Изолейцин и синтез гемоглобина
Изолейцин принадлежит к аминокислотам с разветвленной структурой молекулы. В человеческом организме представлены три вещества такого типа: собственно изолейцин, валин и лейцин.
Они относятся к числу незаменимых, так как считается, что человек неспособен выжить без регулярного поступления этих веществ. Аминокислоты с разветвленной структурой помогают сохранять запасы мышечного гликогена (форма хранения углеводов, которые могут быть преобразованы в энергию), предотвращают распад мышечного белка во время физических упражнений. Также они способствует восстановлению мышц, поддерживают стабильный уровень энергии, помогают отрегулировать концентрацию сахара в крови.
Общая характеристика
Аминокислоты в человеческом организме служат основой для производства протеинов, антител, используются для поддержания иммунной системы, а также способствуют выработке гормонов. Изолейцин – это незаменимая аминокислота, то есть человеческий организм не способен создавать ее самостоятельно из других видов молекул, чего, кстати, нельзя сказать о растениях и микроорганизмах. Они могут производить эту полезную аминокислоту из пировиноградной кислоты.
Одна из основных функций изолейцина – производство протеинов. Это значит, что аминокислота является материалом-основой для белков. О значительности этой аминокислоты говорит уже то, что на пару с лейцином и валином, изолейцин составляет около 35 % всего мышечного волокна в организме. Эта аминокислота – неизменный участник процесса энергообмена, в том числе и на уровне клеток. Помимо этого, изолейцин защищает организм от чрезмерной выработки серотонина, путем ограничения триптофану доступа к клеткам мозга.
Попадая в человеческий организм вместе с пищей, изолейцин требует наличия определенного количества ферментов, которые способствуют декарбоксилированию аминокислоты.
Это, пожалуй, наиболее известная аминокислота. И все – благодаря способностям увеличивать выносливость, восстанавливать и лечить мышечную ткань после повреждений. Особенно важна для атлетов и бодибилдеров, поскольку ее главная роль – способствовать быстрому восстановлению после тяжелых физических напряжений.
Основные запасы изолейцина концентрируются в мышечных тканях. Это вещество необходимо для предотвращения атрофии мышц и восстановления после операций или травм. Также эта аминокислота полезна для повышения уровня мышечного белка. И хоть изолейцин не способствует синтезу гликогена, однако может значительно увеличить использование глюкозы во время физических нагрузок.
Изолейцин влияет на человеческий организм в нескольких аспектах одновременно. Он необходим как вспомогательное вещество для заживления ран, в то же время играет роль стимулятора иммунной системы, поставляет дополнительную энергию и способствует образованию гемоглобина.
Человек использует изолейцин в качестве «стройматериала» для двух других видов молекул – глюкозы и кетонового тела. Глюкоза, как правило, попадает в организм вместе с продуктами питания. Человеческому телу под силу создавать глюкозу из жиров и аминокислот, в том числе из изолейцина.
Функции и преимущества аминокислоты:
- предотвращает разрушение мышечных белков при физических нагрузках;
- увеличивает энергию, повышает выносливость, помогает восстановлению мышечной ткани;
- полезна для поддержания уровня глюкозы;
- обеспечивает нормальный рост у детей;
- поддерживает женский организм во время менопаузы.
Помимо этого, экспериментально было доказано, что изолейцин обладает антибактериальными свойствами. По крайней мере, эта способность проявляется в кишечнике. Результат исследования показал, что 2 г этого вещества способны вылечить острую диарею у детей.
Суточная потребность
Для поддержания своего здоровья человек нуждается в 3-4 г изолейцина ежедневно.
Дефицит вещества проявляется симптомами, напоминающими гипогликемию. Благодаря свойствам аккумулировать энергию во время физических нагрузок, изолейцин активно используется спортсменами. Они обычно рассчитывают свою суточную норму по формуле: 48-72 мг аминокислоты на 1 кг веса. Однако избыток изолейцина может привести к накоплению жира в организме.
Особенности приема
Чтобы организм получал максимум пользы от изолейцина, важно запомнить, что принимать его следует с двумя другими аминокислотами разветвленной группы (в комбинации с лейцином и валином). Идеальная пропорция должна составлять: по 2 мг лейцина и валина на 1 мг изолейцина.
Люди с дисфункцией почек и печени, с нарушениями работы желудочно-кишечного тракта, аллергией на изолейцин, прежде чем принимать биодобавку, должны проконсультироваться с врачом, так как чрезмерное потребление аминокислоты может усугубить их болезненное состояние. Кроме того, лицам, употребляющим очень много белков, диетологи также рекомендуют «урезать» порции изолейцина.
