Заменимые аминокислоты: для чего нужны и откуда получить

Содержание

для чего нужны и откуда получить

Наименование

Функция

Основные источники

Аргинин

Снижает «плохой» холестерин, препятствует образованию тромбов, поддерживает выработку гормона роста, участвует в образовании мышечной ткани, повышает потенцию, обеспечивает жиросжигание

Мясные и молочные продукты, кедровые и грецкие орехи, арахис, семена подсолнечника, кунжут, бобовые, пшеничная и кукурузная мука, коричневый рис, желатин

Аспарагин

Поддерживает работу нервной и эндокринной систем, усиливает секрецию гормона роста, участвует в выработке тестостерона

Кунжут, бобовые, пшеничная и кукурузная мука, коричневый рис, желатин

Глютамин

Участвует в азотистом обмене, синтезе углеводов, метаболизме калия, предотвращает мышечный метаболизм, усиливает секрецию гормона роста, регулирует процессы нервной деятельности

Мясные и молочные продукты, птица, рыба, яйца, соя, морепродукты, бобовые орехи

Глутаминовая кислота

Регулирует процессы нервной деятельности, укрепляет иммунитет, предотвращает мышечный метаболизм, усиливает секрецию гормона роста

Мясные и молочные продукты, птица, рыба, яйца, бобовые, капуста, свёкла

Глицин

Участвует в синтезе белка, регулирует уровень сахара в крови, регулирует тонус нервной системы, способствует заживлению ран, в комплексе с антиоксидантами предотвращает развитие некоторых видов рака

Мясные и молочные продукты, птица, рыба, сыр, бобовые, арахис, семечки тыквы, кунжут, бобовые, соя, овес, желатин

Карнитин (L-карнитин)

Противодействует накоплению токсинов, способствует образованию «сухой» мышечной массы, ускоряет процессы жиросжигания, улучшает работу сердечно-сосудистой системы, укрепляет структуру костей, поддерживает иммунитет

Мясные и молочные продукты, птица, рыба, сыр, грибы

Пролин

Главная составляющая коллагена, укрепляет соединительные ткани и сосуды, нормализует работу сердца, уменьшает головные и менструальные боли, препятствует образованию морщин, замедляет процессы старения

Мясные и молочные продукты, рыба, морепродукты, яйца, мясо пресмыкающихся, ржаной хлеб, рис, пшеница овес, льняное семя, брокколи, белокочанная капуста, спаржа, зеленый лук

Серин

Стимулирует функции памяти и нервной системы, укрепляет иммунитет, участвует в образовании клеточных мембран, способствует наращиванию мышечной ткани, участвует в запасании печенью и мышцами гликогена

Мясные и молочные продукты, яйца, арахис, соя, бобовые, грецкие и кедровые орехи, фисташки, кунжут, подсолнечные семечки, морские водоросли, куркума, имбирь, петрушка

Орнитин

Детоксицирует аммиак, поддерживает кислотно-щелочной баланс в организме, способствует выработке инсулина и гормона роста, нормализует белковый обмен, способствует жиросжиганию, поддерживает функции печени

Мясные и молочные продукты, рыба, яйца

Таурин

Антиоксидант, борется с токсинами, улучшает усвоение калия и магния, снижает уровень холестерина и сахара в крови, регулирует метаболизм в органах зрения

Мясные и молочные продукты, рыба, яйца

Роль аминокислот в программах омоложения

Аминокислоты — мономеры белков.
В состав белков входят 20 разновидностей АК. Они связываются между собой пептидными связями и образуют молекулу полимера — полипептид. 

Как воздействуют аминокислоты на процессы похудения?

Помощь белковых «кирпичиков» состоит в следующем:

  • «разгоняют» скорость метаболизма;
  • сжигают излишки жира в зонах его скопления;
  • снижают аппетит;
  • уменьшают количество холестерина и сахара;
  • являются источником дополнительной энергии;
  • относятся к группе антиоксидантов;
  • наращивают мышечные ткани, вместо жировых прослоек;
  • помогают сбросить вес в ходе тренировок.
Для нормальной работы организма нужно 20 аминокислот (amino acida – лат.). 12 из них относятся к заменимым, которые синтезируются в ходе метаболизма самим организмом и 8 являются незаменимыми, поступающими извне.

Какие же аминокислоты жизненно необходимы для человека?
1) Незаменимые аминокислоты:
  • Валин
  • Лейцин
  • Изолейцин
  • Лизин
  • Метионин
  • Треонин
  • Фенилаланин
  • Триптофан
2)  Заменимые аминокислоты:
  • Гликокол 
  •  Аланин
  •  Цитруллин
  •  Серин
  •  Цистин
  •  Аспарагиновая кислота
  •  Глютаминовая кислота
  •  Тирозин
  •  Пролин
  •  Оксипролин
  •  Аргинин
  •  Гистидин
Незаменимые аминокислоты лейцин, валин и изолейцин – – необходимы  организму, чтобы восполнить потери энергии,  при этом расщепляет не свой внутренний белок, а запасы подкожного жира. 
L-карнитин же, который принято считать жиросжигателем, тоже относится формально к аминокислотам. На самом деле, он участвует в процессе похудения, доставляя жиры к месту их расщепления интенсивнее, чем этот процесс идет обычно, потому и усиливает эффект физических нагрузок для похудения. 
Триптофан и тирозин подавляют чувство голода, регулируя уровень гормона инсулина в крови. Потому эти аминокислоты можно применять для похудения без тренировок, только на фоне ограниченного питания. К тому же, триптофан обладает некоторым успокаивающим действием, что позволяет снизить уровень стресса, который вызывают диеты и переживания о лишнем весе. 

«Содержание незаменимых аминокислот в пищевых продуктах»:

  •  Лизин: злаковые и молочные продукты, яйца, орехи, рыба
  •  Гистидин: бобовые и мясные продукты
  • Триптофан: кунжут, финики, бананы
  • Треонин: яйца и молочные продукты
  • Фенилаланин: крупы, бобовые, мясные продукты
ВИТА НУТРИЕНТЫ С УНИКАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ
Убихинон (Q10) — присутствует в любой клетке организма. Защищает организм от воздействия свободных радикалов. Обязательная составляющая часть программ лечения ожирения, гипертонии, диабета. Но главное, способно замедлять процессы старения
Терапевтический эффект после 45 лет — 60-90 мг в сутки

Креатин — белок, поставляющий энергию для сокращения мышц;
Организм синтезирует этот белок из аминокислот аргинина, глицина, метионина. Терапевтический эффект наступает при приеме 20 г в сутки.

Повышение качества жизни и энергичности
Следить за рационом питания, в котором, в котором много белка и мало простых сахаров
Необходимы: Магний 400-800 мг, Глутатион 0,5-1г, Витамин С3-5 г, Витамин Е 600-1000 МЕ (высвобождает эстроген из жировых клеток).

Целлюлит — это интоксикация соединительно -тканного матрикса дермы и гиподермы. Причина — нарушение клеточного дренажа, циркуляторного,иммунного, гормонального нарушения в организме.
Необходимо улучшить крово-и лимфообращение, стимулировать метаболизм адипоцитов, проводить детоксикации подкожно-жировой клетчатки, активизировать липолиз, нормализовать гормональную сферу.

Посмотреть бесплатный вебинар о роли аминокислот в программах омоложения и коррекции фигуры

.

Заменимые и незаменимые аминокислоты

Выберите разделВ помощь кондитеруКак применятьПолезно знатьРецептуры и технологииРецептыРецепты кондитера

Этот блог не предназначен для предоставления диагностики, лечения или медицинской консультации. Контент, представленный в этом блоге, предназначен только для информационных целей. Пожалуйста, проконсультируйтесь с врачом или другим медицинским работником относительно любых медицинских или связанных со здоровьем диагнозов или вариантов лечения. Информация в этом блоге не должна рассматриваться в качестве замены консультации с медицинским работником. Утверждения, сделанные о конкретных продуктах в этом блоге, не одобрены для диагностики, лечения, лечения или профилактики заболеваний.

Вегетарианство, белковая диета и голодания во многих случаях рассматриваются как панацея от заболеваний и проблем с лишним весом. На самом деле в организме вырабатываются не все вещества, помогающие ему нормально функционировать. Именно такими веществами являются аминокислоты. 

Незаменимые аминокислоты в мясе:

  • лейцин;
  • валин;
  • изолейцин;
  • лизин;
  • метионин;
  • триптофан;
  • аргинин;
  • фенилаланин;

Что делать если не удается при приеме пищи восполнить дефицит аминокислот?

Стоит увеличить потребление белка (мяса), в котором содержатся базовые вещества, не синтезируемые организмом человека. Если по каким-то причинам человек не ест мяса, то эти вещества необходимо вводить в виде пищевых добавок и лекарственных препаратов. 

Не так давно ученые опровергли тот факт, что нельзя получить 8 основных незаменимых аминокислот не употребляя мяса. Согласно исследованиям все эти вещества находятся в растительных продуктах. Основным их источником являются орехи и бобовые. Но структура растительных и животных белков существенно отличается, поэтому полностью заменить мясо при помощи молочных продуктов и бобовых не удастся.

Стоит понимать, что заменимые и незаменимые аминокислоты, не поступающие в организм, не могут пополняться из внутренних запасов постоянно. Действительно, некоторые соединения скапливаются в печени и почках, и при их недополучении с пищей дефицит восполняется из внутренних запасов. Таким образом, недостаток компенсируется. Но так будет не всегда. Ведь незаменимые аминокислоты в продуктах являются основным источником «строительных материалов» для мышц и клеток внутренних органов. Постоянная нехватка одного соединения может привести к необратимым последствиям.

Кому нужно принимать пищевые добавки?

В первую очередь принимать таблетированные аминокислоты должны спортсмены. Эти соединения участвуют в построении мышечной массы. Но это не значит, что исключительно спортсменам показан прием пищевых добавок. Пожилые люди, а также вегетарианцы находятся в группе риска. Некоторые аминокислоты играют роль нейромедиаторов. Они передают сигналы от коры головного мозга к нервным окончаниям.

Чтобы и вы получили такой ошеломительный эффект, покупайте кондитерские ингредиенты по промокоду BLOG со скидкой в 10%, который распространяется на все заказы до 15 кг! И до встреч в новых статьях!

Классификация аминокислот и для чего они нужны

Аминокислоты представляют собой структурные химические единицы, образующие белки, и на 16% состоят из азота. Важность аминокислот для организма определяется той огромной ролью, которую играют белки во всех процессах жизнедеятельности.

Каждый белок в организме уникален и существует для специальных целей. Белки не являются взаимозаменяемыми. Они синтезируются в организме из аминокислот, которые образуются в результате расщепления белков, находящихся в пищевых продуктах. Именно аминокислоты являются наиболее ценными элементами питания.

Некоторые аминокислоты выполняют роль нейромедиаторов (нейротрансмиттеров) или являются их предшественниками. Нейромедиаторы — это химические вещества, передающие нервный импульс с одной нервной клетки на другую, и, следовательно, некоторые аминокислоты необходимы для нормальной работы головного мозга. Аминокислоты способствуют тому, что витамины и минералы адекватно выполняют свои функции. Некоторые аминокислоты непосредственно снабжают энергией мышечную ткань.

Существует около 28 аминокислот. В организме человека многие из них синтезируются в печени. Однако некоторые из них не могут быть синтезированы в организме, поэтому человек обязательно должен получать их с пищей. Такие аминокислоты называются незаменимыми и к ним относятся гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин. Аминокислоты, которые синтезируются в печени, являются заменимыми и включают аланин, аргинин, аспарагин, аспартовую кислоту, цитруллин, цистеин, гамма-аминомасляную кислоту, глютамовую кислоту, глютамин, глицин, орнитин, пролин, серии, таурин, тирозин.

Процесс синтеза белков постоянно идет в организме. В случае, когда хоть одна незаменимая аминокислота отсутствует, образование белков приостанавливается. Это может привести к самым различным серьезным проблемам — от нарушения пищеварения до депрессии и замедления роста.

К дефициту аминокислот могут привести нарушение процессов всасывания из желудочно-кишечного тракта, инфекционные заболевания, травмы, стресс, прием некоторых лекарственных препаратов, процесс старения и дисбаланс других питательных веществ в организме (даже если вы потребляете достаточное количество белка).

Следует учесть, что потребление большого количества белков не поможет решить любые проблемы, более того это не способствует сохранению здоровья. Избыток потребления белков создает дополнительную нагрузку для почек и печени, которым надо перерабатывать продукты метаболизма белков, основным из них является аммиак. Аммиак очень токсичен для организма, поэтому печень немедленно перерабатывает его в мочевину, которая затем поступает с током крови в почки, где отфильтровывается и выводится наружу. До тех пор, пока количество белка не слишком велико, а печень работает хорошо, аммиак нейтрализуется сразу же и не причиняет никакого вреда. Но, если его слишком много и печень не справляется с его обезвреживанием (в результате неправильного питания, нарушения пищеварения и/или заболеваний печени) — в крови создается токсический уровень аммиака. При этом может возникнуть масса серьезных проблем со здоровьем, вплоть до печеночной энцефалопатии и комы. Слишком высокая концентрация мочевины также вызывает повреждение почек и боли в спине. Следовательно, важным является не количество, а качество потребляемых с пищей белков.

В настоящее время можно получать незаменимые и заменимые аминокислоты в виде биологически активных пищевых добавок. Это особенно важно при различных заболеваниях и при применении редукционных диет. Вегетарианцам необходимы такие добавки, содержащие незаменимые аминокислоты, чтобы организм получал все необходимое для нормального синтеза белков.

