Обща структура на аминокиселините. Видове аминокиселини
Аминокиселините са карбоксилна киселини, които притежават аминогрупа. За изграждане на белтъците са важни алфа-аминокиселините. Означават се така, защото тяхната аминогрупа е разположена непосредствено след карбоксилната група. На фигурата, която споделям с вас се вижда общата формула на всички алфа-аминокиселини.
Въпреки сходството във формулата на аминокиселините, всичките се категоризират в следните групи:
1. Аминокиселини с хидрофобен остатък: това са аминокиселините глицин, аланин, валин, левцин и изолевцин.
2. Моноаминодикарбоксилови аминокиселини: те притежават по една аминна и две карбоксилни групи. Конкретни примери това са аспарагиновата киселина (аспартат) и нейния амид аспарагин; тук е и глутамоновата киселина (глутамат) и нейния амид глутамин.
3. Аминокиселини, притежаващи специфични функционални групи: такива са аминокиселините серин, треонин, цистеин, метионин, лизин и аргинин.
4. Аминокиселини с циклична структура: това са прилина, фенилаланина, тирозин, триптофан и хистидин.
Свойства и функции на аминокиселините
Ще се опитам максимално съдържателно и накратко да ги изложа в следващите редове. Ето го и списъка с най-важните свойства и функции на аминокиселините:
- Съществуват голям брой аминокиселини, но само 20 от тях влизат в състава на белтъците. Това е така, защото генетичния код на клетката съдържа информация само за тях. Но това не изключва участието на други аминокиселини, в много от функциите на човешката клетка, въпреки, че не влизат както казах в състава на белтъците.
- Тези 20 аминокиселини се подразделят на групи: 12 от тях са заменими. Т.е. могат да се образуват от организма при всяка нужда, от други съединения. Съществуват и 8 броя (вида), които се наричат незаменими. Те не могат да се образуват самостоятелно от организма и ежедневно, ние като хетеротрофни организми трябва да си ги набавяме чрез пълноценната храна. Точно тук, в секцията физиология е необходимо да припомня, че нито веганството, нито всеядството, вегетарианството или което и да е друго модерно течение са полезни. Това са крайности в храненето, което е опасно и вредно за целият организъм!
- Аминокиселините притежават електрически заряд, във водния разтвор. Това се дължи на свойствата на карбоксилната и на аминната група.
- Аминокиселините могат да реагират помежду си, образувайки пептидни връзки. Тя е изградена от една карбоксилна и една аминна група, принадлежащи на две съседни аминокиселини.
Пептиди
Когато аминокиселините се свързват помежду си, с помощта на пептидни връзки, новополучените съединения се наричат пептиди. Две аминокиселини образуват един дипептид, три аминокиселини образуват трипептид и т.н. Големият пептид е изграден от много аминокиселини, който вече се нарича полипептид.
„Поли“ е представка за много, няколко аминокиселини. Ако броят на тези аминокиселини е към и над 100, с молекулна маса над 10 000 далтона, то този полипептид вече наричаме ние биолозите белтък (протеин). Пептидите играят важна роля в организма. Една част от тях са хормони, други участват във важните окислително-редукционни процеси. Но за всичко това, ще стане дума в следващите материали.
Основни функции на всяка една от амоникиселините
Аланин – Играе основна роля в преобразуването на аминокиселините в глюкоза. Засилва имунната ситема. Руски специалисти считат, че употребата му непосредствено преди и след треннировка може чуствително да повиши нивото на глюкозата в кръвта, което е особено важно, особено при спортовете за издръжливост.
Аргинин – Може да бъде синтезиран от организма от други аминокиселини. Всъщност това е предшественика на креатина. Аргининът стимулира освобождаването в кръвта на инсулина, глюкагона и хормона на растежа и има силно изразен анаболен ефект. Освен това влияе положително върху имунната система. Важна е и ролята му при лекуване на рани, като влияе на образуването на колаген. Комбинацията с аспартат се препоръчва срещу хронична умора.
Аспарагинова киселина – Участва в преобразуването на въглехидратите в мускулна енергия, изпълнявайки ключова роля в механизмите на мускулното съкращаване.
Валин – Валинът се отнася към незаменимите аминокиселини и се използва активно от мускулите.
Глицин – Участва в синтезата на други аминокиселини и влиза в състава на хемоглобина. От енергетична гледна точка се явява ключево звено в синтезата на глюкагона – един от основните фактори, влияещи на изпозването на запасите от гликоген в мускулите и черния дроб.