Напротив, увеличить потребление вещества необходимо при повреждениях внутренних органов либо мышц, людям с психоэмоциональными нарушениями, лицам с частыми гипогликемиями или анорексией. Избавиться от тремора мышц также можно с помощью этой аминокислоты.
Дефицит и переизбыток: в чем опасности
Дефицит изолейцина вызывает в организме симптомы, аналогичные гипогликемиям. Нехватка аминокислоты может проявиться головными болями, головокружением, усталостью, депрессией, спутанностью сознания, раздражительностью, ослабленным иммунитетом и дистрофией мышц. Кстати, у многих людей, страдающих психическими и физическими расстройствами, диагностируют недостаточный уровень изолейцина.
Не менее опасным для человека является избыток изолейцина. Аминокислота в особо высокой концентрации в лучшем случае может проявиться банальной аллергией. Но бывают и более серьезные последствия. Например, так называемая «липкая кровь» (слишком густая), рост концентрации аммиака и свободных радикалов – также являются последствиями чрезмерного насыщения организма аминокислотой.
Аминокислота в пище
Обеспечить человека изолейцином могут практически все продукты, богатые протеинами.
Источники животного происхождения: говядина, курица, печень, рыба (морская), индейка, баранина, яйца, молочные продукты, сыр.
Растительные источники: соевые продукты, бобы, горох, фасоль, нут, рис, рожь, кукуруза, орехи, семена тыквы, чечевица, гречка, арахис, листовая зелень (мангольд, шпинат, кресс-салат), капуста, бородинский хлеб.
Дневную порцию изолейцина способны обеспечить около 400 г говяжьего мяса или столько же птицы. Вегетарианцы суточную норму аминокислоты могут получить из 350 г фасоли или грецких орехов либо же из 800 г гречки. По этой причине люди, сидящие на гречневой диете, могут не беспокоиться о возможном дефиците изолейцина.
А поскольку названные продукты являются традиционными в рационе большинства людей, опасность развития дефицита аминокислоты небольшая. Исключение – те, чей организм не воспринимает протеины из пищи, и люди, чья диета содержит недостаточное количество протеиновой еды. В таком случае есть резон прибегнуть к потреблению изолейцина в форме биоактивной пищевой добавки. Для достижения максимальной пользы от приема аминокислоты важно пить ее в комплексе с валином и лейцином.
Взаимодействие
Как и другие аминокислоты с разветвленной молекулярной структурой, изолейцин конкурирует с триптофаном и тирозином, в частности за транспортировку через гематоэнцефалический барьер.
Будучи гидрофобной аминокислотой, изолейцин не терпит воду, но отлично «уживается» с белками растительного и животного происхождения, ненасыщенными жирными кислотами, которые в изобилии представлены в орехах, семенах и маслинах.
Изолейцин – одно из веществ, в котором человек нуждается ежедневно. И что интересно, все необходимые для организма питательные вещества взаимосвязаны – дефицит одного ведет к нарушению баланса других. Это правило распространяется и на аминокислоты. Поэтому столь важно следить за концентрацией незаменимых веществ в организме, дабы уберечься от серьезных нарушений в работе органов и систем.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
Изолейцин — незаменимая аминокислота, которую необходимо вводить с пищей. Изолейцин содержится в белках в незначительном количестве.
Изолейцин – одна из трех разветвленных аминокислот, названных так за специфическое строение молекулы.
Изолейцин относится к числу гидрофобных аминокислот, т.к. обладает углеводородной боковой цепью, характерной особенностью которой является ее хиральность (другой такой аминокислотой является треонин).
Изолейцин относится к неполярным гидрофобным аминокислотам.
По строению соединений, получающихся при расщеплении углеродной цепи протеиногенных аминокислот, различают глюкопластичные (глюкогенные) и кетопластичные (кетогенные) аминокислоты. Изолейцин является глюкопластичным и кетопластичным.
Изолейцин — 2-амино-3-метилпентановая или α-амино-β-метилвалериановая кислота.
Изолейцин (Иле, Ile, I) — алифатическая α-аминокислота с химической формулой HO2CCH (NH2) CH (CH3) CH2CH3.
Изолейцин обнаружен Ф. Эрлихом в 1904 году в продуктах распада белка фибрина. Впервые был получен синтетическим путем в 1905 году.
Суточная потребность организма в изолейцине 3-4 грамма.
Физические свойства
Изолейцин – бесцветный кристаллический порошок. Изолейцин хорошо растворяется в воде, горячей уксусной кислоте и водных растворах щелочей, плохо растворяется в этаноле, не растворяется в диэтиловом эфире. Температура плавления 2860С (с разл.).
