La isoleucina ocupa una funció especial en el metabolisme de les proteïnes. L’aminoàcid essencial participa principalment en la creació de nous teixits i és molt eficaç per a una millor biosíntesi de proteïnes en músculs i fetgeLa isoleucina té un paper essencial en:
- Esports de força i resistència
- Estrès
- Malalties i dieta
Isoleucina com a proveïdor d 'energia a força i resistència esportiva La isoleucina entra als hepatòcits (fetge cèl·lules) després absorció a través del portal vena. En separar-se Amoníac (NH3), la isoleucina es converteix en alfa-ceto àcids. Alfa-ceto àcids es pot utilitzar per a la producció d’energia. D’altra banda, atès que la isoleucina és un aminoàcid glucogènic i cetogènic, l’alfa-ceto àcids es pot utilitzar com a precursor per a la síntesi de succinil-coenzim A i acetil-coenzim A. El producte intermedi del cicle de citrat succinil-CoA serveix com a substrat per a la gluconeogènesi (nova glucosa formació) a fetge i músculs. L'acetil-CoA és un producte de partida essencial de la lipo i cetogènesi (formació de àcids grassos i cossos cetònics). Glucosa així com àcids grassos i els cossos cetònics representen importants proveïdors d'energia per al cos, especialment durant l'esforç físic. El eritròcits (vermell sang cèl·lules) i la medul·la renal depenen completament de glucosa per obtenir energia. El cervell només parcialment, perquè en el metabolisme de la fam pot obtenir fins a un 80% d’energia dels cossos cetònics. Quan la glucosa i àcids grassos es descomponen en els músculs, ATP (adenosina trifosfat) es forma, el portador d'energia més important de la cèl·lula. Quan es fosfat els enllaços són clivats hidrolíticament per enzims, Es forma ADP o AMP. L’energia alliberada en aquest procés permet un treball químic, osmòtic o mecànic, com ara el múscul contraccions. A causa de la seva funció essencial en la producció d’energia, una deficiència d’isoleucina s’associa amb debilitat muscular, aturdiment i fatiga, entre altres símptomes. Després del processament al fetge, gairebé el 70% de tot aminoàcids entrar al sang són BCAA. Són absorbits ràpidament pels músculs. En les primeres tres hores després d’un àpat ric en proteïnes, la isoleucina, leucina, i la valina representen aproximadament el 50-90% de la ingesta total d'aminoàcids dels músculs. La isoleucina és extremadament important per a la regeneració i manteniment dels teixits musculars. Els BCAA són un component d’aproximadament un 35% del contràctil proteïnes - actina i miosina - al múscul. La isoleucina estimula l'alliberament de insulina de les cèl·lules beta del pàncrees (pàncrees). Alt insulina concentracions al sang accelerar la captació d’aminoàcids en miòcits (cèl·lules musculars). L'augment del transport d'aminoàcids als miòcits condueix als processos següents:
- Augment de l'acumulació de proteïnes als músculs
- Disminució ràpida de la concentració de l'hormona de l'estrès cortisol, que afavoreix la ruptura muscular i inhibeix la captació d'aminoàcids a les cèl·lules musculars
- Millor emmagatzematge de glicogen als miòcits, manteniment del glicogen muscular.
