Виды аминокислот

Алан-э-Дейл       01.08.2022 г.

Гистохимические методы выявления аминокислот в тканях

Реакции выявления аминокислоты в тканях основаны главным образом на выявлении аминогрупп (NH2-), карбоксильных (СООН—), сульфгидрильных (SH-) и дисульфидных (SS-) групп. Разработаны методы выявления отдельных аминокислот (тирозина, триптофана, гистидина, аргинина). Идентификация аминокислоты проводится также при помощи блокирования тех или иных групп. Следует иметь в виду, что гистохимик имеет дело, как правило, с денатурированным белком, поэтому результаты гистохимических методов не всегда сопоставимы с биохимическими.

Для выявления SH- и SS-групп лучшей считается реакция с 2,2′-диокси — 6,6′ — динафтилдисульфидом (ДДД), основанная на образовании нафтил дисульфид а, связанного с белком, содержащим SH-группы. Для развития окраски препарат обрабатывают солью диазония (прочный синий Б или прочный черный К), которая соединяется с нафтилдисульфидом, образуя азокраситель, окрашивающий участки локализации SH-и SS-групп в тканях в оттенки от розового до сине-фиолетового. Метод позволяет проводить количественные сопоставления. Ткань фиксируется в жидкости Карнуа, Буэна, в формалине. Лучшие результаты дает 24-часовая фиксация в 1% растворе трихлоруксусной кислоты на 80% спирте с последующей промывкой в серии спиртов возрастающей концентрации (80, 90, 96%), затем производится обезвоживание и заливка в парафин. Для реакции необходимы реактивы: ДДД, соль диазония, 0,1 М веронал-ацетатный буферный раствор (рН 8,5), 0,1 М фосфатный буферный раствор (рН 7,4), этиловый спирт, серный эфир.

α-Аминокислоты выявляются с помощью нингидрин-реактива Шиффа. Метод основан на взаимодействии нингидрина с аминогруппами (NH2-); образующийся при этом альдегид выявляется реактивом Шиффа. Материал фиксируется в формалине, безводном спирте, жидкости Ценкера, заключается в парафин. Необходимы реактивы: нингидрин, реактив Шиффа, этиловый спирт. Ткани, содержащие α-аминогруппы, окрашиваются в розовато-малиновые оттенки. Специфичность реакции, однако, является спорной, так к окислению нингидрином могут подвергаться не только α-аминокислоты, но и другие алифатические амины.

Тирозин, триптофан, гистидин выявляются тетразониевым методом. Соли диазония в щелочной среде находятся в виде гидроксидов диазония, присоединяющихся к названным аминокислотам. Для усиления цветной окраски срезы обрабатывают β-нафтолом или Н-кислотой. Фиксация формалином, жидкостью Карнуа. Необходимые реактивы: тетразотированный бензидин или лучше прочный синий Б, 0,1 М вероналацетатный буферный раствор (рН 9,2); 0,1 н. HCl, Н-кислота или β-нафтол. В зависимости от реактива срезы окрашиваются в фиолетово-синий или коричневый цвет. При оценке результатов нужно иметь в виду возможность присоединения к гидроксиду диазония фенола и ароматических аминов. Для дифференцировки аминокислот применяют контрольные реакции.

Незаменимые и заменимые аминокислоты

Чтобы понять, для чего нужны незаменимые аминокислоты в спорте, необходимо иметь общие представления о белковом обмене. Потребленные человеком белки на уровне желудочно-кишечного тракта обрабатываются ферментами – веществами, расщепляющими пищу, которую мы употребили.

В частности, белки распадаются сперва до пептидов – отдельных цепочек аминокислот, не имеющих четвертичной пространственной структуры. И уже пептиды распадутся на отдельные аминокислоты. Те, в свою очередь, усваиваются организмом человека. Это значит, что аминокислоты всасываются в кровь и только с этого этапа могут быть использованы в качестве продуктов для синтеза белка тела.

