Основы метаболизма аминокислот в организме

Аминокислоты — основная составляющая всех белков. Одна из основных функций белков — рост и восстановление мышечных тканей (анаболизм).

Основы метаболизма аминокислот в организме

Аминокислоты — основная составляющая всех белков. Одна из основных функций белков — рост и восстановление мышечных тканей (анаболизм).

Чтобы разобраться во всех тонкостях метаболизма, необходимо изучить молекулярную структуру белков.

Структура белков и аминокислот

Белок состоит из углерода, водорода, кислорода и азота. Также он может содержать серу, железо, кобальт и фосфор. Данные элементы формируют строительные блоки белка — аминокислоты. Молекула белка состоит из длинных цепей аминокислот, соединенных между собой амидными или пептидными связями.

Белковая пища содержит в себе аминокислоты, разновидность которых зависит от типа присутствующего белка. Существует бесконечное количество комбинаций разных аминокислот, каждая из которых характеризует свойства белка.

Если различные комбинации аминокислот определяют свойства белка, то структура отдельных аминокислот влияет на его функцию в организме. Аминокислота состоит из центрального атома углерода, который находится в центре, положительно заряженной аминовой группы NH₂ на одном конце и отрицательно заряженной карбоксильной кислотной группы СООН на другом. Другая группа R, называющаяся боковой цепочкой, определяет функцию аминокислоты.

Нашему организму требуется 20 различных аминокислот, которые, в свою очередь, могут быть разделены на отдельные группы. Главным признаком разделения являются их физические свойства.

Группы, на которые делятся аминокислоты, могут быть следующими.

К данной группе относятся такие аминокислоты, как

• гистидин,
• лизин,
• фенилаланин,
• метионин,
• лейцин,
• изолейцин,
• валин,
• треонин.

Несущественные аминокислоты:

• аланин,
• аргинин,
• глютамин,
• D-аспарагиновая кислота,
• цистеин,
• цистин,
• глицин,
• пролин,
• серин,
• триптофан,
• тирозин.

Белок, содержащий все незаменимые аминокислоты, называют полноценным. А неполноценный белок, соответственно, либо не содержит в себе всех незаменимых аминокислот, либо содержит, но в незначительных количествах.

Однако, если несколько неполноценных белков объединить, то можно собрать все незаменимые аминокислоты, из которых состоит белок полноценный.

Процесс пищеварения

В процессе пищеварения клетки слизистой оболочки желудка вырабатывают пепсин, поджелудочная железа — трипсин, а тонкая кишка — химотрипсин. Выделение этих ферментов запускает реакцию расщепления белка до пептидов.

Пептиды, в свою очередь, расщепляются на свободные аминокислоты. Этому способствуют такие ферменты, как аминопептидазы и карбоксипептидазы.

Далее свободные аминокислоты транспортируются через кишечник. Кишечные ворсинки покрыты однослойным эпителием, под которым расположены кровеносные сосуды. Аминокислоты попадают в них и разносятся по организму кровью к клеткам. После этого запускается процесс усвоения аминокислот.

Дезанимирование

Представляет собой удаление аминогрупп от молекулы. Данный процесс происходит в основном в печени, хотя глутамат дезанимируется также и в почках. Аминогруппа, удаляющаяся от аминокислот во время дезанимирования, превращается в аммиак. При этом атомы углерода и водорода могут потом быть использованы в реакциях анаболизма и катаболизма.

Аммиак вреден для человеческого организма, поэтому он превращается в мочевину или мочевую кислоты под воздействием ферментов.

Трансанимирование

Трансанимирование — это реакция передачи аминогруппы от аминокислоты на кетокислоту без образования аммиака. Перенос осуществляется за счет воздействия трансаминазы — ферментов из группы трансфераз.

Большинство подобных реакций включает передачу аминогрупп на альфа-кетоглутарат, формируя новую альфа-кетоглутаровую кислоту и глутамат. Важной реакцией трансаминазы являются аминокислоты с разветвленными цепочками (BCAA), усвоение которых происходит непосредственно в мышцах.

В данном случае BCAA удаляются и переносятся на альфа-кетоглутарат, образующий разветвленные кетокислоты и глутаминовую кислоту.

Обычно, в трансанимировании задействованы аминокислоты, которые больше всех содержатся в тканях — аланин, глутамат, аспарат.

Белковый обмен

Аминокислоты, которые поступили к клеткам, используются для синтеза белка. Каждая клетка вашего организма нуждается в постоянном обмене белка.

Обмен белка состоит из двух процессов:

• синтез белка (анаболический процесс);
• распад белка (катаболический процесс).

Если представить эту реакцию в виде формулы, она будет выглядеть следующим образом.

Обмен белка = Синтез белка — Распад белка

Наибольшее количество белка, содержащегося в организме, находится в мышцах.

Поэтому логично, что если ваш организм в процессе белкового обмена будет получать больше белка, чем терять, то будет наблюдаться прирост в мышечной массе. Если же в процессе белкового обмена распад белка будет превосходить синтез, то масса неизбежно будет уменьшаться.

Если организм не будет получать достаточное количество белка, необходимое для жизнедеятельности, тогда он умрет от истощения. Но смерть, разумеется, наступает лишь в особо крайних случаях.

Для того чтобы полностью удовлетворять требованиям организма, вы должны снабжать его новыми порциями аминокислот. Для этого употребляйте достаточное количество белковой пищи, являющейся главным источником белка для вашего организма.

Если вашей целью является набор мышечной массы, вы должны следить за тем, чтобы разность показателей, указанных в формуле выше, была положительной. Иначе достичь прироста мышечной массы не получится.

Азотистый баланс

Представляет собой соотношение количества азота, которое поступает в организм с пищей и выделяется. Выглядит этот процесс следующим образом.

Баланс азота = Общее потребление — Естественные отправления организма — Пот

Азотистый баланс достигается в том случае, если данное уравнение равно 0. Если результат больше 0, то баланс положительный, если меньше — отрицательный.

Основной источник азота в организме — белок. Следовательно, по азотистому балансу можно судить и о белковом обмене.

В отличие от жира или гликогена белок в теле не сохраняется. Поэтому при отрицательном балансе азота организму приходится разрушать мышечные образования. Это необходимо для обеспечения жизнедеятельности.

Норма потребляемого белка

Содержание белка в теле среднестатистического человека держится примерно на одном уровне. Но с человеком, который регулярно и усиленно тренируется, дела обстоят иначе. Дело в том, что из-за интенсивных тренировок показатель содержания белка в организме перестает быть постоянным.

Недостаток белка в организме может привести к серьезным проблемам со здоровьем.

Суточная норма потребляемого белка

Заключение

Рост мышц напрямую зависит от количества белка, который поступает в ваш организм и синтезируется в нем. Вам необходимо следить за нормой потребляемого белка. Определитесь со своими целями, которых вы хотите достичь с помощью режима тренировок и питания. Наметив цель, вы сможете рассчитать суточную норму белка, необходимого для жизнедеятельности организма.