Αμινοξέα

Η έννοια της πρωτεΐνης είναι ιδιαιτέρως γνωστή. Σίγουρα θα έχετε ακούσει τη προτροπή : “πρωτεΐνη και σαλάτα”  για γρήγορη απώλεια βάρους. Ενδεχομένως να γνωρίζετε κάποιον, στο οικογενειακό ή φιλικό σας περιβάλλον, που να χρησιμοποιεί κάποιο “συμπλήρωμα πρωτεΐνης”, επειδή γυμνάζεται συστηματικά. Πόσοι όμως γνωρίζουν ότι οι πρωτεΐνες, που το όνομα του ετυμολογικά προέρχεται από τη λέξη πρώτος, δηλώνοντας την πρωταρχική σημασία που έχουν για τη ζωή, συνθέτονται ουσιαστικά από αμινοξέα;

Τι είναι;

Αμινοξέα λοιπόν, ονομάζονται οι χημικές ενώσεις που αποτελούν τα βασικά δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών και καθορίζουν τις χαρακτηριστικές ιδιότητές τους. Όπως φανερώνεται και από το όνομα τους, τα αμινοξέα, περιέχουν μια αμινομάδα (-NH₂) και μια καρβοξυλομάδα (-COOH). Όταν η αμινομάδα και η καρβοξυλομάδα βρίσκονται ενωμένες στον ίδιο άνθρακα, τότε μιλάμε για α-αμινοξέα. Στον ίδιο αυτό άνθρακα βρίσκεται συνδεδεμένη και μια άλλη ομάδα, η οποία ονομάζεται πλευρική και σε αυτήν οφείλεται το ότι κάθε αμινοξύ είναι ένα και μοναδικό. Από τα α-αμινοξέα που απαντώνται στη φύση, μόνο τα 20 χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση των πρωτεϊνών του ανθρώπινου οργανισμού. Η ένωση των αμινοξέων πραγματοποιείται με το λεγόμενο πεπτιδικό δεσμό, ενώ η αλληλουχία τους είναι αυτή, που καθορίζει τη δομή και τη λειτουργία της πρωτεΐνης. 

Σε ποιες κατηγορίες χωρίζονται;

Από τα αμινοξέα αυτά, κάποια μπορούν να συντεθούν από το ανθρώπινο οργανισμό και κάποια όχι. Τα αμινοξέα που μπορούν να συντεθούν από τον ανθρώπινο οργανισμό, μέσω μια διαδικασίας που ονομάζεται τρανσαμίνωση,  ονομάζονται μη απαραίτητα. Αντίθετα, εκείνα που δεν μπορεί ο οργανισμός να τα συνθέσει και τα προμηθεύεται αποκλειστικά από πρωτεϊνούχα τρόφιμα χαρακτηρίζονται ως απαραίτητα και είναι: η λυσίνη, η λευκίνη, η ισολευκίνη, η βαλίνη, η φαινυλαλανίνη, η θρεονίνη, η μεθειονίνη, η ιστιδίνη και η τρυπτοφάνη.

Εκτός όμως από τα παραπάνω, τα αμινοξέα γλυκίνη, προλίνη, τυροσίνη, κυστεϊνη, γλουταμίνη,  και αργινίνη, αν και μπορούν να συντεθούν από τον ανθρώπινο οργανισμό, παρουσιάζουν πολύ μικρό ρυθμό βιοσύνθεσης για να καλυφθούν οι ανάγκες σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως για παράδειγμα στα παιδιά. Για τον λόγο αυτό, τα αμινοξέα αυτά ονομάζονται ημιαπαραίτητα.

Τέλος, τα αμινοξέα λευκίνη, ισολευκίνη και βαλίνη, είναι, τα πιθανότατα γνωστά σας, αμινοξέα διακλαδισμένης αλύσου ή BCAA (branched-chain amino acids), τα οποία, με τη μορφή κυρίως συμπληρωμάτων, αποτελούν εξαιρετικά δημοφιλή εργογόνα βοηθήματα .

