Lizin: Funkcije

Sljedeći apsorpcija, lizin uvodi se u hepatocite (jetra stanice) jetre putem transporta proteini, jetra je od presudne važnosti za srednji metabolizam proteina i aminokiselina - slično kao ugljikohidrati i lipidi, Jer jetra anatomski se nalazi između crijeva i donjeg dijela šuplja vena, sposoban je intervenirati u homeostazi aminokiselina i regulirati opskrbu aminokiselina perifernim organima i tkivima neovisno o unosu hrane. Sve reakcije metabolizma aminokiselina mogu se odvijati u hepatocitima. Glavni fokus je na biosintezi proteina (stvaranju novih bjelančevina), koja se kontinuirano događa na ribosoma grubog endoplazmatskog retikuluma (rER) svake stanice. Oko 20% aminokiseline preuzete koriste se za stvaranje proteina. Brzina sinteze povećava se nakon visokog unosa proteina. Lizin je potreban za stvaranje sljedećih bjelančevina:

Strukturalan proteini, Kao što su kolagen, koji je sastavni dio staničnih membrana i daje koža, kosti i vezivno tkivo in hrskavica, tetive a ligamenti potrebnu mehaničku stabilnost.
Kontraktilna proteini - aktin i miozin omogućuju pokretljivost mišića.
Enzimi, hormoni - kontrola metabolizma.
Jonski kanali i transportni proteini u staničnim membranama - prolazak hidrofobnih i lipofilnih molekule, odnosno kroz biološku stanična membrana.
Proteini plazme - proteini koji transportiraju tvari između tkiva i organa u krvi, poput lipoproteina (transport lipida), hemoglobina (transport kisika), transferina (transport željeza) i proteina koji vežu retinol (transport vitamina A); osim što transportira tvari u krvi, protein albumin u plazmi također je odgovoran za održavanje onkotskog tlaka
Čimbenici zgrušavanja krvi, poput fibrinogena i trombina, koji sudjeluju u vanjskoj i unutarnjoj zgrušanosti krvi, kao i u zaštitnim i obrambenim reakcijama organizma
imunoglobulini or antitijela - zaštita i obrana od stranih tvari.

Uz biosintezu bjelančevina, lizin je bitan za sljedeće procese:

Umrežavanje kolagen vlakna u obliku hidroksilizina.
Stvaranje biogenih amina
Sinteza L-karnitina

