Аминокислоты - структурная формула, классификация и основные свойства соединений

Эссенциальные компоненты

Аминокислот известно более трехсот видов. Но только небольшая часть из них используется как составные блоки для образования протеиновых соединений и является мономерами белков. Список строительных структур человечески белков:

• лейцин (L);
• изолейцин (I);
• валин (V);
• лизин (K);
• метионин (M);
• треонин (T);
• триптофан (W);
• фенилаланин (F);
• гистидин (H);
• аргинин ®;
• цистеин (C);
• глютамин (Q);
• глютаминовая кислота (E);
• аланин (A);
• аспарагин (N);
• тирозин (Y);
• глицин (G);
• пролин (P);
• аспарагиновая кислота (D);
• серин (S).

Первые девять из аминокислот относятся к незаменимой аминокислотной группе (АГ). Это означает, что эти соединения не вырабатываются в организме человека. Получить эти кислоты можно только извне с пищей. Таким образом, становится очевидно, насколько важно питаться рационально. Белковые вещества относятся к важнейшим питательным компонентам на Земле. Именно поэтому практически вся необходимая для жизни человека пища содержит некоторое количество белков. В итоге все многообразие химических свойств аминокислот, а также их большое количество предопределяют большую вариацию готовых протеиновых соединений.

Но известно, что молекулы белковой природы различаются по своему составу. Именно поэтому далеко не каждая пища относится к полноценной с точки зрения наличия в ней необходимых компонентов. К сожалению, есть масса примеров, когда недостаток определенных аминокислотных веществ у больших групп людей провоцировал появление достаточно тяжелых патологий.

Важнейшие вещества

Если говорить о химическом строении соединений этого класса, то они имеют достаточно разветвленную цепочку, если сравнивать с общей формулой аминокислот. По степени значимости среди всех незаменимых аминокислот (НА), имеющих подобное строение, первые места занимают:

• Лейцин. Этот компонент отвечает за процессы восстановления в тканях мышц. Он очень эффективен и гораздо быстрее остальных аминокислот трансформируется в глюкозу, что предотвращает катаболизм при высоких физических нагрузках. Также лейцин принимает участие в восстановлении повреждений мышечных волокон, которые возникают в результате микротравм, а также оказывает регулирующее действие на уровень сахара в кровяном русле. Форсирует секреторную деятельность гормона роста и способствует уменьшению количества жира в организме. К источникам лейцина относят бобовые, цельную пшеницу, рисовые культуры, орехи, продукты из мяса, соевую муку.
• Изолейцин. Способствует повышению физической выносливости, а также принимает участие в процессах восстановления ткани мышц. Оказывает значительно влияние на поддержание непрерывного формирования и поступления в органы энергии. К источникам этой аминокислоты относят яйца, орехи, сою, мясо.
• Валин. Также относится к одной из аминокислот, обладающей разветвленной цепью. Способствует процессам, связанным с ростом организма, а также восстановлением тканей. Отвечает за обеспечение организма энергией. Валин крайне необходим для осуществления нормальной умственной деятельности. В печени это соединение способствует выведению излишков азотистых компонентов. Также это важное строительное вещество помогает в терапии заболеваний печени и головного мозга, если патология связана с избыточным приемом алкоголя. Рекомендуется принимать это соединение совместно с изолейцином и лейцином. К источникам валина относят продукты на основе молока, соевый протеин, грибы, мясные продукты.

Еще эти строительные компоненты называют BCAA. Эти аминокислотные соединения крайне важны для образования мышечной массы. Таких веществ достаточно много в продуктах молочного происхождения, рыбе и мясе. Очень мало веществ встречается в растительной пище. Именно поэтому, если в рацион человека входит только растительная пища, то он вряд ли сможет похвастаться объемными бицепсам.

