Lizin: funkcije

Po absorpcija, lizin v hepatocite (jetra celic) jeter s transportom beljakovin. jetra je izrednega pomena za vmesno presnovo beljakovin in aminokislin - podobno kot ogljikovi hidrati in lipidov. Zaradi jetra se anatomsko nahaja med črevesjem in spodnjo votla vena, je sposoben posegati v homeostazo aminokislin in uravnavati oskrbo z aminokislinami v perifernih organih in tkivih neodvisno od vnosa hrane. Vse reakcije presnove aminokislin lahko potekajo v hepatocitih. Glavni poudarek je na biosintezi beljakovin (tvorba novih beljakovin), ki se stalno pojavlja na ribosomi grobega endoplazemskega retikuluma (rER) vsake celice. Približno 20% aminokisline se uporabljajo za tvorjenje beljakovin. Hitrost sinteze se poveča po velikem vnosu beljakovin. Lizin je potreben za tvorbo naslednjih beljakovin:

Strukturno beljakovin, Kot je kolagen, ki je sestavni del celičnih membran in daje koža, kosti in vezivnega tkiva in hrustanec, tetive in vezi potrebno mehansko stabilnost.
Kontraktilna beljakovin - aktin in miozin omogočata gibljivost mišic.
Encimi, hormoni - nadzor presnove.
Ionski kanali in transportni proteini v celičnih membranah - prehod hidrofobnih in lipofilnih molekulez biološkim celična membrana.
Beljakovine v plazmi - beljakovine, ki prenašajo snovi med tkivi in organi v krvi, kot so lipoproteini (transport lipidov), hemoglobin (transport kisika), transferin (transport železa) in beljakovine, ki vežejo retinol (transport vitamina A); plazemski beljakovinski albumin je poleg prenosa snovi v krvi odgovoren tudi za vzdrževanje onkotskega tlaka
Faktorji strjevanja krvi, kot sta fibrinogen in trombin, ki sodelujejo pri zunanjem in notranjem strjevanju krvi, pa tudi pri zaščitnih in obrambnih reakcijah organizma
Imunoglobulini or protitelesa - zaščita in obramba pred tujki.

Poleg biosinteze beljakovin je lizin bistven za naslednje procese:

Zamreževanje kolagen vlakna v obliki hidroksilizina.
Tvorba biogenih aminov
Sinteza L-karnitina