Основные функции
Снижает вес за счет уменьшения аппетита и ускорения метаболизма. Увеличивает физическую и психическую выносливость человека.
Обеспечивает мышечные ткани энергией. Содействует протеканию биохимических процессов, при которых вырабатывается энергия. Предотвращает чувство беспокойства, тревоги, страха.
Снижает излишнюю потливость. Предотвращает повышеник уровня инсулина в крови. Стабилизирует уровень сахара в крови и процессы энергообеспечения.
Способствует восстановлению мышечной ткани. Эффективен при лечении болезни Паркинсона. Играет ключевую роль в выработке гемоглобина.
Метаболизм изолейцина происходит в мышечной ткани.
Биологическая роль
Изолейцин, как и все другие соединения, относящиеся к аминокислотам, участвует в создании белковых молекул.
Изолейцин благодаря своей разветвленной структуре участвует в энергетическом обмене, протекающем в организме.
Изолейцин способствует быстрейшему заживлению тканей, регулирует уровень глюкозы и холестерина в крови, позволяет мышцам восстанавливаться после физических нагрузок.
Изолейцин является обязательным участником энергетического обмена. Эта аминокислота – источник энергии для клеток мышц.
А также предотвращать перепроизводство серотонина в мозгу за счет ограничения доступности триптофана.
Изолейцин необходим при многих психических заболеваниях.
Изолейцин необходим для синтеза гемоглобина.
Изолейцин очень нужен спортсменам — BCAA (валин, лейцин и изолейцин), так как увеличивает выносливость и способствует восстановлению мышечной ткани.
Достаточное количество этой аминокислоты в организме обеспечивает нормальный набор мышечной массы и эффективную работу иммунной системы, предотвращает ткани организма от разрушения, обогащает мышцы и головной мозг необходимыми энергетическими ресурсами.
Природные источники
Изолейцин содержится в лактальбумине (белок молочной сыворотки), казеине, мясных белках, белке яиц, белке лесного ореха.
Большое количество изолейцина содержится в молоке и молочных продуктах (особенно в твердых сырах, твороге, брынзе), в морепродуктах (рыба, красная и черная икра). Изолейцин содержится в мясе и птице.
Из пищи растительного происхождения более богаты изолейцином соевые бобы, семена тыквы, подсолнечника, чечевицы, фасоли, а также орехи (кешью, миндаль), злаки. В небольших количествах изолейцин присутствует также в крупах и в макаронах. Примеры пищевых источников: миндаль, кешью, куриное мясо, турецкий горох, яйца, рыба, чечевица, печень, мясо, рожь, большинство семян, соевые белки.
Дефицит изолейцина выражается в потере мышечной массы. Так как он играет значительную роль в получении энергии за счет расщепления гликогена мышц, недостаток изолейцина также приводит к проявлению гипогликемии (понижения уровня сахара в крови), выражающейся вялостью и сонливостью.
Области применения
Применение ВССА (лейцина, валина, изолейцина)
Напряженные тренировки влекут за собой износ и разрушение части сократительных белков. Дополнительно потребляя ВСАА (лейцина, валина,изолейцина), спортсмены быстрее восстанавливаются после тяжелого тренинга.
Мышечное утомление наступает из-за истощения запасов мышечного гликогена. По мере того, как эти запасы тают, печень начинает извлекать ВСАА из кровотока и направляет их к тренируемым мышцам, чтобы поддержать их энергетические потребности. Чем выше интенсивность тренировок, тем быстрее расходуется гликоген, тем более значительна роль, которую играют ВСАА как альтернативный источник «топлива».
Процесс утомления ускоряется в случае резкого истощения запасов гликогена и недостаточного поступления углеводов из пищи. Следовательно, использование дополнительных приемов ВСАА особенно важно для спортсменов, придерживающихся низкоуглеводной диеты (например, для культуристов при подготовке к соревнованиям).
ВСАА могут не только обеспечивать мышцы строительным материалом и энергией, но также замедлять катаболизм (разрушение) мышечного белка.
Больше всего это утверждение относится к лейцину, который служит субстратом мышечного метаболизма во время периодов истощения клеточной энергии.
Тренировки наносят своеобразный «ущерб» мышцам, и, чтобы продолжить свой рост, им нужно некоторое время на восстановление. У разных людей этот процесс занимает примерно от 40 до 96 часов. И если нет достаточного времени на отдых, негативные эффекты будут только накапливаться.