Глутаминова киселина – Може да се синтезира в организма от други аминокиселини и самата тя се явява важен предшественик на синтеза на различни аминокиселини (глутамин, пролин, аргинин, глутатион) и обезпечава обменните процеси. Потенциален източник на енергия за организма, способства за по-добра концентрация на вниманието. Може да се приема много дълго време – с малки паузи до три години.
Изолевцин – Отнася се към незаменимите аминокиселини и трябва да се приема редовно с храната и хранителните добавки. Играе ключова роля в синтеза на хемоглобина, дава енергия на мускулите и намаляват симптомите на умора при претренираност.
Левцин – Използва се от мускулите при физически упражнения като източник на енергия, забавяйки разпада на белтъчините. Помага зарастването на раните и заздравяването на костите при счупване. Ако левцинът се съчетае само с метионин, може да се стигне до забавяне на ръста на организма. Затова трябва да се комбинира още и с изолевцин и валин, при което негативните явления се остраняват.
Лизин – Незаменима аминокиселина. Играе важна роля в синтезата на белтъчините в мускулите и съединителната тъкан, стимулира ръста на костите и синтеза на колагена. В комбинация с Витамин Ц образува Л-карнитин, който има изключителна роля за ръста в организма. При животните отсъствието на тази аминокиселина води до забавяне на ръста.
Ацетил-Л-карнитинът – Постъпва в организма от месото и млечните продукти в количества, достатъчни за обикновения човек, но не и за спортиста. В организма карнитинът присъства в мускулите и недостатъкът му влияе на обмяната на мазнините. Допълнителният прием на тази аминокиселина изгаря мазнините и повишава аеробните показатели и окислението на мастните тъкани в сърцето. В напреднала възраст възтановява работата на митохондриите като увеличава почти с четвърт изработената в тях енергия. Физическите упражнения увеличават отделянето на ацетил-Л-карнитина чрез урина. Приемът му преди и след тренировка значително подобряват възстановителните процеси и намалява пагубното действие на свободните радикали. Влияе и на възстановителните процеси в нервната тъкан и на нервната проводимост. Производството на тестостерон при мъжете също е свързано с карнитина. Играе важна роля и в пренасянето на мастните киселини и чрез клетъчни мембрани, въвеждайки триглицеридите в кръвта, където те ще бъдат използвани като източник на енергия. Това е много важно при продължително физическо натоварване и при спортове, свързани с издръжливост. Оптималните дози Л-карнитин зависят от спорта и варират между 500 и 2 500 мг дневно. Още нещо важно. При спортистите се препоръчва комбинацията му с холин. По принцип и двете аминокиселини се синтезират в организма, но тежките натоварвания могат да изчерпят запасите. Бързото възстановяване на тези запаси е невъзможно с храната, защото се усвояват едва 2% от приетото количество. В същото време карнитинът под форма на хранителна добавка също в голяма степен почти веднага се отделя с урината. За да се избегне това, заедно с него трябва да се приема холин. Доза от 20мг може да съхрани половината от приемания карнитин, а при прием на 200мг усвояването достига до 75%. Използването на карнитина е особено важно при спортовете, свързани с издръжливост, особено при маратонското бягане и може да доведе до чуствително подобряване на резултата.
Метионин – Метионинът е незаменима аминокиселина, която е предшественик на цистина и на креатина. Участва във възстановяването на тъканите тъканите на черния дроб и бъбреците и в извеждането натоксините от организма. Стимулира повишаването на равнище на антиоксидантите и участва в обмяната на мазнините, като намалява нивото на холестерола.
Цистеин – влияе благотворно на възпалителните процеси, ускорява зарастването на раните. Протичането на антиокислителните процеси в организма също се свързва с тази аминокиселина.
Пролин – Пролинът е главен елемент от колагена и съединителните тъкани в организма.