Забегая вперед скажем, что прием отдельных аминокислот в спорте сокращает этот этап – отдельные аминокислоты будут сразу же всасываться в кровь и процессы синтеза, а также биологический эффект аминокислот наступят быстрее.

Всего существует двадцать аминокислот. Чтобы процесс синтеза белка в теле человека стал возможным в принципе, в рационе человека должен присутствовать полный спектр – все 20 соединений.

Незаменимые

Вот с этого момента и появляется понятие незаменимости. К незаменимым аминокислотам относятся те, которые наше тело не способно синтезировать самостоятельно из других аминокислот. А это значит, что появится им, кроме как из продуктов питания, неоткуда. Таких аминокислот насчитывается 8 плюс 2 частично-заменимые.

Рассмотрим в таблице, в каких продуктах содержится каждая незаменимая аминокислота и какова ее роль в организме человека:

Название В каких продуктах содержится Роль в организме
Лейцин Орехи, овес, рыба, яйца, курица, чечевица Снижает содержание сахара в крови
Изолейцин Нут, чечевица, кешью, мясо, соя, рыба, яйца, печень, миндаль, мясо Восстанавливает мышечную ткань
Лизин Амарант, пшеница, рыба, мясо, большинство молочных продуктов Принимает участие в усвоении кальция
Валин Арахис, грибы, мясо, бобовые, молочные продукты, многие зерновые Принимает участие в обменных процессах азота
Фенилаланин Говядина, орехи, творог, молоко, рыба, яйца, разные бобовые Улучшение памяти
Треонин Яйца, орехи, бобы, молочные продукты Синтезирует коллаген
Метионин Фасоль, соя, яйца, мясо, рыба, бобовые, чечевица Принимает участие в защите от радиации
Триптофан Кунжут, овес, бобовые, арахис, кедровые орехи, большинство молочных продуктов, курица, индейка, мясо, рыба, сушенные финики Улучшает и делает сон глубже
Гистидин (частично-заменимая) Чечевица, соевые бобы, арахис, тунец, лосось, говяжье и куриное филе, свиная вырезка Принимает участие в противовоспалительных реакциях
Аргинин (частично-заменимая) Йогурт, кунжут, семена тыквы, швейцарский сыр, говядина, свинина, арахис Способствует росту и восстановлению тканей организма

В достаточном количестве аминокислоты содержатся в животных источниках белка – рыбе, мясе, птице. При отсутствии таковых в рационе весьма целесообразен прием недостающих аминокислот в качестве добавок спортивного питания, что особенно актуально для спортсменов-вегетарианцев.

Основное внимание последним стоит обратить на такие добавки, как ВСАА – смесь лейцина, валина и изолейцина. Именно по этим аминокислотам возможна “просадка” в рационе, не содержащем животных источников белка

Для спортсмена (как профессионала, так и любителя) это абсолютно не допустимо, так как в долгосрочной перспективе приведет к катаболизму со стороны внутренних органов и к заболеваниям последних. В первую очередь страдает от недостатка аминокислот печень.

conejota — stock.adobe.com

Заменимые

Заменимые аминокислоты и их роль рассмотрим в таблице ниже:

Название Роль в организме
Аланин Принимает участие в глюконеогенезе печени
Пролин Отвечает за составление прочной структуры коллагена
Левокарнитин Поддерживает кофермент А
Тирозин Отвечает за ферментативную активность
Серин Отвечает за построение природных белков
Глютамин Синтезирует протеины мышц
Глицин Снижает напряжение т уменьшает агрессивность
Цистеин Положительно влияет на текстуру и состояние кожи
Таурин Оказывает метаболическое действие
Орнитин Принимает участие в биосинтезе мочевины

Незаменимые

Мы уже знаем, какие аминокислоты относятся к этой категории. Рассмотрим их подробнее:

