Aminokwasy – białkowe, egzogenne i endogenne

Są grupą organicznych związków chemicznych, pełniących w organizmie wiele ważnych ról. Aminokwasy odpowiadają przede wszystkim za funkcje budulcowe, będąc składnikiem wielu niezbędnych dla zdrowia białek.

Odpowiadają za produkcję neuroprzekaźników, hormonów czy enzymów, a także dzielą się na różne grupy, gdzie każda z nich wykonuje swoje określone funkcje. Jednak czym dokładnie są aminokwasy i dlaczego są tak ważne dla ludzkiego organizmu?

Czym są aminokwasy?

Aminokwasy należą do grupy organicznych związków chemicznych, a w zależności od rodzaju odpowiadają w organizmie za jedne z najważniejszych ról. Są podstawowym elementem budulcowym białek, wpływając na prawidłowe funkcjonowanie mięśni oraz układu nerwowego i odpornościowego. Składają się z grupy aminowej i karboksylowej (stąd często spotkać można nazwę aminokwasy karboksylowe), atomu wodoru oraz łańcucha bocznego -R¹.

Ze względu na podział występują aminokwasy białkowe (liczących 20 różnych odmian) oraz aminokwasy niebiałkowe – występują w liczbie około 300 różnych aminokwasów i pełnią inne niż budulcowe role. Dzięki swoim właściwościom są podstawą do prawidłowo funkcjonującego organizmu i utrzymania równowagi metabolicznej.

Podział aminokwasów

Poprzez zróżnicowaną budowę, funkcje i właściwości wyróżnia się różne grupy aminokwasów. Są to:

- aminokwasy naturalne:

• białkowe:
  • aminokwasy endogenne – syntetyzowane samodzielnie przez organizm;
  • aminokwasy egzogenne – dostarczane do organizmu wraz z pożywieniem;
  • aminokwasy warunkowo egzogenne – suplementowane z zewnątrz w określonych sytuacjach, takich jak: choroby czy stres;
• niebiałkowe;

- syntetyczne – sztucznie wytwarzane w laboratoriach, mające zdolność do naśladowania aminokwasów naturalnych.

Aminokwasy można podzielić również na podstawie budowy łańcucha bocznego, wyróżniając niepolarne (hydrofobowe) i polarne (hydrofilowe), a także ze względu na końcowy produkt metabolizmu, klasyfikując je jako ketogenne lub glukogenne. Dla człowieka najważniejsze są kwasy egzogenne, których brak może prowadzić do zaburzenia funkcjonowania organizmu.

Aminokwasy białkowe

Organizm ludzki potrzebuje aminokwasów, aby rosnąć, rozwijać się i funkcjonować. Towarzyszą one także jako prekursory innych związków, odpowiadając za transport i magazynowanie składników odżywczych, na przykład tlenu.

Aminokwasy białkowe tworzą aminokwasy egzogenne i endogenne, niezbędne do utrzymania struktury i funkcji tkanek, w tym również włosów czy paznokci. Grupa ta liczy 20 podstawowych aminokwasów biorących udział w procesie budowy białek, syntezie hormonów, neuroprzekaźników czy peptydów. Uznaje się je jako niezbędne w procesie regeneracyjnym mięśni, stąd chętnie sięgają po nie osoby aktywne fizyczne.

Aminokwasy są nieodłącznym elementem w trakcie zrzucania zbędnych kilogramów poprzez metabolizm węglowodanów i tłuszczy. Wpływa to na ochronę włókien mięśniowych przed mikrourazami, pojawiającymi się w trakcie intensywnych ćwiczeń. To właśnie regeneracja jest bardzo ważna na ich odbudowę, a aminokwasy białkowe wspomagają ten proces. Ze względu na swoją rolę (składnik budulcowy) są one niezbędne dla osób pragnących zbudować umięśnioną sylwetkę². Związki te, w postaci suplementów, mogą być także obecne u osób będących na diecie wegetariańskiej lub wegańskiej, u których nie ma możliwości dostarczenia aminokwasów białkowych wraz z pożywieniem.