Hidroksilacija lizin med kolagen biosinteza Po biosintezi beljakovin iz mRNA - post-translacijsko - posamezno aminokisline v beljakovine lahko encimsko in ne-encimsko spremenimo. Takšne strukturne spremembe vplivajo na funkcionalne lastnosti beljakovin. Posebej pomembna je posttranslacijska sprememba lizin in prolin v fibroblastih vezivnega tkiva. Po biosintezi posameznih kolagenskih polipeptidnih verig na ribosomi rER, ti vstopijo v lumen ER fibroblastov - celic vezivnega tkiva. Tam je nekaj ostankov lizina ali prolina kolagena molekule so modificirane s hidroksigenazami. Hidroksigenaze predstavljajo encimi z dvovalentom železo atom v aktivnem mestu, ki na svoje podlage pritrdi hidroksilno (OH) skupino, v tem primeru lizin ali prolin. Ta skupina OH je ključnega pomena za delovanje kolagena kot strukturne beljakovine. Vzporedno z reakcijami hidroksilacije se tri lupine kolagena polipeptida povežejo v lumen ER s tvorbo vodik vezi in disulfidne vezi, kar ima za posledico triverižno spiralno molekulo - trojno vijačnico - imenovano prokolagen. Vsak kolagen ali trojna vijačnica je lahko sestavljena iz 600 do 3,000 aminokisline, odvisno od vrste kolagena. Nato se prokolagen, ki delno vsebuje ostanke hidroksiliranega lizina in prolina, prenese iz ER v Golgijev aparat fibroblastov. V Golgijevem aparatu sladkorja ostanki, kot npr glukoze in galaktoza, so pritrjeni na kolagen hidroksilizin. Povezava poteka med skupino OH hidroksilizina in skupino OH skupine sladkorja z odprava of vode - O-glikozidna vez. Kot rezultat te O-glikozilacije nastanejo glikoproteini, ki pomagajo pri zvijanju beljakovin ali povečajo stabilnost kolagena. Hidroksilacija prolina v hidroksiprolin vodi predvsem do večje nateznosti moč in stabilnost kolagenske trojne vijačnice. Prokolagen se vključi v sekretorne vezikle iz Golgijevega aparata, ki se prevažajo v celična membrana fibroblasta in se sprosti v zunajcelični prostor z eksocitozo (fuzija veziklov z membrano). Nato posamezni tri verižni kolagen molekule sestavijo v kolagenske fibrile (fibrilogeneza). V nadaljnjem koraku pride do kovalentnega zamreženja kolagenih vlaken s tvorbo kolagenskih vlaken, pri čemer se zamreženje pojavlja na specifičnih ostankih lizina in hidroksilizina. Po definiciji se kolageni imenujejo le tripehelične molekule zunajceličnega matriksa. Trenutno je znanih 28 tipov kolagena (tip I do XXVIII), ki spadajo v posebne družine kolagena, kot so fibrilarni, mrežasti ali krogličasti kolageni. Glede na vrsto kolagena je v hidroksiliranem stanju prisotnih več ali manj ostankov lizina ali prolina. Tako je v bazalni membrani celic spremenjenih več kot 60% molekul lizina. Do 12% teh je vezanih na ogljikovi hidrati. v hrustanec, približno 60% lizinskih ostankov je tudi hidroksiliranih. Le majhen delež teh (4%) je kohiniran z ogljikovi hidrati. v koža in kosti je v obliki hidroksilizina prisotnih le 20% ostankov lizina. Frakcija ogljikovih hidratov je pri 0.4% zanemarljiva. Za hidroksilacijo lizina in prolina je prisotnost vitamin C (askorbinska kislina) je bistvenega pomena. Vitamin C vpliva na aktivnost hidroksigenaze, ki lahko optimalno deluje le, kadar je železo atom je v dvovalentnem stanju. Različna oksidacijska sredstva, kot so fluor, kisik, vodik peroksid in njegovi adukti lahko odstranijo elektrone iz elementa v sledovih železo. Tako se železo iz dvovalentne (Fe2 +) hitro pretvori v svojo trivalentno obliko (Fe3 +), kar ima za posledico poslabšanje aktivnosti hidroksigenaze. Vitamin C temu nasprotuje. Asorbinska kislina kot reducent ohranja dvovalentno stanje železovega atoma hidroksigenaze. S prenosom elektronov zmanjša Fe3 + na Fe2 +. Pomanjkanje vitamina C bi vodi do pomanjkljive hidroksilacije kolagenega lizina in prolina, kar povzroči nastanek poškodovanih molekul kolagena, ki ne morejo opravljati svoje strukturne beljakovinske funkcije. Zato bolniki s skorbutom zaradi pomanjkanja vitamina C pogosto trpijo zaradi simptomov zaradi pomanjkljive biosinteze kolagena. Sem spadajo revni celjenje ran, koža težave in vnetja, pa tudi krvavitve, izgubljanje mišic, vnetje sklepov, krhko kri plovilain bolečine v kosteh zaradi krvavitve pod pokostnico (subperiostalna krvavitev). Poleg tega vitamin C spodbuja gen izraz za biosintezo kolagena in je pomemben tako za potrebno eksocitozo prokolagena iz fibroblasta v zunajcelični matriks (zunajcelični matriks, medcelična snov, ECM, ECM) kot za zamreževanje kolagenskih fibrilov. Nastanek biogenih amini Med mnogimi drugimi amino kisline, lizin služi kot predhodnik sinteze biogenih aminov. Pri lizinu pri cepljenju karboksilne skupine - dekarboksilaciji - nastane biogeni amin kadaverin, ki nosi tudi ime 1,5-diaminopentan. Kot vsi drugi biogeni amini, kaderin reagira kot baza zaradi prisotnosti amino skupine (NH2). Kot akceptor protona lahko tako absorbira protone (H +) pri nizkih ali kislih pH vrednostih in tako poveča pH vrednost. Ker se kadverin proizvaja med prebavo bakterijskih beljakovin (gnitje) in ima osnovni značaj, se biogeni amin imenuje tudi gnitna baza. Sintezo kadverina iz lizina olajša črevesje bakterije, posebej s strani njihovih encimi, dekarboksilaze. Ti zahtevajo cepitev karboksilne skupine (CO2) - piridoksala fosfat (PLP) oziroma vitamin B6. PLP ima torej vlogo koencima in ne sme manjkati pri dekarboksilaciji amino kisline do biogenih amini. Biogeni amini predstavljajo predhodnike (predhodnike sinteze) naslednjih spojin.

Alkaloidi
Hormoni
Koencimi - biogeni amini beta-alanin in cisteamin so sestavni deli koencima A, ki služi kot univerzalni prenosnik acilnih skupin v vmesni presnovi
vitamini - beta-alanina je bistvena sestavina vitamina B5 (pantotensko kislino); propanolamin predstavlja gradnik vitamin B12 (kobalamin).
fosfolipidi - etanolamin je potreben za tvorbo fosfatidiletanolamin in -serin, koagulanta in trombokinazi podobne snovi.

