Применение аминокислот и белков

Сегодня предлагаем ознакомится со статьей на тему: применение аминокислот и белков с профессиональным описанием и объяснением.

Аминокислоты и белки

Аминокислоты

В зависимости от взаимного расположения обеих функциональных групп различают α-, β – и γ-аминокислоты:

CH3-CH(NH2)-COOH (α-аминопропионованя кислота)

Для аминокислот характерны следующие виды изомерии: углеродного скелета, положения функциональных групп и оптическая изомерия.

Физические свойства аминокислот

Аминокислоты – твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Они плавятся при высоких температурах с разложением.

Аминокислоты получают путем замещения галогена на аминогруппу в галогензамещенных карбоновых кислотах. В общем виде уравнение реакции будет выглядеть так:

Химические свойства аминокислот

Аминокислоты – амфотерные соединения. Они реагируют как с кислотами, так и с основаниями:

При растворении аминокислот в воде аминогруппа и карбоксильная группа взаимодействуют друг с другом с образованием соединений, называемых внутренними солями:

Молекулу внутренней соли называют биполярным ионом.

Водные растворы аминокислот имеют нейтральную, щелочную и кислотную среду в зависимости от количества функциональных групп. Например, глутаминовая кислота образует кислый раствор, поскольку в её составе две карбоксильные группы и одна аминогруппа, а лизин – щелочной раствор, т.к. в её составе одна карбоксильная группа и две аминогруппы.

Две молекулы аминокислоты могут взаимодействовать друг с другом. При этом происходит отщепление молекулы воды и образуется продукт, в котором фрагменты молекулы связаны между собой пептидной связью (-CO-NH-). Например:

Полученное соединение называют дипептидом. Вещества, построенные из многих остатков аминокислот, называются полипептидами. Пептиды гидролизуются под действием кислот и оснований.

α-Аминокислоты играют особую роль в природе, поскольку при их совместной поликонденсации в природных условиях образуются важнейшие для жизни вещества – белки.

Также для аминокислот характерны все химические свойства карбоновых кислот (по карбоксильной группе) и аминов (по аминогруппе).

В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот. Множество их комбинаций создают молекулы белков с большим разнообразием свойств. Кроме того, аминокислотные остатки в составе белка часто подвергаются посттрансляционным модификациям, которые могут возникать и до того, как белок начинает выполнять свою функцию, и во время его «работы» в клетке. Часто в живых организмах несколько молекул разных белков образуют сложные комплексы, например, фотосинтетический комплекс.

Белки обладают свойством амфотерности, то есть в зависимости от условий проявляют как кислотные, так и осно́вные свойства. В белках присутствуют несколько типов химических группировок, способных к ионизации в водном растворе: карбоксильные остатки боковых цепей кислых аминокислот (аспарагиновая и глутаминовая кислоты) и азотсодержащие группы боковых цепей основных аминокислот (в первую очередь, ε-аминогруппализина и амидиновый остаток CNH(NH2)аргинина, в несколько меньшей степени —имидазольный остаток гистидина).

Белки различаются по степени растворимости в воде. Водорастворимые белки называются альбуминами, к ним относятся белки крови и молока. К нерастворимым, или склеропротеинам, относятся, например, кератин (белок, из которого состоят волосы, шерсть млекопитающих, перья птиц и т. п.) и фиброин, который входит в состав шёлка и паутины. Растворимость белка определяется не только его структурой, но внешними факторами, такими как природа растворителя, ионная сила и pH раствора.

Аминокислоты — описание, роль в организме, применение и противопоказания

Аминокислоты известны в основном как «кирпичики», из которых образуются белки. Некоторые аминокислоты нашим организмом не синтезируются, поэтому должны потребляться в составе пищи или в форме пищевых добавок.

Описание и роль аминокислот в организме человека

Аминокислоты — что это такое


Общая структура α-аминокислот, составляющих белки (кроме пролина).
Составные части молекулы аминокислоты — аминогруппа NH2, карбоксильная группа COOH, радикал (различается у всех α-аминокислот), α-атом углерода (в центре).

Все клетки постоянно нуждаются в аминокислотах

. До них расщепляются в кишечнике белки пищи. Потом аминокислоты всасываются в кровь, и из них синтезируются новые белки — в зависимости от общих потребностей организма и специфической генетической программы той или иной его клетки. Некоторые аминокислоты (их называют незаменимыми) мы должны получать в составе пищи. Их насчитывают девять: валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин . Заменимые аминокислоты организм синтезирует самостоятельно из другого поступающего с пищей сырья: аланин, аспарагин, аспарагиновая кислота, аргинин, глицин, глутамин, глутаминовая кислота, пролин, серии, тирозин, цистеин.

Роль аминокислот в организме

Как составные части белков, аминокислоты необходимы для всех процессов, связанных с ростом и восстановлением тканей, а также для протекания биохимических реакций с участием ферментов. Они также служат сырьем для образования других важных молекул, например гормонов (не только белковых) и нейромедиаторов, нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), пигментов.

