Спорт, тренировки, качалка, бои без правил

Тренировки провоцируют катаболизм аминокислот ВСАА

Авторы: Yoshiharu Shimomura, Taro Murakami, Naoya Nakai, Masaru Nagasaki, and Robert A. Harris

Адаптация на русский: Филиппычев Алексей

КРАТКО:

Аминокислоты с разветвленной цепью (ВСАА) являются незаменимыми и могут быть окислены в скелетных мышцах. Известно, что окисление BCAA происходит в результате упражнений. Механизм, ответственный за это явление, объясняется активацией дегидрогеназы а-кетокислот с разветвленных цепью (BCKDH), комплекса, который катализирует вторую ступень реакции катаболизма аминокислот ВСАА и является ферментом, лимитирующим скорость этого пути метаболизма. Этот ферментативный комплекс регулируется циклом фосфорилирования-дефосфорилирования. BCKDH-киназа и отвечает за инактивацию комплекса фосфорилирования, а активность киназы обратно пропорциональна активности состояния BCKDH комплекса, который предполагает, что киназа является основным регулятором комплекса. Мы недавно обнаружили, что при связывании рецептора (PPARа), который активирует перекисное окисление жиров, у крыс вызывало активацию печеночной BCKDH-комплекса в сочетании с уменьшением активности киназы, которая предполагала, что повышенное окисление жирных кислот активирует ВСАА катаболизм. Длинноцепочечные жирные кислоты являются лигандами для рецепторов PPARа, и окислению жирных кислот способствует несколько физиологических условий, включая упражнения. Эти результаты показывают, что жирные кислоты могут быть одним из регуляторов BCAA катаболизма и что потребность в BCAA увеличивается в процессе физических упражнений. Кроме того, добавки ВСАА до и после тренировки благотворно влияют на уменьшение повреждения мышц после физической нагрузки и способствуют синтезу белка мышц; Все это говорит о том, что ВСАА являются полезным дополнением по отношению к занятиям физкультурой и спортом.

=====================================================================

Аминокислоты ВСАА - лейцин, изолейцин и валин являются одними из девяти незаменимых аминокислот для людей; они составляют 35% незаменимых аминокислот в

мышечных белках и 40% для изначального синтеза всех аминокислот для млекопитающих [ Harper, A. E., Miller, R. H. & Block, K. P. (1984) Branched-chain amino acid metabolism. Annu. Rev. Nutr. 4: 409–454.]

ВСАА, которые поступают внутрь в избытке, будут быстро утилизированы, потому, что клетки животных и человека имеют ферментативную систему, которая жестко контролирует деградацию BCAA.

Несмотря на то, ВСАА абсолютно необходимы для синтеза белка, некоторые промежуточные формы их катаболизма [например, а-кетокислота с разветвленной цепью (BCKA)] могут быть токсичными при высоких концентрациях.

Таким образом, избавления от лишних ВСАА является критически важным моментом для поддержания нормального статуса организма.

Известно, что ВСАА могут быть окислены в скелетных мышцах, в то время как другие незаменимые аминокислоты подвергаются катаболизму в основном в печени [ 3. Rennie, M. J. (1996) Influence of exercise on protein and amino acid metabolism. In: Handbook of Physiology, Sect. 12: Exercise: Regulation and Integration of Multiple Systems (Rowell, L. B. & Shepherd, J. T., eds.), chapter 22, pp. 995–1035. American Physiological Society, Bethesda, MD.]

Считается, что ВСАА способствуют повышению энергетического обмена во время тренировки в качестве источника энергии и субстратов, которые включаются в Цикл лимонной кислоты как промежуточные продукты , и для глюконеогенеза.

[ 4. Kimball, S. R., Farrell, P. A. & Jefferson, L. S. (2002) Exercise effects on insulin signaling and action. Invited Review: role of insulin in translational control of protein synthesis in skeletal muscle by amino acids or exercise. J. Appl. Physiol. 93: 1168–1180.]

Лейцин является особенным и исключительным среди всех ВСАА, поскольку он способствовал синтезу мышечного белка в естественных условиях, когда его перорально добавляли в рацион животных.

Как следствие вышесказанного, добавкам ВСАА необходимо уделять повышенное внимание как значимому диетическому продукту людям, занимающимся физическими упражнениями и участвующим в соревнованиях.

В данной работе авторы описывают, что известно о механизме окисления BCAA в процессе физических упражнений, обобщают воздействия добавок BCAA на процесс тренировок.

1. Регулирование катаболизма BCAA.

Ферменты, регулирующие катаболизм BCAA.