Hidroksilacija lizin za vrijeme kolagen biosinteza Nakon biosinteze bjelančevina iz mRNA - post-translacijski - pojedinačno aminokiseline integrirani u protein mogu se enzimski i neenzimatski modificirati. Takve strukturne modifikacije utječu na funkcionalna svojstva proteina. Od posebne je važnosti posttranslacijska modifikacija lizin i prolin u fibroblastima od vezivno tkivo. Nakon biosinteze pojedinih kolagenih polipeptidnih lanaca na ribosoma RER-a, ovi ulaze u lumen ER fibroblasta - stanica vezivno tkivo. Tu ima nekih ostataka lizina ili prolina u kolagenu molekule modificirani su hidroksigenazama. Hidroksigenaze predstavljaju enzimi s dvovalentom željezo atoma u aktivnom mjestu, koji na svoje supstrate vežu hidroksilnu (OH) skupinu, u ovom slučaju lizin ili prolin. Ova OH skupina je presudna za funkcionalnost kolagena kao strukturnog proteina. Paralelno s reakcijama hidroksilacije, tri kolagenska polipeptidna lanca spojena su u lumen ER stvaranjem vodik veze i disulfidne veze, što rezultira trosjednom spiralnom molekulom - trostrukom zavojnicom - nazvanom prokolagen. Svaka kolagena ili trostruka zavojnica može se sastojati od 600 do 3,000 aminokiseline, ovisno o vrsti kolagena. Potom se prokolagen, koji dijelom sadrži ostatke hidroksiliranog lizina i prolina, transportira iz ER u Golgijev aparat fibroblasta. U Golgijevom aparatu, šećer ostaci, kao što su glukoza i galaktoza, su vezani za kolagen hidroksilizin. Do veze dolazi između OH skupine hidroksilizin i OH skupine HXNUMXO šećer s eliminacija of voda - O-glikozidna veza. Kao rezultat ove O-glikozilacije nastaju glikoproteini koji pomažu u savijanju proteina ili povećavaju stabilnost kolagena. Hidroksilacija prolina u hidroksiprolin dovodi prvenstveno do većih vlačnih svojstava snaga i stabilnost kolagena trostruke zavojnice. Prokolagen se ugrađuje u sekretorne vezikule iz Golgijevog aparata, transportira u stanična membrana fibroblasta i pušten u izvanstanični prostor egzocitozom (fuzija vezikula s membranom). Nakon toga, pojedinačni trolančani kolagen molekule sastaviti u kolagenske fibrile (fibrilogeneza). U daljnjem koraku dolazi do kovalentnog umrežavanja kolagenskih vlakana stvaranjem kolagenih vlakana, a do umrežavanja dolazi na specifičnim ostacima lizina i hidroksilizin. Po definiciji, samo tripelijske molekule izvanstaničnog matriksa nazivaju se kolagenima. Trenutno je poznato 28 vrsta kolagena (tip I do XXVIII), koji pripadaju određenim oblicima kolagena, poput fibrilarnih, retikularnih ili zrnastih kolagena. Ovisno o tipu kolagena, više ili manje ostataka lizina ili prolina prisutno je u hidroksiliranom stanju. Dakle, u bazalnoj membrani stanica modificirano je više od 60% molekula lizina. Do 12% njih je vezano za ugljikohidrati, u hrskavica, oko 60% ostataka lizina je također hidroksilirano. Samo je mali dio njih (4%) kohiniran s ugljikohidrati, u koža i kostiju, samo je 20% ostataka lizina prisutno u obliku hidroksilizina. Udio ugljikohidrata je zanemariv s 0.4%. Za hidroksilaciju lizina i prolina prisutnost Vitamin C (askorbinska kiselina) je neophodna. Vitamin C utječe na aktivnost hidroksigenaze, koja može optimalno raditi samo kada je željezo atom je u dvovalentnom stanju. Razni oksidanti, poput fluora, kisik, vodik peroksid i njegovi adukti, sposobni su ukloniti elektrone iz elementa u tragovima željezo. Dakle, željezo se brzo pretvara iz svog dvovalentnog (Fe2 +) u svoj trovalentni oblik (Fe3 +), što rezultira oštećenjem aktivnosti hidroksigenaze. Vitamin C suzbija ovo. Kao redukcijsko sredstvo, askorbinska kiselina održava dvovalentno stanje atoma željeza hidroksigenaze. Prijenosom elektrona smanjuje Fe3 + na Fe2 +. Nedostatak vitamina C bi dovesti do deficitarne hidroksilacije kolagenog lizina i prolina, što rezultira stvaranjem oštećenih molekula kolagena koji ne mogu obavljati svoju strukturnu bjelančevinsku funkciju. Slijedom toga, pacijenti s skorbutom zbog nedostatka vitamina C često pate od simptoma zbog neispravne biosinteze kolagena. Tu spadaju siromašni zarastanje rana, koža problemi i upale, kao i krvarenje, trošenje mišića, upale zglobova, krhko krv posuđei bolovi u kostima zbog krvarenja ispod periosta (subperiostalno krvarenje). Uz to, vitamin C stimulira gen Izraz za biosintezu kolagena važan je i za nužnu egzocitozu prokolagena iz fibroblasta u izvanstanični matriks (izvanstanični matriks, međustanična tvar, ECM, ECM) i za umrežavanje kolagenskih fibrila. Stvaranje biogenog amini Među mnogim drugim amino kiseline, lizin služi kao prethodnik sinteze biogenih amina. U slučaju lizina, cijepanjem karboksilne skupine - dekarboksilacijom - nastaje biogeni amin kadaverin, koji također nosi naziv 1,5-diaminopentan. Kao i svi ostali biogeni amini, kadaverin reagira kao baza zbog prisutnosti amino skupine (NH2). Kao akceptor protona, on na taj način može apsorbirati protone (H +) pri niskim ili kiselim pH vrijednostima i tako povećati pH vrijednost. Budući da se kadaverin stvara tijekom bakterijske probave bjelančevina (truljenje) i ima osnovni karakter, biogeni amin se naziva i truležnom bazom. Sintezu kadaverina iz lizina olakšava crijeva bakterija, posebno njihovim enzimi, dekarboksilaze. To zahtijeva cijepanje karboksilne skupine (CO2) - piridoksala fosfat (PLP), odnosno vitamina B6. PLP tako igra ulogu koenzima i ne smije nedostajati u dekarboksilaciji amino kiseline do biogenih amini. Biogeni amini predstavljaju preteče (prethodnike sinteze) sljedećih spojeva.

alkaloidi
Hormoni
Koenzimi - biogeni amini beta-alanin i cisteamin sastojci su koenzima A, koji služi kao univerzalni prijenosnik acilnih skupina u posrednom metabolizmu
Vitamini - beta-alanin je bitna komponenta vitamina B5 (pantotenska kiselina); propanolamin predstavlja gradivni blok za Vitamin B12 (kobalamin).
fosfolipidi - etanolamin je potreban za stvaranje fosfatidiletanolamina, odnosno -serina, koagulanta i tvari slične trombokinazi.

