1.UVOD

Aminokiseline su gradivne estice proteina. Uglavnom su meusobno povezane inei makromolekule peptida i proteina. U proteinima se nalazi samo 20 vrsta aminokiselina. Sve su one, osim prolina, -aminokiseline jer su amino i karboksilne grupe vezane za isti -atom ugljika. Osim amino i karboksilne grupe, strukturu aminokiselina odreuje i boni lanac koji se naziva ostatak i obiljeava se sa R. Klasifikacija aminokiselina kao esencijalnih ili neesencijalne ne odraava njenu vanost jer je svih 20 aminokiselina neophodne za zdravlje. Ovaj sistem klasifikacije jednostavno izraava sposobnost organizma da proizvede odreenu aminokiselinu. Esencijalne aminokiseline su izoleucin, leucin, lizin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan i valin, a aminokiseline arginin, histidin smatraju se esencijalnim aminokiselinama za djecu i tirozin je uvjetno esencijalna aminokiselina. Neesencijalne aminokiseline su alanin, asparagin, aspartinska kiselina, cistein, glutamin, glutaminska kiselina, glicin, prolin, serin. Ostale aminokiseline, poput karnitina, su nainjene od kombinacije drugih aminokiselina, u ovom sluaju od lizina i metionina.

2.ESENCIJALNE AMINOKISELINE

Esencijalne aminokiseline su one koje nae tijelo ne proizvodi samostalno, ve ih je potrebno unositi hranom u organizam. Esencijalne aminokiseline se uglavnom namiruju iz namirnica ivotinjskog porijekla npr.: meso, riba, jaja, mlijeko, mlijeni proizvodi, voe i povre npr.grah, lea, soja. Pravilnom prehranom unos esencijalnih aminokiselina je dovoljan i nema potrebe za suplementacijom.Esencijalne aminokiseline su: Valin, Leucin, Izoleucin, Metionin, Fenilalanin, Treonin, Triptofan, Lizin.Semiesencijalne aminokiseline su: Arginin, Histidin, Tirozin.

2. 1.Valin

Valin (Val, V) esencijalna aminokiselina, ljudski organizam je ne moe sitetitizirati. Valin ima razgranat ugljikov lanac.Izvor valina u prehrani je riba, sir, perad i neke sjemenke.Hemijska formula: (CH3)2CHCHNH2COOH

Sl.1. Struktura Valina

2. 2. Leucin

Leucin (Leu, L) je esencijalna aminokiselina ljudski organizam je ne moe sintetizirati. Leucin je hidrofobna aminokiselina i izomer je izoleucina.Leucin nalazimo u mnogim prehrambenim namirnicama kao to su: mlijeni proizvodi, teletina, svinjetina, piletina i lisnato povre.Hemijska formula: (CH3)2CHCH2CHNH2COOH

Sl. 2. Struktura Leucina2. 3. Izoleucin

Izoleucin (Ile, I) esencijalna aminokiselina, ljudsko tijelo je ne moe sintetizirati.Izoleucin se sintetizira u biljkama i mikroorganizmima u nekoliko koraka poevi od piruvata i alfa-ketoglutarata.Bogat izvor izoleucina u prehrani su jaja, piletina, svinjetina, soja, sir, mlijeko i drugi. Hemijska formula: CH3CH2CH2(CH3)CHNH2COOH

Sl. 3. Struktura Izoleucina

2. 4. Metionin

Metionin (Met, M) je esencijalna aminokiselina i jedina uz aminokiselinu cistein sadri sumpor. ovjek je ne moe sintetizirati nego je unosi prehranom. Metionin je meuprodukt u biosintezi cisteina, karnitina, taurina, lecitina, fosfatidilkolina i drugih fosfolipida. U metabolizmu ovjeka slui u biohemijskim reakcijama kao donor metilne skupine.Biosinteza metionina odvija se u stanicama biljaka i mikroorganizama iz aspartata i cisteina. Metionin je jedna od dviju aminokiselina koja je kodirana samo jednim kodonom (AUG) u genetskom kodu (uz triptofan, kodon UGG). Kodon AUG je znaajan po tome to nosi poruku "start" za ribosome to oznaava poetak translacije proteina sa mRNK. To znai da je metionin ugraen na N-terminalnu poziciju svih proteina eukariota za vrijeme translacije, a poslije je obino uklonjen nakon posttranslacijske modifikacije.Hemijska formula: HO2CCH(NH2)CH2CH2SCH3.

