Амінокислоти: які бувають і навіщо потрібні

Майже кожному новонародженому в перші дні життя беруть кілька крапель крові з п'ятки. Серед іншого так шукають фенілкетонурію, найпоширенішу вроджену хворобу обміну амінокислот: через мутацію в гені ферменту фенілаланінгідроксилази організм не може переробляти фенілаланін. Без лікування його надлишок спричиняє глибоке й незворотне ураження інтелекту. Якщо ж дієту з обмеженням фенілаланіну починають одразу після народження, більшості ускладнень вдається уникнути^[1]. Для решти людей фенілаланін є звичайною складовою білкової їжі, а для цих дітей саме він вирішує, як розвиватиметься мозок.

Що таке амінокислоти

Амінокислоти є невеликими органічними молекулами, з яких будуються білки. Кожна має аміногрупу (NH2), карбоксильну групу (COOH), атом водню та бічну R-групу. Саме R-група визначає хімічні властивості амінокислоти і те, яке місце вона займе у структурі білка.

В організмі амінокислоти зв'язуються в довгі ланцюги, поліпептиди. Ці ланцюги згортаються у спіралі, складки та складніші тривимірні форми, і від форми залежить робота білка. Послідовність амінокислот у кожному білку унікальна й задана генами.

Коли ми їмо м'ясо, яйця чи бобові, травний тракт розщеплює білки на окремі амінокислоти. З них організм збирає власні білки: для росту й відновлення тканин, синтезу гормонів, роботи імунної системи та багатьох інших процесів.

Які є типи амінокислот?

Організм будує білки з 20 стандартних амінокислот. Крім них, в активному центрі деяких ферментів людини, зокрема глутатіонпероксидази, є селеноцистеїн, яку часто називають 21-ю амінокислотою^[2]. Основний поділ стосується того, чи може організм синтезувати амінокислоту сам: розрізняють незамінні, замінні та умовно незамінні амінокислоти^[3].

Незамінні амінокислоти

Організм не здатен самостійно виробляти 9 амінокислот, тому їх необхідно отримувати з їжею^[3]. Ось їхні основні функції:

• Гістидин: з нього утворюється гістамін, який працює і як нейромедіатор, і як посередник імунних та алергічних реакцій, а також бере участь у травленні та регуляції сну. Під час росту, вагітності чи відновлення після травми власного гістидину може бракувати^[2].
• Ізолейцин: важливий для обміну речовин у м'язах і роботи імунної системи, бере участь в енергетичному обміні та утворенні гемоглобіну.
• Лейцин: головний «сигнальний» серед амінокислот для синтезу м'язового білка, тому спортивні рекомендації окремо вказують, скільки лейцину має бути в порції білка^[4]. Також бере участь у загоєнні ран і регуляції рівня цукру в крові.
• Лізин: потрібен для утворення гормонів, ферментів і колагену, сприяє засвоєнню кальцію та підтримує імунну функцію.
• Метіонін: в активній формі, S-аденозилметіоніні, передає метильні групи в численних реакціях обміну речовин^[2]. З метіоніну організм також утворює цистеїн.
• Фенілаланін: з нього утворюється тирозин, а далі нейромедіатори дофамін, адреналін і норадреналін.
• Треонін: входить до складу колагену й еластину, що формують шкіру та сполучну тканину, бере участь в обміні жирів і роботі імунітету.
• Триптофан: попередник серотоніну, який впливає на настрій, апетит і сон, а також мелатоніну та вітаміну B3 (ніацину).
• Валін: потрібен для росту й відновлення м'язів і може використовуватися ними як джерело енергії.

Замінні амінокислоти

Організм може синтезувати 11 амінокислот, які називаються замінними^[3]. До них належать:

• Аланін: переносить азот із м'язів у печінку, де з нього утворюється глюкоза.
• Аргінін: допомагає регулювати кровотік, загоєння ран і роботу імунної системи.
• Аспарагін: бере участь у синтезі білків і обміні речовин.
• Аспарагінова кислота: допомагає виробляти енергію та бере участь у синтезі ДНК.
• Цистеїн: багатий на сірку, тому важливий для кератину волосся й нігтів, а також для синтезу антиоксиданту глутатіону.
• Глутамінова кислота: найпоширеніший збуджувальний нейромедіатор мозку, бере участь в енергетичному обміні.
• Глутамін: головне паливо для клітин кишківника та імунних клітин.
• Гліцин: кожна третя амінокислота в ланцюгу колагену, також працює як гальмівний нейромедіатор у центральній нервовій системі.
• Пролін: важливий для утворення колагену та здоров'я шкіри.
• Серин: бере участь в обміні жирів і синтезі білків.
• Тирозин: необхідний для синтезу дофаміну, адреналіну та гормонів щитоподібної залози.

