ليسين: وظائف

متابَع امتصاص, يسين يتم إدخاله في خلايا الكبد (كبد خلايا) الكبد عن طريق النقل البروتينات. كبد له أهمية قصوى في التمثيل الغذائي للبروتين والأحماض الأمينية - على غرار الكربوهيدرات و الدهون. لأن كبد يقع تشريحيا بين الأمعاء والسفلى الوريد الأجوف، فهو قادر على التدخل في استتباب الأحماض الأمينية وتنظيم إمداد الأحماض الأمينية للأعضاء والأنسجة المحيطية بشكل مستقل عن تناول الطعام. يمكن أن تحدث جميع تفاعلات استقلاب الأحماض الأمينية في خلايا الكبد. ينصب التركيز الرئيسي على التخليق الحيوي للبروتين (تكوين بروتين جديد) ، والذي يحدث باستمرار في الريبوسومات من الشبكة الإندوبلازمية الخشنة (rER) لكل خلية. حوالي 20٪ من الأحماض الأمينية يتم تناولها لتكوين البروتين. يزداد معدل التوليف بعد تناول كمية عالية من البروتين. اللايسين مطلوب لتكوين البروتينات التالية:

  • بنيوي البروتينات، مثل الكولاجين، وهو أحد مكونات الأغشية الخلوية ويعطي بشرةوالعظام و النسيج الضام in غضروف, الأوتار والأربطة الاستقرار الميكانيكي اللازم.
  • منقبض البروتينات - يسمح الأكتين والميوسين بحركة العضلات.
  • الانزيمات, هرمونات - السيطرة على التمثيل الغذائي.
  • القنوات الأيونية والبروتينات الناقلة في أغشية الخلايا - مرور مسعور ومحب للدهون الجزيئات، على التوالي ، من خلال البيولوجية غشاء الخلية.
  • بروتينات البلازما - البروتينات التي تنقل المواد بين الأنسجة والأعضاء في الدم ، مثل البروتينات الدهنية (نقل الدهون) ، والهيموغلوبين (نقل الأكسجين) ، والترانسفيرين (نقل الحديد) ، والبروتين المرتبط بالريتينول (نقل فيتامين أ) ؛ بالإضافة إلى نقل المواد في الدم ، فإن بروتين البلازما الزلال مسؤول أيضًا عن الحفاظ على ضغط الأورام
  • عوامل تخثر الدم ، مثل الفيبرينوجين والثرومبين ، التي تشارك في كل من تخثر الدم الداخلي والخارجي ، وكذلك في التفاعلات الوقائية والدفاعية للكائن الحي
  • المناعية or الأجسام المضادة - الحماية والدفاع ضد المواد الغريبة.

بالإضافة إلى التخليق الحيوي للبروتين ، يعتبر اللايسين ضروريًا للعمليات التالية:

  • عبر ربط الكولاجين ألياف على شكل هيدروكسي ليسين.
  • تشكيل الأمينات الحيوية
  • توليف L- كارنيتين