Neki slobodni biogeni amini mogu čak i sami vršiti fiziološke učinke. Na primjer, gama-aminomaslačna kiselina (GABA), koja se proizvodi iz glutamati histamin i serotonina funkcioniraju kao neurotransmiteri - kemijski glasnici - u središnjem živčani sustav. Sinteza L-karnitina i njegovo sudjelovanje u staničnom metabolizmu Ljudsko tijelo može proizvesti sam L-karnitin iz amino kiseline lizin i metionina. Oralni unos lizina rezultira značajnim povećanjem razine karnitina u plazmi. Na primjer, nakon singla doza od 5 g lizina, razina karnitina u plazmi povećava se šest puta tijekom 72 sata. Za sintezu karnitina koja se odvija u jetri, bubrezima i mozak, neophodni kofaktori vitamin C, vitamin B3 (niacin), vitamin B6 (piridoksina) i željezo moraju biti dostupni u dovoljnim količinama uz lizin i metionina. L-karnitin je prirodna supstanca slična vitaminu metabolizam energije i igra ključnu ulogu u regulaciji metabolizam masti. L-karnitin je uključen u transport dugih lanaca masnih kiselina (C12 do C22) preko unutarnje mitohondrijske membrane i osigurava im beta-oksidaciju (razgradnju zasićenih masnih kiselina) koja se događa u mitohondrijskom matriksu. Dok su dugolančani zasićeni masnih kiselina lako mogu prijeći vanjsku mitohondrijsku membranu, potreban im je L-karnitin kao transportna molekula da bi također prošao unutarnju mitohondrijsku membranu. Na vanjskoj mitohondrijskoj membrani ostaci masnih kiselina, acilne skupine, aktiviraju se o ATP-ovisnoj vezi s koenzimom A - nastaje acil-koenzim A. Ova aktivacija je bitna jer masnih kiselina relativno su inertni i mogu ući u reakcije samo u obliku acil-CoA. Nakon toga, također na vanjskoj mitohondrijskoj membrani, ostatak masne kiseline prenosi se iz koenzima A u karnitin pod utjecajem karnitin palmitoiltransferaze I (CPT I), koja je također poznata i kao karnitin aciltransferaza I. Nastali acil karnitin se zatim pretvara u karnitin . Rezultirajući acil karnitin sada se translokazom C-acilkarnitina transportira u unutrašnjost mitohondriona. Tamo karnitin palmitoil ili acil transferaza II prenosi acilni ostatak iz karnitina u CoA, tako da je acil-CoA ponovno prisutan. L-karnitin oslobođen u ovom procesu translokazom se vraća u citosol stanice u antiportu s acil-karnitinom. Rezultirajući acil-CoA ostaje u mitohondrijskoj matrici i sada je spreman za razgradnju. Beta-oksidacija ili razgradnja aktiviranih masnih kiselina događa se postupno u ponavljajućem slijedu od 4 pojedinačne reakcije. Produkti jednog slijeda od 4 pojedinačne reakcije uključuju molekulu masne kiseline koja je dvije ugljen atomi kraći u obliku acil-CoA i acetilni ostatak vezan za koenzim A, koji se sastoji od dva odvojena C atoma masne kiseline. Masna kiselina, koja je manja za dva C atoma, vraća se u prvi korak beta-oksidacije i prolazi kroz još jedno skraćivanje. Ova se reakcijska sekvenca ponavlja sve dok dvije molekule acetil-CoA ne ostanu na kraju. Acetil-CoA teče u citratni ciklus za daljnji katabolizam. Tamo se energija proizvodi u obliku GTP (gvanozin trifosfat), redukcijskih ekvivalenata (NADH, FADH2) i ugljen dioksid. NADH2 i FADH2 pružaju potrebne elektrone za daljnji mitohondrijski respiratorni lanac. Rezultat respiratornog lanca je opet proizvodnja energije, ovaj put u obliku ATP (adenozin trifosfat), koji je neophodan kao izvor energije za osnovne procese u organizmu koji troše energiju. Potreban je, na primjer, za sintezu aktivnih organskih molekula masa transport preko biomembrana i mišića trudovi. Acetil-CoA se također može koristiti za sintezu ketonskih tijela ili masnih kiselina. I masne kiseline i ketonska tijela acetoacetat, aceton i beta-hidroksibutirat (BHB) predstavljaju važne dobavljače energije tijelu. Ketonska tijela nastaju u mitohondriji hepatocita (stanice jetre), posebno tijekom razdoblja smanjenog unosa ugljikohidrata, na primjer tijekom post dijeta, a služe kao izvor energije za središnju živčani sustav. U metabolizmu gladi, mozak može dobiti do 80% svoje energije iz ketonskih tijela. Ispunjavanje potrebe za energijom iz ketonskih tijela tijekom prehrambenih ograničenja služi za očuvanje glukoza. Kao supstrat karnitin palmitoiltransferaze, karnitin je uključen u regulaciju metabolizma ugljikohidrata. metabolizam masti. Dovoljno visoke razine karnitina u plazmi preduvjet su za optimalnu brzinu reakcije CPT-a, koja je aktivna posebno u fizičkim uvjetima stres i prima masne kiseline oslobođene iz skladišta masti u mitohondriji stanica koje zahtijevaju energiju i čini ih dostupnima za L-karnitin. Kako karnitin-aciltransferaza I prenosi acilne ostatke iz acil-CoA u karnitin, povećava se količina slobodnog koenzima A u mitohondrijskoj matrici. Slobodni CoA sada ulazi u glikolizu (katabolizam ugljikohidrata), u kojoj monosaharid (jednostavan šećer) glukoza se postupno degradira na piruvat - piruvična kiselina. Za daljnji katabolizam piruvat, slobodni CoA prenosi se u acetilni ostatak da bi nastao acetil-CoA koji se koristi za opskrbu energijom. Budući da se piruvična kiselina kontinuirano pretvara u acetil-CoA prisutnošću nevezanog CoA, ona je prisutna samo u niskim koncentracijama. Ako laktat (mliječna kiselina) akumulira se u mišićnom tkivu tijekom intenzivnog vježbanja zbog anaerobnih uvjeta, mliječna kiselina se metabolizira u piruvat zbog koncentracija Razlike. Dakle, višak laktat se razgrađuje i održava se bazen piruvata, koji se pak oksidativno dekarboksilira u acetil-CoA djelovanjem piruvat dehidrogenaze u mitohondrijskom matriksu. Osim toga, kao rezultat laktat katabolizmom, sprečava se pad pH u mišićnim vlaknima, čime se sprječava prerano umor. Ostali učinci L-karnitina:

Kardioprotektivni učinak - karnitin poboljšava performanse srce mišića u zastoj srca (nesposobnost srca da raspodijeli količinu krv koje tijelo zahtijeva prema potrebi).
Učinak na smanjenje lipida - karnitin smanjuje razinu triglicerida u plazmi.
Imunostimulacijski učinak - karnitin je u stanju poboljšati funkciju T i B limfociti, kao i makrofagi i neutrofili.

Ograničenja u dostupnosti L-karnitina, bilo zbog neadekvatnog unosa ili zbog niske razine lizina i plazme metionina, dovesti do poremećaja u metabolizam energije. Niske koncentracije karnitina, zbog svoje nositeljske funkcije, smanjuju i prolaz dugolančanih masnih kiselina kroz unutarnju mitohondrijsku membranu i razgradnju masnih kiselina u mitohondrijskom matriksu. Kao rezultat nakupljanja dugolančanih, neupotrebljivih estera acil-CoA u citosolu stanica i nedostatne beta-oksidacije, opskrba ATP-om, a time i opskrba stanica energijom. To posebno utječe na srčani mišić, koji ovisi o razgradnji masnih kiselina kao glavnom izvoru energije zbog niskih zaliha glikogena - skladišnog oblika glukoze. Deficit energije uzrokovan nedostatkom karnitina dovodi do poremećaja cirkulacije koji se značajno smanjuju kisik prijevoz do srce. To povećava rizik od patnje angina pectoris simptomi, koje karakterizira a spaljivanje, suzenje ili grčevi u srce regija. Neusklađenost između kisik potražnja i opskrba kisikom rezultiraju ishemijom miokarda (nedovoljna opskrba kisikom miokarda), što je rijetko okidač za infarkt miokarda (srčani napad). Napokon, dovoljna dostupnost L-karnitina igra važnu ulogu u prevenciji i terapija metaboličkih poremećaja u slabo perfuziranim miokarda. Nedostaci karnitina također utječu na metabolizam proteina i ugljikohidrata. Zbog smanjenog korištenja masnih kiselina u nedostatku karnitina, sve se više treba pozivati na održavanje opskrbe energijom. Govorimo o glukozi i proteinima. Glukoza se sve više prevozi iz krv u stanice kad je potrebna energija, uzrokujući njezinu plazmu koncentracija ispustiti. Hipoglikemija (snižena razina glukoze u krvi) rezultat je. Nedostatna sinteza acetil-CoA iz masnih kiselina uzrokuje ograničenja u glukoneogenezi (novo stvaranje glukoze) i ketogenezi (stvaranje ketonskih tijela) u hepatocitima jetre. Ketonska tijela su posebno važna u metabolizmu gladi, gdje služe kao izvor energije za središnju živčani sustav.Energetski bogati supstrati također uključuju proteine. Kada se masne kiseline ne mogu koristiti za dobivanje ATP-a, dolazi do povećane razgradnje proteina u mišićima i drugim tkivima, s dalekosežnim posljedicama na tjelesnu izvedbu i imunološki sustav.

