Изолейцин

Изолейцин: общие сведения и история открытия

Изолейцин относится к незаменимым аминокислотам: он не синтезируется в организме и должен поступать с пищей или биологически активными добавками.

Интересный факт: в отличие от людей, растения умеют вырабатывать изолейцин самостоятельно — эта аминокислота нужна им для защиты от засухи или холода

История изучения изолейцина началась в 1903 году, когда немецкий химик Феликс Эрлих выделил это вещество в процессе расщепления гемоглобина — белка, который переносит кислород от лёгких к тканям и органам.

В 1930-х годах учёные определили физико-химические свойства изолейцина и разобрались, какие функции он выполняет. Сейчас аминокислота используется в медицине, ветеринарии и производстве продуктов для спортсменов.

Химическая формула изолейцина — C₆H₁₃NO₂.

В состав изолейцина входят азот, углерод, кислород и водород

Как и у лейцина и валина, у изолейцина есть разветвлённая боковая цепь — особая структура, которая, будто ветка от дерева, отходит от основной части молекулы. Благодаря этой цепи аминокислота легче проникает внутрь клеток и запускает их рост и восстановление, а также помогает белкам компактно сворачиваться.

Функции изолейцина

Изолейцин — аминокислота, которая выполняет множество жизненно важных задач.

Основные функции изолейцина:

• структурная: изолейцин входит в состав всех белков — основного строительного материала для клеток. Особенно важна эта аминокислота для мышечных белков, ферментов, транспортных белков крови — гемоглобина и миоглобина;
• энергетическая: в печени изолейцин превращается в пируват (пировиноградную кислоту), а затем в глюкозу, которая снабжает клетки энергией;
• защитная: изолейцин участвует в синтезе клеток иммунной системы, которые борются с вирусами, бактериями, грибами и паразитами, нейтрализует токсичный аммиак — вещество, образующееся при распаде белков;
• регенерирующая: изолейцин ускоряет заживление ран после травм или операций.

Как и лейцин, изолейцин стимулирует синтез инсулина ИнсулинГормон, который помогает глюкозе проникать внутрь клеток, чтобы обеспечить их энергией. в поджелудочной железе, тем самым улучшает усвоение глюкозы, играет важную роль в обмене липидов (жиров), участвует в защите миелиновых оболочек нервов и помогает передавать электрические сигналы между нервными клетками.

Некоторые исследования показывают, что изолейцин может улучшать качество сна и повышать память, внимание, способность к обучению.

Суточная норма изолейцина

Рекомендованная Всемирной организацией здравоохранения суточная норма изолейцина для взрослых составляет 20 мг на 1 кг веса. Например, если человек весит 70 кг, то в день ему нужно получать 1 400 мг (1,4 г) аминокислоты.

Детям для правильного роста и развития нужно больше изолейцина.

Суточная норма изолейцина у детей и подростков

Другие факторы, которые увеличивают потребность в изолейцине:

• интенсивные физические нагрузки;
• пожилой возраст: в норме мышечная масса с годами постепенно уменьшается, а изолейцин помогает замедлить этот процесс;
• травмы, ожоги, операции: изолейцин ускоряет заживление ран;
• инфекционные заболевания: изолейцин нужен для борьбы с бактериями и вирусами;
• сахарный диабет: аминокислота помогает компенсировать инсулинорезистентность — состояние, при котором клетки перестают реагировать на гормон инсулин, необходимый для усвоения глюкозы, в результате сахар начинает накапливаться в крови;
• вегетарианство и веганство: изолейцин из большинства растительных продуктов усваивается хуже (соя — исключение);
• низкобелковые диеты: в организм поступает меньше аминокислот, в том числе изолейцина;
• частые стрессы: из-за них может нарушиться пищеварение и изолейцин будет хуже усваиваться;
• генетические заболевания, при которых изолейцин хуже усваивается;
• беременность, кормление грудью.

Спортсменам, особенно тем, кто занимается силовыми тренировками, для восстановления мышц требуется больше изолейцина — до 30–50 мг на 1 кг веса

В этих случаях стоит проконсультироваться со специалистом. Если по результатам анализов обнаружится нехватка изолейцина, врач может выписать добавки с этим веществом или порекомендует изменить рацион.

Функции и норма изолейцина при беременности

Изолейцин поддерживает иммунитет женщины, защищает её и ребёнка от инфекций, помогает регулировать уровень глюкозы в крови. Кроме того, аминокислота участвует в синтезе белков, которые нужны для роста и развития плаценты и плода.

Официально утоверждённой суточной нормы изолейцина для беременных нет. Считается, что потребность в этом веществе увеличивается на 20–30% — на 1 кг веса может потребоваться до 24–26 мг аминокислоты.

Недостаток изолейцина может привести к задержке роста и развития плода, низкому весу ребёнка при рождении.

Продукты с высоким содержанием изолейцина

Изолейцин содержится во многих продуктах растительного и животного происхождения.

