Аминокислоты — это органические соединения, которые играют важную роль в организме человека.
В этой статье мы подробнее рассмотрим, какие аминокислоты входят в состав пищи, какие существуют типы аминокислот, как они функционируют в организме и какие добавки с аминокислотами необходимы для улучшения спортивных результатов.
Что такое аминокислоты?
Аминокислоты – это органические молекулы, содержащие две функциональные группы (амино и карбоксильную) и уникальную боковую цепь, называемую R-группой или свободным радикалом. R-группа различается у разных аминокислот и определяет их химические и физические свойства, включая размер, форму, реакционную способность и растворимость. Структура аминокислоты также содержит центральный атом углерода (α), к которому присоединены эти группы и R-группа.
Аминокислоты соединяются, образуя цепочки молекул, называемых полипептидами, которые являются строительными блоками белков. Белки, в свою очередь, формируют мышцы, ткани, гормоны, ферменты и нейротрансмиттеры (вещества, передающие сигналы в мозг.
Известно около 500 природных аминокислот, 20 из которых являются основными аминокислотами, входящими в состав белков, и называются протеиногенными аминокислотами.
Девять из них являются незаменимыми аминокислотами, которые не синтезируются организмом человека и должны поступать с пищей. Остальные 11 аминокислот могут синтезироваться организмом человека.
Термин «аминокислота» обычно ассоциируется со специализированными пищевыми добавками. Аминокислоты в этих продуктах получают микробным путём.
Они необходимы для роста и восстановления тканей (особенно мышечной массы), а также могут служить источником энергии во время интенсивных физических нагрузок.
Какие существуют виды аминокислот?
Аминокислоты классифицируются по различным свойствам, в первую очередь по природе их боковых цепей (R-групп), а также по пищевой ценности и другим критериям.
Аминокислоты классифицируются по свойствам их боковых цепей:
- Неполярные, неароматические аминокислоты. К ним относятся глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин, метионин и пролин. Их боковые цепи гидрофобны, поэтому в белковых структурах они обычно группируются в гидрофобном ядре молекулы, минимизируя контакт с водой. Это помогает белкам сохранять свою форму и стабильность. Метионин содержит серу и часто используется в качестве исходной аминокислоты для синтеза белка. Пролин уникален тем, что имеет кольцевую структуру, что ограничивает гибкость белка (он часто встречается в белковых поворотах и петлях).
- Ароматические аминокислоты – фенилаланин, тирозин и триптофан – содержат ароматические кольца в боковых цепях. Фенилаланин, неполярная гидрофобная аминокислота, обычно участвует в формировании клеточного ядра и стабилизации структуры белков. Тирозин, полярный благодаря своей гидроксильной группе, играет ключевую роль в сигнальных путях тирозинкиназных рецепторов (рецепторы получают сигналы из внешней среды и запускают реакции внутри клетки, такие как рост, изменения, выживание и потребление энергии). Триптофан, самая большая аминокислота, имеет сложную структуру с двойным кольцом, включающим атом азота, что играет решающую роль во взаимодействиях с белками.
- Полярные, незаряженные аминокислоты. Боковые цепи этих аминокислот способны образовывать водородные связи с водой, что делает их гидрофильными. Серин и треонин обычно участвуют в фосфорилировании (присоединении фосфатной группы, необходимой для правильного функционирования сигнальных путей); цистеин образует дисульфидные связи, критически важные для стабильности белка; аспарагин и глутамин обычно участвуют в образовании водородных связей.
- Заряженные аминокислоты. Эти аминокислоты можно классифицировать как кислые или основные в зависимости от заряда боковой цепи. Они часто необходимы для активности ферментов и создания электростатических взаимодействий, помогая стабилизировать структуру белка.
- Кислотные (отрицательно заряженные): аспарагиновая кислота и глутаминовая кислота, содержащие карбоксильные группы, играют важную роль в активных центрах ферментов и ионных взаимодействиях.
- Основные (положительно заряженные) аминокислоты — лизин, аргинин и гистидин. Гистидин уникален тем, что его имидазольная группа способна принимать и отдавать протоны, что необходимо для ферментативного катализа.
Другие категории:
- По гидрофобности: аминокислоты классифицируются как гидрофобные или гидрофильные, что влияет на структуру белков и их взаимодействие с водой.
- По функциональному назначению: аминокислоты участвуют не только в построении белков, но и в передаче сигналов, обмене веществ и иммунном ответе.
По пищевой ценности аминокислоты также подразделяются на альтернативные и незаменимые. Давайте рассмотрим их подробнее.
Что такое незаменимые аминокислоты?