Sl. 4. Struktura Metionina

2. 5. Fenilalanin

Fenilalanin (Phe, F) je esencijalna aminokiselina koja se ne moe sintetizirati nego se unosi prehranom. Molekula fenilalanina je nepolarna i hidrofobna. ivotinje ga ne mogu sintetizirati, ve je unose u tijelo prehranom. Spoj nastaje u biljkama i raznim mikroorganizmima.Fenilketonurija je nasljedni metaboliki poremeaj nemogunosti metaboliziranja fenilalanina. Hemijske formula: HO2CCH(NH2)CH2C6H5

Sl. 5. Struktura Fenilalanina

2. 6. Treonin

Treonin (Thr ili T) je polarna esencijalna aminokiselina. Aminokiselina ima dva kiralna sredita, te se moe pojaviti kao etiri stereoizomera (D-treonin, L-treonin, D-alotreonin, L-alotreonin). Treonin se sintentizira u biljkama i mikroorganizmima iz asparaginske kiseline preko -aspartil-semialdehida i homoserina.Treonin se metabolizira na dva naina: u piruvat, pomou enzima treonin dehidrogenazekod ovjeka; metabolizira se u alfa-ketobutirat pomou enzima serin dehidrataze. Hemijska formula: HO2CCH(NH2)CH(OH)CH3

Sl. 6. Struktura Treonina

2. 7. Triptofan

Triptofan je esencijalna aminokiselina, (u ljudskoj prehrani). Jedna je od 20 uobiajenih aminokiselina u genetikom kodu, odgovoran kodon je UGG. U proteinima sisavaca pojavljuje se samo L-stereoizomer, dok se D-stereoizomer povremena nalazi u prirodnim materijalima. Triptofan se od ostalih aminokiselina razlikuje po indolnom prstenu u svojoj strukturi. Za mnoge organizme i ljude, triptofan je esencijalna aminokiselina. to znai da se ne moe sintetizirati u organizmu ve ju je potrebno unesti hranom. Glavna uloga aminokiselina ukljuujui triptofan je izgradnja proteina (bjelanevina). Osim toga, triptofan ima i dodatnu ulogu, izgrauje: Serotonin - preko triptofan hidroksilaze, Melatonin - iz serotonina, Niacin (Vitamin B3).

Sl. 7. Struktura Triptofana2. 8. Lizin

Lizin (Lys, K) esencijalna aminokiselina koja se unosi u organizam prehranom. Lizin je nuan gradivni element svih proteina ljudskog tijela. Izvor lizina u prehrani nalazi se u itaricama, mahunarkama i ribi.Hemijska formula: NH2CH2CH2CH2CH2CHNH2COOH

Sl. 8. Struktura Lizina

2. 9. Arginin

Arginin (Arg, R) esencijalna aminokiselina za djecu, a ljudski organizam je moe sintetitizirati ovisno o stupnju razvoja i zdravstvenom statusu pojedinca. Arginin ima vanu ulogu u diobi stanica, cijeljenju rana, izluivanju amonijaka iz tijela, otputanju hormona i imunoloku ulogu.Arginin nalazimo u mnogim prehrambenim namirnicama: okolada, meso (svinjetina, teletina, divlja, morska hrana, perad), mlijeni proizvodi i sjemenke (suncokret, sezam, bundeva).

Sl. 9. Struktura Arginina

2. 10. Histidin

Histidin (His, H) takoe esencijalna aminokiselina za djecu. Histidin 1896. g. izolirao njemaki lijenik Albrecht Kossel. Iz histidina enzimskom dekarboksliacijom nastaje histamin, vani biogeni amin. Histidin nalazimo u vou kao to su banane, mesu i peradi i mlijeku i mlijenim proizvodima. Moe je se nai i u raznom povru, ali u manjim koliinama. Kemijska formula: C3H4N2CH2CHNH2COOH

Sl. 10. Struktura Histidina2. 11. Tirozin

Tirozin je neurotransmiter i aminokiselina koja potie modanu aktivnost. Najvie ga ima u mlijenim proizvodima, bananama, mahunama, avokadu, sezamu i bademima. On pospjeuje pravilan rad titnjae, hipofize i tiroidne lijezde, te potie oslobaanje hormona rasta i proizvodi noradrenalina, koji smanjuje potrebu za jelom. Sprijeava i potitenost, umor i razdraljivost, pa je tako pogodan i za ovisnike koji se ele odvii od kokaina.Nadopune L-tirozina najbolje bi bilo uzeti s obrokom koji obiluje ugljikohidratima ili prije odlaska na spavanje.