Имеются разные виды биологически активных пищевых добавок, содержащих аминокислоты. Аминокислоты входят в состав некоторых поливитаминов, белковых смесей и в состав других продуктов, которые содержат комплексы аминокислот или содержащие одну или две аминокислоты, и эти продукты представлены в различных формах (в капсулах, таблетках, жидкостях и порошках). Большинство этих аминокислот получены из белков животного или растительного происхождения, а также из дрожжевых протеинов.

При выборе добавки, содержащей аминокислоты, предпочтение следует отдавать продуктам, содержащим L-кристаллические аминокислоты, стандартизированные по Американской Фармакопее (USP). Большинство аминокислот существует в виде двух форм, химическая структура одной является зеркальным отображением другой. Они называются D- и L-формами, например D-цистин и L-цистин. D означает dextra (правая на латыни), a L — levo (соответственно, левая). Эти термины обозначают направление вращения спирали, являющейся химической структурой данной молекулы. Белки животных и растительных организмов созданы в основном L-формами аминокислот (за исключением фенилаланина, который представлен D,L- формами). Таким образом, пищевые добавки, содержащие L-аминокислоты, могут считаться более подходящими.

Отдельные аминокислоты принимают натощак, лучше всего утром или между приемами пищи с небольшим количеством витаминов В6 и С. Если вы принимаете комплекс аминокислот, включающий все незаменимые, это лучше делать через 30 мин после или за 30 мин до еды. Отдельные аминокислоты и комплекс аминокислот не следует принимать одновременно. Более того, аминокислоты не следует принимать в течение длительного времени, особенно в высоких дозах.

Условно заменимые аминокислоты ( могут образоваться из других кислот в организме )

Агринин Усиливает высвобождение инсулина, глюкагона и гормона роста. Помогает залечивать раны, образовывать коллаген, стимулирует иммунную систему. Предшественник креатина. Может увеличить количество спермы и реакцию Т-лимфоцитов. Тирозин Предшественник нейролередатчиков допамина, норэлинефрина и эпинефрина, а также тиреоидина, гормона роста и меланина (пигмент, ответственный за цвет кожи и волос). Повышает настроение. Цистеин В комбинации с L-аспарагиновой кислотой и L -цитруллином обезвреживает вредные химические вещества. Уменьшает вред от употребления табака и алкоголя. Стимулирует активность белых кровяных телец.

Незаменимые аминокислоты ( нужно употреблять каждый день с пищей )

Валин Аминокислота с разветвленными боковыми цепочками. Не перерабатывается в печени и активно используется мышцами. Гистидин Поглощает ультрафиолетовые лучи. Важен для производства красных и белых кровяных телец, применяется для лечения анемии. Применяется для лечения аллергических заболеваний, ревматоидных артритов и язв желудка и кишечника Изолейцин Аминокислота с разветвленными боковыми цепочками. Обеспечивает мышечные ткани энергией. Помогает справиться с усталостью мышц при переутомлении. Играет ключевую роль в выработке гемоглобина. Лейцин Аминокислота с разветвленными боковыми цепочками, используется как источник энергии. Замедляет распад мышечного протеина. Способствует заживлению ран и сращиванию костей. Лизин Его нехватка может замедлить синтез протеина в мышцах и соединительной ткани. Лизин и витамин С вместе образуют L-карнитин вещество, которое помогает мышцам более эффективно Использовать кислород, повышая их выносливость. Способствует росту костей, помогает вырабатывать коллаген — волокнистый протеин, входящий в состав костей, хрящей и других соединительных тканей. Метионин Предшественник цистина и креатина. Может повышать уровень антиоксидантов(глютатиона) и снижать холестерин. Помогает выводить токсины и восстанавливать ткани печени и почек. Треонин Обезвреживает токсины. Помогает предотвратить накопление жира в печени. Важный компонент коллагена. Триптофан Предшественник нейропередатчика серотонина, который создает успокаивающий эффект. Стимулирует выработку гормона роста. В настоящее время в США эта аминокислота в свободной форме не продается. Поступает в организм с естественной пищей. Фенилаланин Главный предшественник тирозина Усиливает умственные способности, укрепляет память, поднимает настроение и тонус. Применяется для лечения некоторых видов депрессий. Основной элемент в производстве коллагена. Подавляет аппетит.

По строению соединений, получающихся при расщеплении углеродной цепи аминокислоты в организме, различают: а) глюкопластичные (глюкогенные) — при недостаточном поступлении углеводов или нарушении их превращения они через щавелевоуксусную и фосфоэнолпировиноградную кислоты превращаются в глюкозу (глюкогенез) или гликоген. К этой группе относятся глицин, аланин, серин, треонин, валин, аспарагиновая и глутаминовая кислота, аргинин, гистидин и метионин; б) кетопластичные (кетогенные) — ускоряют образование кетоновых тел — лейцин, изолейцин, тирозин и фенилаланин (три последние могут быть и глюкогенными).

Аминокислотный пул. 2/3 пула – эндогенные источники,1/3 пула пополняется за счёт пищи. Фонд свободных АМК организма примерно 35 г.

  1. Фосфорно-кальциевый обмен и его регуляция

Кальций. В организме взрослого человека содержится 1,2 кг кальция. В костях находится 99% от общего количества кальция: 85%- фосфат кальция, 10%- карбонат кальция, 5%- цитрат кальция и лактат кальция. В плазме крови содержится 2,25-2,75 ммоль/л кальция: 50%- ионизированный кальций, 40%- кальций, связанный с белком, 10%- соли кальция.

Суточная потребность- 1,3-1,4 г кальция. При беременности и лактации — 2 г/сутки. Пищевые источники: молоко, сыр, рыба, орехи, бобы, овощи.

Всасывание кальция происходит в тонком кишечнике при участии кальцитриола. зависит от соотношения фосфора и кальция в пище. Оптимальное соотношение для совместного усвоения 1 : 1-1,5 находится в молоке. Способствуют всасыванию кальция: витамин D, цинк, желчные кислоты, цитрат. Жирные кислоты тормозят всасывание кальция.

Биологическая роль кальция — в костной и зубной ткани кальций находится в виде гидроксиапатита Са10(РО4)6(ОН)2, вторичный посредник в передаче регуляторных сигналов, влияет на сердечную деятельность, фактор системы свёртывания крови, участвует в процессах нервно-мышечной возбудимости, активатор ферментов (липазы, протеинкиназы), влияет на проницаемость клеточных мембран. Кальций вторичный посредник в передаче регуляторных сигналов.

Гипокальциемия наблюдается при: рахите, гипопаратиреозе, механической желтухе, болезнях почек, остеомаляции, туберкулёзе, у новорожденных, так как прекращается поступление кальция через плаценту. При этом повышается нервно-мышечная возбудимость, появляются судороги.

Способствуют развитию гипокальциемии у новорожденных: недоношенность, асфиксия в родах, сахарный диабет у матери. Деминерализующие факторы подавляют утилизацию минеральных элементов (Са,Fe, Zn, Mg).

Фитин образует трудно растворимые комплексы с минеральными элементами. Содержится в: фасоли, горохе, орехах, кукурузе, пшеничной муке. В ржаной муке повышена активность фитазы.

Щавелевая кислота образует нерастворимые соли кальция. Содержится в: шпинате, щавеле, красной свёкле, чае, какао.

Гиперкальциемия наблюдается при: передозировке витамина D, злокачественных опухолях с метастазами в кость, заболеваниях крови (лейкоз, лимфома, миелома), саркоидозе, туберкулёзе, тиреотоксикозе, хроническом энтерите, первичной гиперфункции паращитовидных желёз.

Фосфор. В организме взрослого человека содержится 1 кг фосфора. 90% фосфора содержится в костной ткани: в виде фосфата кальция (2/3), растворимые соединения (1/3). 8-9% — внутри клеток,1% — во внеклеточной жидкости.

В плазме крови содержится 0,6- 1,2 ммоль/л фосфора (у детей больше в 3-4 раза) в виде: ионов, в составе фосфолипидов, нуклеиновых кислот, эфиров. Суточная потребность -2 г фосфора. Пищевые источники: морская рыба, молоко, яйца, орехи, злаки.

Биологическая роль фосфора. Входит в состав: костной ткани, фосфолипидов, фосфопротеинов, коферментов, нуклеиновых кислот, эфиров, буферных систем плазмы и тканевой жидкости.

Гипофосфатемия возникает при рахите, остеомаляции, введении инсулина, гиперпаратиреозе.

Гиперфосфатемия установлена пригипопаратиреозе, лейкозах,приёме тироксина, гипервитаминозе D, УФ – облучении, у новорожденных.

Регуляция фосфорно-кальциевого обмена.

Регулируют обмен кальция и фосфора: паратгормон, кальцитриол, кальцитонин, СТГ, паротины. Органы-мишени: костная ткань, почки, кишечник.

Cоматотропный гормон — способствует росту скелета, повышает синтез коллагена, стимулирует синтез ДНК и РНК.

Паротины – гормоны слюнных желёз, способствуют минерализации зуба, индуцируют отложение фосфорно-кальциевых соединений.

Паратгормон — пептид из 84 аминокислот. Выделяется при уменьшении содержания кальция в крови. Органы-мишени: почки, костная ткань. Способствует резорбции кости остеокластами и вымыванию солей кальция в кровь снижает экскрецию кальция и повышает экскрецию фосфора почками посредством стимуляции синтеза кальцитриола в почках увеличивает эффективность всасывания кальция в кишечнике. В крови при действии паратгормона возрастает концентрация кальция.

Гипопаратиреоз. Возникает при удалении, повреждении паращитовидных желёз. Клинические проявления: в крови уменьшается концентрация кальция и возрастает концентрация фосфора изменения кожи, волос, костей, ногтей, катаракта, повышается нейро-мышечная возбудимость, судороги, паралич дыхательных мышц, ларингоспазм.

Гиперпаратиреоз. Возникает при: аденоме паращитовидных желёз, гиперплазии паращитовидных желёз, эктопической продукции ПТГ злокачественной опухолью. Клинические проявления:в крови возрастает концентрация кальция и уменьшается концентрация фосфора, кости теряют кальций,переломы, почечная недостаточность, отложение кальция в сосудах, органах.

Кальцитонин — пептид из 32 аминокислот. Секретируется клетками щитовидной железы. Мишень кальцитонина – костная ткань. Кальцитонин способствует: отложению кальция и фосфора в кости в результате деятельности остеобластов, подавлению резорбции кости (ингибитор остеокластов).иПри действии кальцитонина концентрация кальция в крови уменьшается и возрастает в костях.

  1. Ответ. Глюконеогенез.

Билет 44.

  1. Классификация ферментов. Общая характеристика изомераз и лигаз. Коферменты изомеразных и лигазных реакций.

  2. Остаточный азот крови. Диагностическое значение определения компонентов остаточного азота. Гипераммониемия. Причины, виды.

  3. При диспансерном обследовании пациента 40 лет выявлено повышение содержания общего холестерина крови. Можно ли считать пациента здоровым? Содержание каких компонентов липидного обмена следует изучить в крови данного пациента?

  1. В основе классификации лежит тип катализируемой реакции.

Оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции.

Трансферазы — реакции с переносом групп.

Гидролазы — гидролитический разрыв связи СС, СN, СS с присоединением воды по месту разрыва.

Лиазы – реакции негидролитического расщепления с образованием двойных связей, некоторые обратные реакции синтеза.

Изомеразы – перенос групп внутри молекулы с образованием изомеров.

Лигазы катализируют соединение двух молекул, сопряжённое с разрывом пирофосфатной связи АТФ.

Изомеразы катализируют взаимопревращения изомеров цис-транс-изомеразы, мутазы, триозофосфатизомераза катализирует взаимопревращение альдоз и кетоз.

Подкласс определяется характером изомерных превращений. Подподкласс уточняет тип реакции изомеризации.

КОФЕРМЕНТЫ ИЗОМЕРАЗ. Кобамидные коферменты являются производными витамина В12 (кобаламина). В центре его молекулы атом кобальта соединен с атомами азота 4 восстановленных пиррольных колец, образующих корриновое ядро.

В ходе выделения витамина с помощью цианидов атом кобальта присоединяет анион СN¯, но при превращении в кофермент цианкобаламин теряет СN¯,место которого занимает 5′-дезоксиаденозил (дезоксиаденозилкобаламин), либо метил (метилкобаламин).

Кобамидные коферменты — отщепляют от субстратов одноуглеродные остатки и передают ТГФК, а затем другому субстрату, работают ТГФК и цианкобаламин совместно.

Биологическая роль — как кофермент в реакциях метилирования (реакции синтеза метионина), кофермент изомераз в обмене липидов, образование из рибозы дезоксирибозы, для превращения фолиевой кислоты в фолиновую, влияет на созревание эритроцитов.

Лигазы катализируют соединение двух молекул, сопряжённое с разрывом пирофосфатной связи АТФ.

В ходе реакции образуются связи C-O, C-S, C-N, C-C. Подкласс определяется типом синтезируемой связи. Примеры лигаз: глутаминсинтетаза, ацетилКоА-карбоксилаза.

КОФЕРМЕНТЫ ЛИГАЗ (СИНТЕТАЗ)

Карбоксибиотин участвует во многих реакциях карбоксилирования, например, при синтезе оксалоацетата из пирувата, при синтезе жирных кислот.

Верхняя часть молекулы биотина представлена мочевиной, нижняя часть — тиофеном, боковая цепь — валериановой кислотой. Для образования кофермента карбоксибиотина, связанного с энзимом E требуется НСО3¯, энергия АТФ и фермент (Е).

2. Остаточный азот небелковые азотистые вещества, остающиеся в крови после осаждения белков, 14-25 ммоль/л.