Finalment, una ingesta d’aliments rics en isoleucina, leucina i la valina produeix un creixement muscular òptim i una recuperació màxima accelerada. A més de la isoleucina, el aminoàcids arginina i fenilalanina, leucina i valina també exposen insulina-efectes estimulants, sent la leucina la més potent. Biotina, vitamina B5 (àcid pantotènic) i vitamina B6 (piridoxina) són essencials per al desglossament i la conversió dels BCAA. Només com a resultat d'un subministrament suficient d'aquestes vitamines pot la cadena ramificada aminoàcids ser metabolitzat i utilitzat de forma òptima. Diversos estudis demostren que tots dos resistència esports i entrenament de la força requereixen un augment de la ingesta de proteïnes. Per mantenir un positiu nitrogen equilibrar - corresponent a la regeneració de teixits - el requeriment diari de proteïna és d'entre 1.2 i 1.4 g per kg de pes corporal durant resistència atletes i 1.7-1.8 g per kg de pes corporal durant força esportistes. Durant esports de resistència, la isoleucina, la leucina i la valina s’utilitzen en particular per a la producció d’energia. L’aportació d’energia d’aquests aminoàcids augmenta quan les reserves de glicogen al fetge i als músculs s’esgoten cada vegada més a mesura que avança l’activitat esportiva. força els atletes també han d’assegurar una ingesta elevada d’aminoàcids de cadena ramificada, especialment abans de l’entrenament. D’aquesta manera, el cos no s’extreu dels seus propis BCAA dels músculs durant l’esforç físic i s’evita el catabolisme proteic. També es recomana l'aportació de BCAA després de l'entrenament: la isoleucina augmenta ràpidament els nivells d'insulina després de finalitzar l'exercici, atura la degradació de proteïnes causada per l'exercici anterior i inicia un renovat creixement muscular. A més, els BCAA produeixen una major pèrdua de greix. Per treure el màxim profit dels BCAA en termes de construcció muscular, s’han de prendre tots junts i conjuntament amb altres proteïnes. La ingesta aïllada d’isoleucina o leucina o valina pot alterar temporalment la biosíntesi de proteïnes per a la construcció muscular. El consum de BCAA sols s’hauria de veure de manera crítica, sobretot abans entrenament de resistència, a causa de l'oxidació inferior estrès i urea atacar. El desglossament d’1 gram de BCAA produeix uns 0.5 grams de urea. Excessiu urea les concentracions posen força a l’organisme. Per tant, en relació amb la ingesta de BCAA, és crucial augmentar la ingesta de líquids. Amb l’ajut de molts líquids, la urea es pot eliminar ràpidament pels ronyons. Finalment, s’hauria de pesar un augment de la ingesta d’isoleucina, leucina o valina durant l’exercici de resistència. Les millores de rendiment per a l'atleta de resistència només es produeixen quan s'utilitzen BCAA durant entrenament en altitud o entrenant a calor alt. Com a resultat d’una ingesta elevada de proteïnes o física estrès, quantitats elevades de nitrogen en la forma d' Amoníac (NH3) es produeixen com a resultat de la descomposició de proteïnes. Això té un efecte neurotòxic en concentracions més altes i pot resultar, per exemple, en encefalopatia hepàtica. aquest condició és un producte potencialment reversible cervell disfunció que resulta d’un inadequat desintoxicació funció del fetge. El més important és que la isoleucina i la leucina poden augmentar la degradació dels tòxics Amoníac en els músculs: un benefici important per a l’esportista. Al fetge, arginina i l'ornitina realitzen aquesta tasca. Els estudis científics han demostrat que el administració de 10-20 grams de BCAA sota estrès pot retardar mental fatiga. Tot i això, encara no hi ha evidències que demostrin que els aminoàcids de cadena ramificada lead per millorar el rendiment. De la mateixa manera, no s'ha demostrat una millora de l'adaptació a l'exercici.
Isoleucina en situacions d’exercici induït per l’estrès
Durant l’augment de l’estrès físic i exercici, com ara lesions, malalties i cirurgia, el cos descompon la proteïna a un ritme augmentat. L’augment de la ingesta d’aliments rics en isoleucina pot contrarestar-ho. El catabolisme de les proteïnes s’atura si la isoleucina augmenta ràpidament els nivells d’insulina, afavorint la captació d’aminoàcids a les cèl·lules i estimulant l’acumulació de proteïnes. L'anabolisme de les proteïnes és important per a la formació de nou teixit corporal o per a la curació de ferides i augmentar la resistència a les infeccions. Finalment, la isoleucina ajuda a regular el metabolisme i les defenses del cos. D’aquesta manera, es poden suportar funcions musculars importants durant un augment de l’estrès físic.