Nekateri prosti biogeni amini lahko celo sami izvajajo fiziološke učinke. Na primer gama-aminomaslena kislina (GABA), ki se proizvaja iz glutamatin histamin in serotonina delujejo kot nevrotransmiterji - kemični selniki - v osrednjem živčni sistem. Sinteza L-karnitina in njegovo vključevanje v celični metabolizem Človeško telo lahko iz amino proizvede L-karnitin kisline lizin in metionin. Peroralni vnos lizina povzroči znatno zvišanje ravni karnitina v plazmi. Na primer po samskem Odmerek 5 g lizina, se raven karnitina v plazmi v 72 urah šestkrat poveča. Za sintezo karnitina, ki poteka v jetrih, ledvicah in možganov, bistveni kofaktorji vitamin C, vitamin B3 (niacin), vitamin B6 (piridoksin), poleg lizina in železa mora biti na voljo tudi zadostna količina metionin. L-karnitin je naravno prisotna vitaminu podobna snov presnova energije in ima ključno vlogo pri regulaciji presnova maščob. L-karnitin sodeluje pri prevozu dolgih verig maščobne kisline (C12 do C22) skozi notranjo mitohondrijsko membrano in jim zagotavlja beta-oksidacijo (razgradnjo nasičenih maščobnih kislin), ki se pojavi v mitohondrijski matrici. Medtem ko je nasičena z dolgo verigo maščobne kisline lahko zlahka prečkajo zunanjo mitohondrijsko membrano, potrebujejo L-karnitin kot transportno molekulo, da preide tudi notranjo mitohendrijsko membrano. Na zunanji mitohondrijski membrani se ostanki maščobnih kislin, acilne skupine, aktivirajo z od ATP odvisne vezi na koencim A - tvori se acil-koencim A. Ta aktivacija je bistvenega pomena, ker maščobne kisline so relativno inertni in lahko vstopajo le v reakcije v obliki acil-CoA. Nato se tudi na zunanji mitohondrijski membrani ostanek maščobne kisline prenese iz koencima A v karnitin pod vplivom karnitin palmitoiltransferaze I (CPT I), ki je znana tudi kot karnitin aciltransferaza I. Nastali acil karnitin se nato pretvori v karnitin . Nastali acil karnitin se zdaj s translokazo C-acilkarnitina prenese v notranjost mitohondrije. Tam karnitin palmitoil ali acil transferaza II prenese acilni ostanek iz karnitina v CoA, tako da je ponovno prisoten acil-CoA. L-karnitin, ki se sprosti v tem procesu, se s translokozo vrne v citosol celice v antiportu z acil-karnitinom. Nastali acil-CoA ostane v mitohondrijski matriki in je zdaj pripravljen na razgradnjo. Beta-oksidacija ali razgradnja aktiviranih maščobnih kislin poteka postopoma v ponavljajočem se zaporedju 4 posameznih reakcij. Produkti enega zaporedja štirih posameznih reakcij vključujejo molekulo maščobne kisline, ki je dve ogljika atomi krajši v obliki acil-CoA in acetilnega ostanka, vezanega na koencim A, ki je sestavljen iz dveh odcepljenih atomov C maščobne kisline. Maščobna kislina, ki je manjša za dva atoma C, se vrne v prvo stopnjo beta-oksidacije in se še enkrat skrajša. To reakcijsko zaporedje ponavljamo, dokler na koncu ne ostaneta dve molekuli acetil-CoA. Acetil-CoA teče v citratni cikel za nadaljnji katabolizem. Tam se energija proizvaja v obliki GTP (gvanozin trifosfat), ekvivalentov redukcije (NADH, FADH2) in ogljika dioksid. NADH2 in FADH2 zagotavljata potrebne elektrone za nadaljnjo mitohondrijsko dihalno verigo. Rezultat dihalne verige je spet proizvodnja energije, tokrat v obliki ATP (adenozin trifosfat), ki je bistvenega pomena kot vir energije za osnovne, energetsko potratne procese v organizmu. Potreben je na primer za sintezo aktivnih organskih molekul masa transport skozi biomembrane in mišice popadki. Acetil-CoA se lahko uporablja tudi za sintezo ketonskih teles ali maščobnih kislin. Tako maščobne kisline kot ketonska telesa acetoacetat, aceton in beta-hidroksibutirat (BHB) predstavljata pomembna dobavitelja energije za telo. Ketonska telesa se tvorijo v mitohondriji hepatocitov (jetrnih celic), zlasti v obdobjih zmanjšanega vnosa ogljikovih hidratov, na primer med post diete in služijo kot vir energije za osrednje živčni sistem. Pri metabolizmu lakote možganov lahko pridobi do 80% svoje energije iz ketonskih teles. Izpolnjevanje potrebe po energiji iz ketonskih teles med omejevanjem prehrane služi za ohranjanje glukoze. Kot substrat karnitin palmitoiltransferaze je karnitin poleg tega vključen v regulacijo presnove ogljikovih hidratov. presnova maščob. Dovolj visoke ravni karnitina v plazmi so predpogoj za optimalno hitrost reakcije CPT, ki je aktivna zlasti pri fizični stres in prejema maščobne kisline, ki se sproščajo iz maščobnih skladišč na mitohondriji celic, ki zahtevajo energijo, in jih da na voljo za L-karnitin. Ko karnitin-aciltransferaza I prenese acilne ostanke iz acil-CoA v karnitin, se sklad prostega koencima A v mitohondrijski matrici poveča. Prosti CoA zdaj vstopi v glikolizo (katabolizem ogljikovih hidratov), pri kateri monosaharid (preprost sladkorja) glukoze se postopoma razgradi do piruvat - piruvična kislina. Za nadaljnji katabolizem piruvatse prosti CoA prenese v acetilni ostanek, da nastane acetil-CoA, ki se uporablja za zagotavljanje energije. Ker se piruvična kislina v prisotnosti nevezanega CoA neprekinjeno pretvarja v acetil-CoA, je le v nizkih koncentracijah. Če laktat (mlečna kislina) se kopiči v mišičnem tkivu med intenzivno vadbo zaradi anaerobnih razmer, mlečna kislina se presnavlja v piruvat zaradi koncentracija razlike. Tako presežek laktat se razgradi in ohrani bazen piruvata, ki se nato oksidativno dekarboksilira v acetil-CoA z delovanjem piruvat dehidrogenaze v mitohondrijski matriksi. Poleg tega je kot rezultat laktat katabolizma se prepreči padec pH v mišičnih vlaknih in s tem prepreči prezgodnje utrujenost. Drugi učinki L-karnitina:

Kardioprotektivni učinek - karnitin izboljša delovanje srce mišice v srčno popuščanje (nezmožnost srca, da porazdeli količino kri zahteva telo).
Učinek zniževanja lipidov - karnitin znižuje koncentracijo trigliceridov v plazmi.
Imunostimulacijski učinek - karnitin lahko izboljša delovanje T in B limfociti, pa tudi makrofagi in nevtrofilci.

Omejitve razpoložljivosti L-karnitina bodisi zaradi neustreznega vnosa bodisi zaradi nizke koncentracije lizina in metionin, vodi do motenj v presnova energije. Nizke koncentracije karnitina zaradi svoje nosilne funkcije zmanjšujejo prehajanje dolgoverižnih maščobnih kislin skozi notranjo mitohondrijsko membrano in razgradnjo maščobnih kislin v mitohondrijskem matriksu. Kot rezultat kopičenja dolgoverižnih, neuporabnih estrov acil-CoA v citosolu celic in pomanjkljive beta-oksidacije trpi zaloga ATP in s tem oskrba celic z energijo. To še posebej vpliva na srčno mišico, ki je zaradi nizke zaloge glikogena - akumulacijske oblike glukoze odvisna od razgradnje maščobnih kislin kot glavnega vira proizvodnje energije. Pomanjkanje energije zaradi pomanjkanja karnitina vodi do motenj krvnega obtoka, ki se znatno zmanjšajo kisik prevoz do srce. To povečuje tveganje za trpljenje angina pectoris simptomi, za katere je značilen a gori, solzenje ali krč v srce regiji. Neujemanje med kisik povpraševanje in oskrba s kisikom povzroča ishemijo miokarda (premajhna oskrba s kisikom) miokarda), kar je redko sprožilec miokardnega infarkta (srčni napad). Nazadnje ima zadostna razpoložljivost L-karnitina pomembno vlogo pri preprečevanju in terapija presnovnih motenj pri slabo perfuziranih miokarda. Pomanjkanje karnitina vpliva tudi na presnovo beljakovin in ogljikovih hidratov. Zaradi zmanjšanega izkoriščanja maščobnih kislin pri pomanjkanju karnitina je treba vse bolj spodbujati druge podlage, da vzdržujejo oskrbo z energijo. Govorimo o glukozi in beljakovinah. Glukoza se vedno bolj prevaža iz Ljubljane kri v celice, kadar je potrebna energija, ki povzroča njeno plazmo koncentracija spustiti. Hipoglikemija rezultat (znižana raven glukoze v krvi). Pomanjkljiva sinteza acetil-CoA iz maščobnih kislin povzroča omejitve v glukoneogenezi (tvorba nove glukoze) in ketogenezi (tvorba ketonskih teles) v jetrnih hepatocitih. Ketonska telesa so še posebej pomembna pri metabolizmu stradanja, kjer služijo kot osrednji vir energije živčni sistem.Energijsko bogati substrati vključujejo tudi beljakovine. Kadar maščobnih kislin ni mogoče uporabiti za pridobivanje ATP, pride do povečane razgradnje beljakovin v mišicah in drugih tkivih, kar ima daljnosežne posledice na telesno zmogljivost in imunski sistem.

