РОКЛДЦ ім. В. Поліщука

 

Амінокислота — це хімічна речовина, молекула якої одночасно містить аміногрупу –NH2 (в деяких випадках – іміногрупу =NH) та карбоксильну групу –СООН. За тим, до якого атому вуглецю приєднана аміно- (або іміно-) група, амінокислоти поділяються на α, β, γ та ін. При цьому α-амінокислотами називаються такими, в яких карбоксильна та аміногрупа приєднані до одного і того ж атому вуглецю; β-амінокислотами – такими, де аміногрупа приєднана до атому вуглецю, сусіднього з тим, до якого приєднана карбоксильна; γ-амінокислотами — такими, де аміногрупа приєднана через один атом вуглецю від карбоксильної, і так далі.

Залишок амінокислоти — це залишок, що лишається від амінокислот при втраті ними молекули води в ході формування пептидного зв’язку (коли аміногрупа втрачає іон Н+, а карбоксильна — іон ОН-).
Амінокислоти є структурними одиницями, з яких побудовані протеїни (білки). Завдяки пептидним зв’язкам вони формують полімерні ланцюги, що називаються поліпептидами (якщо вони відносно короткі), або повноцінні білкові молекули.

До складу протеїнів входять 20 α-амінокислот, які кодуються генетичним кодом і називаються протеїногенними або стандартними амінокислотами. Окрім них в організмі продукуються і інші амінокислоти, що називаються непротеїногенними або нестандартними. Одна із стандартних амінокислот, пролін, має вторинну аміногрупу (=NH замість –NH2), яка також часто називається іміногрупою.

Щонайменше ще дві амінокислоти, окрім двадцяти «стандартних», інколи можуть бути долучені до формування протеїнів:
• Селеноцистеїн, що входить до деяких нечисленних протеїнів і кодується в цих випадках кодоном UGA, який зазвичай означає кінець синтезу;
• Пірролізин, що використовується деякими метаногенними бактеріями при виробленні метану. Також, як і селеноцистеїн, кодується стоп-кодоном цих організмів, але в даному випадку це кодон UAG.

Незважаючи на те, що генетичним кодом живих істот кодуються лише 20 амінокислот, в природі їх знайдено близько ста. Деякі з амінокислот також знайдені і в метеоритах, особливо в тих з них, що називаються карбоген-хондритами. Бактерії та рослини можуть виробляти досить незвичайні амінокислоти, котрі можуть долучатись до складу пептидних антибіотиків (нізин, аламетицин); лантіонін — зв’язаний дисульфідним хімічним зв’язком димер аланіну — спільно з ненасиченими амінокислотами входить до складу лантибіотиків (пептидні антибіотики бактеріального походження). 1-аміноциклопропан-1-карбоксильна кислота (АСС) — невелика за молекулярною масою широко розповсюджена циклічна амінокислота, що виступає проміжним продуктом в синтезі рослинного гормону етилену.

На додаток до синтезу протеїнів, амінокислоти в тваринному організмі виконують багато інших важливих біологічних функцій. Гліцин та глутамат (аніон глутамінової кислоти), окрім входження до складу протеїнів, використовуються також як нейромедіатори при нервовій передачі через хімічні синапси. Велика кількість амінокислот є проміжними продуктами при синтезі інших важливих речовин: так, триптофан є прекурсором нейромедіатору серотоніну, а гліцин є одним з реагентів в синтезі порфіринів (таких як дихальний пігмент гем). Також біологічно важливими є і нестандартні амінокислоти: ГАМК (ще один нейромедіатор), карнітин (використовується для транспорту ліпідів в клітині), орнітин, цитрулін, гомоцистеїн, гідроксипролін, гідроксилізин, саркозин та ін.

Деякі з 20-ти протеїногенних амінокислот називаються «незамінними» — це такі, що не виробляються в організмі і мають бути отримувані з їжею. Для людини це лізин, лейцин, ізолейцин, метіонін, фенілаланін, треонін, триптофан, валін, а для дітей також гістидин та аргінін (табл.№1)
 

Таблиця 1.
Незамінні, умовно замінні
та замінні амінокислоти з їх характеристикою
 

Аланін – являється важливим джерелом енергії для головного мозку та центральної нервової системи, посилює систему імунітету шляхом стимуляції вироблення антитіл та участі у синтезі лімфоцитів, приймає активну участь у метаболізмі цукрі та органічних кислот, являється одним із основних компонентів сполучної тканини.

