Isoleucine chiếm một chức năng đặc biệt trong chuyển hóa protein. Axit amin thiết yếu chủ yếu tham gia vào việc xây dựng các mô mới và rất hiệu quả để tăng cường sinh tổng hợp protein trong cơ và gan.Isoleucine đóng một vai trò thiết yếu trong:
- Các môn thể thao sức bền và sức bền
- Căng thẳng
- Bệnh tật và chế độ ăn uống
Isoleucine như một nhà cung cấp năng lượng trong sức mạnh và độ bền Isoleucine đi vào tế bào gan (gan ô) sau hấp thụ qua cổng thông tin tĩnh mạch. Bằng cách tách ra Ammonia (NH3), isoleucine được chuyển đổi thành alpha-keto axit. Alpha-keto axit có thể được sử dụng để sản xuất năng lượng. Mặt khác, vì isoleucine là cả một axit amin glucogenic và ketogenic, nên alpha-keto axit có thể được sử dụng như một tiền chất để tổng hợp succinyl-coenzyme A cũng như acetyl-coenzyme A. Chất trung gian của chu trình citrate succinyl-CoA đóng vai trò như một chất nền cho quá trình tạo gluconeogenes (mới glucose hình thành) trong gan và cơ bắp. Acetyl-CoA là sản phẩm khởi đầu thiết yếu của quá trình tạo lipo và keto (hình thành axit béo và các thể xeton). Glucose cũng như axit béo và các thể xeton đại diện cho các nhà cung cấp năng lượng quan trọng cho cơ thể - đặc biệt là trong quá trình gắng sức. Các hồng cầu (đỏ máu tế bào) và tủy thận hoàn toàn phụ thuộc vào glucose cho năng lượng. Các não chỉ một phần, vì trong quá trình chuyển hóa khi đói nó có thể thu được tới 80% năng lượng từ các thể xeton. Khi glucose và axit béo được chia nhỏ trong cơ, ATP (adenosine triphosphat) được hình thành, chất mang năng lượng quan trọng nhất của tế bào. Khi nó phốt phát liên kết bị thủy phân phân cắt bởi enzyme, ADP hoặc AMP được hình thành. Năng lượng được giải phóng trong quá trình này cho phép hoạt động hóa học, thẩm thấu hoặc cơ học, chẳng hạn như cơ các cơn co thắt. Do chức năng thiết yếu của nó trong sản xuất năng lượng, sự thiếu hụt isoleucine có liên quan đến yếu cơ, bơ phờ và mệt mỏi, trong số các triệu chứng khác. Sau khi xử lý ở gan, gần 70% của tất cả amino axit vào máu là BCAAs. Chúng được hấp thụ nhanh chóng bởi các cơ. Trong ba giờ đầu tiên sau bữa ăn giàu protein, isoleucine, leucine, và valine chiếm khoảng 50-90% tổng lượng axit amin của cơ bắp. Isoleucine cực kỳ quan trọng đối với việc tái tạo và duy trì mô cơ. BCAAs là một thành phần của khoảng 35% chất co protein - actin và myosin - trong cơ. Isoleucine kích thích giải phóng insulin từ các tế bào beta của tuyến tụy (tụy tạng). Cao insulin nồng độ trong máu đẩy nhanh sự hấp thu axit amin vào các tế bào cơ (tế bào cơ). Tăng cường vận chuyển axit amin vào tế bào cơ dẫn đến các quá trình sau:
- Tăng sự tích tụ protein trong cơ
- Giảm nhanh nồng độ của hormone căng thẳng cortisol, thúc đẩy sự phân hủy cơ và ức chế sự hấp thu axit amin vào các tế bào cơ
- Dự trữ glycogen tốt hơn trong tế bào, duy trì glycogen trong cơ.
Cuối cùng, bổ sung các loại thực phẩm giàu isoleucine, leucine và valine giúp tăng trưởng cơ tối ưu và phục hồi nhanh nhất. Ngoài isoleucine, amino axit arginine và phenylalanin, leucine và valine cũng triển lãm insulin- tác dụng kích thích, với leucine là mạnh nhất. Biotin, sinh tố B5 (axit pantothenic) và vitamin B6 (pyridoxine) rất cần thiết cho việc phân tích và chuyển đổi BCAA. Chỉ là kết quả của việc cung cấp đủ các vitamin chuỗi phân nhánh có được không amino axit được chuyển hóa và sử dụng tối ưu. Một số nghiên cứu cho thấy rằng cả hai độ bền thể thao và sức mạnh đào tạo yêu cầu tăng lượng protein. Để duy trì sự tích cực nitơ cân bằng - tương ứng với sự tái tạo mô - nhu cầu protein hàng ngày là từ 1.2 đến 1.4 g cho mỗi kg trọng lượng cơ thể đối với độ bền vận động viên và 1.7-1.8 g mỗi kg trọng lượng cơ thể cho sức mạnh các vận động viên. Suốt trong thể thao sức bền, isoleucine, leucine và đặc biệt là valine được sử dụng để sản xuất năng lượng. Việc cung cấp năng lượng từ các axit amin này tăng lên khi lượng glycogen dự trữ trong gan và cơ bắp ngày càng cạn kiệt khi hoạt động thể thao tiến triển. Sức mạnh các vận động viên cũng nên đảm bảo hấp thụ nhiều axit amin chuỗi nhánh, đặc biệt là trước khi tập luyện. Bằng cách này, cơ thể không tự rút BCAAs từ cơ khi gắng sức và ngăn chặn quá trình dị hóa protein. Việc cung cấp BCAAs cũng được khuyến khích sau khi tập luyện .soleucine nhanh chóng làm tăng mức insulin sau khi kết thúc bài tập, ngăn chặn sự phân hủy protein do bài tập trước đó gây ra và bắt đầu phát triển cơ bắp mới. Ngoài ra, BCAAs giúp giảm mỡ nhiều hơn. Để tận dụng tối đa BCAAs về mặt xây dựng cơ bắp, tất cả chúng nên được kết hợp với nhau và kết hợp với các loại protein khác. Việc hấp thụ isoleucine hoặc leucine hoặc valine cô lập có thể tạm thời làm gián đoạn quá trình sinh tổng hợp protein để xây dựng cơ bắp. Việc chỉ tiêu thụ BCAAs nên được xem xét một cách nghiêm túc, đặc biệt là trước khi rèn luyện sức bền, do quá trình oxy hóa dưới căng thẳng và Urê tấn công. Sự phân hủy 1 gam BCAAs tạo ra khoảng 0.5 gam Urê. Quá đáng Urê nồng độ gây ra sự căng thẳng cho sinh vật. Do đó, liên quan đến lượng BCAAs, việc tăng lượng chất lỏng là rất quan trọng. Với sự trợ giúp của nhiều chất lỏng, urê có thể được đào thải nhanh chóng qua thận. Cuối cùng, nên cân nhắc việc tăng lượng isoleucine, leucine hoặc valine trong quá trình tập luyện sức bền. Cải thiện hiệu suất cho vận động viên sức bền chỉ xảy ra khi BCAAs được sử dụng trong đào tạo độ cao hoặc luyện tập ở nhiệt độ cao. Kết quả của việc ăn nhiều protein hoặc thể chất căng thẳng, số lượng cao nitơ trong các hình thức Ammonia (NH3) được tạo ra do quá trình phân hủy protein. Điều này có tác dụng gây độc thần kinh ở nồng độ cao hơn và có thể dẫn đến việc bệnh não gan. Điều này điều kiện là một khả năng có thể đảo ngược não rối loạn chức năng do không đủ cai nghiện chức năng của gan. Quan trọng nhất, isoleucine và leucine có thể làm tăng sự phân hủy chất độc Ammonia trong cơ - một lợi ích đáng kể cho vận động viên. Trong gan, arginine và ornithine thực hiện nhiệm vụ này. Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng quản lý 10-20 gram BCAAs dưới căng thẳng có thể trì hoãn tinh thần mệt mỏi. Tuy nhiên, vẫn chưa có bằng chứng cho thấy các axit amin chuỗi nhánh dẫn để cải thiện hiệu suất. Tương tự, việc cải thiện sự thích nghi với tập thể dục vẫn chưa được chứng minh.
Isoleucine trong các tình huống tập thể dục do căng thẳng gây ra
Khi căng thẳng về thể chất và tập thể dục gia tăng, chẳng hạn như chấn thương, bệnh tật và phẫu thuật, cơ thể sẽ phân hủy protein với tốc độ ngày càng tăng. Tăng cường ăn các loại thực phẩm giàu isoleucine có thể chống lại điều này. Quá trình dị hóa protein bị dừng lại do isoleucine làm tăng nhanh mức insulin, thúc đẩy sự hấp thụ axit amin vào tế bào và kích thích sự tích tụ protein. Đồng hóa protein rất quan trọng đối với sự hình thành mô cơ thể mới hoặc để chữa bệnh vết thương và để tăng sức đề kháng với các bệnh nhiễm trùng. Cuối cùng, isoleucine giúp điều chỉnh sự trao đổi chất và khả năng phòng vệ của cơ thể. Bằng cách này, các chức năng cơ quan trọng có thể được hỗ trợ trong quá trình gia tăng căng thẳng về thể chất.
Isoleucine trong các bệnh và chế độ ăn kiêng
Bệnh nhân nặng hoặc bệnh nhân đang điều trị có nhu cầu ngày càng tăng axit amin thiết yếu. Do thường xuyên ăn không đủ protein chất lượng cao và lượng thức ăn hạn chế, nên tăng lượng tiêu thụ isoleucine, leucine, và đặc biệt là valine. BCAAs có thể đẩy nhanh quá trình dưỡng bệnh - phục hồi. Những lợi ích cụ thể của isoleucine xảy ra trong những điều kiện sau:
- Bệnh xơ gan
- Hôn mê gan
- Tâm thần phân liệt
- Phenylketon niệu (PKU)
- Hội chứng Dystone
Hôn mê gan là dạng bệnh não gan nặng nhất - giai đoạn 4 - một rối loạn chức năng não có thể hồi phục do chức năng giải độc của gan không đủ. Tổn thương dây thần kinh trong hệ thống thần kinh trung ương dẫn đến, trong số những thứ khác, bất tỉnh mà không có phản ứng với kích thích đau (hôn mê), mất phản xạ cơ và cứng cơ với tư thế gập và duỗi. Suy giảm chức năng gan dẫn đến dư thừa insulin, giúp tăng cường vận chuyển các axit amin, bao gồm isoleucine, đến cơ. Do đó, nồng độ isoleucine trong máu bị hạ thấp. Vì BCAAs và axit amin thiết yếu tryptophan sử dụng cùng một hệ thống vận chuyển trong máu, tức là cùng các protein mang, tryptophan có thể chiếm nhiều chất mang tự do do mức isoleucine huyết thanh thấp và được vận chuyển đến hàng rào máu não. não - cụ thể là với BCAAs và các axit amin thơm phenylalanin và tyrosine. Do dư thừa tryptophan trong não, phenylalanin, tiền chất của catecholamine, chẳng hạn như hormone căng thẳng epinephrine và norepinephrine, cũng bị thay thế ngoài tyrosine và BCAAs. Cuối cùng, tryptophan có thể vượt qua hàng rào máu não mà không bị cản trở. Do sự dịch chuyển của phenylalanin, sự hoạt hóa giao cảm trong não không có, hạn chế sự tổng hợp catecholamine ở tủy thượng thận. Trong hệ thần kinh trung ương, tryptophan được chuyển đổi thành serotonin, có chức năng như một hormone mô hoặc chất dẫn truyền thần kinh trong hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ruột, hệ tim mạch và máu. Tăng nồng độ tryptophan cuối cùng dẫn đến tăng sản xuất serotonin. Trong trường hợp rối loạn chức năng gan, lượng serotonin quá mức không thể bị phá vỡ, từ đó dẫn đến tình trạng mệt mỏi nghiêm trọng và thậm chí bất tỉnh. Việc tăng lượng isoleucine sẽ ngăn chặn việc tăng sản xuất serotonin thông qua cơ chế dịch chuyển tryptophan cả trong máu và tại hàng rào máu não và ức chế sự hấp thu tryptophan vào chất lỏng dinh dưỡng của não. Bằng cách này, isoleucine chống lại sự xuất hiện của hôn mê gan. Bằng cách giảm mức độ tyrosine trong máu, BCAAs, isoleucine có thể được sử dụng trong khoa tâm thần trực phân tử, ví dụ như trong bệnh tâm thần phân liệt. Tyrosine là tiền chất của dopamine, một chất dẫn truyền thần kinh trong hệ thần kinh trung ương từ nhóm catecholamine. Nồng độ dopamine quá cao trong một số vùng não nhất định dẫn đến hưng phấn thần kinh trung ương và có liên quan đến các triệu chứng của tâm thần phân liệt, chẳng hạn như rối loạn bản ngã, rối loạn suy nghĩ, ảo tưởng, bồn chồn vận động, rút lui xã hội, bần cùng hóa cảm xúc và suy yếu ý chí. Isoleucine, leucine và valine cũng có thể mang lại những lợi ích cụ thể trong điều trị bệnh phenylketon niệu (PKU). PKU là một bệnh rối loạn chuyển hóa bẩm sinh, trong đó axit amin phenylalanin không thể bị phá vỡ. Ở những người bị ảnh hưởng, phenylalanin tích tụ trong cơ thể, có thể dẫn đến tổn thương thần kinh và sau đó dẫn đến rối loạn phát triển tâm thần nghiêm trọng với chứng động kinh - các cơn động kinh xảy ra tự phát. Mức isoleucine trong huyết thanh cao làm giảm liên kết của phenylalanine để vận chuyển protein trong máu và nồng độ của nó tại hàng rào máu não, làm giảm sự hấp thu phenylalanine vào não. Do đó, với sự trợ giúp của BCAAs, nồng độ phenylalanin cao bất thường có thể được bình thường hóa cả trong máu và trong não. Hơn nữa, với sự trợ giúp của các axit amin chuỗi nhánh, có những lợi ích cho những người bị gọi là hội chứng loạn vận động (rối loạn vận động tarda). Rối loạn này được đặc trưng bởi những cử động không tự chủ của cơ mặt, ví dụ, co thắt thè ra khỏi lưỡi, co thắt của lỗ thở, co thắt nghiêng đầu và tăng huyết áp của thân và tứ chi, vẹo cổ, cũng như cử động giống như xoắn ở vùng cổ và vai gáy trong khi vẫn duy trì ý thức. Những người có ý thức về chế độ ăn uống, những người thường cung cấp không đủ protein hoặc tiêu thụ chủ yếu thực phẩm chứa ít isoleucine, có nhu cầu về BCAAs tăng lên. Cuối cùng nên tăng lượng tiêu thụ isoleucine, leucine và valine để cơ thể không tự lấy protein dự trữ, chẳng hạn như từ gan và cơ, về lâu dài. Mất protein trong cơ dẫn đến giảm các mô cơ hoạt động trao đổi chất. Người ăn kiêng càng mất nhiều cơ, tỷ lệ trao đổi chất cơ bản càng giảm và cơ thể tiêu thụ ngày càng ít calo hơn. Cuối cùng, một chế độ ăn kiêng nên nhằm mục đích duy trì mô cơ hoặc thậm chí tăng nó thông qua tập thể dục. Đồng thời, tỷ lệ mỡ trong cơ thể nên được giảm bớt. Trong chế độ ăn kiêng, BCAAs giúp ngăn ngừa sự phân hủy protein và do đó làm giảm tỷ lệ trao đổi chất cơ bản, cũng như tăng sự phân hủy chất béo. Khả năng bảo vệ miễn dịch phần lớn được duy trì. Một nghiên cứu mới tại Đại học Bang Arizona cho thấy chế độ ăn nhiều axit amin chuỗi nhánh có thể làm tăng tỷ lệ trao đổi chất cơ bản lên 90 kilocalories mỗi ngày.
Isoleucine như một khối khởi đầu để tổng hợp các axit amin không cần thiết
Các phản ứng mà các axit amin mới được hình thành được gọi là phản ứng chuyển hóa. Trong quá trình này, nhóm amin (NH2) của một axit amin, chẳng hạn như isoleucine, alanin, hoặc là axit aspartic, được chuyển thành axit alpha-keto, thường là alpha-ketoglutarate. Vì vậy, alpha-ketoglutarate là phân tử chấp nhận. Các sản phẩm của phản ứng chuyển hóa là một axit alpha-keto, chẳng hạn như pyruvat hoặc oxaloacetate, và axit amin không cần thiết axit glutamic hoặc glutamate, tương ứng. Để quá trình chuyển hóa diễn ra, đặc biệt enzyme được yêu cầu - cái gọi là transaminase. Hai transaminase quan trọng nhất bao gồm alanin aminotransferase (ALAT), còn được gọi là glutamate pyruvat transaminase (GPT) và aspartate aminotransferase (ASAT), còn được gọi là glutamate oxaloacetate transaminase (GOT). Chất xúc tác trước đây cho việc chuyển đổi alanin và alpha-ketoglutarate để pyruvat và glutamate. ASAT chuyển đổi aspartate và alpha-ketoglutarate thành oxaloacetate và glutamate. Coenzyme của tất cả các transaminase là pyridoxal dẫn xuất vitamin B6 phốt phát (PLP). PLP bị ràng buộc lỏng lẻo với enzyme và cần thiết cho hoạt động của transaminase tối ưu. Phản ứng truyền nhiễm khu trú ở gan và các cơ quan khác. Sự chuyển giao alpha-amino nitơ từ isoleucine thành axit alpha-keto bởi transaminase với sự hình thành glutamate xảy ra trong cơ. Glutamate được coi là “trung tâm” của quá trình chuyển hóa nitơ amin. Nó đóng một vai trò quan trọng trong sự hình thành, chuyển đổi và phân hủy các axit amin. Glutamate là cơ chất khởi đầu để tổng hợp proline, ornithine và glutamine. Sau này là một axit amin thiết yếu để vận chuyển nitơ trong máu, sinh tổng hợp protein và bài tiết proton trong thận dưới dạng NH4. Glutamate là chất kích thích chính dẫn truyền thần kinh ở trung tâm hệ thần kinh. Nó liên kết với các thụ thể glutamate cụ thể và do đó có thể kiểm soát các kênh ion. Đặc biệt, glutamate làm tăng khả năng thẩm thấu của canxi ion, một điều kiện tiên quyết quan trọng cho cơ các cơn co thắt. Glutamate được chuyển đổi thành axit gamma-aminobutyric (GABA) bằng cách tách nhóm cacboxyl - khử cacboxyl. GABA thuộc về sinh học amin và là sự ức chế quan trọng nhất dẫn truyền thần kinh trong chất xám của miền trung hệ thần kinh. Nó ức chế các tế bào thần kinh trong tiểu cầu.
