Aminokwasy

Aminokwasy to związki, które są dla organizmu człowieka bardzo ważne. Wielokrotnie z pojęciem aminokwasów spotykamy się w kontekście utrzymania zdrowia i formy u sportowców, jednak substancje te mają dużo większe znaczenie i warto poznać ich rodzaje oraz właściwości.

Aminokwasy – czym są? Charakterystyka

Aminokwasy to związki organiczne, pochodzące od organizmów żywych. Sama nazwa aminokwas to skrót od pełnej nazwy: kwas α-amino karboksylowy. Istnieje kilka rodzajów aminokwasów białkowych, czyli takich, które łączą się ze sobą, tworząc białko, przez co stają się one składnikiem niezbędnym dla prawidłowego funkcjonowania i rozwoju człowieka.

Aminokwasy składają się z azotu, węgla, wodoru i tlenu. Charakterystyczne dla nich są zmienne długości łańcucha bocznego. Człowiek potrzebuje aż 20 aminokwasów, aby móc zachować dobrą kondycję i choć każdy z nich jest istotny, tylko dziewięć z nich jest klasyfikowanych jako niezbędne. Należą do nich:

• histydyna;
• izoleucyna;
• treonina;
• tryptofan;
• leucyna;
• lizyna;
• metionina;
• fenyloalanina;
• walina.

Człowiek wykazuje zdolność samodzielnej syntezy jedenastu z dwudziestu aminokwasów. Pozostałe nie są wytwarzane przez organizm, co oznacza, że trzeba dostarczać je wraz z pożywieniem lub w postaci suplementów diety.

Rola białka w organizmie człowieka

Zanim zajmiemy się podziałem aminokwasów, warto zapoznać się z rolą białka w naszym organizmie. Aminokwasy to związki, które mają duże znaczenie dla prawidłowej budowy białka, bez którego człowiek nie jest w stanie funkcjonować. Wiedząc, jak ważne są dla nas proteiny, zrozumiemy, dlaczego uzupełnianie niedoboru aminokwasów ma tak duże znaczenie.

Białka stanowią ok. 20% całej masy człowieka i są najważniejszym środkiem budulcowym organizmów żywych. Są to związki wielkocząsteczkowe, zbudowane właśnie z aminokwasów. Białka mogą przyjmować różną budowę chemiczną, kształt oraz funkcje. Ich znaczenie dla organizmu człowieka jest bardzo duże i polega między innymi na:

• odbudowie zużywających się tkanek;
• są podstawowym składnikiem krwi, limfy, mleka, hormonów, enzymów;
• wchodzą w skład komórek odpornościowych;
• utrzymują prawidłowe pH płynów ustrojowych;
• są nośnikiem niektórych witamin i minerałów;
• biorą udział w regulacji ciśnienia krwi.

Zbyt niska synteza białek może skutkować niedoborem tych związków, co z kolei prowadzi do zahamowania wzrostu i rozwoju, problemów z regeneracją tkanek, pogorszenia odporności, a także zaburza procesy myślowe oraz funkcjonowanie mózgu. Tymczasem trudno jest uzupełnić niedobór białka, jeżeli cierpimy na niedobór aminokwasów, gdyż jedne i drugie związki są ze sobą ściśle powiązane. W związku z tym warto zwrócić uwagę na to, aby w naszej diecie znalazły się odpowiednie ilości aminokwasów. Człowiek niektóre z nich syntezuje samodzielnie, jednak inne musi dostarczać z zewnątrz.

Jak dzielą się aminokwasy? Rodzaje

Aminokwasy dzielą się na dwa główne rodzaje:

• endogenne – czyli takie, które organizm syntezuje samodzielnie, ich zapotrzebowanie może być całkowicie pokryte właśnie w ten sposób. Zaliczamy do nich aminokwasy takie jak: alanina, asparagina, kwas asparaginowy, glutamina, kwas glutaminowy, glicyna, prolina, seryna, tyrozyna, cysteina;
• aminokwasy egzogenne – nazywane też niezbędnymi. Człowiek nie syntezuje ich samodzielnie, co oznacza, że należy dostarczać je z zewnątrz. Do tej grupy zaliczamy: lizynę, tryptofan, fenyloalaninę, treoninę, walinę, leucynę, izoleucynę, metioninę, a u niemowląt także histydynę.

Przegląd i funkcje najważniejszych aminokwasów

Każdy aminokwas ma swoje własne, indywidualne funkcje. Warto poznać, jak działają na organizm najważniejsze z 20 aminokwasów.