L-karnitin v športu

Karnitin se pogosto priporoča kot a dopolnjujejo tistim, ki si prizadevajo za zmanjšanje telesne maščobe z vadbo in prehrana. V tem kontekstu naj bi L-karnitin vodi do povečane oksidacije (gori) dolgoverižnih maščobnih kislin. Poleg tega naj bi se povečal vnos karnitina vzdržljivost zmogljivosti in pospešite regeneracijo po intenzivni vadbi. Študije so pokazale, da povečan vnos karnitina s hrano povzroči povečanje zmogljivosti ali zmanjšanje telesne teže s spodbujanjem razgradnje maščob, če je bil prej L-karnitin zmanjšan koncentracija v mišičnih vlaknih bodisi kot posledica nezadostnega vnosa, povečanih izgub ali genetsko ali drugače povzročenih omejitev v sintezi karnitina. Poleg tega dodatek L-karnitina koristi tudi posameznikom z izgubo telesne maščobe, ki se redno ukvarjajo z njimi vzdržljivost vadbe in tiste s povečanimi energetskimi potrebami Razlog za to je mobilizacija trigliceridi iz maščobnih depojev, ki se poveča med aerobnimi vzdržljivost vadbe, pa tudi med pomanjkanjem energije. Razgradnja maščobnih kislin v maščobnem tkivu in nadaljnji transport prostih maščobnih kislin v krvnem obtoku do miocitov, ki zahtevajo energijo (mišične celice), je bistveni predpogoj za učinkovitost L-karnitina. V mitohondriji mišičnih celic lahko karnitin končno opravlja svojo funkcijo in omogoči proste maščobne kisline na voljo za beta-oksidacijo, tako da jih prenese v mitohondrijski matriks. Posledično so dovolj visoke ravni karnitina v plazmi pomembne za zagotovitev prednostne uporabe maščobnih kislin kot glavnih dobaviteljev energije skeletnih mišic v mirovanju, v postabsorpcijski fazi, med stradanjem in med dolgotrajno vzdržljivostno vadbo ter tako izgubiti odvečno količino telesna maščoba. Z uporabo maščobnih kislin L-karnitin v kataboličnih razmerah varčuje z beljakovinami, kot je npr vzdržljivostni trening ali stradanje. Zagotavlja zaščito pred pomembnimi encimi, hormoni, imunoglobulini, plazemski, transportni, strukturni, strjevanje krvi in kontraktilne beljakovine mišičnega tkiva. Tako L-karnitin ohranja delovanje in ima imunostimulacijske učinke. Med drugimi študijami so to ugotovili tudi znanstveniki z univerze v Connecticutu v ZDA Vnos L-karnitina bistveno izboljša povprečno vzdržljivost in povzroči hitrejše okrevanje po večjih fizičnih naporih. Ti učinki so verjetno posledica dobre oskrbe celic z energijo L-karnitina, kar ima za posledico povečan pretok krvi in izboljšano oskrbo mišic s kisikom. Poleg tega dovolj visoka koncentracija L-karnitina v krvi zdravih rekreativnih športnikov vodi do bistveno nižje proizvodnje prostih radikalov, manjše bolečine v mišicah in manjše poškodbe mišic po vadbi. Te učinke je mogoče razložiti s povečano razgradnjo laktata, ki se kopiči med intenzivno vadbo zaradi pomanjkanja kisika. Pitje kofeinskih pijač, kot npr kava, čaj, kakav or energijske pijače, lahko podpira oksidativni katabolizem maščobnih kislin v mitohondrijih in prispeva k zmanjšanju telesne maščobe. kofein je sposoben zavirati aktivnost encima fosfodiesteraze, ki katalizira razgradnjo cAMP - ciklično adenozin monofosfat. Tako je v celicah na voljo dovolj visoka koncentracija cAMP. aktivira se cAMP lipaza, ki vodi v lipolizo - cepitev trigliceridi - v maščobnem tkivu. Sledi povečanje prostih maščobnih kislin v maščobnem tkivu, njihovo odstranjevanje v plazmi v jetra ali mišice s pomočjo transportne beljakovine albuminin nadaljnjo celično beta-oksidacijo. Že nekaj časa je znano, da uživanje kava pred vzdržljivostno vadbo koristi izgubi maščobe. Vendar kava se je treba izogibati pred dolgotrajno vzdržljivostno vadbo. Zaradi diuretičnega učinka kofein spodbuja izgubo tekočine skozi ledvice, kar se tako ali tako poveča pri vzdržljivostnih športnikih. Športno aktivni ljudje naj bodo pozorni na visok vnos lizina, da bi ohranili raven karnitina v plazmi na visokem nivoju.piridoksin) in železa ne smemo zanemariti, da zagotovimo zadostno endogeno sintezo karnitina. Med fizičnim naporom ali v stanju lakote se L-karnitin neizogibno izgubi iz mišic in izločanje estrov L-karnitina z urinom se poveča. Izgube povečujejo, ko se mišicam ponudi več prostih maščobnih kislin (FFS) iz maščobnega tkiva. Posledično je povečana potreba po L-karnitinu za posameznike, ki vadijo oz prehrana veliko. Izgube lahko kompenziramo s povečano endogeno sintezo lizina, metionina in drugih bistvenih kofaktorjev ter s povečanim vnosom karnitina s hrano. L-karnitin se v glavnem absorbira z mesom. Karnitin je bogat z rdečim mesom, zlasti ovcami in jagnjetino. V nasprotju s športno aktivnimi ljudmi povečan vnos karnitina ne vodi do večje oksidacije maščobnih kislin pri nešportnikih ali telesno neaktivnih ljudeh. Razlog za to je, da telesna neaktivnost povzroči nezadostno ali nikakršno mobilizacijo maščobnih kislin iz skladišč maščob. Posledično ne more priti niti do beta-oksidacije v mitohondrijih celic niti do zmanjšanja maščobnega tkiva v telesu. Druge funkcije lizina in njihove uporabe.