Организм может долго держаться на внутренних аминокислотных резервах — за счет расщепления входящих в его состав белков. Хронический дефицит незаменимых аминокислот приводит к нехватке важных веществ и нарушению всевозможных процессов, прежде всего восстановительных.

Этот дефицит связан с недостатком в рационе белков (особенно животного происхождения), обычно с общим недоеданием, поэтому в развитых странах встречается редко. Однако такая причина существует, особенно в ситуациях, связанных с интенсивным расходованием резервов организма, например при инфекциях, травмах, обширных ожогах, стрессе, хронических воспалениях. Добавки аминокислот полезны также при нарушениях всасывания питательных веществ — различных болезнях пищеварительного тракта, после операций на нем, при синдроме мальабсорбции.

Основная польза аминокислот


Капсулы обычно содержат сразу несколько аминокислот.

Интенсивно изучается непищевое действие аминокислот. Так, некоторые из них (аргинин, лизин, лейцин, фенилаланин, валин), возможно, помогают от астении (нервно-психологической слабости). Признается также способность глутамина и лейцина укреплять иммунную систему. Фармакологические дозы аргинина и таурина (производного цистеина), похоже, полезны при сердечно-сосудистых заболеваниях и артериальной гипертонии. Особое внимание уделяется цистеину, значительная часть которого (30-50%) расходуется организмом на образование глутатиона — антиоксиданта, способного нейтрализовать токсичные вещества и участвующего во многих метаболических процессах. Цистеин и сам по себе обладает антиоксидантными свойствами, но его дозы, необходимые для достижения оптимального эффекта, неизвестны.

Читайте так же:  Лучший л карнитин в аптеке

Серосодержащие аминокислоты (цистеин, метионин) особенно важны для образования кератинов — белков эпидермиса и его производных (волос, ногтей), поэтому помогают при себорейной алопеции — выпадении волос из-за повышенной жирности кожи. Многие исследования продемонстрировали способность добавок с глутамином снижать тягу к алкоголю. Иногда их назначают также при курсах детоксикации. Наконец, аргинин традиционно используют при лечении диспепсии (нарушений пищеварения) и желчно-печеночных расстройств. Infovitamin.ru желает вам здоровья!

Показания к применению аминокислот, противопоказания, побочное действие

Показания к применению аминокислот

• Ослабленная иммунная система

Осторожно!
Если вы лечитесь медикаментами, infovitamin.ru напоминает: принимайте любые добавки только с разрешения врача.
Ваш выбор
Перед названием аминокислоты часто ставится буква L или D. Речь идет о двух формах этих веществ. В нашем организме присутствует L-форма — ее и выбирайте. Единственное исключение — назначаемая при хронических болях смесь D-L-фенилаланина.

Способ применения аминокислот

Они зависят от конкретного вещества и состояния человека и обычно колеблются в диапазоне десятков-сотен миллиграммов. Infovitamin.ru советует: если нет специальных показаний, принимать единственную аминокислоту не рекомендуется — это чревато пищевым дисбалансом. Если ее все-таки назначают, продолжать курс более трех месяцев можно только под наблюдением специалиста.

Аминокислотные добавки, призванные компенсировать пищевой дефицит, наиболее эффективны, если принимать их во время еды. Для прочих целей время приема не играет роли, хотя при астении лучше приниматьдобавки с утра натощак.

Противопоказания к применению аминокислот

• При беременности и грудном вскармливании, диабете, гипертонии, болезнях печени или почек аминокислотные добавки можно принимать только с разрешения врача.

Последние новости
Бета-аланин — активное вещество некоторых средств, назначаемых при менопаузе. Эта аминокислота ослабляет расширение периферических сосудов, негормональным способом облегчая приливы.

Добавки с аргинином ослабляют способность тромбоцитов слипаться и прикрепляться к стенкам сосудов, запуская свертывание крови. Это полезно для профилактики тромбоза, который может привести к инфаркту миокарда и ишемическому инсульту.

Спортсменам иногда рекомендуют добавку аминокислотного (в частности, метионинового) производного креатина для улучшения работы скелетных мышц. Это вещество участвует в их энергетическом обмене. Дозы свыше 6 г/сут. дают фармакологический эффект.

Возможные побочные действия при применении аминокислот

При соблюдении рекомендованных доз неприятных последствий не бывает. Передозировка может вызывать тошноту, рвоту и диарею.

Главная
На главную страницу.

Витамины
Описания, общие характеристики и применение витаминов.

Минеральные вещества
Описания, применение минеральных веществ.

Травы
Описания и применение лекарственных растений и трав.

Пищевые добавки
Описания и применение пищевых добавок.

Защита здоровья
Болезни — причины, симптомы, лечение и профилактика.

Разное
Статьи о витаминах, минералах, лекарственных травах и добавках.

Карта сайта
Список всех статей сайта.

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Аминокислоты

основа белковой жизни на Земле

А вы знаете, что многие ученые называют жизнь на земле «белковой»? Основу белка составляют аминокислоты. А как они появились на Земле?