L-karnitin u sportu

Karnitin se često preporučuje kao a dopuniti onim osobama koje traže smanjenje tjelesne masnoće vježbanjem i dijeta. U tom se kontekstu kaže da L-karnitin dovesti do povećane oksidacije (spaljivanje) dugolančanih masnih kiselina. Uz to, očekuje se porast unosa karnitina izdržljivost performanse i ubrzati regeneraciju nakon intenzivnog vježbanja. Studije su pokazale da povećan unos karnitina s hranom dovodi do povećanja performansi ili smanjenja tjelesne težine poticanjem razgradnje masti ako je prethodno bio smanjen L-karnitin koncentracija u mišićnim vlaknima, bilo kao rezultat nedovoljnog unosa, povećanih gubitaka ili genetski ili na drugi način uzrokovana ograničenja u sintezi karnitina. Uz to, dodatak L-karnitina također koristi osobama s gubitkom tjelesne masnoće koje se redovito bave izdržljivost vježbanje i one s povećanim energetskim potrebama. Razlog tome je mobilizacija trigliceridi iz skladišta masti, što se povećava tijekom aerobika izdržljivost vježba kao i za vrijeme nedostatka energije. Razgradnja masnih kiselina u masnom tkivu i naknadni transport slobodnih masnih kiselina u krvotok do miocita koji zahtijevaju energiju, bitan je preduvjet za učinkovitost L-karnitina. U mitohondriji mišićnih stanica, karnitin konačno može izvršiti svoju funkciju i učiniti slobodne masne kiseline dostupnima za beta-oksidaciju transportirajući ih u mitohondrijski matriks. Slijedom toga, dovoljno visoke razine karnitina u plazmi važne su kako bi se osiguralo prioritetno iskorištavanje masnih kiselina kao glavnih dobavljača energije koštanih mišića u mirovanju, u fazi postapsorpcije, za vrijeme gladovanja i tijekom dugotrajne vježbe izdržljivosti, a time i za gubitak viška. tjelesna masnoća. Primarnim korištenjem masnih kiselina, L-karnitin djeluje štedljivo na proteine tijekom kataboličkih stanja, kao što je trening izdržljivosti ili gladovanje. Pruža zaštitu od važnih enzima, hormoni, imunoglobulini, plazma, transportni, strukturni, zgrušavanja krvi i kontraktilni proteini mišićnog tkiva. Dakle, L-karnitin održava performanse i ima imunostimulacijske učinke. Između ostalih studija to su otkrili i znanstvenici sa Sveučilišta Connecticut u SAD-u Unos L-karnitina značajno poboljšava prosječne performanse izdržljivosti i rezultira bržim oporavkom nakon većih tjelesnih napora. Ovi su učinci vjerojatno posljedica dobre opskrbe stanica L-karnitinom energijom, što rezultira povećanim protokom krvi i poboljšanom opskrbom mišića kisikom. Nadalje, dovoljno visoka koncentracija L-karnitina u krvi zdravih rekreativaca dovodi do znatno niže proizvodnje slobodnih radikala, manje bolnosti mišića i manjeg oštećenja mišića nakon vježbanja. Ovi se učinci mogu objasniti pojačanom razgradnjom laktata, koji se nakuplja tijekom intenzivnog vježbanja kao rezultat nedostatka kisika. Pijenje pića s kofeinom, kao što je kava, čaj, kakao or energetska pića, može podržati oksidativni katabolizam masnih kiselina u mitohondrijima i pridonijeti smanjenju tjelesne masnoće. Kofein sposoban je inhibirati aktivnost enzima fosfodiesteraze, koji katalizira razgradnju cAMP - ciklički adenozin monofosfat. Dakle, u stanicama je dostupna dovoljno visoka koncentracija cAMP. aktivira se KAMP lipaza, što dovodi do lipolize - cijepanja trigliceridi - u masnom tkivu. Nakon toga slijedi povećanje slobodnih masnih kiselina u masnom tkivu, njihovo uklanjanje u plazmi u jetru ili mišiće uz pomoć transportnog proteina album, i naknadna stanična beta-oksidacija. Već je neko vrijeme poznato da konzumacija kava prije vježbanja izdržljivosti ima koristi za gubitak masnog tkiva. Međutim, kava treba izbjegavati prije dugotrajne vježbe izdržljivosti. Zbog svog diuretskog učinka, kofein potiče gubitak tekućine putem bubrega, što je ionako povećano kod sportaša s izdržljivošću. Atletski aktivni ljudi trebali bi obratiti pažnju na visok unos lizina kako bi održali visoku razinu karnitina u plazmi. Isto tako, redoviti unos metionina, vitamina C, vitamina B3 (niacina), vitamina B6piridoksina) i željezo se ne smiju zanemariti kako bi se osigurala dovoljna endogena sinteza karnitina. Tijekom tjelesnog napora ili u stanju gladi, L-karnitin se neizbježno gubi iz mišića i povećava se izlučivanje L-karnitinskih estera mokraćom. Gubici povećavaju što se više mišića nudi slobodnim masnim kiselinama (FFS) iz masnog tkiva. Slijedom toga, postoji povećana potreba za L-karnitinom za osobe koje vježbaju ili dijeta puno. Gubici se mogu nadoknaditi povećanom endogenom sintezom lizina, metionina i drugih bitnih kofaktora, kao i povećanim unosom karnitina hranom. L-karnitin se uglavnom apsorbira putem mesa. Bogato karnitinom je crveno meso, posebno ovca i janjetina. Za razliku od atletski aktivnih ljudi, povećani unos karnitina ne dovodi do povećane oksidacije masnih kiselina kod nesportaša ili tjelesno neaktivnih ljudi. Razlog tome je što tjelesna neaktivnost rezultira nedovoljnom ili nikakvom mobilizacijom masnih kiselina iz skladišta masti. Kao rezultat, ne može se dogoditi niti beta-oksidacija u mitohondrijima stanica niti smanjenje tjelesnog masnog tkiva. Ostale funkcije lizina i njihova primjena.