Спирулина — сине-зелёная водоросль, которую используют для приготовления смузи, салатов, горячих блюд и даже десертов

Сыр грюйер — твёрдый сыр с орехово-фруктовым вкусом и мелкими отверстиями

Омлет с сыром и овощами — блюдо, которое содержит все аминокислоты, в том числе изолейцин

Дефицит изолейцина

На практике недостаток изолейцина встречается редко и может быть связан с некоторыми заболеваниями или особенностями образа жизни.

Возможные причины дефицита изолейцина:

• недостаточное поступление аминокислоты с пищей, например при низкобелковой диете, вегетарианстве или веганстве;
• целиакия — непереносимость растительного белка глютена;
• болезнь Крона — хроническое воспаление органов пищеварительного тракта;
• высокие физические нагрузки;
• реабилитация после операций, ожогов и тяжёлых болезней;
• почечная недостаточность — изолейцин вместе с другими аминокислотами теряется с мочой;
• хронические воспалительные заболевания — приводят к ускоренному распаду изолейцина;
• приём некоторых лекарственных препаратов — противосудорожных, глюкокортикоидов, средств химиотерапии;
• некоторые виды рака — злокачественные опухоли могут «питаться» изолейцином, тем самым истощать запас аминокислоты в организме.

Чаще всего дефицит изолейцина и других аминокислот обнаруживается у приверженцев жёстких диет

Симптомы дефицита изолейцина:

• ухудшение памяти, трудности с концентрацией внимания;
• дрожание пальцев на руках;
• мышечные подёргивания;
• нарушение координации;
• тревожность или апатия;
• прогрессирующая мышечная слабость (особенно заметна в руках, ногах);
• быстрая утомляемость при физической нагрузке;
• снижение мышечной массы;
• головокружение;
• холодный пот;
• частые простуды;
• длительное заживление ран;
• сухость и шелушение кожи;
• обесцвеченные участки кожи;
• трещины в уголках рта;
• ломкость и выпадение волос;
• снижение аппетита;
• тошнота.

Для того чтобы восполнить недостаток изолейцина, нужно включить в рацион продукты, богатые этим веществом, — прежде всего куриные яйца, мясо, сою и соевые продукты.

Принимать биодобавки с изолейцином без назначения врача нельзя — это может привести к тошноте, боли в желудке, диарее.

Избыток изолейцина

Избыток изолейцина встречается редко, однако в последнее время число таких случаев увеличилось — и во многом это связано с бесконтрольным приёмом биологически активных добавок.

Другие возможные причины избытка изолейцина:

• высокобелковая диета (регулярное употребление более 3 г белка в сутки на 1 кг веса человека);
• бесконтрольный приём спортивных добавок, которые содержат BCAA — комплекс из трёх аминокислот: лейцина, валина и изолейцина;
• «болезнь кленового сиропа» (лейциноз) — редкое наследственное заболевание, при котором в организме не усваиваются аминокислоты с разветвлённой боковой цепью;
• дефицит витамина B1, который приводит к накоплению изолейцина в организме;
• хроническая болезнь почек (ХБП) — комплекс симптомов, которые развиваются при заболеваниях почек и сохраняются на протяжении 3 месяцев и более;
• цирроз печени;
• приём кортикостероидов, анаболических стероидов, некоторых антибиотиков (например, пенициллина);
• генетические мутации, при которых в организме накапливается слишком много аминокислоты.

«Болезнь кленового сиропа» (лейциноз) названа так из-за необычного запаха мочи, похожего на запах жжёного сахара или собственно кленового сиропа.

Симптомы избытка изолейцина:

• головная боль;
• дрожь в руках и ногах;
• тошнота и рвота;
• боль и спазмы в мышцах.

Действия при избытке изолейцина:

• немедленно прекратить приём биологически активных добавок с этой аминокислотой;
• пить как можно больше чистой воды, чтобы ускорить выведение изолейцина с мочой;
• ограничить употребление продуктов, богатых изолейцином.

Проверка уровня изолейцина

Оценить уровень изолейцина позволяют лабораторные исследования. При этом полезно определить его концентрацию в комплексе с другими аминокислотами.

Если результаты анализов указывают на дефицит или избыток изолейцина, следует обратиться к врачу, чтобы он назначил лечение.

Интересные факты про изолейцин

Космическое происхождение. Изолейцин обнаружен в метеорите Мерчисон (Австралия, 1969 год), что может говорить о внеземном происхождении органических молекул.

Эволюционный парадокс. Изолейцин не синтезируется в организме человека и высших животных — получить его можно только извне, с пищей или биологически активными добавками. А вот 90% бактерий умеют вырабатывать эту аминокислоту из пирувата (пировиноградной кислоты).

Аминокислота для гурманов. Одна из форм изолейцина имеет слабый горьковатый вкус. Именно он придаёт характерный привкус выдержанным сырам типа пармезана: при созревании белки распадаются, высвобождая свободный изолейцин.

Антифриз для клеток. Арктические рыбы содержат в три раза больше изолейцина в мышечных белках, чем тропические виды. Его разветвлённая структура предотвращает кристаллизацию белков при низких температурах, что помогает рыбам выживать в условиях холода.

Источники

1. Лысиков Ю. А. Аминокислоты в питании человека // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2012. №2. С. 8–104.