Ποιες τροφές είναι πλούσιες σε αμινοξέα;

Τα αμινοξέα βρίσκονται σε ποικιλία πρωτεϊνούχων τροφίμων, είτε φυτικής, είτε ζωικής προέλευσης. Η κυριότερη διαφορά, ανάμεσα στα πρωτεϊνούχα τρόφιμα ζωικής προέλευσης με αυτά φυτικής προέλευσης, είναι ότι τα πρώτα περιέχουν όλα τα απαραίτητα αμινοξέα σε μεγαλύτερες ποσότητες και στη σωστή αναλογία. Ο λόγος αυτός οδήγησε στον χαρακτηρισμό των ζωικών πρωτεϊνούχων τροφίμων, ως τρόφιμα με πρωτεΐνη “υψηλής βιολογικής αξίας”. Η πρωτεΐνη ζωικής προέλευσης έχει και ένα άλλο πλεονέκτημα:, είναι περισσότερο εύπεπτη από αυτή φυτικής προέλευσης. Επιπλέον, πολλές φυτικές τροφές περιέχουν ένζυμα που επηρεάζουν την πέψη των πρωτεϊνών στο ανθρώπινο σώμα, με αποτέλεσμα να καθιστούν την πρωτεΐνη φυτικής προέλευσης ακόμα λιγότερο εύπεπτη. 

Πρωταγωνιστής ανάμεσα στα τρόφιμα που παρέχουν πρωτεΐνη “υψηλής βιολογικής αξίας” είναι το αβγό, το οποίο παρέχει όλα τα απαραίτητα αμινοξέα σε βέλτιστη αναλογία από οποιαδήποτε άλλη τροφή. Άλλες ζωικές πηγές αμινοξέων είναι το ψάρι, το κρέας, το κοτόπουλο, τα θαλασσινά και τα γαλακτοκομικά.

Μπορεί τα ζωικά τρόφιμα να περιέχουν πρωτεΐνη υψηλής βιολογικής αξίας, όμως με κατάλληλους συνδυασμούς αμινοξέων  μπορούν και τα φυτικά τρόφιμα να εξασφαλίσουν υψηλής βιολογικής αξίας πρωτεΐνη. Το γνωστό σε όλους φακόρυζο, για παράδειγμα, παρέχει τελικά στο σώμα όλα τα απαραίτητα αμινοξέα που χρειάζεται, αφού η μεθειονίνη που λείπει από τη φακή βρίσκεται στο ρύζι. Παρόμοιοι συνδυασμοί είναι τα όσπρια με το ψωμί, τα όσπρια με το τυρί αλλά και το παραδοσιακό ρυζόγαλο. Όσπρια, ξηροί καρποί, σπόροι, σόγια, δημητριακά και λαχανικά αποτελούν τις φυτικές πηγές των αμινοξέων. 

Νεότερες μελέτες έχουν αποδείξει ότι δεν είναι απαραίτητος ο συνδυασμός των συμπληρωματικών φυτικών τροφών, όσον αφορά στα αμινοξέα τους, στο ίδιο γεύμα. Ακόμη και εάν οι τροφές αυτές  καταναλωθούν σε διαφορετικά γεύματα ή σνακ μέσα στην ημέρα, το ανθρώπινο σώμα θα επιτύχει τελικά την πρόσληψη όλων των απαραίτητων αμινοξέων. Καίριας σημασίας η κάλυψη των ενεργειακών και πρωτεϊνικών του αναγκών. Φαίνεται λοιπόν, ότι η πρόσληψη ποικιλίας πρωτεϊνών φυτικής ή ζωικής προέλευσης είναι εξαιρετικά σημαντική. 

Οι κυριότερες πηγές λοιπόν των απαραίτητων αμινοξέων είναι:

Η Εκτιμώμενη Συνιστώμενη Διαιτητική Πρόσληψη για τα απαραίτητα αμινοξέα στους ενήλικες είναι:

Ποιος ο ρόλος τους στον οργανισμό;