Isoleucina en malalties i dietes
Els pacients amb malalties agudes o convalescents tenen una necessitat cada vegada major aminoàcids essencials. A causa d’una ingesta freqüentment inadequada de proteïnes d’alta qualitat i una ingesta restringida d’aliments, es recomana augmentar la ingesta d’isoleucina, leucina i valina en particular. Els BCAA poden accelerar la recuperació i la convalescència. Els beneficis específics de la isoleucina es produeixen en les següents condicions:
- Cirrosi hepàtica
- Coma hepàtic
- Esquizofrènia
- Fenilcetonúria (PKU)
- Síndrome de distones
Coma hepaticum és la forma més greu d’encefalopatia hepàtica (etapa 4): una disfunció cerebral reversible resultant d’una funció de desintoxicació inadequada del fetge. El dany nerviós del sistema nerviós central provoca, entre altres coses, inconsciència sense reacció als estímuls del dolor (coma), extinció dels reflexes musculars i rigidesa muscular amb postura de flexió i extensió. La hipofunció hepàtica condueix a l'excés d'insulina, que proporciona un major transport d'aminoàcids, inclosa la isoleucina, als músculs. En conseqüència, es redueix la concentració d’isoleucina a la sang. Atès que els BCAA i l’aminoàcid essencial triptòfan utilitzen el mateix sistema de transport a la sang, és a dir les mateixes proteïnes portadores, el triptòfan pot ocupar molts portadors lliures a causa del nivell baix d’isoleucina sèrica i ser transportat cap a la barrera hematoencefàlica. El triptòfan competeix amb altres 5 aminoàcids a la barrera hematoencefàlica per entrar al fluid nutritiu de el cervell, és a dir, amb els BCAA i els aminoàcids aromàtics fenilalanina i tirosina. A causa de l'excés de triptòfan al cervell, la fenilalanina, precursora de les catecolamines, com les hormones de l'estrès epinefrina i noradrenalina, també es desplaça a més de la tirosina i els BCAA. Finalment, el triptòfan pot travessar la barrera hematoencefàlica sense obstacles. A causa del desplaçament de la fenilalanina, l’activació simpàtica al cervell és absent, cosa que limita la síntesi de catecolamina a la medul·la suprarenal. Al sistema nerviós central, el triptòfan es converteix en serotonina, que funciona com a hormona tisular o neurotransmissor al sistema nerviós central, sistema nerviós intestinal, sistema cardiovascular i sang. L’augment dels nivells de triptòfan comporta finalment un augment de la producció de serotonina. En casos de disfunció hepàtica, no es poden descompondre quantitats excessives de serotonina, que al seu torn comporten fatiga severa i fins i tot inconsciència. L’augment de la ingesta d’isoleucina impedeix l’augment de la producció de serotonina mitjançant el mecanisme del desplaçament del triptòfan tant a la sang com a la barrera hematoencefàlica i la inhibició de la captació de triptòfan en el fluid nutritiu del cervell. D’aquesta manera, la isoleucina contraresta l’aparició de coma hepàtic. En reduir el nivell de tirosina a la sang, els BCAA, la isoleucina es pot utilitzar en psiquiatria ortomolecular, per exemple en l’esquizofrènia. La tirosina és el precursor de la dopamina, un neurotransmissor del sistema nerviós central del grup de les catecolamines. Una concentració excessivament alta de dopamina en determinades àrees cerebrals condueix a la hiperexcitabilitat nerviosa central i s’associa als símptomes de l’esquizofrènia, com ara trastorns de l’ego, trastorns del pensament, il·lusions, inquietud motora, abstinència social, empobriment emocional i debilitat de la voluntat. La isoleucina, la leucina i la valina també poden proporcionar beneficis específics en el tractament de la fenilcetonúria (PKU). La PKU és un trastorn metabòlic congènit en què no es pot descompondre l’aminoàcid fenilalanina. En els individus afectats, la fenilalanina s’acumula a l’organisme, cosa que pot provocar danys als nervis i, posteriorment, un trastorn greu del desenvolupament mental amb epilèpsia, que es produeix en convulsions espontànies. Un nivell elevat d’isoleucina en sèrum disminueix la unió de la fenilalanina per transportar proteïnes a la sang i la seva concentració a la barrera hematoencefàlica, reduint la captació de fenilalanina al cervell. Així, amb l'ajut dels BCAA, es pot normalitzar una concentració