Aminokwasy egzogenne

W skład aminokwasów białkowych wchodzą aminokwasy egzogenne – ta grupa musi być dostarczana wraz z pożywieniem, ponieważ organizm ludzki nie jest w stanie sam ich syntetyzować, a są niezbędne do życia. Wyróżnia się więc takie aminokwasy egzogenne jak:

• walina, leucyna i izoleucyna – odpowiadają za wsparcie budowy masy mięśniowej, wpływając także na wytrzymałość organizmu w trakcie treningu;
• fenyloalanina – jako prekursor tyrozyny wspomaga koncentrację i regenerację mięśni,
• lizyna – niezbędny składnik wzrostu, bierze udział w produkcji przeciwciał, hormonów i syntezie nukleotydów;
• metionina – syntetyzuje cholinę, kreatynę i glutation, wspomaga detoksykację organizmu;
• tryptofan – bierze udział w procesie powstawania neuroprzekaźników, takich jak: serotonina i melatonina, wspiera pracę mózgu, jest także składnikiem uczestniczącym w syntezie witaminy PP (niacyny);
• treonina – odpowiada za stan skóry, kości i zębów, wspiera układ immunologiczny i wątrobę, zapobiegając gromadzeniu się tłuszczy na tym narządzie;
• histydyna – choć jest po części produkowana przez organizm (głównie u dzieci), u osób dorosłych należy ją dostarczyć wraz z pożywieniem. Uczestniczy w syntezie hemoglobiny i stanowi prekursor histaminy.

Aminokwasy egzogenne mają swoje źródło w pożywieniu, takim jak: mięso, jaja, nabiał i przetwory mleczne. Uznaje się także, że niektóre produkty roślinne (na przykład soja) są w stanie dostarczyć aminokwasy, zwłaszcza w przypadku diet wegańskich. Warto zadbać o odpowiedni podaż aminokwasów egzogennych, nie doprowadzając do niedoboru, który może negatywnie wpłynąć na funkcjonowanie organizmu. W razie podejrzeń dostarczania zbyt małej ilości tych związków, należy udać się na konsultację do specjalisty i dobrać odpowiednią suplementację.

Aminokwasy endogenne

Organizm jest w stanie samodzielnie wytworzyć pewne związki organiczne i należą do nich aminokwasy endogenne. W skład tej grupy wchodzą:

• seryna – wpływa pozytywnie na kondycję umysłową i odporność organizmu;
• asparagina – wspomaga zmniejszenie uczucia zmęczenia poprzez wpływ na równowagę neuroprzekaźników;
• kwas asparaginowy – wspomaga wydzielanie glukagonu, insuliny i hormonu wzrostu;
• tyrozyna – uczestniczy w produkcji melaniny, a także jako niezbędny składnik do syntezy hormonów tarczycy i nadnerczy (tyroksyny, adrenaliny i noradrenaliny);
• prolina – zwiększa elastyczność skóry, kości i stawów dzięki byciu ważnym elementem w budowie kolagenu;
• alanina – uznaje się ją za niezbędny składnik do utrzymania poziomu cukru we krwi i produkcji przeciwciał;
• glicyna – pozytywnie wpływa na zmniejszenie uczucia głodu poprzez regulację poziomu glukozy we krwi³, a także poprawia jakość snu i koncentrację;
• cysteina – bierze udział w wytwarzaniu kolagenu, jest także silnym przeciwutleniaczem;
• glutamina – jest niezbędnym składnikiem do produkcji DNA i glutationu, ma właściwości antyoksydacyjne;
• kwas glutaminowy – jako neuroprzekaźnik wspiera pracę mózgu;
• arginina – wspiera pracę jelit i rozbudowę mięśni.

Warto wiedzieć, że: arginina, glutamina, cysteina, glicyna, tyrozyna, prolina, histydyna i seryna należą do aminokwasów warunkowo egzogennych, co oznacza, że organizm częściowo wytwarza je sam, jednak w określonych do tego warunkach. W związku tym należy je uzupełniać w formie diety lub suplementów.