В організмі синтезується із розгалужених амінокислот (лейцин, ізолейцин, валін). Аланін може виступати в якості джерела для синтезу в організмі глюкози. Це робить його важливим джерелом енергії та регулятором рівня цукру у крові. Падіння рівня глюкози та малий вміст вуглеводів у їжі призводить до того, що білок м'язів руйнується і печінка перетворює отриманий аланін в глюкозу (глюконеогенез) для вирівнювання кількості глюкози в крові.

Аланін в комплексі з гліцином допомагає в лікуванні захворювань передміхурової залози. Аргінін – відноситься до умовно замінних амінокислот. Головна функція цієї амінокислоти - підтримка дітородної функції в чоловіків. Стимулюючи вироблення організмом окису азоту, що розширює кровоносні посудини, збільшується приплив крові до статевих органів, що може бути корисним при деяких видах імпотенції. Аргінін може мати позитивний вплив, рятуючи від наслідків стресу. Крім того, він важливий для підростаючого організму.

Аргінін бере участь у виробленні гормонів, особливо гормонів росту, які беруть участь у таких процесах: розвиток мускулатури; нормалізація ваги; регуляція роботи тимусу й поліпшення імунної функції; загоєння ран.

Прийом їжі, багатої аргініном, або прийом добавки аргініну перешкоджає виникненню коронарної серцевої недостатності.

Аргінін може зробити сприятливий вплив при пограничному діабетичному стані або неінсулінозалежній формі діабету. Підсилює вивільнення інсуліну, глюкагона й гормону росту. Допомагає заліковувати рани, утворювати коллаген, стимулює імунну систему. Попередник креатину.

Аргінін має виражений психотропний ефект, викликаючи збільшення рівня соматотропного гормону до верхньої межі норми. Ця амінокислота сприяє приросту м’язової тканини та зниженню жирових запасів організму. Згідно даним Р. Аткінса щоденні дози від 6 до 17 г знижують рівень ЛПНЩ та не зменшують рівень ЛПВЩ, не викликаючи при цьому побічних ефектів. Вона є необхідною для синтезу протеїну та оптимального росту. Достатній рівень аргініну забезпечує покращення настрою, робить людину більш активною, ініціативною та витривалою. Аргінін має важливе значення для підтримання нормального рівня глюкози в крові. Він разом з лейцином, карнітином та глутаміном підсилює секрецію інсуліну бета-клітинами підшлункової залози.

Глутамін – важливий для нормалізації рівня глюкози, підвищує працездатність мозку шляхом участі в синтезі нейромедіаторів. Приймає участь в синтезі скелетної та гладенької мускулатури. Дослідження свідчать, що прийом глютаміну має на м'язи антикатаболічну дію.

Глутамін регулює азотистий баланс, попереджує токсичний вплив аміачних сполук, перешкоджаючи їх накопиченню. Використовують цю амінокислоту для лікування імпотенції, алкоголізму, епілепсії, шизофренії. Необхідний для лікування виразок шлунку (особливо пептичних виразок), формування здорового ШКТ. В мозку перетворюється в глютамінову кислоту, яка важлива для його роботи.

Ізолейцин – являється незамінною амінокислотою, необхідною для синтезу гемоглобіну. Стабілізує та регулює рівень глюкози в крові, сприяє зниженню рівня холестерину. Дефіцит ізолейцину призводить до виникнення симптомів, схожих при гіпоглікемії. Основний метаболізм цієї амінокислоти відбувається у м’язовій тканині. Ізолейцин дуже необхідний спортсменам, оскільки посилює витривалість і сприяє відновленню м'язів.  

Метионін – одна із важливих харчових сполук, яка не синтезується в організмі і відноситься до незамінних амінокислот. Входить до складу білків, грає велику роль в обміні речовин, необхідний для синтезу та активації статевих гормонів, адреналіну. Метионін необхідний для попередження та лікування метаболічного синдрому, оскільки він нормалізує ліпідний обмін, бере участь в розщепленні жирів, попереджує їх відкладання в печінці та на стінках артерій, допомагає в регенерації тканини печінки та нирок, і, цим самим, сприяє профілактиці атеросклерозу.

Метионін допомагає в окремих випадках шизофренії, так як знижує рівень гістаміну в крові, який може порушувати передачу інформації в мозку. Було показано, що в поєднанні з холіном та фолієвою кислотою метіонін може використовуватись як засіб захисту проти деяких видів пухлин.

Метионін чинить антистресову дію завдяки наявності в ньому сірки, яка інактивує вільні радикали. Сульфгідрильна група метіоніну захищає клітини від таких забрудників повітря, як дим та відпрацьовані гази автомобілів, а також транспортує по організму селен та цинк.

