Aminokwasy endogenne – rodzaje i rola w organizmie

Aminokwasy to elementy budulcowe białek, które pełnią kluczową rolę w naszych organizmach. Wśród nich znajdują się aminokwasy endogenne, które nasze ciało jest w stanie samodzielnie syntezować. Te unikalne związki mają złożone i wszechstronne funkcje, wpływając na wiele aspektów naszego zdrowia i samopoczucia. Jaką rolę odgrywają w organizmie? Podpowiadamy.

Czym są aminokwasy endogenne?

Aminokwasy endogenne to te, które nasze ciała są w stanie samodzielnie wyprodukować, bez konieczności pozyskiwania ich z dietą. Są one przeciwieństwem aminokwasów egzogennych, które muszą być dostarczane do organizmu poprzez spożywanie pokarmów białkowych. Choć aminokwasy są fundamentem budowy białek, niektóre z nich spełniają także inne kluczowe role w funkcjonowaniu naszego organizmu.

Rodzaje aminokwasów endogennych

Aminokwasy endogenne obejmują 11 z 20 aminokwasów używanych przez komórki do syntezy białek. Należą do nich:

• Alanina – jest kluczowym składnikiem cyklu glukoneogenezy, który pozwala na produkcję glukozy z niewęglowodanowych źródeł, takich jak białka.
• Asparagina – uczestniczy w funkcjonowaniu mózgu poprzez utrzymanie równowagi pomiędzy stężeniem amoniaku i kwasu glutaminowego.
• Asparaginian (kwas asparaginowy) – jest niezbędny do syntezy niektórych aminokwasów oraz spełnia istotną rolę w cyklu mocznikowym.
• Cysteina – jest składnikiem keratyny, głównego białka w skórze, włosach i paznokciach. Posiada również właściwości antyoksydacyjne.
• Glutaminian (kwas glutaminowy) – jest jednym z najważniejszych neuroprzekaźników w mózgu i odgrywa kluczową rolę w procesach poznawczych i pamięciowych.
• Glutamina – jest najbardziej obfitującym aminokwasem w surowicy krwi i spełnia wiele różnorodnych funkcji, w tym uczestnictwo w odpowiedzi immunologicznej.
• Glicyna – jest najprostszym ze wszystkich aminokwasów i odgrywa kluczową rolę w syntezie kolagenu, głównego białka strukturalnego w organizmie.
• Prolina – jest ważnym składnikiem kolagenu i pomaga utrzymać integralność struktur tkankowych.
• Seryna – jest niezbędna do syntezy fosfolipidów, które są kluczowym składnikiem błon komórkowych.
• Tyrozyna – jest prekursorem wielu ważnych hormonów i neuroprzekaźników, takich jak dopamina, noradrenalina i adrenalina.
• Arginina – jest prekursorem tlenku azotu, ważnego czynnika komunikacji międzykomórkowej, a także uczestniczy w procesie gojenia ran, pomagając w syntezie białek.

Rola aminokwasów endogennych w biosyntezie białek

Aminokwasy endogenne pełnią kluczową rolę w biosyntezie białek. Białka, będące złożonymi strukturami składającymi się z łańcuchów aminokwasów, są niezbędne dla prawie wszystkich funkcji organizmu, od transportu substancji w obrębie komórek po tworzenie struktur mięśniowych.

Aminokwasy łączą się ze sobą za pomocą wiązań peptydowych, tworząc polipeptydy, które z kolei składają się na struktury białkowe. Właśnie tutaj aminokwasy endogenne odgrywają swoją kluczową rolę, stanowiąc istotny składnik tych łańcuchów aminokwasów.

Inne funkcje aminokwasów endogennych:

• alanina, jeden z aminokwasów endogennych, pełni ważną funkcję w procesie glukoneogenezy, konwersji zasobów niewęglowodanowych, takich jak białka, na glukozę, której nasze ciała potrzebują do produkcji energii;
• glutaminian odgrywa ważną rolę jako neuroprzekaźnik w mózgu. Jest niezbędny dla prawidłowego funkcjonowania systemu nerwowego i procesów poznawczych, takich jak uczenie się i pamięć;
• cysteina jest kluczowym składnikiem keratyny, białka stanowiącego główny składnik skóry, włosów i paznokci. Wykazuje również właściwości antyoksydacyjne, pomagając chronić organizm przed uszkodzeniami spowodowanymi przez wolne rodniki;
• arginina jest niezbędna dla produkcji tlenku azotu, czynnika komunikacji międzykomórkowej, który odgrywa kluczową rolę w wielu procesach fizjologicznych, w tym w regulacji ciśnienia krwi.

Aminokwasy endogenne są niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania naszych organizmów, wpływając na wszystko, od produkcji energii, przez funkcjonowanie mózgu, aż po zdrowie skóry i włosów.

Biosynteza aminokwasów endogennych

Zgodnie z ich definicją, aminokwasy endogenne są produkowane w naszych organizmach. Ten proces, nazywany biosyntezą, zachodzi na poziomie komórkowym, z udziałem różnych organów.