Povečanje učinka na arginin - Z zavlačevanjem transporta arginina iz krvi v celice lizin zagotavlja povečan arginin koncentracija v plazmi. Arginin spada med polsutne - pogojno nepogrešljive - aminokisline in ga najdemo v skoraj vseh beljakovinah. V organizmu se lahko sintetizira iz glutamat ali ornitin, citrulin in aspartata in je vključen v ornitinski cikel, ki je lokaliziran v jetrih. V ornitinskem ciklusu se cepitev arginin povzroči biosintezo sečnina. Na ta način amoniak sprosti iz aminokislin se lahko razstrupi. Poleg tega je arginin edina predhodnica zdravila dušikov oksid (NO), ki ima ključno vlogo pri vazodilataciji in zaviranju agregacije in adhezije trombocitov. NO preprečuje endotelijsko disfunkcijo (okvarjeno delovanje žil) in s tem aterosklerotične spremembe. Za izločanje STH so še naprej pomembne dovolj visoke ravni arginina v plazmi. Somatotropni hormon (STH) pomeni somatotropin, rastni hormon, proizveden v adenohipofizi (spredaj hipofiza). Bistvenega pomena je za normalno rast dolžine. Njegova proizvodnja je še posebej izrazita v puberteti. STH prizadene skoraj vsa telesa, še posebej kosti, mišice in jetra. Ko je genetsko določena velikost telesa dosežena, somatotropin v glavnem uravnava razmerje mišic masa do maščobe.
Povečana absorpcija in shranjevanje kalcij in kosti in zobje - koristno je uživanje hrane, bogate z lizinom, ali dopolnitev z lizinom osteoporoza bolnikov.
Povečana absorpcija železa - ena študija je pokazala, da povečan vnos lizina pozitivno vpliva hemoglobina ravni nosečnic. Hemoglobin je rdeči krvni pigment, ki vsebuje železo eritrocitov (rdeče krvne celice).
herpes simplex - Lizin lahko pomaga pri zdravljenju okužb s herpesom. Tako je študija herpes Bolniki s simpleksom, ki so v akutni fazi okužbe prejemali 800 do 1,000 mg lizina na dan in 500 mg na dan za vzdrževanje, so povzročili znatno pospešeno celjenje. Nekateri strokovnjaki menijo, da je uporaba lizina nadvse koristna tudi pri spolovilih herpes.
Celjenje ran - kot bistvena sestavina kolagena ustrezen vnos z lizinom bogate hrane optimizira zdravljenje rane. Lizin je skupaj s prolinom v hidroksiliranem stanju odgovoren za tvorbo kolagenskih vlaken z zamreženjem kolagenih vlaken in za stabilnost molekul kolagena.
Ateroskleroza (arterioskleroza, strjevanje arterij) - lizin se lahko uporablja za preprečevanje in zdravljenje ateroskleroze. Ateroskleroza je arterijska okluzivna bolezen, pri kateri se nahajajo krvne maščobe, trombi, vezivno tkivo in kalcij v arterijskih ali žilnih stenah. Lizin preprečuje odlaganje lipoproteina (a) - Lp (a) - in tako postane neučinkovit. L (a) predstavlja maščobno-beljakovinski kompleks in je strukturno podoben LDL (nizko Gostota lipoprotein), tako imenovani »slabi holesterol“. Ker je Lp (a) še posebej "lepljiv" lipoprotein, je odgovoren za večino maščobnih oblog v arterijski steni. Na koncu je Lp (a) neodvisen dejavnik tveganja za aterosklerozo in njene posledice. Ločeno Lp (a) spodbuja tromb (krvni strdek) nastanek z zaviranjem cepitve fibrina v lumenu posode z izpodrivanjem plazmina. Fibrin je aktivirano, zamreženo "lepilo" plazmatičnega strjevanja krvi in vodi do zaprtja rane s tvorbo a krvni strdek. Poleg tega lahko lizin razgradi že obstoječi aterosklerotik plošča z odstranjevanjem odloženih Lp (a) in drugih lipoproteinov v arterijski steni. Študije so razjasnile pomen lizina pri zdravljenju ateroskleroze. V obdobju 12 mesecev so 50 moškim in 5 ženskam v različnih fazah bolezni dajali 450 mg lizina in prolina na dan v kombinaciji z vitamini, minerali, elementi v sledovih in 150 mg cisteina, L-karnitin in arginin na dan. Po teh 12 mesecih je ultrahitra računalniška tomografija pokazala, da se je napredovanje ateroskleroze očitno upočasnilo ali skoraj ustavilo. V stenah žil bolnikov skoraj niso nastale nove plošče. Pri vseh preiskovancih je bila stopnja rasti aterosklerotičnih nanosov v koronarni plovila se je v povprečju znižal za 11%. Bolniki v zgodnjih fazah bolezni so se bistveno bolje odzvali na terapija. Pri teh bolnikih je stopnja plošča rast zmanjšala za 50 do 65%. V enem primeru je kalcifikacija koronarne plovila je bila celo obrnjena in bolezen ozdravljena. Predpostavlja se, da znatno zmanjšano nastajanje nadaljnjih aterosklerotičnih oblog temelji na sinergijskem učinku vseh danih vitalnih snovi.