Pojačavajući učinak na arginin - Odgađajući transport arginina iz krvi u stanice, lizin daje povećani arginin koncentracija u plazmi. Arginin pripada polu-esencijalnim - uvjetno neophodnim - aminokiselinama i nalazi se u gotovo svim proteinima. Može se sintetizirati u organizmu iz glutamat ili ornitin, citrulin aspartata i integriran je u ornitinski ciklus koji je lokaliziran u jetri. U ornitinskom ciklusu, cijepanje arginin rezultira biosintezom urea. Na ovaj način, amonijak oslobođeni od aminokiselina mogu se detoksificirati. Uz to, arginin je jedini prethodnik dušikov oksid (NO), koji igra presudnu ulogu u vazodilataciji i inhibiciji agregacije i adhezije trombocita. NO suzbija endotelnu disfunkciju (poremećena vaskularna funkcija), a time i aterosklerotske promjene. Dovoljno visoke razine arginina u plazmi i dalje su važne za sekreciju STH. Somatotropni hormon (STH) označava somatotropin, hormon rasta proizveden u adenohipofizi (prednji hipofiza). To je neophodno za normalan rast duljine. Njegova je proizvodnja posebno izražena tijekom puberteta. STH utječe na gotovo sva tkiva u tijelu, posebno kosti, mišići i jetra. Jednom kada se postigne genetski određena veličina tijela, somatotropin uglavnom regulira omjer mišića masa do masti.
Povećan apsorpcija i skladištenje kalcijum in kosti i zubi - koristan je unos hrane bogate lizinom ili dodatak lizinom osteoporoza pacijenata.
Povećan apsorpcija željeza - jedno istraživanje pokazalo je da povećani unos lizina pozitivno utječe hemoglobin razine u trudnica. Hemoglobin je crveni pigment krvi koji sadrži željezo eritrociti (crvene krvne stanice).
Herpes simplex - Lizin može pomoći u izlječenju herpesnih infekcija. Dakle, studija o herpes Jednostavni bolesnici koji su primali 800 do 1,000 mg lizina dnevno tijekom akutne faze infekcije i 500 mg dnevno na održavanje rezultirali su značajno ubrzanim zacjeljivanjem. Neki stručnjaci primjenjuju lizin također smatraju izuzetno korisnim u genitalijama herpes.
Iscjeljenje rana - kao bitna komponenta kolagena, dovoljan unos hrane bogate lizinom optimizira zacjeljivanje rane. Lizin je, zajedno s prolinom u hidroksiliranom stanju, odgovoran za stvaranje kolagenih vlakana umrežavanjem kolagenih vlakana i za stabilnost molekula kolagena.
Ateroskleroza (arterioskleroza, otvrdnjavanje arterija) - lizin se može koristiti za prevenciju i liječenje ateroskleroze. Ateroskleroza je arterijska okluzivna bolest kod koje se nalaze naslage krvnih masti, trombi, vezivnog tkiva i kalcijum u arterijskim ili vaskularnim zidovima. Lizin sprječava taloženje lipoproteina (a) - Lp (a) - i time ga čini neučinkovitim. L (a) predstavlja masno-proteinski kompleks i strukturno je sličan LDL (nisko gustoća lipoprotein), takozvani „loš holesterol“. Budući da je Lp (a) posebno "ljepljivi" lipoprotein, odgovoran je za većinu masnih naslaga u arterijskoj stijenci. Konačno, Lp (a) je neovisni čimbenik rizika za aterosklerozu i njezine posljedice. Odvojeno, Lp (a) promovira tromb (krvni ugrušak) nastajanje inhibiranjem cijepanja fibrina u lumenu žile istiskivanjem plazmina. Fibrin je aktivirano, umreženo "ljepilo" plazmatskog zgrušavanja krvi i dovodi do zatvaranja rane putem stvaranja a krvni ugrušak. Uz to, lizin može razgraditi već postojeći aterosklerotik plaketa uklanjanjem taloženih Lp (a) i drugih lipoproteina u arterijskoj stijenci. Studije su razjasnile važnost lizina u liječenju ateroskleroze. Tijekom razdoblja od 12 mjeseci, 50 muškaraca i 5 žena u različitim fazama bolesti dobivalo je 450 mg lizina i prolina dnevno u kombinaciji s vitamini, minerala, elementi u tragovima i 150 mg cistein, L-karnitin i arginin dnevno. Nakon ovih 12 mjeseci, ultrabrza računalna tomografija otkrila je da je napredovanje ateroskleroze očito usporeno ili gotovo zaustavljeno. Teško da su se na zidovima posuda pacijenata stvorile nove pločice. U svih ispitanika, stopa rasta aterosklerotskih naslaga u koronarnoj posuđe smanjena je u prosjeku za 11%. Pacijenti u ranoj fazi bolesti znatno su bolje reagirali na terapija. U ovih bolesnika stopa plaketa rast je smanjen za 50 do 65%. U jednom slučaju, kalcifikacija koronarne posuđe bio čak i obrnut i bolest izliječena. Pretpostavlja se da se značajno smanjeno stvaranje daljnjih aterosklerotskih naslaga temelji na sinergijskom učinku svih primijenjenih vitalnih tvari.