anormalment alta de fenilalanina tant a la sang com al cervell. A més, amb l'ajut d'aminoàcids de cadena ramificada, hi ha avantatges per a les persones amb l'anomenada síndrome distònica (discinesia tardana). Aquest trastorn es caracteritza, entre altres coses, per moviments involuntaris dels músculs facials, per exemple, que sobresurt espasmòdicament de la llengua, espasmes de la gola, reclinació espasmòdica del cap i hiperextensió del tronc i de les extremitats, tortícolis, així com moviments semblants a la torsió a la zona del cinturó del coll i de l'espatlla mantenint la consciència. Les persones conscients de la dieta, que sovint tenen un subministrament inadequat de proteïnes o consumeixen principalment aliments baixos en isoleucina, tenen una major necessitat de BCAA. La ingesta d’isoleucina, leucina i valina s’hauria d’incrementar eventualment perquè el cos no s’aprofiti de les seves pròpies reserves de proteïnes, com les del fetge i els músculs, a llarg termini. La pèrdua de proteïna en els músculs comporta una disminució del teixit muscular metabòlicament actiu. Com més una persona a dieta perd massa muscular, més disminueix la taxa metabòlica basal i el cos consumeix cada vegada menys calories. En última instància, una dieta ha de tenir com a objectiu preservar el teixit muscular o fins i tot augmentar-lo mitjançant l’exercici. Al mateix temps, s’ha de reduir el percentatge de greix corporal. Durant una dieta, els BCAA ajuden a prevenir la degradació de proteïnes i, per tant, a disminuir la taxa metabòlica basal, així com a augmentar la degradació de greixos. La defensa immune es manté en gran part. Un nou estudi a la Arizona State University suggereix que una dieta rica en aminoàcids de cadena ramificada pot augmentar la taxa metabòlica basal en 90 quilocalories diàries.
La isoleucina com a bloc de partida per a la síntesi d’aminoàcids no essencials
Les reaccions per les quals es formen els aminoàcids s’anomenen transaminacions. En aquest procés, el grup amino (NH2) d’un aminoàcid, com la isoleucina, alanina, O àcid aspàrtic, es transfereix a un alfa-cetoàcid, generalment alfa-cetoglutarat. L’alfa-cetoglutarat és, per tant, la molècula acceptora. Els productes d’una reacció de transaminació són un alfa-cetoàcid, com ara piruvat o oxaloacetat, i l'àcid glutàmic o aminoàcid no essencial glutamat, respectivament. Per tal que es produeixin transaminacions, és especial enzims són necessaris: les anomenades transaminases. Les dues transaminases més importants inclouen alanina aminotransferasa (ALAT), també coneguda com glutamat piruvat transaminasa (GPT) i aspartat aminotransferasa (ASAT), també coneguda com a glutamat oxaloacetat transaminasa (GOT). El primer catalitza la conversió de alanina i alfa-cetoglutarat a piruvat i glutamat. ASAT converteix l’aspartat i l’alfa-cetoglutarat en oxaloacetat i glutamat. El coenzim de totes les transaminases és el derivat de la vitamina B6 piridoxal fosfat (PLP). El PLP està lligat lliurement al enzims i és essencial per a una activitat transaminasa òptima. Les reaccions de transaminació es localitzen al fetge i a altres òrgans. La transferència d’alfa-amino nitrogen des de la isoleucina a un alfa-cetoàcid passen transaminases amb la formació de glutamat al múscul. El glutamat es considera el "centre" del metabolisme dels aminoàcids. Té un paper clau en la formació, conversió i descomposició dels aminoàcids. El glutamat és el substrat inicial per a la síntesi de prolina, ornitina i glutamina. Aquest últim és un aminoàcid essencial per al transport de nitrogen a la sang, la biosíntesi de proteïnes i per a l’excreció de protons a la ronyó en forma de NH4. El glutamat és el principal excitador neurotransmissor a la central sistema nerviós. S'uneix a receptors específics de glutamat i, per tant, pot controlar els canals iònics. En particular, el glutamat augmenta la permeabilitat de calci ions, un requisit previ important per al múscul contraccions. El glutamat es converteix en àcid gamma-aminobutíric (GABA) dividint el grup carboxil: descarboxilació. GABA pertany al biogènic amines i és l’inhibidor més important neurotransmissor en la matèria grisa de la central sistema nerviós. Inhibeix les neurones a la cerebel.