Biološka valenca

Vrednost biološke beljakovine (BW) pomeni prehransko kakovost beljakovin. To je merilo učinkovitosti, s katero je mogoče prehranske beljakovine pretvoriti v endogene beljakovine ali uporabiti za biosintezo endogenih beljakovin. Podobnost prehranskih in endogenih beljakovin je odvisna od aminokislinske sestave. Čim višja je kakovost prehranskih beljakovin, tem bolj je podobna beljakovinam v svoji aminokislinski sestavi in manj jih je treba zaužiti, da se ohrani biosinteza beljakovin in izpolnijo potrebe organizma - pod pogojem, da je telo ustrezno oskrbljeno z energije v obliki ogljikovih hidratov in maščob, tako da se prehranske beljakovine ne uporabljajo za proizvodnjo energije. Posebej zanimivi so esencialne aminokisline, ki so pomembni za endogeno biosintezo beljakovin. Vsi ti morajo biti hkrati prisotni za tvorbo beljakovin na mestu sinteze v celici. Znotrajcelični primanjkljaj samo ene aminokisline bi zaustavil sintezo zadevnih beljakovin, kar bi zahtevalo razgradnjo že zgrajenih pod-molekul. Esencialna aminokislina, ki prva omeji biosintezo endogenih beljakovin zaradi njene nezadostne koncentracije v prehranskih beljakovinah, se imenuje prva omejujoča aminokislina. Lizin je prva omejujoča aminokislina v beljakovinah, zlasti v glutelinih in prolaminih pšenice, rži, riža in koruza, pa tudi v beljakovinah lanenega in repičnega semena. Da bi ugotovili biološko vrednost beljakovin, sta raziskovalca prehrane Kofranyi in Jekat leta 1964 razvila posebno metodo. Po tej metodi je za vsako preskusno beljakovino količina, ki zadošča za ravnovesje of dušik ravnotežje je določeno - določitev minimuma N-bilance. Referenčna vrednost so beljakovine celega jajca, katerih biološka vrednost je bila samovoljno nastavljena na 100 ali 1-100%. Med vsemi posameznimi beljakovinami ima najvišjo BW. Če telo beljakovine uporablja manj učinkovito kot jajčne beljakovine, je BW te beljakovine pod 100. Beljakovine iz živalske hrane imajo večjo BW kot beljakovine iz rastlinskih virov zaradi bolj podobne aminokislinske sestave kot telesne beljakovine. Posledično živalske beljakovine na splošno bolje ustrezajo potrebam ljudi. Kot primer lahko navedemo, da ima svinjina BW 85, medtem ko ima riž BW samo 66. S pametnim kombiniranjem različnih nosilcev beljakovin lahko hrano z nizko biološko vrednostjo izboljšamo. To je znano kot komplementarni učinek različnih beljakovin. Koruzni kosmiči imajo na primer zelo nizko telesno maso, ker vsebujejo le majhne količine esencialne aminokisline lizin. Kot dobavitelji beljakovin so skoraj ničvredni. Mešanje z njimi mlekovendar bistveno poveča BW beljakovin iz koruznih kosmičev, saj beljakovinske frakcije mleka, kot sta kazein in laktatalbumin, vsebujejo veliko lizina in so zato visoke biološke vrednosti. S pomočjo dopolnilnega učinka posameznih beljakovin je mogoče doseči BW, višjo od vrednosti celotnih jajčnih beljakovin. Največji dodatek učinek dosežemo s kombiniranjem 36% celega jajca s 64% krompirjevih beljakovin, kar doseže 136 BW XNUMX.