Условно-заменимые соединения

НА играют важнейшую роль не только в построении мышечных белков, но также принимают участие в синтезе гормональных соединений и различных витаминов. Последние нужны для регулирования процессов обмена в организме. Поэтому так важно следить за тем, чтобы не возникало дефицита аминокислот. Для людей, занимающихся фитнесом или спортом, это особенно важно. При высоких физических нагрузках тело расходует незаменимые вещества наиболее активно. А это значит, что невыполняемые самим организмом строительные компоненты необходимо постоянно получать извне дополнительно, включая их в свой рацион.

Условно-незаменимой называются такую аминокислоту, на синтез которой влияют различные условия (различные патологии, возраст, физическое состояние и другое). Например, к таким аминокислотным веществам относят аргинин. Его выработка в ограниченном объеме наблюдается у пожилых людей и детей.

Дефицит НА в организме может быть частично компенсирован за счет синтеза других аминокислот. Последние должны быть предшественниками незаменимых аминокислот или промежуточным звеном в процессе выработки необходимых соединений. Например, глютаминовая кислота в некоторой степени способна заменить аргинин, а тирозин — компенсировать дефицит фенилаланина.

Но следует сказать, что полного замещения необходимых веществ в организме человека никогда не происходит. Поэтому нужно контролировать количество поступления незаменимых компонентов извне. В свою очередь, это зависит от конкретных характеристик состояния организма.

Заменимые элементы

Заменимые аминокислоты (ЗА) могут вырабатываться в организме в ходе метаболизма. Они извлекаются в необходимом количестве из различных органических веществ. Если возникает дефицит таких строительных компонентов, запускается процесс синтеза недостающего аминокислотного соединения (АС). К этой группе веществ относят:

• Аргинин;
• Серин;
• Карнитин;
• Глицин;
• Тирозин;
• Аспарагин;
• Цистеин;
• Пролин;
• Аланин;
• Орнитин;
• Глютамин;
• Глютаминовая кислота;
• Пролин;
• Таурин.

Список ЗА шире, чем незаменимых. Можно рассмотреть функции некоторых веществ:

• Аланин. Это соединение синтезируется организмом при поступлении вместе с пищей белков животного происхождения, например, мяса. Аланин известен как отличный источник энергии, который может обеспечить человека силой на длительный срок. Аминокислота помогает усваивать и перерабатывать глюкозу, а также способствует выведению различных токсинов из печени. Кроме того компонент защищает мышечные волокна от распада, который обычно наблюдается во время больших физических нагрузок. В медицине это соединение применяется при лечении предстательной железы.
• Аргинин. Это аминокислотное вещество считается одним из самых важных для человека. Оно участвует в поддержании нормального функционирования печени, суставов и кожи. Соединение обладает свойствами восстанавливать различные ткани, что очень важно, например, при лечении артрита и других заболеваний, связанных с суставами. Аргинин оказывает укрепляющее действие на иммунную систему и участвует в процессах выработки креатина. Также велика роль этой аминокислоты в снижении жировых отложений. Помогает это вещество и в случае ожогов на коже. Естественными источниками поступления этого соединения являются орехи, пшеница, продукты на основе молока, а также белки животного происхождения.
• Глютамин. Для получения этой ЗА рекомендуется употреблять зелень. Но следует помнить, что глютамин очень быстро разрушается при обработке температурой. Поэтому пищу, содержащую это соединение, не рекомендуется готовить. Эта аминокислота участвует в процессах построения мышечных волокон, а также поддерживает их нормальное функционирование. Также она используется организмом как источник энергии, необходимой для работы нервной системы. Глютамин, помимо этого, способен выводить различные токсические вещества из печени.

Рекомендации по питанию

Рекомендуется увеличить долю белков животного происхождения в ежедневном рационе, а если такой возможности нет, то можно прибегнуть к восполнению необходимых веществ через пищевые добавки.

