ליזין: פונקציות

הבא קליטה, ליזין מוחדר לתוך הפטוציטים (כבד תאי הכבד באמצעות הובלה חלבונים. ה כבד יש חשיבות עליונה לחילוף החומרים של חלבון ביניים וחומצות אמינו - בדומה ל פחמימות ו שומנים. בגלל כבד ממוקם אנטומית בין המעי לנחות וריד הווריד, הוא מסוגל להתערב בהומאוסטזיס של חומצות אמינו ולווסת את אספקת חומצות האמינו לאיברים ורקמות היקפיים ללא תלות בצריכת המזון. כל התגובות של מטבוליזם של חומצות אמיניות יכולות להתרחש בהפטוציטים. ההתמקדות העיקרית היא ביוסינתזה של חלבון (היווצרות חלבון חדש), המתרחשת ברציפות ב ריבוזומים של הרטיקולום האנדופלזמי הגס (rER) של כל תא. כ -20% מה- חומצות אמינו נלקחים משמשים ליצירת חלבונים. קצב הסינתזה מוגבר לאחר צריכת חלבון גבוהה. ליזין נדרש ליצירת החלבונים הבאים:

• מבני חלבונים, כמו קולגן, שהוא מרכיב ממברנות התאיות ונותן את עור, עצם ו רקמת חיבור in סָחוּס, גידים ורצועות היציבות המכנית הנדרשת.
• כָּוִיץ חלבונים - אקטין ומיוזין מאפשרים ניידות של השרירים.
• אנזימים, הורמונים - שליטה על חילוף החומרים.
• תעלות יונים וחלבונים מובילים בקרומי התאים - מעבר של הידרופובי וליפופילי מולקולות, בהתאמה, דרך הביולוגי קרום תא.
• חלבוני פלזמה - חלבונים המעבירים חומרים בין רקמות ואיברים בדם, כגון ליפופרוטאינים (הובלת שומנים), המוגלובין (הובלת חמצן), טרנספרין (הובלת ברזל) וחלבון מחייב רטינול (הובלת ויטמין A); בנוסף להובלת חומרים בדם, חלבון הפלזמה אלבומין אחראי גם על שמירה על לחץ אונקוטי
• גורמים לקרישת דם, כמו פיברינוגן ותרומבין, אשר מעורבים בקרישת דם חיצונית ופנימית, כמו גם בתגובות מגן והגנה על האורגניזם.
• אימונוגלובולינים or נוגדנים - הגנה והגנה מפני חומרים זרים.

בנוסף לביוסינתזה של חלבונים, ליזין חיוני לתהליכים הבאים:

• קישור צולב של קולגן סיבים בצורת הידרוקסיליזין.
• יצירת אמינים ביוגניים
• סינתזה של L- קרניטין

