Aminokyseliny: Povaha, typy a funkcie

Aminokyseliny sú dusík obsahujúce uhlíkové organické zlúčeniny s rôznorodou, ale podobnou štruktúrou. Sú to monoméry, ktoré budujú peptidy a proteíny prostredníctvom peptidových väzieb. V ľudskom organizme sa aminokyseliny podieľajú na syntéze enzýmov, hormónov, neurotransmiterov a tkanív.

Tieto zlúčeniny majú spoločnú molekulárnu štruktúru, práve preto sú samostatnou skupinou organických zlúčenín. 

Ich štruktúra sa skladá z centrálneho uhlíkového atómu (C), ku ktorému sú pripojené štyri rôzne skupiny: aminoskupina (–NH₂), karboxylová skupina (–COOH), vodíkový atóm a bočný reťazec (R-skupina), ktorý je rozdielny pre každú aminokyselinu a určuje jej chemické vlastnosti a funkcie. 

Práve rozmanitosť R-skupín podmienuje rozdiely medzi jednotlivými aminokyselinami.

Aminokyseliny hrajú fundamentálnu úlohu v normálnom fungovaní organizmu. Sú základnými stavebnými jednotkami proteínov, ktoré budujú tkanivá, enzýmy, hormóny a imunitné molekuly. Bez nich nie je možné bunkové delenie, obnova alebo udržiavanie životných procesov.

Proteínový syntéza a rast tkanív

Všetky tkanivá v tele sa budujú a udržiavajú vďaka proteínom, syntetizovaným z aminokyselín. To je obzvlášť dôležité pri raste, hojení rán, obnove po operáciách a svalových traumách. 

Energetické zabezpečenie pri záťaži

Počas dlhodobej fyzickej záťaže sa niektoré aminokyseliny (najmä s rozvetveným reťazcom – BCAA) používajú ako zdroj energie, keď sú glykogénové zásoby vyčerpané. To podporuje vytrvalosť a spomaľuje únavu, a často sa používajú ako prostriedok na zachovanie svalovej hmoty pri kalorickom deficite.

Obnova po fyzickom úsilí

Aminokyseliny urýchľujú regeneráciu svalových vlákien po tréningu alebo traume. To znižuje bolesť, obnovuje svalovú funkciu a chráni pred stratou svalovej hmoty pri stresových stavoch. Práve preto sa prijímajú aminokyseliny pre svaly.

Hormonálny a enzýmový syntéza

Tieto organické zlúčeniny sa podieľajú na produkcii hormónov ako inzulín, tyroxín a adrenalín, ako aj enzýmov, ktoré regulujú takmer všetky biochemické reakcie v tele. To sú len časť látok, ktoré budujú v organizme.

Podpora imunitného systému

Glutamín a iné aminokyseliny slúžia ako palivo pre imunitné bunky a udržiavajú bariérovú funkciu čriev, čo je rozhodujúce pre prevenciu infekcií a zápalov. Budujú aj špecifické protilátky a imunologické molekuly a aktívne komplexy na boj s patogénmi.

Účasť v syntéze neurotransmiterov

Aminokyseliny ako tryptofán, tyrozín a glutamát sú prekurzormi neuromediátorov – látok, ktoré regulujú náladu, spánok, pozornosť a iné mozgové funkcie.

Detoxikácia a rovnováha dusíka

Pečeň používa aminokyseliny v procesoch neutralizácie amoniaku a iných toxínov. Hrajú tiež úlohu v udržiavaní rovnováhy medzi dusíkovými zlúčeninami v organizme.

Zlepšenie trávenia

Prostredníctvom budovania tráviacich enzýmov a udržiavania črevnej sliznice prispievajú aminokyseliny k optimálnemu vstrebávaniu živín a k ochrane gastrointestinálnej bariéry.

Aminokyseliny sa delia na dve hlavné skupiny: esenciálne(nepostrádateľné) a neesenciálne (nahraditeľné). 

Esenciálne nemôžu byť syntetizované ľudským telom a preto musia byť získavané prostredníctvom potravy. Na rozdiel od nich, neesenciálne sa môžu tvoriť vnútri – v dôsledku metabolických procesov z iných aminokyselín alebo dusík obsahujúcich zlúčenín.

Celkovo21 aminokyselín sa podieľa na budovaní štruktúr v ľudskom organizme. Z nich 9 je nepostrádateľných, a zvyšných 12 organizmus môže produkovať sám prostredníctvom endogénnej syntézy z rôznych prekurzorov.

Esenciálne aminokyseliny (nepostrádateľné)

To sú aminokyseliny, ktoré organizmus nemôže produkovať sám a musia byť získavané prostredníctvom potravy.

Je 9 esenciálnych aminokyselín, každá s špecifickou úlohou: 

• Histidín:Potrebný pre rast a obnovu tkanív, podieľa sa na produkcii hemoglobínu a je kľúčový pre udržiavanie myelínových obalov nervových buniek. Prekurzor histamínu – dôležitý mediátor v imunitnej odpovedi a sekrécii žalúdočnej kyseliny.
• Izoleucín:Aminokyselina s rozvetveným reťazcom (BCAA), podieľa sa na syntéze hemoglobínu, reguluje energetický metabolizmus a podporuje obnovu svalov po záťaži.
• Leucín: Tiež BCAA, silne anabolická aminokyselina, aktivuje mTOR cestu – hlavný signálny mechanizmus pre svalový rast a proteínovú syntézu.
• Lyzín: Dôležitý pre syntézu kolagénu, absorpciu vápnika a produkciu enzýmov a hormónov. Podporuje imunitnú funkciu a obnovu tkanív.
• Metionín: Síru obsahujúca aminokyselina, potrebná pre syntézu kreatínu, karnitínu a glutatiónu. Podieľa sa na metylácii DNA a na metabolizme tukov a toxínov v pečeni.
• Fenylalanín:Prekurzor tyrozínu, ktorý sa používa na syntézu dopamínu, adrenalínu a tyroxínu. Kľúčový pre neurotransmiterovú rovnováhu a mozgovú funkciu.

• Treonín: Podieľa sa na budovaní štruktúrnych proteínov ako kolagén a elastín. Podporuje zdravie kože a tráviaceho traktu.
• Tryptofán: Prekurzor serotonínu a melatonínu – dôležité pre náladu, spánok a psychické zdravie. Tiež sa podieľa na syntéze niacínu (vitamín B3).
• Valín:Tretia aminokyselina s rozvetveným reťazcom, potrebná pre svalový metabolizmus, regeneráciu tkanív a udržiavanie energetickej rovnováhy počas fyzickej záťaže.

Neesenciálne aminokyseliny (nahraditeľné)

Tieto aminokyseliny sa syntetizujú v organizme, ale za určitých podmienok (choroba, stres, rast) niektoré z nich môžu stať "podmienečne esenciálnymi".

Tu sú ktoré sú:

• Alanín:Hlavný transportér dusíka medzi tkanivami. Udržiava krvnú glukózu prostredníctvom účasti na glukoneogenéze.
• Asparagín:Podieľa sa na syntéze iných aminokyselín a je dôležitý pre správne fungovanie nervového systému.
• Kyselina asparágová (Aspartát): Hrá úlohu v Krebsovom cykle, podporuje produkciu energie a podieľa sa na prenose nervových impulzov.
• Glutamín: Podmienečne esenciálna. Najrozšírenejšia aminokyselina v krvi. Kľúčová pre imunitnú funkciu, tráviace zdravie a obnovu po fyzickej záťaži alebo chorobe.
• Kyselina glutámová (Glutamát):Hlavný excitačný neurotransmiter v CNS. Hrá úlohu v učení a pamäti.
• Glycín: Súčasť kolagénu. Podieľa sa na detoxikácii, syntéze hemoglobínu a neurotransmiterov.
• Prolín: Základný prvok kolagénu – zabezpečuje pevnosť a elasticitu spojivového tkaniva, šliach a kože.
• Serín: Podieľa sa na syntéze fosfolipidov, sfingolipidov a iných aminokyselín. Tiež je dôležitý pre správnu funkciu nervového systému a mozgu.
• Tyrozín: Syntetizuje sa z fenylalanínu. Prekurzor katecholamínov (dopamín, noradrenalín, adrenalín) a hormónov štítnej žľazy.
• Cysteín (podmienečne esenciálna):Síru obsahujúca aminokyselina, prekurzor antioxidantu glutatiónu. Podporuje detoxikáciu a ochranu pred oxidatívnym stresom.

• Arginín (podmienečne esenciálna): Potrebná pre syntézu oxidu dusnatého (NO), ktorý reguluje krvný tlak a krvné zásobenie. Má úlohu v imunitnej funkcii a hojení rán.
• Ornitín(neproteínogénna, neproteínová aminokyselina): Podieľa sa na močovinovom cykle – detoxikácii amoniaku. Nebuduje proteíny, ale má dôležitú úlohu v metabolizme.

Ľudský organizmus potrebuje určité množstvá aminokyselín pre normálny rast, obnovu a udržiavanie metabolických funkcií. Potrebné množstvá sa líšia v závislosti od veku, pohlavia, fyzickej aktivity a zdravotného stavu.

Esenciálne aminokyseliny

Esenciálne aminokyseliny nemôžu byť syntetizované v tele a musia byť získavané prostredníctvom potravy. 

Svetová zdravotnícka organizácia (WHO) odporúča denné dávky pre dospelých, vyjadrené v mg na kilogram telesnej hmotnosti:

• Leucín: 39 mg/kg
• Izoleucín: 20 mg/kg
• Lyzín: 30 mg/kg
• Metionín + cysteín (síru obsahujúce): 15 mg/kg
• Fenylalanín + tyrozín (aromatické): 25 mg/kg
• Treonín: 15 mg/kg
• Tryptofán: 4 mg/kg
• Valín: 26 mg/kg
• Histidín (poloesenciálna): 10 mg/kg

Neesenciálne aminokyseliny

Sú syntetizované v organizme, ale za určitých stavov (choroba, stres, fyzická aktivita) môže byť potrebný dodatočný príjem z potravy alebo aminokyselinové doplnky. Konkrétne odporúčania nie sú stanovené, pretože telo ich produkuje v dostatočných množstvách za normálnych podmienok.

Zhrnutá tabuľka s odporúčanými dennými dávkami esenciálnych aminokyselín (pre dospelých)

Tieto množstvá sú orientačné a môžu sa líšiť podľa špecifických potrieb, ako tehotenstvo, dojčenie, intenzívna fyzická aktivita alebo choroby.

Aminokyseliny sa získavajú hlavne prostredníctvom potravy, pričom najbohatšie zdroje sú proteíny zo živočíšnych produktov – mäso, ryby, vajcia a mliečne výrobky. Nazývajú sa plnohodnotné zdroje, pretože pri rozklade živočíšnych proteínov si naše telo zaobstará všetky potrebné esenciálne aminokyseliny.

Strukoviny, orechy a semená sú bohaté na proteíny, ale obsahujú aminokyseliny v nižších množstvách a s neúplým profilom. Z tohto dôvodu sa určujú ako neplnohodnotné zdroje, pretože sa vstrebávajú ťažšie a nezaistia všetky potrebné nepostrádateľné aminokyseliny v dostatočných množstvách.

Na zlepšenie aminokyselinového profilu rastlinných proteínov sa odporúča kombinovať rôzne potraviny. Príklady úspešných kombinácií sú fazuľa + ryža, cícer + šošovica, semená + orechy a iné.

Tieto kombinácie zabezpečujú vyváženejší aminokyselinový zloženie, podobné tomu plnohodnotných živočíšnych zdrojov.

V niektorých prípadoch sa môže pristúpiť k príjmu jednotlivých aminokyselín, komplexných aminokyselín alebo proteínov, vo forme výživových doplnkov.

Dodatočný príjem aminokyselín je potrebný pri intenzívnych tréningoch, obnove po traumách alebo operáciách, pri vekových zmenách s zníženým príjmom proteínov, pri špecifických chorobách, ako aj u vegetariánov a vegánov, ktorí možno nedostávajú všetky esenciálne aminokyseliny z potravy.

Čo predstavujú aminokyseliny?

To je heterogénna skupina dusík obsahujúcich uhlíkových organických zlúčenín, ktoré plnia množstvo dôležitých funkcií v organizme človeka a každého iného živého tvora.

Aké druhy aminokyselín sa hlavne rozlišujú?

Pre ľudské telo sa rozlišujú hlavne esenciálne (nepostrádateľné) - ktoré si musíme zaobstarať s potravou a neesenciálne (nahraditeľné aminokyseliny) - ktoré organizmus sám môže syntetizovať.

Ako si zaobstarať aminokyseliny?

Najlepšie zdroje aminokyselín sú zo živočíšneho pôvodu - vajcia, mlieko, mäso, a rastlinné zdroje - ako fazuľa, sója, strukoviny, orechy a semená sú neplnohodnotné a nie sú dostatočné, aby sme si zaistili všetko potrebné.