Όπως ήδη έχει αναφερθεί τα αμινοξέα αποτελούν τους δομικούς λίθους των πρωτεϊνών. Οι πρωτεΐνες, με τη σειρά τους, συντελούν στο σχηματισμό των μυών, του δέρματος, των χόνδρων, αλλά και ενζύμων, ορμονών, νουκλεϊκών οξέων κλπ. Αποτελούν επίσης σημαντική πηγή ενέργειας για τον ανθρώπινο οργανισμό, ενώ μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για παραγωγή γλυκόζης, στην περίπτωση της χαμηλής πρόσληψης υδατανθράκων. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται νεογλυκογένεση και τα αμινοξέα που χρησιμοποιούνται γλυκογονικά. Η λυσίνη και η θρεονίνη είναι τα μοναδικά αμινοξέα που δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αυτή τη διαδικασία. Μπορούν να οδηγήσουν σε παραγωγή ενέργειας ή λίπους μέσω κετονών και ονομάζονται κετογονικά αμινοξέα. Μερικές από τις κυριότερες λειτουργίες των απαραίτητων αμινοξέων φαίνονται στον παρακάτω πίνακα.

Ιδιαίτερος λόγος είναι σημαντικό να γίνει για τα τα αμινοξέα λευκίνη, ισολευκίνη και βαλίνη. Τα αμινοξέα αυτά ονομάζονται αμινοξέα διακλαδισμένης αλύσου ή BCAA (branched-chain amino acids) και αποτελούν εξαιρετικά δημοφιλή εργογόνα βοηθήματα, αφού, με πρωταγωνίστρια τη λευκίνη, ενισχύουν την πρωτεϊνοσύνθεση. Επιπλέον, πρόσφατες μελέτες ανέδειξαν τη σημαντική δράση των αμινοξέων διακλαδισμένης αλύσου στο μεταβολισμό των λιπών και της γλυκόζης. Φαίνεται επίσης, πως βελτιώνουν τη λειτουργία του εντέρου και ενισχύουν την ανοσία. Ενώ, υπάρχει και ισχυρή πιθανότητα, τα μη φυσιολογικά αυξημένα επίπεδά τους στο αίμα να αποτελούν ισχυρή ένδειξη παχυσαρκίας, διαβήτη και διάφορων μεταβολικών νοσημάτων. Αν και  απαιτείται περισσότερη έρευνα όσον αφορά στις δράσεις τους, πρόκειται για απαραίτητα αμινοξέα που είναι σημαντικό να προσλαμβάνονται μέσω της διατροφής. 

Τέλος, αν και στην πραγματικότητα είναι ένα αμινοσουλφονικό οξύ, η ταυρίνη πολλές φορές αναφέρεται ως αμινοξύ, και η επαρκής πρόσληψή της κρίνεται σημαντική, ιδιαίτερα σε βρέφη και παιδιά. Το μητρικό γάλα παρέχει επαρκή ποσότητά της, επειδή όμως η σύνθεση της από τα βρέφη δεν είναι επαρκής, προστίθεται πάντα στις βρεφικές φόρμουλες για όσα βρέφη δε θηλάζουν. Δεν χρησιμοποιείται στη σύνθεση πρωτεϊνών αλλά υπάρχει στους μύες, στον εγκέφαλο και στην καρδιά και παίζει καθοριστικό ρόλο στο νευρικό σύστημα, στη θερμορύθμιση κ.α. Φαίνεται ότι βελτιώνει τη λειτουργία της καρδιάς σε άτομα με συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια καθώς και την ηπατική λειτουργία σε άτομα με ηπατίτιδα. Καλές διατροφικές πηγές της είναι το κρέας, το ψάρι και τα αβγά.

Μεταβολισμός και Απορρόφηση

Μετά την κατανάλωση μιας πρωτεϊνούχου τροφής, τα ένζυμα του στομαχιού, και στη συνέχεια αυτά του εντέρου, διασπούν την πρωτεΐνη σε πολυπεπτίδια και έπειτα σε αμινοξέα. Τα αμινοξέα, με τη σειρά τους, θα απορροφηθούν από το λεπτό έντερο, ανταγωνιζόμενα μεταξύ τους.  Τα αμινοξέα με διακλαδισμένες αλυσίδες συνήθως απορροφούνται ταχύτερα από τα μικρότερα αμινοξέα, ενώ τα απαραίτητα ταχύτερα από τα μη απαραίτητα. Μεθειονίνη, λευκίνη, ισολευκίνη και βαλίνη απορροφώνται ταχύτερα απ’  όλα. Ειδικότερα στην περίπτωση χορήγησης συμπληρώματος ελεύθερων αμινοξέων, ο ανταγωνισμός αυτός κατά την απορρόφησή τους είναι καίριας σημασίας. 

