Страница 19 из 50
Все аминокислоты принято подразделять на две большие группы: заменимые и незаменимые. Заменимые аминокислоты — это как раз те, которые способны к взаимопревращению. Заменимые аминокислоты — это аргинин, цистин, тирозин, аланин, серии, нролин, глицин, аспарагиновая кислота, глютаминовая кислота. Незаменимые аминокислоты — это те, которые к взаимному превращению не способны[9]. Незаменимые аминокислоты — это гистидин, валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин.
Уникальность глутаминовой и аспарагиновой аминокислот как раз в том, что для взаимного превращения друг в друга все заменимые аминокислоты должны превратиться в начале в глутаминовую или аспарагиновую кислоту. Поэтому и говорят о том, что они играют интегрирующую роль в азотистом обмене. Однако эта интегрирующая роль не исчерпывается лишь компенсацией недополученных с пищей аминокислот. Существует еще феномен «перераспределения азота в организме». При нехватке белка в каком-то одном органе вследствие заболевания или гиперфункции (необходимость рабочей гипертрофии) происходит перераспределение азота: белок «изымается» из одних внутренних органов и направляется в другие. Наиболее частым источником легко мобилизуемого белка являются транспортные белки крови. Когда их запас исчерпан, используются белки селезенки, печени, почек, кишечника. Белки сердца и мозга не «тратятся» никогда, поскольку это самые важные органы организма.
При больших физических нагрузках и одновременном ограничении белка в рационе может происходить расходование белки внутренних органов па построение мышечной ткани скелетных мышц и сердца. У спортсменов высокой квалификации могут появляться заболевания печени и почек из-за феномена, азотистого перераспределения[10]. Отсюда понятно, насколько необходимо получать достаточно большое количество белка с пищей.
При перераспределении в организме азота все заменимые аминокислоты превращаются вначале в глютаминовую и аспарагиновую кислоты, а затем уже в те, которых не хватает в рабочем органе.
Глутаминовая кислота.
Ведущая роль в процессе перераспределения азота принадлежит глутаминовой кислоте. Достаточно сказать, что глутаминовая кислота (глутамин) составляет 25 % от общего количества всех (заменимых и незаменимых) аминокислот в организме.
Хотя глутаминовая кислота и считается классической заменимой аминокислотой, в последние годы выяснено, что для отдельных тканей человеческого организма глутаминовая кислота является незаменимой и ничем другим (никакой другой аминокислотой) не может быть восполнима. В организме существует своеобразный «фонд» глутаминовой кислоты. Глутаминовая кислота расходуется в первую очередь там, где она нужнее всего. Попробуем определить основные функции глутаминовой кислоты в организме:
1. Интеграция азотистого обмена;
2. Синтез других аминокислот, в т. ч. гистидина и аргинина;
3. Обезвреживание аммиака;
4. Биосинтез углеводов;
5. Участие в синтезе нуклеиновых кислот;
6. Синтез фолиевой кислоты (итероилглутаминовая кислота);
7.
8. Нейромедиаторная функция;
9. Превращение в γ-аминомасляную кислоту (ГАМК);
10. Участие в синтезе ц-АМФ — посредника некоторых гормональных и нейромедиаторных сигналов;
11. Участие в синтезе ц-ГМФ, который также является посредником гормональных и медиаторных сигналов;
12. Участие в синтезе ферментов, осуществляющих окислительно-восстановительные реакций (НАД);
13. Участие в синтезе серотонина (опосредованное, через триптофан);
14. Способность повышать проницаемость мышечных клеток для ионов калия;
15. Синтез n-аминобензойной кислоты.
Все заменимые аминокислоты, как мы уже говорили, могут быть синтезированы из глутаминовой кислоты. В последнее время, однако, было выяснено, что глутаминовая кислота способна превращаться и в некоторые незаменимые аминокислоты, в частности в гистидин и аргинин. Гистидин активно участвует в обмене веществ. Он принимает участие в синтезе карнозина и анзерина — безбелковых азотистых веществ мышечной ткани. Карнозин выполняет антиоксидантные функции, способствует стабилизации клеточных мембран мышечных волокон. Карнозин не способен восстановить работоспособность уже утомленной мышцы, однако он активно противодействует развитию в мышце утомления, значительно повышая тем самым работоспособность. Анзерин является производным карнозина и действует сходным с ним образом.