  1. Валин – это один из самых важных компонентов, который восстанавливает разрушенные мышечные ткани организма и поддерживает обмен азота в теле. Благодаря ему уровень серотонина поддерживается на нормальном уровне. При этом мышечная координация повышается. Это основной компонент для построения новых мышц, и без него функционирование организма невозможно. Молекулы аминокислот находятся в таких продуктах, как куриное филе, яйца, говядина, грецкие орехи, лосось.
  2. Гистидин – еще один важный компонент, который также восстанавливает мышечные ткани. В отличие от валина, он присутствует в миелиновых оболочках, защищающих нервные клетки. Какие функции выполняет? Это вещество также защищает организм от действия радиации и выводит из него тяжелые металлы. Из гистидина синтезируется мышечный антиоксидант – карнозин. Для пополнения запаса этой аминокислоты рекомендуют употреблять в пищу тунца, чечевицу, арахис, куриное филе.
  3. Изолейцин – пожалуй, один из самых важных элементов. Он принимает участие в создании гемоглобина, а также благодаря ему у человека поддерживается нормальный уровень сахара в крови. Эта аминокислота укрепляет наружный слой кожи, нормализует процессы энергообеспечения и принимает участие в построении новых мышц. Содержится в сыре, курином филе, рыбе, индейке, яйцах.
  4. Лейцин – аминокислота, принимающая ключевое участие в укреплении и поддержке иммунной системы. Это вещество нормализует метаболические процессы, усиливает синтез белка, а также препятствует разрушению белковых молекул и распаду глюкозы, нормализует водный обмен и повышает секрецию инсулина в организме. Входит аминокислота в состав BCAA (материал для создания новых мышечных тканей). Она содержится в твороге, курином филе, говядине, то есть мясных и молочных продуктах.
  5. Лизин – материал для создания костных тканей, который также принимает участие в усвоении кальция. Это его основная роль. Но также лизин участвует в синтезе гормонов, антител, восстановлении тканей. Он хорошо влияет на работу сердца, усиливает сопротивляемость организма вирусам и снижает уровень триглицеридов, содержащихся в крови. Источниками этой аминокислоты является мясо птицы и говядины, а также горох и фасоль.
  6. Метионин – незаменимая аминокислота, участвующая в жировом обмене и влияющая на синтез других аминокислот – цистеина и таурина. Кроме этого ей приписывают следующие положительные эффекты: улучшение выносливости мышц, понижение уровня плохого холестерина, улучшение эффективности переработки пищи, улучшение работы печени, отвод тяжелых металлов из организма и защита от радиации. Как и ранее, лучшими источниками этого элемента является мясо курицы и индейки, телятина. Но также он присутствует в твороге, арахисе, бобовых культурах.
  7. Треонин – элемент для поддержки белкового метаболизма. Он принимает участие в образовании эластина и коллагена, не позволяет жирам откладываться в печени и оказывает хорошее воздействия на сердечно-сосудистую и нервную систему. Треонин содержится в уже знакомых нам продуктах: мясе, рыбе, молочных продуктах, орехах, бобовых.
  8. Триптофан – важная аминокислота, основная задача которой – создание серотонина. Подобный элемент называют «источником радости», он поднимает настроение и подавляет депрессию, может излечить человека от бессонницы. Также его присутствие в организме облегчает ПМС у женщин. Содержится в мясе, рыбе, сырах, бобовых, молочных продуктах.
  9. Фенилаланин – элемент, который улучшает память человека, снижает болевые ощущения и улучшает настроение, подавляет аппетит. Находится эта аминокислота в молекулах белков, которые составляют сухожилья, мышцы и связки. Лучшими источниками фенилаланина являются яйца, мяса, орехи, фасоль и другие бобовые культуры.
  10. Аланин – участвует в метаболизме, а также повышает сокращение мышц и является источником энергии для нервной системы. Благодаря аланину уровень сахара в крови стабилизируется, иммунная система работает лучше. Хорошими источниками этой аминокислоты является любое мясо, сыр и молоко.

