イソロイシン：機能

イソロイシンはタンパク質代謝において特別な機能を果たします。必須アミノ酸は主に新しい組織の構築に関与しており、筋肉や筋肉のタンパク質生合成を促進するのに非常に効果的です。肝臓。イソロイシンは次の点で重要な役割を果たします。

筋力と持久力のスポーツ
ストレス
病気と食事

のエネルギー供給者としてのイソロイシン力 & 耐久性 sportsIsoleucineは肝細胞に入ります（肝臓セル）後吸収ポータル経由静脈。分割することによってアンモニア（NH3）、イソロイシンはアルファケトに変換されます酸。アルファケト酸エネルギー生産に使用できます。一方、イソロイシンは糖原性アミノ酸とケト原性アミノ酸の両方であるため、アルファケト酸スクシニル補酵素Aおよびアセチル補酵素Aの合成の前駆体として使用できます。クエン酸回路の中間体であるスクシニルCoAは、糖新生の基質として機能します（新しいグルコース形成）で肝臓と筋肉。アセチルCoAは、脂肪生成およびケトン生成の必須の出発生成物です（脂肪酸およびケトン体）。グルコースと同様脂肪酸ケトン体は、特に身体運動中の体の重要なエネルギー供給源です。ザ・赤血球（赤血細胞）と腎髄質は完全に依存していますグルコースエネルギーのために。ザ・脳飢餓代謝では、ケトン体から最大80％のエネルギーを得ることができるため、部分的にのみです。ブドウ糖と脂肪酸筋肉で分解されている、ATP（アデノシン細胞の最も重要なエネルギー担体である三リン酸）が形成されます。いつリン酸塩結合はによって加水分解的に切断されます酵素、ADPまたはAMPが形成されます。このプロセスで放出されるエネルギーは、筋肉などの化学的、浸透圧的、または機械的な仕事を可能にします収縮。エネルギー生産におけるその本質的な機能のために、イソロイシンの欠乏は、筋力低下、倦怠感、および疲労、他の症状の中でも。肝臓で処理した後、全体のほぼ70％アミノ酸入る血 BCAAです。それらは筋肉によって急速に吸収されます。高タンパク食、イソロイシン後の最初のXNUMX時間で、ロイシン、そしてバリンは筋肉の総アミノ酸摂取量の約50-90％を占めます。イソロイシンは、筋肉組織の再生と維持に非常に重要です。 BCAAは収縮性物質の約35％の成分ですタンパク質 –アクチンとミオシン–筋肉内。イソロイシンは放出を刺激しますインスリン膵臓（膵臓）のベータ細胞から。高いインスリンの濃度血筋細胞（筋細胞）へのアミノ酸の取り込みを加速します。筋細胞へのアミノ酸の輸送の増加は、以下のプロセスにつながります：

筋肉内のタンパク質蓄積の増加
ストレスホルモンであるコルチゾールの濃度が急激に低下し、筋肉の破壊を促進し、筋肉細胞へのアミノ酸の取り込みを阻害します
筋細胞におけるグリコーゲンのより良い貯蔵、筋肉グリコーゲンの維持。