Aminokwasy endogenne

Alanina bierze udział w:

• metabolizmie wątroby i mięśni;
• regulacji poziomu cukru we krwi;
• metabolizmie kwasów organicznych;
• wzmacnianiu funkcji układu odpornościowego;
• produkcji przeciwciał.

Alanina uczestniczy w procesach, pozwalających przekształcić glukozę w energię, która następnie jest wykorzystywana przez komórki organizmu.

Asparagina

• Jest niezbędna w syntezie glikoprotein. Poprawia funkcjonowanie wątroby i zwiększa odporność na zmęczenie.

Kwas asparaginowy

• wzmacnia układ odpornościowy;
• sprzyja usuwaniu amoniaku z organizmu;
• jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania mózgu i układu nerwowego;
• jest niezbędny do syntezy przeciwciał oraz poprawnego działania DNA i RNA;
• odgrywa ważną rolę w cyklu Krebsa;
• jest potrzebny do utrzymania prawidłowych funkcji metabolicznych i dostarczania energii na poziomie komórkowym.

Glutamina

• stanowi dobre źródło energii dla komórek śluzowych jelit;
• wzmacnia układ odpornościowy;
• jest substratem do produkcji limfocytów i makrofagów;
• ma duże znaczenie dla procesów metabolicznych, zachodzących w mózgu i nerkach.

Kwas glutaminowy

• jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego;
• pobudza pracę mózgu;
• niweluje zmęczenie;
• wchodzi w skład glutationu, który jest jednym z najsilniejszych przeciwutleniaczy;
• pobudza detoksykację organizmu, przekształcając toksyczny amoniak w bezpieczną glutaminę;
• sprzyja wzrostowi poziomu inteligencji;
• poprawia zdolności poznawcze i przejrzystość myślenia;
• sprzyja poprawie nastroju;
• jest istotny dla prawidłowego metabolizmu węglowodanów.

Glicyna

• jest bardzo ważna dla prawidłowej syntezy hemoglobiny;
• uczestniczy w syntezie zasad azotowych, puryn i pirymidyn, które są niezbędne do wytwarzania materiału genetycznego;
• wchodzi w skład glutationu;
• wspomaga oczyszczanie organizmu z toksyn.

Prolina

• jest składnikiem tkanek podporowych organizmu, zwłaszcza białka i kolagenu;
• wzmacnia działanie mięśnia sercowego;
• nadaje elastyczność naczyniom krwionośnym, sprzyjając profilaktyce miażdżycy.

Seryna:

• uczestniczy w syntezie zasad azotowych puryn i pirymidyn, które są niezbędne do wytwarzania materiału genetycznego;
• wykazuje działanie redukujące ból;
• bierze udział w hydrolizie wiązań peptydowych, a więc wspomaga trawienie białka;
• jest prekursorem wielu innych aminokwasów;
• niski poziom tego związku przyczynia się do rozwoju syndromu chronicznego zmęczenia i fibromalgii.

Tyrozyna

• jest niezbędna do syntezy hormonów tarczycy i nadnerczy;
• jest substratem produkcji barwników organizmu (melanin) oraz substancji, zmniejszających ból (enkefalin);
• zwiększa stężenie różnych neuroprzekaźników w organizmie.

Cysteina

• składnik glutationu;
• jest niezbędna do wytwarzania białych krwinek;
• sprzyja budowaniu odporności organizmu;
• spowalnia procesy starzenia;
• wpływa na utrzymanie dobrej kondycji włosów, skóry i paznokci.

Aminokwasy egzogenne

Tych aminokwasów nasze ciało nie wytwarza samodzielnie, warto więc zwrócić uwagę na ich funkcje, aby wiedzieć, dlaczego tak ważne jest uzupełnianie ich za pomocą diety i suplementacji.

Lizyna

• sprzyja lepszemu wchłanianiu wapnia;
• jest niezbędna do wzrostu i rozwoju chrząstek oraz ścięgien;
• chroni przed rozpadem białek mięśniowych w przypadku nadmiernej aktywności lub stresu;
• przyspiesza procesy regeneracji po urazach;
• zwiększa poziom energii;
• sprzyja regulacji poziomu glukozy we krwi.

Tryptofan

• bierze udział w syntezie witaminy PP;
• jest niezbędny do powstawania neuroprzekaźników, takich jak serotonina i melatonina;
• jest składnikiem płytek krwi;
• występuje w błonie śluzowej przewodu pokarmowego i tkance nerwowej;
• poprawia działanie mózgu i układu nerwowego;
• redukuje objawy depresji;
• zmniejsza napięcie.

Fenyloalanina

• jest prekursorem tyrozyny i wraz z nią uczestniczy w syntezie adrenaliny;
• jej niedobór prowadzi do spadków energii, pogorszenia pamięci, obniżenia nastroju.

