Az arginin

Az arginin (L-arginin) nem esszenciális aminosav, mivel egy egészséges felnőtt szervezet képes a de novo szintézisére, valamint napi átlagos 2500 kcal-s étrend mellett kb. 3-6g L-arginint viszünk be a szervezetünkbe (OÉTI, 2013/04/SZT0006).

  • Magas arginin-tartalmú élelmiszerek a húsok, különböző magvak, szójabab, tojás, tej, gabonafélék.
  • A diétás bevitel is napi 1-5g, ennek kb. 30-44%-a kerül az ileumból és a jejunumból a splanchnicus (gyomor-bél csatorna, hasnyálmirigy, máj és lép) keringésbe, a maradék kb. 56-70% a bélhámsejtek által katabolizálódik, ill. a széklettel távozik (Wagner, 2002).

Az L-arginin szintézise

Az L-arginin szintézisének fő helye a vese (kb. 60%), és kismértékű L-arginin szintézis az endotélsejtekben és makrofágokban is folyik.

  • A májban is jelentős L-arginin termelés folyik, de az ott jelenlévő nagyfokú argináz-hatás miatt az L-arginin nagy része metabolizálódik, így nem kerül a keringésbe (Wagner, 2002).
  • Az argináz bontja az urea-ciklusban az arginint ornitinre és karbamidra (urea).

A teljes szervezet arginin-utánpótlása a bélben található glutamináz révén indul, ez glutaminsavat képez a glutaminból (az emésztésből és a keringésből érkezőből is), majd szemialdehiden át ornitin ill. citrullin keletkezik.

  • A citrullin a véráramon keresztül különböző szövetekbe jut el, amelyek közül a vesében képződik a legnagyobb mennyiségben arginin, ez a véren keresztül eljut az arginint felhasználó szövetekhez (Hrabák, 2011).

  • Az ornitin a máj- (és vese-) sejtekben működő urea-ciklus (ornitin-ciklus) során alakul át argininné (Wunderlich és Szarka, 2014), de az így szintetizált arginin nagy része az argináz hatás miatt nem kerül ki a ciklusból.

Vese

A vese a vékonybélből a keringésbe jutott L-citrullin kb. 83%-át veszi fel a proximális tubulusokon keresztül, majd az argininoszukcinát szintetáz (AS) segítségével (L-aszpartát beépítésével) argininoszukcinátot képez, melyet az argininoszukcinát liáz (AL) alakít át L-argininná fumarát termelődése mellett (arginin-citrullin ciklus vagy citrullin-NO ciklus), ami szinte teljes mennyiségben a keringésbe jut (Kuhlmann és Kopple, 1990; Morris, 1992; Reyes és munkatársai, 1994), mivel a vesében az argináz aktivitás (az urea-ciklus) elkülönül az L-arginin bioszintézis fő helyétől (Levillain és munkatársai, 1990).

  • A citrullin fő forrása a vékonybél, ahol az izom aminosav-katabolizmusból származó glutamin, és a felszívódott glutamin és glutaminsav alakul át citrullinná, így az arginin szintézis nagyrészt a "vékonybél-vese tengely" működés eredménye (Reyes és munkatársai, 1994; Wu és Morris, 1998).

Máj

A máj a keringésből az L-citrullin kevesebb, mint 0,25%-át veszi fel, mivel nincs rá szüksége két ok miatt:

  • egyrészt azért, mert valójában a szervezet számára történő arginin-szintézis a májnak nem funkciója, a citrullin-arginin-citrullin átalakulás maga az urea-ckilus, amely a májban nagyon intenzíven működik, és nem kerül belőle arginin a keringésbe,
  • Az argináz-aktivitás kb. 50-100-szor nagyobb a májban, mint a vesében (Reyes és munkatársai, 1994).

  • másrészt azért, mert a táplálkozással bevitt (a splanchnicus keringésbe jutott) L-argininnek csak egy kis része kerüli el a májat, és azt, hogy az ott működő urea-ciklusban hasznosuljon (Castillo és munkatársai, 1993; Boger és munkatársai, 2004).

Az L-arginin élettani szerepe

Nemcsak a fehérjék szintézisében vesz részt, de jelentős szerepe van az urea, kreatin(in), NO, agmatin, poliaminok, glutaminsav (L-glu), ill. a prolin (L-pro) termelődésében is.

Az L-arginin főként kationos aminotranszporter segítségével jut a sejtekbe, ahol fiziológiásan sokféle módon metabolizálódhat. E folyamatok két kulcsenzime a NO szintetáz (NOS), ill. az argináz.

  • A NOS az L-arginin átalakulását katalizálja L-citrulliné NO képződésével (bővebben itt).

  • Az argináz enzim az L-arginint L-ornitinné és ureává hidrolizálja (urea-ciklus).