Незаменимые аминокислоты (EAA) — это девять аминокислот, которые организм человека не может вырабатывать самостоятельно и должен получать из пищи.
Для каких процессов важны девять незаменимых аминокислот?
- Гистидин участвует в выработке гистамина, нейромедиатора, участвующего в иммунном ответе, пищеварении и регуляции сна. Он также способствует поддержанию миелина (защитного барьера вокруг нервных клеток).
- Изолейцин — это аминокислота с разветвлённой цепью (BCAA), которая способствует поддержанию мышечного метаболизма, иммунной функции, выработки гемоглобина и регуляции энергии. Он в основном концентрируется в мышечной ткани.
- Лейцин — еще один BCAA, который имеет решающее значение для синтеза белка, восстановления мышц, регуляции уровня сахара в крови, заживления ран и выработки гормона роста.
- Лизин — играет ключевую роль в синтезе белка, усвоении кальция, выработке гормонов и ферментов, поддержании иммунитета, а также образовании коллагена и эластина.
- Метионин необходим для метаболизма и роста тканей, детоксикации и усвоения минералов, таких как цинк и селен. Он также способствует выработке антиоксидантов.
- Фенилаланин является предшественником нейромедиаторов тирозина, дофамина, адреналина и норадреналина. Он играет важную роль в синтезе и поддержании функционирования белков, обеспечивает правильное функционирование ферментов и участвует в синтезе других аминокислот в организме.
- Треонин является важнейшим компонентом структурных белков коллагена и эластина, которые являются строительными блоками кожи и соединительной ткани. Он также участвует в образовании тромбов, помогая предотвращать кровотечения. Треонин также способствует метаболизму жиров и укрепляет иммунную систему.
- Триптофан поддерживает азотистый баланс организма и участвует в синтезе серотонина — нейромедиатора, регулирующего настроение, аппетит и сон.
- Валин — третья аминокислота с разветвленной цепью (BCAA), которая стимулирует рост и регенерацию мышц, а также участвует в выработке энергии.
Что такое замещаемые аминокислоты?
Альтернативные аминокислоты — это аминокислоты, которые организм человека может вырабатывать самостоятельно из других соединений посредством различных метаболических путей.
Всего к альтернативным аминокислотам относят 11 соединений: аланин, аспарагин, аспарагиновую кислоту, глутаминовую кислоту, серин, а также аминокислоты, считающиеся условно незаменимыми, — аргинин, цистеин, глутамин, глицин, пролин и тирозин.
Альтернативные аминокислоты играют важную роль в метаболизме и синтезе белка. Например, аланин участвует в переносе азота и энергетическом обмене, аспарагиновая и глутаминовая кислоты – в работе нервной системы и метаболизме аминокислот, а серин – в синтезе фосфолипидов (строительных блоков клеточных мембран) и нуклеотидов (основных компонентов ДНК и РНК).
Что такое условно незаменимые аминокислоты?
Условно незаменимые аминокислоты (УНКА) — это аминокислоты, которые организм обычно вырабатывает самостоятельно, но при определённых обстоятельствах их выработка оказывается недостаточной и должна восполняться с пищей или пищевыми добавками. К таким факторам относятся стресс, травмы, болезни, интенсивные физические нагрузки и периоды быстрого роста.
К условно незаменимым аминокислотам относятся такие важные соединения, как аргинин, глутамин, тирозин, цистеин, пролин и серин.
- Аргинин участвует в синтезе оксида азота, важной сигнальной молекулы. Поскольку оксид азота расширяет кровеносные сосуды, аргинин улучшает кровообращение. Кроме того, он непосредственно участвует в синтезе белка и стимулирует выработку гормона роста, что в сочетании с тренировками способствует увеличению мышечной массы.
- Глютамин помогает поддерживать иммунитет и работу кишечника. Какие ещё функции выполняет глутамин? Читайте статью.
- Глицин участвует в синтезе ДНК и коллагена, восстановлении тканей и функционировании мозга.
- Тирозин способствует выработке гормонов щитовидной железы и нейротрансмиттеров, влияющих на настроение и концентрацию внимания.
- Цистеин обладает антиоксидантными свойствами, которые помогают защищать клетки от вредных веществ.
Во время болезни или стресса организм переходит в катаболическое состояние, расщепляя мышечный белок для обеспечения аминокислотами жизненно важных функций, таких как восстановление тканей и иммунный ответ. В этот период потребность в UNAC резко возрастает, а его дефицит может замедлить выздоровление и ухудшить общее состояние здоровья.
