Aminokwasy egzogenne — czym są, jakie są ich rodzaje, funkcje i źródła?

Aminokwasy egzogenne należą do tych składników odżywczych, które człowiek musi przyjmować wraz z pokarmem, ponieważ organizm sam ich nie wytwarza. Dowiedz się, czym dokładnie są, jakie są ich rodzaje i funkcje, a także skąd pozyskiwać aminokwasy egzogenne oraz czy i kiedy warto je suplementować

Aminokwasy egzogenne — co to znaczy?

Aminokwasy to niezwykle istotne dla życia organiczne związki chemiczne o wielu funkcjach. Są m.in. podstawowymi “cegiełkami”, z których składają się wszystkie białka, ale mają także wiele funkcji w tzw. stanie wolnym.

Rola białek w organizmie jest nie do przecenienia — to one są kluczowymi elementami budulcowymi tkanek, mają funkcje enzymatyczne (biorą udział w reakcjach biochemicznych), odpornościowe, transportowe czy neuroprzekaźnicze.

Szacuje się, że w organizmie ludzkim może być nawet kilka milionów różnych białek. Do tej pory zidentyfikowano i rozpoznano strukturę zaledwie kilkuset tysięcy, ale nowe poznajemy niemal z dnia na dzień.

Co jednak niezwykłe, mimo tak ogromnej różnorodności, białka składają się z zaledwie 22 różnych aminokwasów białkowych, z czego 20 to tzw. aminokwasy kanoniczne (podstawowe).

Jak to możliwe? Otóż białka są długimi łańcuchami aminokwasów (najdłuższe znane obecnie białko składa się niemal z 27 tysięcy pojedynczych “cegiełek”). O ich budowie decyduje natomiast kolejność aminokwasów, która wpływa na formę przestrzenną białka oraz na jego funkcje w organizmie.

Spośród 22 znanych aminokwasów białkowych aż 12 produkowanych jest przez sam organizm z elementów bardziej podstawowych. Nazywamy je więc endogennymi. Pozostałe 8 to właśnie aminokwasy egzogenne, a więc takie, które trzeba przyjmować w gotowej postaci z zewnątrz — wraz z pożywieniem.

Co istotne, organizm potrzebuje kompletu aminokwasów kanonicznych. Przyjmowane w diecie białko powinno być zatem pełnowartościowe — musi zawierać wszystkie aminokwasy egzogenne. 

Warto tu zaznaczyć, że aminokwasy egzogenne to nie tylko te białkowe. Istnieje bowiem wiele aminokwasów niebiałkowych (obecnie zidentyfikowano ich około 500, ale badania wciąż trwają), które pełnią ważne funkcje w organizmie, ale nie tworzą białek. Są natomiast prekursorami neurotransmiterów i hormonów, pomagają w transporcie rozmaitych cząsteczek w organizmie, a nawet biorą udział w syntezie aminokwasów endogennych. Trzeba zatem pamiętać, że przyjmowanie wyizolowanych aminokwasów białkowych nigdy nie jest wystarczające i nie może w pełni zastąpić pełnowartościowej żywności.

Jakie aminokwasy egzogenne są niezbędne człowiekowi?

Nie sposób wymienić wszystkich aminokwasów egzogennych, które są istotne dla życia człowieka. Po pierwsze jest ich niezwykle dużo, a po drugie wiemy na pewno, że nie znamy jeszcze wszystkich.

Dosyć dobrze zbadano i opisano natomiast egzogenne aminokwasy białkowe. Zalicza się do nich 8 w pełni egzogennych aminokwasów, a niektórzy dodają jeszcze dwa, które organizm co prawda wytwarza, ale w pewnych okolicznościach w ilościach niedostatecznych. Chodzi tu o argininę i histydynę, które nazywa się względnie endogennymi lub półegzogennymi.

O ile bowiem u człowieka dorosłego endogenna produkcja tych aminokwasów jest wystarczająca, o tyle uznaje się, że dzieci mają większe zapotrzebowanie, które musi być zaspokojone w diecie.

Niektórzy sugerują także, że osoby uprawiające sport mają większe zapotrzebowanie na argininę i histydynę, ale badania w tej kwestii są sprzeczne. Niemniej poniżej przedstawiam również te aminokwasy, jako że ich charakter nie jest w pełni endogenny.

Arginina

Arginina jest prekursorem tlenku azotu. Odgrywa więc istotną rolę w gospodarce azotowej, a zatem regulacji naczyń krwionośnych, procesach odpornościowych, a także w syntezie kreatyny.

