Амінокислоти: що це таке, їхня користь для організму

Амінокислоти є сполуками, які беруть участь у ряді фізіологічних процесів в організмі людини. Їх також називають будівельними блоками білків (1). Завдяки цим сполукам відбувається синтез білків та гормонів.

Знаходяться в продуктах, багатих на білок. При неможливості споживання цих продуктів у достатніх кількостях, а також при необхідності швидкого підвищення вмісту в організмі амінокислот, можна вдатися до прийому спеціальних добавок (2). Прийом препаратів дозволяє швидко підвищити спортивні результати.

Амінокислоти поділяються на замінні та незамінні. Замінні можуть синтезуватися в організмі, а незамінні надходять лише з продуктами харчування і не можуть синтезуватись у тілі людини. Виділяють 20 основних амінокислот, серед них незамінних — 9.

Найбільший вміст незамінних амінокислот знаходиться в продуктах, багатих на білки тваринного походження (м'ясо, птиця, яйця) (3). Ряд рослинних продуктів містить усі 9 незамінних сполуки (соєві продукти).

Після споживання білка в організмі відбувається його розщеплення на структурні елементи — амінокислоти, які потім використовуються для реалізації низки важливих процесів (ріст м'язової мускулатури, імунний захист організму).

Умовно незамінні амінокислоти

Кілька замінних амінокислот класифікуються як умовно незамінні. Органічні сполуки стають умовно незамінними за таких станів організму, як хвороба, вагітність, серйозна травма, онкологія (4).

Аргінін стає умовно незамінним під час лікування травми, злоякісної пухлини. У таких випадках пацієнти можуть приймати добавки, що містять аргінін, для підтримки необхідної його кількості в організмі.

Гліцин та аргінін переходять у розряд умовно незамінних у жінок під час вагітності. 

Застосування амінокислот

Триптофан використовується організмом для синтезу серотоніну, який виступає в ролі нейротрансмітера. Серотонін, у свою чергу, регулює настрій, покращує якість сну. Зниження рівня серотоніну викликає депресію та розлади сну (5).

Деякі дослідження продемонстрували позитивний ефект від прийому триптофану у людей із депресією. Прийом добавок із триптофаном у здорових людей дозволяє зменшити тривогу та покращити настрій.

Прийом валіну, лейцину та ізолейцину в добавках дозволяє усувати втому, підвищувати витривалість, прискорювати відновлення мускулатури після занять спортом, що позитивно позначається на результатах тренувань (6).

У низці досліджень визначено, що прийом спортсменами добавок з валіном, лейцином та ізолейцином демонструє зниження хворобливості м'язів у порівнянні з групою, яка приймає плацебо.

Добавки з умовно незамінними речовинами можуть бути корисними також для загоєння післяопераційних ран. У дослідженні, де брали участь пацієнти з переломами кісток тазу, було визначено, що група, яка вживає добавки з умовно незамінними амінокислотами протягом 2 тижнів післяопераційного періоду, продемонструвала нижчий рівень смертності та виникнення ускладнень, ніж група хворих, які отримують стандартне харчування (7).

Крім того, прийом добавок у пацієнтів, які перенесли операцію з приводу онкопатології, демонструє зниження ризику виникнення ускладнень у вигляді інфекції та асциту (8).

Також лікарські засоби з валіном, лейцином та ізолейцином дозволяють знизити втрату м'язової маси у людей похилого віку, які проходять реабілітацію після оперативного втручання із заміни колінного суглоба.

Прийом препаратів дозволяє підвищити продуктивність (9). Цей ефект досягається завдяки збільшенню синтезу анаболічних гормонів, попередженню виникнення небажаних ефектів від надмірних тренувань.

Триптофан

Виступає попередником серотоніну. Передбачається, що серотонін як нейротрансмітер головного мозку здатний пригнічувати болючі відчуття. Користь амінокислоти триптофану визначена як підвищення синтезу серотоніну для підвищення толерантності до больових відчуттів під час тренувань (10). Також у ході спостережень виявлено, що препарати, що містять триптофан, сприяли збільшенню часу до виснаження у спортсменів та легшого перенесення тренування. Однак деякі експерименти свідчать про те, що триптофан не є ефективним ергогенним засобом (11).

Валін, лейцин, ізолейцин

Вважається, що підвищення концентрації серотоніну в організмі викликає втому. Прийом лікарських засобів з валіном, лейцином та ізолейцином дозволяє відстрочити перенапругу центральної нервової системи та підвищує продуктивність тривалих тренувань на витривалість, завдяки збільшенню вмісту валіну, лейцину та ізолейцину та зменшенню синтезу серотоніну (12) .

Також було детально вивчено вплив цих речовин на різну фізичну активність, оцінку спортсменів навантаження під час занять спортом. Висновки фахівців неоднозначні (13).

В одних дослідженнях передбачається, що препарати, що містять валін, лейцин та ізолейцин, здатні знижувати втому після тривалого виконання різних вправ, а також можуть підвищувати працездатність. В інших дослідженнях не було доведено запобігання розвитку втоми після довгих занять спортом. Незважаючи на те, що на сьогоднішній день ергогенний ефект препаратів не був підтверджений, рекомендується проведення додаткових досліджень (14).

Глютамін

Вважається, що глютамін має ергогенну властивість. Функції амінокислоти глютаміну різноманітні. Він є паливом для лімфоцитів та макрофагів, вміст яких у крові може падати при тривалих та інтенсивних заняттях спортом (15). При зниженні імунного захисту у спортсменів можуть виникати різноманітні захворювання, що погіршують ефективність тренувань.

Використання амінокислоти для тренувань може підвищувати синтез глікогену, необхідного для мускулатури (16).

Проте, результати експериментів неоднозначні: деякі дослідження демонструють зниження захворюваності серед спортсменів при прийомі добавок з глютаміном, інші — відсутність позитивного ефекту на імунну відповідь організму.

Також визначено, що прийом амінокислоти для спорту не чинить ергогенної дії на мускулатуру та силові показники (17).

Аспарати калію та магнію

Є солями аспарагінової кислоти. Мають ергогенну дію завдяки покращенню метаболізму жирних кислот, зниженню використання м'язового глікогену організмом, а також завдяки зниженню накопичення аміаку під час занять спортом (18).

Висновки щодо використання лікарських засобів, що містять аспартат, неоднозначні. Деякі дослідження демонструють підвищення продуктивності під час тренувань на витривалість (19). Однак необхідні подальші дослідження для визначення ергогенності та ефективності механізмів прийому аспартатів.

Аргінін

Препарати з аргініном можуть ергогенно діяти, оскільки речовина виступає в ролі субстрату для продукції оксиду азоту. Він, у свою чергу, має потужний ендогенний судинорозширювальний ефект, який здатний покращити кровотік і підвищити витривалість (20). У ході спостережень визначено, що у пацієнтів із захворюваннями периферичних судин, стабільною стенокардією, аргінін покращує витривалість під час фізичних навантажень. Однак, позитивних ефектів від використання медикаментів, що містять аргінін, у здорових спортсменів не було виявлено (21).

Орнітин, лізин та аргінін

Вважалося, що споживання орнітину, лізину та аргініну здатне збільшити синтез соматотропіну і, відповідно, збільшити м'язову масу та м'язову силу (22). Однак, у ході спостережень за спортсменами, які приймають дані медикаменти, не було виявлено збільшення синтезу соматотропіну та покращення показників м'язової сили та м'язової маси.

У ході досліджень визначено, що застосування сполук, що вивільняють соматотропін, для досягнення бажаного ефекту, має проводитися у високих дозах. Однак, таке дозування препаратів може спричинити побічні ефекти з боку шлунково-кишкового тракту (23). Крім того, жодне дослідження, що вивчає ефективність прийому орнітину, лізину та аргініну не довело, що пероральний прийом лікарських засобів перед фізичним навантаженням здатний збільшити масу мускулатури та м'язову силу більше, ніж звичайне тренування. Таким чином, прийом добавок з орнітіном, лізином та аргініном з метою вивільнення соматотропіну не рекомендований.

Тирозин

Виступає в ролі попередників катехоламінів (адреналін, норадреналін, дофамін). Надмірне утворення катехоламінових гормонів може негативно впливати на фізичну працездатність (24). Передбачається, що прийом тирозину як амінокислоти для спортсменів може мати ергогенну дію. Тим не менш, під час спостереження виявлено, що прийом тирозину за півгодини до виконання тестів на працездатність підвищує концентрацію сполуки в плазмі крові, але не має значного ергогенного ефекту на витривалість та підвищення м'язової сили.

Таурин

Використовується організмом у деяких метаболічних процесах, серед них: скорочення міокарда, антиоксидантна активність (25). Таурин входить до складу напою Red Bull разом із кофеїном. В ході експерименту було виявлено, що Red Bull з таурином та кофеїном, порівняно з аналогічним напоєм без таурину, продемонстрував позитивний ефект на збільшення ударного об'єму серця, скорочення часу відновлення після виконання навантажень (26). Ергогенна дія таурину обумовлена його антиоксидантною активністю.

Висновок

Існує 9 незамінних амінокислот, які людина має отримувати з продуктами харчування. Вони відіграють велику роль у процесах синтезу протеїну, регенерації тканин та засвоєнні різних поживних речовин.

Ці сполуки здатні запобігати зниженню м'язової маси, прискорювати відновлення пацієнтів у післяопераційному періоді, позитивно впливати на настрій, сон.

Знаходяться в продуктах як тваринного, так і рослинного походження. Практично кожна людина може задовольняти щоденну потребу цих речовин при дотриманні збалансованого харчування. У разі потреби можна приймати спеціальні добавки.

Амінокислотні добавки є безпечними для більшості людей. Не слід їх вживати за достатнього споживання білка з їжею. Проте, вони можуть бути ефективними та необхідними для спортсменів, підвищуючи працездатність та прискорюючи процеси відновлення організму після тренувань.

Література

1. Lopez MJ, Mohiuddin SS. Biochemistry, Essential Amino Acids. 2023 Mar 13. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan–. PMID: 32496725. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557845/
2. Messina M. Soy and Health Update: Evaluation of the Clinical and Epidemiologic Literature. Nutrients. 2016 Nov 24;8(12):754. doi: 10.3390/nu8120754. PMID: 27886135; PMCID: PMC5188409. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5188409/
3. Gorissen SHM, Crombag JJR, Senden JMG, Waterval WAH, Bierau J, Verdijk LB, van Loon LJC. Protein content and amino acid composition of commercially available plant-based protein isolates. Amino Acids. 2018 Dec;50(12):1685-1695. doi: 10.1007/s00726-018-2640-5. Epub 2018 Aug 30. PMID: 30167963; PMCID: PMC6245118. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6245118/
4. Patel JJ, Miller KR, Rosenthal C, Rosenthal MD. When Is It Appropriate to Use Arginine in Critical Illness? Nutr Clin Pract. 2016 Aug;31(4):438-44. doi: 10.1177/0884533616652576. Epub 2016 Jun 1. PMID: 27252277. https://aspenjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1177/0884533616652576
5. Jenkins TA, Nguyen JC, Polglaze KE, Bertrand PP. Influence of Tryptophan and Serotonin on Mood and Cognition with a Possible Role of the Gut-Brain Axis. Nutrients. 2016 Jan 20;8(1):56. doi: 10.3390/nu8010056. PMID: 26805875; PMCID: PMC4728667. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4728667/
6. Kikuchi AM, Tanabe A, Iwahori Y. A systematic review of the effect of L-tryptophan supplementation on mood and emotional functioning. J Diet Suppl. 2021;18(3):316-333. doi: 10.1080/19390211.2020.1746725. Epub 2020 Apr 10. PMID: 32272859. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/19390211.2020.1746725?journalCode=ijds20
7. Waldron M, Whelan K, Jeffries O, Burt D, Howe L, Patterson SD. The effects of acute branched-chain amino acid supplementation on recovery from a single bout of hypertrophy exercise in resistance-trained athletes. Appl Physiol Nutr Metab. 2017 Jun;42(6):630-636. doi: 10.1139/apnm-2016-0569. Epub 2017 Jan 27. PMID: 28177706. https://cdnsciencepub.com/doi/10.1139/apnm-2016-0569?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed
8. Rahimi MH, Shab-Bidar S, Mollahosseini M, Djafarian K. Branched-chain amino acid supplementation and exercise-induced muscle damage in exercise recovery: A meta-analysis of randomized clinical trials. Nutrition. 2017 Oct;42:30-36. doi: 10.1016/j.nut.2017.05.005. Epub 2017 May 18. Erratum in: Nutrition. 2017 Dec 22;: PMID: 28870476. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0899900717300953?via%3Dihub
9. Khemtong C, Kuo CH, Chen CY, Jaime SJ, Condello G. Does Branched-Chain Amino Acids (BCAAs) Supplementation Attenuate Muscle Damage Markers and Soreness after Resistance Exercise in Trained Males? A Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Nutrients. 2021 May 31;13(6):1880. doi: 10.3390/nu13061880. PMID: 34072718; PMCID: PMC8230327. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8230327/
10. Segura R, Ventura JL. Effect of L-tryptophan supplementation on exercise performance. Int J Sports Med. 1988 Oct;9(5):301-5. doi: 10.1055/s-2007-1025027. PMID: 3246461. https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/abstract/10.1055/s-2007-1025027
11. Stensrud T, Ingjer F, Holm H, Strømme SB. L-tryptophan supplementation does not improve running performance. Int J Sports Med. 1992 Aug;13(6):481-5. doi: 10.1055/s-2007-1021302. PMID: 1428380. https://www.thieme-connect.de/products/ejournals/abstract/10.1055/s-2007-1021302
12. Newsholme EA, Blomstrand E, Ekblom B. Physical and mental fatigue: metabolic mechanisms and importance of plasma amino acids. Br Med Bull. 1992 Jul;48(3):477-95. doi: 10.1093/oxfordjournals.bmb.a072558. PMID: 1360309. https://academic.oup.com/bmb/article-abstract/48/3/477/297753?redirectedFrom=fulltext&login=false
13. Blomstrand E. Amino acids and central fatigue. Amino Acids. 2001;20(1):25-34. doi: 10.1007/s007260170063. PMID: 11310928. https://link.springer.com/article/10.1007/s007260170063
14. Watson, P., Shirreffs, S.M. & Maughan, R.J. The effect of acute branched-chain amino acid supplementation on prolonged exercise capacity in a warm environment. Eur J Appl Physiol 93, 306–314 (2004). https://doi.org/10.1007/s00421-004-1206-2
15. Castell L. Glutamine supplementation in vitro and in vivo, in exercise and in immunodepression. Sports Med. 2003;33(5):323-45. doi: 10.2165/00007256-200333050-00001. PMID: 12696982.
16. Rohde T, MacLean DA, Pedersen BK. Effect of glutamine supplementation on changes in the immune system induced by repeated exercise. Med Sci Sports Exerc. 1998 Jun;30(6):856-62. doi: 10.1097/00005768-199806000-00013. PMID: 9624643. https://journals.lww.com/acsm-msse/Fulltext/1998/06000/Effect_of_glutamine_supplementation_on_changes_in.13.aspx
17. Candow DG, Chilibeck PD, Burke DG, Davison KS, Smith-Palmer T. Effect of glutamine supplementation combined with resistance training in young adults. Eur J Appl Physiol. 2001 Dec;86(2):142-9. doi: 10.1007/s00421-001-0523-y. PMID: 11822473. https://link.springer.com/article/10.1007/s00421-001-0523-y
18. Cheng JW, Baldwin SN. L-arginine in the management of cardiovascular diseases. Ann Pharmacother. 2001 Jun;35(6):755-64. doi: 10.1345/aph.10216. Erratum in: Ann Pharmacother 2001 Jul-Aug;35(7-8):965. Balwin SN [corrected to Baldwin SN]. PMID: 11408995. https://journals.sagepub.com/doi/10.1345/aph.10216?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed
19. Fogelholm GM, Näveri HK, Kiilavuori KT, Härkönen MH. Low-dose amino acid supplementation: no effects on serum human growth hormone and insulin in male weightlifters. Int J Sport Nutr. 1993 Sep;3(3):290-7. doi: 10.1123/ijsn.3.3.290. PMID: 8220394. https://journals.humankinetics.com/view/journals/ijsnem/3/3/article-p290.xml
20. Lambert MI, Hefer JA, Millar RP, Macfarlane PW. Failure of commercial oral amino acid supplements to increase serum growth hormone concentrations in male body-builders. Int J Sport Nutr. 1993 Sep;3(3):298-305. doi: 10.1123/ijsn.3.3.298. PMID: 8220395. https://journals.humankinetics.com/view/journals/ijsnem/3/3/article-p298.xml
21. Suminski RR, Robertson RJ, Goss FL, Arslanian S, Kang J, DaSilva S, Utter AC, Metz KF. Acute effect of amino acid ingestion and resistance exercise on plasma growth hormone concentration in young men. Int J Sport Nutr. 1997 Mar;7(1):48-60. doi: 10.1123/ijsn.7.1.48. PMID: 9063764. https://journals.humankinetics.com/view/journals/ijsnem/7/1/article-p48.xml
22. Chromiak JA, Antonio J. Use of amino acids as growth hormone-releasing agents by athletes. Nutrition. 2002 Jul-Aug;18(7-8):657-61. doi: 10.1016/s0899-9007(02)00807-9. PMID: 12093449. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0899900702008079?via%3Dihub 
23. Sutton EE, Coill MR, Deuster PA. Ingestion of tyrosine: effects on endurance, muscle strength, and anaerobic performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2005 Apr;15(2):173-85. doi: 10.1123/ijsnem.15.2.173. PMID: 16089275. https://journals.humankinetics.com/view/journals/ijsnem/15/2/article-p173.xml
24. Baum M, Weiss M. The influence of a taurine containing drink on cardiac parameters before and after exercise measured by echocardiography. Amino Acids. 2001;20(1):75-82. doi: 10.1007/s007260170067. PMID: 11310932. https://link.springer.com/article/10.1007/s007260170067
25. Tipton KD, Wolfe RR. Exercise, protein metabolism, and muscle growth. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2001 Mar;11(1):109-32. doi: 10.1123/ijsnem.11.1.109. PMID: 11255140. https://journals.humankinetics.com/view/journals/ijsnem/11/1/article-p109.xml
26. Brinkworth G: Effect of bovine colostrum supplementation on the composition of resistance trained and untrained limbs in healthy young men. European Journal of Applied Physiology. 2004, 91: 53–60. 10.1007/s00421-003-0944-x. https://journals.humankinetics.com/view/journals/ijsnem/11/1/article-p109.xml