Treonina

• wspomaga funkcjonowanie wielu układów i narządów: nerwowego, krążenia, układu odpornościowego, wątroby;
• bierze udział w budowie mocnych kości i zębów;
• przyspiesza gojenie się ran;
• sprzyja procesom trawienia tłuszczów i zapobiega ich gromadzeniu się w wątrobie.

Walina

• uczestniczy w budowie mięśni i zapobiega ich rozpadowi podczas wysiłku;
• sprzyja zwiększeniu wytrzymałości;
• jest ważna dla utrzymania sprawnego układu nerwowego i odpornościowego.

Leucyna

• uczestniczy w procesach regeneracyjnych mięśni i kości;
• chroni przed rozpadem białek mięśniowych;
• sprzyja regulacji poziomu cukru we krwi;
• uczestniczy w syntezie hormonu wzrostu;
• polecana dla osób na redukcji, ponieważ przyspiesza procesy spalania tkanki tłuszczowej.

Izoleucyna

• uczestniczy w budowie mięśni i chroni przed rozpadem białek mięśniowych;
• sprzyja regeneracji po urazach;
• zwiększa poziom energii;
• uczestniczy w regulacji poziomu glukozy we krwi.

Metionina

• jest niezbędna do prawidłowego wzrostu;
• działa ochronnie na komórki wątroby;
• uczestniczy w syntezie choliny, keratyny;
• bierze udział w metabolizmie tłuszczów;
• jest donorem siarki, która wykorzystywana jest do syntezy przeciwutleniaczy.

Histydyna

• niezbędna w okresie wzrostu;
• uczestniczy w syntezie kwasów nukleinowych, hemoglobiny i enzymów;
• reguluje poziom wykorzystania mikroelementów przez organizm;
• jest prekursorem histaminy, uwalnianej przez układ odpornościowy w przypadku reakcji alergicznej.

Jaka jest rola aminokwasów w organizmie?

Głównym zadaniem aminokwasów jest budowa białek, jednak nie jest to ich jedyna rola. To właśnie dzięki tym związkom możliwa staje się prawidłowa synteza neuroprzekaźników, takich jak serotonina czy noradrenalina, a także hormonów (adrenalina, tyroksyna), zasad purynowych, pirymidynowych czy porfiryny. Aminokwasy ulegają też przemianom, dzięki którym umożliwiane jest uwalnianie energii (spalanie do dwutlenku węgla i wody) oraz powstawanie węglowodanów i tłuszczów.

Aminokwasy mają wpływ na prawidłowe funkcjonowanie wątroby, układu nerwowego i krwiotwórczego. Biorą też udział w procesach syntezy kwasy nikotynowego i barwnika oczu. Są też ważne dla procesów wzrostu organizmu.

Aminokwasy dla sportowców – dlaczego są ważne?

O aminokwasach słyszy się bardzo często w nawiązaniu do diety osób aktywnych fizycznie. I faktycznie, sportowcy powinni szczególną wagę przywiązać do uzupełnienia tych składników. W trakcie treningu i po jego zakończeniu dochodzi do rozpadu białek w organizmie, a im bardziej intensywne ćwiczenia, tym to zjawisko jest silniejsze. Zwiększa się wtedy zapotrzebowania na białko, a co za tym idzie, i na aminokwasy, które są niezbędne dla jego syntezy.

Aminokwasy pełnią ważną rolę także w zakresie udostępniania energii podczas aktywności fizycznej. Mogą więc być traktowane jako dodatkowe paliwo do działania, sprzyjające lepszej efektywności treningu. Związki te mają też swoje znaczenie dla prawidłowych procesów regeneracji organizmu po treningu. Hamują katabolizm (rozpad) mięśni, dzięki czemu łatwiej jest utrzymać masę mięśniową nawet w okresach przerw od ćwiczeń.

Gdzie występują aminokwasy? Źródła w pożywieniu

Zapotrzebowanie na aminokwasy endogenne u zdrowego człowieka powinno być zaspokojone poprzez samodzielną syntezę. Trzeba jednak zwracać uwagę na obecność w diecie aminokwasów egzogennych, ponieważ to one głównie uważane są za niezbędne, a tymczasem ludzki organizm nie ma zdolności ich wytwarzania. Co więcej, już brak jednego aminokwasu może sprawić, że funkcje białka w ciele będą zaburzone, dlatego należy zwrócić uwagę na to, aby w naszym jadłospisie znalazły się produkty, zawierające wszystkie niezbędne aminokwasy egzogenne.