Метионін являється основним донором сульфура, який попереджує розлади у формуванні волосся, шкіри та нігтів. Метионін необхідний при таких станах та захворюваннях, як синдром хронічної втоми, розсіяний склероз, ревматоідний артрит, гепатити та цироз печінки, ожиріння та діабет, хвороба Паркінсона, алопеція.

Пролін – в організмі людини синтезується з глютамінової кислоти. Амінокислота покращує стан шкіри за рахунок збільшення синтезу колагену (особливо в комбінації з вітаміном С). Пролін являється основним біохімічним та морфологічним компонентом сполучної тканини. Допомагає відновлювати хрящову тканину суглобів, укріплює міокард.

Тирозин – існує у двох формах оптичних ізомерних формах - L i D. Входить до багатьох природних білків та ферментів, в деяких з них тирозину належить роль регуляції їх функцій.

Тирозин являється замінною амінокислотою, попередником для його синтезу є фенілаланін. Утворення тирозину в організмі необхідно для видалення надлишку фенілаланіну, а не для відновлення запасів тирозину, так як він в достатній кількості потрапляє в організм з білками їжі. Реакція перетворення тирозину з фенілаланіну відбувається у печінці при дії ферменту фенілаланін-4-гідроксилази. Дефіцит цього ферменту, або зниження його активності проявляються важкими метаболічними порушеннями – фенілкетон-урією.  

Треонін – важлива складова в синтезі пуринів, які, в свою чергу, розкладають сечовину, побічний продукт синтезу білку. Важлива складова колагену, еластину та протеїну емалі; приймає участь у боротьбі з відкладеннями жиру у печінці; підтримує більш рівну роботу ШКТ, необхідний при зниженні інтелекту, алкоголізмі. Треонін стимулює імунітет, сприяє продукції антитіл. Дефіцити цієї амінокислоти викликає затримку росту, зниження маси тіла.

Триптофан – являється первинним по відношенню до вітаміну В і серотоніну, який приймає участь в управлінні апетитом, сном, настроєм та больовим порогом. Природній релаксант, допомагає боротися з безсонням, викликаючи нормальний сон; допомагає боротися з почуттям тривоги та депресії; допомагає при лікуванні головного болю, мігрені; укріплює системі імунітету; зменшує ризик спазму судин серця та артерій; разом з лізином приймає участь у зниженні рівня холестерину у крові. В Канаді та багатьох країнах Європи призначається в якості антидепресанта та снодійного.

Фенілаланін – незамінна амінокислота. Одна із “суттєвих" амінокислот. Використовується організмом для синтезу тирозину та трьох важливих гормонів - епінерфіну, норепинерфіну і тироксину. Норепінерфіна - речовина, яка передає сигнали від нервових клітин до головного мозку; підтримує нас у стані бадьорості і сприйняття; зменшує почуття голоду; виступає антидепресантом та покращує пам’ять. Використовують для лікування артритів, депресії, ожирінні, хворобі Паркінсона.

При спадковому захворюванні фенілкетонурії перетворення фенілаланіну в тирозин (див. вище) порушено і в організмі відбувається накопичення фенілаланіну в його токсичних похідних, які пошкоджують нервову систему.  

Фенілаланін являється складовою частиною синтетичного замінника цукру – аспартаму, який використовується у виробництві газованих напоїв та жувальної гумки. Вживання таких продуктів заборонено хворим на фенілкетонурію.  

Цистеїн – входить до складу альфа-кератину – основного білку нігтів, шкіри та волосся. Сприяє утворенню колагену, покращує еластичність та структуру шкіри. Допомагає знешкоджувати токсини та захищає від впливу радіації. Являється одним із найпотужніших антиоксидантів, особливо в комбінації з вітаміном С і селеном. Попередник глютатіона – речовини, яка захищає клітини печінки та головного мозку від впливу алкоголю, лікарських препаратів та шкідливих речовин, які є в сигаретному димі. Необхідний при лікуванні ревматоідного артриту, захворюваннях артерій, онкопатології. Прискорює одужання після операцій, опіків. Зв'язує важкі метали та розчинне залізо. Здатний розріджувати харкотиння, завдяки чому його застосовують при емфіземі та захворюваннях дихальних шляхів.

У централізованому відділенні автоматизованої лабораторної діагностики Рівненського обласного клінічного лікувально-діагностичного центру ім. В.Поліщука методом високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ) на хроматографі UltiMate 300 RS (який є єдиниим в Україні) проводиться визначення амінокислотного складу сироватки крові.

Для дослідження необхідно 1 мл. плазми крові. Забір крові проводиться вакуумними системами натще після відповідної підготовки.