Co to są aminokwasy ?

Aminokwasy to grupa związków, bez których nie byłoby białek, czyli głównego składnika budulcowego w ludzkim organizmie. W związku z tym, że odgrywają tak ważną rolę, warto dowiedzieć się czegoś więcej na ich temat.

Z tego tekstu dowiesz się:

• co to są aminokwasy,
• jak wygląda podział aminokwasów,
• czym różnią się aminokwasy endogenne od egzogennych,
• jakie są konsekwencje niedoboru aminokwasów,
• w jaki sposób zapobiec niedoborowi aminokwasów.

Co to są aminokwasy?

Co to są aminokwasy (inaczej kwasy aminowe)? To organiczne związki chemiczne złożone z grupy aminowej o charakterze zasadowym oraz grupy karboksylowej o charakterze kwasowym. Za pomocą wiązań kowalencyjnych łączą się one z centralnie położonym atomem węgla. Oprócz grupy aminowej i karboksylowej przyłączony jest do niego również łańcuch boczny aminokwasu oraz atom wodoru.

Czasami nazwy "aminokwas" i "białko" używane są zamiennie. To błąd, ponieważ są to dwa różne pojęcia. Aminokwasy to budulec białka. Aby lepiej to wytłumaczyć, można powiedzieć, że są to małe elementy, które połączone ze sobą tworzą długi łańcuch, czyli białko.

Jak to się dzieje, że z aminokwasów powstają białka? Sekret tkwi w wiązaniach peptydowych. Są to wiązania typu kowalencyjnego, które tworzą się między grupą aminową jednego aminokwasu a grupą karboksylową drugiego. 

Takie połączenie w postaci wiązania peptydowego umożliwia stworzenie łańcuchów peptydowych. W zależności od tego z ilu aminokwasów się składają wyróżnia się: oligopeptydy, polipeptydy i białka (złożone z więcej niż stu aminokwasów). 

Podział aminokwasów.

Podział aminokwasów zależy od przyjętego kryterium. Ze względu na charakter chemiczny wyróżnia się aminokwasy: zasadowe (np. arginina), kwasowe (np. kwas glutaminowy) i obojętne (np. glicyna). Z kolei w zależności od rodzaju podstawnika dzieli się je na aminokwasy pierścieniowe (np. tyrozyna) i łańcuchowe (np. walina).

Według jeszcze innego podziału aminokwasów dzieli się je na białkowe i niebiałkowe. Aminokwasy białkowe jak łatwo domyślić się po nazwie to te, które budują białka. Natomiast niebiałkowe pełnią inne funkcje niż budulcowe i są większą grupą (zalicza się do nich około 300 związków).

Aminokwasy można podzielić również na dwie grupy, biorąc pod uwagę możliwe produkty końcowe, które powstają z nich w procesie metabolizmu. Aminokwasy ketogenne to te, które są niezbędne do syntezy ciał ketonowych. Z kolei aminokwasy glukogenne potrzebne są do produkcji glukozy z prekursorów niecukrowych.

Jednak w praktyce najczęściej wykorzystywany jest podział na aminokwasy egzogenne i endogenne. Pierwsze z wymienionych nie mogą być syntetyzowane wewnątrz organizmu. Dlatego tak ważne jest dostarczanie aminokwasów egzogennych wraz z pożywieniem lub suplementami diety. Do tej grupy należą:

• fenyloalanina,
• izoleucyna,
• leucyna,
• tryptofan,
• walina,
• treonina,
• lizyna,
• metionina.

W przeciwieństwie do aminokwasów egzogennych te, które nazywane są endogennymi, mogą być produkowane w organizmie człowieka. Należą do nich:

• alanina,
• kwas glutaminowy,
• kwas asparaginowy,
• seryna,
• prolina,
• asparagina,
• glicyna,
• glutamina.

Oprócz aminokwasów endogennych i egzogennych wyróżnia się jeszcze jedną grupę. Są to aminokwasy względnie egzogenne, czyli takie, które mogą być syntetyzowane w organizmie, ale tylko po dostarczeniu z zewnątrz innych aminokwasów. Do tej grupy należy tyrozyna, która powstaje z fenyloalaniny oraz cysteina wytwarzana z metioniny.