W zbilansowanej diecie, która dostarczy nam wszystkich potrzebnych aminokwasów, powinniśmy zawrzeć takie produkty spożywcze, jak:

• jaja;
• mięsa i ryby;
• sery, mleko, nabiał;
• produkty zbożowe;
• rośliny strączkowe;
• siemię lniane;
• sezam;
• orzechy;
• migdały;
• banany.

Aminokwasy można dostarczyć także w formie suplementów diety, które dostępne są najczęściej w postaci kapsułek lub proszku.

Niedobory aminokwasów a dieta wegetariańska – czy istnieje związek?

Najlepszym źródłem aminokwasów egzogennych są mięso i produkty odzwierzęce. Czy wyeliminowanie ich z diety sprawia, że grozi nam niedobór tych związków? Diety wegetariańskie również mogą dostarczyć odpowiednią ilość aminokwasów, trzeba jednak liczyć się z tym, że roślinne produkty spożywcze zawierają ich mniej przyswajalną formę. W większości przypadków osobom, które rezygnują z produktów pochodzenia zwierzęcego, zaleca się stosowanie suplementów, zawierających niezbędne aminokwasy.

Aminokwasy a zdrowie człowieka – schorzenia, związane z aminokwasami

Niedobór lub zaburzenia metaboliczne aminokwasów mogą powodować różnego rodzaju schorzenia, wskazujące na to, jak ważne te składniki są dla zdrowia człowieka.

Przykłady chorób, związanych z niedoborem lub zaburzeniami metabolicznymi aminokwasów to:

• fenyloketonuria – jest to dziedziczna choroba metaboliczna, w której występują zaburzenia przemian fenyloalaniny w tyrozynę. U osób chorych stężenie fenyloalaniny może wzrosnąć nawet dwadzieścia razy w porównaniu z osobami zdrowymi. Nieleczona choroba może doprowadzić do zmian neurologicznych, a nawet upośledzenia umysłowego, które są nieodwracalne;
• choroba syropu klonowego (MUSD) – jest to schorzenie o dość ciekawej nazwie, które również występuje dziedzicznie. Choroba wiąże się ze wzrostem poziomu aminokwasów rozgałęzionych (BCAA) i alfa-ketokwasów we krwi. Objawia się tym, że zapach moczu osoby chorej przypomina nieco zapach syropu klonowego. Inne symptomy to zahamowanie rozwoju psychicznego i fizycznego;
• anemia sierpowata – spowodowana jest przez mutacje w obrębie hemoglobiny. Sprawia, że w łańcuchu budującym białko, zamiast kwasu glutaminowego pojawia się walina. U chorych na anemię sierpowatą hemoglobina może tworzyć niebezpieczne agregaty, które zatykają naczynia krwionośne;
• pląsawica Huningtona – pojawia się, gdy w białku huntingtynie znajdzie się zbyt wiele cząsteczek glutaminy. Jest to choroba dziedziczna.

Suplementacja aminokwasami – dla kogo?

Suplementacja dotyczy głównie aminokwasów egzogennych ze względu na to, że organizm człowieka nie produkuje ich samodzielnie. Znajdziemy jednak w sklepach także suplementy z aminokwasami endogennymi, np. glutaminą czy tryptofanem, które mogą być stosowane w przypadkach, gdy zapotrzebowanie na nie wzrasta i organizm może nie poradzić sobie z ich odpowiednią produkcją.

Preparaty z aminokwasami egzogennymi zaleca się przede wszystkim weganom, ale także każdej osobie, która nie uzupełnia ich w odpowiedniej ilości wraz z dietą. Bardzo często korzystają z nich także sportowcy, dla których mają duże znaczenie w zdrowym procesie wzrostu i rozwoju mięśni, a także dla zwiększenia poziomu energii i zahamowania katabolizmu mięśni podczas wysiłku i w czasie odpoczynku. Aminokwasy endogenne natomiast wybierane są głównie także przez osoby aktywne, jak również pacjentów z zaburzeniami, związanymi z metabolizmem tych związków, przez co generują się ich niedobory.

Aminokwasy – podsumowanie

Aminokwasy to związki organiczne, których działanie na organizm człowieka jest niezastąpione. Istnieje aż 20 różnych aminokwasów, których ciało człowieka potrzebuje, w tym 9 uważanych jest za niezbędne. Aminokwasy dzieli się na endogenne, syntezowane samodzielnie oraz egzogenne, które trzeba uzupełniać wraz z dietą lub w postaci suplementów diety. Warto wiedzieć, jak ważny jest odpowiedni poziom aminokwasów dla naszego zdrowia i zapoznać się z produktami, które pozwolą nam uniknąć niedoborów tych składników.