Небелковые функции аминокислот

Нейромедиатор аминокислоты

В организме человека небелковые аминокислоты также играют важную роль в качестве промежуточных продуктов метаболизма, например, в биосинтезе нейромедиатора гамма-аминомасляной кислоты. Многие аминокислоты используются для синтеза других молекул, например:Триптофан является предшественником нейромедиатора серотонина. Тирозин и его предшественник фенилаланин являются предшественниками нейромедиаторов дофамина катехоламинов, адреналина и норадреналина.Глицин является предшественником порфиринов, таких как гем.Аргинин является предшественником оксида азота.
Орнитин и S-аденозилметионин являются предшественниками полиаминов.
Аспартат, глицин и глутамин являются предшественниками нуклеотидов. Фенилаланин является предшественником различных фенилпропаноидов, которые играют важную роль в метаболизме растений.
Тем не менее, все еще известны не все функции других многочисленных нестандартных аминокислот.
Некоторые нестандартные аминокислоты используются растениями для защиты от травоядных животных. Например, канаванин является аналогом аргинина, который содержится во многих бобовых, и в особо крупных количествах в Canavalia gladiata (канавалия мечевидная). Эта аминокислота защищает растения от хищников, например насекомых, и при употреблении некоторых необработанных бобовых может вызывать заболевания у людей. Небелковая аминокислота мимозин содержится в других видах бобовых, особенно в Leucaena leucocephala. Это соединение является аналогом тирозина и может вызвать отравление у животных, пасущихся в местах произрастания этих растений.

Еще по теме

Регенеративная медицина
Церамиды в уходе уменьшили сухость и эритему кожи после терапии акне

Регенеративная медицина
Ретиноиды в наноформе протестировали против акне
Дерматологи из Сеула оценили эффективность и безопасность наноэмульсии ниосомы с ретинальдегидом для…

Регенеративная медицина
Анкету самооценки оценили на надежность
Анкета используется пациентами для диагностики чувствительной кожи с использованием результатов тест…

Регенеративная медицина
Ученые открыли новый тип клеток в коже человека
Эти клетки участвуют в воспалительных кожных заболеваниях, в частности дерматите и псориазе. Результ…

Полезные свойства аминокислот

Наиболее значимая польза от аминокислот это снятие усталости, более быстрый сброс веса, повышение когнитивных способностей (улучшают работу мозга), снижение воспаления, ускорение роста мышц, увеличение выносливости и поддержка процессов восстановления.

Предотвращение воспалительных процессов

Валин, лейцин и изолейцин – комплекс из трех аминокислот с разветвленной боковой цепью (BCAA) – обладают противовоспалительными свойствами. Могут помочь предотвратить воспаления в мышцах и тканях, что позволит сделать тренировку более продуктивной. Достаточное потребление данных аминокислот поможет предотвратить воспаления и развитие артрита, диабета, заболевания печени и других распространенных заболеваний.

Похудение

Исследование показало, что потребление аминокислотных добавок поможет не только сжечь лишний жир, но и предотвратит отложение и накопление абдоминального жира, который образуется вокруг жизненно важных органов, усиливая воспалительные и затормаживая восстановительные процессы,  поэтому тот факт, что потребление добавок может уменьшить этот специфический тип жира, очень важен в борьбе с хроническими заболеваниями.

Предотвращение разрушения мышц

Микроразрывы мышц, происходящие во время тренировок, зарастают во время отдыха, что приводит к их росту. Однако во время интенсивных тренировок мышечные волокна могут разрушаться и использоваться в качестве энергии, что не очень хорошо влияет на организм. Спортивные добавки, особенно BCAA, могут помочь предотвратить повреждение мышц, предоставляя ресурсы для синтеза полезных белков.

Улучшение когнитивных способностей

Триптофан – важная аминокислота, является предшественником серотонина и повышает умственную работоспособность. Потребляя добавки, вы можете быть уверенными, что в организме достаточно аминокислот ВСАА, которые не позволят вырабатывать избыточный триптофан. Если после полудня вы чувствуете, что ваш разум затуманен, возможно, вы страдаете от переизбытка триптофана, в результате этого возникает чувство умственного расслабления.