В диагностических целях используется определение мочевины вместо определения остаточного азота. Состав остаточного азота — азот мочевины – 50%, азот аминокислот — 25%, мочевая кислота — 4%, креатин, креатинин – 7,5%, аммиак и индикан до 1%, азот полипептидов, нуклеотидов и других азотистых соединений – 5%.

Продукционная азотемия при усиленном распаде тканевых белков, опухолях, туберкулёзе, диабете, циррозе.

Ретенционная азотемия связана с нарушением выделительной функции почек, повышается концентрация мочевины, креатинина, мочевой кислоты, индикана.

Индикан (1, 4-3,7 мкмоль/л). Секретируется в кровь и удаляется с мочой, концентрация в крови зависит от: — состояния ЖКТ (от интенсивности продукции индола), — экскреторной функции почек.

Индикан повышается при — болезнях почек, кишечной непроходимости, брюшном тифе, раке желудка.

Продукционная индиканемия обусловлена ускорением образования индикана при заболеваниях ЖКТ, сопровождается индиканурией, диспепсии, дефицит витамина В6 (нарушен распад триптофана).

Ретенционная индиканемия при — снижении выделительной функции почек, поражении почек, токсикозах беременных.

Содержание аммиака в крови определяется ионообменным методом, составляет 25 – 40 мкмоль/л.

Гипераммониемия – повышенное содержание аммиака в крови. Рвота, сонливость, раздражительность, нарушение координации, судороги, потеря сознания, отёк мозга.

Гипераммониемия типа I — наследственная, при недостатке карбамоилфосфатсинтетазы1.

Гипераммониемия типа II — наследственная, при недостатке орнитинкарбамоилтрансферазы.

3. Ответ. Нет. Следует изучить содержание ЛП. Большое количество ЛПНП сильно коррелирует с атеросклеротическими нарушениями в организме. По этой причине такие липопротеины часто называют «плохими». Низкомолекулярные липопротеиды малорастворимы и склонны к выделению в осадок кристаллов холестерина и к формированию атеросклеротических бляшек в сосудах, тем самым повышая риск инфарктаили ишемическогоинсульта, а также других сердечно-сосудистых осложнений.

Большое содержание ЛПВП в крови характерно для здорового организма, поэтому часто эти липопротеины называют «хорошими». Высокомолекулярные липопротеины хорошо растворимы и не склонны к выделению холестерина в осадок, и тем самым защищают сосуды от атеросклеротических изменений (то есть не являются атерогенными).

Растереть на аминокислоты

«Нужно обязательно употреблять белки!» — подобные рекомендации хотя бы раз в жизни слышал каждый. По идее, эти вещества мы можем спокойно получить из пищи — организм тут же займется расщеплением для дальнейшего усвоения. А что делать людям, желудочно-кишечный тракт которых не способен переработать их самостоятельно? Или любителям спорта, не успевающим «заправиться» после активных упражнений?

Несбалансированное питание является важной проблемой для организма. Недостаточное или избыточное употребление белков, жиров, углеводов, микроэлементов приводит к нарушению обмена веществ и тяжелым заболеваниям: сахарному диабету, болезням сердца и сосудов. Кроме того, люди нередко испытывают значительный дефицит микронутриентов (питательных веществ) — до 80 % населения РФ, как показывают исследования Роспотребнадзора.

— Немаловажное значение в регуляции обмена веществ играют аминокислоты и олигопептиды, — рассказывает старший научный сотрудник Института химии твердого тела и механохимии СО РАН кандидат химических наук Алексей Леонидович Бычков. — Аминокислоты — это органические соединения, из которых состоят все белки, а олигопептиды — промежуточные соединения, где находится до 7—10 аминокислот.

Заменимые аминокислоты способны синтезироваться в организме, а вот незаменимые человек получает только из пищи, содержащей полноценные белки. Однако желудок не всегда может расщеплять их до более коротких молекул из-за ряда расстройств или после хирургического вмешательства. Для этого и разрабатывается питание с уже разделенными на части белками.

Чтобы получить востребованный продукт должного качества, нужны консультации экспертов из других областей. Ученые ИХТТМ СО РАН сотрудничают с двумя организациями: кафедрой технологии организации пищевых производств Новосибирского государственного технического университета и Институтом экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока Россельхозакадемии. Уже были проведены предварительные эксперименты: исследователи извлекли и расщепили белки из гороха, пищевики сделали супы-пюре и хлебцы, а в ИЭВСиДВ продукты испытали на животных (спойлер — всё прошло хорошо).

— Человек не может синтезировать все аминокислоты самостоятельно: приходится искать их в пище, — поясняет Алексей Бычков. — Есть такая научная шутка: как химику узнать, из чего состоит рояль? Нужно его растворить! Однако проблема в том, что не все вещества могут растворяться и реагировать друг с другом с нужной скоростью. В таких случаях и помогает химия твердого тела: проводя механохимическую обработку, можно добиться повышения реакционной способности материала. Здесь прежде всего необходимо не измельчение, а более тонкие процессы, меняющие структуру объекта.

При механическом воздействии с помощью специальных мельниц-активаторов в твердом теле возникает напряжение: в результате появляется трещина и происходит разрыв, деформация. Кроме того, разрушается кристаллическая структура вещества, рвутся химические связи. «Перемешав» кристаллические решетки, какую-то часть связей легче порвать. Структура аморфизуется, и ферменты относительно легко гидролизуют субстраты. Происходит химическая реакция, итог которой — образование новых соединений (в том числе необходимых аминокислот и олигопептидов).

— Если смешать зеленый и красный пластилин и помять его, даже не измельчая, в итоге кусок станет разноцветным, — рассказывает Алексей Бычков. — То же с растительным сырьем: нам больше интересно не измельчение, а получаемая внутренняя структура: как упакованы полимеры, упорядочены они или нет, взаимодействуют они между собой. Это во многом определяет реакционную способность.

Сибирские исследователи направляют свои разработки на тех людей, у которых есть потребность в подобных продуктах по состоянию здоровья. Другой вариант — спортивное питание, ведь в России практически нет своих производств.

— Большая часть потребителей спортпита — люди, которые ходят в тренажерный зал, — добавляет ученый. — В основном этот рынок представлен либо изолятами (белки, выделенные из сырья без расщепления), либо гидролизатами. Последние более эффективны, потому что в них молекулы расщеплены, но при этом дороже и не столь доступны обыкновенным спортсменам-энтузиастам.

На разработку ученых ИХТТМ выделен грант РНФ (в рамках президентской программы поддрежки исследований — прим. ред. сайта rscf.ru). Полученные данные позволят не только создавать компоненты продуктов функционального и лечебно-профилактического питания, но будут востребованы при решении проблем переработки других природных веществ — полимеров.

Заменимые и незаменимые аминокислоты — правила приема

  • Аланин. Этот элемент – основной компонент соединительной ткани организма. Он поддерживает нормальный уровень сахара в крови, способствует повышению иммунитета и мышечной энергии. При нехватке организм извлекает аланин из мышечной ткани.
  • Глутаминовая кислота. Она является своего рода энергетиком для организма. Оказывает стимулирующее воздействие на обменные процессы и является необходимым элементом для работы головного мозга.
  • Глицин. Аминокислота с «успокаивающим» эффектом. Незаменима в качестве элемента для формирования новых аминокислот. Входит в структуру гемоглобина и ферментов, отвечающих за выработку энергии. Уменьшает тягу к сладкому за счет выработки глюкагона (стимулирующего выработку гликогена).
  • Аспаргиновая кислота. Используется организмом для выработки антител и иммуноглобулинов. Помогает перерабатывать углеводы в мышечную энергию. Способствует снижению уровня аммиака, который повышается при интенсивных, длительных тренировках.

Высокая концентрация аспаргиновой кислоты содержится в комплексе Universal Uni-Liver – 2100 мг на одну порцию продукта. Основным источником аминокислот в нем выступает сыворотка из высушенной печени аргентинских коров, которые выращивались без стероидов и гормональных добавок. Продукт представлен в виде капсул, и рекомендован как при рутинных тренировках, так и в период серьезных физических нагрузок.

  • Глутамин. Одна из важнейших аминокислот для организма. Она повышает иммунитет, улучшает работу головного мозга (в частности, влияет на концентрацию внимания и память) и обеспечивает активное функционирование кишечника и почек.
  • Серин. Также помогает укрепить иммунитет организма, способствует выработке энергии в клетках и стимулирует деятельность нервной системы.
  • Орнитин. Эта аминокислота эффективна для вывода токсинов из печени и стимуляции иммунной системы. При приеме орнитина в больших объемах он будет способствовать выработке гормона роста.
  • Таурин. Основная функция этого элемента – стимуляция сжигания подкожно-жировой клетчатки. Иногда таурин стимулирует деятельность нейронов головного мозга.
  • Пролин. Аминокислота незаменима как основной элемент для образования соединительной ткани всех видов, содержащихся в человеческом организме.
  • Цитруллин. Уменьшает уровень аммиака и способствует его выводу из организма.
  • Цистеин. Один из участников процесса роста волос. Также способствует детоксикации организма.

Варианты выпуска спортивных аминокислот

В продаже встречаются аминокислоты в виде сухих смесей для приготовления напитка, в виде капсул, таблеток и даже в форме жидкой субстанции. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки:

  1. Аминокислоты в порошке. Часто в таком виде предлагаются BCAA аминокислоты. Они имеют весьма умеренную стоимость, но неудобны в приготовлении. Чтобы принять продукт, необходимо смешать сухую фракцию с водой, соком или дугой жидкостью. Если спортсмену предстоит прием аминокислот перед или после тренировки, это может вызвать определенные затруднения. Поэтому порошок подходит, в основном, для тех, кто практикует тренинг в домашних условиях.

Удачный вариант BCAA аминокислот в порошке представлен у польского бренда OstroVit.  OstroVit Anticat BCAA + L-Glutamine включает в себя три аминокислоты группы BCAA, дополненных L-глютамином для быстрого восстановления мышечной ткани. Продукт легко разводится в жидкости и не имеет вкуса и запаха, что позволяет экспериментировать с целью достижения идеального варианта напитка.

  1. Таблетки. Достоинства такой формы продукта – умеренная цена и удобство применения. Также к плюсам подобных добавок относится возможность длительного хранения (в отличие от других форм выпуска аминокислот). Таблетки удобно брать с собой в фитнес клуб, чтобы принять в любое нужное время. Кроме того, для таблетированного продукта легко менять дозировку.

Та же компания OsrtoVit предлагает простой, но эффективный вариант аминокислот в таблетках – OstroVit BCAA 2:1:1 1000. Он включает в себя аминокислоты с разветвленными боковыми цепочками: лейцин, валин и изолейцин, в пропорции 2:1:1. Продукт рекомендован в фазе массанабора для стимуляции мышечной энергии и восстановления организма.

  1. Капсульная форма. Такой продукт сочетает в себе плюсы таблеток и открывает дополнительные возможности применения. Капсулы состоят из желатиновой оболочки с пищевыми добавками и внутреннего содержимого. Принимать их даже легче, чем таблетки. При этом, процесс расщепления капсул делает прием аминокислот более эффективным – оболочка растворяется в наиболее подходящий для поступления элементом в организм момент. Также капсулу можно использовать и как добавку к напиткам – раскрыв оболочку и смешав содержимое с соком или коктейлем. Минусом аминокислот в капсулах является лишь их высокая стоимость. Однако некоторые производители выпускают большую упаковку продукта, что делает подобную покупку выгодной.

Например, уже рассматриваемый нами продукт Amino Essential от марки Weider в виде упаковки из 102 капсул представлен и в большом формате. В упаковке содержатся 204 капсулы. Приобретая продукт в двойном объеме, можно сэкономить стоимость более 40 капсул или 7 порций приема.

  1. Аминокислоты в жидкой форме. Добавки в этом виде становятся все популярнее в последнее время. Их достоинство – самая быстрая скорость усваивания (по сравнению другими формами аминокислот). После приема добавка немедленно всасывается в стенки желудка, проникая в кровь. Кровь доставляет аминокислоты в мышцы максимально быстро. Несмотря на практически мгновенный эффект, минусов у такой формы продукта достаточно. Это и высокая стоимость, и неудобство применения вне дома, и небольшой срок хранения. Поэтому жидкие аминокислоты обычно выбирают те, для кого скорость усвоения имеет первостепенное значение – профессиональные спортсмены и бодибилдеры.

Жидкие аминокислоты с необычным вкусом колы предлагает американская компания Weider. Weider Amino Power Liquid представлен в виде емкости объемом 1000 мл, которая рассчитана на 66 порций. Состав продукта направлен на многократное ускорение роста и восстановление мышечных волокон, и дополнительно обогащен минералами.

Правила приема спортивных аминокислот

Чтобы аминокислоты оказались максимально эффективными, важно употреблять их в определенное время. Обычно спортивные аминокислоты принимаются за 20 минут перед едой или одновременно с ней. Также обязательным считается прием добавки через 20 минут после завершения спортивной тренировки, и на ночь. Дело в том, что у организма в момент восстановления после нагрузок появляется острая нужда в аминокислотах. И получив их извне, он запускает максимально активное построение мышечных волокон.

Что касается элементов группы BCAA, их стоит употреблять сразу после завершения тренинга, когда организм обеспечивает их особенно быстрое усвоение. Именно поэтому жидкие и порошковые формы продуктов «проигрывают» добавкам в виде таблеток и капсул – принять их непосредственно в спортивном клубе затруднительно.

Существуют ли побочные действия от аминокислот?

Различные побочные эффекты после употребления аминокислот встречаются редко. Однако важно понимать, что аминокислоты, как и любую другую добавку к пище, следует принимать строго по инструкции. Это позволит значительно снизить вероятность негативных проявлений. В случае, если атлет имеет хронические заболевания почек, ему необходимо получить консультацию медицинского работника. Почки выводят фрагменты отработанных протеинов из организма, и при нарушении их нормального функционирования может наблюдаться проявление нежелательных последствий.

