stringtranslate.com

α-Кетоизокапроновая кислота

α-Кетоизокапроновая кислота ( α-KIC ), также известная как 4-метил-2-оксовалериановая кислота , и ее сопряженное основание и карбоксилат , α-кетоизокапроат , являются метаболическими промежуточными продуктами в метаболическом пути L -лейцина . [2] Лейцин является незаменимой аминокислотой , и ее распад имеет решающее значение для многих биологических функций. [3] α-KIC вырабатывается на одном из первых этапов пути аминотрансферазой аминокислот с разветвленной цепью путем переноса амина L-лейцина на альфа-кетоглутарат и замены этого амина кетоном . Распад L-лейцина в мышцах до этого соединения позволяет также вырабатывать аминокислоты аланин и глутамат . В печени α-KIC может быть преобразован в огромное количество соединений в зависимости от присутствующих ферментов и кофакторов , включая холестерин , ацетил-КоА , изовалерил-КоА и другие биологические молекулы. Изовалерил-КоА является основным соединением, синтезируемым из ɑ-KIC. [2] [4] [5] α-KIC является ключевым метаболитом, присутствующим в моче людей с болезнью кленового сиропа , наряду с другими аминокислотами с разветвленной цепью . [6] Производные α-KIC были изучены на людях на предмет их способности улучшать физическую работоспособность во время анаэробных упражнений в качестве дополнительного моста между краткосрочными и долгосрочными добавками для упражнений. Эти исследования показывают, что α-KIC не достигает этой цели без других эргогенных добавок, присутствующих также. [7] α-KIC также, как было замечено, уменьшает повреждение скелетных мышц после эксцентрически смещенных упражнений с отягощениями у людей, которые обычно не выполняют эти упражнения. [8]

Биологическая активность

Добавки

α-KIC изучался как пищевая добавка для помощи в выполнении напряженной физической активности. Исследования показали, что прием ɑ-KIC и его производных перед острой физической активностью привел к увеличению мышечной работы на 10%, а также к снижению мышечной усталости на ранней стадии физической активности. [7] При приеме с другими добавками в течение двухнедельного периода, такими как бета-гидрокси бета-метилбутират (HMB), участники сообщили о задержке наступления мышечной болезненности , а также о других положительных эффектах, таких как увеличение мышечной массы. [8] Важно отметить, что исследования также показали, что ɑ-KIC, принимаемый отдельно, не оказал существенного положительного влияния на физическую работоспособность, поэтому его следует принимать в сочетании с другими эргогенными веществами. [9] ɑ-KIC недоступен в качестве добавки сам по себе, но его декарбоксилированная форма HMB доступна в капсулах или порошке с кальциевой солью. [2]

Приложения

Биохимические последствия α-KIC в значительной степени связаны с другими биохимическими путями . Было отмечено, что синтез белка , регенерация скелетных мышц и протеолиз скелетных мышц изменяются при приеме ɑ-KIC. Не так много исследований посвящено конкретным механизмам, участвующим в этих процессах, но есть заметная корреляция между приемом ɑ-KIC и увеличением синтеза белка скелетных мышц, регенерации и протеолиза. [2]

Токсичность

Многочисленные исследования продемонстрировали, что не наблюдалось никаких побочных эффектов у людей и животных, принимавших α-KIC или HMB. [10] [11]

У пациентов с болезнью кленового сиропа , которые не способны метаболизировать разветвленные цепочечные альфа-кетокислоты, α-KIC считается одним из ключевых медиаторов нейротоксичности. [12]

Медицинское применение

Альфа-кетокислоты с разветвленной цепью, такие как α-KIC, в высоких концентрациях обнаруживаются в моче людей, страдающих болезнью мочи с запахом кленового сиропа. Это заболевание вызвано частичным дефицитом дегидрогеназы альфа-кетокислот с разветвленной цепью , что приводит к накоплению альфа-кетокислот с разветвленной цепью, включая α-KIC и HMB. [13] Эти кетокислоты накапливаются в печени , [2] [4] [5] и поскольку может вырабатываться ограниченное количество изовалерил-КоА, эти кетокислоты должны выводиться с мочой в виде α-KIC, HMB и многих других подобных кетокислот . Обострения у людей, страдающих этим заболеванием, вызваны неправильным питанием. [6] Симптомы болезни кленового сиропа включают сладковатый запах мочи, раздражительность , летаргию и в серьезных случаях отек мозга, апноэ , кому или дыхательную недостаточность . [13] [6] Лечение включает снижение потребления лейцина и специальную диету для восполнения недостатка потребления лейцина. [6]

