Аминокиселини: Същност, видове и функции

Аминокиселините са азотсъдържащи въглеродни органични съединения с разнообразна, но подобна структура. Те са мономерите, които изграждат пептидите и протеините чрез пептидни връзки. В човешкия организъм аминокиселините участват в синтеза на ензими, хормони, невротрансмитери и тъкани.

Тези съединения имат обща молекулна структура, именно поради което те са отделна група органични съединения. 

Тяхната структура се състои се от централен въглероден атом (C), към който са свързани четири различни групи: аминогрупа (–NH₂), карбоксилна група (–COOH), водороден атом и странична верига (R-група), която е различна за всяка аминокиселина и определя нейните химични свойства и функции. 

Именно разнообразието на R-групите обуславя различията между отделните аминокиселини.

Аминокиселините играят фундаментална роля в нормалното функциониране на организма. Те са основни градивни единици на белтъците, които изграждат тъканите, ензимите, хормоните и имунните молекули. Без тях не е възможно клетъчното делене, възстановяване или поддържане на жизнени процеси.

Белтъчен синтез и растеж на тъкани

Всички тъкани в тялото се изграждат и поддържат благодарение на белтъци, синтезирани от аминокиселини. Това е от особено значение при растеж, заздравяване на рани, възстановяване след операции и мускулни травми. 

Енергийно осигуряване при натоварване

По време на продължително физическо натоварване, някои аминокиселини (особено с разклонена верига – BCAA) се използват като източник на енергия, когато гликогеновите запаси са изчерпани. Това подпомага издръжливостта и забавя умората, и често се използват като средство за запазване на мускулната маса при калориен дефицит.

Възстановяване след физическо усилие

Аминокиселините ускоряват регенерацията на мускулните влакна след тренировка или травма. Това намалява болката, възстановява мускулната функция и предпазва от загуба на мускулна маса при стресови състояния. Именно затова се приемат именно аминокиселини за мускули.

Хормонален и ензимен синтез

Тези органични съединения участват в производството на хормони като инсулин, тироксин и адреналин, както и на ензими, които регулират почти всички биохимични реакции в тялото. Това са само част от веществата, които те изграждат в организма.

Подкрепа за имунната система

Глутаминът и други аминокиселини служат като гориво за имунните клетки и поддържат бариерната функция на червата, което е от решаващо значение за предотвратяване на инфекции и възпаления. Те изграждат и специфичните антитела и имунологични молекули и активни комплекси за борба с патогените.

Участие в синтеза на невротрансмитери

Аминокиселини като триптофан, тирозин и глутамат са прекурсори на невромедиатори – вещества, които регулират настроението, съня, вниманието и други мозъчни функции.

Детоксикация и баланс на азота

Черният дроб използва аминокиселини в процесите на обезвреждане на амоняк и други токсини. Те също така играят роля в поддържане на баланса между азотните съединения в организма.

Подобряване на храносмилането

Чрез изграждане на храносмилателни ензими и поддържане на чревната лигавица, аминокиселините допринасят за оптимално усвояване на хранителни вещества и за защита на стомашно-чревната бариера.

Аминокиселините се разделят на две основни групи: есенциални (незаменими) и неесенциални (заменими). 

Есенциалните не могат да бъдат синтезирани от човешкото тяло и затова трябва да се набавят чрез храната. За разлика от тях, неесенциалните могат да се образуват вътрешно – в резултат на метаболитни процеси от други аминокиселини или азотсъдържащи съединения.

Общо 21 аминокиселини участват в изграждането на структурите в човешкия организъм. От тях 9 са незаменими, а останалите 12 организмът може да произвежда сам чрез ендогенен синтез от различни прекурсори.

Есенциални аминокиселини (незаменими)

Това са аминокиселини, които организмът не може да произвежда сам и трябва да се набавят чрез храната.

Има 9 есенциални аминокиселини, всяка със специфична роля: 

• Хистидин: Необходим за растежа и възстановяването на тъкани, участва в производството на хемоглобин и е ключов за поддържане на миелиновите обвивки на нервните клетки. Предшественик на хистамина – важен медиатор в имунния отговор и секрецията на стомашна киселина.

• Изолевцин: Аминокиселина с разклонена верига (BCAA), участва в синтеза на хемоглобин, регулира енергийния метаболизъм и подпомага възстановяването на мускулите след натоварване.

• Левцин: Също BCAA, силно анаболна аминокиселина, активира mTOR пътя – основен сигнален механизъм за мускулен растеж и протеинов синтез.

• Лизин: Важен за синтеза на колаген, абсорбцията на калций и производството на ензими и хормони. Поддържа имунната функция и възстановяването на тъкани.

• Метионин: Сяросъдържаща аминокиселина, необходима за синтеза на креатин, карнитин и глутатион. Участва в метилирането на ДНК и в метаболизма на мазнини и токсини в черния дроб.

• Фенилаланин: Предшественик на тирозин, който се използва за синтез на допамин, адреналин и тироксин. Ключов за невротрансмитерния баланс и мозъчната функция.

• Треонин: Участва в изграждането на структурни белтъци като колаген и еластин. Поддържа здравето на кожата и храносмилателния тракт.

• Триптофан: Предшественик на серотонин и мелатонин – важни за настроението, съня и психичното здраве. Също така участва в синтеза на ниацин (витамин B3).

• Валин: Третата аминокиселина с разклонена верига, необходима за мускулния метаболизъм, регенерацията на тъкани и поддържането на енергийния баланс по време на физическо натоварване.