Szerepe van a nitrogén-egyensúly fenntartásában (izomanyagcsere, fehérjelebomlási termékek eliminációja), az értónus szabályozásában, a trombociták és fehérvérsejtek kitapadásának befolyásolásában, az immunrendszer szabályozásában, a neurotranszmisszióban, a kollagénszintézisben, de növeli a spermiumok számát és mobilitását, emeli a tímusz (csecsemőmirigy) limfocitaszámát, segíti a tumorfelismerést és a szervezet tumorok elleni válaszát is. Ezen kívül különböző hormonok (inzulin, katekolaminok, kortikoszteron, glukagon, növekedési hormon, prolaktin, szomatosztatin) elválasztásán keresztül is hat (Wagner, 2002).

Protein-szintézis

Az L-arginin-nek szerepe van az RNS-szintézisben, és következményesen a sejt- és szövetnövekedésben, ill. a sejtdifferenciálódásban is.

  • Az L-arginin (arginil-tRNS formájában) a fehérjeszintézis közvetlen prekurzora, emellett aktiválja a vázizomban az mTOR útvonalat, ezáltal fokozza a fehérjeszintézist és az egész test növekedését újszülött korban (Yao és munkatársai, 2008).

Az mTOR és az aminosavak

A táplálékkiegészítő gyártók és forgalmazók állhatatos munkájának köszönhetően számtalan forrásban lehet találkozni azzal az "evidenciával", hogy az aminosavak (elsősorban az arginin és az egyik BCAA, a leucin) aktiválják az mTOR-t.

A valóságot ez egy kicsit elhajlítva képezi le. Az mTORC1 komplex aktivitás szabályzásban kiemelkedő jelentősége van a komplex lizoszómális lokalizációjának is, amelyet a különböző aminosavak koncentráció viszonyai, a sejtek aminosav ellátottsága határoz meg. Amennyiben előbbiek mennyisége nem elégséges (elsősorban az arginin és a leucin mennyisége alacsony), akkor az mTORC1 komplex a RAG fehérjéken keresztül nem kapcsolódik a lizoszómák külső felszínéhez, és ebben az esetben az Rheb aktiválódása ellenére sem történik meg az mTOR kináz, ill. az mTORC1 komplex aktivációja (Panchaud és munkatársai, 2013; Puertollano, 2014).

  • Az aminosavak (arginin és leucin) a RAG GTPázokon keresztül hatnak az mTORC1 aktivációjára (Kim és munkatársai, 2008; Sancak és munkatársai, 2008; Binda és munkatársai, 2009).
  • Bár ide tartozik, de a glutamin a lizoszomális transzlokációt, és ezáltal az mTORC1 aktivációját RAG-független módon (az ARF1-en keresztül) segíti elő (Shimobayashi és Hall, 2015).

Bővebben az mTOR aktivációjáról itt.

Vagyis az aminosavak feltételként, és nem indikátorként szerepelnek a folyamatban, mert az Rheb (megfelelő szignálokra történő) aktivációja nélkül hiába van jelen bármelyik aminosav, az mTOR nem aktiválódhat, mivel nem hatnak Rheb-re. Önmagukban az aminosavak nem elegendőek az mTORC1 aktiválásához (Sancak és munkatársai, 2008; Shimobayashi és Hall, 2015).

  • Persze, ha olyan kutatási környezetet hozunk létre, amelyben a feltételek közül csak az aminosav hiányzik, akkor láss csodát, az aminosav adásának hatására aktiválódik az mTOR is, milyen érdekes.

Az argininnek jelentős szerepe van azonban a fehérjék lebomlásában is, a proteinek N-terminális szakaszán található aszpartáthoz vagy glutamáthoz poszt-transzlációsan kapcsolódva segíti az ubikvitin-függő proteolitikus aktivitást (Wu és Morris, 1998).

Arginin homeosztázis

Mivel a vesében az L-arginin a glomerulusokon átszűrődik, és majdnem teljes mennyiségben visszaszívódik a proximális tubulusokban (Reyes és munkatársai, 1994), egészséges emberben az L-arginin nem ürül ki, hanem felhasználódik, a plazmából a sejtek felveszik és felhasználják (ahogy tudják).

  • Az endogén teremelődő az összes éppen keringő L-argininnak mindössze 5-15 %-át teszi ki.

Az L-arginin szintje a plazmában nem és kor szerint eltérő, fiatal férfiakban: 81,6 ± 7,3 µmol/L, idős férfiakban: 113,7 ± 19,8 µmol/L, fiatal nőkben: 72,4 ± 6,7 µmol/L és idős nőkben: 88 ± 7,8 µmol/L (Moller és munkatársai, 1979).