Условно незаменимые аминокислоты особенно важны для спортсменов, пациентов после операций, людей с хроническими заболеваниями и тех, кто испытывает значительные физические или психологические нагрузки. Правильное питание, а также приём добавок с UNAK при необходимости, могут способствовать ускорению восстановления, укреплению иммунитета и поддержанию мышечной массы.
Свойства аминокислот
Основные свойства аминокислот:
- Аминокислоты являются амфотерными. Их уникальная структура обуславливает их амфотерные свойства, то есть они могут проявлять как кислотные, так и щелочные свойства в зависимости от условий окружающей среды. Это свойство делает их важными для поддержания кислотно-щелочного баланса живых организмов.
- Разнообразие боковых цепей обуславливает различные химические и физические свойства аминокислот. Боковые цепи определяют, как аминокислоты образуют гидрофобные взаимодействия, водородные и ионные связи. Это напрямую влияет на трёхмерную структуру, стабильность и функциональную активность белков. Например, заряженные полярные аминокислоты обычно располагаются на поверхности белка, взаимодействуя с водой и ионами, в то время как гидрофобные аминокислоты находятся внутри белка, образуя его ядро.
- Способность образовывать пептидные связи.
Обратите внимание: Сало - Вредно или полезно? Полезные и опасные свойства !.
Аминокислоты соединяются друг с другом пептидными связями, образуя полипептидные цепи, которые являются строительными блоками белков. Уникальная структура пролина с его циклической боковой цепью обеспечивает изгиб полипептидной цепи. - поглощение ультрафиолета. Ароматические аминокислоты (фенилаланин, тирозин и триптофан) содержат бензольные кольца, поглощающие ультрафиолет в диапазоне 270–290 нм. Это свойство используется в биохимии для количественного определения белков.
- Образование дисульфидных связей. Аминокислота цистеин содержит особую химическую группу, называемую сульфгидрильной группой (-SH). Когда две сульфгидрильные группы оказываются близко друг к другу, они могут соединиться, отдавая по одному атому водорода, образуя прочную связь, называемую дисульфидным мостиком (-SS-). Эти дисульфидные мостики действуют как «связующие», помогая белкам сохранять свою форму и стабильность. Они особенно важны для таких белков, как инсулин и кератин, которым необходима прочная, стабильная структура.
Для чего нужны аминокислоты в организме?
Аминокислоты неотделимы от здоровья.
Во-первых, аминокислоты являются строительными блоками белков. Белки участвуют в росте, восстановлении тканей, синтезе ферментов и гормонов, а аминокислоты обеспечивают их образование.
Аминокислоты могут служить источником энергии при дефиците углеводов и жиров. Некоторые аминокислоты могут метаболизироваться для получения энергии, поддерживая жизнь при дефиците питательных веществ.
Аминокислоты также участвуют в синтезе нейротрансмиттеров — химических посредников, передающих сигналы в мозге и нервной системе. Например, триптофан необходим для выработки серотонина, регулирующего настроение, сон и аппетит, а фенилаланин является предшественником дофамина и норадреналина.
Некоторые аминокислоты влияют на сердечно-сосудистую систему. Аргинин необходим для синтеза оксида азота – молекулы, которая расширяет кровеносные сосуды, способствуя снижению артериального давления и улучшению кровотока. Это критически важно для профилактики атеросклероза и поддержания здоровья сердца.
Аминокислоты поддерживают иммунную систему. Глутатион, мощный антиоксидант, защищающий клетки от повреждений, состоит из трёх аминокислот: глутамата, цистеина и глицина. Гистидин, компонент гемоглобина, является строительным материалом для синтеза карнозина и ансерина, которые защищают мышцы от негативного воздействия молочной кислоты. Он также является предшественником гистамина, вещества, участвующего в аллергических реакциях, работе желудка и нервной системы.
Источниками аминокислот являются белковые продукты: мясо, рыба, яйца, молочные продукты, соя и бобы.
Сбалансированное питание с достаточным потреблением аминокислот, особенно незаменимых аминокислот, имеет решающее значение для хорошего здоровья.
Как проявляется дефицит аминокислот и как его предотвратить?
Дефицит аминокислот может привести к серьезным проблемам со здоровьем, поэтому важно знать признаки дефицита и способы его предотвращения.
Симптомы дефицита аминокислот:
- Снижение концентрации внимания и ухудшение памяти. Тирозин — незаменимая аминокислота, участвующая в выработке нейромедиаторов (дофамина, адреналина), которые отвечают за внимание и когнитивные функции. Дефицит тирозина может привести к снижению концентрации внимания и памяти.
- Хроническая усталость. Аминокислоты участвуют в энергетическом обмене. Дефицит может привести к снижению силы, постоянной усталости и снижению выносливости.