最後に、イソロイシンが豊富な食品の摂取、ロイシンそしてバリンは最適な筋肉の成長と最大の加速された回復をもたらします。イソロイシンに加えて、アミノ酸アルギニンとフェニルアラニン、ロイシンとバリンも展示していますインスリン-ロイシンが最も強力な刺激効果。ビオチン、ビタミンB5（パントテン酸）とビタミンB6（ピリドキシン）BCAAの分解と変換には不可欠です。これらの十分な供給の結果としてのみビタミン分枝鎖はできますかアミノ酸最適に代謝され、使用されます。いくつかの研究は、両方が耐久性スポーツと筋力トレーニングタンパク質摂取量を増やす必要があります。ポジティブを維持するために窒素 –組織の再生に対応– 1.2日のタンパク質必要量は、体重1.4 kgあたりXNUMX〜XNUMXgです。耐久性アスリートおよび体重1.7kgあたり1.8〜XNUMX g 力アスリート。中持久力スポーツ、特にイソロイシン、ロイシン、バリンはエネルギー生産に使用されます。スポーツ活動が進むにつれてグリコーゲンが肝臓や筋肉に蓄積されると、これらのアミノ酸からのエネルギーの供給が増加します。第３章：濃度アスリートはまた、特にトレーニングの前に、分岐鎖アミノ酸の大量摂取を確保する必要があります。このようにして、身体は身体運動中に筋肉からそれ自身のBCAAを引き出さず、タンパク質異化作用が防止されます。トレーニング後もBCAAの供給が推奨されます。イソロイシンは、運動終了後すぐにインスリンレベルを上昇させ、前の運動によって引き起こされたタンパク質分解を停止し、新たな筋肉の成長を開始します。さらに、BCAAはより大きな脂肪の損失をもたらします。筋肉増強の観点からBCAAを最大限に活用するには、BCAAをすべて一緒に、他のタンパク質と組み合わせて摂取する必要があります。イソロイシンまたはロイシンまたはバリンの単独摂取は、筋肉構築のためのタンパク質生合成を一時的に妨害する可能性があります。特に前に、BCAAのみの消費を批判的に検討する必要があります持久力トレーニング、下の酸化によるストレス & 尿素攻撃。 1グラムのBCAAを分解すると、約0.5グラムのBCAAが生成されます。尿素。過剰尿素濃度は生物に負担をかけます。したがって、BCAAの摂取に関連して、水分摂取量の増加が重要です。大量の水分の助けを借りて、尿素は腎臓を介して迅速に排除することができます。最後に、持久力運動中にイソロイシン、ロイシン、またはバリンの摂取量を増やすことを検討する必要があります。持久力アスリートのパフォーマンスの向上は、BCAAが高度訓練または高熱でのトレーニング。高タンパク摂取または身体的ストレス、大量の窒素形でアンモニア（NH3）はタンパク質分解の結果として生成されます。これは、高濃度で神経毒性効果があり、たとえば、肝性脳症。この条件潜在的に可逆的です脳不適切に起因する機能障害解毒肝臓の機能。最も重要なことは、イソロイシンとロイシンが毒性の分解を増加させる可能性があることですアンモニア筋肉内-アスリートにとって大きなメリット。肝臓では、アルギニンとオルニチンはこのタスクを実行します。科学的研究は、管理 10〜20グラムのBCAA ストレス精神を遅らせることができます疲労。しかし、分枝鎖アミノ酸という証拠はまだありませんつながるパフォーマンスを向上させます。同様に、運動への適応の改善は実証されていません。

ストレス誘発性運動の状況におけるイソロイシン

怪我、病気、手術などの身体的および運動的ストレスが増加すると、体はタンパク質を分解する速度が増加します。イソロイシンが豊富な食品の摂取量を増やすと、これを打ち消すことができます。タンパク質異化作用は、イソロイシンがインスリンレベルを急速に上昇させ、細胞へのアミノ酸の取り込みを促進し、タンパク質の蓄積を刺激することによって停止されます。タンパク質の同化作用は、新しい体組織の形成または治癒にとって重要です傷感染症への耐性を高めるために。最後に、イソロイシンは新陳代謝と体の防御を調節するのに役立ちます。このようにして、重要な筋肉機能は、増加した身体的ストレスの間にサポートすることができます。

病気や食事に含まれるイソロイシン

急性期または回復期の患者は、必須アミノ酸。高品質のタンパク質の摂取がしばしば不十分であり、食物摂取が制限されているため、特にイソロイシン、ロイシン、およびバリンの摂取を増やすことが推奨されます。 BCAAは回復期–回復を加速することができます。イソロイシンの特定の利点は、次の条件で発生します。