Az L-arginin becsült in vivo, de novo szintézise kb. 16 µmol/kg/h, és konstans (Castillo és munkatársai, 1994).

Az L-arginin felezési ideje az orális beviteltől számítva 1,5-2 óra (Bode-Böger és munkatársai, 1994), míg a keringésben 1,06 óra (Wu és munkatársai, 2007).

Az L-arginin fiziológiás körülmények között

Az L-arginin felhasználása Moller és munkatársai, 1979; Castillo és munkatársai, 1994; ill. Wu és munkatársai, 2007 alapján.

Egy egészséges, fiatal, 80 kg-os férfit alapul véve az L-arginin szintézise konstans 16x80 µmol, azaz 1280 µmol óránként (Castillo és munkatársai, 1994). A plazmaszint felfele kerekítve 90 µmol/L, az 3 liter plazmával számolva 270 µmol L-arginint jelent a keringésben, ahol a felezési ideje kicsivel több, mint 1 óra (1,06 Wu és munkatársai szerint).

  • Vagyis a szervezet fiziológiás körülmények között a keringésből 135 µmol L-arginint vesz fel óránként, miközben ennek majdnem a 10x-esét szintetizálja. Ha számításba vesszük, hogy valójában szinte csak a vese termelése számít (ami 60%), akkor is jelentős tartalékkal rendelkezik egy egészséges, kiegyensúlyozottan táplálkozó szervezet. Erre jön a táplálkozással bevitt napi 3-6g (de diétában is 1-5g) L-arginin, amelynek ugyan a biológiai hasznosulása csak 30-44% (Wagner, 2002).

Feltételezve, hogy egy diéta sem a koplalásról szól, középértéken számolva 3g orális bevitelből 37% kerülhet a keringésbe, vagyis 1,11g. Mivel 1 mol L-arginin 174,2g, az 1,11g az 6371 µmol L-arginint jelent a keringésben. Ez nagyjából 5 óra endogén termelésnek felel meg. Ehhez hozzájön pl. még 3g táplálékkiegészítőből, és gyakorlatilag az egyébként is túltermelő endogén termelés majdnem felét még egyszer bevittük.

  • Csakhogy a vérben feleslegben lévő arginin (mint bármely más aminosav) a citrátkörben energiaszolgáltatásra használódik fel, vagy ha arra sincs szükség, akkor szénhidrát vagy zsír formájában tárolódik, így a nagyobb bevitelnek haszna nincs, főleg, hogy jelentős része fel sem szívódik, csak pl. puffadást, hasmenést, hányingert és egyéb emésztőrendszeri panaszokat okoz.

Tehát a szervezetnek bőven van tartaléka a "normális" módon megnövekedő argininigény kielégítésére.

Az L-arginin patofiziológiás körülmények között

L-arginin pótlására bizonyos kórállapotokban lehet szükség (pl. szív- és érrendszeri betegségek, gyulladásos betegségek, impotencia, daganatos betegségek, diabetes, stb.), de betegen nem ötletszerűen, marketing szöveg alapján kell táplálékkiegészítőt venni, hanem orvoshoz kell fordulni.

  • Pl. ilyen állapot, ha a NO termelés intenzív, mert ekkor a szubsztrátigény is megnő. Ezt csak részben fedezi az arginin-"recikláló" rendszer, amely a NOS-reakció egyik végtermékéből, a citrullinból aszparaginsavval, ATP terhére a fél urea-ciklus révén újratermeli az arginint.

Az L-arginin táplálékkiegészítő

A marketing szerint az L-arginin:

Az orális L-arginin kiegészítés (10 g) nem növelte a NO szintézist vagy az izom véráramát, továbbá nem növelte a vázizomfehérjék szintézisét sem nyugalomban, sem rezisztencia edzés után (Tang és munkatársai, 2011).

  • Az L-arginin plazmakoncentrációja ugyan 300%-kal nőtt, de semmilyen hatása nem volt a vázizomfehérjék vagy a NO szintézisére, ill. a véráramot sem fokozta.

A 6g-os orális L-Arginin kiegészítés nem tudta javítani az izom regenerációját és nem stimulálta a NO szintézis növekedését (Alvares és munkatársai, 2012).

Az orális L-arginin bevitel elhanyagolható GH növekedést eredményezett az edzés által kiváltotthoz képest, ráadásul az edzés előtti adagolása (7g) elnyomta a GH edzés által kiváltott szekrécióját is (Collier és munkatársai, 2006).

Ezek az eredmények ellentmondásosnak tűnhetnek néhány korábbi kutatás alapján, azonban a korábbi, az arginin pozitív hatásait eredményező munkát vagy éhgyomri állapotban és/vagy az arginin intravénás infúzióval történő beadásával végezték.