Весь катаболический путь для ВСАА находится в митохондриях. Первые два этапа процесса являются общими для всех трех ВСАА и имеют характерные особенности катаболизма. Первая реакция это обратимое трансаминирование BCAA в а-кетокислоту

(branched-chain a-keto acids, BCKA), реакция катализируется аминотрансферазой аминокислот с разветвленной боковой цепью. Вторая реакция является необратимой. Это окислительное декарбоксилирование BCKA в коэнзим А (СоА). Данная реакция катализируется дегидрогеназой а-кетокислот (BCKDH, branched-chain a-keto acid dehydrogenase). См.рис. 6.1

Крайняя реакция является ограничивающей для скорости катаболизма аминокислот BCAA и поэтому понятно, что она организмом подлежит жесткой регуляции.

Пути катаболизма ВСАА наиболее интенсивно изучались на крысах. Много исследований было направлено на регулирование деятельности комплекса BCKDH в печени крыс, который регулирует цикл фосфорилирования-дефосфорилирования BCKA. BCKDH-киназа отвечает за инактивацию комплекса фосфорилированием компонента Е1, а BCKDH-фосфатаза ответственна за реактивацию комплекса дефосфорилированием. Большинство исследований склоняются к тому, что преимущественно BCKDH-киназа регулирует активность комплекса. BCKDH-фосфатаза также может быть важной компонентой, однако очень ограниченная информация по ней доступна, хотя и публиковалась работа по выделению фосфатазы из почек быков.

Регулирование активности BCKDH-комплекса посредством а-кетоизокапроатом, полученным из лейцина.

Многие исследования показывают, что активность BCKDH-киназы обратно коррелирует с активностью состояния BCKDH-комплекса в естественных условиях. Отсюда можно предположить, что киназа может регулировать катаболизм BCAA. Это, в частности, было продемонстрировано в работе [Paxton, R. & Harris, R. A. (1984)], что a-кетоизокапроат (KIC, образованный трансаминированием из лейцина) является мощным ингибитором киназы, а-кето-B-метилвалерат и а-кетоизовалериат, которые получаются из изолейцина и валина, соответственно, оказывают аналогичное действие, но KIC значительно сильнее снижает потенциал киназы. Поэтому, когда KIC накапливается в тканях под воздействием тех или иных физиологических условий, BCAA катаболизма способствует активация BCKDH-комплекса.

Было сообщено, что кормление крыс диетой, богатой лейцином, уменьшает концентрации в плазме крови изолейцина и валина, и активирует печеночный комплекс BCKDH. Это означает, что увеличение лейцина в покое вызывает дисбаланс ВСАА предположительно из-за ингибирования BCKDH-киназы посредством KIC.

Влияние физических упражнений на BCAA катаболизма и их регулирование.

С помощью физических упражнений происходит активация BCKDH-комплекса. В особенности упражнения на выносливость увеличивают расход энергии и способствуют катаболизму белка и аминокислот. ВСАА могут окисляться в скелетных мышцах и это окисление усиливается с помощью физических упражнений. Существуют исследования, показывающие, что физические упражнения на выносливость активируют BCKDH-комплекс в скелетных мышцах человека и крыс, а также в печени крыс.

Мы показали, что активность BCKDH-киназы в печени крыс значительно уменьшилась после 85 мин беговых упражнений, которая может быть основным фактором, способствующим активации печеночного BCKDH-комплекса. Хотя детально механизм не известен, однако, маловероятно, что изменение экспрессии генов киназы может быть объяснением снижения активности киназы в столь короткий период под нагрузкой. В нашем исследовании использовался аппарат электрической стимуляции мышц, при этом в мышце увеличивались концентрации лейцина и KIC. Предположительно это является одним из факторов, ответственным за активацию BCKDH в мышцах. Мы также показали, что суммарная киназа уменьшается от упражнений.

Дополнительно и высокоинтенсивные нагрузки, и добавочные повторы упражнений (подходы) уменьшают киназу протеина в скелетных мышцах крысы и, тем самым, в результате приводят к большей активации BCKDH комплекса у «тренированных» крыс.

Хорошо известно, что кормление низко-белковой диетой (или белковым «голоданием») инактивирует BCKDH комплекс путем фосфорилирования фермента в печени крыс. Активность BCKDH-киназы и ее общее количество связано с BCKDH-комплексом обратно коррелирует с активностью его состояния. Инактивация BCKDH-комплекса обеспечивает механизм сохранение ВСАА для синтеза белка в BCAA-дефицитных

условиях. Когда крыс на низко-белковой диете заставляли выполнять беговые упражнения, их печеночные BCKDH-комплексы имели значительное увеличение, что свидетельствует о том, что BCAA катаболизм способствует упражнениям даже у крыс, которые находятся в дефиците ВСАА.


Тренировки провоцируют катаболизм аминокислот ВСАА




2017-05-05 01:45:08
комментарии:

- Спорт, тренировки, качалка, бои без правил связаться с авторами сайта | карта сайта Яндекс.Метрика