هيدروكسيل يسين أثناء الكولاجين التخليق الحيوي بعد التخليق الحيوي للبروتين من mRNA - بعد متعدية - فرد الأحماض الأمينية متكامل في البروتين يمكن تعديله إنزيميًا وغير إنزيمي. تؤثر هذه التعديلات الهيكلية على الخصائص الوظيفية للبروتينات. من الأهمية بمكان تعديل ما بعد الترجمة لـ يسين والبرولين في الخلايا الليفية النسيج الضام. بعد التخليق الحيوي لسلاسل بولي ببتيد الكولاجين الفردية في الريبوسومات من RER ، تدخل هذه تجويف ER للخلايا الليفية - خلايا النسيج الضام. هناك بعض بقايا اللايسين أو البرولين من الكولاجين الجزيئات يتم تعديلها بواسطة هيدروكسيجيناز. تمثل هيدروكسيجيناز الانزيمات مع ثنائي التكافؤ حديد ذرة في الموقع النشط ، والتي تربط مجموعة هيدروكسيل (OH) بركائزها ، في هذه الحالة ليسين أو برولين. تعتبر مجموعة OH هذه مهمة جدًا لوظيفة الكولاجين كبروتين هيكلي. بالتوازي مع تفاعلات الهيدروكسيل ، يتم ربط ثلاث سلاسل بولي ببتيد الكولاجين معًا في تجويف ER عن طريق تكوين الهدرجة الروابط وسندات ثاني كبريتيد ، مما يؤدي إلى جزيء حلزوني ثلاثي الشرائط - الحلزون الثلاثي - يسمى procollagen. يمكن أن يتكون كل كولاجين أو حلزون ثلاثي من 600 إلى 3,000 الأحماض الأمينيةحسب نوع الكولاجين. بعد ذلك ، يتم نقل مادة البروكولاجين ، التي تحتوي جزئيًا على بقايا ليسين وبرولين هيدروكسيل ، من ER إلى جهاز جولجي للخلايا الليفية. في جهاز جولجي ، السكر المخلفات ، مثل جلوكوز و اللبن، تعلق على الكولاجين هيدروكسي ليسين. يحدث الترابط بين مجموعة OH من الهيدروكسي ليسين ومجموعة OH من السكر مع إزالة of ماء - رابطة O- جليكوسيد. نتيجة لهذا الارتباط بالجليكوزيل ، يتم تكوين البروتينات السكرية ، والتي تساعد في طي البروتين أو زيادة استقرار الكولاجين. يؤدي الهيدروكسيل من البرولين إلى الهيدروكسي برولين في المقام الأول إلى زيادة الشد قوة واستقرار الحلزون الثلاثي للكولاجين ، حيث يتم دمج البروكولاجين في الحويصلات الإفرازية من جهاز جولجي ، ويتم نقله إلى غشاء الخلية من الخلايا الليفية ويتم إطلاقها في الفضاء خارج الخلية عن طريق خروج الخلايا (اندماج الحويصلات مع الغشاء). في وقت لاحق ، فرد الكولاجين الثلاثي الذين تقطعت بهم السبل الجزيئات تتجمع في ألياف الكولاجين (التولد الليفي). في خطوة أخرى ، يحدث الترابط التساهمي لليفات الكولاجين مع تكوين ألياف الكولاجين ، مع حدوث ارتباط متقاطع في بقايا ليسين وهيدروكسي ليسين محدد. بحكم التعريف ، فقط الجزيئات الثلاثية الحلزونية للمصفوفة خارج الخلية تسمى الكولاجين. حاليًا ، هناك 28 نوعًا معروفًا من الكولاجين (النوع الأول إلى الثامن والعشرون) ، والتي تنتمي إلى عائلات كولاجين معينة ، مثل الكولاجين الليفي أو الشبكي أو خرز الحبل. اعتمادًا على نوع الكولاجين ، توجد بقايا ليسين أو برولين أكثر أو أقل في حالة الهيدروكسيل. وهكذا ، في الغشاء القاعدي للخلايا ، يتم تعديل أكثر من 60٪ من جزيئات اللايسين. ما يصل إلى 12 ٪ من هؤلاء ملزمون الكربوهيدرات. في غضروف، حوالي 60 ٪ من بقايا اللايسين هي أيضًا هيدروكسيل. فقط نسبة صغيرة من هؤلاء (4٪) متواطئة معهم الكربوهيدرات. في بشرة والعظام ، 20٪ فقط من بقايا اللايسين موجودة في شكل هيدروكسي ليسين. جزء الكربوهيدرات ضئيل عند 0.4٪. بالنسبة للهيدروكسيل من اللايسين والبرولين ، فإن وجود vitamin C (حمض الأسكوربيك) ضروري. Vitamin C يؤثر على نشاط هيدروكسيجيناز ، والذي يمكن أن يعمل على النحو الأمثل فقط عندما يكون حديد الذرة في حالة ثنائية التكافؤ. عوامل مؤكسدة مختلفة ، مثل الفلور ، أكسجين, الهدرجة البيروكسيد ومكوناته ، قادرون على إزالة الإلكترونات من عنصر التتبع حديد. وبالتالي ، يتم تحويل الحديد بسرعة من ثنائي التكافؤ (Fe2 +) إلى شكله الثلاثي التكافؤ (Fe3 +) ، مما يؤدي إلى ضعف نشاط هيدروكسيجيناز. Vitamin C يصد هذا. كعامل مختزل ، يحافظ حمض الأسكوربيك على الحالة ثنائية التكافؤ لذرة الحديد في هيدروكسيجيناز. عن طريق نقل الإلكترونات ، فإنه يقلل Fe3 + إلى Fe2 +. نقص فيتامين سي قيادة إلى نقص الهيدروكسيل في اللايسين والبرولين الكولاجيني ، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات الكولاجين التالفة التي لا يمكنها أداء وظيفتها الهيكلية البروتينية. وبالتالي ، غالبًا ما يعاني المرضى المصابون بمرض الإسقربوط الناجم عن نقص فيتامين سي من أعراض ناتجة عن خلل في التركيب الحيوي للكولاجين. وتشمل هذه الفقراء التئام الجروح, بشرة مشاكل والتهابات وكذلك نزيف وهزال عضلي والتهاب المفاصل وهشاشة دم سفنو آلام العظام بسبب نزيف تحت السمحاق (نزيف تحت السمحاق). بالإضافة إلى ذلك ، يحفز فيتامين سي جينة التعبير عن التخليق الحيوي للكولاجين وهو مهم لكل من خروج الخلايا الضرورية للبروكولاجين من الخلايا الليفية إلى المصفوفة خارج الخلية (المصفوفة خارج الخلية ، المادة بين الخلايا ، ECM ، ECM) ولربط ألياف الكولاجين. تشكيل بيوجينيك الأمينات من بين العديد من الأمينية الأخرى الأحماض، يعتبر اللايسين بمثابة مقدمة لتوليف الأمينات الحيوية. في حالة اللايسين ، ينتج انقسام مجموعة الكربوكسيل - نزع الكربوكسيل - الأمين الحيوي كادافيرين ، والذي يحمل أيضًا اسم 1,5،XNUMX-ديامينوبنتان. مثل كل الكائنات الحية الأخرى الأمينات، يتفاعل الكادافيرين كقاعدة بسبب وجود المجموعة الأمينية (NH2). بصفته متقبلًا للبروتون ، يمكنه بالتالي امتصاص البروتونات (H +) عند قيم الأس الهيدروجيني المنخفضة أو الحمضية وبالتالي زيادة قيمة الرقم الهيدروجيني. نظرًا لأن الكادافيرين يتم إنتاجه أثناء هضم البروتين البكتيري (التعفن) وله طابع أساسي ، يُطلق على الأمين الحيوي المنشأ أيضًا اسم القاعدة المتعفنة. يتم تسهيل تخليق جادافيرين من ليسين عن طريق الأمعاء بكتيريا، على وجه التحديد من خلال الانزيمات، decarboxylases. هذه تتطلب لانقسام مجموعة الكربوكسيل (CO2) - البيريدوكسال فوسفات (PLP) وفيتامين B6 على التوالي. وبالتالي ، يلعب PLP دور أنزيم ويجب ألا يكون مفقودًا في نزع الكربوكسيل للأمينو الأحماض لحيوي المنشأ الأمينات. تمثل الأمينات الحيوية المنشأ السلائف (السلائف التركيبية) للمركبات التالية.