הידרוקסילציה של ליזין בְּמַהֲלָך קולגן ביוסינתזה בעקבות ביוסינתזה של חלבון מ- mRNA - לאחר תרגום - אינדיבידואלי חומצות אמינו משולב בחלבון ניתן לשנות אנזימטית ולא אנזימטית. שינויים מבניים כאלה משפיעים על התכונות הפונקציונליות של החלבונים. חשיבות מיוחדת היא השינוי שלאחר התרגום של ליזין ו proline ב fibroblasts של רקמת חיבור. לאחר הביוסינתזה של רשתות פוליפפטיד קולגן בודדות בבית ריבוזומים של ה- rER, אלה נכנסים לומן ה- ER של הפיברובלסטים - תאי ה- רקמת חיבור. שם, כמה שאריות ליזין או פרולין של הקולגן מולקולות משתנים על ידי הידרוגניזנות. Hydroxygenases מייצגים אנזימים עם דו-ערכי ברזל אטום באתר הפעיל, אשר מצרפים קבוצת הידרוקסיל (OH) למצעיהם, במקרה זה ליזין או פרולין. קבוצת OH זו היא קריטית למדי לפונקציונליות של קולגן כחלבון מבני. במקביל לתגובות ההידרוקסילציה, שלוש שרשראות פוליפפטיד קולגן מחוברות יחד לומן של המוח על ידי היווצרות הידרוגנציה קשרים וקשרים דו-גופריים, וכתוצאה מכך מולקולת סליל תלת-גדילית - סליל משולש - הנקראת פרוקולגן. כל קולגן או סליל משולש יכולים להיות מורכבים מ -600 עד 3,000 חומצות אמינו, תלוי בסוג הקולגן. לאחר מכן, הפרוקולגן, המכיל בחלקו שאריות ליזין ופרולין הידרוקסיליים, מועבר מהמיון למנגנון גולגי של הפיברובלסטים. במנגנון גולגי, סוכר שאריות, כגון גלוקוז ו גלקטוז, מחוברים לקולגן הידרוקסיליזין. מליטה מתרחשת בין קבוצת OH של ההידרוקסיליזין לבין קבוצת OH של ה- סוכר עם חיסול of מַיִם - קשר O- גליקוזידי. כתוצאה מ- O- גליקוזילציה זו נוצרים גליקופרוטאינים המסייעים לקיפול חלבונים או להגברת יציבות הקולגן. ההידרוקסילציה של פרולין להידרוקסי פרולין מובילה בעיקר למתיחה רבה יותר כוח ויציבותו של סליל המשולש הקולגן. פרוקולגן משולב בשלפוחיות הפרשה ממנגנון גולגי, המועבר אל קרום תא של פיברובלסטים ומשתחררים לחלל החוץ-תאי על ידי אקסוציטוזיס (היתוך שלפוחית ​​עם הממברנה). לאחר מכן, קולגן בודד בעל שלושה גדילים מולקולות להרכיב לסיבי קולגן (פיברילוגנזה). בשלב נוסף, קישור צולב קוולנטי של סיבי קולגן מתרחש עם היווצרות סיבי קולגן, כאשר קישור צולב מתרחש בשאריות ליזין והידרוקסיליזין ספציפיות בהגדרה, רק מולקולות טריפליליות של המטריצה ​​החוץ תאית נקראות קולגן. נכון לעכשיו ידועים 28 סוגי קולגן (סוג I עד XXVIII), השייכים למשפחות קולגן ספציפיות, כגון קולגן של סיבים, רשתית או כבל חרוזים. בהתאם לסוג הקולגן, נמצאים פחות או יותר שאריות ליזין או פרולין במצב ההידרוקסילי. לפיכך, בקרום המרתף של התאים, יותר מ 60% ממולקולות הליזין משתנות. עד 12% מהם קשורים ל פחמימות. ב סָחוּס, כ- 60% משאריות הליזין הידרוקסיליות גם כן. רק חלק קטן מאלה (4%) משולבים יחד פחמימות. ב עור ועצם, רק 20% משאריות הליזין קיימות בצורה של הידרוקסיליזין. שבר הפחמימות זניח ב -0.4%. עבור הידרוקסילציה של ליזין ופרולין, נוכחותם של ויטמין C (חומצה אסקורבית) חיונית. ויטמין C משפיע על פעילות ההידרוגזנאז, שיכול לעבוד בצורה מיטבית רק כאשר ברזל האטום נמצא במצב דו-ערכי. חומרי חמצון שונים, כגון פלואור, חמצן, הידרוגנציה חמצן ותוספותיו, מסוגלים להסיר אלקטרונים מיסוד העקבות ברזל. לפיכך, ברזל הופך במהירות מהדו-ערכי שלו (Fe2 +) לצורתו המשולשת (Fe3 +), וכתוצאה מכך פגיעה בפעילות ההידרוגזנאז. ויטמין C נוגד זאת. כחומר הפחתה, חומצה אסקורבית שומרת על מצב דו-ערכי של אטום הברזל של ההידרוגזנאז. על ידי העברת אלקטרונים, זה מקטין את Fe3 + ל- Fe2 +. חוסר בויטמין C היה עוֹפֶרֶת לחוסר הידרוקסילציה של ליזין ופרולין קולגן, וכתוצאה מכך נוצרות מולקולות קולגן פגועות שאינן יכולות לבצע את תפקוד החלבון המבני שלהן. כתוצאה מכך, חולים במחלת המחסור בוויטמין C בדרך כלל סובלים מתסמינים עקב ביוסינתזה לקויה של קולגן. אלה כוללים עניים ריפוי פצע, עור בעיות ודלקת וכן דימום, בזבוז שרירים, דלקת במפרקים, שביר דם כלי, ו כאב עצם עקב דימום מתחת לפריוסטאום (דימום תת-פרוסטיאסטי). בנוסף, ויטמין C מגרה גֵן ביטוי לביוסינתזה של קולגן והוא חשוב הן לאקסוציטוזה הדרושה של פרוקולגן מהפיברובלסט למטריצה ​​החוץ-תאית (מטריצה ​​חוץ-תאית, חומר בין-תאי, ECM, ECM) והן לקישור צולב של סיבי קולגן. היווצרות של ביוגני אמינים בין אמינו רבים אחרים חומצות, ליזין משמש מבשר סינתזה של אמינים ביוגניים. במקרה של ליזין, מחשוף של קבוצת הקרבוקסיל - דקארבוקסילציה - מייצר את הקדיוורין של האמין הביוגני, הנושא גם את השם 1,5-דיאמינופנטן. כמו כל שאר הביוגנים אמינים, cadaverine מגיב כבסיס בשל נוכחותה של קבוצת האמינו (NH2). כמקבל פרוטון, כך הוא יכול לקלוט פרוטונים (H +) בערכי pH נמוכים או חומציים וכך להגדיל את ערך ה- pH. מכיוון שקדאברין מיוצר במהלך עיכול חלבונים חיידקי (ריקבון) ובעל אופי בסיסי, האמין הביוגני נקרא גם בסיס פוטרטיבי. סינתזת Cadaverine מליזין מקלה על ידי מעיים בקטריה, במיוחד על ידי שלהם אנזימים, דקארבוקסילאזות. אלה דורשים את המחשוף של קבוצת הקרבוקסיל (CO2) - פירידוקסל פוספט (PLP) וויטמין B6, בהתאמה. לפיכך, PLP ממלא את התפקיד של קואנזים ואסור לו להחמיץ בדה-קרבוקסילציה של אמינו חומצות לביוגני אמינים. אמינים ביוגניים מייצגים את קודמיהם (קודמי הסינתזה) של התרכובות הבאות.

• אלקלואידים
• הורמונים
• קואנזימים - האמינים הביוגניים בטא-אלנין וציסטמין הם מרכיבים של קואנזים A, המשמש כמעביר אוניברסלי של קבוצות אציל בחילוף החומרים המתווך.
• ויטמינים - בטא-אלנין הוא מרכיב חיוני בוויטמין B5 (חומצה פנטותנית); פרופנולמין מייצג אבן בניין של B12 ויטמין (קובלאמין).
• פוספוליפידים - אתנולמין נדרש ליצירת פוספטידיל אתנולמין ו-סרין, בהתאמה, חומר קרישה דמוי תרומבוקינאז.

כמה אמינים ביוגניים חופשיים יכולים אפילו להשפיע על עצמם פיזיולוגיים. לדוגמא, חומצה גמא-אמינו-בוטירית (GABA), המופקת מ גלוטמט, ו היסטמין ו סרוטונין מתפקדים כמעבירים עצביים - שליחים כימיים - במרכז מערכת העצבים. סינתזה של L- קרניטין ומעורבותו בחילוף החומרים התאי גוף האדם יכול לייצר L- קרניטין בעצמו מהאמינו חומצות ליזין ו מתיונין. צריכת ליזין דרך הפה גורמת לעלייה משמעותית ברמות הקרניטין בפלזמה. למשל, אחרי סינגל מנה של 5 גרם ליזין, רמת הפלזמה של קרניטין עולה פי שישה לאורך 72 שעות. לסינתזת קרניטין, המתרחשת בכבד, בכליות וב- מוֹחַ, הקופקטורים החיוניים ויטמין C, ויטמין B3 (ניאצין), ויטמין B6 (פירידוקסין) וברזל חייב להיות זמין בכמות מספקת בנוסף ליזין ו מתיונין. L- קרניטין הוא חומר דמוי ויטמין המופיע באופן טבעי מטבוליזם אנרגיה ומשחק תפקיד מפתח בהסדרה של מטבוליזם של שומן. L- קרניטין מעורב בהובלה של שרשרת ארוכה חומצות שומן (C12 עד C22) על פני הממברנה המיטוכונדריה הפנימית ומספק להם חמצון בטא (פירוק חומצות שומן רוויות) המתרחש במטריקס המיטוכונדריה. בעוד שרשרת ארוכת שרשרת חומצות שומן יכולים לחצות בקלות את הממברנה המיטוכונדריה החיצונית, הם דורשים L- קרניטין כמולקולת תחבורה כדי לעבור גם את הממברנה המיטוכנדריאלית הפנימית. בקרום המיטוכונדריה החיצוני, שאריות חומצות השומן, קבוצות האציל, מופעלות על ידי קשר תלוי ATP לקואנזים A - נוצר אציל-קואנזים A. הפעלה זו חיונית מכיוון חומצות שומן אינרטיים יחסית ויכולים להיכנס לתגובות רק בצורה של acyl-CoA. לאחר מכן, גם בקרום המיטוכונדריה החיצוני, שאריות חומצות השומן מועברות מקואנזים A לקרניטין בהשפעת קרניטין פלמיטוילטרנספרז I (CPT I), הידוע גם כקרניטין אצטיל טרנספרז. . קרניטין האציל המתקבל מועבר כעת לחלק הפנימי של המיטוכונדריון באמצעות טרנסלוקז C- אצטילקרניטין. שם, קרניטין פלמיטויל או אצטיל טרנספרז II מעביר את שאריות האציל מקרניטין ל- CoA, כך ש- acyl-CoA קיים שוב. ה- L- קרניטין המשתחרר בתהליך זה מוחזר לציטוזול של התא באנטי פורט עם אציל-קרניטין על ידי הטרנסלוקז. ה- acyl-CoA המתקבל נשאר במטריקס המיטוכונדריה וכעת הוא מוכן להשפלה. חמצון בטא, או השפלה של חומצות שומן מופעלות, מתרחש בשלבים ברצף חוזר של 4 תגובות בודדות. התוצרים של רצף יחיד של 4 התגובות האישיות כוללות מולקולת חומצות שומן שהיא שתיים פַּחמָן אטומים קצרים יותר בצורת acyl-CoA ושאריות אצטיל הקשורות לקואנזים A, המורכב משני אטומי C המפוצלים של חומצת השומן. חומצת השומן, שהיא קטנה יותר על ידי שני אטומי C, מוחזרת לשלב הראשון של חמצון בטא ועוברת קיצור נוסף. רצף תגובה זה חוזר על עצמו עד שנותרות בסוף שתי מולקולות אצטיל-CoA. Acetyl-CoA זורם למעגל הציטראטים להמשך קטבוליזם. שם מופקת אנרגיה בצורה של GTP (גואנוזין טריפוספט), שווי ערך הפחתה (NADH, FADH2) ו- פַּחמָן דוּ תַחמוֹצֶת. NADH2 ו- FADH2 מספקים את האלקטרונים הדרושים לשרשרת הנשימה המיטוכונדריה. התוצאה של שרשרת הנשימה היא שוב ייצור אנרגיה, הפעם בצורה של ATP (אדנוזין טריפוספט), החיוני כמקור אנרגיה לתהליכים בסיסיים וצורכים אנרגיה באורגניזם. זה נחוץ, למשל, לסינתזה של מולקולות אורגניות, פעילות מסה הובלה על פני ביוממברנות, ושרירים התכווצויות. Acetyl-CoA יכול לשמש גם לסינתזה של גופי קטון או חומצות שומן. הן חומצות שומן והן גופי הקטון אצטואצטט, אצטון ובטא-הידרוקסיבוטיראט (BHB) מייצגים ספקי אנרגיה חשובים לגוף. גופי קטון נוצרים ב המיטוכונדריה של הפטוציטים (תאי כבד), במיוחד בתקופות של צריכת פחמימות מופחתת, למשל במהלך צום דיאטות, ומשמשות מקור אנרגיה למרכז מערכת העצבים. בחילוף החומרים של הרעב, מוֹחַ יכול להשיג עד 80% מהאנרגיה שלה מגופי קטון. עמידה בביקוש האנרגיה מגופי קטון במהלך הגבלה תזונתית משמשת לשימור גלוקוז. כמצע של קרניטין פלמיטוילטרנספרז, קרניטין מעורב בוויסות מטבוליזם הפחמימות בנוסף ל מטבוליזם של שומן. רמות פלזמה גבוהות מספיק של קרניטין הן תנאי הכרחי לקצב תגובה אופטימלי של CPT, הפעיל במיוחד תחת פיזיקה. לחץ ומקבל את חומצות השומן המשתחררות ממחסני השומן ב המיטוכונדריה של תאים הדורשים אנרגיה והופך אותם לזמינים עבור L- קרניטין. כאשר קרניטין אצטילטרנספראז אני מעביר שאריות אציל מ- acyl-CoA לקרניטין, מאגר הקואנזים החופשי A במטריקס המיטוכונדריה גדל. CoA החופשי נכנס כעת לגליקוליזה (קטבוליזם של פחמימות), בו החד-סוכר (פשוט סוכר) גלוקוז מושפל בהדרגה ל פירובטה - פירובט. לקטבוליזם נוסף של פירובטה, ה- CoA החופשי מועבר לשאריות אצטיל ליצירת אצטיל-CoA, המשמש לספק אנרגיה. מכיוון שחומצה פירובית מומרת ברציפות לאצטיל-CoA על ידי נוכחות של CoA לא מאוגד, היא קיימת רק בריכוזים נמוכים. אם חומצת חלב (חומצה לקטית) מצטבר ברקמת השריר במהלך פעילות גופנית אינטנסיבית עקב מצבים אנאירוביים, חומצה לקטית עוברת חילוף חומרים ל פירובטה עקב ריכוז הבדלים. לפיכך, עודף חומצת חלב מושפל ובריכת פירובט נשמרת, אשר בתורו decarboxylated decoxboxated לאצטיל-CoA על ידי פעולה של פירובט דהידרוגנאז במטריקס המיטוכונדריה. בנוסף, כתוצאה מ חומצת חלב מונע קטבוליזם, ירידה בחומציות בסיבי השריר ומונעת פגים עייפות. השפעות אחרות של L- קרניטין:

• אפקט מגן לב - קרניטין משפר את ביצועי ה- לֵב שריר פנימה אי ספיקת לב (חוסר יכולת של הלב להפיץ את כמות דם נדרש על ידי הגוף לפי הצורך).
• השפעה להורדת שומנים בדם - קרניטין מוריד את רמות הטריגליצרידים בפלזמה.
• השפעה חיסונית - קרניטין מסוגל לשפר את תפקודם של T ו- B. לימפוציטים, כמו גם מקרופאגים ונויטרופילים.

מגבלות בזמינות של L- קרניטין, בין אם בגלל צריכה לא מספקת או רמות פלזמה נמוכות של ליזין מתיונין, עוֹפֶרֶת להפרעות ב מטבוליזם אנרגיה. ריכוזים נמוכים של קרניטין, עקב תפקודו המוביל, מפחיתים את מעבר חומצות השומן הארוכות על פני הקרום המיטוכונדריאלי הפנימי והן את ההשפלה של חומצות שומן במטריקס המיטוכונדריאלי. כתוצאה מהצטברות של אסטרים acyl-CoA בעלי שרשרת ארוכה, שאינם ניתנים לשימוש, בציטוזול התאים ובחמצון החסר בטא, אספקת ה- ATP ובכך אספקת האנרגיה של התאים סובלת. זה משפיע במיוחד על שריר הלב, אשר תלוי בפירוק חומצות השומן כמקור העיקרי לייצור אנרגיה בשל מאגרי הגליקוגן הנמוכים שלו - אחסון של גלוקוז. הגירעון האנרגטי הנגרם כתוצאה ממחסור בקרניטין מוביל להפרעות במחזור הדם המפחיתות משמעותית חמצן הובלה אל לֵב. זה מגדיל את הסיכון לסבול אנגינה תסמיני פקטוריס, המאופיינים ב- שריפה, קריעה או תחושת התכווצויות ב לֵב אזור. חוסר ההתאמה בין חמצן הביקוש ואספקת החמצן מביאים לאיסכמיה של שריר הלב (אספקה ​​נמוכה של חמצן ל שריר הלב), שאינו לעתים רחוקות הטריגר לאוטם שריר הלב (התקף לב). לבסוף, זמינות מספקת של L- קרניטין ממלאת תפקיד חשוב במניעה ו תרפיה של הפרעות מטבוליות אצל המחולל בצורה גרועה שריר הלב. מחסור בקרניטין משפיע גם על חילוף החומרים של חלבון ופחמימות. בגלל השימוש המופחת בחומצות שומן במחסור בקרניטין, יש לקרוא יותר ויותר מצעים אחרים לשמור על אספקת האנרגיה. אנחנו מדברים על גלוקוז וחלבונים. גלוקוז מועבר יותר ויותר מהארץ דם לתאים כאשר נדרשת אנרגיה וגורמת לפלזמה שלה ריכוז להפיל. היפוגליקמיה (הורדת רמת הגלוקוז בדם) היא התוצאה. סינתזת אצטיל-CoA לקויה מחומצות שומן גורמת למגבלות בגלוקונאוגנזה (היווצרות גלוקוזה חדשה) ולקטוגנזה (היווצרות גופי קטון) בכבד הכבד. גופי קטון חשובים במיוחד במטבוליזם הרעב, שם הם משמשים כמקור אנרגיה עבור המרכז מערכת העצביםהמצעים העשירים באנרגיה כוללים גם חלבונים. כאשר לא ניתן להשתמש בחומצות שומן להשגת ATP, יש פירוק מוגבר של חלבונים ברקמות וברקמות אחרות, עם השלכות מרחיקות לכת על הביצועים הגופניים ועל המערכת החיסונית.