В целом, правила приема аминокислот можно свести к трем рекомендациям. Перед покупкой добавки стоит посоветоваться с тренером – он порекомендует наиболее эффективный состав продукта, исходя из индивидуальных данных атлета. Также важно услышать мнение врача, особенно при наличии хронических заболеваний. И третье – лучше остановить свой выбор на продуктах от известных производителей спортивного питания. Это станет гарантией высокого качества и безопасности добавки.

Заменимые аминокислоты – обзор

Острое повреждение почек и хроническое заболевание почек

Острое повреждение почек (ОПП) связано с тяжелым дефицитом питательных веществ. У большинства пациентов с ОПП наблюдается катаболизм, и их потребность в энергии на 50-100% выше, чем в состоянии покоя, что, вероятно, является результатом других сопутствующих состояний, таких как сепсис, травма и ожоги. Энергия предоставляется пациентам с ОПП в количествах, достаточных для минимизации деградации белка, обычно в диапазоне от 25 до 35 ккал/кг/день.Липидные инъекционные эмульсии можно использовать в качестве источника концентрированной энергии у пациентов, нуждающихся в ограничении жидкости.

У пациентов с ОПП ускоряется потеря белка и нарушается синтез белка. Потеря аминокислот в диализате и при заместительной почечной терапии усугубляет дефицит белка и увеличивает индивидуальные потребности в белке. При каждой диализной терапии теряется приблизительно от 10 до 12 г аминокислот, в зависимости от типа мембраны диализатора, скорости кровотока и процедуры повторного использования диализатора, и примерно от 10 до 16 г/день аминокислот теряется при непрерывной заместительной почечной терапии. (CRRT).Пациентам с ОПП, получающим гемодиализ и ПЗПТ, рекомендуется обеспечение белка в дозах от 1,0 до 1,4 г/кг/сут и от 1,5 до 2,5 г/кг/сут.

Белок поставляется со стандартным раствором, содержащим как незаменимые, так и заменимые аминокислоты. Хотя некоторые данные свидетельствуют о том, что одни незаменимые аминокислоты могут быть более полезными по сравнению со смесью как незаменимых, так и заменимых аминокислот, эффективность использования растворов незаменимых аминокислот остается неопределенной. Цель состоит в том, чтобы обеспечить адекватное количество белка при агрессивном лечении пациента с помощью диализа, чтобы предотвратить накопление азотистых отходов.

Водно-электролитный баланс часто нарушается у пациентов с ОПП. Количество жидкости для ПП может потребоваться ежедневно корректировать в зависимости от фазы ОПП, от того, получает ли пациент диализ, а также от того, является ли диализ непрерывным или прерывистым. Уровни калия и фосфатов в сыворотке обычно повышаются у пациентов с ОПП до начала диализа, после чего уровни могут снижаться, особенно при проведении ПП. Уровни калия, фосфатов и магния нуждаются в тщательном контроле и корректировке для устранения дисбаланса.Для коррекции метаболического ацидоза можно вводить ацетатные соли калия или натрия.

Стандартные дозы водорастворимых витаминов и дополнительные дозы фолиевой кислоты (всего 1 мг/день) и пиридоксина (витамин B 6 ) (10 мг/день) (10 мг/день) могут быть добавлены к раствору для пациентов, находящихся на диализе потому что эти витамины теряются из организма в ванне с диализатом. Потери тиамина увеличиваются при ПЗПТ, и пациентам, получающим эту терапию, необходимо обеспечить восполнение (100 мг/день).Дозу витамина С, возможно, придется ограничить до 100 мг/день, чтобы предотвратить отложения оксалатов. Однако пациентам, получающим ПЗПТ, следует давать дополнительный витамин С (250 мг/день). Добавление жирорастворимых витаминов обычно не требуется, особенно у пациентов, которые также принимают пищу, поскольку при почечной недостаточности выведение жирорастворимых витаминов снижается. Например, уровни витамина А в сыворотке могут быть повышены при ОРЛ из-за повышенного высвобождения ретинола и ретинол-связывающего белка в печени, снижения катаболизма в почках и снижения деградации транспортного белка витамина А в почках.Уровни витамина D могут быть снижены из-за нарушения активации 1,25-дигидроксихолекальциферола в почках. У пациентов с анурией в растворе для ПП могут отсутствовать микроэлементы; однако при длительном ПП необходимо контролировать микроэлементы и жирорастворимые витамины и заменять их соответствующим образом.

Разнообразные функции заменимых аминокислот при раке

Abstract

Заменимые аминокислоты не только являются 11 из 20 аминокислот, необходимых для синтеза белка, но и играют множество важных ролей в метаболизме опухоли.Эти разнообразные функции включают обеспечение предшественников для биосинтеза макромолекул, контроль окислительно-восстановительного статуса и антиоксидантных систем, а также использование в качестве субстратов для посттрансляционных и эпигенетических модификаций. Это функциональное разнообразие вызвало большой интерес к нацеливанию на метаболизм заменимых аминокислот для лечения рака и послужило мотивом для разработки нескольких методов лечения, которые либо уже используются в клинике, либо в настоящее время проходят клинические испытания. В этом обзоре мы обсудим важные роли, которые каждая из 11 заменимых аминокислот играет в развитии рака, как связаны их метаболические пути и как исследователи работают над преодолением уникальных проблем, связанных с нацеливанием на метаболизм заменимых аминокислот для терапия рака.

Ключевые слова: аспартат, аспарагин, аргинин, цистеин, глутамат, глутамин, глицин, пролин, серин, рак

1. Введение

В настоящее время хорошо известно, что метаболические фенотипы опухолей отличаются от нормальных тканей [1]. Первым наблюдаемым и наиболее изученным метаболическим фенотипом опухолей является повышенное поглощение глюкозы и гликолиз [2,3], метаболический фенотип, который используется в клинике для визуализации опухолей и метастазов человека с помощью 18 флуродезоксиглюкозной позитронно-эмиссионной томографии ( 18 ФДГ-ПЭТ) [4].В дополнение к глюкозе также существует давний интерес к пониманию уникальных потребностей раковых клеток в аминокислотах [5]. Действительно, как и в случае с глюкозой, существуют значительные различия в поглощении и секреции некоторых аминокислот в опухолях по сравнению с нормальными тканями [5,6,7]. Кроме того, в настоящее время признано, что аминокислоты, а не глюкоза, составляют большую часть производства биомассы на основе углерода в быстро пролиферирующих раковых клетках [8]. Аминокислоты также содержат азот и, как было показано, являются доминирующим источником азота для гексозаминов, нуклеотидов и других азотсодержащих соединений в быстро пролиферирующих клетках [9,10,11].Из-за этой важной роли в метаболизме опухоли сохраняется значительный интерес к нацеливанию на метаболизм аминокислот для лечения рака.

20 протеиногенных аминокислот можно разделить на две основные подгруппы — незаменимые аминокислоты (EAA) и заменимые аминокислоты (NEAA) [12]. Эта классификация основана на диетической необходимости, и аминокислота считается незаменимой, если она «…не может быть синтезирована животным организмом из материалов, обычно доступных клеткам, со скоростью, соизмеримой с потребностями нормального роста [13].В организме человека имеется 9 незаменимых аминокислот (гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин) и 11 заменимых аминокислот (аланин, аспартат, аспарагин, аргинин, цистеин, глутамат, глутамин). , глицин, пролин, серин и тирозин). Из 11 НЭАА по крайней мере 6 считаются «условно незаменимыми», поскольку существуют физиологические и/или патологические состояния, при которых они становятся необходимыми с диетой, например, при врожденной ошибке метаболизма фенилкетонурии, когда тирозин больше не может синтезироваться и, следовательно, его необходимо принимать. потребляется [14].Важно отметить, что диетическая незаменимость аминокислот рассматривается на уровне организма, поскольку известно, что определенные типы клеток и тканей не способны синтезировать или поглощать некоторые NEAA. Кроме того, циркулирующие концентрации 11 NEAA у людей сильно различаются: от 20 мкМ для аспартата до 550 мкМ для глутамина [15]. Кроме того, было замечено, что концентрации нескольких NEAA, включая глутамин, серин и аргинин, могут быть локально снижены в микроокружении опухоли [16,17,18].Следовательно, доступность аминокислоты для синтеза или потребления является результатом сложного взаимодействия между программами экспрессии тканеспецифических генов, потреблением с пищей и локальными скоростями потребления/секреции. Это приводит к присущей сложности метаболизма NEAA, что создает уникальные проблемы при попытках терапевтически манипулировать этими путями, особенно при раке, где уровни питательных веществ сильно различаются [18,19].

В этом обзоре мы сосредоточимся на разнообразии метаболических ролей, которые NEAA играют при раке.В дополнение к тому, что они являются 11 из 20 аминокислот, необходимых для синтеза белка, NEAA важны для многих других аспектов метаболизма опухоли, включая биосинтез нуклеотидов и липидов, поддержание окислительно-восстановительного гомеостаза и многочисленные аллостерические и эпигенетические регуляторные механизмы. Важность этих разнообразных ролей вызвала большой интерес к изучению метаболизма NEAA для лечения рака. Действительно, несколько методов лечения, нацеленных на NEAA, уже используются для лечения рака, и несколько других проходят оценку в клинических испытаниях, в то время как многие другие изучаются доклинически.Присущая метаболизму NEAA сложность послужила поводом для изучения многочисленных подходов к нацеливанию на эти пути для терапии, включая ингибирование путей их биосинтеза или ключевых узлов утилизации, ингибирование поглощения NEAA клетками или снижение уровня NEAA в плазме путем ферментативной деградации или ограничения. NEAA в рационе. В этом обзоре мы кратко обсудим каждый из 11 NEAA, как они действуют, поддерживая патологию рака, и какие стратегии в настоящее время используются или разрабатываются для нацеливания на метаболизм NEAA для лечения рака.

2. Заменимые аминокислоты

2.1. Глутамин

Глутамин является наиболее распространенной аминокислотой в плазме человека [15] и одной из наиболее изученных в контексте метаболизма рака [20,21,22]. Глютамин также является аминокислотой, которая с наибольшей скоростью потребляется раковыми клетками в культуре, и хорошо известно, что она необходима для пролиферации раковых клеток [5,8]. Эта важность, вероятно, связана со способностью глютамина обеспечивать как углерод, так и азот для многих биосинтетических реакций.Углерод из глютамина в форме α-кетоглутарата (αKG) является важным анаплеротическим субстратом для поддержки биосинтетических функций цикла трикарбоновых кислот (TCA) [8,23], а азот, полученный из глютамина, необходим для биосинтеза молекулы, такие как гексозамины [9], нуклеотиды [10,11] и другие NEAA (и). Глутамин может поглощаться раковыми клетками через ряд различных транспортеров аминокислот, среди которых лучше всего описан ASCT2 (переносчик аланина/серина/цистеина 2, кодируемый геном SLC1A5 ) [24].Поглощение глутамина значительно увеличивается в опухолях, и анализы позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) на основе глутамина, аналогичные тем, которые в настоящее время используются в клинике для глюкозы, разрабатываются в качестве потенциальных инструментов клинической визуализации [6]. Соответственно, ингибирование переносчиков глютамина с использованием малых молекул или моноклональных антител изучается как потенциальный терапевтический вариант [25, 26, 27, 28]. В то время как при большинстве типов рака наблюдается очевидное чистое потребление глютамина, глютамин также может быть синтезирован из глутамата и аммиака с помощью глутаминсинтетазы (кодируется геном GLUL ) (1), процесс, который также важен при раке при некоторых обстоятельствах. [29,30].В дополнение к традиционному поглощению через переносчики глутамина или пути его биосинтеза макропиноцитоз и протеолитическая деградация внеклеточных белков могут обеспечить дополнительный источник глутамина и других аминокислот [31].

Взаимосвязанные пути метаболизма заменимых аминокислот (NEAA). Глутамин и глутамат играют центральную роль в метаболизме заменимых аминокислот, и каждый из них может использоваться для синтеза других NEAA. Глутамат может быть использован для получения аланина, аспартата, серина и пролина.Аспартат далее используется для производства аспарагина (с азотом из глютамина) и может использоваться в цикле мочевины для производства аргинина. Серин жертвует метильные группы для одноуглеродного метаболизма и в процессе образует глицин. Серин также можно использовать в пути транссульфурации для получения цистеина. Тирозин является единственным NEAA, не связанным напрямую с другими, так как он синтезируется отдельно от фенилаланина. Зеленые кружки обозначают заменимые аминокислоты. Сокращения: Gln = глютамин; Glu = глутамат; Phe = фенилаланин; Tyr = тирозин; Ала = аланин; Про = пролин; Asp = аспартат; Asn = аспарагин; Arg = аргинин; Сер = серин; Gly = глицин; Мет = метионин; Цис = цистеин; α-KG = α-кетоглутарат; ALT1/2 = аланинаминотрансфераза 1/2; AST1/2 = аспартатаминотрансфераза 1/2; ASNS = аспарагинсинтетаза; ASS1 = аргининосукцинатсинтетаза 1; ASL = аргининосукцинатлиаза; BCAT1/2 = аминотрансфераза с разветвленной цепью 1/2; ГДГ = глутаматдегидрогеназа; ГЛС = глутаминаза; GS = глутаминсинтетаза; ОАА = оксалоацетат; ПАУ = фенилаланингидроксилаза; PHGDH = фосфоглицератдегидрогеназа; PSAT1 = фосфосеринаминотрансфераза 1; PSPH = фосфосеринфосфатаза; P5CS = пирролин-5-карбоксилатредуктаза; PRODH = пролиндегидрогеназа; PYCR = пирролин-5-карбоксилатредуктаза; Пир = пируват; 3-PG = 3-фосфоглицерат; 3-PHP = 3-фосфогидроксипируват; 3-ПС = 3-фосфосерин; SHMT1/2 = серингидроксиметилтрансфераза-1/2; ТГФ = тетрагидрофолат; 5,10-мТГФ = 5,10-метилентетрагидрофолат; NH 3 = аммиак.

