Izolevcin zauzima posebnu funkciju u metabolizmu bjelančevina. Esencijalna aminokiselina pretežno sudjeluje u izgradnji novih tkiva i vrlo je učinkovita za pojačanu biosintezu proteina u mišićima i jetra.Izoleucin igra ključnu ulogu u:
- Sportovi snage i izdržljivosti
- Stres
- Bolesti i prehrana
Izoleucin kao dobavljač energije u snaga i izdržljivost sportsIzoleucin ulazi u hepatocite (jetra stanice) nakon apsorpcija putem portala vena. Odvajanjem amonijak (NH3), izoleucin se pretvara u alfa-keto kiseline. Alfa-keto kiseline može se koristiti za proizvodnju energije. S druge strane, budući da je izoleucin i glukogena i ketogena aminokiselina, alfa-keto kiseline može se koristiti kao prekursor za sintezu sukcinil-koenzima A kao i acetil-koenzima A. Međuprodukt citratnog ciklusa sukcinil-CoA služi kao supstrat za glukoneogenezu (nova glukoza formacija) u jetra i mišiće. Acetil-CoA važan je polazni produkt lipo- i ketogeneze (nastajanje masnih kiselina i ketonska tijela). Glukoza kao i masnih kiselina a ketonska tijela predstavljaju važne dobavljače energije za tijelo - posebno tijekom fizičkog napora. The eritrociti (Crvena krv stanice) i bubrežna moždina u potpunosti ovise o glukoza za energiju. The mozak samo djelomično, jer u metabolizmu gladi može dobiti do 80% energije iz ketonskih tijela. Kada glukoza i masnih kiselina razgrađeni su u mišićima, ATP (adenozin nastaje trifosfat), najvažniji nosač energije stanice. Kada je fosfat veze se hidrolitički cijepaju pomoću enzimi, Formira se ADP ili AMP. Energija oslobođena u ovom procesu omogućuje kemijski, osmotski ili mehanički rad, poput mišića trudovi. Zbog svoje ključne funkcije u proizvodnji energije, nedostatak izolevcina povezan je sa mišićnom slabošću, bezvoljnošću i umor, između ostalih simptoma. Nakon prerade u jetri, gotovo 70% svih aminokiseline stupanja krv su BCAA. Mišići ih brzo apsorbiraju. U prva tri sata nakon obroka s visokim udjelom proteina, izolevcin, leucin, a valin čine oko 50-90% ukupnog unosa aminokiselina u mišiće. Izolevcin je izuzetno važan za regeneraciju i održavanje mišićnog tkiva. BCAA su sastavni dio oko 35% kontraktila proteini - aktin i miozin - u mišićima. Izoleucin potiče oslobađanje insulin iz beta stanica gušterače (gušterače). Visoko insulin koncentracije u krv ubrzati unos aminokiselina u miocite (mišićne stanice). Povećani transport aminokiselina u miocite dovodi do sljedećih procesa:
- Povećana nakupina proteina u mišićima
- Brzo smanjenje koncentracije hormona stresa kortizola, koji pospješuje razgradnju mišića i inhibira unos aminokiselina u mišićne stanice
- Bolje skladištenje glikogena u miocitima, održavanje mišićnog glikogena.