Egészséges felnőttekben az L-arginin infúzió (1g percenként, 30 percig) növeli a vérátáramlást és a szívfrekvenciát (Geiger és munkatársai, 1997). A jelenség mechanizmusáért egyrészt az endogénen elválasztott inzulint teszik felelőssé, másrészt az "arginin paradox" jelenséget (Wagner, 2002).

  • Viszont ezek a hatások az L-arginin intravénás bejuttatása esetén alakultak ki, az orális adagolás nem hozott hasonló eredményt, amely az alacsonyabb plazmakoncentráció elérésével magyarázható (Beleznai, 2012).
  • A szakirodalom szerint a napi 1-6g mennyiséget jól tolerálja az egészséges szervezet. Egyes tanulmányok napi 20g körüli L-arginin mennyiséget határoznak meg biztonságos beviteli szintnek, azonban ezek a tanulmányok az egészséges emberekre nézve kevés résztvevővel és rövid ideig folytak, így ezek nem tekinthetőek releváns hivatkozásoknak (OÉTI, 2013/04/SZT0006).

Az L-arginin-nek szerepe van a nitrogén-egyensúly fenntartásában (fehérjelebomlási termékek eliminációja, izomanyagcsere), de nem antikatabolikus, sőt, jelentős szerepe van a fehérjék lebomlásában is (Wu és Morris, 1998).

Viszont az inzulinszintet (aminosav lévén) tényleg emeli, ami a vércukorszint esését eredményezi. Ebben a környezetben a GH szerepe metabolikus (a vércukorszint emelése) és nem anabolikus (IGF-1 expresszió).

  • Másrészről az inzulin éppen fokozza a zsírtárolás sebességét, míg a GH a lipolízist, a zsírsav mobilizálását fokozza (és nem a zsírégetést, azaz a felhasználást).
  • Egyáltalán nem garantált, hogy a mobilizált zsírt a vérből a szervezet sejtjei fel is használják, minden további nélkül visszatárolásra kerülhet a zsírsejtekbe (ugynazzal a mechanizmussal, mint amivel eredetileg is tárolásra került), ha az oxidációjára nem volt szükség.

Az L-arginin kiegészítés valós hatása

Minthogy az arginin inzulinelválasztást vált ki, a szénhidrátfelvétel nélküli argininbevitel (lásd: szedjük éhgyomorra) a hypoglykaemia lehetőségével fenyeget. Ezért az arginin glukagonelválasztást is kivált, amely hatás glükózt mobilizál a májból a vércukorszint fenntartásáért (ezt a hatást fokozza a növekvő GH-szint is ebben a környezetben). Mindez pozitívan hathat az energia rendelkezésre állására és az állóképességre. Ez az egyetlen, egészséges sportolókat is érintő hatása.

A citrullin-malát táplálékkiegészítő

Látszólag érdemes lehet a citrullin bevitelét emelni táplálékkiegészítővel, hiszen a vese arginin termelésének, ill. arginin-"recikláló" rendszernek is az előanyaga.

A táplálékkiegészítő-ipar bevétele szempontjából mindenképpen érdemes, de valójában felesleges, keletkezik elég citrullin a NO szintézis során, ill. közvetve (glutamin, glutaminsav útján) a táplálkozásból.

De nem csak felesleges, akár káros is lehet.

Ismertté vált, hogy a citrullin sokkal "immunogénebb", mint az arginin, vagyis, ha a szöveti fehérjékben több citrullin van (citrullináció), akkor nagyobb eséllyel termelődik ellene autoimmun ellenanyag, amely a szervezet saját szöveteivel, szerveivel is szembe fordul, aminek többféle lépésen keresztül autoimmun gyulladás lehet az eredménye (pl. reumatoid arthritis).

Forrás: Dr. Szekanecz Zoltán reumatológus, belgyógyász, klinikai immunológus és allergológus, tanszékvezető egyetemi tanár, Reumatológia Tanszék, Belgyógyászati Klinika, Debreceni Egyetem (2010)

A malát

A malát (C4H4O5-2) az E számmal (E296) is rendelkező almasav (C4H6O5) észtere. Az almasav dikarbonsav, amelyet minden élő szervezet előállít, hozzájárul a gyümölcsök savanyú ízéhez, és élelmiszer-adalékanyagként is használják (savanyúságot szabályozó adalékanyag).

Az almasav észterének, a malátnak fontos szerepe van a szervezetben (pl. citromsavciklus, malát-aszpartát inga), de nem szorul kiegészítésre, mivel az emberi szervezet naponta kb. 1 kg-ot alakít át.

  • A táplálékkiegészítők is (már ahol korrekten fel van tüntetve) malic-acidot tartalmaznak (C4H6O5), ami az almasav, és nem a malát (és adagonként mintegy 1,5g-ot).
Kapcsolat: natstrength@gmail.com