Различные функциональные роли NEAA при раке. Заменимые аминокислоты выполняют разнообразные функции в раковых клетках. НАДФН = никотинамидадениндинуклеотидфосфат.

Несмотря на то, что за последние несколько десятилетий были предложены и испытаны многочисленные подходы к нацеливанию метаболизма глутамина при раке [32,33,34], ингибирование катаболизма глутамина глутаминазой стало основным направлением научных и фармацевтических исследований метаболизма рака. Глутаминаза представляет собой фермент, который опосредует превращение глутамина в глутамат путем удаления амидного азота из глутамина с образованием глутамата и аммиака.Было показано, что активность глутаминазы имеет решающее значение для роста большинства раковых клеток в культуре, и было разработано несколько ингибиторов глутаминазы [35,36,37]. Наиболее клинически значимый ингибитор глутаминазы, CB-839, продемонстрировал доклиническую активность на различных моделях мышей и в настоящее время проходит клинические испытания для нескольких типов опухолей [36]. Хотя эти ингибиторы глутаминазы эффективны против большинства раковых клеток, выращенных в культуре, часто они менее эффективны в мышиных моделях рака [38,39].Одним из объяснений этого несоответствия in vitro по сравнению с in vivo является относительно высокая концентрация цистина в культуральной среде ткани по сравнению с плазмой человека [40]. Цистин, который представляет собой окисленную димерную форму цистеина NEAA (более подробно обсуждается ниже), транспортируется в клетки в обмен на глутамат транспортером xCT (кодируется геном SLC7A11 ). Высокий уровень внеклеточного цистина может управлять активностью глутаминазы, истощая внутриклеточный пул глутамата, что делает раковые клетки более зависимыми от глутаминазы для пополнения внутриклеточного глутамата [40].Это явление также происходит в опухолях с мутациями оси Keap1/Nrf2, поскольку Nrf2 является основным транскрипционным драйвером экспрессии xCT [41]. Эти исследования показывают, что опухоли с повышенной экспрессией xCT являются хорошими кандидатами для лечения ингибиторами глутаминазы. Важно отметить, что существуют дополнительные механизмы устойчивости к ингибированию глутаминазы, в том числе способность синтезировать глутамин через глутаминсинтетазу [29,38,42]. Ингибирование глутаминазы также показало доклиническую активность как часть комбинированной терапии при нескольких типах опухолей [39, 43, 44], что еще больше расширило потенциальное влияние, которое нацеливание на глутаминазу может оказать на лечение рака.

2.2. Глутамат

В отличие от глутамина, глутамат не обнаруживается в высоких концентрациях в плазме человека и обычно не поглощается раковыми клетками в больших количествах. Скорее, большая часть внутриклеточного глутамата образуется из глутамина через глутаминазу (2). Глутамат также может быть синтезирован из аминокислот с разветвленной цепью и αKG посредством активности аминотрансфераз с разветвленной цепью (BCAT1/2), что представляет собой важное звено между метаболизмом EAA и NEAA, которое используется в некоторых опухолях [43,45].Глутамат занимает центральное место в метаболизме NEAA, так как он важен для биосинтеза пролина, аспарагиновой кислоты, аланина и серина, которые, в свою очередь, используются для синтеза цистеина, глицина, аспарагина и аргинина (и ). Глутамат превращается в αKG либо под действием глутаматдегидрогеназы (GDH), которая удаляет азот, полученный из глутамата, в виде аммиака, либо с помощью трансаминаз, которые переносят азот из глутамата в α-кетокислоту с образованием других NEAA. В то время как любой путь приводит к образованию αKG для анаплероза цикла TCA, использование азота, полученного из глутамата, для биосинтеза NEAA может быть предпочтительным для быстро пролиферирующих раковых клеток в качестве механизма сохранения азота для анаболических реакций [46].Тем не менее, было показано, что ингибирование ГДГ, отдельно или с другими видами лечения, ингибирует рост опухоли при некоторых видах рака [47, 48, 49, 50, 51], что позволяет предположить, что активность ГДГ важна в опухолях при определенных обстоятельствах. Интересно, что GDH также действует в обратном направлении в некоторых клетках рака молочной железы, где он может фиксировать азот из аммиака, чтобы обеспечить дополнительный источник глутамата [52]. Также было показано, что использование глутамата трансаминазами для создания NEAA необходимо для роста опухоли при различных типах рака [49, 53, 54, 55].Глутамат также используется для синтеза антиоксиданта глутатиона () [56], что более подробно обсуждается в разделе, посвященном цистеину. Многочисленные источники глутамата, доступные для раковых клеток, и разнообразие путей, по которым глутамат может быть использован, затрудняют нацеливание на метаболизм глутамата для терапии и являются отличным примером избыточности, обнаруженной во многих метаболических путях NEAA.

2.3. Серин

Серин — еще один NEAA, который привлек большое внимание сообщества исследователей метаболизма рака.Как и глутамин, серин может поглощаться многочисленными переносчиками, включая ASCT2 [57]. Серин синтезируется de novo по пути синтеза серина, который отвлекает 3-фосфоглицерат от гликолиза и использует азот из глутамата в трехступенчатом пути (). Было показано, что ген первого фермента пути, фосфоглицератдегидрогеназы ( PHGDH ), локально амплифицируется при некоторых трижды негативных раках молочной железы и меланомах [58,59]. PHGDH и другие ферменты в пути синтеза серина — фосфосеринаминотрансфераза 1 (PSAT1) и фосфосеринфосфатаза (PSPH) — также могут быть активированы в раковых клетках с помощью эпигенетических механизмов [60] и с помощью транскрипционного фактора ATF4 ниже по течению от передачи сигналов mTOR и Nrf2. [61,62].Серин является важным NEAA в раковых клетках по нескольким причинам, включая его участие в биосинтезе пуринов [61,62], трансляции митохондриальных белков [63], биосинтезе липидов [64] и в качестве аллостерического регулятора гликолиза [65] (). Серин также является важным донором метильных групп для одноуглеродного метаболизма, что будет обсуждаться в следующем разделе, посвященном глицину.

Из-за его очевидной важности для пролиферативного метаболизма были изучены многочисленные подходы к нацеливанию метаболизма серина в опухолях.Несколько академических лабораторий и фармацевтических компаний разработали ингибиторы PHGDH, которые показали эффективность на некоторых моделях опухолей [66,67,68,69]. Однако ингибирования PHGDH не всегда достаточно для ингибирования роста опухоли [70, 71], отчасти потому, что серин легко доступен в плазме крови человека и может использоваться для компенсации потери биосинтеза серина. Интересно, что PHGDH и путь синтеза серина, по-видимому, имеют большее значение для опухолей, растущих в тканях с низкой доступностью серина во внеклеточной среде [19].В дополнение к ингибированию биосинтеза серина, манипулирование доступностью серина путем удаления серина и глицина из рациона было исследовано на мышах в качестве потенциального терапевтического варианта [72,73,74]. Было показано, что диетическое ограничение снижает уровень серина в плазме до 75% и эффективно ограничивает рост опухоли в зависимости от p53 и антиоксидантов [72,73]. Однако эффективность лишения диетического серина также зависит от способности опухолей синтезировать серин de novo [19,73].Эти результаты демонстрируют сложное, но важное взаимодействие между биосинтезом серина и внеклеточной доступностью серина в опухолях и их окружении, что делает вероятным определение соответствующего подхода для конкретных типов опухолей, если мы хотим успешно нацелить метаболизм серина для лечения рака.

2.4. Глицин

Метаболизм серина и глицина тесно связаны, поскольку глицин образуется непосредственно из серина с помощью ферментов серингидроксиметилтрансферазы SHMT1 и SHMT2 ().Важно отметить, что превращение серина в глицин дает одноуглеродные единицы, которые используются циклами фолиевой кислоты и метионина в метаболических путях, которые в совокупности называются одноуглеродным метаболизмом. Серин, глицин и их связь с одноуглеродным метаболизмом являются очень важными аспектами метаболизма опухоли, которые широко рассматривались в других работах [75,76,77]. Одноуглеродный метаболизм необходим для патологических функций раковых клеток по целому ряду причин, включая биосинтез нуклеотидов [78], регенерацию никотинамидадениндинуклеотидфосфата (NADPH) и окислительно-восстановительный гомеостаз [79], трансляцию белков [80] и эпигенетические модификации. [81] ().Важность одноуглеродного метаболизма при раке признавалась на протяжении десятилетий. Фактически ингибирование фолатного цикла было одним из первых эффективных химиотерапевтических методов лечения рака [82]. Несмотря на эти первоначальные клинические открытия более 70 лет назад, ингибиторы метаболизма фолиевой кислоты, такие как метотрексат, до сих пор используются для лечения рака и остаются активной областью исследований в области метаболизма рака [75,76,77]. Например, недавно было показано, что катаболизм гистидина влияет на эффективность лечения метотрексатом за счет снижения клеточного пула тетрагидрофолата, что свидетельствует о том, что добавка гистидина с пищей может улучшить ответ пациента на метотрексат [83].Неудивительно, что воздействие на метаболизм глицина с помощью ингибиторов ферментов SHMT также изучается в качестве потенциального терапевтического варианта [80,84,85]. Поглощение глицина из внеклеточной среды [7] и последующее использование глицина через систему расщепления глицина [86,87] также играют важную роль в раковых клетках и исследуются в качестве потенциальных терапевтических мишеней.

2.5. Аспартат

Многочисленные недавние исследования продемонстрировали особенно важную роль метаболизма аспартата в клеточной пролиферации и раке.Аспартат образуется из азота, полученного из оксалоацетата и глутамата, с помощью ферментов аспартатаминотрансферазы (), из которых существуют цитозольные и митохондриальные изоформы (кодируются генами GOT1 и GOT2 соответственно). Роль аспартата в переносе электронов между цитозолем и митохондриями посредством малат-аспартатного челнока хорошо известна, и поэтому считается, что большая часть синтеза аспартата в быстро пролиферирующих клетках происходит в митохондриях [88].Действительно, транспорт аспартата из митохондрий в цитозоль через аспартатно-глутаматный переносчик важен для выживания клеток при определенных условиях [89]. Как уже упоминалось, концентрация аспартата в плазме является самой низкой среди протеиногенных аминокислот [15], и аспартат неэффективно транспортируется в большинство раковых клеток [88], что позволяет предположить, что биосинтез с помощью аспартатаминотрансферазы является наиболее подходящим источником аспартата при большинстве видов рака. клетки. Аспартат необходим для синтеза как пуриновых, так и пиримидиновых нуклеотидов (1), и поэтому синтез аспартата очень тесно связан с клеточной пролиферацией [46].Метаболизм аспартата также может быть важным источником NADPH, используемого для нейтрализации активных форм кислорода в определенных типах клеток, тем самым способствуя биосинтезу и выживанию клеток [49].

В нескольких недавних сообщениях была обнаружена интересная связь между митохондриальной цепью переноса электронов и биосинтезом аспартата. Эти исследования показали, что основной функцией митохондриальной цепи переноса электронов в пролиферирующих клетках является облегчение биосинтеза аспартата [88,90].В этой модели цепь переноса электронов служит акцептором электронов, потребляя никотинамидадениндинуклеотид (NADH) для регенерации NAD + , который затем может быть использован для образования оксалоацетата и биосинтеза аспартата. Действительно, обеспечения экзогенного аспартата достаточно для восстановления дефицита цепи переноса электронов в раковых клетках [88,90]. Этот результат примечателен, учитывая многочисленные другие функции митохондриального окислительного фосфорилирования, но, тем не менее, подчеркивает важность биосинтеза аспартата в пролиферативных клетках.Важно отметить, что недавно было показано, что доступность аспартата ограничивает рост опухоли in vivo [91], а ингибирование биосинтеза аспартата может ингибировать рост опухоли [49,53]. Эти исследования демонстрируют исключительную важность аспартата при раке и послужили мотивом для разработки ингибиторов аспартатаминотрансфераз в качестве потенциальных терапевтических средств против рака [92,93].

2.6. Аспарагин

Аспарагиназа, инъекционный ферментный препарат, расщепляющий аспарагин в плазме, является «краеугольным камнем» лечения острого лимфобластного лейкоза (ОЛЛ) [94].Таким образом, аспарагиназа, вероятно, является наиболее ярким примером современной терапии рака, которая непосредственно воздействует на метаболизм NEAA. Клетки острого лимфобластного лейкоза чувствительны к истощению аспарагина в плазме отчасти потому, что в них отсутствует значительная экспрессия аспарагинсинтетазы (кодируется геном ASNS ) [94,95], фермента, который синтезирует аспарагин с использованием аспартата и азота из глютамин (). Это приводит к острой нехватке аспарагина для синтеза белка во ВСЕХ клетках и последующей индукции апоптоза.Резистентность к лечению аспарагиназой может возникать при ОЛЛ и обычно вызывается индукцией экспрессии аспарагинсинтетазы и возобновлением способности синтезировать аспарагин [95]. Соответственно, были разработаны ингибиторы аспарагинсинтетазы, которые могут преодолевать резистентность к лечению аспарагиназой [96,97]. В то время как клиническая полезность аспарагиназы ясно показывает, что аспарагин необходим для роста опухоли, важность аспарагина помимо синтеза белка менее понятна. Однако было показано, что аспарагин действует как важный обменный фактор, необходимый для поглощения других аминокислот, необходимых для активации передачи сигналов mTOR (98).Это предполагает потенциальный механизм обратной связи, при котором низкие уровни аспарагина могут быть обнаружены посредством передачи сигналов mTOR для снижения скорости синтеза белка. Интересно, что недавно было показано, что внутриклеточные уровни аспарагина необходимы для метастазирования рака молочной железы [99], что позволяет предположить, что лечение аспарагиназой, диетическое ограничение аспарагина или ингибирование аспарагинсинтетазы могут быть эффективными вариантами лечения метастатического рака молочной железы.