Konačno, unos hrane bogate izoleucinom, leucin a valin rezultira optimalnim rastom mišića i maksimalno ubrzanim oporavkom. Uz izoleucin, i aminokiseline arginin i fenilalanin, leucin i valin također izlažu insulin-stimulirajući učinci, pri čemu je leucin najmoćniji. Biotin, vitamin B5 (pantotenska kiselina) i vitamin B6 (piridoksina) su bitni za razgradnju i konverziju BCAA. Samo kao rezultat dovoljne opskrbe njima vitamini može razgranati lanac aminokiseline biti optimalno metabolizirani i korišteni. Nekoliko studija pokazuje da oboje izdržljivost sport i trening snage zahtijevaju povećan unos proteina. Za održavanje pozitivnog dušik uravnotežiti - što odgovara regeneraciji tkiva - dnevna potreba za proteinima je između 1.2 i 1.4 g po kg tjelesne težine za izdržljivost sportaša i 1.7-1.8 g po kg tjelesne težine za snaga sportaši. Tijekom sportovi izdržljivosti, posebno se za proizvodnju energije koriste izolevcin, leucin i valin. Opskrba energijom iz ovih aminokiselina povećava se kad se zalihe glikogena u jetri i mišićima sve više troše kako sportska aktivnost napreduje. snaga sportaši bi također trebali osigurati visok unos aminokiselina razgranatog lanca, posebno prije treninga. Na taj način tijelo tijekom fizičkog napora ne crpi vlastiti BCAA iz mišića i sprječava se katabolizam proteina. Opskrba BCAA također se preporučuje nakon treninga. Izoleucin brzo povisuje razinu inzulina nakon završetka vježbanja, zaustavlja razgradnju proteina uzrokovanu prethodnim vježbanjem i pokreće obnovljeni rast mišića. Uz to, BCAA rezultiraju većim gubitkom masti. Da bi se BCAA maksimalno iskoristili u smislu izgradnje mišića, sve ih treba uzimati zajedno i zajedno s ostalim proteinima. Izolirani unos izolevcina ili leucina ili valina može privremeno poremetiti biosintezu proteina za izgradnju mišića. Samo potrošnju BCAA treba kritički promatrati, posebno prije trening izdržljivosti, zbog oksidacije pod stres i urea napad. Razgradnja 1 grama BCAA daje oko 0.5 grama urea. Pretjerano urea koncentracije opterećuju organizam. Stoga je u vezi s unosom BCAA presudan povećani unos tekućine. Uz pomoć puno tekućine, urea se brzo može eliminirati putem bubrega. Na kraju, tijekom vježbanja izdržljivosti treba izvagati povećani unos izoleucina, leucina ili valina. Poboljšanje performansi za izdržljivog sportaša događa se samo kada se BCAA koriste tijekom visinski trening ili trening na velikoj vrućini. Kao rezultat visokog unosa proteina ili fizičkog stres, velike količine dušik u obliku amonijak (NH3) nastaju kao rezultat razgradnje proteina. To ima neurotoksični učinak u višim koncentracijama i može rezultirati, na primjer, u jetrena encefalopatija, Ovaj stanje je potencijalno reverzibilan mozak disfunkcija koja je posljedica neadekvatne detoksikacija funkcija jetre. Što je najvažnije, izoleucin i leucin mogu povećati razgradnju toksičnih amonijak u mišićima - značajna korist za sportaša. U jetri, arginin i ornitin izvršavaju ovaj zadatak. Znanstvene studije pokazale su da administraciju od 10-20 grama BCAA pod stres može odgoditi mentalno umor. Međutim, još uvijek nema dokaza da aminokiseline razgranatog lanca dovesti do poboljšanih performansi. Slično tome, poboljšana prilagodba vježbanju nije dokazana.
Izolevcin u situacijama vježbanja izazvanog stresom
Tijekom povećanog fizičkog stresa i stresa, poput ozljeda, bolesti i operativnog zahvata, tijelo pojačano razgrađuje proteine. Povećani unos hrane bogate izoleucinom može se tome suprotstaviti. Katabolizam proteina zaustavlja se izoleucinom koji brzo povećava razinu inzulina, pospješuje unos aminokiselina u stanice i potiče nakupljanje proteina. Anabolizam proteina važan je za stvaranje novog tjelesnog tkiva ili za ozdravljenje rane i za povećanje otpornosti na infekcije. Konačno, izoleucin pomaže u regulaciji metabolizma i obrambenih sposobnosti organizma. Na taj se način mogu povećati važne funkcije mišića tijekom povećanog fizičkog stresa.