Умовно незамінні амінокислоти

Деякі замінні амінокислоти стають незамінними під час хвороби, сильного стресу або травми, коли власний синтез не встигає за потребою^[3]. До них належать:

• Аргінін
• Цистеїн
• Глутамін
• Тирозин
• Гліцин
• Орнітин (не входить до 20 амінокислот, з яких будуються білки, і в сучасному переліку MedlinePlus серед умовно незамінних не значиться)
• Пролін
• Серин

Роль амінокислот у забезпеченні життєдіяльності

І незамінні, і замінні амінокислоти потрібні для кількох базових процесів, без яких організм не може працювати.

Будівництво та відновлення тканин

З амінокислот будуються м'язи, шкіра та внутрішні органи, і вони ж потрібні для їх відновлення після ушкоджень. Коли білка в раціоні тривало бракує, слабшають м'язи, гірше загоюються рани, шкіра втрачає пружність.

Синтез гормонів і нейромедіаторів

З амінокислот утворюються гормони та нейромедіатори. Наприклад, з тирозину, який організм отримує з фенілаланіну, утворюється дофамін, пов'язаний із мотивацією та відчуттям винагороди. Інсулін і гормон росту теж є білками, тобто ланцюгами амінокислот.

Підтримка імунної системи

Антитіла та більшість компонентів імунної системи є білками. Імунні клітини, що швидко діляться, активно використовують глутамін як джерело енергії: він потрібен для розмноження лімфоцитів^[5].

Транспорт поживних речовин

Деякі амінокислоти працюють як переносники. Глутамін є головною формою, у якій азот переноситься між органами, аланін доставляє його з м'язів у печінку, а білки крові (альбумін, трансферин) переносять жирні кислоти, гормони, залізо та ліки.

Джерело енергії

Коли вуглеводів і жирів бракує, амінокислоти можуть використовуватися як «паливо». Це відбувається під час тривалих фізичних навантажень і голодування, і тоді організм розщеплює білки власних м'язів.

Харчові джерела амінокислот

Дев'ять незамінних амінокислот надходять лише з їжею, і найпростіше отримати їх із продуктів, що містять усі дев'ять у достатній кількості.

Продукти з повноцінним білком

• М'ясо та птиця. Яловичина, курка та індичка містять усі незамінні амінокислоти, а також залізо, цинк і вітаміни групи B.
• Риба та морепродукти. Лосось, тунець, креветки дають високоякісний білок, а жирна риба ще й омега-3 жирні кислоти.
• Яйця. Амінокислотний склад яєчного білка дуже близький до потреб людини. Яйця також містять вітаміни A, D та холін.
• Молочні продукти. Молоко, сир і йогурт містять повноцінний білок і кальцій.
• Соєві продукти. Тофу, темпе та соєве молоко є винятком серед рослинних продуктів, бо містять усі дев'ять незамінних амінокислот у достатній кількості.

Комбінування рослинних джерел

Вегетаріанці та вегани отримують усі незамінні амінокислоти, якщо протягом дня їдять різні рослинні білкові продукти.

Міф: рослинний білок «неповноцінний», тому без м'яса амінокислот не вистачить. Насправді: в окремих рослинних продуктах деяких амінокислот менше (у зернових лізину, у бобових метіоніну), але огляд даних про дорослих вегетаріанців показав, що бобові, горіхи й насіння повністю забезпечують потребу в білку, а ризик дефіциту окремих амінокислот суттєво перебільшений^[6]. Правильно спланований вегетаріанський і веганський раціон придатний для всіх етапів життя, зокрема для вагітних і спортсменів^[7].

• Бобові. Квасоля, сочевиця, горох багаті на білок і лізин, але містять мало метіоніну.
• Зернові. Пшениця, рис і кукурудза доповнюють бобові: у них більше метіоніну, але менше лізину. Класичний приклад такого поєднання: рис із сочевицею.
• Горіхи та насіння. Соняшникове, гарбузове та лляне насіння й горіхи дають білок і корисні жири.
• Псевдозернові. Кіноа, гречка та амарант містять усі незамінні амінокислоти і можуть бути основою багатьох страв.

Поради для отримання всіх амінокислот

Поєднувати білкові продукти в одній тарілці не обов'язково: важить баланс амінокислот за весь день^[3].

Раціон, у якому є і зернові, і бобові, або псевдозернові на зразок кіноа, може покрити потребу в амінокислотах без продуктів тваринного походження.

Амінокислоти та фізична активність

Під час силових тренувань і бігу на витривалість у м'язових волокнах виникають мікропошкодження. Щоб відновитися й наростити м'язову масу, м'язам потрібен білок, тобто всі незамінні амінокислоти.