L- קרניטין בספורט

מומלץ לעתים קרובות לקרניטין כ- תוספת לאותם אנשים המחפשים הפחתת שומן בגוף באמצעות פעילות גופנית ו דיאטה. בהקשר זה, נאמר כי L- קרניטין עוֹפֶרֶת לחמצון מוגבר (שריפה) של חומצות שומן ארוכות שרשרת. בנוסף, צריכת הקרניטין צפויה לגדול סבולת ביצועים ומזרזים התחדשות לאחר פעילות גופנית אינטנסיבית. מחקרים הראו כי צריכה מוגברת של קרניטין עם אוכל מובילה רק לעלייה בביצועים או לירידה במשקל הגוף באמצעות גירוי של פירוק שומן אם היה בעבר מופחת L- קרניטין. ריכוז בסיבי השריר, כתוצאה מצריכה לא מספקת, אבדות מוגברות או שגרמו מגנטית או אחרת למגבלות בסינתזת הקרניטין. בנוסף, תוספי L- קרניטין מועילים גם לאנשים עם אובדן שומן בגוף העוסקים באופן קבוע סבולת פעילות גופנית ואלה עם דרישות אנרגיה מוגברות. הסיבה לכך היא ההתגייסות של טריגליצרידים ממחסני השומן, שמגדילים אותם במהלך האירובי סבולת פעילות גופנית כמו גם במהלך מחסור באנרגיה. פירוק חומצות שומן ברקמת השומן והובלה של חומצות שומן חופשיות בזרם הדם למיוציטים (תאי שריר) הדורשים אנרגיה, הוא תנאי הכרחי ליעילות L- קרניטין. בתוך ה המיטוכונדריה של תאי השריר, סוף סוף קרניטין יכול לבצע את תפקידו ולהפוך את חומצות השומן החופשיות לזמינות לחמצון בטא על ידי הובלתן למטריקס המיטוכונדריאלי. כתוצאה מכך, רמות פלזמה גבוהות מספיק של קרניטין חשובות להבטחת ניצול עדיפות של חומצות שומן כספקיות האנרגיה העיקריות של שרירי השלד במנוחה, בשלב שלאחר הספיגה, בזמן הרעב ובמהלך פעילות גופנית לאורך זמן, וכך לאבד עודף. שומן גוף. על ידי שימוש בעיקר בחומצות שומן, ל- L- קרניטין השפעה חוסכת חלבון בתנאים קטבוליים, כגון אימון סיבולת או רעב. הוא מספק הגנה מפני אנזימים חשובים, הורמונים, אימונוגלובולינים, פלזמה, תחבורה, מבניים, קרישת דם וחלבונים מכווצים של רקמת השריר. לפיכך, L- קרניטין שומר על ביצועים ויש לו השפעות חיסוניות. בין שאר המחקרים, מדענים מאוניברסיטת קונטיקט בארה"ב מצאו זאת גם צריכת L- קרניטין משפר משמעותית את ביצועי הסיבולת הממוצעים ומביא להחלמה מהירה יותר לאחר מאמץ גופני גדול. תופעות אלו נובעות ככל הנראה מאספקת אנרגיה טובה של התאים על ידי L- קרניטין, מה שמביא להגברת זרימת הדם ולשיפור אספקת החמצן לשרירים. יתר על כן, ריכוז L- קרניטין גבוה מספיק בדם של ספורטאי פנאי בריאים מוביל לייצור נמוך משמעותית של רדיקלים חופשיים, פחות כאבי שרירים ופחות נזק לשרירים לאחר פעילות גופנית. ניתן להסביר את ההשפעות הללו על ידי פירוק מוגבר של לקטט, המצטבר במהלך פעילות גופנית אינטנסיבית כתוצאה ממחסור בחמצן. שתיית משקאות המכילים קפאין, כגון קָפֶה, תה, קקאו or משקאות אנרגיה, יכול לתמוך בקטבוליזם של חומצות שומן חמצוניות במיטוכונדריה ולתרום להפחתת שומן בגוף. קפאין מסוגל לעכב את פעילות האנזים פוספודיאסטרז, המזרז את פירוק ה- cAMP - מחזורי אדנוזין מונופוספט. לפיכך, ריכוז גבוה מספיק של cAMP זמין בתאים. cAMP מופעל ליפאז, שמוביל לליפוליזה - מחשוף של טריגליצרידים ברקמת השומן. לאחר מכן עלייה בחומצות שומן חופשיות ברקמת השומן, הוצאתן בפלזמה לכבד או לשרירים בעזרת חלבון התחבורה. אלבומין, ובעקבותיו חמצון בטא סלולרי. ידוע כבר זמן מה שהצריכה של קָפֶה לפני פעילות גופנית סיבולת יש יתרונות לאובדן שומן. למרות זאת, קָפֶה יש להימנע לפני פעילות גופנית לאורך זמן. בשל השפעתו המשתן, קפאין מקדם אובדן נוזלים דרך הכליות, שממילא גדל אצל ספורטאי סיבולת. אנשים פעילים מבחינה ספורטיבית צריכים לשים לב לצריכת ליזין גבוהה כדי לשמור על רמות פלזמה של קרניטין ברמה גבוהה. כמו כן, צריכה קבועה של מתיונין, ויטמין C, ויטמין B3 (ניאצין), ויטמין B6 (פירידוקסין) ואין להתעלם מברזל כדי להבטיח מספיק סינתזת קרניטין אנדוגנית. בזמן מאמץ גופני או במצב של רעב, בהכרח אבוד L- קרניטין מהשריר והפרשתם של אסטרים L- קרניטין בשתן עולה. ההפסדים גדלים ככל שמוצעות לשריר חומצות שומן חופשיות יותר (FFS) מרקמת השומן. כתוצאה מכך, קיים צורך מוגבר ב- L- קרניטין עבור אנשים שמתאמנים או דיאטה הרבה. ניתן לפצות את ההפסדים על ידי סינתזה אנדוגנית מוגברת מליזין, מתיונין ושאר הפקטורים החיוניים, כמו גם על ידי צריכת קרניטין מוגברת באמצעות מזון. L- קרניטין נספג בעיקר באמצעות בשר. עשיר בקרניטין הוא בשר אדום, במיוחד כבשים וטלה. בניגוד לאנשים פעילים ספורטיבית, צריכת קרניטין מוגברת אינה מובילה לחמצון מוגבר של חומצות שומן בקרב אנשים שאינם ספורטאים או אנשים שאינם פעילים פיזית. הסיבה לכך היא שחוסר פעילות גופנית מביא להתגייסות מספקת של חומצות שומן ממחסני השומן. כתוצאה מכך, לא יכולים להתרחש חמצון בטא במיטוכונדריה של תאים ולא הפחתת רקמת שומן בגוף. פונקציות אחרות של ליזין ויישומיהם.

• השפעה משפרת על ארגינין - על ידי עיכוב הובלת ארגינין מהדם לתאים, הליזין מספק ארגינין מוגבר ריכוז פלזמה. ארגינין שייך לחומצות האמינו החיוניות למחצה - הכרחיות בהכרח - ונמצא כמעט בכל החלבונים. זה יכול להיות מסונתז באורגניזם מ גלוטמט או אורניטין, Citrulline ואספרטט, בהתאמה, ומשולב במחזור האורניטין, הממוקם בכבד. במחזור האורניטין, המחשוף של ארגינין מביא לביוסינתזה של אוריאה. בדרך זו, ה אַמוֹנִיָה משוחרר מחומצות אמינו ניתן לניקוי רעלים. בנוסף, ארגינין הוא המבשר היחיד של תחמוצת חנקן (NO), אשר ממלא תפקיד מכריע בהרחבת כלי הדם ובעיכוב צבירה והידבקות של טסיות הדם. NO לא נוגד תפקוד לקוי של האנדותל (ליקוי בתפקוד כלי הדם) ובכך שינויים טרשת עורקים. רמות ארגינין בפלזמה גבוהות מספיק ממשיכות להיות חשובות להפרשת STH. הורמון סומטוטרופי (STH) מייצג סומטוטרופין, הורמון גדילה המיוצר באדנו-היפופיזה (קדמי בלוטת יותרת המוח). זה חיוני לצמיחת אורך רגילה. הייצור שלה בולט במיוחד בגיל ההתבגרות. STH משפיע כמעט על כל רקמות הגוף, במיוחד עצמות, שרירים וכבד. ברגע שמגיעים לגודל הגוף שנקבע גנטית, סומטוטרופין מווסת בעיקר את יחס השרירים מסה לשומן.
• מוּגדָל קליטה ואחסון של סידן in עצמות ושיניים - צריכת מזונות עשירים בליזין או תוספת בליזין מועילה ל אוסטאופורוזיס חולים.
• מוּגדָל קליטה ברזל - מחקר אחד מצא כי צריכת ליזין מוגברת השפיעה באופן חיובי המוגלובין רמות אצל נשים בהריון. המוגלובין הוא פיגמנט הדם האדום המכיל ברזל של אריתרוציטים (תאי דם אדומים).
• הרפס סימפלקס - ליזין עשוי לסייע בריפוי זיהומי הרפס. לפיכך, מחקר של הרפס חולי סימפלקס שקיבלו 800 עד 1,000 מ"ג ליזין מדי יום בשלב החריף של ההדבקה ו -500 מ"ג ליום לצורך תחזוקה הביאו לריפוי מואץ באופן משמעותי. על ידי כמה מומחים, השימוש בליזין נחשב גם שימושי ביותר באברי המין הרפס.
• ריפוי פצעים - כמרכיב חיוני בקולגן, צריכה מספקת של מזון עשיר בליזין מייעלת את הריפוי של פצעים. ליזין, יחד עם פרולין במצב ההידרוקסילי, אחראי על היווצרות סיבי קולגן באמצעות קישור צולב של סיבי קולגן ועל יציבות מולקולות הקולגן.
• טרשת עורקים (טרשת עורקים, התקשות העורקים) - ניתן להשתמש בליזין למניעה וטיפול בטרשת עורקים. טרשת עורקים היא מחלה חסימת עורקים בה יש משקעים של שומני דם, פקקים, רקמת חיבור ו סידן בדפנות העורקים או כלי הדם. ליזין מונע את התצהיר של ליפופרוטאין (a) - Lp (a) - ובכך הופך אותו לבלתי יעיל. L (a) מייצג קומפלקס חלבון שומן ודומה מבנית ל LDL (נָמוּך צפיפות ליפופרוטאין), מה שמכונה "רע כולסטרול". מכיוון ש- Lp (a) הוא ליפופרוטאין "דביק" במיוחד, הוא אחראי על מרבית משקעי השומן בדופן העורק. לבסוף, Lp (a) הוא גורם סיכון עצמאי לטרשת עורקים וההשלכות שלה. בנפרד, Lp (a) מקדם פקקת (קריש דם) על ידי עיכוב מחשוף פיברין בלומן הכלי באמצעות תזוזה של פלסמין. פיברין הוא "דבק" מופעל ומצולב של קרישת דם פלסמטית ומוביל לסגירה של פצעים באמצעות היווצרות של א קריש דם. בנוסף, ליזין יכול להשפיל טרשת עורקים קיימת צלחת על ידי הסרת Lp (א) שהופקדו וליפופרוטאינים אחרים בדופן העורק. מחקרים הבהירו את חשיבות הליזין בטיפול בטרשת עורקים. במשך 12 חודשים, 50 גברים וחמש נשים בשלבים שונים של המחלה קיבלו 5 מ"ג ליזין ופרולין ביום בשילוב עם ויטמינים, מינרלים, יסודות קורט ו- 150 מ"ג של ציסטאין, L- קרניטין וארגינין ליום. לאחר 12 חודשים אלה, טומוגרפיה ממוחשבת מהירה העלתה כי התקדמות טרשת העורקים הוארה בבירור או כמעט נעצרה. כמעט ולא נוצרו לוחות חדשים בדפנות כלי הדם של החולים. בכל הנבדקים, קצב הגידול של המשקעים הטרשיים בכליליות כלי הופחת ב 11% בממוצע. חולים בשלבים הראשונים של המחלה הגיבו בצורה משמעותית יותר ל תרפיה. בחולים אלה, שיעור ה צלחת הצמיחה הופחתה ב -50 עד 65%. במקרה אחד, הסתיידות הכלילית כלי אפילו התהפך והמחלה נרפאה. ההנחה היא כי היווצרות מופחתת משמעותית של משקעים טרשתיים נוספים מבוססת על ההשפעה הסינרגטית של כל החומרים החיוניים הניתנים.

ערכיות ביולוגית

ערך החלבון הביולוגי (BW) פירושו האיכות התזונתית של חלבון. זהו מדד ליעילות שבה ניתן להמיר חלבון תזונתי לחלבון אנדוגני או להשתמש בו לביוסינתזה של חלבון אנדוגני. הדמיון בין חלבון תזונתי לחלבון אנדוגני תלוי בהרכב חומצות האמינו. ככל שהחלבון התזונתי איכותי יותר, כך הוא דומה יותר לחלבון הגוף בהרכב חומצות האמינו שלו, ופחות צריך לבלוע אותו בכדי לשמור על הביוסינתזה של החלבון ולעמוד בדרישות האורגניזם - בתנאי שהגוף יסופק בצורה מספקת אנרגיה בצורת פחמימות ושומנים, כך שחלבונים תזונתיים לא משמשים לייצור אנרגיה. מעניינים במיוחד הם חומצות אמינו חיוניות, החשובים לביוסינתזה של חלבונים אנדוגניים. כל אלה חייבים להיות נוכחים בו זמנית ליצירת חלבונים באתר הסינתזה בתא. גירעון תוך-תאי של חומצת אמינו אחת בלבד יביא לעצירת הסינתזה של החלבון המדובר, ויהיה צורך בהשפלה של תת-מולקולות שכבר נבנו. חומצת האמינו החיונית שהיא הראשונה להגביל את הביוסינתזה של חלבון אנדוגני בשל ריכוז לא מספיק שלה בחלבון תזונתי נקראת חומצת האמינו הראשונה המגבילה. ליזין היא חומצת האמינו המגבילה הראשונה בחלבונים, במיוחד בגלוטלינים ופרולמינים של חיטה, שיפון, אורז ו תירס, כמו גם בחלבון פשתן ופשתית. כדי לקבוע את הערך הביולוגי של חלבונים, פיתחו שני חוקרי התזונה Kofranyi ו- Jekat שיטה מיוחדת בשנת 1964. לפי שיטה זו, לכל חלבון בדיקה, כמות מספקת לשמירה לאזן of חנקן נקבעת יתרה - קביעת מינימום איזון N. ערך הייחוס הוא חלבון ביצה מלא, שערכו הביולוגי נקבע באופן שרירותי על 100 או 1-100%. מבין כל החלבונים האינדיבידואליים, יש לו את ה- BW הגבוה ביותר. אם משתמשים בחלבון בצורה יעילה פחות מחלבון ביצה, ה- BW של חלבון זה נמוך מ- 100. לחלבונים ממזון מן החי יש BW גבוה יותר מאשר לחלבונים ממקורות צמחיים בשל הרכב חומצות האמינו הדומה יותר לחלבון הגוף. כתוצאה מכך, חלבון מן החי עונה בדרך כלל טוב יותר על צרכיהם של בני האדם. כדי לתת דוגמה, לבשר חזיר יש BW 85, ואילו לאורז יש BW רק 66. על ידי שילוב חכם של נושאי חלבון שונים, ניתן לשפר מזון עם ערך ביולוגי נמוך. זה ידוע בתור ההשפעה המשלימה של חלבונים שונים. למשל, לקורנפלקס יש BW נמוך מאוד מכיוון שהם מכילים כמויות קטנות בלבד של חומצת האמינו החיונית ליזין. הם כמעט חסרי ערך כספקי חלבונים. מערבבים אותם עם חלבעם זאת, מגדיל באופן משמעותי את ה- BW של חלבון הקורנפלקס, מכיוון ששברי חלבון החלב, כגון קזאין ולקטטלבומין, מכילים ליזין בשפע ולכן הם בעלי ערך ביולוגי גבוה. בעזרת אפקט התוספות של חלבונים בודדים, ניתן להשיג BW גבוה מזה של חלבון ביצה שלמה. אפקט התוספות הגדול ביותר מושג על ידי שילוב של 36% ביצה שלמה עם 64% חלבון תפוחי אדמה, שמשיג BW של 136.