  • قلويدات
  • الهرمونات
  • الإنزيمات المساعدة - الأمينات الحيوية المنشأ بيتا ألانين وسيستامين هي مكونات أنزيم A ، الذي يعمل كمرسل عالمي لمجموعات الأسيل في التمثيل الغذائي الوسيط
  • الفيتامينات - بيتا-ألانين هو أحد المكونات الأساسية لفيتامين B5 (حمض البانتوثنيك) ؛ يمثل البروبانولامين لبنة من فيتامين B12 (كوبالامين).
  • الفوسفورية - مطلوب إيثانولامين لتكوين فوسفاتيد إيثانول أمين وسيرين ، على التوالي ، مادة تخثرية وشبيهة بالثرومبوكيناز.

يمكن لبعض الأمينات الأحيائية الحرة أن تمارس تأثيرات فسيولوجية بنفسها. على سبيل المثال ، حمض جاما أمينوبوتيريك (GABA) ، والذي يتم إنتاجه من الغلوتاماتو الهستامين و السيروتونين تعمل كناقلات عصبية - رسل كيميائية - في الوسط الجهاز العصبي. تخليق L-carnitine ومشاركته في التمثيل الغذائي الخلوي يمكن لجسم الإنسان إنتاج L-carnitine نفسه من الأمينو الأحماض ليسين و الميثيونين. يؤدي تناول اللايسين عن طريق الفم إلى زيادة كبيرة في مستويات كارنيتين البلازما. على سبيل المثال ، بعد واحدة جرعة من 5 جم من اللايسين ، يزيد مستوى الكارنيتين في البلازما ستة أضعاف خلال فترة 72 ساعة. لتخليق الكارنيتين ، الذي يحدث في الكبد والكلى و الدماغ، العوامل المساعدة الأساسية ، فيتامين ج ، فيتامين ب 3 (النياسين) ، فيتامين ب 6 (البيريدوكسين) والحديد يجب أن يتوفر بكميات كافية بالإضافة إلى اللايسين و الميثيونين. L-carnitine هي مادة شبيهة بالفيتامينات تحدث بشكل طبيعي استقلاب الطاقة ويلعب دورًا رئيسيًا في تنظيم التمثيل الغذائي للدهون. تشارك L-carnitine في نقل السلسلة الطويلة الأحماض الدهنية (C12 إلى C22) عبر الغشاء الداخلي للميتوكوندريا وتوفرها لأكسدة بيتا (انهيار الأحماض الدهنية المشبعة) التي تحدث في مصفوفة الميتوكوندريا. بينما سلسلة طويلة مشبعة الأحماض الدهنية يمكن بسهولة عبور غشاء الميتوكوندريا الخارجي ، فهي تتطلب L-carnitine كجزيء نقل لتمرير أيضًا غشاء الميتوكوندريا الداخلي. في غشاء الميتوكوندريا الخارجي ، يتم تنشيط بقايا الأحماض الدهنية ، مجموعات الأسيل ، بواسطة رابطة تعتمد على ATP إلى الإنزيم المساعد A - يتم تكوين أنزيم أسيل أ. هذا التنشيط ضروري لأن الأحماض الدهنية خاملة نسبيًا ويمكن أن تدخل فقط في تفاعلات في شكل أسيل- CoA. في وقت لاحق ، أيضًا في الغشاء الخارجي للميتوكوندريا ، يتم نقل بقايا الأحماض الدهنية من الإنزيم المساعد A إلى الكارنيتين تحت تأثير كارنيتين بالميتويل ترانسفيراز الأول (CPT I) ، والذي يُعرف أيضًا باسم كارنيتين أسيل ترانسفيراز I. ثم يتم تحويل أسيل كارنيتين الناتج إلى كارنيتين. . يتم الآن نقل أسيل كارنيتين الناتج إلى داخل الميتوكوندريا بواسطة C-acylcarnitine translocase. هناك ، ينقل carnitine palmitoyl أو acyl transferase II بقايا الأسيل من الكارنيتين إلى CoA ، بحيث يكون acyl-CoA موجودًا مرة أخرى. يتم إرجاع L-carnitine الذي تم إطلاقه في هذه العملية إلى العصارة الخلوية للخلية في antiport مع acyl-carnitine بواسطة translocase. يبقى acyl-CoA الناتج في مصفوفة الميتوكوندريا وهو الآن جاهز للتحلل. تحدث أكسدة بيتا ، أو تحلل الأحماض الدهنية المنشطة ، بشكل تدريجي في تسلسل متكرر من 4 تفاعلات فردية. تشتمل منتجات سلسلة واحدة من التفاعلات الفردية الأربعة على جزيء حمض دهني يتكون من اثنين كربون ذرات أقصر في شكل acyl-CoA وبقايا أسيتيل مرتبطة بالإنزيم المساعد A ، والذي يتكون من ذرتين C منفصلتين من الحمض الدهني. يعود الحمض الدهني ، الأصغر بمقدار ذرتين من الكربون ، إلى الخطوة الأولى من أكسدة بيتا ويخضع لعملية تقصير أخرى. يتكرر تسلسل التفاعل هذا حتى يبقى جزيئان من أسيتيل CoA في النهاية. يتدفق Acetyl-CoA في دورة السترات لمزيد من الهدم. هناك ، يتم إنتاج الطاقة في شكل GTP (غوانوزين ثلاثي الفوسفات) ، ومكافئات الاختزال (NADH ، FADH2) و كربون ثاني أكسيد. يوفر NADH2 و FADH2 الإلكترونات اللازمة لسلسلة الجهاز التنفسي اللاحقة للميتوكوندريا. نتيجة السلسلة التنفسية مرة أخرى هي إنتاج الطاقة ، وهذه المرة في شكل ATP (الأدينوساين ثلاثي الفوسفات) ، وهو أمر ضروري كمصدر للطاقة للعمليات الأساسية المستهلكة للطاقة في الكائن الحي. هناك حاجة ، على سبيل المثال ، لتوليف الجزيئات العضوية النشطة كتلة النقل عبر الأغشية الحيوية والعضلات انكماش. يمكن أيضًا استخدام Acetyl-CoA لتخليق أجسام الكيتون أو الأحماض الدهنية. كل من الأحماض الدهنية وأسيتو أسيتات أجسام الكيتون ، الأسيتون وبيتا هيدروكسي بوتيرات (BHB) يمثلان موردي طاقة مهمين للجسم. تتشكل أجسام الكيتون في الميتوكوندريا من خلايا الكبد (خلايا الكبد) ، خاصة خلال فترات انخفاض تناول الكربوهيدرات ، على سبيل المثال أثناء صيام النظام الغذائي ، وتكون بمثابة مصدر للطاقة للمركز الجهاز العصبي. في استقلاب الجوع ، فإن الدماغ يمكن أن تحصل على ما يصل إلى 80٪ من طاقتها من أجسام الكيتون ، كما أن تلبية الطلب على الطاقة من أجسام الكيتون أثناء التقييد الغذائي يساعد في الحفاظ على جلوكوز. كركيزة من carnitine palmitoyltransferase ، يشارك الكارنيتين في تنظيم التمثيل الغذائي للكربوهيدرات بالإضافة إلى التمثيل الغذائي للدهون. تعد مستويات البلازما عالية بما فيه الكفاية من الكارنيتين شرطًا أساسيًا للحصول على معدل التفاعل الأمثل لـ CPT ، والذي يكون نشطًا بشكل خاص تحت الجسم. إجهاد ويتلقى الأحماض الدهنية المنبعثة من مستودعات الدهون في الميتوكوندريا من الخلايا التي تتطلب الطاقة ويجعلها متاحة لـ L-carnitine. نظرًا لأن كارنيتين أسيل ترانسفيراز I ينقل بقايا الأسيل من أسيل- CoA إلى كارنيتين ، يزداد تجمع الإنزيم المساعد الحر أ في مصفوفة الميتوكوندريا. يدخل CoA المجاني الآن في تحلل السكر (هدم الكربوهيدرات) ، والذي فيه السكاريد الأحادي (بسيط السكر) جلوكوز يتدهور تدريجيا إلى البيروفات - حمض البيروفيك. لمزيد من الهدم البيروفات، يتم نقل CoA المجاني إلى بقايا الأسيتيل لتكوين acetyl-CoA ، والذي يستخدم لتوفير الطاقة. نظرًا لأن حمض البيروفيك يتحول باستمرار إلى أسيتيل CoA من خلال وجود CoA غير منضم ، فهو موجود فقط بتركيزات منخفضة. إذا اللاكتات (حمض اللبنيك) يتراكم في الأنسجة العضلية أثناء التمرين المكثف بسبب الظروف اللاهوائية ، ويتم استقلاب حمض اللاكتيك إلى البيروفات بسبب من التركيز اختلافات. وهكذا ، فائض اللاكتات يتحلل ويتم الحفاظ على بركة البيروفات ، والتي بدورها يتم نزع الكربوكسيل المؤكسد إلى acetyl-CoA عن طريق عمل البيروفات ديهيدروجينيز في مصفوفة الميتوكوندريا. بالإضافة إلى ذلك ، نتيجة اللاكتات تقويض ، يتم منع حدوث انخفاض في درجة الحموضة في ألياف العضلات ، وبالتالي منع سابق لأوانه إعياء. التأثيرات الأخرى لـ L-carnitine:

  • تأثير واقي للقلب - الكارنيتين يحسن أداء قلب في العضلات سكتة قلبية (عجز القلب عن توزيع كمية دم التي يطلبها الجسم حسب الحاجة).
  • تأثير خفض الدهون - الكارنيتين يخفض مستويات الدهون الثلاثية في البلازما.
  • التأثير المناعي - الكارنيتين قادر على تحسين وظيفة T و B. الخلايا الليمفاوية، وكذلك الضامة والعدلات.

القيود على توافر L-carnitine ، إما بسبب عدم كفاية المدخول أو انخفاض مستويات البلازما من اللايسين و الميثيونين, قيادة للاضطرابات في استقلاب الطاقة. تركيزات منخفضة من الكارنيتين ، بسبب وظيفتها الحاملة ، تقلل من مرور الأحماض الدهنية طويلة السلسلة عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلي وتدهور الأحماض الدهنية في مصفوفة الميتوكوندريا. نتيجة لتراكم استرات أسيل- CoA طويلة السلسلة وغير القابلة للاستخدام في العصارة الخلوية للخلايا ونقص أكسدة بيتا ، فإن إمداد الـ ATP وبالتالي إمداد الخلايا بالطاقة يعاني. يؤثر هذا بشكل خاص على عضلة القلب التي تعتمد على تكسير الأحماض الدهنية كمصدر رئيسي لإنتاج الطاقة بسبب انخفاض مخزون الجليكوجين - وهو شكل تخزين الجلوكوز. يؤدي نقص الطاقة الناجم عن نقص الكارنيتين إلى اضطرابات في الدورة الدموية تنخفض بشكل كبير أكسجين النقل إلى قلب. هذا يزيد من خطر المعاناة خناق أعراض صدرية ، والتي تتميز أ احتراقأو الإحساس بالدموع أو التشنج في قلب منطقة. عدم التطابق بين أكسجين يؤدي الطلب وإمداد الأكسجين إلى نقص تروية عضلة القلب (نقص إمدادات الأكسجين إلى عضلة القلب) ، والذي ليس من النادر أن يكون سبب احتشاء عضلة القلب (نوبة قلبية). أخيرًا ، يلعب التوافر الكافي لـ L-carnitine دورًا مهمًا في الوقاية و علاج من الاضطرابات الأيضية في الإرهاق الضعيف عضلة القلب. يؤثر نقص الكارنيتين أيضًا على استقلاب البروتين والكربوهيدرات. نظرًا لتقليل استخدام الأحماض الدهنية في نقص الكارنيتين ، يجب استدعاء ركائز أخرى بشكل متزايد للحفاظ على إمدادات الطاقة. نحن نتحدث عن الجلوكوز والبروتينات. يتم نقل الجلوكوز بشكل متزايد من دم في الخلايا عندما تكون الطاقة مطلوبة ، مما يتسبب في بلازماها من التركيز لكي يسقط. نقص السكر في الدم (انخفاض مستوى الجلوكوز في الدم) هي النتيجة. يسبب نقص تخليق أسيتيل CoA من الأحماض الدهنية قيودًا على استحداث السكر (تكوين جلوكوز جديد) وتكوين الكيتون (تكوين أجسام الكيتون) في خلايا الكبد في الكبد. تعتبر أجسام الكيتون مهمة بشكل خاص في استقلاب الجوع ، حيث تعمل كمصدر للطاقة للمركز الجهاز العصبيتشتمل الركائز الغنية بالطاقة أيضًا على البروتينات. عندما لا يمكن استخدام الأحماض الدهنية للحصول على ATP ، هناك زيادة في انهيار البروتين في العضلات والأنسجة الأخرى ، مع عواقب بعيدة المدى على الأداء البدني و الجهاز المناعي.

ل-كارنيتين في الرياضة

غالبًا ما يوصى باستخدام كارنيتين كمنتج ملحق لأولئك الأفراد الذين يسعون إلى تقليل الدهون في الجسم من خلال ممارسة الرياضة و الحمية غذائية. في هذا السياق ، يُقال عن L-carnitine قيادة لزيادة الأكسدة (احتراق) من الأحماض الدهنية طويلة السلسلة. بالإضافة إلى ذلك ، من المتوقع أن يزداد تناول الكارنيتين القدرة على التحمل الأداء وتسريع التجدد بعد التمرين المكثف. أظهرت الدراسات أن زيادة تناول الكارنيتين مع الطعام يؤدي فقط إلى زيادة في الأداء أو انخفاض في وزن الجسم عن طريق تحفيز تكسير الدهون إذا كان هناك سابقًا انخفاض L-carnitine من التركيز في ألياف العضلات ، إما نتيجة عدم كفاية المدخول ، أو زيادة الخسائر أو بسبب قيود وراثية أو غير ذلك من العوامل في تخليق الكارنيتين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مكملات L-carnitine تفيد أيضًا الأفراد الذين يعانون من فقدان الدهون في الجسم والذين يشاركون بانتظام القدرة على التحمل التمرين وذوي الاحتياجات المتزايدة للطاقة. والسبب في ذلك هو تعبئة الثلاثية من مستودعات الدهون ، والتي تزداد خلال التمارين الهوائية القدرة على التحمل ممارسة وكذلك أثناء نقص الطاقة. يعد تكسير الأحماض الدهنية في الأنسجة الدهنية والانتقال اللاحق للأحماض الدهنية الحرة في مجرى الدم إلى الخلايا العضلية التي تتطلب الطاقة (الخلايا العضلية) ، شرطًا أساسيًا مسبقًا لفعالية إل-كارنيتين. في ال الميتوكوندريا من خلايا العضلات ، يمكن للكارنيتين أخيرًا أداء وظيفتها وإتاحة الأحماض الدهنية الحرة لأكسدة بيتا عن طريق نقلها إلى مصفوفة الميتوكوندريا. وبالتالي ، فإن مستويات البلازما المرتفعة بما فيه الكفاية من الكارنيتين مهمة لضمان الاستخدام الأول للأحماض الدهنية كمصدر رئيسي للطاقة لعضلات الهيكل العظمي أثناء الراحة ، وفي مرحلة ما بعد الامتصاص ، وأثناء الجوع ، وأثناء تمارين التحمل طويلة المدى ، وبالتالي فقدان الفائض. دهون الجسم. من خلال استخدام الأحماض الدهنية بشكل أساسي ، فإن L-carnitine لها تأثير يحافظ على البروتين أثناء حالات التقويض ، مثل تدريب التحمل او الجوع. يوفر الحماية من الإنزيمات المهمة ، هرمونات, المناعية، البلازما ، النقل ، الهيكلية ، تخثر الدم والبروتينات الانقباضية للأنسجة العضلية. وهكذا ، يحافظ L-carnitine على الأداء وله تأثيرات مناعية. من بين الدراسات الأخرى ، وجد علماء من جامعة كونيتيكت في الولايات المتحدة أيضًا ذلك تناول L- كارنيتيني يحسن بشكل كبير متوسط ​​أداء التحمل ويؤدي إلى تعافي أسرع بعد مجهود بدني كبير. يُفترض أن هذه التأثيرات ناتجة عن إمداد الخلايا بالطاقة الجيد بواسطة L-carnitine ، مما يؤدي إلى زيادة تدفق الدم وتحسين إمداد العضلات بالأكسجين. علاوة على ذلك ، يؤدي تركيز L-carnitine المرتفع بدرجة كافية في دم الرياضيين الصحيين إلى تقليل إنتاج الجذور الحرة بشكل كبير وتقليل آلام العضلات وتقليل تلف العضلات بعد التمرين. يمكن تفسير هذه التأثيرات من خلال زيادة تفكك اللاكتات ، الذي يتراكم أثناء ممارسة التمارين الرياضية نتيجة لنقص الأكسجين. شرب المشروبات المحتوية على الكافيين مثل قهوة، شاي، كاكاو or مشروبات الطاقة، يمكن أن يدعم تقويض الأحماض الدهنية المؤكسدة في الميتوكوندريا ويساهم في تقليل الدهون في الجسم. كافيين قادر على تثبيط نشاط إنزيم فوسفوديستيراز ، الذي يحفز تفكك cAMP - دوري الأدينوساين أحادي الفوسفات. وبالتالي ، يتوفر تركيز عالٍ بما فيه الكفاية من cAMP في الخلايا. ينشط cAMP الليباز، الأمر الذي يؤدي إلى تحلل الدهون - انقسام الثلاثية - في الأنسجة الدهنية. يتبع ذلك زيادة في الأحماض الدهنية الحرة في الأنسجة الدهنية ، وإزالتها في البلازما إلى الكبد أو العضلات بمساعدة بروتين النقل الزلال، وأكسدة بيتا الخلوية اللاحقة. من المعروف لبعض الوقت أن استهلاك قهوة قبل تمارين التحمل لها فوائد في فقدان الدهون. ومع ذلك، قهوة يجب تجنبها قبل تمرين التحمل طويل المدى. بسبب تأثيره المدر للبول ، caffeine يعزز فقدان السوائل عن طريق الكلى ، والتي تزداد على أي حال لدى الرياضيين الذين يمارسون رياضة التحمل. يجب على الأشخاص النشطين رياضياً الانتباه إلى تناول كميات كبيرة من اللايسين من أجل الحفاظ على مستويات بلازما الكارنيتين عند مستوى عالٍ ، وبالمثل ، التناول المنتظم للميثيونين وفيتامين ج وفيتامين ب 3 (النياسين) وفيتامين ب 6 (البيريدوكسين) والحديد يجب عدم تجاهلها لضمان تخليق كارنيتين داخلي كافٍ. أثناء المجهود البدني أو في حالة الجوع ، يتم فقد L-carnitine حتمًا من العضلات ويزيد إفراز إسترات L-carnitine في البول. تزيد الخسائر من الأحماض الدهنية الحرة (FFS) من الأنسجة الدهنية التي يتم تقديمها للعضلات. وبالتالي ، هناك حاجة متزايدة إلى L-carnitine للأفراد الذين يمارسون الرياضة أو الحمية غذائية كثيرا. يمكن تعويض الخسائر عن طريق زيادة التوليف الداخلي من اللايسين والميثيونين والعوامل المساعدة الأساسية الأخرى وكذلك عن طريق زيادة تناول الكارنيتين عن طريق الطعام. يتم امتصاص L-carnitine بشكل أساسي عن طريق اللحوم. غني بالكارنيتين واللحوم الحمراء وخاصة الضأن ولحم الضأن. على عكس الأشخاص النشطين رياضيًا ، لا تؤدي زيادة تناول الكارنيتين إلى زيادة أكسدة الأحماض الدهنية لدى غير الرياضيين أو الأشخاص غير النشطين بدنيًا. والسبب في ذلك هو أن عدم النشاط البدني يؤدي إلى عدم كفاية أو عدم تعبئة الأحماض الدهنية من مستودعات الدهون. نتيجة لذلك ، لا يمكن أن يحدث أي من أكسدة بيتا في الميتوكوندريا للخلايا أو تقليل الأنسجة الدهنية في الجسم. وظائف أخرى ليسين وتطبيقاتها.

  • تعزيز التأثير على أرجينين - عن طريق تأخير نقل الأرجينين من الدم إلى الخلايا ، يوفر اللايسين زيادة في الأرجينين تركيز البلازما. أرجينين ينتمي إلى الأحماض الأمينية شبه الأساسية - التي لا غنى عنها بشروط - ويوجد في جميع البروتينات تقريبًا. يمكن تصنيعه في الكائن الحي من الغلوتامات أو أورنيثين ، سيترولين والأسبارتات ، على التوالي ، ومندمج في دورة الأورنيثين المترجمة في الكبد. في دورة الأورنيثين ، انقسام أرجينين ينتج عنه التخليق الحيوي لـ اليوريا. بهذه الطريقة ، فإن غاز الأمونيا يمكن التخلص من السموم المنبعثة من الأحماض الأمينية. بالإضافة إلى ذلك ، الأرجينين هو السلائف الوحيدة أكسيد النيتريك (NO) ، والذي يلعب دورًا مهمًا في توسع الأوعية وتثبيط تراكم الصفائح الدموية والالتصاق. لا يصد الخلل البطاني (ضعف وظيفة الأوعية الدموية) وبالتالي تغيرات تصلب الشرايين. تستمر مستويات أرجينين البلازما العالية بشكل كافٍ في كونها مهمة لإفراز STH. الهرمون الموجه للجسد (STH) الموجهة الجسدية، هرمون النمو المنتج في الغدة النخامية (الأمامي الغدة النخامية). إنه ضروري لنمو الطول الطبيعي. يكون إنتاجه واضحًا بشكل خاص خلال فترة البلوغ. يؤثر STH على جميع أنسجة الجسم تقريبًا ، على وجه الخصوص العظاموالعضلات والكبد. بمجرد الوصول إلى حجم الجسم المحدد وراثيا ، الموجهة الجسدية ينظم بشكل رئيسي نسبة العضلات كتلة سمين جدا.
  • زيادة امتصاص وتخزين الكلسيوم in العظام والأسنان - تناول الأطعمة الغنية باللايسين أو المكملات مع اللايسين مفيد هشاشة العظام المرضى.
  • زيادة امتصاص من الحديد - وجدت إحدى الدراسات أن زيادة تناول ليسين يؤثر إيجابًا الهيموغلوبين مستويات في النساء الحوامل. الهيموغلوبين هو صبغة الدم الحمراء المحتوية على الحديد كريات الدم الحمراء (خلايا الدم الحمراء).
  • الهربس البسيط - قد يساعد اللايسين في علاج عدوى الهربس. وهكذا ، فإن دراسة الهربس المرضى البسيطون الذين تلقوا 800 إلى 1,000 مجم من اللايسين يوميًا خلال المرحلة الحادة من العدوى و 500 مجم يوميًا للصيانة أدى إلى تسريع الشفاء بشكل كبير. من قبل بعض الخبراء ، يعتبر استخدام اللايسين مفيدًا للغاية في الأعضاء التناسلية الهربس.
  • التئام الجروح - كمكون أساسي للكولاجين ، فإن تناول الأطعمة الغنية باللايسين بشكل كافٍ يحسن الشفاء الجروح. يعتبر اللايسين ، مع البرولين في حالة الهيدروكسيل ، مسؤولاً عن تكوين ألياف الكولاجين من خلال الربط المتقاطع لألياف الكولاجين واستقرار جزيئات الكولاجين.
  • تصلب الشرايين (تصلب الشرايينتصلب الشرايين) - يمكن استخدام اللايسين للوقاية من تصلب الشرايين وعلاجه. تصلب الشرايين هو مرض انسداد الشرايين حيث توجد رواسب من الدهون في الدم ، والجلطات الدموية ، والنسيج الضام و الكلسيوم في جدران الشرايين أو الأوعية الدموية. يمنع اللايسين ترسب البروتين الدهني (a) - Lp (a) - وبالتالي يجعله غير فعال. يمثل L (a) مركبًا بروتينيًا دهنيًا ويشبه بنيوياً LDL (منخفض كثافة البروتين الدهني) ، ما يسمى بـ "السيئ كولسترول". نظرًا لأن Lp (a) هو بروتين دهني "لزج" بشكل خاص ، فهو مسؤول عن غالبية الرواسب الدهنية في جدار الشرايين. أخيرًا ، Lp (a) هو عامل خطر مستقل لتصلب الشرايين وعواقبه. بشكل منفصل ، Lp (a) يعزز الجلطة (جلطة دموية) عن طريق تثبيط انقسام الفيبرين في تجويف الوعاء عن طريق إزاحة البلازمين. الفيبرين عبارة عن "غراء" منشط ومتشابك لتخثر الدم البلازمي ويؤدي إلى إغلاق الجروح عبر تشكيل أ جلطة دموية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لليسين أن يتحلل من تصلب الشرايين الموجود مسبقًا لوحة عن طريق إزالة Lp (a) المترسبة والبروتينات الدهنية الأخرى في جدار الشرايين. أوضحت الدراسات أهمية اللايسين في علاج تصلب الشرايين. على مدى 12 شهرًا ، تم إعطاء 50 رجلاً و 5 نساء في مراحل مختلفة من المرض 450 مجم من اللايسين والبرولين يوميًا بالاشتراك مع الفيتامينات, المعادن, أثر العناصر و 150 ملغ من السيستين، إل-كارنيتين وأرجينين يوميًا. بعد هذه الأشهر الـ 12 ، كشف التصوير المقطعي المحوسب فائق السرعة أن تطور تصلب الشرايين قد تباطأ أو توقف تقريبًا. نادرا ما تشكلت أي لويحات جديدة في جدران الأوعية الدموية للمرضى. في جميع المواد ، معدل نمو رواسب تصلب الشرايين في الشريان التاجي سفن بنسبة 11٪ في المتوسط. استجاب المرضى في المراحل المبكرة من المرض بشكل أفضل بشكل ملحوظ علاج. في هؤلاء المرضى ، معدل لوحة تم تخفيض النمو بنسبة 50 إلى 65٪. في حالة واحدة ، تكلس الشريان التاجي سفن تم عكسه حتى وشفاء المرض. من المفترض أن الانخفاض الكبير في تكوين المزيد من رواسب تصلب الشرايين يعتمد على التأثير التآزري لجميع المواد الحيوية التي يتم تناولها.

التكافؤ البيولوجي

قيمة البروتين البيولوجي (BW) تعني الجودة الغذائية للبروتين. إنه مقياس للكفاءة التي يمكن بها تحويل البروتين الغذائي إلى بروتين داخلي أو استخدامه في التخليق الحيوي للبروتين الداخلي. التشابه بين البروتين الغذائي والداخلي يعتمد على تكوين الأحماض الأمينية. كلما زادت جودة البروتين الغذائي ، كلما كان مشابهًا لبروتين الجسم في تكوين الأحماض الأمينية ، وكلما قلت الحاجة إلى تناوله للحفاظ على التخليق الحيوي للبروتين وتلبية متطلبات الكائن الحي - بشرط أن يتم إمداد الجسم بشكل كافٍ. الطاقة على شكل كربوهيدرات ودهون ، بحيث لا تستخدم البروتينات الغذائية لإنتاج الطاقة. ذات أهمية خاصة هي الأحماض الأمينية الأساسية، والتي تعتبر مهمة للتخليق الحيوي للبروتين الداخلي. كل هذه يجب أن تكون موجودة في وقت واحد لتكوين البروتين في موقع التوليف في الخلية. سيؤدي العجز داخل الخلايا في حمض أميني واحد فقط إلى توقف تصنيع البروتين المعني ، مما يتطلب تحلل الجزيئات الفرعية التي تم إنشاؤها بالفعل. يُطلق على الحمض الأميني الأساسي الذي يعد أول من يحد من التخليق الحيوي للبروتين الداخلي بسبب تركيزه غير الكافي في البروتين الغذائي بالحمض الأميني المحدد الأول. Lysine هو أول حمض أميني يحد من البروتينات ، خاصة في الجلوتلينات والبرولامين من القمح والجاودار والأرز و حبوب ذرة، وكذلك في بروتين بذر الكتان وبذور اللفت. لتحديد القيمة البيولوجية للبروتينات ، طور الباحثان في مجال التغذية Kofranyi و Jekat طريقة خاصة في عام 1964. وفقًا لهذه الطريقة ، لكل بروتين اختبار ، الكمية الكافية للحفاظ على تحقيق التوازن of نتروجين يتم تحديد الرصيد - تحديد الحد الأدنى للرصيد N. القيمة المرجعية هي بروتين البيض الكامل ، الذي تم تحديد قيمته البيولوجية بشكل تعسفي عند 100 أو 1-100٪. من بين جميع البروتينات الفردية ، يحتوي على أعلى مستوى من BW. إذا كان الجسم يستخدم بروتينًا بشكل أقل كفاءة من بروتين البيض ، فإن وزن هذا البروتين يكون أقل من 100. تحتوي البروتينات الموجودة في الأطعمة الحيوانية على وزن أعلى من البروتينات من المصادر النباتية نظرًا لتكوينها الأحماض الأمينية الأكثر تشابهًا مع بروتين الجسم. وبالتالي ، فإن البروتين الحيواني يلبي عمومًا احتياجات الإنسان بشكل أفضل. لإعطاء مثال ، يحتوي لحم الخنزير على BW يبلغ 85 ، بينما يحتوي الأرز على BW يبلغ 66 فقط. من خلال الجمع بذكاء مع ناقلات البروتين المختلفة ، يمكن تعزيز الأطعمة ذات القيمة البيولوجية المنخفضة. يُعرف هذا بالتأثير التكميلي للبروتينات المختلفة. على سبيل المثال ، تحتوي رقائق الذرة على نسبة منخفضة جدًا من وزن الجسم لأنها تحتوي على كميات صغيرة فقط من الأحماض الأمينية الأساسية ليسين. هم تقريبا لا قيمة لهم كموردين البروتين. خلطها مع حليبومع ذلك ، يزيد بشكل كبير من وزن الجسم لبروتين رقائق الذرة ، حيث أن أجزاء البروتين في الحليب ، مثل الكازين واللاكتاتالبومين ، تحتوي على ليسين وفيرًا وبالتالي فهي ذات قيمة بيولوجية عالية. بمساعدة التأثير التكميلي للبروتينات الفردية ، من الممكن تحقيق BW أعلى من بروتين البيض الكامل. يتم تحقيق أكبر تأثير للمكملات الغذائية من خلال الجمع بين 36٪ بيضة كاملة و 64٪ بروتين بطاطس ، مما يحقق BW 136.