Biološka valencija

Biološka vrijednost bjelančevina (BW) znači hranjivu kakvoću proteina. To je mjera učinkovitosti s kojom se prehrambeni protein može pretvoriti u endogeni protein ili upotrijebiti za biosintezu endogenih proteina. Sličnost prehrambenih i endogenih bjelančevina ovisi o aminokiselinskom sastavu. Što je veća kvaliteta dijetalnih proteina, to je sličniji tjelesnim proteinima u svom aminokiselinskom sastavu, a manje ih treba unijeti da bi se održala biosinteza proteina i zadovoljile potrebe organizma - pod uvjetom da se tijelo na odgovarajući način energije u obliku ugljikohidrata i masti, tako da se prehrambeni proteini ne koriste za proizvodnju energije. Od posebnog su interesa esencijalnih amino kiselina, koji su važni za endogenu biosintezu proteina. Sve to mora biti prisutno istovremeno za stvaranje proteina na mjestu sinteze u stanici. Unutarstanični deficit samo jedne aminokiseline zaustavio bi sintezu dotičnog proteina, što bi zahtijevalo razgradnju već izgrađenih pod-molekula. Esencijalna aminokiselina koja prva ograničava biosintezu endogenih bjelančevina zbog nedovoljne koncentracije u dijetalnim proteinima naziva se aminokiselina koja ograničava prvo. Lizin je prva limitirajuća aminokiselina u proteinima, posebno u glutelinima i prolaminima pšenice, raži, riže i kukuruz, kao i u proteinima lanenog sjemena i repice. Da bi utvrdili biološku vrijednost bjelančevina, dvojica nutricionističkih istraživača Kofranyi i Jekat razvili su posebnu metodu 1964. Prema toj metodi, za svaki ispitivani protein, količina dovoljna za održavanje uravnotežiti of dušik utvrđuje se ravnoteža - određivanje minimuma N-ravnoteže. Referentna vrijednost je protein cijelog jaja čija je biološka vrijednost proizvoljno postavljena na 100 ili 1-100%. Među svim pojedinačnim proteinima ima najveći BW. Ako tijelo protein koristi manje učinkovito od proteina jaja, BW ovog proteina je ispod 100. Proteini iz životinjske hrane imaju veći BW od proteina iz biljnih izvora zbog svog sličnijeg aminokiselinskog sastava tjelesnim proteinima. Slijedom toga, životinjski proteini općenito bolje zadovoljavaju potrebe ljudi. Kao primjer, svinjetina ima BW od 85, dok riža ima BW od samo 66. Pametnim kombiniranjem različitih nosača proteina može se poboljšati hrana s niskom biološkom vrijednošću. To je poznato kao komplementarni učinak različitih proteina. Na primjer, kukuruzne pahuljice imaju vrlo nisku tjelesnu masu, jer sadrže samo male količine esencijalne aminokiseline lizina. Gotovo su bezvrijedni kao dobavljači proteina. Miješajući ih sa mlijekomeđutim, značajno povećava BW proteina kukuruznih pahuljica, jer proteinske frakcije mlijeka, poput kazeina i laktatalbumina, sadrže obilnu količinu lizina i stoga imaju visoku biološku vrijednost. Uz pomoć suplementacijskog učinka pojedinih bjelančevina moguće je postići BW višu od one proteina cijelih jaja. Najveći učinak suplementacije postiže se kombiniranjem 36% cijelog jaja s 64% proteina krumpira, čime se postiže BW od 136.