Снятие усталости

Энергию, которую вы расходуете в течение дня, занимаясь своими делами или выполняя физические упражнения, необходимо восполнять. Потребность в дневном сне возникает, когда запасы гликогена истощены. Исследование показало, что потребление BCAA и других аминокислот в течение дня помогает накопить больше гликогена и расходовать его медленее, что сделает вас более выносливее, независимо от того занимались ли вы спортом или нет.

Ускорение роста мышц

Для людей, которые хотят набрать массу тела и регулярно используют спортпит важно, оказывает ли он влияние на рост мышц. Лейцин и две другие аминокислоты группы BCAA тесно связаны со стимуляцией синтеза белка после тренировки, так как мышцы имеют достаточный запас новых ресурсов для ускорения роста мышц

Интересным является то, что достаточное количество питательных веществ в крови может повлиять на рост мышц в тех частях тела, которые активно не были задействованы во время тренировок!

Быстрое  восстановление

Как вы, наверное, знаете, белки – основные компоненты нашего тела, которые влияют на рост и развитие мышц, тканей, клеток, волос и ногтей. Белки играют важную роль в процессе восстановления. После травмы, болезни, хирургического вмешательства или интенсивной тренировки увеличение потребления аминокислот является чрезвычайно полезным, поскольку может ускорить синтез белка и, следовательно, скорость заживления в организме.

Узнайте больше о полезных свойствах белка для организма.

Общая характеристика

Аминокислоты – это обычно кристаллические вещества со сладким привкусом, получить которые возможно в процессе гидролиза протеинов или в результате определенных химических реакций. Эти твердые водорастворимые вещества-кристаллы характеризуются очень высокой температурой плавления – примерно 200-300 градусов по Цельсию. Основными химическими элементами аминокислот являются углерод, азот,водород, кислород.

Хоть в названии этих веществ и присутствует слово «кислота», их свойства скорее напоминают соли, хотя по специфике строения молекулы могут обладать кислотными и основными способностями одновременно. А значит – одинаково эффективно воздействовать с кислотами и щелочами.

Большинство аминокислот бывают двух видов: L-изомеры и D-изомеры.

Первые характеризуются оптической активностью и встречаются в природе. Аминокислоты этой формы важны для здоровья организма. D-вещества встречаются в бактериях, играют роль нейромедиаторов в организмах некоторых млекопитающих.

В природе существует 500 так называемых стандартных, протеиногенных аминокислот. 20 из них собственно и составляют полипептидную цепь, содержащую генетический код. В последние годы в науке заговорили о необходимости расширения аминокислотной «семьи», и некоторые исследователи дополняют этот список еще 2 веществами – селеноцистеином и пирролизином.

Использование аминокислот

В промышленности

Аминокислоты используются для различных целей в промышленности, в основном — в качестве добавок в корма для животных. Такие добавки являются чрезвычайно необходимыми, так как во многих основных компонентах таких кормов, например, соевых бобах, очень мало или вовсе нет некоторых незаменимых аминокислот. Лизин, метионин, треонин, триптофан являются наиболее важными в производстве подобных кормов

В этой области аминокислоты также используются в хелатных катионах металла, чтобы улучшить поглощение минералов из пищевых добавок, что важно для улучшения здоровья или производительности этих животных. В пищевой промышленности аминокислоты также широко используются, в частности, глутаминовую кислоту используют в качестве усилителя вкуса, а аспартам (аспартил-фенилаланин-1-метиловый эфир) – в качестве низкокалорийного искусственного подсластителя

Технологии, использующиеся в промышленности, связанной с кормлением животных, часто используются и в пищевой промышленности для снижения дефицита минеральных веществ (например, при анемии), за счет улучшения усвоения минеральных веществ из неорганических минеральных добавок.
Хелатообразующая способность аминокислот используется в сельскохозяйственных удобрениях для облегчения доставки минеральных веществ в растения при минеральной недостаточности (например, дефиците железа). Эти удобрения также используются для предотвращения возникновения болезней и улучшения общего состояния здоровья растений.
Помимо этого, аминокислоты используются в синтезе лекарств и при изготовлении косметики.