Razgradnja lizina

Lizin in druge aminokisline se načeloma lahko presnavljajo in razgrajujejo v vseh celicah in organih organizma. Vendar pa encimski sistemi za katabolizem esencialne aminokisline najdemo pretežno v hepatocitih (jetrnih celicah). Med razgradnjo lizina, amoniak Sproščata se (NH3) in alfa-keto kislina. Po eni strani lahko alfa-keto kisline uporabimo neposredno za proizvodnjo energije. Ker pa je lizin po svoji naravi ketogen, služijo kot predhodnik za sintezo acetil-CoA. Acetil-CoA je bistveni izhodiščni produkt lipogeneze (biosinteza maščobnih kislin), lahko pa se uporablja tudi za ketogenezo - sintezo ketonskih teles. Iz acetil-CoA se v več vmesnih stopnjah tvori acetoacetat ketonskega telesa, iz katerega izhajata druga dva ketonska telesa aceton in nastaneta beta-hidroksibutirat. Tako maščobne kisline kot ketonska telesa predstavljajo pomembne dobavitelje energije v telesu. Amoniak omogoča sintezo nebistvene aminokisline, purini, porfirini, plazemski proteini in proteini proti obrambi. Ker je NH3 v prosti obliki nevrotoksičen tudi v zelo majhnih količinah, ga je treba fiksirati in izločiti. Amoniak lahko z zaviranjem povzroči resne poškodbe celic presnova energije in pH premika. Fiksacija amoniaka poteka preko a glutamat reakcija dehidrogenaze. Pri tem se amoniak, ki se sprosti v ekstrahepatična tkiva, prenese v alfa-ketoglutarat, pri čemer nastane glutamat. Prenos druge amino skupine v glutamat povzroči nastanek glutamin. Postopek glutamin sinteza služi kot predhodni amoniak razstrupljanje. Glutamin, ki v glavnem nastaja v možganov, prenese vezani in s tem neškodljiv NH3 v jetra. Druge oblike transporta amoniaka v jetra so aspartinska kislina (aspartat) in alanina. Slednja aminokislina nastane z vezavo amoniaka na piruvat v mišicah. V jetrih se amonijak sprošča iz glutamina, glutamata, alanina in aspartat. NH3 se zdaj dokončno vnese v hepatocite (jetrne celice) razstrupljanje z uporabo karbamil-fosfat sintetazo v sečnina biosinteza. Dve molekuli amoniaka tvorita molekulo sečnina, ki je nestrupen in se skozi ledvice izloči z urinom. S tvorbo sečnine lahko dnevno odstranimo 1-2 mola amoniaka. Obseg sinteze sečnine je odvisen od prehrana, zlasti vnos beljakovin v smislu količine in biološke kakovosti. V povprečni prehrani je količina sečnine v dnevnem urinu približno 30 gramov. Osebe z okvarami ledvice funkcije ne morejo izločiti odvečne sečnine skozi ledvice. Prizadeti posamezniki naj se prehranjujejo z nizko vsebnostjo beljakovin, da se izognejo večji proizvodnji in kopičenju sečnine v ledvice zaradi razgradnje aminokislin.