Από το λεπτό έντερο, όσα από τα αμινοξέα δε χρησιμοποιηθούν εκεί, θα περάσουν στο αίμα και ύστερα στο ήπαρ. Το ήπαρ αποτελεί ένα εξαιρετικής σημασίας κέντρο για το μεταβολισμό των αμινοξέων. Εκεί, πραγματοποιείται μια συνεχή σύνθεση αμινοξέων με σκοπό την κάλυψη των πρωτεϊνικών αναγκών του ανθρώπινου οργανισμού. Το 57% των αμινοξέων που φτάνουν στο ήπαρ καταβολίζονται εκεί, με εξαίρεση τα αμινοξέα με διακλαδισμένη αλυσίδα (καταβολίζονται κυρίως στους σκελετικούς μύες), και το 23% απελευθερώνονται στη συστηματική κυκλοφορία.

Τα κύτταρα του σώματος, π.χ. μυϊκά κύτταρα, προσλαμβάνουν τα αμινοξέα από το αίμα και στον πυρήνα τους, ανάλογα μα τις ανάγκες τους, συνθέτουν τις πρωτεΐνες που χρειάζονται. Επιπλέον, το άζωτο των αμινοξέων μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα κύτταρα για το σχηματισμό μη πρωτεϊνικών ενώσεων αζώτου. Το άζωτο των αμινοξέων είναι ο λόγος, που το ανθρώπινο σώμα δε μπορεί να αποθηκεύσει αμινοξέα αυτά καθ' εαυτά. Μέσω μιας λειτουργίας, που ονομάζεται απαμίνωση, το άζωτο απομακρύνεται από το αμινοξύ, το αμινοξύ μετατρέπεται σε άλφα-κετοξύ, το άζωτο σε αμμωνία στο ήπαρ, η αμμωνία σε ουρία, η οποία περνάει στο αίμα και τελικά αποβάλλεται από τους νεφρούς στα ούρα. 

Η τύχη του άλφα-κετοξέος ποικίλει: μπορεί να ανασυνθέσει ένα αμινοξύ, ή να διοχετευθεί στη μεταβολική πορεία των υδατανθράκων προς σχηματισμό γλυκόζης, ή να διοχετευθεί στη μεταβολική πορεία του λίπους. Ενώ, λοιπόν, το ανθρώπινο σώμα δεν έχει την ικανότητα να αποθηκεύσει το πλεόνασμα των αμινοξέων, μπορεί να το μετατρέψει σε υδατάνθρακες ή λίπος. 

Συμπερασματικά

Όπως λοιπόν γίνεται φανερό από όσα έχουν προαναφερθεί, η κάλυψη των αναγκών του ανθρώπινου σώματος σε αμινοξέα είναι εξαιρετικής σημασίας. Είτε επιλέξετε τρόφιμα ζωικής προέλευσης, είτε φυτικής εστιάστε στην ποικιλία. Καταναλώνοντας ποικιλία πρωτεϊνούχων τροφών, θα αυξήσετε τις πιθανότητες να καλύψετες τια απαιτήσεις του οργανισμού σας σε απαραίτητα αμινοξέα. Φροντίστε έτσι ώστε όλα τα γεύματα ή τα σνακ σας να περιλαμβάνουν μια ζωική ή μια φυτική πηγή πρωτεΐνης. Γαλακτοκομικά ή αβγό ή σόγια, για παράδειγμα, στο πρωινό ή στο βραδινό σας, ξηροί καρποί ή σπόροι στο δεκατιανό ή στο απογευματινό και κρέας ή κοτόπουλο ή όσπρια στο κυρίως γεύμα. Σημαντική τέλος, είναι και η κάλυψη των ενεργειακών αναγκών σας, να προσφέρετε δηλαδή στο σώμα σας και την ενέργεια που χρειάζεται για να είναι υγιές.