Sl. 11. Struktura Tirozina

3. NEESENCIJALNE AMINOKISELINE

Neesencijalne aminokiseline su one aminokiseline koje ljudski organizam moe sam da sintetie od produkata razlaganja bjelanevina ili od ostalih aminokiselina.Namirnice animalnog porijekla, kao to su: meso (ukljuujui ribu i perad), mlijeko i jaja, imaju zastupljene sve aminokiseline i uglavnom u dovoljnim koliinama za funkcionisanje ivotnih funkcija. Ako se ove namirnice svakodnevno nalaze na jelovniku, nee se uoiti nedostatak proteina, meutim, mogu se pojaviti odreeni problemi sa njihovim vikom.Za normalno funkcionisanje organizma, kroz hranu je potrebno unositi odreenu koliinu aminokiselina i to u takvom meusobnom odnosu da se sinteza potrebnih proteina iz njih moe odvijati nesmetano.

Neesencijalne aminokiseline su: Glicin, Alanin, Serin, Glutaminska kiselina, Glutamin, Asparaginska kiselina, Asparagin, Prolin, Cistein, Tirozin.

3. 1. Glicin

Ova neesencijalna aminokiselina je prvi put izolovana 1820.godine iz ivotinjskog elatina. Glicin je antacid i zaslaiva. Sudjeluje u sintezi DNA, fosfolipida i kolagena. Pomae skladitenju glukoze putem poveanja mogunosti skladitenja glikogena. Iz glicina se sintetizira hemoglobin, kreatin i glutation = tripeptid koji titi organizam kao antioksidans.

Sl. 12. Struktura Glicina

3. 2. Alanin

Alanin je jedna od najeih aminokiselina u sastavu proteina. Prvi put je izolovana 1888.godine iz svile. Osim uobiajnih gradivnih funkcija, slui i za proizvodnju energije i pomae u regulaciji eera u krvi. Jedna je od vanijih aminokiselina za imunoloki sistem u proizvodnji antitijela.

Sl. 13. Struktura Alanina

3. 3. Serin

Serin je neesencijalna aminokiselina koja je zbog svoje grae pogodna za glukoneogenezu (proces u kojem od aminokiseline moe nastati glukoza) u jetri i miiima. Bitna je za snaan imunoloki sistem i proizvodnju antitijela.

Sl. 14. Struktura Serina

3. 4. Glutaminska kiselina

Prvi put je izolovana 1866.godine iz peninog glutena. Glutaminska kiselina je najzastupljenija u penici. Ukljuena je u metabolizam eera i masti. Ima vanu ulogu za funkcionisanje mozga, sintezu DNA, glutationa i ostalih aminokiselina. Pomae odstranjivanju amonijaka iz tijela.

Sl. 15. Struktura Glutaminske kiseline

3. 5. Glutamin

Glutamin je izvor energije za mozak i cijelo tijelo. Koncentracija Glutamina u krvi je tri do etiri puta vea od svih ostalih aminokiselina. U organizmu se prevodi u Glutaminsku kiselinu. Glutamin je takoer bitan za rad tankog i debelog crijeva, gdje predstavlja vano gorivo za stanice crijevnog epitela. U odreenim stanjima u organizmu Glutamin moe postati postati deficitaran, kao kod opeklina, upalnih bolesti crijeva, i sl.

Sl.16. Struktura Glutamina

3. 6. Asparaginska kiselina

Asparaginska kiselina se nalazi u aspartamu, umjetnom sladilu. Odgovorna je za pretvaranje amonijaka u ureu i ukljuena je u konverziju ugljikohidrata u miinu energiju. Gradivni je element imunolokog sistema imunoglobulina i antitijela. Vana je kod regeneracije tkiva.

Sl. 17. Struktura Asparaginske kiseline

3. 7. Asparagin

Asparagin se nalazi u brojnim vrstama itarica i krompira i to u relativno velikim koliinama. Tokom prenja hrane proizvodi tetni akrilamid. Vaan je faktor u metabolikim procesima nervnog sistema.

Sl.18. Struktura Asparagina3. 8. Prolin

Prolin je ciklike grae. Iznimno je vaan za pravilnu funkciju zglobova i tetiva, takoer sudjeluje u odravanju i jakosti sranog miia. Cikliki prsten prolina jedan je od elemenata kolagena, kojeg vitamin C pretvara u hidroksiprolin.