تحلل ليسين

من حيث المبدأ ، يمكن استقلاب اللايسين والأحماض الأمينية الأخرى وتحللها في جميع خلايا وأعضاء الكائن الحي. ومع ذلك ، فإن أنظمة الإنزيم لتقويض الأحماض الأمينية الأساسية توجد في الغالب في خلايا الكبد (خلايا الكبد). أثناء تحلل ليسين ، غاز الأمونيا يتم تحرير (NH3) وحمض ألفا كيتو. من ناحية أخرى ، يمكن استخدام أحماض ألفا كيتو مباشرة لإنتاج الطاقة. من ناحية أخرى ، نظرًا لأن اللايسين له طبيعة كيتونية ، فهو بمثابة مقدمة لتخليق أسيتيل CoA. يعد Acetyl-CoA منتجًا أساسيًا لبدء تكوين الدهون (التخليق الحيوي للأحماض الدهنية) ، ولكن يمكن استخدامه أيضًا لتكوين الكيتون - تخليق أجسام الكيتون. من acetyl-CoA ، يتم تشكيل أسيتو أسيتات الجسم الكيتون عبر عدة خطوات وسيطة ، منها جسمان الكيتون الآخران الأسيتون وبيتا هيدروكسي بوتيرات تتشكل. تمثل كل من الأحماض الدهنية وأجسام الكيتون موردي طاقة مهمين للجسم. غاز الأمونيا تمكن من تركيب الأحماض الأمينية غير الأساسية، البيورينات ، البورفيرينات ، بروتينات البلازما ، وبروتينات دفاع العدوى. نظرًا لأن NH3 في شكله الحر هو مادة سامة للأعصاب حتى بكميات صغيرة جدًا ، فيجب تثبيته وإفرازه. يمكن أن تسبب الأمونيا تلفًا خطيرًا للخلايا عن طريق تثبيطها استقلاب الطاقة وتحولات الأس الهيدروجيني. يحدث تثبيت الأمونيا من خلال أ الغلوتامات تفاعل نازعة الهيدروجين. في هذه العملية ، يتم نقل الأمونيا التي يتم إطلاقها في الأنسجة خارج الكبد إلى alpha-ketoglutarate ، لإنتاج الجلوتامات. ينتج عن نقل المجموعة الأمينية الثانية إلى الجلوتامات تكوين الجلوتامين. عملية الجلوتامين التوليف بمثابة أمونيا أولية تخلص من السموم. الجلوتامين، والتي تتشكل بشكل رئيسي في الدماغ، ينقل NH3 المربوط وبالتالي غير المؤذي إلى الكبد. الأشكال الأخرى لنقل الأمونيا إلى الكبد هي حمض الأسبارتيك (الأسبارتاتي) و ألانين. يتكون الحمض الأميني الأخير عن طريق ارتباط الأمونيا بالبيروفات في العضلات. في الكبد ، يتم إطلاق الأمونيا من الجلوتامين ، الجلوتامات ، ألانين والأسبارتاتي. يتم الآن إدخال NH3 في خلايا الكبد (خلايا الكبد) نهائيًا تخلص من السموم باستخدام الكرباميل-فوسفات في تركيب اليوريا التخليق الحيوي. اثنان من جزيئات الأمونيا تشكل جزيء من اليورياوهي مادة غير سامة وتفرز عن طريق الكلى في البول. عن طريق تكوين اليوريا ، يمكن التخلص من 1-2 مول من الأمونيا يوميًا. يخضع مدى تخليق اليوريا لتأثير الحمية غذائيةخاصة تناول البروتين من حيث الكمية والنوعية البيولوجية. في النظام الغذائي المتوسط ​​، تكون كمية اليوريا في البول اليومي في حدود حوالي 30 جرامًا. الأشخاص ذوو الإعاقة الكلى وظيفة غير قادرة على إخراج اليوريا الزائدة عن طريق الكلى. يجب على الأفراد المتضررين تناول نظام غذائي منخفض البروتين لتجنب زيادة إنتاج وتراكم اليوريا في الكلى بسبب انهيار الأحماض الأمينية.