Wskazuje się zatem, że w okresach wzrostu, gojenia ran czy rekonwalescencji, także po wzmożonym wysiłku, endogenna produkcja tego aminokwasu może być niewystarczająca.

Badacze jasno stwierdzają jednak, że wyniki badań nad suplementacją argininy przez sportowców dają sprzeczne wyniki. Potrzeba zatem dalszych badań i bardziej rygorystycznych protokołów badawczych, które pozwolą wyizolować wpływ tego aminokwasu od innych zmiennych.

Histydyna

Ten aminokwas odgrywa istotną rolę w procesach odpornościowych, ponieważ bierze udział w produkcji histaminy. Ta z kolei reguluje proces zapalne i naczyniowe Ponadto histydyna wchodzi w skład hemoglobiny, ma zatem udział w transporcie tlenu.

Fenyloalanina

To aminokwas egzogenny, który jest prekursorem katecholamin (ważnych neurotransmiterów). Wpływa też na produkcję hormonów. Co ciekawe, z fenyloalaniny można też produkować amfetaminę, co pokazuje jej wpływ na układ nerwowy.

Nadmiar fenyloalaniny, szczególnie u noworodków, może być niezwykle szkodliwy dla układu nerwowego. Jest on przyczyną metabolicznej choroby — fenyloketonurii.

Izoleucyna

Duże ilości tego aminokwasu egzogennego znajdujemy w kazeinie, hemoglobinie oraz białkach osocza. Izoleucyna ma swój udział w regulowaniu poziomu cukru we krwi i dostarczaniu mięśniom energii.

Leucyna

To jeden z egzogennych aminokwasów rozgałęzionych, który chętnie przyjmowany jest przez sportowców. Leucyna jest bowiem kluczowa dla budowy i regeneracji mięśni. Reguluje syntezę białek poprzez wpływ na tzw. szlak mTOR.

Lizyna

Aminokwas egzogenny niezbędny do budowy białek, głównie w mięśniach oraz kościach. Ponadto odpowiada za gospodarkę wapniową, syntezę wielu hormonów, przeciwciał i enzymów.

Niedobór lizyny skutkuje osłabieniem, poczuciem zmęczenia i rozdrażnienia. Jest to zatem jeden z tych aminokwasów, który korzystnie wpływa na sportowców. Nie tylko pomaga w budowie i regeneracji mięśni, ale obniża też poziom odczuwanego zmęczenia.

Metionina

Aminokwas egzogenny istotny dla gospodarki siarkowej. Bierze udział w wielu reakcjach metylacji i rozmaitych procesach metabolicznych, w których istotne jest dostarczenie grupy siarkowej.

Treonina

Treonina jest istotna w procesach metabolicznych i w funkcjonowaniu układu nerwowego. Bierze udział w syntezie kolagenu i w gospodarce azotowej.

Tryptofan

Ten egzogenny aminokwas jest kluczowy dla syntezy neuroprzekaźników i hormonów, takich jak tryptamina, serotonina, melatonina czy niacyna. Ma zatem udział w regulacji snu, nastroju czy funkcjonowania układu nerwowego.

Walina

Jeden z egzogennych aminokwasów rozgałęzionych. Jest źródłem energii dla mięśni, bierze udział w syntezie białek i reguluje poziom azotu w organizmie.

Aminokwasy dla sportowców — co robią i po co je brać?

Aminokwasy egzogenne mają wiele ważnych funkcji — tak jako budulec białek, jak i w stanie wolnym. Ich suplementacja przez sportowców ma na celu poprawę wyników treningowych, przede wszystkim w zakresie szybkości i jakości budowania tkanki mięśniowej.

Nie da się zaprzeczyć, że przyjmowanie pełnowartościowego białka (zawierającego wszystkie aminokwasy egzogenne) niesie korzyści przy wzmożonym wysiłku.

Naukowcy zgadzają się, że osoby wyjątkowo aktywne mają podwyższone zapotrzebowanie na aminokwasy egzogenne. Liczne badania wskazują też, że przyjmowanie aminokwasów pozytywnie wpływa na siłę i wytrzymałość mięśni, ograniczenie poczucia zmęczenia po treningu oraz ochronę tkanki mięśniowej przed rozpadem w okresach spoczynku.

Ważne jest jednak, by białka (czy też aminokwasy) przyjmować w odpowiednich proporcjach dopasowanych do indywidualnego planu treningowego i diety. 