Razgradnja lizina

Lizin i druge aminokiseline u principu se mogu metabolizirati i razgraditi u svim stanicama i organima organizma. Međutim, enzimski sustavi za katabolizam esencijalnih amino kiselina nalaze se pretežno u hepatocitima (stanicama jetre). Tijekom razgradnje lizina, amonijak Oslobađaju se (NH3) i alfa-keto kiselina. S jedne strane, alfa-keto kiseline se mogu izravno koristiti za proizvodnju energije. S druge strane, budući da je lizin ketogene prirode, oni služe kao preteča za sintezu acetil-CoA. Acetil-CoA važan je polazni produkt lipogeneze (biosinteza masnih kiselina), ali se također može koristiti za ketogenezu - sintezu ketonskih tijela. Iz acetil-CoA, ketonsko tijelo acetoacetat nastaje u nekoliko međusobnih koraka, od kojih se druga dva ketonska tijela aceton i nastaju beta-hidroksibutirat. I masne kiseline i ketonska tijela predstavljaju važne dobavljače energije tijelu. Amonijak omogućuje sintezu neesencijalne aminokiseline, purini, porfirini, proteini plazme i proteini obrane od infekcije. Budući da je NH3 u slobodnom obliku neurotoksičan i u vrlo malim količinama, mora se fiksirati i izlučiti. Amonijak inhibicijom može uzrokovati ozbiljna oštećenja stanica metabolizam energije i pH pomaci. Fiksacija amonijaka događa se kroz glutamat reakcija dehidrogenaze. U tom se procesu amonijak ispušten u ekstrahepatična tkiva prenosi u alfa-ketoglutarat, stvarajući glutamat. Prijenos druge amino skupine u glutamat rezultira stvaranjem glutamina, Postupak od glutamina sinteza služi kao preliminarni amonijak detoksikacija. Glutamin, koji se uglavnom formira u mozak, transportira vezani i na taj način bezopasan NH3 u jetru. Ostali oblici transporta amonijaka do jetre su aspartanska kiselina (aspartat) i alanin. Potonja aminokiselina nastaje vezanjem amonijaka za piruvat u mišićima. U jetri se amonijak oslobađa iz glutamina, glutamata, alanin i aspartat. NH3 se sada konačno uvodi u hepatocite (stanice jetre) detoksikacija koristeći karbamil-fosfat sintetaza u urea biosinteza. Dvije molekule amonijaka tvore molekulu urea, koji je netoksičan i izlučuje se putem bubrega urinom. Stvaranjem uree može se dnevno eliminirati 1-2 mola amonijaka. Opseg sinteze uree podložan je utjecaju dijeta, posebno unos proteina u smislu količine i biološke kakvoće. U prosječnoj prehrani količina uree u dnevnom urinu kreće se u rasponu od oko 30 grama. Osobe s oštećenjima bubreg funkcije nisu u stanju izlučiti višak ureje putem bubrega. Pogođene osobe trebale bi se hraniti siromašnim proteinima kako bi izbjegle povećanu proizvodnju i nakupljanje uree u organizmu bubreg zbog razgradnje aminokiselina.