Sl. 19. Struktura Prolina

3. 9. Cistein

Cistein je jedna od aminokiselina koja sadri sumpor. Cistein je vaan za sintezu keratina, proteina koji se nalazi u koi, kosi i noktima i ini i do 10 14 % koe i kose. Ima vanu ulogu u energetskom metabolizmu i sintezi masnih kiselina. Njen acetilirani oblik N acetil cistein (NAC) djeluje kao antioksidans i snano je pomono sredstvo u zatiti od radijacije i zraenja. Pomae u usporavanju procesa starenja, deaktivira slobodne radikale, neutralizira otrove, sudjeluje u sintezi proteina. Metabolit aminokiseline Cisteina u organizmu je homocistein, ija koliina u organizmu moe biti pokazatelj rizika za bolesti i oteenja kardiovaskularnog sistema ili bubrega. Na regulaciju homocisteina i sniavanje njegove koncentracije mogu uticati vitamini B skupine, folna kiselina, vitamin B12 , vitamin B6.

Sl. 20. Struktura Cisteina

3. 10. Tirozin

Tirozin je prvi put izolovan 1849.godine iz kazeina sira. Sastavni je dio proteinskih amino eera i amino lipida, koji imaju viestruke funkcije. Tirozin dolazi u sastavu neurotransmitera koji prenose nervne impulse u mozak; potie prevladavanje depresije, poboljava pamenje, podie mentalnu pribranost.Dolazi i u sastavu hormona titnjae, tiroksina i neophodan je za njenu zdravu funkciju i kontrolu rada metabolizma, kao i za hormone nadbubrene lijezde i hipofize.

Sl. 21. Struktura Tirozina

4. AMINOKISELINE U HRANI

Postoje aminokiseline koje ne ulaze u sastav proteina i nazivaju se neproteinske aminokiseline (npr. -alanin, ornitin, norleucin, norvalin i citrulin). Najvie aminokiselina koje su uglavnom u sastavu proteina ima u ivotinjskoj hrani pa se esencijalne aminokiseline uglavnom namiruju iz namirnica ivotinjskog porijekla, npr.: meso, riba, jaja, itarice, jezgrasto voe i mahunasto povre.Veina aminokiselina danas se proizvode kao hidrolizati proteina i koriste kao dodaci prehrani u formi posebnih pripravaka. Koristi ih medicina u parenteralnoj prehrani u klinikim uvjetima.U ishrani stanovnitva danas nedostaju uglavnom tri aminokiseline, to su triptofan, lizin i metionin. One predstavljaju limitirajui faktor iskoritenja hrane, zbog ega je potrebno da se izvori proteina raspodjele to pravilnije u ishrani ljudi i ivotinja. Nedostatak ovih proteina se moe rjeiti njihovim dodatkom u prehrambene proizvode biljnog porijekla, posebno itarice u kojima je nedostatak ovih aminokiselina najvei. Namirnice biljnog porijekla sadre u nedovoljnim koliinama aminokiseline lizin, metionin i triptofan. Za osobe koji se hrane samo namirnicama biljnog porijekla je potrebno rei da su neki proteini biljnog porijekla komplementarni. Kombinovanjem razliitih namirnica koje sadre biljne proteine mogu se obezbijediti minimalne koliine esencijalnih kiselina.

Tabela 1. Aminokiseline u hrani

Izvor proteinaManje prisutne aminokiselina

PenicaLizin

RiaLizin

LeguminozeTriptofan

KukuruzLizin i triptofan

GrahoriceMetionin ( ili cistein)

GovedinaFenilalanin ( ili tirozin)

Mlijeko ili sirutkaMetionin ili cistein

Pravilnom prehranom unos esencijalnih aminokiselina je dovoljan i nema potrebe za suplementacijom.

5. AMINOKISELINE RAZGRANATIH LANACA Aminokiseline su osnovni izgraujui blokovi proteina. Dijele se u nekoliko skupina: esencijalne, neesencijalne, uvjetno esencijalne i aminokiseline razgranatog lanca (BCAA). Ovom prilikom saznat ete neto vie upravo o ovim posljednjima. BCAA ine tri kiseline: L-leucin, L-valine i L-izoleucin. ine do 1/3 svih amino kiselina u miinom tkivu.BCAA tijelo koristi uglavnom tijekom fizikog optereenja, pa tako i treninga. Istraivanja su dokazala da uzimanje BCAA prije treninga moe alternirati hormonalni podraaj na visoki intenzitet treninga reducirajui kataboliki efekt pri dugotrajnom naporu. BCAA dodaci tijekom dugotrajnog napora mogu sprijeiti pad razine BCAA plazme, stabilizirati slobodni triptofan naspram BCAA nivoa, minimalizirati podizanje serotonina i poboljati fizioloke i psiholoke reakcije na dugotrajni napor. Znanstvena istraivanja pokazala su da uzimanje BCAA prije aerobnih sportova smanjuje razgradnju proteina i ima dobar uinak na miine zalihe glikogena. Uzimanje 200 mg L- leucina po kg tjelesne teine prije anaerobnog sporta, u ovom sluaju tranja (sprint), nije meutim dovelo do poboljanja performansi, odnosno rezultata. Takoer, jedna bolnika studija ukazuje da je retencija duika u pacijenata kojima su aminokiseline davane kao zasebni dodatak prehrani manja od one u kojoj su aminokiseline davane uz kvalitetnu prehranu, odnosno da je apsorpcija slobodnih aminokiselina u organizam manja od one preuzete prehranom iz proteina. Ispitivanja uzimanja i djelovanja BCAA kod razliitih sportaa za sada su ograniena i - proturjena. Pod pretpostavkom da oekujete ergogeniki efekt potrebno je uzimati doista velike koliine BCAA. Time BCAA postaju vrlo skup dodatak prehrani (ne vjerujte preporuenim koliinama proizvoaa BCAA). S druge strane, whey (sirutkin) protein sadri velike koliine BCAA, to je jo jedan razlog popularnosti sirutke kod sportaa. BCAA zasluuju veliki plus zbog pozitivnih funkcija u naem tijelu, ali kao zasebni dodatak prehrani moe, za sada, dobiti samo minus. Jednostavno, ekonominije je koristiti dobar whey protein koji je bogat s BCAA, nego ih uzimati u formi tableta ili kapsula.Mleko, mlecni proizvodi, soja i crveno meso najveci su izvor BCAA. Proteinski koncentrat sirutke i jaja u prahu takoder su veliki izvor ovih aminokiselina. Buduci da se doza od 7,5 g dnevno ne moze osigurati kroz namirnice, koriste se gotovi preparati. Ako se koristi sojin koncentrat SUPRO na 20 grama se moze osigurati 1,5 g BCAAKroz praksu se pokazalo se da aminokiseline razgranatih lanaca (BCAA) dobro uvaju miinu masu u specijalno tekim okolnostima kao to su visoka temperatura i vrlo dugotrajno naprezanje. Potvreno je da poboljavaju loe mentalno stanje izazvano tekim prolongiranim naprezanjima. Naime, dugotrajnim treningom oslobadja se znatna koliina amonijaka u krvi koji prodire i do mozga izazivajui tzv. centralni umor. Ako se BCAA uzima prije napora, taj centralni umor se moe odloziti i umanjiti. BCAA koriste u pravo vrijeme, mogu zaista imati blagi anabolini uinak. Preporuka za tipino dnevno suplementiranje je 10-20 grama. Toksini uinci osim u jednom sluaju nisu poznati. To zahvaljujemo injenici da se BCAA razlau u druge aminokiseline i izluuju iz tijela.6. ZAKLJUAK

Alfa-aminokarboksilne kiseline izgrauju proteine.U neutralnom pH podruju postoje kao dipolarni joni, s negativno nabijenom karboksilnom skupinom i pozitivno nabijenom amonijevom skupinom.Sve aminokiseline koje se nalaze u proteinima pripadaju L-redu. U proteinima se nalazi 20 razliitih aminokiselina.One se mogu podijeliti prema funkcionalnim grupama koje su uz karboksilnu i amino-skupinu prisutne u molekuli. Aminokiseline: glicin, alanin, valin, leucin, izoleucin, prolin i fenilanin nemaju dodatnih funkcionalnih grupa. Hidroksilnu grupu u pobonom lancu imaju: serin, treonin i tirozin, indolski prsten ima triptofan, SH-skupinu cistein, a tioetersku grupu metionin. U pobonim lancima asparagina i glutamina prisutna je amidna grupa. Glutaminska i asparaginska aminokiselina imaju jo jednu karboksilnu skupinu u pobonom lancu (aminodikarboksilne kiseline). Diaminomono-karboksilne kiseline: lizin, arginin i histidin imaju jo jednu aminogrupu. Osim navedenih 20 aminokiselina koje izgrauju proteine, poznate su i druge aminokiseline koje su metaboliti proteinogenih aminokiselina ili imaju posebnu funkciju kao antibiotici. Odjeljivanje i kvantitativno odreivanje aminokiselina vrlo je znaajno za analizu proteinskih hidrolizata.Analiza se provodi kromatografijom na jonskim izmjenjivaima.

Literatura

Jai, M. Begi, L. (2008): Biohemija hrane I. Tuzla. Gruji, R. (1995): Nauka o ishrani ovjeka. Banja Luka.

7