Белки — это макромолекулы, имеющие большую молекулярную ( до 1,5 млн у.е.) массу. Все белки являются полимерами нерегулярного строения, состоящими из отдельных мономеров — аминокислот, определяющихся генетическим кодом.

Есть такая гипотеза, что в самом начале на Земле не было всех тех органических соединений, которые мы наблюдаем теперь. И в то далекое-предалекое время наша планета постоянно подвергалась бомбардировке метеоритами и кометами. И эти самые метеориты содержали в себе органические соединения, в том числе и аминокислоты. Получается, что жизнь на Землю принесли извне…

Аминокислота — вещество, имеющее двойственную природу:

  1. Аминокислот в белке много. Вплоть до нескольких тысяч!
  1. Аминокислоты в белке могут находиться в разной последовательности. Именно разные сочетания аминокислот в белковой цепи дает такую вариативность.

В природе известно 20 видов аминокислот.

они же полипептиды, они же протеины

Ф.Энгельс биологом не был, но дал такое определение жизни:

Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка

Конечно, это определение не научное и не затрагивает очень многие признаки живых систем, но определяет один самый важный момент —

жизнь на земле белковая

Строение и функции белков

Белки — полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В составе белков всего 20 аминокислот, а вот комбинаций этих аминокислот может быть очень много! За счет этого достигается разнообразие. Поэтому белков в природе огромное количество!

Белковый состав так и записывается — последовательностью аминокислот, которые обозначаются тремя буквами:

То, что показано на рисунке — последовательность аминокислот — это целая длинная большая молекула (то, что приведено здесь — это очень маленький белок, обычно такие молекулы на порядок длиннее).

В теме про аминокислоты мы уже рассмотрели механизм образования такого полимера — полипептида.

  • простые — состоят только из аминокислот;
  • сложные — кроме аминокислот содержат вещества небелковой природы.

Первичная структура (конформация) белка

— это именно эта последовательность — то, какие аминокислоты и в какой последовательности они соединены ковалентными связями.

Вторичная структура белка

Это спираль, которая образуется уже за счет межмолекулярных — водородных связей.

Третичная структура белка

Эта структура образована свернутыми спиралями — такое образование называется глобула.

Четвертичная структура белка

это совместное объединение нескольких схожих по строению третичных белковых структур (глобул или субъединиц) в единую молекулу с приобретением ею природных свойств.

Сами глобулы в этой структуре называют протомерами, а само четвертичное образование — мультимером.

Белки довольно легко подвергаются разрушению. Сначала «ломается» четвертичная, потом третичная, потом уже вторичная структура. Разрушить первичную структуру сложнее. Это уже, скорее, химическое взаимодействие.

Разрушение структур белка называется денатурацией. Свойства белка при этом теряются.

Самые известные денатуранты -температура (нагревание), спирт, кислоты и щелочи.

Простой и повседневный пример денатурации — яичница!

Ренатурация — обратный процесс — восстановление разрушенной структуры белка.

Функции белков

  • структурная — белок является обязательным компонентом любой мембраны, любого хряща…
  • почти все ферменты имеют белковую природу. Ферменты=биокатализаторы. На каждую реакцию есть свой фермент.
Читайте так же:  Спортивное питание для восстановления сил и энергии

  • Гормоны имеют белковую природу.
  • Транспорт — белки переносят вещества через мембрану клетки, гемоглобин — кислород в крови…
  • Функций у белков очень много… то, что перечислено выше — только самые основные.

    Каждый вид растений и животных имеет особый, только ему присущий набор белков, т. е. белки являются основой видовой специфичности.

    • у разных видов есть одинаковые белки, выполняющие определенные функции (например, у собаки и человека за регуляцию сахара в крови отвечает гормон инсулин)
    • у представителей одного вида белки могут отличаться по строению (например, белки групп крови)

    Белки — основа жизни на Земле, и найти какие-либо процессы, проходящие в живом организме без их участия, практически невозможно…

    Редко, но все же встречаются в вопросах ЕГЭ такие термины:

    • дистальные белки — белки мембраны клетки

    Что такое аминокислота

    Что такое аминокислота?

    Видео удалено.
    Видео (кликните для воспроизведения).

    Аминокислоты являются основным «строительным материалом» для синтеза специфических тканевых белков, ферментов, пептидных гормонов и других физиологически активных соединений. Помимо того, что аминокислоты образуют белки, некоторые из них:

    Выполняют роль нейромедиаторов или являются их предшественниками. Нейромедиаторы — это химические вещества, передающие нервный импульс с одной нервной клетки на другую. Таким образом, некоторые аминокислоты необходимы для нормальной работы головного мозга.

    Аминокислоты способствуют тому, что витамины и минералы адекватно выполняют свои функции.

    Некоторые аминокислоты непосредственно снабжают энергией мышечную ткань.

    Основные группы аминокислот

    В природе обнаружено свыше 20 аминокислот. Многие растения и бактерии могут синтезировать все необходимые им аминоксилоты из простых неорганических соединений.

    Большинство аминокислот синтезируются в теле человека и животных из обычных безазотистых продуктов обмена веществ и усвояемого азота – этот так называемые «заменимые» аминокислислоты.

