novo tvorijo aminokisline, imenujemo transaminacije. V tem procesu aminokislina (NH2) aminokisline, kot je izolevcin, alaninaali aspartinska kislina, se prenese v alfa-keto kislino, običajno alfa-ketoglutarat. Alfa-ketoglutarat je tako akceptorska molekula. Produkti transaminacijske reakcije so alfa-keto kislina, kot npr piruvat ali oksaloacetat in nebistvena aminokislina glutaminska kislina ali glutamatoziroma. Da bi lahko prišlo do transaminacij, posebno encimi tako imenovane transaminaze. Med dve najpomembnejši transaminazi spadata alanina aminotransferaza (ALAT), znana tudi kot glutamat piruvat transaminaza (GPT) in aspartat aminotransferaza (ASAT), znana tudi kot glutamat oksaloacetat transaminaza (GOT). Prvi katalizira pretvorbo alanina in alfa-ketoglutarata do piruvat in glutamat. ASAT pretvori aspartat in alfa-ketoglutarat v oksaloacetat in glutamat. Koencim vseh transaminaz je derivat vitamina B6 piridoksal fosfat (PLP). PLP je ohlapno vezan na encimi in je bistvenega pomena za optimalno aktivnost transaminaz. Reakcije transaminiranja so lokalizirane v jetrih in drugih organih. Prenos alfa-amino dušik od izolevcina do alfa-keto kisline s transaminazami s tvorbo glutamata se pojavi v mišicah. Glutamat velja za "središče" presnove aminokislin. Ima ključno vlogo pri tvorbi, pretvorbi in razgradnji aminokislin. Glutamat je začetni substrat za sintezo prolina, ornitina in glutamin. Slednja je bistvena aminokislina za transport dušika v krvi, biosintezo beljakovin in za izločanje protonov v ledvice v obliki NH4. Glutamat je glavno vzbujevalno sredstvo nevrotransmiter v osrednjem živčni sistem. Veže se na specifične glutamatne receptorje in tako lahko nadzoruje ionske kanale. Zlasti glutamat poveča prepustnost za kalcij ioni, pomemben predpogoj za mišice popadki. Glutamat se pretvori v gama-aminobuterno kislino (GABA) z odcepitvijo karboksilne skupine - dekarboksilacija. GABA spada med biogene amini in je najpomembnejši inhibitor nevrotransmiter v sivi snovi osrednjega živčni sistem. Inhibira nevrone v možganov.