פירוק ליזין

באופן עקרוני ניתן למטבוליזם וליזול של ליזין וחומצות אמינו בכל תאי ואיברים באורגניזם. עם זאת, מערכות האנזים לקטבוליזם של חומצות אמינו חיוניות נמצאים בעיקר בהפטוציטים (תאי כבד). במהלך ההשפלה של הליזין, אַמוֹנִיָה (NH3) וחומצה אלפא-קטו משתחררים. מצד אחד, ניתן להשתמש ישירות בחומצות אלפא-קטו לייצור אנרגיה. מאידך, מכיוון שליזין הוא אופי קטוגני, הם משמשים מבשר לסינתזה של אצטיל-CoA. Acetyl-CoA הוא תוצר התחלתי חיוני של ליפוגנזה (ביוסינתזה של חומצות שומן), אך יכול לשמש גם לקטוגנזה - סינתזה של גופי קטון. מ acetyl-CoA, הגוף ketone acetoacetate נוצר באמצעות כמה שלבי ביניים, שממנו שני גופי הקטון האחרים אצטון ונוצרים בטא-הידרוקסיבוטיראט. גם חומצות השומן וגם גופי הקטון מהווים ספקי אנרגיה חשובים לגוף. אמוניה מאפשר סינתזה של חומצות אמינו לא חיוניות, פורינים, פורפירינים, חלבוני פלזמה וחלבונים להגנת זיהום. מכיוון ש- NH3 בצורה חופשית הוא רעיל עצבי אפילו בכמויות קטנות מאוד, עליו להיות קבוע ומופרש. אמוניה עלולה לגרום נזק חמור לתאים על ידי עיכוב מטבוליזם אנרגיה ומשמרות pH. קיבוע אמוניה מתרחש באמצעות א גלוטמט תגובת דהידרוגנאז. בתהליך זה מועברת אמוניה המשתחררת לרקמות חוץ-כבדות לאלפא-קטוגלוטרט, ומייצרת גלוטמט. העברת קבוצת אמינו שנייה לגלוטמט גורמת להיווצרות גלוטמין. התהליך של גלוטמין סינתזה משמשת כאמוניה ראשונית דטוקסיפיקציה. גלוטמין, שנוצר בעיקר ב מוֹחַ, מעביר את NH3 הקשור ובכך לא מזיק לכבד. צורות אחרות של הובלת אמוניה לכבד הן חומצה אספרטית (אספרטט) ו אלנין. חומצת האמינו האחרונה נוצרת על ידי קשירה של אמוניה לפירובט בשרירים. בכבד, אמוניה משתחררת מגלוטמין, גלוטמט, אלנין ואספרטט. NH3 מוחדר כעת להפטוציטים (תאי כבד) לסוף דטוקסיפיקציה באמצעות carbamyl-פוספט סינתזה ב אוריאה ביוסינתזה. שתי מולקולות אמוניה יוצרות מולקולה של אוריאה, שאינו רעיל ומופרש דרך הכליות בשתן. באמצעות היווצרות אוריאה ניתן לחסל 1-2 שומות אמוניה מדי יום. היקף סינתזת האוריאה כפוף להשפעה של דיאטה, במיוחד צריכת חלבונים מבחינת כמות ואיכות ביולוגית. בתזונה ממוצעת, כמות האוריאה בשתן יומי היא בטווח של כ -30 גרם. אנשים עם לקויות כליה התפקוד אינו מסוגל להפריש עודף אוריאה דרך הכליות. אנשים מושפעים צריכים לאכול דיאטה דלת חלבונים כדי למנוע ייצור מוגבר והצטברות של אוריאה כליה בגלל פירוק חומצות אמינו.