    Заменимые аминокислоты: аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, глицин (гликокол), глутамин, глутаминовая кислота, пролин, серин, тирозин, цистеин (цистин), цитруллин, гамма-аминомасляную кислоту, орнитин, таурин.

    Частично заменимые аминокислоты: аргинин и гистидин.

    Отличаются они от остальных тем, что организм может использовать их вместо, соответственно, метионина и фенилаланина для производства белка.

    Существуют также аминокислоты, которые не синтезируются в организме человека, но необходимы для нормальной жизнедеятельности. Это — «незаменимые» аминокислоты.

    Незаменимые аминокислоты: валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, лизин

    Они должны поступать в организм с пищей. Процесс синтеза белков постоянно идет в организме. В случае, когда хоть одна незаменимая аминокислота отсутствует, образование белков приостанавливается. Отсутствие или недостаток незаменимых аминокислот приводит к остановке роста, падению массы, нарушениям обмена веществ, при острой недостаточности — к гибели организма. Оптимальное содержание незаменимых аминокислот в пищевом белке зависит от возраста, пола и профессии человека, а также от других причин. Примерная суточная потребность взрослого человека в каждой из незаменимых аминокислот составляет в среднем около 1 г. Поступление в организм незаменимых аминокислот определяется количеством и аминокислотным составом пищевых белков. Это следует учитывать для организации правильного общественного питания и составления рационов для разных возрастных и профессиональных групп населения. Потребность в пищевом белке может быть полностью покрыта за счёт смеси аминокислот. Этим пользуются в лечебном питании.

    Говоря о том, что одни аминокислоты «незаменимые», а другие — «заменимые», не следует упускать из виду общую биологическую значимость и незаменимость всех 20 аминокислот. Более того, можно даже заключить, что как раз «заменимые» аминокислоты более важны для клетки, чем «незаменимые», поскольку утрата способности организма (например, организма человека) синтезировать определенные аминокислоты представляется в эволюционном отношении более естественной в отношении менее важных аминокислот. Пищевые потребности в тех или иных соединениях свидетельствуют о том, что зависимость от внешнего источника метаболитов может оказаться более благоприятной для выживания организма, чем способность организма синтезировать эти соединения. В зависимости от строения молекулы аминокислоты относятся к L- или D-формам. Аминокислоты, полученные химическим синтезом, состоят из равных количеств L- и D-форм. D-форма практически всех аминокислот не усваивается организмом, за исключением метионина, который хорошо используется животными в обеих формах. Большинство же природных аминокислот и все аминокислоты, выделенные из белков тканей животных и высших растений, по типу строения относятся к L-ряду.

    Аминокислоты широко используются в современной фармакологии. Являясь не только структурными элементами белков и других эндогенных соединений, они имеют большое функциональное значение. Некоторые из них выступают в качестве нейромедиаторных веществ. Некоторые аминокислоты нашли самостоятельное применение в качестве лекарственных средств.

    [3]

    Аминокислоты применяют также в качестве парентерального питания больных, то есть минуя желудочно-кишечный тракт, с заболеваниями пищеварительных и других органов; а также для лечения заболеваний печени, малокровия, ожогов (метионин), язв желудка (гистидин), при нервно-психических заболеваниях (глутаминовая кислота и т. п.). Аминокислоты применяются в животноводстве и ветеринарии для питания и лечения животных, а также в микробиологической, медицинской и пищевой промышленности.

    Важно принимать аминокислоты с кофакторами, которыми обычно являются витамины, минеральные соли или другие питательные вещества, которые помогают аминокислотам в ходе процессов метаболизма в организме человека. Также важно принимать аминокислоты в комплексе, а не просто какую-то одну аминокислоту, поскольку в действие аминокислот вовлечены сложные метаболические пути, для которых необходимы разные кофакторы и другие аминокислоты.

    Аминокислоты и их производные.

    С 2005 года на российском рынке представлен один из лидеров по производству аминокислот и их производных — компания WIRUD Co. Ltd (China), входящая в состав азиатского производственного подразделения немецкой фармацевтической компании WIRUD GmbH (Germany). Данная компания предлагает полный спектр аминокислот со склада в Москве и Санкт — Петербурге. Благодаря переносу производства из Европы в Китай компания WIRUD приобрела конкурентоспособность по всем позициям, не изменяя своим принципам гарантированного европейского качества. Многие партнеры в США, Канаде и Объединенной Европе дали самую высокую оценку по качеству продукции WIRUD Co.Ltd (China). В Российской Федерации и странах СНГ компания WIRUD приобрела большой авторитет на рынке среди производителей детского питания, медикаментов, биологически активных добавок и кормов для животных.

    Холдинговая Компания WIRUD была основана в Германии в конце прошлого столетия как фармацевтическая компания, обеспечивающая потребности фармацевтической индустрии новейшими технологиями, инженерными решениями в области разработки новых лекарственных средств и высококачественным сырьем для их производства. Вслед за веяниями времени, когда всё внимание сконцентрировано на заботе о здоровье, фармацевтические технологии стали все чаще использоваться в производстве продуктов питания, биологически активных добавках и средств индивидуального ухода. Производство полного спектра аминокислот охватывают в себе использование самых передовых технологий и сочетания компонентов высшего качества.