Неесенциални аминокиселини (заменими)

Тези аминокиселини се синтезират от организма, но при определени условия (болест, стрес, растеж) някои от тях могат да станат "условно есенциални".

Ето кои са те:

• Аланин: Основен транспортьор на азот между тъканите. Поддържа кръвната глюкоза чрез участие в глюконеогенезата.

• Аспарагин: Участва в синтеза на други аминокиселини и е важен за правилното функциониране на нервната система.

• Аспарагинова киселина (Аспартат): Играе роля в цикъла на Кребс, подпомага производството на енергия и участва в предаването на нервни импулси.

• Глутамин: Условно есенциална. Най-разпространената аминокиселина в кръвта. Ключова за имунната функция, храносмилателното здраве и възстановяване след физическо натоварване или болест.

• Глутаминова киселина (Глутамат): Главен възбуждащ невротрансмитер в ЦНС. Играе роля в ученето и паметта.

• Глицин: Съставна част от колагена. Участва в детоксикацията, синтеза на хемоглобин и невротрансмитери.

• Пролин: Основен елемент на колагена – осигурява здравина и еластичност на съединителната тъкан, сухожилията и кожата.

• Серин: Участва в синтеза на фосфолипиди, сфинголипиди и други аминокиселини. Също така е важна за правилната функция на нервната система и мозъка.

• Тирозин: Синтезира се от фенилаланин. Предшественик на катехоламини (допамин, норадреналин, адреналин) и хормони на щитовидната жлеза.

• Цистеин (условно есенциална): Сяросъдържаща аминокиселина, предшественик на антиоксиданта глутатион. Подпомага детоксикацията и защитата от оксидативен стрес.

• Аргинин (условно есенциална): Необходима за синтеза на азотен оксид (NO), който регулира кръвното налягане и кръвоснабдяването. Има роля в имунната функция и зарастването на рани.

• Орнитин (непротеиногенна, непротеинова аминокиселина): Участва в уреа цикъла – детоксикация на амоняк. Не изгражда протеини, но има важна роля в метаболизма.

Човешкият организъм се нуждае от определени количества аминокиселини за нормален растеж, възстановяване и поддържане на метаболитните функции. Необходимите количества варират в зависимост от възраст, пол, физическа активност и здравословно състояние.

Есенциални аминокиселини

Есенциалните аминокиселини не могат да се синтезират в тялото и трябва да се набавят чрез храната. 

Световната здравна организация (СЗО) препоръчва дневни дози за възрастни, изразени в mg на килограм телесно тегло:

• Левцин: 39 mg/kg

• Изолевцин: 20 mg/kg

• Лизин: 30 mg/kg

• Метионин + цистеин (сулфур-съдържащи): 15 mg/kg

• Фенилаланин + тирозин (ароматни): 25 mg/kg

• Треонин: 15 mg/kg

• Триптофан: 4 mg/kg

• Валин: 26 mg/kg

• Хистидин (полуесенциална): 10 mg/kg

Неесенциални аминокиселини

Те се синтезират в организма, но при определени състояния (болест, стрес, физическа активност) може да се изисква допълнителен прием от храната или аминокиселини добавки. Конкретни препоръки не са установени, тъй като тялото ги произвежда в достатъчни количества при нормални условия.

Обобщена таблица с препоръчителни дневни дози есенциални аминокиселини (за възрастни)

Тези количества са ориентировъчни и могат да варират според специфични нужди, като бременност, кърмене, интензивна физическа активност или заболявания.

Аминокиселините се набавят основно чрез храната, като най-богати източници са белтъчини от животински продукти – месо, риба, яйца и млечни изделия. Те се наричат пълноценни източници, защото при разграждането на животинските протеини, нашето тяло си набавя всички нужни есенциални аминокиселини.

Бобовите растения, ядките и семената са богати на протеини, но съдържат аминокиселини в по-ниски количества и с непълен профил. Поради тази причина те се определят като непълноценни източници, тъй като се усвояват по-трудно и не осигуряват всички необходими незаменими аминокиселини в достатъчни количества.

За да се подобри аминокиселинният профил на растителните протеини, е препоръчително да се комбинират различни храни. Примери за успешни комбинации са боб + ориз, нахут + леща, семена + ядки и други.

Тези съчетания осигуряват по-балансиран аминокиселинен състав, наподобяващ този на пълноценните животински източници.

В някои случаи, може да се прибегне до приема на отделни аминокиселини, комплексни аминокиселини или протеини, под формата на хранителни добавки.

Допълнителен прием на аминокиселини се налага при интензивни тренировки, възстановяване след травми или операции, при възрастови промени с намален прием на белтъчини, при специфични заболявания, както и при вегетарианци и вегани, които може да не получават всички есенциални аминокиселини от храната си.

Какво представляват аминокиселините?

Това са хетерогенна група азотсъдържащи въглеродни органични съединения, които изпълнят множество важни функции в организма на човека и всяко друго живо същество.

Какви видове аминокиселини основно се различават?

За човешкото тяло се различават основно есенциални (незаменими) - които трябва да си набавяме с храната и неесенциални (заменими аминокиселини) - които организмът сам може да синтезира.

Как да си набавим аминокиселини?

Най-добрите източници на аминокиселини са от животински произход - яйца, мляко, месо, а растителните източници - като боб, соя, бобови растения, ядки и семена са непълноценни и не са достатъчни, за да си осигурим всичко необходимо.