В медицине

Следующие аминокислотные производные имеют фармацевтическое применение:
5-HTP (5-гидрокситриптофан) используется в экспериментальном лечении депрессии.
L-ДОФА (L-дигидроксифенилаланин) используется в лечении паркинсонизма.
Эфлорнитин — препарат, ингибирующий орнитиндекарбоксилазу. Используется для лечения сонной болезни.

Расширенный генетический код

С 2001 года 40 неприродных аминокислот были добавлены в белки путем создания уникального кодона (перекодировки) и соответствующего РНК-переносчика: аминоацил — тРНК-синтетазная пара для кодирования его с различными физико-химическими и биологическими свойствами для использования в качестве инструмента для изучения структуры и функции белков или для создания новых или усовершенствования известных белков.

Аминокислоты и создание биоразлагаемых пластмасс и биополимеров

Аминокислоты в настоящее время исследуются в качестве компонентов биоразлагаемых полимеров. Эти соединения будут использоваться для создания экологически чистых упаковочных материалов и в медицине для доставки лекарственных средств и создания протезных имплантатов. Эти полимеры включают полипептиды, полиамиды, полиэфиры, полисульфиды и полиуретаны с аминокислотами, входящими в состав их основной цепи, либо связанными, как боковые цепи. Эти модификации изменяют физические свойства и реакционную способность полимеров. Интересным примером таких материалов выступает полиаспартат, водорастворимый биоразлагаемый полимер, который может найти применение в одноразовых подгузниках и сельском хозяйстве. В связи с его растворимостью и способностью образовывать хелатные соединения ионов металлов, полиаспартат также используется в качестве биоразлагаемого средства от накипи и ингибитора коррозии. Кроме того, в настоящее время разрабатывается ароматическая аминокислота тирозин в качестве возможной замены для токсичных фенолов, таких, как бисфенол А, в производстве поликарбонатов.

Как принимать аминокислоты

Очень важно знать правильную методику приема аминокислотных добавок. Как правило, способ употребления тех или иных комплексных аминокислотных добавок указан на этикетке или упаковке каждого конкретного препарата

Аминокислоты выпускаются в виде капсул, таблеток, порошка, растворов, однако все эти формы равнозначны по эффективности.

Подобно всем белкам аминокислоты должны потребляться маленькими порциями в течение всего дня. Желудок большинства спортсменов не в состоянии переварить более 30 грамм белка за один прием. Это соответствует белкам шести крупных яиц или грудке одного цыпленка. Оптимально эффективные нормы потребления аминокислот с разветвленными цепями приводятся в таблице.

Основные группы

Всего в природе ученые смогли обнаружить 28 аминокислот (из них 19 заменимых и 9 незаменимых). Большинство растений и бактерий способны самостоятельно создавать нужные им вещества из существующих неорганических соединений. В теле человека также синтезируется большинство нужных аминокислот – их называют заменимыми. К ним относятся:

  1. Аргинин, апанин, глицин, серин, цистеин, таурин, аспарагин, глутамин, аспаригиновая кислота, тирозин, цитруллин, орнитин.
  2. Существуют также частично заменимые аминокислоты – гистидин и аргинин.

Все эти элементы могут использоваться организмом для производства белка. Как мы уже знаем, существуют и незаменимые аминокислоты. Они не могут создаваться организмом человека. Однако они также необходимы для его нормального функционирования. К ним относятся: изолейцин, метионин, лизин, валин, треонин, фенилаланин, триптофан, лейцин.

Они поступают в человеческий организм с пищей. Отметим, что процесс создания белков в организме идет постоянно. И если хотя бы одна незаменимая аминокислота отсутствует, то синтез на время приостанавливается. В результате недостатка белка рост организма приостанавливается. В результате этого масса тела падает, а обмен веществ нарушается. При острой недостаточности аминокислот организм может и погибнуть.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.