    Читайте так же:  Аргинин орнитин как принимать

    Применение аминокислот и белков

    Известно около 200 природных аминокислот, но только 20 из них играют важнейшую роль в жизни человека. Эти аминокислоты называют протеиногеннымистроящими белки.

    Первые аминокислоты были открыты в начале XIX века.

    В пищевых продуктах наиболее распространены 22 аминокислоты.

    В составе белков найдено 20 различных α-аминокислот (одна из них – пролин, является не амино- , а иминокислотой), поэтому их называют белковыми аминокислотами.

    Все другие аминокислоты существуют в свободном состоянии или в составе коротких пептидов, или комплексов с другими органическими веществами.

    Многие из них найдены только в определенных организмах, а некоторые – только в одном каком-либо организме.

    Большинство микроорганизмов и растения синтезируют необходимые им аминокислоты, животные и человек не способны к образованию так называемых незаменимых аминокислот, получаемых с пищей.

    К заменимым относятся аминокислоты, присутствие которых в пище не обязательно для нормального развития организма. В случае их недостаточности они могут синтезироваться из других аминокислот или из небелковых компонентов. Аминокислоты валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин являются незаменимыми почти для всех видов животных.

    Аминокислоты являются наиболее важной составной частью организма. Аминокислоты – строительные блоки, из которых строятся белковые структуры, мышечные волокна. Организм использует их для собственного роста, восстановления, укрепления и выработки различных гормонов, антител и ферментов.

    Они содержатся в ядре, протоплазме и стенках клеток, где выполняют разнообразные функции жизнедеятельности.

    Аминокислоты участвуют в обмене белков и углеводов, в образовании важных для организмов соединений (например, пуриновых и пиримидиновых оснований, являющихся неотъемлемой частью нуклеиновых кислот), входят в состав гормонов, витаминов, алкалоидов, пигментов, токсинов, антибиотиков и т. д.

    Некоторые аминокислоты служат посредниками при передаче нервных импульсов.

    С нарушением обмена аминокислот связан ряд наследственных и приобретенных заболеваний, сопровождающихся серьезными проблемами в развитии организма.

    Главными продуктами разложения аминокислот являются аммиак, мочевина и мочевая кислота. Восполнение потерь аминокислот происходит в основном в результате расщепления белков.

    Аминокислоты обеспечивают:

    — основные метаболические процессы: синтез и утилизация витаминов, липотропное (жиромобилизующее) действие, гликолиз и гликонеогенез;

    — процессы детоксикации организма, в том числе при токсикозе беременных; — формирование иммунной системы организма;

    [1]

    — энергетические потребности клеток и, прежде всего, мозга, участвуют в образовании нейромедиаторов, обладают антидепрессантной активностью, улучшают память;

    — метаболизм углеводов, участвуют в образовании и накоплении гликогена в мышцах и печени, обеспечивают наращивание мышечной массы, cнижают утомляемость, улучшают работоспособность;

    — стимулируют работу гипофиза, увеличивают выработку гормона роста, гормонов щитовидной железы, надпочечников;

    — участвуют в образовании коллагена и эластина, способствуют восстановлению кожи и костной ткани, а также заживлению ран;

    — принимают участие в кроветворении, и, прежде всего, в выработке гемоглобина.

    Интересно знать

    Во время беременности повышается потребность женского организма в триптофане и лизине, у грудных детей – в триптофане и изолейцине.

    Особенно увеличивается потребность организма в незаменимых аминокислотах после больших потерь крови, ожогов, а также вовремя других процессов, сопровождаемых регенерацией тканей.

    Для птиц незаменимой аминокислотой является глицин.

    У жвачных животных биосинтез всех незаменимых аминокислот производится микроорганизмами кишечного тракта.

    Для человека высокую «биологическую ценность» имеют лишь немногие животные белки, такие, как белок куриного яйца или белок материнского молока. Они содержат незаменимые аминокислоты не только в достаточном количестве, но и в необходимом для человека соотношении.

    Низкая ценность многочисленных растительных белков связана с небольшим содержанием в них отдельных незаменимых аминокислот (главным образом лизина и метионина). В белке соевой муки мало метионина, в кукурузе – лизина и триптофана.

    Признаки недостаточности аминокислот в организме

    При недостаточном количестве аминокислотных соединений в организме формируется дисбаланс белкового обмена, в результате которого недостающие элементы «извлекаются» из соединительной ткани, мышц, крови и печени.

    В первую очередь высвобожденные белки используются для питания мозга и обеспечения работы сердечно-сосудистой системы.

    Расходуя собственные аминокислоты и не получая их с пищей, организм начинает слабеть и истощаться, это приводит к сонливости, выпадению волос, анемии, потере аппетита, ухудшению состояния кожи, задержке роста и умственному развитию.