Мышечная масса не растет и тренировки не приносят удовлетворения. В этом случае помогут ВСАА, так они создают основу для построения мышечной массы и ускоряют обменные процессы, что в итоге приводит к сокращению восстановительного периода.
Еще одним плюсом ВСАА является тот факт, что они не только могут предотвращать утомление и распад мышечных структур, но и сглаживают гормональные колебания, вызванные интенсивной нагрузкой.
Прежде всего, не следует принимать каждую аминокислоту из ВСАА отдельно от другой. Их оптимальное соотношение 2:1:1, иначе произойдет нарушение аминокислотного баланса.
Некоторые принимают капсулы ВСАА до и после тренировки. Прием ВСАА до тренировки сможет подстраховать мышцы, если в печени будет недостаточное количество гликогена. А их непосредственное употребление после сможет достаточно быстро восстановить энергопотенциал клеток.
В этом случае самым оптимальным временем приема аминокислот будут первые 30 минут.
Профессиональные спортсмены принимают ВСАА в очень большом количестве, до 30 грамм в день. Для среднестатистического качка это количество может быть уменьшено до 5-10 грамм.
Таким образом, если необходимо нарастить больше мышечной массы и оградить свой организм от разрушения мышечного протеина и снабдить его новой энергией, необходимо принимать ВСАА регулярно. В сочетании с тренировками разветвленные аминокислоты являются важнейшей предпосылкой для роста мышц.
БАДы
Имеются биологически активные пищевые добавки, содержащие изолейцин. При этом необходимо соблюдать правильный баланс между изолейцином и двумя другими разветвленными аминокислотами – лейцином и валином. Наиболее эффективная комбинация разветвленных аминокислот – приблизительно 1 мг изолейцина на каждые 2 мг лейцина и 2 мг валина.
Anticatabolan Mega Caps – уникальный состав специально отобранных компонентов. Ингредиенты: L-валин, L-лейцин, L-изолейцин, ацетил-L-глютамин, L-аргинин пиридоксина гидрохлорид (витамин B6). Вспомогательные вещества — магния стеарат, желатин.
Лейцин, изолейцин и валин играют важнейшую роль для мышечных тканей, но они наиболее быстро распадаются при катаболизме (разрушении) белка. При постоянном приеме в виде пищевых добавок – быстро проникают в мышцы и угнетают активность катаболических ферментов.
Отличие ВСАА от других аминокислот
Это единственные аминокислоты, которые метаболизируются, прежде всего, в скелетных мышцах и в гораздо меньшей степени в печени. Аминокислоты ВСАА можно считать «топливом» для скелетной мускулатуры.
Аминокислоты
Классификация аминокислот
Гемоглобин синтезируется в клетках костного мозга. Все необходимые для синтеза гемоглобина составные части поступают с током крови.
Белковая часть молекулы синтезируется как и все простые белки из аминокислот матричным способом.
Синтез гема протекает в несколько стадий под влиянием различных ферментов:
1. Вначале происходит образование дельта-аминолевулиновой кислоты. Это реакция протекает в результате конденсации сукцинил-КоА и глицина в митохондриях под действием фермента аминолевулинатсинтетазы.
2.Следующая реакция протекает в цитоплазме. Происходит образование порфобилиногена в результате реакции конденсации двух молекул дельта-аминолевулиновых кислот.
3.Затем, в результате многоступенчатых реакций из четырех монопиррольных молекул порфобилиногена образуется протопорфирин 1Х, являющийся непосредственным предшественником гема.
4. Протопорфирин IX присоединяет молекулу железа (реакция осуществляется под влиянием фермента гемсинтетазы или феррохелатазы) и образуется гем, который затем используется для биосинтеза всех гемопротеидов. Оба фермента, участвующие в синтезе ПБГ, регулируемые, они ингибируются гемом и НЬ. Поэтому гем не образуется в избытке или недостатке. Также строго в определенном количестве образуется и белковая часть Нb, т. к. ее синтез может происходить только в присутствии тема, и образующиеся полипептидные цепи тут же соединяются с гемом. При низкой концентрации гема, когда нарушается его синтез, образование гемоглобина также замедляется.
Каждая из образовавшихся полипетидных цепей глобина присоединяются кодному гему, образуя моном ер гемоглобиан. 4 таких мномера, объединивщись, образуют гемоглобин.
Основной функцией гемоглобина является перенос кислорода из легких к тканям и перенос углекислого газа от тканей к легким, участие в поддержке рН крови. Свои функции гемоглобин выполняет только в составе эритроцита. Продолжительность жизни эритроцита 110-120 дней. Затем эритроцит подвергается гемолизу
3. Распад гемоглобина. Превращение билирубина в желудочно- кишечном тракте. Свободный и связанный билирубин. Свойства.