- Ослабленный иммунитет и медленное восстановление. Аргинин и глутамин помогают поддерживать иммунную систему. Дефицит этих двух веществ может ослабить защитные силы организма и увеличить время восстановления после болезни.
- Депрессия и расстройства настроения. Аминокислоты необходимы для синтеза серотонина и норадреналина, нейромедиаторов, регулирующих настроение. Дефицит этих веществ может привести к депрессии и перепадам настроения.
- Потеря мышечной массы и слабость. Без достаточного количества аминокислот организм начинает расщеплять мышечную ткань для получения энергии, что приводит к снижению силы и выносливости.
- Переедание: дефицит аминокислот может повлиять на нейротрансмиттеры, контролирующие чувство насыщения, что приведет к перееданию и увеличению веса.
Если вы заметили какие-либо из этих симптомов, не игнорируйте их — консультация специалиста и корректировка рациона питания помогут избежать осложнений.
Как предотвратить дефицит аминокислот:
- Питайтесь сбалансированно. Включите в свой рацион разнообразные источники белка: мясо, рыбу, яйца, молочные продукты, бобовые и орехи. Это поможет обеспечить организм всеми незаменимыми аминокислотами.
- Мониторинг здоровья. При появлении симптомов дефицита рекомендуется обратиться к врачу и сдать анализ крови для определения уровня аминокислот.
- Принимайте добавки по мере необходимости. В некоторых случаях, особенно во время болезни или при повышенной нагрузке, может потребоваться дополнительный приём аминокислотных комплексов.
Поддерживайте общее состояние здоровья. Регулярные физические упражнения и отказ от вредных привычек способствуют оптимальному обмену веществ и усвоению аминокислот.
Какие существуют аминокислотные добавки?
Аминокислотные добавки представляют собой концентрированные препараты легкоусвояемых аминокислот, которые могут помочь восполнить дефицит аминокислот в периоды повышенного стресса, дисбаланса питания или восстановления после травм или болезней.
В популярных добавках содержится несколько типов аминокислот:
- BCAA (лейцин, изолейцин и валин) — это комплекс трёх незаменимых аминокислот с разветвлённой цепью. Они стимулируют синтез белка, способствуют росту и восстановлению мышц, а также обеспечивают организм энергией во время тренировок. BCAA помогают предотвратить катаболизм — разрушение мышечной ткани, — особенно во время интенсивных тренировок.
- Лизин — незаменимая аминокислота, необходимая для синтеза коллагена, который способствует здоровью кожи, костей и соединительной ткани. Лизин также способствует усвоению кальция и укреплению иммунитета.
- Глютамин — условно незаменимая аминокислота, играющая ключевую роль в восстановлении мышц, укреплении иммунной системы и здоровье кишечника. Глутамин создаёт анаболическую среду, способствующую росту мышц и снижению утомляемости.
- Аргинин — это аминокислота, которая расширяет кровеносные сосуды (эффект перекачки крови), улучшая кровообращение и доставку питательных веществ к мышцам. Он также может повышать выносливость и стимулировать выработку гормона роста.
- Бета-аланин — помогает уменьшить накопление молочной кислоты в мышцах, тем самым снижая утомляемость и ускоряя восстановление после интенсивных тренировок.
- L-тирозин — незаменимая аминокислота, широко используемая в спортивном питании благодаря своей способности повышать выносливость, энергию и умственную работоспособность. L-тирозин помогает защитить мышечную ткань от разрушения во время аэробных упражнений и способствует поддержанию мышечной массы.
Аминокислотные добавки выпускаются в различных формах: порошки, капсулы, таблетки и жидкости. Выбор зависит от личных предпочтений, аминокислотного состава и удобства применения. Например, порошки легко растворяются в воде или соке, капсулы удобны, а жидкости подходят тем, кому трудно глотать таблетки.
Для достижения оптимальных результатов крайне важно выбирать добавку с чистыми ингредиентами, без красителей и консервантов. Аминокислотные комплексы, содержащие гидролизат белка и витамин B6, улучшают усвоение и помогают организму эффективнее использовать поступившие питательные вещества.
Среднестатистическому человеку, придерживающемуся сбалансированного питания и занимающемуся умеренной физической активностью, возможно, не потребуется дополнительный приём аминокислотного комплекса. Однако людям, ведущим активный образ жизни, и спортсменам аминокислоты необходимы для более быстрого восстановления, увеличения мышечной массы и поддержания силы и выносливости.
Больше интересных статей здесь: Диета.
Источник статьи: Аминокислоты — виды, свойства и функции.