    Производство аминокислот и белка

    Требования к белкам микробного происхождения, добавляемым в корм животным, не такие высокие. Белки хорошего состава можно получить из культивируемых дрожжей. Высушенная дрожжевая масса гранулируется и используется как белково-витаминный концентрат, содержащий до 60% белковых веществ. Вместе с тем в кормовых дрожжах встречаются вредные примеси, поэтому дрожжевой белок добавляется в корма животных ограниченно – не более 5-10% от сухой массы корма. Известно более 30 видов бактерий, которые также могут быть использованы в качестве источника полноценного кормового белка. За счет высокого содержания белка добавление 1 т БВК в корма обеспечивает экономию 7 т фуражного зерна и дополнительное производство 800 кг свинины или 5 т мяса птицы. Микробы-производители белка могут расти на различных достаточно дешевых средах (метанол, этанол, природный газ, нефтепродукты). Наиболее продуктивным сырьем для получения микробного белка следует считать клетчатку, причем преимущественно используются отходы сельского хозяйства: подсолнечная лузга, кукурузные кочерыжки, солома и др.

    В рационе человека и животных имеет большое значение не только количество белка, но и его состав. Белки состоят из отдельных звеньев – аминокислот. Если растения и большинство микроорганизмов способны синтезировать все составляющие белок аминокислоты из углекислоты, воды, аммиака и минеральных солей, то человек и животные не могут производить некоторые аминокислоты, которые называются незаменимыми. Это валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Эти аминокислоты должны поступать в организм в готовом виде с пищей, их отсутствие вызывает тяжелые заболевания у человека и снижение продуктивности сельскохозяйственных животных. Например, в зерне пшеницы недостаточно лизина, а в зерне кукурузы – лизина, триптофана и треонина. Внесение в корма лизина высвобождает фураж и увеличивает объем мясной продукции: на 1 т лизина высвобождается 40-50 т фуражного зерна и получается дополнительно более 10 т мяса.

    Читайте так же:  Можно ли л карнитин при гипотиреозе

    Найдены микроорганизмы, в которых синтез отдельных аминокислот происходит достаточно активно. На их основе разработаны технологии производства незаменимых аминокислот. Среди соединений, получаемых биотехнологическими методами, аминокислоты занимают первое место по объему производства (более 500 тыс.т в год). Больше всего производится глутаминовой кислоты (глутамат натрия) и лизина. Помимо применения в качестве пищевых добавок аминокислоты используются в медицине для лечения ряда заболеваний, а также в пищевой промышленности. В таблице 1 указаны области применения некоторых производимых микроорганизмами аминокислот.

    Таблица 1. Практическое использование некоторых аминокислот.

    Подсластитель, антиоксидант, бактериостатик

    Усилитель вкуса, сырье для синтеза подсластителя аспартама

    Аминокислоты это белки. Стоит ли принимать вместе аминокислоты и белки?

    В принципе, при достаточном потреблении белков добавление к ним аминокислот могло бы показаться излишним. Однако все больше исследований выявляют, что существуют причины, по которым аминокислоты усиливают анаболическое действие белков. Подобное улучшение объясняется в основном двумя факторами.

    1. Скорость переваривания аминокислот выше, чем скорость переваривания белков. Их совместное потребление не приводит к соперничеству на уровне усвоения.
    2. Аминокислоты представляют собой средство обогащения белков ВСАА и, в частности, лейцином (см. определение этих терминов), поскольку с возрастом возрастает потребность в лейцине, для того чтобы анаболическая реакция стала похожей на аналогичную реакцию у молодых людей.

    С годами восприимчивость мышц к анаболическому действию белков ослабевает. Повышенная концентрация лейцина может восполнить этот недостаток. Приведем несколько примеров, подтверждающих наличие тесной связи между белками и аминокислотами.

    Когда мужчины, ведущие активный образ жизни и потребляющие обычно 70 граммов белков в три приема, получали между этими приемами добавку из незаменимых аминокислот (15 граммов), у них в течение 24 часов на 25 процентов увеличивалась скорость синтеза мышечных белков (D. Paddon-Jones, 2005).

    Как видим, существует возможность усилить анаболизм, увеличив поступление в организм аминокислот.

    Анаболическое действие аминокислот добавляется к аналогичному действию белков. Недостаток данного исследования заключается в том, что уровень базового поступления белков был не слишком высоким. Чем выше уровень поступления белков, тем больше вероятность того, что действие аминокислот отойдет на второй план.

    Важно! Усиление действия белков благодаря лейцину непосредственно после физических нагрузок, похоже, приносит преимущества.

    После занятий по развитию мускулатуры нетренированные мужчины получали три разных «анаболических» напитка (R. Koopman, 2005). Общее количество жидкости разделили на небольшие дозы, которые испытуемые принимали через каждые 30 минут в течение шести часов. Напитки содержали:

    1. либо 50 граммов углеводов;
    2. либо 50 граммов углеводов + 33 грамма сыворотки;
    3. либо 50 граммов углеводов + 33 грамма сыворотки + 16 граммов лейцина.