2.7. Аланин

Аланин находится в центральном узле углеродного метаболизма и синтезируется аланинаминотрансферазами (кодируется генами GPT и GPT2 ) с использованием углерода из пирувата и азота из глутамата ().Несмотря на эти связи с метаболическими путями, имеющими большое значение для рака, роль аланина в развитии рака менее понятна по сравнению с некоторыми другими NEAA. Интересно предположить, что это может быть отчасти из-за несоответствия между концентрацией аланина в плазме человека, где он является второй наиболее распространенной аминокислотой, и в большинстве сред для тканевых культур, в которых аланин практически отсутствует [15]. . Это заставляет раковые клетки в культуре синтезировать почти весь свой аланин независимо от того, происходит ли это в норме в опухоли, и потенциально может привести к артефактам, генерируемым тканевой культурой.Это подчеркивает потенциальную важность использования сред для культивирования тканей, которые более точно отражают уровни питательных веществ, обнаруженные in vivo [15,29,40,100]. Несмотря на эти несоответствия, появляются некоторые доказательства важности метаболизма аланина при раке. Например, было показано, что биосинтез аланина коррелирует с пролиферацией, что позволяет предположить, что он может играть роль в пролиферативном клеточном метаболизме [46]. Аланин также является важным сигналом выживания при раке поджелудочной железы, где стромальные клетки способствуют пролиферации и выживанию клеток рака поджелудочной железы, секретируя аланин, который может быть использован в цикле ТСА раковых клеток [101].Кроме того, недавний отчет продемонстрировал, что аланинаминотрансфераза является важным источником αKG для гидроксилирования коллагена и подготовки метастатической ниши при раке молочной железы (102). Эти исследования показывают, что аланин действительно играет важную роль в биологии рака, но, вероятно, потребуется дополнительная работа, чтобы мотивировать разработку методов лечения, нацеленных на аланин.

2.8. Цистеин

Одна из двух серосодержащих протеиногенных аминокислот, цистеин уникален тем, что содержит реакционноспособную тиоловую боковую цепь, которая обеспечивает несколько функций, недоступных другим аминокислотам.Например, реактивные остатки цистеина часто обнаруживаются в каталитических центрах ферментов, где они функционируют как нуклеофилы в реакциях, катализируемых ферментами [103]. Цистеин также образует дисульфидные связи с другими цистеинами, функция, которая имеет решающее значение для обеспечения сворачивания и стабильности белка [104]. Активные остатки цистеина также являются движущей силой способности антиоксидантов подавлять активные формы кислорода [104, 105]. Эти разнообразные функциональные роли сделали цистеин одним из наиболее изученных NEAA при раке.Цистеин может быть синтезирован de novo из серина и метионина по пути, известному как путь транссульфурации (). Хотя было показано, что этот путь способствует выработке цистеина в раковых клетках при определенных обстоятельствах [106, 107, 108], большая часть внутриклеточного цистеина поглощается из внеклеточной среды либо в виде цистеина [109], либо в форме его окисленного димера, цистина. Цистин транспортируется в клетки с помощью транспортера xCT, а затем восстанавливается до цистеина тиоредоксинредуктазой 1 и глутатионредуктазой [110].Поглощение цистина играет важную роль при раке, о чем свидетельствуют многочисленные попытки ингибировать xCT как потенциальную терапевтическую мишень при раке [111, 112, 113, 114]. Интересно, что ингибирование захвата цистина вызывает уникальную форму гибели клеток, известную как ферроптоз [115], молекулярные компоненты которой также тестируются в качестве потенциальных терапевтических средств против рака [116, 117, 118]. Ферментативное истощение цистина и цистеина в плазме — аналогично подходу, используемому для аспарагина с аспарагиназой, — также может подавлять рост опухоли [119].Важно отметить, что преобладающий транскрипционный регулятор метаболизма цистеина — путь Keap1/Nrf2 — мутирует во многих типах опухолей [120, 121, 122] и может активироваться онкогенными сигнальными путями, такими как KRas и PI3K [123, 124], что позволяет предположить, что нижестоящий контроль метаболизма цистеина осуществляется важную онкогенную функцию.

Как уже упоминалось, одной из ключевых функций цистеина при раке является его роль в защите от реактивного кислорода как части нескольких антиоксидантных систем () [105]. Особое значение для этого обзора имеет метаболит-антиоксидант глутатион, который представляет собой трипептид, синтезированный из трех NEAA — цистеина, глутамата и глицина [56].Потенциальная важность метаболизма глутатиона при раке подтверждается наблюдением, что глутатион является одним из наиболее значительно повышенных метаболитов в опухолях по сравнению с нормальной тканью [125,126]. Кроме того, биосинтез глутатиона необходим для инициации и прогрессирования опухоли [113], а многочисленные онкогенные изменения способствуют биосинтезу глутатиона путем активации пути Keap1/Nrf2 [114, 123, 124]. Интересно, что, несмотря на то, что он является одним из наиболее распространенных метаболитов в раковых клетках, многие раковые клетки устойчивы к ингибированию биосинтеза глутатиона [113, 127], что свидетельствует о функциональной избыточности в клеточных антиоксидантных системах.Однако воздействие на биосинтез глутатиона как часть комбинированной терапии эффективно во многих случаях [43, 113, 127], что указывает на потенциальную роль ингибирования использования NEAA для биосинтеза глутатиона в качестве терапевтической стратегии.

2.9. Аргинин

Аргинин является компонентом цикла мочевины, метаболического пути, который превращает токсичный побочный продукт метаболизма аммиак в мочевину, которая выводится с мочой (). Этот процесс происходит преимущественно в печени, и было замечено, что цикл мочевины подавлен во многих опухолях [128].Механически подавление цикла мочевины в опухолях часто достигается за счет эпигенетического молчания двух генов цикла мочевины, ASS1 и ASL [129, 130, 131]. Считается, что подавление ASS1 и ASL в опухолях полезно для роста опухоли, поскольку оно отвлекает азот в аспартат для биосинтеза пиримидина [132]. Хотя это полезно для стимулирования анаболического метаболизма, подавление цикла мочевины препятствует синтезу этими опухолями аргинина de novo , что делает их зависимыми от поглощения аргинина из кровотока (133,134,135).Это делает эти опухоли чувствительными к ферментативному истощению аргинина в плазме, подход, который изучался в клинических испытаниях в качестве терапевтического варианта [136, 137, 138, 139]. Интересно, что в то время как повышенный биосинтез пиримидинов, обнаруженный в опухолях с дефицитом цикла мочевины, способствует пролиферации, он также вызывает дисбаланс уровней пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, что приводит к увеличению мутационной нагрузки [140]. Эта повышенная мутационная нагрузка, в свою очередь, увеличивает иммуногенность этих опухолей и повышает их чувствительность к ингибиторам контрольных точек [140].Таким образом, изменения метаболизма аргинина при раке являются прекрасным примером того, как метаболические изменения, поддерживающие рост опухоли, могут вызывать сопутствующие уязвимости, которые потенциально можно использовать для лечения рака.

2.10. Пролин

Пролин уникален среди протеиногенных аминокислот своей циклической формой, что позволяет варьировать структуру белка. Это особенно важно для таких белков, как коллаген, который содержит большое количество пролина и важен для структурных элементов внеклеточного матрикса () [141].Пролин может быть синтезирован из глутамата под действием P5C-синтазы и пирролин-5-карбоксилатредуктазы и может расщепляться пролиндегидрогеназой (также известной как пролиноксидаза) (). Пути биосинтеза и деградации пролина могут регулироваться MYC, демонстрируя, что метаболизм пролина также изменяется онкогенными сигнальными путями [142]. Интересно, что катаболизм пролина с помощью пролиндегидрогеназы, как было показано, способствует выживанию раковых клеток [143] и метастазированию [144], но также может иметь функцию подавления опухоли [145].Эти противоположные роли предполагают контекстно-зависимую роль метаболизма пролина при раке. Метаболизм пролина в опухолях также важен для биоэнергетики, осморегуляции, защиты от стресса и контроля апоптоза [146]. В дополнение к пути биосинтеза и поглощению пролина деградация коллагена во внеклеточном матриксе посредством макропиноцитоза может обеспечить дополнительный источник пролина для раковых клеток поджелудочной железы в условиях метаболического стресса [147]. Несмотря на эти избыточные источники пролина, доступные для опухолей, исследования профилей рибосом показали, что уровни пролина ограничивают синтез белка в некоторых опухолях [148].Это говорит о том, что нацеливание на метаболизм пролина может быть жизнеспособным терапевтическим вариантом лечения рака.

2.11. Тирозин

В отличие от других NEAA, которые находятся во взаимосвязанной сети метаболических путей, тирозин синтезируется из фенилаланина EAA с помощью фенилаланингидроксилазы (кодируется геном PAH ) (). Как уже упоминалось, тирозин не является незаменимым, но может стать незаменимым при фенилкетонурии, вызванной мутациями в гене PAH [14].Хотя о биологии тирозина при раке известно относительно немного, помимо его важности для синтеза белка, были предприняты попытки использовать преимущества метаболизма тирозина в клинике. Например, были разработаны методы визуализации ПЭТ на основе тирозина, которые могут быть эффективны при визуализации опухолей и терапевтических ответов [149, 150, 151]. Считается, что тирозиновые ПЭТ-трассеры эффективно считывают активность транспортера аминокислот LAT1 [152, 153], экспрессия и активность которого повышены во многих типах опухолей [154, 155].Интересно, что также существует тирозин-миметический препарат SM-88, который разрабатывается для лечения нескольких типов рака и проходит активные клинические испытания [156]. Хотя подробности о SM-88 ограничены, будет интересно увидеть результаты этих испытаний и узнать больше об этих усилиях по нацеливанию метаболизма тирозина для терапии.

Различные функции заменимых аминокислот при раке

Обзор

дои: 10.3390/раки11050675.

Принадлежности Расширять

Принадлежности

  • 1 Кафедра физиологии и биофизики, Онкологический центр Иллинойского университета, Иллинойский университет в Чикаго, Чикаго, Иллинойс 60612, США[email protected]
  • 2 Кафедра физиологии и биофизики, Онкологический центр Иллинойского университета, Иллинойский университет в Чикаго, Чикаго, Иллинойс 60612, США. [email protected]
Бесплатная статья ЧВК

Элемент в буфере обмена

Обзор

Бо-Хюн Чой и соавт.Раков (Базель). .

Бесплатная статья ЧВК Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

дои: 10.3390/раки11050675.

Принадлежности

  • 1 Кафедра физиологии и биофизики, Онкологический центр Иллинойского университета, Иллинойский университет в Чикаго, Чикаго, Иллинойс 60612, США. [email protected]
  • 2 Кафедра физиологии и биофизики, Онкологический центр Иллинойского университета, Иллинойский университет в Чикаго, Чикаго, Иллинойс 60612, США[email protected]

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Параметры отображения цитирования

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Помимо того, что они являются 11 из 20 аминокислот, необходимых для синтеза белка, заменимые аминокислоты играют множество важных ролей в метаболизме опухоли.Эти разнообразные функции включают обеспечение предшественников для биосинтеза макромолекул, контроль окислительно-восстановительного статуса и антиоксидантных систем, а также использование в качестве субстратов для посттрансляционных и эпигенетических модификаций. Это функциональное разнообразие вызвало большой интерес к нацеливанию на метаболизм заменимых аминокислот для лечения рака и послужило мотивом для разработки нескольких методов лечения, которые либо уже используются в клинике, либо в настоящее время проходят клинические испытания. В этом обзоре мы обсудим важные роли, которые каждая из 11 заменимых аминокислот играет в развитии рака, как связаны их метаболические пути и как исследователи работают над преодолением уникальных проблем, связанных с нацеливанием на метаболизм заменимых аминокислот для терапия рака.

Ключевые слова: аргинин; аспарагин; аспартат; рак; цистеин; глутамат; глютамин; глицин; пролин; серин.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

Взаимосвязанные пути несущественных…

Рисунок 1

Взаимосвязанные пути метаболизма заменимых аминокислот (NEAA).Глютамин и глутамат имеют…

Рисунок 1

Взаимосвязанные пути метаболизма заменимых аминокислот (NEAA). Глутамин и глутамат играют центральную роль в метаболизме заменимых аминокислот, и каждый из них может использоваться для синтеза других NEAA. Глутамат может быть использован для получения аланина, аспартата, серина и пролина. Аспартат далее используется для производства аспарагина (с азотом из глютамина) и может использоваться в цикле мочевины для производства аргинина.Серин жертвует метильные группы для одноуглеродного метаболизма и в процессе образует глицин. Серин также можно использовать в пути транссульфурации для получения цистеина. Тирозин является единственным NEAA, не связанным напрямую с другими, так как он синтезируется отдельно от фенилаланина. Зеленые кружки обозначают заменимые аминокислоты. Сокращения: Gln = глютамин; Glu = глутамат; Phe = фенилаланин; Tyr = тирозин; Ала = аланин; Про = пролин; Asp = аспартат; Asn = аспарагин; Arg = аргинин; Сер = серин; Gly = глицин; Мет = метионин; Цис = цистеин; α-KG = α-кетоглутарат; ALT1/2 = аланинаминотрансфераза 1/2; AST1/2 = аспартатаминотрансфераза 1/2; ASNS = аспарагинсинтетаза; ASS1 = аргининосукцинатсинтетаза 1; ASL = аргининосукцинатлиаза; BCAT1/2 = аминотрансфераза с разветвленной цепью 1/2; ГДГ = глутаматдегидрогеназа; ГЛС = глутаминаза; GS = глутаминсинтетаза; ОАА = оксалоацетат; ПАУ = фенилаланингидроксилаза; PHGDH = фосфоглицератдегидрогеназа; PSAT1 = фосфосеринаминотрансфераза 1; PSPH = фосфосеринфосфатаза; P5CS = пирролин-5-карбоксилатредуктаза; PRODH = пролиндегидрогеназа; PYCR = пирролин-5-карбоксилатредуктаза; Пир = пируват; 3-PG = 3-фосфоглицерат; 3-PHP = 3-фосфогидроксипируват; 3-ПС = 3-фосфосерин; SHMT1/2 = серингидроксиметилтрансфераза-1/2; ТГФ = тетрагидрофолат; 5,10-мТГФ = 5,10-метилентетрагидрофолат; NH 3 = аммиак.