Совсем недавно специалисты развенчали миф о том, что все восемь незаменимых аминокислот нельзя получить без употребления мясных продуктов. Проведенные исследования показывают, что все эти строительные вещества содержатся и в растительном сырье. Основными природными источниками являются бобовые и орехи. Но следует знать, что по своей структуре растительный белок отличается от животного, а значит полностью заменить мясо не удастся.

Стоит помнить, что и заменимые, и незаменимые аминокислоты не пополняются постоянно из запасов организма. Действительно, существуют компоненты, которые могут аккумулироваться, например, в печени. При появлении дефицита такие аминокислоты извлекаются из органов, и недостаток временно компенсируется. Но постоянная нехватка даже одного такого соединения обычно приводит к тяжелым последствиям.

Вопрос приема дополнительных АС в таблетированной форме особенно актуален для спортсменов. Но это совсем не означает, что только те люди, которые имеют дело с физическими нагрузками, должны контролировать свой рацион. Также вегетарианцам и людям преклонного возраста рекомендуется следить за поступлением АС. Некоторые из аминокислот относятся к медиаторам, отвечающим за передачу сигналов в коре головного мозга.

Особенности препаратов

БАДы на основе аминокислот дают множественный эффект и оказывают положительное влияние на различные системы органов человеческого организма. При этом препараты могут угнетать или стимулировать работу различных органов. Но способностью участвовать в обмене обладают только L- формы таких средств. D- форма не может быть включена в обмен и обладает токсическими свойствами.

Таким образом, получение аминокислот, способных осуществлять реакции в процессах обмена, возможно путем приёма специальных препаратов. Такие БАДы можно приобрести в аптеке или в специализированном магазине. Свойства некоторых представителей номенклатуры амино-препаратов:

• Валин. Требует точной сбалансированности между изолейцином и лейцином. Таким образом достигается эффективное взаимодействие веществ. Это нужно для достижения оптимальных абсорбирующих свойств. При низкокалорийном рационе валин вносит до десяти процентов вклада в снабжение энергией организма.
• Изолейцин. Требует соблюдения точной сбалансированности между валином и лейцином. Участвует в процессах метаболизма в мышечной ткани и в производстве гемоглобина и гликогена.
• Лизин. Принимает участие в производстве антител, а совместно с витамином C образует карнитин. Последний способствует повышению устойчивости человека к стрессовым воздействиям.
• Треонин. Используется организмом в производстве коллагена, активизирует гликогенез. Оказывает стимулирующее воздействие на иммунную систему, а также различные ткани в человеческом теле. Повышает энергообмен в мышечных волокнах.
• Триптофан. Применяется совместно с биотином и витаминами B и B6. Последние относятся к элементам, усиливающим эффект триптофана. Также этот БАД способствует снижению психического напряжения.
• Фенилаланин. Участвует в синтезе коллагена. Обладает стимулирующим воздействием на центральную нервную систему. Является достаточно эффективным антидепрессантом. Принимает участие в производстве гормонов щитовидной железы и повышает работоспособность.
• Аланин. Оказывает регулирующее воздействие на концентрацию сахара в кровеносном русле. Используется головным мозгом в качестве источника энергии. Соединение можно употреблять даже в повышенных дозировках перед предстоящей физической нагрузкой. Это помогает создать нужный энергетический запас.
• Аргинин. Способствует очищению организма от токсических веществ и аммиака. Понижает уровень жира. Также используется в качестве гепатопротектора.
• Кислота аспарагиновая. Оказывает помощь в процессах трансформирования углеводных соединений в мышечную энергию. Активизирует работу иммунной системы. Снижает утомляемость и повышает выносливость. Применяется в качестве препарата для защиты клеток печени.

Таким образом, строение аминокислот различается. Это во многом и определяет их принадлежность к определенной аминогруппе. Все подобные компоненты делятся на заменимые, незаменимые и условно-заменимые.

Наличие двух последних групп в рационе должно контролироваться у тех лиц, которые занимаются спортом или принадлежат к определенной возрастной категории.