    Важно! Добавление сыворотки позволило усилить анаболическую реакцию на 34 процента по сравнению с аналогичной реакцией при приеме одних углеводов. Совместный прием углеводов, сыворотки и лейцина повысил уровень анаболизма на 55 процентов.

    Что касается катаболизма, то его уровень сократился в два раза при добавлении сыворотки к углеводам по сравнению с аналогичным уровнем при приеме одних углеводов. Обогащение добавки лейцином позволило снизить его на 62 процента. Фаза ярко выраженного катаболизма продолжалась у испытуемых, принимавших одни углеводы, в течение шестичасового восстановительного периода.

    Добавление сыворотки позволяет поставить пользователей в условия чистого анаболизма. Подобный эффект проявляется еще более ярко, если к сыворотке добавлен лейцин. Сыворотка, поставляющая и так десять процентов лейцина, не содержит этой аминокислоты в количествах, достаточных для оптимального восстановления организма спортсменов.

    [2]

    Ученые, проводившие это исследование, отмечают к тому же тесную связь между анаболической реакцией, возникающей после физических нагрузок, и уровнем лейцина: чем выше уровень лейцина, тем сильнее анаболическая реакция.

    Добавление лейцина или ВСАА к белкам становится стандартным приемом в научных исследованиях. Это помогает ученым получать более четкие результаты по сравнению с плацебо.

    Приведем два других примера: сравнивались уровни анаболической реакции после физических нагрузок у нетренированных мужчин и женщин, принявших в течение одного часа по окончании занятий:

    1. — 100 граммов углеводов в жидкой форме
    2. — 77 граммов углеводов + пять граммов аминокислот + 17 граммов концентрата сыворотки.

    При приеме одних углеводов через три часа было синтезировано только шесть граммов мышц. После приема смеси этот показатель достиг 18 граммов (Е. Borsheim, 2004).

    Сохранят ли белки преимущество с течением времени?

    На этот вопрос отвечает следующее исследование.

    На протяжении восьми недель молодые мужчины занимались по программе развития мускулатуры бедер (J. Coburn. 2006). Одна группа принимала сыворотку (20 граммов) и лейцин (6,2 грамма), другая -углеводы (плацебо) непосредственно до и сразу же после занятий. Сила тренируемых мышц возросла на 31 процент в первом случае и на 24 процента во втором. Диаметр мышечных волокон увеличился на 7.3 процента при приеме сыворотки и лейцина и на 4.5 процента при приеме плацебо.

    Это исследование впервые показало, что сила и масса нетренированных мышц бедер возрастают при приеме сыворотки и лейцина, а не плацебо. Сделанное наблюдение показывает, что сыворотка, обогащенная лейцином, провоцирует более глубокий общий анаболизм.

    Видео: Белки и аминокислоты что лучше?

    Дополнительный прием аминокислот и спортивные достижения

    Можно принимать только аминокислоты. Вот несколько примеров результатов научных поисков. Мы увидим, что в некоторых исследованиях использовали все аминокислоты (незаменимые и заменимые), однако в последнее время наметилась тенденция применять только незаменимые аминокислоты, добавляя или не добавляя их к основным компонентам.

    J. Antonio (2000 b) изучал воздействие ежедневного приема 18 граммов аминокислот в течение шести недель тренировок для развития мускулатуры и выносливости на организм нетренированных женщин. Аминокислоты усилили выносливость и сопротивляемость, однако не было зафиксировано никаких улучшений, по сравнению с плацебо, в плане состояния организма и силы.

    W. Kraemer (2006 b) предложил молодым спортсменам заниматься по программе для развития мускулатуры, предполагающей перетренировки.

    Читайте так же:  Синтез креатина креатинфосфата креатинина

    Испытуемые должны были разрабатывать каждую из мышц четыре дня подряд, чтобы превысить возможность восстановления. На пятый день они выполнили несколько силовых упражнений, после чего получили два свободных дня. Самыми интенсивными по объему физических нагрузок были первые две недели. В течение двух следующих недель их объем был немного уменьшен.

    Исследователи поставили перед собой цель воспроизвести ситуацию, с которой сталкивается большинство спортсменов во время соревнований: они должны выполнять весьма существенный объем работ при очень коротких периодах восстановления.

    Одна группа спортсменов получала плацебо, а вторая — 0.4 грамма незаменимых аминокислот на килограмм веса, что составляет в среднем 35 граммов аминокислот, поступающих в организм ежедневно. Совокупная доза была разделена на четыре порции, чтобы ее хватило на целый день. Порции следовало принимать, по меньшей мере, за один час до еды и через два часа после еды.

    Таким образом, аминокислоты поступали в организм до и после тренировок. Несмотря на существенный уровень дополнительных аминокислот, пищевой состав, главным образом количество белков, был в обеих группах примерно одинаковым. Разница заключалась лишь в распределении времени приема белков в группе, получавшей аминокислоты. Она придерживалась лучшего расписания в течение всего дня, чем группа, принимавшая плацебо. Разумеется, это немного искажает результаты исследования.