肝硬変
肝性脳症
統合失調症
フェニルケトン尿症（PKU）
ジストニア症候群

Coma hepaticumは、肝性脳症の最も重篤な形態であり、ステージ4であり、肝臓の不十分な解毒機能に起因する可逆的な脳機能障害です。中枢神経系の神経損傷は、とりわけ、痛みの刺激（昏睡）に反応しない無意識、筋肉反射の消滅、および屈曲および伸展姿勢を伴う筋肉の硬直をもたらします。肝臓の機能低下はインスリン過剰を引き起こし、イソロイシンを含むアミノ酸の筋肉への輸送を増加させます。その結果、血中のイソロイシン濃度が低下します。 BCAAと必須アミノ酸のトリプトファンは血液中で同じ輸送システムを使用しているため、同じ担体タンパク質であるトリプトファンは、血清イソロイシンレベルが低いために多くの遊離担体を占有し、血液脳関門に向かって輸送されます。L-トリプトファンは、血液脳関門で他の5つのアミノ酸と競合して、脳–すなわちBCAAと芳香族アミノ酸のフェニルアラニンとチロシン。脳内のトリプトファンが過剰であるため、ストレスホルモンであるエピネフリンやノルエピネフリンなどのカテコールアミンの前駆体であるフェニルアラニンも、チロシンとBCAAに加えて置換されます。最後に、トリプトファンは血液脳関門を妨げられることなく通過できます。フェニルアラニン置換のため、脳内の交感神経の活性化は見られず、副腎髄質でのカテコールアミン合成が制限されます。中枢神経系では、トリプトファンはセロトニンに変換されます。セロトニンは、中枢神経系、腸神経系、心臓血管系、および血液の組織ホルモンまたは神経伝達物質として機能します。トリプトファンのレベルが上がると、最終的にセロトニンの生成が増えます。肝機能障害の場合、過剰な量のセロトニンを分解することができず、ひどい倦怠感や意識不明にさえつながります。イソロイシンの摂取量の増加は、血液中および血液脳関門の両方でのトリプトファン置換のメカニズムおよび脳の栄養液へのトリプトファン取り込みの阻害を介して、セロトニンの産生の増加を防ぎます。このようにして、イソロイシンは肝性昏睡の発生を打ち消します。血中のチロシン、BCAAのレベルを下げることにより、イソロイシンは、統合失調症などのオルソモレキュラー精神医学で使用できます。チロシンは、カテコールアミングループの中枢神経系の神経伝達物質であるドーパミンの前駆体です。特定の脳領域におけるドーパミンの過度の高濃度は、中枢神経の過興奮を引き起こし、自我障害、思考障害、妄想、運動不穏状態、社会的撤退、感情的貧困および意志の弱さなどの統合失調症の症状に関連しています。イソロイシン、ロイシン、バリンもフェニルケトン尿症（PKU）の治療に特定の利点を提供することができます。 PKUは、アミノ酸のフェニルアラニンを分解できない先天性代謝障害です。罹患した個人では、フェニルアラニンが生体内に蓄積し、神経損傷を引き起こし、その後てんかんを伴う重度の精神発達障害、つまり自然発生的な発作を引き起こす可能性があります。血清イソロイシンレベルが高いと、血中のタンパク質を輸送するためのフェニルアラニンの結合と血液脳関門でのその濃度が低下し、脳へのフェニルアラニンの取り込みが減少します。したがって、BCAAの助けを借りて、異常に高いフェニルアラニン濃度は、血液と脳の両方で正常化することができます。さらに、分岐鎖アミノ酸の助けを借りて、いわゆるジストニア症候群（遅発性ジスキネジア）を持つ人々にとって利点があります。この障害は、とりわけ、顔の筋肉の不随意運動、例えば、舌からのけいれん性の突出、食道のけいれん、頭のけいれん性のリクライニング、および体幹と四肢の過伸展、斜頸、ならびに意識を維持しながら、首と肩甲帯の領域でのねじれのような動き。たんぱく質の供給が不十分であるか、主にイソロイシンの少ない食品を摂取することが多い食事療法に敏感な人は、BCAAの必要性が高まっています。イソロイシン、ロイシン、バリンの摂取量は、体が長期的に肝臓や筋肉などのタンパク質の蓄えを利用しないように、最終的には増やす必要があります。筋肉のタンパク質損失は、代謝的に活性な筋肉組織の減少につながります。ダイエット中の人が筋肉量を失うほど、基礎代謝率が低下し、体が消費するカロリーがますます少なくなります。最終的に、食事療法は筋肉組織を保存することを目的とするか、運動を通じてそれを増やすことさえ目的とすべきです。同時に、体脂肪の割合を減らす必要があります。食事中、BCAAはタンパク質の分解を防ぎ、基礎代謝率の低下を防ぎ、脂肪の分解を増加させるのに役立ちます。免疫防御はおおむね維持されています。アリゾナ州立大学での新しい研究は、分岐鎖アミノ酸を多く含む食事が基礎代謝率を毎日90キロカロリー増加させる可能性があることを示唆しています。