Alanina jest często wytwarzana w mięśniach poprzez proces transaminacji. W trakcie tego procesu grupa aminowa jest przenoszona z jednego związku na inny. Inne aminokwasy, takie jak glutaminian, są produkowane w wielu różnych komórkach przez procesy takie jak transaminacja lub dekarboksylacja. Synteza aminokwasów endogennych jest złożonym procesem, który obejmuje szereg różnych reakcji biochemicznych i enzymów.

Dieta i suplementacja aminokwasów endogennych

Choć nasze ciała są zdolne do produkcji aminokwasów endogennych, istnieją sytuacje, w których produkcja ta może być niewystarczająca. Stres, choroba, intensywny wysiłek fizyczny lub dieta uboga w białko mogą zwiększyć zapotrzebowanie na te aminokwasy. W takich przypadkach aminokwasy endogenne mogą być dostarczane organizmowi przez dietę lub suplementy diety.

Większość pokarmów bogatych w białko, takich jak mięso, ryby, jaja, nabiał, soja lub quinoa, zawiera wszystkie aminokwasy, zarówno endogenne, jak i egzogenne. Choć aminokwasy endogenne mogą być produkowane przez organizm, dostarczanie ich z zewnątrz poprzez dietę może pomóc zaspokoić zwiększone zapotrzebowanie na nie.

Co więcej, istnieje wiele suplementów diety zawierających aminokwasy endogenne. Te produkty, dostępne w formie kapsułek, proszków lub płynów, mogą być używane do uzupełnienia diety, zwłaszcza w przypadku osób aktywnych fizycznie, osób starszych, osób chorujących na określone choroby lub tych, którzy nie mogą dostarczyć odpowiedniej ilości aminokwasów za pośrednictwem diety.

Znaczenie aminokwasów endogennych dla zdrowia

Aminokwasy endogenne są niezbędne dla utrzymania zdrowia i prawidłowego funkcjonowania organizmu. Jak już wspomniano, są one kluczowym składnikiem białek, które pełnią liczne funkcje w naszych ciałach, takie jak regulacja procesów biochemicznych, transport substancji, budowa mięśni, a także jako składnik enzymów, hormonów i przeciwciał.

Brak odpowiedniej ilości aminokwasów endogennych może prowadzić do osłabienia zdolności organizmu do syntezy białek, co z kolei może wpływać na funkcje mięśni, układu immunologicznego, a nawet na zdolności poznawcze.

Właściwe spożycie aminokwasów endogennych może pomóc poprawić zdrowie mięśni, zwiększyć wytrzymałość, wspierać zdrowie układu immunologicznego i nerwowego, a także pomóc w utrzymaniu zdrowej skóry, włosów i paznokci.

Chociaż aminokwasy endogenne są niezbędne dla zdrowia, ich nadmiar lub niedobór może prowadzić do problemów zdrowotnych:

• niedobór aminokwasów endogennych może prowadzić do osłabienia układu immunologicznego, spadku masy mięśniowej, problemów z koncentracją, a nawet depresji. W skrajnych przypadkach długotrwały niedobór aminokwasów może prowadzić do kwashiorkoru, stanu wyniszczającego, który jest związany z niedożywieniem i który charakteryzuje się obrzękiem, zanikiem mięśni i upośledzeniem wzrostu;
• nadmiar aminokwasów endogennych może prowadzić do obciążenia wątroby i nerek, które muszą metabolizować i wydalać nadmiar aminokwasów. W niektórych przypadkach może to prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych, takich jak uszkodzenie wątroby, kamicę nerkową lub nawet zaburzenia neurologiczne.

Ważne jest, aby utrzymać równowagę w spożyciu aminokwasów, dostarczając organizmowi odpowiednią ilość za pośrednictwem zdrowej, zbilansowanej diety i, jeśli to konieczne, suplementów diety. Przed rozpoczęciem stosowania suplementów z aminokwasami, zawsze należy skonsultować się z lekarzem lub dietetykiem.

Źródła:

1. Brosnan JT, Brosnan ME. The role of dietary amino acids in human health. Annu Rev Nutr. 2021;41:71-96. doi:10.1146/annurev-nutr-081720-105437.
2. Wu G. Amino acids: metabolism, functions, and nutrition. Amino Acids. 2009;37(1):1-17. doi:10.1007/s00726-009-0269-0.
3. Young VR, Borgonha S. Nitrogen and amino acid requirements: the Massachusetts Institute of Technology amino acid requirement pattern. J Nutr. 2000;130(7):1841S-9S. doi:10.1093/jn/130.7.1841S.
4. Moughan PJ, Rutherfurd SM. Gut luminal endogenous protein: implications for the determination of ileal amino acid digestibility in humans. Br J Nutr. 2012;108 Suppl 2:S258-63. doi:10.1017/S0007114512002424.