    Итак, различия, отмеченные между двумя группами, нельзя исчерпывающе объяснить только действием аминокислот. Было бы хорошо, если бы группа, принимавшая плацебо, употребляла также и белки в то время, когда вторая группа принимала аминокислоты.

    Это еще раз подчеркивает исключительную важность соблюдения четкого временного графика при приеме добавок. Следует отметить, что в финансовом плане установленная дозировка непомерно дорога для спортсменов-любителей. Возникает вопрос: можно ли заменить аминокислоты высококачественной с биологической точки зрения сывороткой и добиться аналогичных результатов?

    В группе, принимавшей плацебо, значительный объем физических нагрузок обернулся снижением результатов в течение первой недели, чего не было зафиксировано в группе, принимавшей аминокислоты. В течение следующей недели испытуемые первой группы восстановили исходный уровень силы. Уровень силы второй группы значительно превышал тот, что был отмечен до периода перетренировок. И только на третьей неделе группа, принимавшая плацебо, начала наращивать силу.

    Уровень мышечного катаболизма резко возрос в обеих группах из-за увеличения объема физических нагрузок в течение первой недели, однако аминокислоты ощутимо понизили его. После одной недели перетренировок уровень показателей катаболизма подскочил на 13 процентов в первой группе и только на семь процентов во второй.

    Через две недели в обеих группах уровень показателей катаболизма вернулся к нормальному значению. В. Крамер отмечает наличие тесной связи между масштабом мышечного катаболизма и потерей силы мышцами бедер. При приеме плацебо в первые три недели отмечалась тенденция к снижению уровня совокупного тестостерона, а при приеме аминокислот происходила лучшая стабилизация уровня этого гормона. Уровень свободного тестостерона (активная фракция) при приеме плацебо снизился на одну треть в первые три недели, а затем немного повысился. При приеме аминокислот его снижение замедлилось вдвое.

    В течение четырех недель уровень тестостерона в группе, принимавшей аминокислоты, оставался выше, чем в группе, использовавшей плацебо. Это обстоятельство могло бы объяснить положительное влияние данной добавки.

    Аминокислоты вызывали разницу в результатах в основном в первые две недели, когда объем физических нагрузок был более значителен. Как только этот объем снижается, аминокислоты частично утрачивают свои преимущества.

    Если мы проанализируем процесс обеднения запасов аминокислот в организме, вызванный интенсивными тренировками, то выявим свойство, которое должно быть присуще идеальной добавке. Именно на этом свойстве сосредоточил внимание М. Сугита в своих исследованиях. Использованные им добавки состояли из незаменимых аминокислот, глутамина, аргинина и пролина.

    Футболисты высокого уровня получали 7,2 грамма такой смеси в течение 90 дней тренировок (М. Sugita, 2001 а). По прошествии 45 дней половина игроков почувствовали, что стали лучше восстанавливать силы между тренировками. После 90 дней приема добавок и тренировок у 22 из 23 испытуемых аминокислоты вызвали прилив энергии и улучшение физических данных. Это явление можно объяснить увеличением количества красных кровяных телец, непосредственно связанным с дополнительным поступлением аминокислот.

    Бегуны на длинные дистанции ежедневно получали ту же смесь аминокислот на протяжении одного месяца (М. Sugita, 2001 b). Были разработаны три экспериментальные дозировки: 2,2, 4,4 и 6.6 грамма. Лучшие результаты были получены при использовании наиболее высокой дозы, в то время как две другие дозы не дали никаких результатов. Дополнительные 6,6 грамма не только улучшили физическую форму, но и привели к снижению уровня катаболизма.

    Ежедневный прием нетренированными мужчинами 11,2 грамма аминокислот на протяжении десяти дней позволяет ускорить процесс мышечного восстановления после тяжелых тренировок по развитию мускулатуры (М. Sugita, 2003).

    Видео удалено.
    Видео (кликните для воспроизведения).

    И все же мы не вправе забывать, что другие многочисленные исследования не выявили никакого воздействия аминокислот на спортивные достижения или мышечную массу. К тому же, хотя аминокислоты в виде порошка или жидкости легко использовать, они являются дорогостоящей формой белков, особенно в дозах, установленных в ходе исследований, о которых мы рассказали.

    Источники


    1. Домашняя энциклопедия. Питание — здоровье / Г.И. Молчанов и др. — М.: Издательство Ростовского университета, 1993. — 480 c.

    2. Дан, Ольга Большая книга лифтинг-гимнастики. Офис-фитнес (комплект из 2 книг + DVD-ROM) / Ольга Дан. — М.: Питер, 2012. — 368 c.

    3. Лысов, П.К. Анатомия (с основами спортивной морфологии). Учебник. В 2-х томах. Том 1 / П.К. Лысов. — М.: Академия (Academia), 2010. — 935 c.
    4. Филлипс Чарльз Интеллектуальная Олимпиада. Лучшие задачи для тренировки мозга; Эксмо — Москва, 2013. — 192 c.
    Применение аминокислот и белков
    Оценка 5 проголосовавших: 1

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here