Рисунок 2

Различные функциональные роли…

Рисунок 2

Разнообразные функциональные роли NEAA при раке. Заменимые аминокислоты имеют разнообразные…

фигура 2

Разнообразные функциональные роли NEAA при раке.Заменимые аминокислоты выполняют разнообразные функции в раковых клетках. НАДФН = никотинамидадениндинуклеотидфосфат.

Похожие статьи

  • Ориентация на метаболическую ось пролин-глутамин-аспарагин-аргинин в терапии рака с голоданием аминокислот.

    Куо М.Т., Чен Х.Х.В., Фьюн Л.Г., Саварадж Н. Куо М.Т. и др.Фармацевтика (Базель). 2021 18 января; 14 (1): 72. doi: 10.3390/ph24010072. Фармацевтика (Базель). 2021. PMID: 33477430 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

  • Метаболизм заменимых аминокислот при раке молочной железы.

    Гек Р.С., Токер А. Гек Р.С. и др. Ад Биол Регул. 2016 сен;62:11-17. doi: 10.1016/j.jbior.2016.01.001. Epub 2016 21 января. Ад Биол Регул. 2016.PMID: 26838061 Обзор.

  • Белок.

    Уотфорд М., Ву Г. Уотфорд М. и др. Ад Нутр. 2018 сен 1; 9 (5): 651-653. doi: 10.1093/advanced/nmy027. Ад Нутр. 2018. PMID: 30060014 Бесплатная статья ЧВК.

  • Перепрограммирование серинового, глицинового и одноуглеродного метаболизма при раке.

    Ли А.М., Йе Дж. Ли А.М. и др. Биохим Биофиз Акта Мол Базис Дис. 2020 1 октября; 1866(10):165841. doi: 10.1016/j.bbadis.2020.165841. Epub 2020 19 мая. Биохим Биофиз Акта Мол Базис Дис. 2020. PMID: 32439610 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

  • Метаболизм глутамата, глутамина, аспартата, аспарагина, глюкозы и кетоновых тел в клетках щеточной каемки кишечника кур.

    Портеус Дж. В. Портеус Дж. В. Biochem J. 15 июня 1980 г.; 188(3):619-32. дои: 10.1042/bj1880619. Биохим Дж. 1980. PMID: 7470024 Бесплатная статья ЧВК.

Цитируется

33 статьи
  • P5C как интерфейс взаимопревращаемых аминокислот пролина и его роль в регуляции выживания клеток и апоптоза.

    Халецкая М., Казберук А., Палка Ю., Суражинский А. Халецка М. и соавт. Int J Mol Sci. 2021 29 октября; 22 (21): 11763. дои: 10.3390/ijms222111763. Int J Mol Sci. 2021. PMID: 34769188 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

  • Измененный метаболический профиль сыворотки, оцененный с помощью расширенного 1H-ЯМР у пациентов с раком молочной железы.

    Гума Х., Адриа-Себриан Х., Руис-Агуадо Б., Альбакар К., Жирона Х., Родригес-Кальво Р., Мартинес-Микаэло Н., Лам Э.В.Ф., Масана Л., Гуайта-Эстеруэлас С.Гума Дж. и др. Раков (Базель). 2021 25 августа; 13 (17): 4281. doi: 10.3390/раки13174281. Раков (Базель). 2021. PMID: 34503091 Бесплатная статья ЧВК.

  • Химические, питательные и физико-химические свойства бурых водорослей, Sargassum polycystum C. Agardh (Phaeophyceae) Собраны в Порт-Диксоне, полуостров Малайзия.

    Назарудин М.Ф., Алиас Н.Х., Балакришнан С., Ван Хаснан ВНИ, Нур Мазли НАИ, Ахмад М.И., Мд Ясин И.С., Иша А., Алию-Пайко М.Назарудин М.Ф. и соавт. Молекулы. 2021 авг 27;26(17):5216. doi: 10,3390/молекулы26175216. Молекулы. 2021. PMID: 34500650 Бесплатная статья ЧВК.

  • Интегративное метаболомное и липидомное профилирование плоскоклеточной карциномы легкого для характеристики метаболитов и интактных видов липидов, связанных с метастатическим потенциалом.

    Lee H, Lee H, Park S, Kim M, Park JY, Jin H, Oh K, Bae J, Yang Y, Choi HK.Ли Х и др. Раков (Базель). 2021 19 августа; 13 (16): 4179. doi: 10.3390/раки13164179. Раков (Базель). 2021. PMID: 34439333 Бесплатная статья ЧВК.

  • Метаболические изменения в предраковом развитии, выявленные с помощью нецелевого метаболического анализа.

    Мюллюмяки Х., Асторга Йоханссон Дж., Градос Порро Э., Эллиот А., Мозес Т., Фэн Ю. Myllymäki H, et al. Front Cell Dev Biol.2021 3 августа; 9: 684036. doi: 10.3389/fcell.2021.684036. Электронная коллекция 2021. Front Cell Dev Biol. 2021. PMID: 34414180 Бесплатная статья ЧВК.

использованная литература

    1. Ханахан Д., Вайнберг Р.А. Отличительные признаки рака: следующее поколение. Клетка. 2011; 144:646–674. doi: 10.1016/j.cell.2011.02.013. — DOI — пабмед
    1. Варбург О., Винд Ф., Негелейн Э. Метаболизм опухолей в организме. J. Gen. Physiol. 1927; 8: 519–530. doi: 10.1085/jgp.8.6.519. — DOI — ЧВК — пабмед
    1. Варбург О.О происхождении раковых клеток. Наука. 1956; 123: 309–314. doi: 10.1126/наука.123.3191.309. — DOI — пабмед
    1. Флетчер Дж.В., Джулбегович Б., Соарес Х.П., Сигель Б.А., Лоу В.Дж., Лайман Г.Х., Коулман Р.Э., Валь Р., Пасхольд Дж.К., Аврил Н. и др. Рекомендации по применению ПЭТ с 18F-ФДГ в онкологии. Дж. Нукл. Мед. 2008; 49: 480–508. doi: 10.2967/jnumed.107.047787. — DOI — пабмед
    1. Орел Х.Пищевые потребности клеток млекопитающих в культуре тканей. Наука. 1955; 122: 501–514. doi: 10.1126/наука.122.3168.501. — DOI — пабмед

Показать все 157 ссылок

незаменимых и заменимых аминокислот: различия и роли — видео и расшифровка урока

Незаменимые аминокислоты

Ваше тело работает как миксер, который принимает 20 различных аминокислот, смешивает и соединяет их вместе в связанные цепочки, которые различаются по длине и последовательности, что-то вроде бисерного ожерелья с бусинами разных форм и цветов.

Из этих 20 аминокислот 10 являются незаменимыми, поэтому вы потребляете их вместе с белковосодержащими продуктами, такими как мясо, рыба, птица, яйца и определенные комбинации растительных белков. Эти продукты расщепляются в вашем пищеварительном тракте на отдельные аминокислоты, которые затем снова собираются вашим телом для производства широкого спектра необходимых ему белков.

Вы можете запомнить названия 10 незаменимых аминокислот, используя мнемонику PVT TIM HALL . Буква P в PVT означает фенилаланин, химический состав которого состоит из большой боковой цепи, так что нам нужно начать нашу мнемонику с чего-то большого.Следующим идет Валин, что звучит несколько «доблестно», что хорошо ассоциируется с рядовым в армии. За ним следует треонин, и эта «три» в начале хороша, потому что это третья аминокислота в нашей мнемонике.

Далее мы видим, что TIM означает триптофан, изолейцин и метионин. Поскольку рядовой Тим служит в армии, он совершает много «поездок» за границу, что держит его «изолированным» от своей семьи, но Тим очень патриотичен, поэтому он видит, что есть «метод» для этой сводящей с ума потребности в поездках.Фамилия Тима — HALL , и эти буквы обозначают остальные незаменимые аминокислоты: гистидин, аргинин, лейцин и лизин. Рядовой Тим Холл гордится своим «прошлым» в качестве военнослужащего, и хотя путешествие временами было «тяжелым», он чувствует себя «счастливчиком», когда ему удается «лежать» руками на земле США.

Теперь, прежде чем двигаться дальше, мы можем вернуться к незаменимой аминокислоте аргинину и поставить рядом с ней звездочку. Это потому, что аргинин необходим только в периоды быстрого роста и развития, например, в детстве.Аргинин может вырабатываться организмом, что делает его частично несущественным, но он может не вырабатываться в достаточном количестве в периоды повышенного спроса, поэтому мы называем его полунеобходимым.

Вы заметили, что большинство наших аминокислот оканчиваются на -ine ? Это не жесткое и быстрое правило для обозначения этих веществ, но вы должны помнить об этом, потому что это может быть полезной подсказкой при определении незаменимых и заменимых аминокислот.

Заменимые аминокислоты

Теперь давайте посмотрим на оставшиеся 10 аминокислот, которые являются заменимыми.Как мы узнали, они могут быть сделаны вашим телом с использованием доступных веществ или посредством метаболических процессов.

Незаменимые аминокислоты можно запомнить, используя мнемоническую фразу «Почти все девушки сходят с ума после того, как их забрали за покупками на выпускной», которая означает аланин, аспарагин, глутамат, глутамин, цистеин, аспартат, глицин, тирозин, пролин и серин.

Теперь вам нужно запомнить много заменимых аминокислот, поэтому вам может быть полезно вспомнить, что любая аминокислота, которая начинается с букв в слове GAS , является заменимой.Конечно, чтобы этот трюк сработал, мы должны помнить, что аргинин является частично незаменимым.

Краткое содержание урока

Давайте повторим.

Аминокислоты являются основными строительными блоками белков. Незаменимые аминокислоты могут вырабатываться организмом, в то время как незаменимые аминокислоты не могут вырабатываться организмом, поэтому вы должны получать их из своего рациона. У вас должны быть все аминокислоты, чтобы ваше тело могло вырабатывать широкий спектр необходимых ему белков.Белок необходим для ремонта, роста и поддержания клеток.

Вы можете запомнить названия 10 незаменимых аминокислот, используя мнемонику PVT TIM HALL . PVT означает фенилаланин с его большой боковой цепью; доблестный Валин; и третья незаменимая аминокислота – треонин. TIM означает триптофан, изолейцин и метионин, и мы узнали, что рядовой Тим совершает много «путешествий», что держит его «в изоляции», однако он видит, что в его путешествиях есть «метод». HALL означает гистидин, аргинин, лейцин и лизин. Рядовой Холл гордится своей военной «историей», и хотя путешествие «тяжелое», он чувствует себя «счастливчиком», когда ему удается «лежать» руками на земле США.

Остальные 10 заменимых аминокислот можно запомнить, используя мнемонику Почти все девушки сходят с ума после того, как их позвали на выпускной , что означает аланин, аспарагин, глутамат, глутамин, цистеин, аспартат, глицин, тирозин, пролин и серин. .Мы заметили, что аминокислоты, начинающиеся с одной из букв в слове GAS , не являются незаменимыми. Конечно, это принимает во внимание нашу незаменимую аминокислоту аргинин.

Результаты обучения

Посмотрев этот видеоурок, укрепите свои способности в следующих областях:

  • Сравните заменимые и незаменимые аминокислоты
  • Вспомните, сколько существует незаменимых аминокислот, и назовите их названия
  • Укажите, сколько существует заменимых аминокислот

Разница между незаменимыми и заменимыми аминокислотами

В этой статье мы обсудим разницу между незаменимыми и заменимыми аминокислотами.Аминокислота представляет собой органическое соединение, которое объединяется с образованием белков, поэтому как аминокислоты, так и белки являются строительными блоками жизни. Аминокислоты остаются после расщепления или переваривания белков, кроме того, человеческий организм использует аминокислоты для производства белков, которые помогают расщеплять пищу, расти, восстанавливать ткани тела и выполнять различные функции организма. Поэтому аминокислоты также называют основными строительными блоками белков.

Классификация аминокислот

Аминокислоты можно разделить на три группы, а именно незаменимые аминокислоты, заменимые аминокислоты и условные аминокислоты.

  1. Незаменимые аминокислоты: Аминокислоты, которые не могут быть синтезированы или выработаны организмом и требуются в пищевых добавках, называются незаменимыми аминокислотами. Существует 9 незаменимых аминокислот, в том числе лейцин, изолейцин, гистидин, лизин, метионин, треонин, фенилаланин, триптофан и валин.