Aminokwasy – jakie pełnią funkcje w organizmie?

Rola aminokwasów w organizmie obejmuje wiele elementów – od budowy struktur białkowych, peptydów czy enzymów, aż po metabolizm węglowodanów i tłuszczy. Odpowiadają one także za regulację gospodarki hormonalnej, dostarczenie energii do organizmu oraz wsparcie transportu tlenu i składników odżywczych.

Dla organizmu człowieka najważniejsze z ról aminokwasów są ich funkcje budulcowe, wpływając na wzrost i rozwój kości, a także pracę mięśni w późniejszych latach. Niedobór może mieć poważne skutki zdrowotne i zaburzać pracę organizmu. Jednak należy pamiętać, że role przypisane są do poszczególnych aminokwasów.

Jakie są objawy niedoboru aminokwasów BCAA?

Wiedzą już, jak ważne są aminokwasy, należy przyjrzeć się odpowiedniemu ich dostarczaniu. Aminokwasy BCAA (aminokwasy rozgałęzione) to grupa trzech, bardzo ważnych i niezbędnych dla organizmu człowieka związków. W skład tej grupy wchodzą: leucyna, walina i izoleucyna.

Tego rodzaju aminokwasy odpowiadają za metabolizm żywieniowy, pracę jelit⁴, układ odpornościowy i budowę mięśni. Jako jedne z najliczniejszych aminokwasów mają także wpływ na metabolizm tłuszczy, białek i glukozy⁵. Ich niedobór może prowadzić do utraty masy mięśniowej, osłabienia fizycznego i ograniczenia zdolności do naprawy mięśni po intensywnym wysiłku. Dlatego tak ważne jest dbanie o regularne konsultacje lekarskie oraz o ich odpowiedni podaż, poprzez właściwie dobraną dietę lub suplementację.

BCAA – aminokwasy dla sportowców

Funkcje aminokwasów BCAA mają szczególne znaczenie dla sportowców. Ich działanie, takie jak: minimalizowanie rozkładu białek mięśniowych (katabolizmu) w trakcie treningu czy wpływ na metabolizm tłuszczy i budowa masy mięśniowej, to tylko jedne z wielu korzyści jakie niosą dla organizmu. Osoby aktywne fizycznie bardzo często stosują aminokwasy BCAA, jako suplementy diety wspomagające ciało po intensywnych treningach i ogólne procesy anaboliczne. Ich regularne stosowanie może wspomóc regenerację organizmu oraz wpłynąć na osiągnięcie lepszych wyników sportowych.

Przypisy:

¹Lopez MJ, Mohiuddin SS. Biochemistry, Essential Amino Acids. [Updated 2024 Apr 30]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2024 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557845/

²Posey EA, Bazer FW, Wu G. Amino Acids and Their Metabolites for Improving Human Exercising Performance. Adv Exp Med Biol. 2021;1332:151-166. doi: 10.1007/978-3-030-74180-8_9. PMID: 34251643.

³Razak MA, Begum PS, Viswanath B, Rajagopal S. Multifarious Beneficial Effect of Nonessential Amino Acid, Glycine: A Review. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017:1716701. doi: 10.1155/2017/1716701. Epub 2017 Mar 1. Erratum in: Oxid Med Cell Longev. 2022 Feb 23;2022:9857645. doi: 10.1155/2022/9857645. PMID: 28337245; PMCID: PMC5350494.

⁴Zhou H, Yu B, Gao J, Htoo JK, Chen D. Regulation of intestinal health by branched-chain amino acids. Anim Sci J. 2018 Jan;89(1):3-11. doi: 10.1111/asj.12937. Epub 2017 Nov 22. PMID: 29164733.

⁵Holeček M. Branched-chain amino acids in health and disease: metabolism, alterations in blood plasma, and as supplements. Nutr Metab (Lond). 2018 May 3;15:33. doi: 10.1186/s12986-018-0271-1. PMID: 29755574; PMCID: PMC5934885.