Серин – Това е една от най-важните аминокиселини, необходима за производството на клетъчна енергия. Освен това стимулира имунитета на организма. Серинът трябва да се приема между храненията, защототази аминокиселина увеличава нивото на глюкоза в кръвта. Това е от особено значение преди състезание или след физическо натоварване като компонент от енергийното зареждане. Сред хранителните добавки се препоръчва появилия се неотдавна на пазара фосфатидилсерин. Неговото основно действие е свързано с предаването на нервните импулси в мозъка. С възрастта този процес се забавя, затова препаратът се използва и за повишаване на умствената работоспособност. Фосфатидилсеринът намалява нивото на кортизола, като засилва анаболните процеси. В повечето случаи препаратът се получава от растителни източници. Препоръчва се спортистите да приемат тази добавка по време на 10-дневни курсове, започвайки по 200 мг и достигайки до 800 мг.
Треонин – Треонинът се дотавя за организма само чрез храната и хранителните добавки. Той спомага за изхвърлянето на токсините, предотвратява натрупването на мазнини в черния дроб и е важен компонент от колагена.
Триптофан – Това е незаменима аминокиселина, която е прешественик на серотонина. Участва активно в създаването на анаболните хормони и, по-специално, в хормона на растежа.
Тирозин – Участва в механизмите на нервната проводимост. В съчетание с фенилаланин и ДЛ-фенилаланин се включва в производството на адреналин. От него се синтезира адреналин и дофамин. Тирозинът е мощно средство за активиране на функция на мозъка и намаляването на депресията. Дори самата депресия е свързана със стресовите ситуации, предисвикващидефицит на тиризон в организма. Депресията често съпътства елитният спорт. Тежките тренировки на границата на човешките възможности водят именно до такова състояние, при което у спортиста изчезва желание да тренира и да се състезава, пропиляват се години тежък труд. Не случайно много учени смятат, че не физическото, а псхическото износване е това, което кара състезателитеда се отказват от активна спортна дейност и именно в тази посока трява да се търсят резерви.
Фенилаланин – Незаменима аминокиселина, която подобрява паметта, повишава общия тонус на организма и намалява апетита. Приемането като добавка може да стимулира образуването на медиаторите на нервната система. Препоръчва се да се приема комбинацията от тирозин, фенилаланин, и Д-фенилаланин. Трябва да се има впредвид, че големи дози (повече от 3 г на кг телесна маса) може да има обратен ефект и да наруши работата на главния мозък.
Хистидин – Участва в образуването на червените и белите кръвни телца и се препоръчва при анемия, лечение на алергии, язва. Особено е важен за децата.
Цистеин – Може да се синтезира в организма от други аминокиселини. Едно от най-важните му свойства е, че комбинацията с Л-аспарагинова киселина обезврежда токсините в организма. Освен това цистеинът стимулира дейността на желите кръвни телца.
Таурин – Много популярна аминокиселина напоследък, защото влиза в състава на почти всички енергийни напитки. За спортистите е важна, защото помага за използването на мазнините в енеегийния цикъл. Оказва действие и върху нервната система.
Орнитин – В големи дози може да засили секрецията на хормона на растежа. Подържа работата на черния дроб и имунната система. Освен това има силен анаболен ефект.
Глутамин – Макар че не е незаменима аминокиселина, се смята за една от най-важните за организма. Стимулира функциите на главния мозък. Намалява нивото на инсулина и гликозата в кръвта, защото най-бързо от всички аминокиселини се превръща в глюкоза. Ключова е и ролята й при синтеза на белтъчините. Освен това засилва имунната система и подобрява работата на стомашно-чревния тракт.
Инозин – Много популярен сред спортистите и особено сред бегачите на дълги разстояния. Получава се от нуклеиновите киселини. Инозинът повишава издръжливоста на спортиста, но трябва да се има предвид, че този ефект се получава при продължителен прием. Другият му положителен ефект е, че засилва циркулацията на кръвта по кръвоносните съдове.
Креатин – Също много популярен сред спортистите. Всъщност той се състои от три аминокиселини: аргинин, глицин и метионин и влиза в състава на АТФ. Натрупването на креатин в свободна форма протича в мускулната тъкан. Образуването на АТФ е свързано с взаимодействието на креатина с фосфор. АТФ се използва от мускулите само за части от секундата, за толкова стигат и запасите му в организма. Обаче с участието на креатинфосфата АДФ отново се превръща в АТФ. Няколко такива цикли са достатъчно за изпълнение на мощно физическо натоварване в течение на няколко секунди, което е важно за спринтьорите. Ако се използват като допълнителен източник на енергия глюкозата и гликогенът от мускулите, то тогава креатинът помага при натоварвания, свързани с физическа издръжливост.
Обратно към раздел „Анатомия и физиология“.