非必須アミノ酸合成の開始ビルディングブロックとしてのイソロイシン

アミノ酸が新たに形成される反応は、アミノ基転移と呼ばれます。この過程で、イソロイシンなどのアミノ酸のアミノ基（NH2）は、アラニンまたはアスパラギン酸は、アルファ-ケト酸、通常はアルファ-ケトグルタル酸に変換されます。したがって、α-ケトグルタル酸はアクセプター分子です。アミノ基転移反応の生成物は、次のようなアルファケト酸です。ピルビン酸塩またはオキサロ酢酸、および非必須アミノ酸のグルタミン酸またはグルタミン酸塩、それぞれ。トランスアミノ化が行われるために、特別酵素必要です–いわゆるトランスアミナーゼ。 XNUMXつの最も重要なトランスアミナーゼは次のとおりです。アラニンアミノトランスフェラーゼ（ALAT）、別名グルタミン酸塩ピルビン酸塩トランスアミナーゼ（GPT）、およびアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（ASAT）、別名グルタミン酸塩オキサロ酢酸トランスアミナーゼ（GOT）。前者はの変換を触媒しますアラニンおよびα-ケトグルタル酸からピルビン酸塩とグルタメート。 ASATは、アスパラギン酸とα-ケトグルタル酸をオキサロ酢酸とグルタメートに変換します。すべてのトランスアミナーゼの補酵素はビタミンB6誘導体ピリドキサールですリン酸塩（PLP）。 PLPは緩くバインドされています酵素最適なトランスアミナーゼ活性に不可欠です。アミノ基転移反応は肝臓や他の臓器に局在しています。アルファアミノの転送窒素グルタメートの形成を伴うトランスアミナーゼによるイソロイシンからα-ケト酸への変換は筋肉で起こります。グルタミン酸は、アミノ窒素代謝の「ハブ」と見なされています。それはアミノ酸の形成、変換および分解において重要な役割を果たします。グルタメートは、プロリン、オルニチン、およびグルタミン。後者は、血液中の窒素輸送、タンパク質生合成、および腎臓 NH4の形で。主要な興奮性物質をグルタミン酸神経伝達物質中央に神経系。特定のグルタミン酸受容体に結合するため、イオンチャネルを制御できます。特に、グルタミン酸はの透過性を高めますカルシウム筋肉の重要な前提条件であるイオン収縮。グルタミン酸は、カルボキシル基を分解することによってガンマアミノ酪酸（GABA）に変換されます–脱炭酸。 GABAは生体に属しますアミン類そして最も重要な抑制性です神経伝達物質中央の灰白質で神経系。それはニューロンを抑制します小脳.