Poza nimi do aminokwasów względnie egzogennych zaliczana jest histydyna oraz arginina. Wynika to z tego, że młody organizm w fazie intensywnego rozwoju nie jest w stanie wyprodukować ich w wystarczających ilościach.

Aminokwasy - rola w organizmie.

Aminokwasy można porównać do małych cegiełek budujących białka. Bez nich nie byłoby białek, a to oznacza, że pełnią szereg ważnych funkcji w ludzkim organizmie. Sprawdźmy, dlaczego są tak istotne, czym grozi ich niedobór i jak go uniknąć?

Jaką rolę pełnią w organizmie człowieka aminokwasy?

Zarówno aminokwasy egzogenne, jak i endogenne są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Wynika to z tego, że:

• regulują poziom glukozy we krwi;
• współuczestniczą w syntezie enzymów niezbędnych do prawidłowego przebiegu różnych procesów w organizmie;
• usprawniają pracę enzymów trawiennych oraz jelit;
• są niezbędne do produkcji hormonów (m.in. noradrenaliny odpowiedzialnej za rozpad glikogenu);
• biorą udział w produkcji kolagenu i elastyny;
• stymulują regenerację mięśni, zapobiegają rozpadowi białek mięśniowych, zmniejszają zmęczenie i uczucie bolesności po intensywnym treningu (takie właściwości wykazują aminokwasy o rozgałęzionych łańcuchach bocznych, czyli BCAA – dlatego często pojawiają się w odżywkach dla sportowców);
  odpowiadają za transport glukozy;
• przyspieszają proces gojenia się ran;
• wspierają pracę układu nerwowego i odpornościowego;
• są niezbędne do syntezy serotoniny, która jest neuroprzekaźnikiem mającym wpływ na zasypianie, samopoczucie, apetyt;
• biorą udział w syntezie kwasów nukleinowych, melaniny (odpowiadającej za pigmentację skóry), kreatyny, choliny, glutationu;

Rola aminokwasów jest ogromna. Dlatego tak ważne jest, aby dostarczać wraz z pożywieniem lub suplementami diety wszystkie niezbędne aminokwasy egzogenne. Do czego prowadzi ich niedobór w organizmie?

Czym grozi niedobór aminokwasów?

Aminokwasy egzogenne muszą być dostarczane z zewnątrz, ponieważ organizm człowieka nie jest w stanie ich sam wyprodukować. Ich niedobór niesie za sobą poważne konsekwencje m.in.:

• pogorszenie odporności;
• problemy z wypróżnianiem;
• wolniejsze gojenie się ran;
• kłopoty z pamięcią i koncentracją spowodowane gorszym funkcjonowaniem ośrodkowego układu nerwowego;
• nadmierne zmęczenie;
• problemy ze snem wynikające z tego, że ludzki organizm potrzebuje aminokwasów do produkcji serotoniny;
• obrzęki;
• zaburzenia funkcjonowania gospodarki węglowodanowej;
• opóźnienie rozwoju;

Co więcej, gdy aminokwasy endogenne nie są dostarczane w odpowiednich ilościach, mogą pojawić się problemy z nadmiernie wypadającymi i łamliwymi włosami. Niedobór odbija się również negatywnie na kondycji paznokci i skóry.

Jak uniknąć niedoboru aminokwasów?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy zacząć od tego, że białka dzieli się na pełnowartościowe oraz niepełnowartościowe. Pierwsze z wymienionych to takie, które zawierają wszystkie aminokwasy egzogenne (w odpowiednim wzajemnym stosunku i ilościach). Ich źródłem są przede wszystkim produkty pochodzenia zwierzęcego, takie jak mięso, ryby, jajka, mleko i przetwory mleczne. Część produktów pochodzenia roślinnego również kwalifikuje się do tej grupy. Mowa tu o algach (do których zalicza się m.in. spirulina i chlorella), soi, amarantusie i komosie ryżowej.

Drugą grupą są białka niepełnowartościowe określane również jako niedoborowe. Są to te, które zawierają aminokwasy egzogenne w niewielkich ilościach (lub nie mają ich wcale). Nie oznacza to jednak, że produkty będące ich źródłem nie mają żadnej wartości. Stanowią uzupełnienie tych, które dostarczają białka pełnowartościowego. Ponadto nie należy wykluczać ich z diety ze względu na zawartość innych składników odżywczych.

Przy komponowaniu posiłków wyłącznie z produktów zawierających białka niedoborowe należy kierować się tzw. zasadą komplementarności aminokwasów. Co to oznacza? Aby to wyjaśnić trzeba zacząć od tego, czym jest aminokwas ograniczający. To ten, którego jest najmniej w białku niepełnowartościowym. W związku z tym ogranicza wykorzystanie pozostałych do syntezy białek ustrojowych. Z kolei w innym białku występuje w odpowiednich ilościach, przez co nie można mówić, że jest aminokwasem ograniczającym. W praktyce oznacza to np. łączenie roślin strączkowych i zbóż.

Przykłady posiłków, w których produkty uzupełniają się pod względem aminokwasów egzogennych:

• kasza jaglana z ciecierzycą, świeżym szpinakiem, pomidorkami koktajlowymi i nasionami słonecznika;
• cukinia faszerowana niepaloną kaszą gryczaną z dodatkiem soczewicy, suszonych pomidorów i oliwek;
• zupa krem z ciecierzycy podana z ryżem brązowym lub domowymi grzankami z pełnoziarnistego pieczywa;

Innym sposobem jest szukanie produktów, które zostały wzbogacone w brakujące aminokwasy. Przykład to produkty zbożowe zawierające mąkę sojową, czy koncentrat z grochu.

W przypadku zwiększonego zapotrzebowania na białko, które ciężej pokryć samą dietą pomóc mogą również odżywki białkowe. Wspomagają się nimi m.in. osoby aktywne fizycznie, których celem jest budowanie masy mięśniowej.

Tym, którzy regularnie trenują szczególnie polecane są odżywki mające w składzie aminokwasy BCAA. A to dlatego, że walina, izoleucyna i leucyna zaliczane do aminokwasów rozgałęzionych m.in. ograniczają rozpad białek mięśniowych i zwiększają odporność na zmęczenie.

Suplementacja aminokwasami może być konieczna również w przypadku osób stosujących dietę wegańską. Jednak w przypadku wegan odpadają koncentraty, izolaty, czy hydrolizaty białka serwatkowego, a także te, które zawierają kazeinę, białka jajeczne i wołowe.

W takim razie, jaką odżywkę białkową mogą kupić osoby stosujące dietę wegańską? W sprzedaży dostępne są te zawierające białka: soi, grochu, pszenicy (niepolecane w przypadku konieczności wykluczenia glutenu z jadłospisu), konopii.

Choć do niedawna najbardziej popularne były odżywki z białkiem sojowym, coraz większą popularnością cieszą się również inne produkty dla wegan. Przykładem są odżywki zawierające białko z konopi. Uzupełniają jadłospis nie tylko w aminokwasy egzogenne, ale i wielonienasycone kwasy tłuszczowe oraz błonnik pokarmowy.

Aminokwasy jako "cegiełki" budujące białka są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania całego organizmu. Dlatego nie można powiedzieć, że tylko osoby intensywnie trenujące (czy stosujące dietę bogatobiałkową z innych powodów) mają zwracać uwagę na ich zawartość w diecie. Każdy powinien zadbać o to, aby w jadłospisie pojawiły się odpowiednie ilości produktów dostarczających aminokwasów egzogennych. Ich źródłem są produkty zwierzęce, a także roślinne. Choć w przypadku tych drugich należy pamiętać o aminokwasach ograniczających, a ponadto wprowadzić do jadłospisu nasiona roślin strączkowych, komosę ryżową, amarantus, czy algi morskie.

Bibliografia:

Nosaka, K. I wsp.: Effects of amino acid supplementation on muscle soreness and damage. Int J Sport Nutr Exe Metab 2006: 620-635.