Метаболизм лейцина

Ссылки

  1. ^ CID 70 из PubChem
  2. ^ abcde Wilson, Jacob M.; Fitschen, Peter J.; Campbell, Bill; Wilson, Gabriel J.; Zanchi, Nelo; Taylor, Lem; Wilborn, Colin; Kalman, Douglas S.; Stout, Jeffrey R.; Hoffman, Jay R.; Ziegenfuss, Tim N.; Lopez, Hector L.; Kreider, Richard B.; Smith-Ryan, Abbie E.; Antonio, Jose (2 февраля 2013 г.). "Позиция Международного общества спортивного питания: бета-гидрокси-бета-метилбутират (HMB)". Журнал Международного общества спортивного питания . 10 (1): 6. doi : 10.1186/1550-2783-10-6 . PMC  3568064. PMID  23374455 .
  3. ^ «Лейцин».
  4. ^ аб Занчи, Нело Эйди; Герлингер-Ромеро, Фредерико; Гимарайнш-Феррейра, Лукас; де Сикейра Фильо, Мариу Алвес; Фелитти, Витор; Лира, Фабио Сантос; Зееландер, Марилия; Ланча, Антонио Герберт (апрель 2011 г.). «Добавка HMB: эффекты и механизмы действия, связанные с клиническими и спортивными результатами». Аминокислоты . 40 (4): 1015–1025. дои : 10.1007/s00726-010-0678-0. PMID  20607321. S2CID  11120110.
  5. ^ ab Kohlmeier, M (май 2015). «Лейцин». Метаболизм питательных веществ: структуры, функции и гены (2-е изд.). Academic Press. стр. 385–388. ISBN 978-0-12-387784-0.
  6. ^ abcd Штраус, Кевин А.; Пуффенбергер, Эрик Г.; Карсон, Винсент Дж. (1993). «Болезнь кленового сиропа в моче». GeneReviews . Вашингтонский университет, Сиэтл.
  7. ^ ab Стивенс, Брюс Р. (2013). «Обзор глицин-аргинин-альфа-кетоизокапроновой кислоты (GAKIC) в спортивном питании». Питание и улучшение спортивных результатов . стр. 433–438. doi :10.1016/B978-0-12-396454-0.00044-8. ISBN 978-0-12-396454-0.
  8. ^ ab Someren, Ken A. van; Edwards, Adam J.; Howatson, Glyn (1 августа 2005 г.). «Добавки с β-гидрокси-β-метилбутиратом (HMB) и α-кетоизокапроновой кислотой (KIC) уменьшают признаки и симптомы повреждения мышц, вызванного физическими упражнениями у человека». Международный журнал спортивного питания и метаболизма упражнений . 15 (4): 413–424. doi :10.1123/ijsnem.15.4.413. PMID  16286672.
  9. ^ Ярроу, Джошуа Ф.; Парр, Джеффри Дж.; Уайт, Лесли Дж.; Борса, Пол А.; Стивенс, Брюс Р. (декабрь 2007 г.). «Влияние краткосрочного приема альфа-кетоизокапроновой кислоты на производительность упражнений: рандомизированное контролируемое исследование». Журнал Международного общества спортивного питания . 4 (1): 2. doi : 10.1186/1550-2783-4-2 . PMC 2042499. PMID  17908285 . 
  10. ^ Nissen, S.; Sharp, RL; Panton, L.; Vukovich, M.; Trappe, S.; Fuller, JC (1 августа 2000 г.). «Добавки β-гидрокси-β-метилбутирата (HMB) для людей безопасны и могут снижать факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний». Журнал питания . 130 (8): 1937–1945. doi : 10.1093/jn/130.8.1937 . PMID  10917905.
  11. ^ Baxter, JH; Carlos, JL; Thurmond, J.; Rehani, RN; Bultman, J.; Frost, D. (декабрь 2005 г.). «Диетическая токсичность β-гидрокси-β-метилбутирата кальция (CaHMB)». Food and Chemical Toxicology . 43 (12): 1731–1741. doi :10.1016/j.fct.2005.05.016. PMID  16006030.
  12. ^ Зиннанти, Уильям Дж.; Лазович, Елена (2012). «Прерывание механизмов повреждения мозга в модели энцефалопатии, вызванной кленовым сиропом мочи». Журнал наследственных метаболических заболеваний . 35 (1): 71–79. doi :10.1007/s10545-011-9333-5. PMID  21541722. S2CID  1253267.
  13. ^ ab Strauss, Kevin A.; Wardley, Bridget; Robinson, Donna; Hendrickson, Christine; Rider, Nicholas L.; Puffenberger, Erik G.; Shelmer, Diana; Moser, Ann B.; Morton, D. Holmes (апрель 2010 г.). «Классическая болезнь мочи с кленовым сиропом и развитие мозга: принципы управления и разработки формулы». Молекулярная генетика и метаболизм . 99 (4): 333–345. doi :10.1016/j.ymgme.2009.12.007. PMC 3671925. PMID  20061171 . 
  14. ^ ab Wilson JM, Fitschen PJ, Campbell B, Wilson GJ, Zanchi N, Taylor L, Wilborn C, Kalman DS, Stout JR, Hoffman JR, Ziegenfuss TN, Lopez HL, Kreider RB, Smith-Ryan AE, Antonio J (февраль 2013 г.). "Международное общество спортивного питания. Позиция: бета-гидрокси-бета-метилбутират (HMB)". Журнал Международного общества спортивного питания . 10 (1): 6. doi : 10.1186/1550-2783-10-6 . PMC 3568064. PMID  23374455 . 
  15. ^ ab Kohlmeier M (май 2015). «Лейцин». Метаболизм питательных веществ: структуры, функции и гены (2-е изд.). Academic Press. стр. 385–388. ISBN 978-0-12-387784-0. Получено 6 июня 2016 г. . Энергетическое топливо: в конечном итоге большая часть Leu расщепляется, обеспечивая около 6,0 ккал/г. Около 60% потребленного Leu окисляется в течение нескольких часов... Кетогенез: значительная часть (40% от потребленной дозы) преобразуется в ацетил-КоА и тем самым способствует синтезу кетонов, стероидов, жирных кислот и других соединений
    Рисунок 8.57: Метаболизм L-лейцина