Помимо синтеза карнозина и анзерина, гистиоин улучшает функцию печени, повышает желудочную секрецию и моторную активность кишечника. Это благотворное сказывается на переваривающей способности желудочно-кишечного тракта. Гистидин является хорошим противоязвенным средством и способствует заживлению язв желудочно-кишечного тракта. Гистидин обладает хорошим анаболическим действием, увеличивая выброс гипофизом в кровь соматотропного гормона. Гистидин повышает иммунитет и ослабляет воздействие на организм экстремальных факторов, нормализует сердечный ритм. В медицине применяется при язвенной болезни, гастритах, гепатитах, при снижении иммунитета и атеросклерозе.
Аргинин является незаменимой аминокислотой, особенно в молодом возрасте, когда синтез его из глутаминовой кислоты ограничен. Он обладает ощутимым анаболическим действием, стимулирует выброс в кровь соматотропного гормона. Совместно с глицином аргинин участвует в синтезе креатина в мышцах, повышая тем самым мышечную работоспособность. Аргинин активизирует синтез в организме тестостерона, заметно повышая при этом половую функцию у мужчин. В больших дозах аргинин используется при лечении импотенции и для увеличения подвижности сперматозоидов.
Глутаминовая кислота превращается в глутамин, присоединяя молекулу аммиака. Аммиак — высокотоксичное соединение, которое образуется как побочный продукт азотистого обмена. Аммиак составляет 80 % всех азотистых токсинов в организме. Присоединяя аммиак, глутаминовая кислота превращается в нетоксичный глутамин, который уже в свою очередь включается в аминокислотный обмен. В сложных композициях спортивного питания, равно как и в пищевых добавках, используются как глутаминовая кислота, так и глутамин. Что из них предпочтительнее? Ответ на этот вопрос однозначен. Учитывая дезинтоксикационное действие глутаминовой кислоты, она предпочтительнее глутамина. Если организму для каких-то целей понадобится именно глутамин, а не глутаминовая кислота, то он с легкостью получит его, соединив глутаминовую кислоту с аммиаком, благо последний всегда присутствует в избытке в организме.
Биосинтез из глутаминовой кислоты углеводов, и в первую очередь из глюкозы, является чрезвычайно важным резервным механизмом снабжения мозга глюкозой при отсутствии углеводного питания или при очень больших физических нагрузках.
Глюкоза — основной поставщик энергии для головного и спинного мозга. Усваивается она внеинсулиновым путем[11], т. е. без участия инсулина. Без глюкозы мозг очень быстро умирает, поэтому в организме в процессе эволюции предусмотрены надежные механизмы эндогенного синтеза глюкозы. При дефиците в крови глюкозы организм сразу же запускает механизмы синтеза глюкозы из аминокислот, жиров, молочной и пировиноградной кислот, кетокислот, спиртов, да и вообще всего, что «под руку попадет». Процесс синтеза глюкозы в организме носит название «глюконеогенеза», т. е. «новообразования» глюкозы. Наиболее активно глюконеогенез протекает в печени, затем к этому процессу подключаются почки и в последнюю очередь кишечник. Глютаминовая кислота превращается в глюкозу особенно активно в кишечнике. Однако она не только способна превращаться в глюкозу сама, но и усиливает процесс синтеза глюкозы (глюконеогенеза) из других веществ в печени и почках. За эту способность глютаминовую кислоту прозвали глюконеогенной аминокислотой. По своей способности стимулировать (прямо или косвенно) глюконеогеиез глютаминовая кислота уступает лишь аланину[12]. Самым первым аварийным путем синтеза глюкозы является использование аминокислот и здесь роль глютаминовой кислоты очень высока. Стимуляция глюконеогенеза приводит к утилизации в печени молочной кислоты с образованием глюкозы.
9
В последние годы появились новые данные, свидетельствующие о том что некоторые незаменимые аминокислоты способны к взаимопревращению, но доля его очень невелика и существенного значения в аминокислотном обмене не имеет. Поэтому деление аминокислот на заменимые и незаменимые продолжает оставаться в том виде, в котором оно было изначально предложено.
10
Справедливости ради, надо отметить, что случается такое нечасто и характерно в основном для детского и подросткового возраста.
11
Внеинсулиновым путем, кстати говоря, усваивает глюкозу и печень
12
При дефиците глюкозы аланин в первую очередь среди всех других аминокислот поступает в печень и превращается там в глюкозу.