При гемолизе эритроцитов гемоглобин попадает в кровь и соединяется с белком гаптоглобином, в виде комплекса гемоглобин-гаптоглобин (Нр-Нb) транспортируется в клетки макрофагально-моноцитарной системы (ММС): это Купферовы клетки печени, клетки лимфоузлов, селезенки, пейеровых бляшек в кишечнике.
Процесс начинается с окислительного расщепления метинового мостикамежду первым и вторым пиррольными кольцами и образуется вердоглобин. Затем от вердоглобина отщепляется глобин, железо и образуется биливердин (зеленого цвета), вещество линейной структуры. Железо соединяется с b-глобулинами и в виде трансферина доставляется в печень и селезенку, где депонируется в виде ферритина. Глобин распадается так же как и все простые белки до аминокислот.
Биливердин восстанавливается за счет НАДФН2 в неконьюгированный,
свободный билирубин, который не растворим в воде и является токсичным соединением. Свободный билирубин выходит из клеток ММС, соединяется с
альбуминами и поступает в гепатоциты. В крови он называется непрямым потому, что дает реакцию с реактивом Эрлиха не сразу, а после добавления в сыворотку крови кофеинового реактива или спирта для осаждения белка.
В Купферовых клетках печени распад гемоглобина также начинается с
образования вердоглобина, затем биливердина. В печени непрямой билирубин обезвреживается в гепатоцитах путем реакции конъюгации, соединяясь с одной или двумя молекулами глюкуроновой кислоты, образуя моно- или диглюкуронид билирубина. Такой билирубин называется конъюгированным и
связанным и прямым. Этот билирубин хорошо растовряется в воде, не обладает токсическими свойствами. Биливердин и прямой билирубин собираются в желчном пузыре, придавая желчи оливковый цвет и потому их относят к пигментам желчи. Желчь поступает в тонкий кишечник, но в желчном протоке прямой билирубин, теряя глюкуроновые кислоты, снова превращается в непрямой. Биливердин проходит через весь кишечник не изменяя своей химической структуры и удаляется с калом, окрашивая его в зеленоватый цвет, т.е. он является пигментом кала. А непрямой билирубин в кишечнике восстанавливается до мезобилиногена (уробилиногена), часть которого всасывается в воротную вену и возвращается в печень, где распадается до бесцветных моно- и дипирролов. Последние выводятся через почки вместе с мочой.
Большая часть мезобилиногена поступает в толстый кишечник, где под
влиянием ферментов микроорганизмов восстанавливается в стеркобилиноген. Часть стеркобилиногена, всасываясь в кровь через геморроидальные вены, попадает в почки. В моче под действием света и воздуха происходит окисление стеркобилиногена до стеркобилина, который придает моче желтый цвет, т.е. является пигментом мочи. Остальная часть стеркобилиногена окисляется в толстом кишечнике на свету до стеркобилина и вместе с биливердином является пигментом кала, придавая ему коричнево-зеленый цвет.
У грудных детей в кишечнике нет гнилостных бактерий, поэтому
билирубин не превращается в стеркобилиноген и выводится как таковой. Соответственно цвет кала у детей обусловлен биливердином и билирубином (желто-зеленый).
У детей в первые три месяца эмбрионального периода образуется эмбриональный гемоглобин. Затем он преобразуется в фетальный (гемоглобин F), который доминирует вплоть до рождения ребенка. После рождения в течение первого месяца жизни фетальный гемоглобин постепенно заменяется на гемоглобин взрослого (гемоглобин А), отличающегося составом полипептидных цепей. Эмбриональный и фетальный гемоглобин обладают более высоким сродством к кислороду по сравнению с гемоглобином взрослого.
Пигменты желчи, кала и мочи.
При распаде гемоглобина образуются пигменты желчи, кала и мочи.
Пигменты желчи: биливердин (зеленого цвета), связанный билирубин (глюкурониды билирубина –желтого цвета). Цвет желчи зависит от соотношения этих пигментов.
Пигменты кала: биливердин (зеленого цвета), стеркобилин (коричневого цвета)
Пигмент мочи: стеркобилин
Цвет сыворотки крови тоже зависит в определенной степени от наличия в ней билирубина. В норме количество общего билирубина в крови равно 8—20 мкмоль/л, на долю непрямого билирубина приходится 75- 100%, а прямого от 0 до 25%. Количество прямого билирубина незначительно. Прямой билирубин проходит через пачечную ткань, и появляется в моче, непрямой билирубин в моче появиться не может, вследствие его нерастворимости в воде.