W jakich produktach znajdują się aminokwasy egzogenne?

Aminokwasy egzogenne powinny być przyjmowane z zewnątrz — w pokarmie. Warto zatem sprawdzić, które produkty spożywcze zawierają kompleksowy zestaw aminokwasów egzogennych.

Nieco uwagi poświęcimy także suplementacji aminokwasów jako sposobowi na uzupełnienie niedoborów, przede wszystkim przez sportowców.

Pełnowartościowe i niepełnowartościowe źródła aminokwasów

Aminokwasy egzogenne występują w wielu produktach spożywczych — tak zwierzęcych, jak i roślinnych, Trzeba jednak wiedzieć, że nie wszystkie źródła zawierają komplet egzogennych aminokwasów białkowych.

Wyróżniamy więc produkty pełnowartościowe i niepełnowartościowe. Do pierwszych zaliczamy w zasadzie wszystkie wysokobiałkowe produkty zwierzęce, a więc mięso, ryby, jaja, a także nabiał. Roślinną “perełką” jest tu soja, która również jest produktem pełnowartościowym pod względem zawartości aminokwasów egzogennych.

Inne roślinne źródła białka (rośliny strączkowe, niektóre zboża, nasiona, pestki czy orzechy) zawierają białka niepełnowartościowe. Oznacza to, że aby pozyskać komplet aminokwasów egzogennych, trzeba te produkty mieszać i to w odpowiednich proporcjach.

Najlepszymi źródłami białka są zatem produkty zwierzęce, głównie mięso (wołowina, wieprzowina, kurczak czy indyk), ryby (łosoś, makrela, pstrąg, dorsz), owoce morza, nabiał i jaja. Weganie mogą natomiast sięgnąć po soję i jej przetwory (tofu), kaszę (gryczaną, jaglaną), orzechy, nasiona i pestki, a także płatki drożdżowe i grzyby.

Suplementacja aminokwasów

Dobrym sposobem na uzupełnienie aminokwasów egzogennych są suplementy i odżywki białkowe. Trzeba jednak pamiętać, że powinny one być wyłącznie dodatkiem do zbilansowanej diety. Wyizolowane aminokwasy egzogenne (np. rozgałęzione BCAA) nie są bowiem wystarczające dla prawidłowego funkcjonowania organizmu. Poza aminokwasami białkowymi istnieją przecież także te niebiałkowe, których w wielu odżywkach po prostu nie ma.

Ponadto suplementacja aminokwasów powinna być dopasowana do konkretnego programu treningowego, diety i aktywności pozatreningowej. Właściwe ustalenie dawki jest bowiem kluczowe dla skuteczności i osiągnięcia pożądanych wyników.

Trzeba wiedzieć, że nadmiar aminokwasów egzogennych jest przez organizm przekształcana w rezerwy energetyczne — czyli w tłuszcz. Samo białko nie ma też cudownych właściwości budowania tkanek. Dostarcza tylko materiału, którego wykorzystanie zależy od pobudzenia mięśni do wzrostu, a więc od treningu.

Niemniej prawidłowo suplementowane aminokwasy egzogenne są pomocne i skutecznie poprawiają wyniki treningowe. Pozwalają szybciej i efektywniej budować mięśnie, a więc zwiększyć ich siłę i wytrzymałość oraz kształtować sylwetkę.

 

 

BIBLIOGRAFIA

• Campbell, B., Kreider, R.B., Ziegenfuss, T. et al. International Society of Sports Nutrition position stand: protein and exercise. J Int Soc Sports Nutr 4, 8 (2007).
• Dakin, H. D. (1918). On amino-acids. Biochemical Journal, 12(4), 290.
• Karau, A., & Grayson, I. (2014). Amino acids in human and animal nutrition. Biotechnology of food and feed additives, 189-228.
• Lopez, M. J., & Mohiuddin, S. S. (2020). Biochemistry, essential amino acids.
• Martin, P. M., & Sutherland, A. E. (2001). Exogenous amino acids regulate trophectoderm differentiation in the mouse blastocyst through an mTOR-dependent pathway. Developmental biology, 240(1), 182-193.
• Paddon-Jones, D., Sheffield-Moore, M., Aarsland, A., Wolfe, R. R., & Ferrando, A. A. (2005). Exogenous amino acids stimulate human muscle anabolism without interfering with the response to mixed meal ingestion. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 288(4), E761-E767.