• BCAA (лейцин, ізолейцин, валін), три незамінні амінокислоти з розгалуженим ланцюгом. Міф: добавки BCAA потрібні для росту м'язів. Насправді: для синтезу нового м'язового білка потрібні всі дев'ять незамінних амінокислот, і огляд Роберта Вулфа не знайшов жодного дослідження, де BCAA, прийняті всередину окремо від інших амінокислот, збільшували б синтез м'язового білка в людей; у двох дослідженнях із внутрішньовенним уведенням BCAA синтез навіть знизився^[8]. Метааналіз 9 досліджень у тренованих чоловіків показав, що BCAA можуть трохи зменшувати маркер пошкодження м'язів і біль у першу добу після тренування^[9], а в літніх людей із силовими тренуваннями покращився лише один показник м'язової маси з багатьох вивчених^[10].
• Аргінін та орнітин рекламують для кращого кровопостачання м'язів і витривалості. Найпереконливіший ефект аргініну інший: у метааналізі 22 рандомізованих досліджень його добавки знижували систолічний артеріальний тиск у середньому на 6,4 мм рт. ст., а діастолічний на 2,6 мм рт. ст.^[11].
• Глутамін популярний серед спортсменів як захист імунітету й засіб проти розпаду м'язів, але в контрольованих дослідженнях у здорових людей із повноцінним харчуванням ці ефекти не підтвердилися: добавка підтримувала рівень глутаміну в крові, проте не запобігала змінам імунітету після навантаження^[5].

Коротко: для м'язів працює повноцінний білок: 20–40 г якісного білка за прийом, що дає 0,7–3 г лейцину, і такі порції кожні 3–4 години^[4].

Читайте:

8 міфів про білок: що насправді кажуть дослідження

Чи справді більшості людей бракує білка, скільки його треба для м’язів і чи обов’язкові протеїнові коктейлі...

Умовно незамінні амінокислоти та стани організму

Деякі амінокислоти за звичайних умов організм виробляє сам, але інколи їх може бракувати:

• Аргінін. У дорослих зазвичай синтезується в достатній кількості, проте за важкої хвороби чи травми потреба зростає. У систематичному огляді 15 досліджень (1085 учасників) добавки аргініну, окремо або з глутаміном, мали тенденцію прискорювати загоєння пролежнів, хоча результати непослідовні^[12].
• Цистеїн. Утворюється з метіоніну, тому за нестачі метіоніну рівень цистеїну може падати.
• Тирозин. Організм отримує його з фенілаланіну, але при фенілкетонурії цей шлях не працює, і тирозин стає незамінним. Основою лікування залишається дієта з контролем рівня фенілаланіну в крові^[13].
• Глутамін. Важливий для імунної системи та клітин кишківника. Після операцій і тяжких травм потреба в ньому може перевищувати власний синтез.

Якщо є симптоми, які можуть свідчити про нестачу білка (часті інфекції, хронічна втома, повільне відновлення), краще звернутися до лікаря чи дієтолога.

Амінокислотні добавки: так чи ні

Добавки з амінокислотами можуть бути доречними, коли:

• Людина дотримується дієти з дуже низьким вмістом білка.
• Є підтверджений дефіцит або вроджене порушення обміну амінокислот (наприклад, при фенілкетонурії призначають спеціальні амінокислотні суміші без фенілаланіну).
• Спортсмен не може покрити потребу в білку звичайною їжею.
• Людина відновлюється після хірургічного втручання або важкої травми.

У більшості інших випадків повноцінного харчування достатньо. Перед прийомом добавок варто порадитися з лікарем: окремі амінокислоти у великих дозах діють як фармакологічні речовини, наприклад аргінін знижує тиск, а людям із хворобами нирок чи печінки надлишок білка й амінокислот може шкодити.

Поради щодо раціону та збалансованого харчування

Кілька порад допоможуть скласти раціон, що містить усі необхідні амінокислоти, у межах збалансованого харчування:

• Різноманітність. Включайте різні джерела білка, щоб охопити ширший спектр амінокислот.
• Продукти тваринного походження. М'ясо, риба, яйця та молочні продукти забезпечують усі дев'ять незамінних амінокислот.
• Комбінації для рослинної дієти. Вегетаріанцям і веганам варто протягом дня поєднувати бобові, зернові, горіхи та насіння.
• Оптимальна кількість. Базова норма того, скільки білка потрібно споживати щодня дорослому, становить 0,8 г білка на кілограм маси тіла на добу, і вона достатня, щоб уникнути дефіциту, хоча багатьом людям, особливо старшого віку та під час хвороби, корисно трохи більше^[14]. Тим, хто регулярно тренується, зазвичай вистачає 1,4–2,0 г/кг^[4].
• Рівномірний розподіл. Розподіляйте білок між кількома прийомами їжі протягом дня, щоб організм регулярно отримував амінокислоти.
• Відстежуйте самопочуття. Слабкість, випадіння волосся, ламкість нігтів і часті застуди можуть бути ознаками нестачі білка; у такому разі варто проконсультуватися з лікарем чи дієтологом.