Aminokwasy egzogenne – jaką pełnią funkcję? Gdzie się znajdują?

Aminokwasy egzogenne (EAA – ang. essential amino acids) to związki organiczne budujące białka, których organizm nie jest w stanie sam wytworzyć, dlatego muszą zostać przyjęte wraz z pożywieniem. Brak aminokwasów egzogennych obniża wartość biologiczną białka i uniemożliwia jego wykorzystanie. Jak uzupełnić aminokwasy?

Czym są aminokwasy?

Aminokwasy są podstawową jednostką tworzącą białka. Zbudowane są z grupy aminowej, grupy karboksylowej, atomu wodoru oraz specyficznego dla każdego aminokwasu łańcucha bocznego. Wszystkie te elementy skupione są wokół atomu węgla α. 

Białka zwierzęce zbudowane są z 20 aminokwasów, które w zapisie informacji genetycznej mają własny kodon, dzięki czemu możliwe jest tworzenie łańcuchów polipeptydowych. Dwie cząsteczki aminokwasów tworzą dipeptydy, a trzy cząsteczki noszą nazwę tripeptydów. Jeżeli w łańcuchu występuje do dziesięciu aminokwasów mamy do czynienia z oligopeptydami, a łańcuch powyżej 10 cząsteczek to polipeptyd. Ponad 100 aminokwasów buduje makropeptydy, czyli białka. 

Aminokwasy – biologiczne znaczenie:

• są jednostką budulcową peptydów i białek;
• regulują ekspresję genów;
• są prekursorami powstawania hormonów i regulują ich wydzielanie;
• wykazują działanie antyoksydacyjne;
• regulują szlaki metaboliczne. 

Aminokwasy to związki, które różnią się od siebie wielkością cząsteczki, kształtem, ładunkiem elektrycznym, reaktywnością chemiczną i zdolnością tworzenia wiązań wodorowych.

Białka roślinne określane są mianem białka niepełnowartościowego, gdyż nie zawierają wszystkich aminokwasów egzogennych w wystarczającej ilości. Dlatego osoby będące na diecie wegańskiej bądź wegetariańskiej ograniczającej produkty pochodzenia zwierzęcego, muszą mieć wiedzę jak łączyć roślinne produkty białkowe, aby dostarczyć pełną pulę aminokwasów egzogennych, które są niezbędne do funkcjonowania organizmu. Dobrym rozwiązaniem dla osób na dietach roślinnych jest suplementacja aminokwasów białkowych.

Podział aminokwasów:

• aminokwasy egzogenne (niezbędne aminokwasy) to związki, których organizm nie jest w stanie sam wyprodukować. Są to: lizyna, leucyna, izoleucyna, walina, metionina, fenyloalanina, tryptofan, treonina, histydyna – egzogenna u młodych organizmów w okresie wzrostu, u dorosłych wytwarzana endogennie w wystarczającej ilości;
• aminokwasy endogenne (które nie są niezbędne) to związki, które organizm jest w stanie sam wytworzyć w odpowiedniej ilości. Do tej grupy należą: alanina, kwas asparaginowy, asparagina, kwas glutaminowy, seryna;
• aminokwasy warunkowo egzogenne (aminokwasy względnie egzogenne), czyli takie, które mogą być syntetyzowane z udziałem egzogennych prekursorów. Będą to: arginina, cysteina, glutamina, glicyna, prolina, tyrozyna). 

Aminokwasy egzogenne – rola w organizmie

Aminokwasy egzogenne muszą być dostarczane do organizmu wraz z posiłkiem białkowym o określonym składzie, dlatego określa się je jako niezbędne. Wykorzystane może zostać tylko białko pełnowartościowe, które zawiera komplet aminokwasów egzogennych. Białko niepełnowartościowe będzie przyswajane na poziomie będącego w niedoborze aminokwasu ograniczającego. Niedostateczna ilość aminokwasów niezbędnych może powodować niebezpieczne dla zdrowia i życia człowieka zmiany. Odpowiednia podaż pełnowartościowego białka ma szczególne znaczenie w przypadku młodych organizmów będących w okresie wzrostu. Warto podkreślić, że organizm człowieka nie magazynuje białka, jest ono w stałym obrocie, co określa się mianem bilansu azotowego. 

Skutki niewystarczającej podaży aminokwasów egzogennych:

• ujemny bilans azotowy;
• zaburzenia metabolizmu;
• opóźnienie wzrostu;
• zakłócenia syntezy białek;
• zaburzenia hormonalne;
• osłabiona odporność;
• pogorszenie regeneracji organizmu;
• zaburzenia snu.

Zapotrzebowanie na aminokwasy egzogenne zależy od wieku, stanu fizjologicznego i wartości bilansu azotowego. Sportowcy i osoby aktywne fizycznie wykazują wyższe zapotrzebowanie na produkty wysokobiałkowe ze względu procesy budowy masy mięśniowej i regenerację uszkodzonych tkanek. U kobiet ciężarnych wzrasta zapotrzebowanie na lizynę i tryptofan. Niemowlęta potrzebują zwiększone ilości izoleucyny i tryptofanu, a u osób dorosłych największe dzienne zapotrzebowanie dotyczy leucyny, a najniższe tryptofanu. 

Aminokwasy egzogenne – charakterystyka 

Aminokwasy niezbędne EAA pełnią w organizmie określone funkcje, dlatego niedobór któregoś z nich może powodować poważne konsekwencje zdrowotne. 

Funkcje aminokwasów egzogennych. Gdzie występują?

Izoleucyna:

• bierze udział w regulacji gospodarki węglowodanowej (dostarcza substraty do glukoneogenezy);
• uczestniczy w procesach anabolicznych (m.in. budowa masy mięśniowej);
• hamuje procesy kataboliczne (rozpad białek);
• należy do aminokwasów rozgałęzionych BCAA, które występują też jako suplement diety.

Produkty spożywcze, w których występuje izoleucyna to białko mleka, kiełków i kukurydzy.

Leucyna:

• wspiera procesy anaboliczne;
• hamuje katabolizm;
• reguluje odpowiedź immunologiczną;
• należy do aminokwasów rozgałęzionych BCAA.

Produkty zawierające leucynę to: mleko, białko kiełków, kukurydza.

Fenyloalanina:

• oddziałuje na układ nerwowy;
• wspomaga koncentrację i procesy myślowe;
• niezbędna do powstania tyrozyny.

Występuje w niewielkich ilościach we wszystkich białkach, przede wszystkim w jajach, serach i produktach zbożowych.

Lizyna:

• niezbędna do wzrostu i rozwoju chrząstki;
• ochrona układu krwionośnego;
• uczestniczy w syntezie nukleotydów;
• bierze udział w produkcji przeciwciał, enzymów, hormonów;
• uczestniczy w przemianach lipidów.

Lizynę zawierają wszystkie białka (najwięcej zawiera soja) z wyjątkiem kukurydzy.

Metionina:

• uczestniczy w detoksykacji organizmu, chroni komórki wątrobowe (hepatocyty);
• niezbędny do procesów wzrostu;
• uczestniczy w syntezie choliny, kreatyny;
• uczestniczy w syntezie glutationu;

• zmniejsza objawy zmian skórnych;
• wpływa na przemiany tłuszczów. 

Produkty bogate w metioninę to: białko jaja, mleko, twaróg, brukselka, szpinak, groch, fasola, soja, brokuł. 

Treonina:

• wpływa na stan kości i skóry;
• wspiera układ immunologiczny. 

Występuje w niewielkich ilościach we wszystkich białkach, przede wszystkim w ziarnach zbóż (owies, pszenica, ser, orzechy, jaja, mleko).

Tryptofan:

• niezbędny do powstawania hormonu serotoniny;
• reguluje czynność układu nerwowego (zmniejsza nadpobudliwość, napięcie)
• wspiera pracę mózgu;
• działa przeciwdepresyjnie;
• uczestniczy w syntezie witaminy PP (kwasu nikotynowego);
• wspiera funkcje płciowe (proces rozmnażania);
• wspomaga laktację. 

Największe ilości tryptofanu występują w białkach zbóż, bananach, produktach mlecznych

Walina:

• hamuje katabolizm mięśniowy;
• jest jednym z aminokwasów rozgałęzionych.

W dużej ilości występuje w białku siemienia lnianego, orzechach arachidowych, sezamie, migdałach.

Histydyna:

• umożliwia wzrost i rozwój młodych organizmów;
• z histydyny powstaje w tkankach histamina.

Histydyna występuje w mięsie (wołowina, wieprzowina), rybach, strączkach, mleku, serach, jajach.

Arginina:

• występuje w białkach jąder komórkowych;
• bierze udział w syntezie tlenku azotu;
• wpływa na zwiększenie światła i obniżenie lepkości naczyń krwionośnych;
• przeciwdziała hiperamonemii;
• poprawia odporność organizmu;
• korzystnie wpływa funkcjonowanie przysadki mózgowej;
• przyspiesza gojenie ran;
• poprawia sprawność fizyczną.

Do jej wytworzenia niezbędne są: glutamina, glutaminian i asparaginian. 

Niezbędne aminokwasy EAA można suplementować. Jednym z najbardziej popularnych suplementów diety dla sportowców to aminokwasy rozgałęzione BCAA, w którego skład wchodzi leucyna, izoleucyna i walina.

Źródła:

• Ciborowska Helena; Rudnicka Anna. Dietetyka Żywienie zdrowego i chorego człowieka. PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2017
• Jarosz Mirosław, Normy żywienia dla populacji polskiej i ich zastosowanie. Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego – Państwowy Zakład Higieny, 2020
• Kunachowicz Hanna, Nadolna Irena, Iwanow Krystyna, Przygoda Beata. Wartość odżywcza wybranych produktów spożywczych i typowych potraw. PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2016.
• Krauss Hanna. Fizjologia żywienia. PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2019.