Izoleucin u bolestima i prehrani
Akutno bolesni ili rekonvalescentni pacijenti imaju povećanu potrebu za esencijalnih amino kiselina. Zbog često neadekvatnog unosa visokokvalitetnih bjelančevina i ograničenog unosa hrane, preporučuje se povećani unos izoleucina, leucina i valina. BCAA mogu ubrzati oporavak - oporavak. Specifične blagodati izoleucina javljaju se u sljedećim uvjetima:
- Ciroza jetre
- Koma hepaticum
- Shizofrenija
- Fenilketonurija (PKU)
- Dystones sindrom
Coma hepaticum je najteži oblik hepatične encefalopatije - stadij 4 - reverzibilna disfunkcija mozga koja je posljedica neadekvatne funkcije detoksikacije jetre. Oštećenje živaca u središnjem živčanom sustavu rezultira, između ostalog, nesvjesticom bez reakcije na podražaje boli (koma), izumiranjem mišićnih refleksa i ukočenosti mišića s držanjem fleksije i ekstenzije. Hipofunkcija jetre dovodi do viška inzulina, koji osigurava povećani transport aminokiselina, uključujući izoleucin, do mišića. Posljedično, koncentracija izoleucina u krvi se smanjuje. Budući da BCAA i esencijalna aminokiselina triptofan koriste isti transportni sustav u krvi, tj isti proteini nosači, triptofan može zauzeti mnogo slobodnih nosača zbog niske razine izolevcina u serumu i transportirati se prema krvno-moždanoj barijeri. L-triptofan se natječe s 5 drugih aminokiselina na krvno-moždanoj barijeri za ulazak u hranjivu tekućinu mozak - naime s BCAA i aromatičnim aminokiselinama fenilalanin i tirozin. Zbog viška triptofana u mozgu, uz tirozin i BCAA također se raseljava i fenilalanin, preteča kateholamina, poput hormona stresa epinefrina i noradrenalina. Napokon, triptofan može nesmetano prijeći krvno-moždanu barijeru. Zbog pomaka fenilalanina, odsutna je simpatička aktivacija u mozgu, što ograničava sintezu kateholamina u moždanoj nadbubrežnoj žlijezdi. U središnjem živčanom sustavu se triptofan pretvara u serotonin, koji djeluje kao tkivni hormon ili neurotransmiter u središnjem živčanom sustavu, crijevnom živčanom sustavu, kardiovaskularnom sustavu i krvi. Povećana razina triptofana na kraju rezultira povećanom proizvodnjom serotonina. U slučajevima poremećaja funkcije jetre, prekomjerne količine serotonina ne mogu se razgraditi, što zauzvrat dovodi do jakog umora, pa čak i do nesvijesti. Povećani unos izoleucina sprječava povećanu proizvodnju serotonina putem mehanizma istiskivanja triptofana u krvi i na krvno-moždanoj barijeri i inhibicije unosa triptofana u hranjivu tekućinu mozga. Na taj se način izolevcin suzbija pojavu kome hepaticum. Smanjivanjem razine tirozina u krvi, BCAA, izoleucin se može koristiti u ortomolekularnoj psihijatriji, na primjer kod shizofrenije. Tirozin je preteča dopamina, neurotransmitera u središnjem živčanom sustavu iz skupine kateholamina. Prekomjerno visoka koncentracija dopamina u određenim područjima mozga dovodi do hiperekscitabilnosti središnjeg živčanog sustava i povezana je sa simptomima shizofrenije, poput poremećaja ega, poremećaja mišljenja, zablude, motoričkog nemira, socijalnog povlačenja, emocionalnog siromašenja i slabosti volje. Izolevcin, leucin i valin također mogu pružiti specifične koristi u liječenju fenilketonurije (PKU). PKU je kongenitalni metabolički poremećaj u kojem se aminokiselina fenilalanin ne može razgraditi. U pogođenih osoba fenilalanin se nakuplja u organizmu, što može dovesti do oštećenja živaca, a nakon toga do ozbiljnog poremećaja mentalnog razvoja s epilepsijom - spontanim napadajima. Visoka razina izoleucina u serumu smanjuje vezanje fenilalanina za transport proteina u krvi i njegovu koncentraciju na krvno-moždanoj barijeri, smanjujući unos fenilalanina u mozak. Dakle, uz pomoć BCAA, abnormalno visoka