  2. Заменимые аминокислоты: Аминокислоты, которые вырабатываются или синтезируются нашим организмом и не используются в качестве пищевых добавок, называются заменимыми аминокислотами.Всего существует 20 аминокислот, общих для всех форм жизни, и заменимыми аминокислотами из них являются аргинин, аланин, аспарагиновая кислота, аспарагин, цистеин, глутамин, глутаминовая кислота, пролин, глицин, серин и тирозин. Без этих аминокислот нашему организму будет трудно производить белки, необходимые для восстановления, роста и поддержания клеток.

  3. Условные аминокислоты: некоторые из аминокислот, которые обычно не являются незаменимыми, но во время болезни и стресса могут стать незаменимыми, называются условно аминокислотами.Это может потребоваться в таких условиях, как недоношенность у младенцев. Шесть условных аминокислот включают цистеин, аргинин, тирозин, глютамин, орнитин, глицин, серин и пролин.

Наше тело смешивает 20 различных аминокислот, а также смешивает и соединяет их в связанную цепь. Когда мы едим мясо, рыбу, птицу, яйца и растительные белки, эти продукты расщепляются в пищеварительном тракте на отдельные аминокислоты и снова собираются в нашем организме, образуя широкий спектр белков.

[изображение будет загружено в ближайшее время]

разница между существенными и несущественными аминокислотами

9044 0

4

0 0

Несущественные аминокислоты

Определение

Они не могут быть произведены организмом, поэтому они необходимы в нашем рационе или пищевых добавках.

Они могут быть изготовлены нашим органом или всегда доступны.

Номер

Из 20 аминокислот известно 9 незаменимых аминокислот.

Известно, что 11 из 20 аминокислот являются заменимыми аминокислотами.

Источники пищи

Различные источники пищи, содержащие незаменимые аминокислоты, включают киноа, яйца, мясо, курицу и белок овощей.

Они могут производиться в нашем организме из других аминокислот и их компонентов.

Функции

Эти функции участвуют в построении и восстановлении мышечной ткани и образуют молекулы-предшественники для образования нейротрансмиттеров в головном мозге.

Они очень полезны для выведения токсинов, улучшения работы мозга и синтеза эритроцитов и лейкоцитов в организме.

Дефицит известен

Дефицит этих аминокислот весьма вероятен, так как они восполняются с помощью пищи и правильного питания.

Дефицит этих аминокислот встречается редко, так как может вырабатываться организмом, однако в случае голодания и болезней дефицит может наблюдаться.

6
6

Названия

Лейцин, изолейцин, гистидин, лизин, метионин, треонин, фенилаланин, триптофан и валин

Аргинин, аланин, аспарагиновая кислота, аспарагина, цистеин, глютамин, глутамическая кислота, пролин, глицин, серин и тирозин.

Аминокислоты: полезные свойства и источники питания

Что такое аминокислоты?

Аминокислоты являются строительными блоками белка.Белки представляют собой длинные цепочки аминокислот. В вашем организме есть тысячи различных белков, каждый из которых выполняет важную работу. Каждый белок имеет свою последовательность аминокислот. Последовательность заставляет белок принимать разные формы и выполнять разные функции в организме.

Вы можете думать об аминокислотах как о буквах алфавита. Когда вы комбинируете буквы различными способами, вы получаете разные слова. То же самое и с аминокислотами — когда вы комбинируете их различными способами, вы получаете разные белки.

Какие существуют типы аминокислот?

Ваше тело нуждается в 20 различных видах аминокислот для правильного функционирования. Эти 20 аминокислот комбинируются по-разному, чтобы в организме образовывались белки.

Ваше тело вырабатывает сотни аминокислот, но не может вырабатывать девять необходимых вам аминокислот. Это так называемые незаменимые аминокислоты. Вы должны получать их из пищи, которую едите. Девять незаменимых аминокислот:

  • Гистидин : Гистидин помогает вырабатывать химическое вещество мозга (нейротрансмиттер), называемое гистамином.Гистамин играет важную роль в иммунной функции организма, пищеварении, сне и сексуальной функции.
  • Изолейцин : Изолейцин участвует в мышечном метаболизме и иммунной функции организма. Это также помогает вашему телу вырабатывать гемоглобин и регулировать энергию.
  • Лейцин : Лейцин помогает организму вырабатывать белок и гормоны роста. Он также помогает наращивать и восстанавливать мышечную ткань, заживлять раны и регулировать уровень сахара в крови.
  • Лизин : Лизин участвует в производстве гормонов и энергии.Это также важно для кальция и иммунной функции.
  • Метионин : Метионин способствует росту тканей организма, метаболизму и детоксикации. Метионин также помогает усвоению основных минералов, включая цинк и селен.
  • Фенилаланин : Фенилаланин необходим для производства химических мессенджеров вашего мозга, включая дофамин, адреналин и норадреналин. Это также важно для производства других аминокислот.
  • Треонин : Треонин играет важную роль в коллагене и эластине. Эти белки обеспечивают структуру вашей кожи и соединительной ткани. Они также помогают формировать сгустки крови, которые помогают предотвратить кровотечение. Треонин играет важную роль в жировом обмене и вашей иммунной функции.
  • Триптофан : Триптофан помогает поддерживать правильный баланс азота в организме. Он также помогает вырабатывать химическое вещество мозга (нейротрансмиттер), называемое серотонином. Серотонин регулирует ваше настроение, аппетит и сон.
  • Валин : Валин участвует в росте мышц, регенерации тканей и выработке энергии.

Ваше тело вырабатывает остальные 11 необходимых вам аминокислот. Это так называемые незаменимые аминокислоты. Заменимыми аминокислотами являются аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, цистеин, глутаминовая кислота, глутамин, глицин, пролин, серин и тирозин.

Некоторые заменимые аминокислоты классифицируются как условные. Это означает, что они считаются необходимыми только тогда, когда вы больны или испытываете стресс.Условные аминокислоты включают аргинин, цистеин, глютамин, тирозин, глицин, орнитин, пролин и серин.

Какова структура аминокислоты?

Аминокислота является органическим химическим веществом. Органические химические вещества содержат углерод-водородные связи. Все аминокислоты имеют одинаковую основную структуру. Каждая молекула имеет центральный атом углерода, связанный вместе с основной аминогруппой, группой карбоновой кислоты, атомом водорода и R-группой или группой боковой цепи. Группа R — это то, что отличает аминокислоты друг от друга.R-группа определяет химическую природу каждой аминокислоты. Химическая природа определяет, как он будет взаимодействовать с другими аминокислотами и окружающей средой.

Аминокислоты соединяются пептидными связями и становятся белками. Затем силы других аминокислот и эффекты их R-групп сворачивают белок в определенные трехмерные формы.

Что делают аминокислоты?

Ваше тело использует аминокислоты для производства белков. Различные типы аминокислот и способ их соединения определяют функцию каждого белка.Таким образом, аминокислоты участвуют во многих важных ролях в вашем организме. Аминокислоты помогают:

  • Разбить еду.
  • Выращивание и восстановление тканей тела.
  • Вырабатывать гормоны и химические вещества для мозга (нейротрансмиттеры).
  • Предоставить источник энергии.
  • Поддерживайте здоровье кожи, волос и ногтей.
  • Нарастить мышечную массу.
  • Укрепите свою иммунную систему.
  • Поддерживайте нормальное пищеварение.

Сколько аминокислот мне нужно?

Вам не нужно есть продукты с аминокислотами при каждом приеме пищи, но важно поддерживать их баланс в течение дня.Рекомендуемая суточная доза каждой из незаменимых аминокислот на каждые 2,2 фунта массы тела составляет:

  • Гистидин : 14 миллиграммов
  • Изолейцин : 19 миллиграммов
  • Лейцин : 42 миллиграмма
  • Лизин : 38 миллиграммов
  • Метионин : 19 миллиграммов
  • Фенилаланин : 33 миллиграмма
  • Треонин : 20 миллиграммов
  • Триптофан : 5 миллиграммов
  • Валин : 24 миллиграмма

Какие продукты содержат аминокислоты?

Незаменимые аминокислоты можно найти во многих различных продуктах.Лучшие источники аминокислот содержатся в животных белках, таких как говядина, птица и яйца. Животные белки наиболее легко усваиваются и используются организмом.

Продукты, содержащие все девять незаменимых аминокислот, называются полноценными белками. Эти продукты включают говядину, птицу, рыбу, яйца, молочные продукты, сою, лебеду и гречку.

Продукты, которые содержат некоторые, но не все незаменимые аминокислоты, называются неполными белками. Эти продукты включают орехи, семена, бобы и некоторые зерна. Если вы придерживаетесь вегетарианской или веганской диеты, вам необходимо включить несколько типов неполных белков, чтобы убедиться, что вы потребляете все девять незаменимых аминокислот.

Должен ли я принимать добавки с аминокислотами?

Обычно вы можете получить все незаменимые аминокислоты, необходимые вашему организму, соблюдая здоровую сбалансированную диету. Некоторые люди принимают добавки с аминокислотами, чтобы улучшить сон, улучшить настроение и улучшить спортивные результаты. Но Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) не одобрило эти добавки. Вы должны поговорить со своим лечащим врачом, прежде чем начинать принимать какие-либо добавки, включая добавки с аминокислотами.

Записка из клиники Кливленда

Аминокислоты являются строительными блоками белков.Это молекулы, которые нужны всем живым существам для производства белка, и вам нужно 20 из них, чтобы ваше тело функционировало должным образом. Ваше тело производит 11 необходимых аминокислот. Хорошая новость заключается в том, что вам не нужно делать ничего особенного, чтобы получить оставшиеся девять аминокислот, в которых нуждается ваш организм. Просто нужно питаться сбалансированно. Сосредоточьтесь на полноценных белках — продуктах, содержащих все девять незаменимых аминокислот, таких как мясо, яйца и молочные продукты. Неполноценные белки, такие как орехи и бобы, тоже хороши. Поговорите со своим лечащим врачом, если вам нужна помощь или предложения по получению достаточного количества аминокислот в вашем рационе.

Что такое незаменимые и заменимые аминокислоты?

Говоря о здоровье и фитнесе, мы иногда слышим научные термины, описывающие тело. Но мы не всегда можем точно понять, что означают эти термины. Вы когда-нибудь задумывались, что такое аминокислоты и почему они так важны? Или в чем разница между незаменимыми и заменимыми аминокислотами?

Аминокислоты можно назвать «кирпичиками» белка, и они являются важной частью каждого человеческого организма.Существует 20 различных аминокислот, девять из которых называются «незаменимыми», а 11 — «заменимыми». Человеческому организму нужны все 20 этих аминокислот в той или иной степени, чтобы быть здоровым и полностью функциональным. Все 20 имеют различную химическую структуру и используются для разных целей, таких как формирование нейротрансмиттеров, формирование гормонов и производство энергии. Но их основная роль заключается в построении белков.

Белок входит в состав каждой клетки человеческого тела и необходим для его функционирования.Белок помогает строить и восстанавливать ткани, такие как кожа и мышцы, а также помогает вырабатывать антитела и инсулин. Всего из 20 аминокислот организм способен генерировать многие тысячи уникальных белков с разными функциями. Каждый из этих белков содержит от 50 до 2000 аминокислот, соединенных в различной последовательности. После того, как все эти аминокислоты соединены вместе, они складываются и скручиваются, придавая определенную форму. Эта уникальная форма является определяющим фактором того, что белок делает для организма.

Всего из 9 незаменимых и 11 заменимых аминокислот организм способен генерировать многие тысячи уникальных белков с различными функциями.

Так в чем же разница между незаменимыми и заменимыми аминокислотами? Как они по-разному работают с телом и зачем нужен каждый тип?

Незаменимые аминокислоты

Прежде всего, это незаменимые аминокислоты. Это девять аминокислот, которые ваше тело не может вырабатывать самостоятельно, и которые вы должны получать, употребляя в пищу различные продукты.Взрослым необходимо есть продукты, содержащие следующие восемь аминокислот: метионин, валин, триптофан, изолейцин, лейцин, лизин, треонин и фенилаланин. Гистидин, девятая аминокислота, необходим только младенцам.

Вместо того, чтобы запасаться незаменимыми кислотами, организм регулярно использует их для создания новых белков. Следовательно, организм нуждается в постоянном, в идеале ежедневном, поступлении этих аминокислот, чтобы оставаться здоровым.

Заменимые аминокислоты

Другим типом являются заменимые аминокислоты, 11 из которых существуют и синтезируются в организме.Таким образом, хотя они и являются важной частью строительных белков, их не нужно включать в повседневный рацион. Восемь из этих заменимых кислот также известны как «условные», что означает, что организм может быть не в состоянии производить их в достаточном количестве при сильном стрессе или болезни.

Так что теперь — большой вопрос. Как мы можем убедиться, что мы удовлетворяем потребности нашего организма в аминокислотах с помощью нашего рациона? Ответ на удивление достаточно прост: все, что нам нужно делать, это съедать рекомендуемое количество белка каждый день и употреблять разнообразные цельные продукты.Белки животного происхождения называются полноценными белками, потому что они естественным образом содержат все девять незаменимых аминокислот в каждой порции. Но что делать тем из нас, кто не хочет есть мясо? Какие у нас варианты?

Растительные белки, за исключением квиноа и некоторых других, содержат меньше незаменимых аминокислот и поэтому называются неполноценными белками. Однако, питаясь разнообразной пищей из овощей, злаков и бобовых, вы можете легко создать полноценный белок. Еще один отличный вариант — включить в свой рацион веганский протеиновый порошок полного спектра.Например, попробуйте белок пророщенного коричневого риса, который легко усваивается, биодоступен и содержит полный спектр аминокислот.

Как бы вы ни решили питать свое тело, убедитесь, что ваш рацион богат цельными продуктами и растительной жизнью. При этом вы можете быть уверены, что ваше тело получает полный аминокислотный профиль и, следовательно, готово к процветанию.

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *