Аланин: биологическая роль

Аланин — что это такое и какова биологическая роль аланина? Прочитайте статью до конца и вы узнаете, чем различаются разные аланины и каковы их биологические функции в организме. Структрурные формулы α — и β-аланина. Что такое глюкозо-аланиновый цикл и какое значение он имеет для аминокислотного и углеводного баланса. Нормы потребления аланина, его источники с красивой таблицей, опасность дефицита и избыточного потребления с коммерческими препаратами.   С вами Галина Баева и аминокислота α-аланин.

Аланин: структурная формула

Аланин – родной брат глицина, только чуть побольше, всего на один атом углерода.

В зависимости от расположения головной аминогруппы на углеродном скелете различают два разных вещества: ά (альфа) – аланин и β (бетта) –аланин. Углеродные атомы маркируются в зависимости от их расположения к карбоновому хвосту буквами греческого алфавита: α, β, и далее. Если аминогруппа присоединяется к углероду, находящемуся в α-положении, то аминокислота называется α-аланин, если к углероду, находящемуся в β-положении, то это β-аланин. Такие соединения, где химическая формула одинаковая, но положение радикалов разные называют стерео-изомерами.

Казалось бы, не все ли равно, куда пристыковалась аминная голова: к альфа атому углерода или к бетта. Нет, не все равно. Разная форма – разное содержание, ибо у разных изомеров – разная биологическая роль.

ά-аланин – протеиногенная заменимая аминокислота, является структурным элементом белков и по многим функциям напоминает глицин, β-аланин – входит в состав биологически активных пептидов, у него своя судьба и своя игра в биохимическом оркестре организма, тоже очень важная и нужная. О β-аланине читайте здесь,  в данной статье речь пойдет об ά-аланине, которому тоже дел хватает.

Альфа аланин, как большинство протеиногенных аминокислот имеет оптические изомеры, именуемые L- и D-изомерами. Оптические изомеры различаются, как отражения в зеркале, или как правая и левая рука, поэтому их называют «правыми» (D) или «левыми» (L). Схематически это выглядит так, как показано на картинке.

В природных белках встречаются только L-изомеры аминокислот, т.е. только L-аланин является природной аминокислотой, структурным элементом белков. D-аланин синтезируется, как побочный продукт химического синтеза при изготовлении аланина, как фармакологического продукта. Он не играет биологической роли и является «мусорной» аминокислотой, которая напрягает печень. Очистка фармакологического препарата от «мусорного» D-аланина стоит денег и, чем чище препарат, чем меньше в нем D-аланина, тем он дороже.

Природный L-аланин выполняет следующие функции в организме:

• Структурная
• Углеводный обмен
• Азотистый обмен
• Участие в реакциях иммунитета
• И много чего по мелочи

Глюкозо-аланиновый цикл

Аланин входит в состав  в первую очередь мышечных белков, но он вовсе не лежит без дела, как Емеля на печи, а занят очень важной работой. Дело в том, что для обеспечения сокращения мышечных волокон постоянно нужна энергия. Энергия выделятся в ходе переработки глюкозы в биохимической печке, но вот беда: при сгорании выделяются промежуточные продукты – лактат (молочная кислота) и пируват (пировиноградная кислота), вещества, вредные для клеток. Одновременно при мышечной работе распадаются белки, выделяя лишние азотистые группы, которые тоже нужно куда-то деть, ибо они склонны превращаться в аммиак, еще один клеточный яд.  И вот, фокус-покус: пируват соединяется с аминогруппой и превращается в аланин.

Тот транспортируется кровью в печень, где составляет 30% от всех прибывающих в этот орган аминокислот. Лактат тоже поступает в печень, где печеночные клетки превращают его в пируват, который отправляется на дальнейшую переработку.

В печени от прибывшего аланина отщепляется аминогруппа, и он вновь превращается в пируват, из которого печень изготавливает глюкозу, чтобы  запасти ее в гликогене.

Гликогена в печени немного, ибо он расходуется для поддержания постоянной концентрации глюкозы в плазме крови. Когда в крови глюкозы много, печень изымает избыток и превращает его в гликоген, при падении концентрации глюкозы в крови, печень тут же реагирует и подбрасывает глюкозки, превращенной из пирувата, доставленного аланином из мышечных белков. Избыточная глюкоза переформатируется в жир, что объясняет склонность перекачанных спортсменов – бодибилгеров к ожирению после снижения физической активности и возрастной инволюции мышечных клеток. Увы и ах, после определенного возраста,  годов эдак с 35 – 40 необходимо контролируемо снижать мышечную массу во избежание фатальных последствий.

При голодании (даже частичном) мышечные белки начинают распадаться, активизируя глюкозо-аланиновый цикл,  азотистую группу  доставляет в печень аланин, а углеродный скелет идет на строительство глюкозы.

При интенсивной мышечной работе потребность в аланине возрастает, ибо расход гликогена в печени на поддержание постоянства концентрации глюкозы в крови требует расхода этой аминокислоты для его восполнения. Аланин может синтезироваться из лактата через пируват, а также из незаменимых аминокислот: валина, лейцина и изолейцина.

Чем больше работают мышцы, тем больше аланина  требуется организму, тем больше растет потребность в тройке незаменимых аминокислот, и в получении аланина из пищи.

Итак, главная функция аланина – поддержание постоянной концентрации глюкозы в крови, откуда ее черпает для своей работы мышцы и мозг.

Результат деятельности аланина – это то, что мы можем позволить себе перерывы в питании. Нам необязательно постоянно жевать, подкидывая глюкозу в топку, ибо она запасается в организме, постепенно расходуясь на работу нервной и мышечной системы.

Однако же пресловутый пируват может идти не только на синтез глюкозы, но и на синтез жирных кислот. Засада малой физической активности остается: организм перегоняет белок бездействующих мышц сначала на глюкозу, а потом, через пируват, на жир. И аланин играет в этом далеко не последнюю роль.

Перетаскивая аминные группы в печень, аланин освобождает организм от токсического действия свободного аммиака, что тоже немаловажно, особенно при сильном распаде белковых молекул, связанных с интенсивной физической работой или голоданием.

Иммунитет

Аланин активирует реакции иммунитета. Он является источником для синтеза антител, необходим для образования лимфоцитов.

И по мелочи

У мужчин аланин содержится в железистой ткани и секрете предстательной железы. Есть данные, что он благоприятно действует на простату, предупреждая развитие аденомы.

Аланин препятствует образованию камней в почках, механизм этого явления не изучен.

Являясь предшественником биогенного амина ДОФА, он увеличивает половое влечение и препятствует развитию паркинсонизма (болезни трясущихся рук).

Исследования на крысах показали, что аланин понижает уровень «плохого» холестерина, образующего атеросклеротические бляшки в сосудах. Что почем пока не ясно, но гипертоникам не лишне обратить внимание на обеспеченность своего организма аланином.

Аланин: норма потребления

Суточная норма аланина составляет

• для взрослых  3 г,
• для детей школьного возраста  2,5 г,
• для детей до 7 лет  1,7 – 1,8 г. 

 Аланин: источники

В организм аланин поступает с пищей, и да, это мясо: говядина, свинина, птица, рыба.   Довольно много его в молочных продуктах и яйцах.  В растительных продуктах он содержится в орехах и семенах, а также бобовых. Из зерновых  в пристойной концентрации он содержится в овсе. Другие злаки, а также овощи и фрукты содержат мало аланина.

Достаточно всего 150-200 г. мяса или рыбы, 300-400 г. сыра, чтобы получить суточную дозу этой аминокислоты. С растительными продуктами сложнее. Необходимо от 250 до 400 г. семян или орехов, а это целый стакан жирной пищи с высоким калоражем. Чтобы получить аминокислоту из бобовых, надо съесть чуть ли не пол-кило каши, что для современного человека запредельно. Килограмм овсяной каши и вовсе потребить невозможно, хотя в былые времена люди вполне съедали столько растительной пищи, ибо работали много и тяжело.

Вегетарианская диета не способствует достаточному получению этой аминокислоты, поэтому при полном отказе от животных продуктов могут развиться патологические симптомы, для предупреждения которых необходимо употреблять коммерческие препараты.

Недостаток аланина

Чтобы получить дефицит аланина нужно особо постараться, но в настоящее время, когда мясо заменяется суррогатами, а бобовые – не частые гости на столе, это  вполне возможно.  В группе риска находятся люди, питающиеся фаст-фудом, готовыми мясными полуфабрикатами, где вместо мяса экстракт из жил, кожи и костей, а также вегетарианцы, особенно веганы и сыроеды. Потребность в аланине сильно возрастает во время стресса: такие они, катехоламины, гонят глюкозу в кровь, сжигая аминокислоты в процессе глюконеогенеза. И аланин там под номером один. А если на фоне всей этой радости не хватает валина, лейцина и изолейцина – тогда туши свет, сливай воду. А где их хватит, коль питание далеко от рационального или адреналин плещется в крови разливанным морем.

Что происходит с организмом при дефиците аланина? Ничего хорошего. Падает глюкоза в сыворотке крови, ибо печень не может держать нужную концентрацию. Глюкоза – основной энергетик. Нет глюкозы – нет энергии. Мозг без глюкозы генерит депрессию, падает умственная и физическая работоспособность, исчезает радость жизни, снижается сексуальная активность. До кучи страдает иммунитет, возникает предрасположенность к вирусным заболеваниям. Могут резко образоваться камни в почках.

Избыток аланина

Избыток аланина тоже не кайф, поэтому коммерческие препараты этой аминокислоты надо принимать с осторожностью, соблюдая указанные дозировки. В группе риска бодибилгеры и другие атлеты, наращивающие мышечную массу и стремящиеся к рекордам. Возможно получить избыток аланина слишком налегая на белковую пищу в ущерб растительной, так что лица, соблюдающие высокобелковые диеты тоже могут влететь.

Признаками переизбытка аланина является высокое содержание холестерина в плазме крови. Возможен набор веса. Хорошо обдумайте этот момент, ибо высокобелковые диеты соблюдают с целью похудеть, а тут такая засада. Перебрал аланин – и вот уже вместо точеной фигуры складочки по бокам. Повышается артериальное давление. Появляются боли в мышцах и суставах. Нарушается сон. Ухудшается память, снижается концентрация внимания, возникает угнетенное состояние, вплоть до депрессии, опять таки падает умственная и физическая работоспособность. Т.е. мозг что на дефицит, что на избыток аланина реагирует одинаково: отказывается работать в нормальном режиме. Тут уже ориентируйтесь на свою диету: если вегетарианец – думайте, где взять аланин, если мясоед – ограничьтесь в белках и налегайте на зелень. И да, коль скоро вы принимаете коммерческий препарат, при возникновении такой симптоматики следует прекратить его прием.

Понравилась статья? Оставляйте комментарии, делитесь в соц.сетях. С вами была я, Галина Баева.