koncentracija fenilalanina može se normalizirati i u krvi i u mozgu. Nadalje, uz pomoć aminokiselina razgranatog lanca postoje prednosti za ljude s takozvanim distoničnim sindromom (diskinezija tarda). Ovaj poremećaj karakteriziraju, između ostalog, nehotični pokreti mišića lica, na primjer, grčeviti viri iz jezika, grčevi grla, grčeviti nagib glave i hiperekstenzija trupa i ekstremiteta, tortikolis, kao i torzijski pokreti u području vrata i ramenog pojasa uz održavanje svijesti. Pojedinci koji paze na prehranu, koji često imaju neadekvatnu opskrbu proteinima ili konzumiraju prvenstveno hranu siromašnu izoleucinom, imaju povećanu potrebu za BCAA. Unos izoleucina, leucina i valina na kraju treba povećati kako se tijelo dugoročno ne bi oslanjalo na vlastite rezerve proteina, poput onih iz jetre i mišića. Gubitak proteina u mišićima dovodi do smanjenja metabolički aktivnog mišićnog tkiva. Što više osoba na dijeti gubi mišićnu masu, to se više smanjuje bazalni metabolizam i tijelo troši sve manje kalorija. U konačnici, dijeta treba imati za cilj očuvanje mišićnog tkiva ili čak njegovo povećanje vježbanjem. Istodobno, treba smanjiti postotak tjelesne masti. Tijekom dijete, BCAA pomažu u sprječavanju razgradnje proteina, a time i u padu bazalnog metabolizma, kao i u povećanju razgradnje masti. Imunološka obrana uglavnom se održava. Novo istraživanje na Državnom sveučilištu u Arizoni sugerira da prehrana bogata aminokiselinama razgranatog lanca može povećati bazalni metabolizam za 90 kilokalorija dnevno.
Izolevcin kao početni gradivni blok za sintezu nebitnih aminokiselina
Reakcije kojima se novonastale aminokiseline nazivaju se transaminacijama. U ovom procesu, amino skupina (NH2) aminokiseline, kao što je izoleucin, alanin, ili aspartanska kiselinase prenosi u alfa-keto kiselinu, obično alfa-ketoglutarat. Alfa-ketoglutarat je stoga akceptorska molekula. Produkti reakcije transaminacije su alfa-keto kiselina, kao što je piruvat ili oksaloacetat, a nebistvena aminokiselina glutaminska kiselina ili glutamat, odnosno. Da bi se odvijale transaminacije, posebna enzimi potrebne su - takozvane transaminaze. Dvije najvažnije transaminaze uključuju alanin aminotransferaza (ALAT), također poznata kao glutamat piruvat transaminaza (GPT) i aspartat aminotransferaza (ASAT), također poznati kao glutamat oksaloacetat transaminaza (GOT). Prvi katalizira pretvorbu alanin a alfa-ketoglutarat do piruvat i glutamat. ASAT pretvara aspartat i alfa-ketoglutarat u oksaloacetat i glutamat. Koenzim svih transaminaza je derivat vitamina B6 piridoksal fosfat (PLP). PLP je labavo vezan za enzimi i bitan je za optimalnu aktivnost transaminaza. Reakcije transaminacije lokalizirane su u jetri i drugim organima. Prijenos alfa-amino dušik od izoleucina do alfa-keto kiseline transaminazama s stvaranjem glutamata javlja se u mišićima. Glutamat se smatra "čvorištem" metabolizma amino dušika. Igra ključnu ulogu u stvaranju, pretvaranju i razgradnji aminokiselina. Glutamat je početni supstrat za sintezu prolina, ornitina i glutamina. Potonja je esencijalna aminokiselina za transport dušika u krvi, biosintezu proteina i za izlučivanje protona u bubreg u obliku NH4. Glutamat je glavno pobudno sredstvo neurotransmiter u središnjem živčani sustav. Veže se na specifične receptore glutamata i na taj način može kontrolirati ionske kanale. Glutamat naročito povećava propusnost kalcijum ioni, važan preduvjet za mišiće trudovi. Odvajanjem karboksilne skupine - dekarboksilacija, glutamat se pretvara u gama-amino-maslačnu kiselinu (GABA). GABA pripada biogenom amini i najvažniji je inhibitor neurotransmiter u sivoj tvari središnje živčani sustav. Inhibira neurone u cerebelum.
