Lysine: functies

volgend absorptie, lysine wordt geïntroduceerd in de hepatocyten (lever cellen) van de lever via transport eiwitten. De lever is van het grootste belang voor het intermediaire metabolisme van eiwitten en aminozuren - vergelijkbaar met koolhydraten en lipiden. Omdat de lever is anatomisch gelegen tussen de darm en inferieur vena Cava, is het in staat om in te grijpen in de aminozuurhomeostase en de aminozuurtoevoer naar perifere organen en weefsels te reguleren, onafhankelijk van de voedselopname. Alle reacties van het aminozuurmetabolisme kunnen plaatsvinden in hepatocyten. De belangrijkste focus ligt op eiwitbiosynthese (vorming van nieuw eiwit), die continu plaatsvindt op de ribosomen van het ruwe endoplasmatisch reticulum (rER) van elke cel. Ongeveer 20% van de aminozuren opgenomen worden gebruikt voor eiwitvorming. De snelheid van synthese wordt verhoogd na een hoge eiwitinname. Lysine is nodig voor de vorming van de volgende eiwitten:

structuur- eiwitten, zoals collageen, dat een onderdeel is van celmembranen en de huid, bot en bindweefsel in kraakbeen, pezen en ligamenten de nodige mechanische stabiliteit.
Contractiel eiwitten - actine en myosine zorgen voor de mobiliteit van de spieren.
Enzymen, hormonen - controle van het metabolisme.
Ionenkanalen en transporteiwitten in celmembranen - doorgang van hydrofoob en lipofiel moleculenrespectievelijk via het biologische celmembraan.
Plasma-eiwitten - eiwitten die stoffen tussen weefsels en organen in het bloed transporteren, zoals lipoproteïnen (transport van lipiden), hemoglobine (transport van zuurstof), transferrine (transport van ijzer) en retinol-bindend eiwit (transport van vitamine A); Naast het transport van stoffen in het bloed, is het plasma-eiwit albumine ook verantwoordelijk voor het handhaven van de oncotische druk
Bloedstollingsfactoren, zoals fibrinogeen en trombine, die betrokken zijn bij zowel extrinsieke als intrinsieke bloedstolling, evenals bij beschermende en afweerreacties van het organisme
immunoglobulinen or antilichamen - bescherming en verdediging tegen vreemde stoffen.

Naast eiwitbiosynthese is lysine essentieel voor de volgende processen:

Verknoping van collageen vezels in de vorm van hydroxylysine.
Vorming van biogene aminen
Synthese van L-carnitine

Hydroxylering van lysine gedurende collageen biosynthese Na eiwitbiosynthese van mRNA - posttranslationeel - individueel aminozuren geïntegreerd in het eiwit kan enzymatisch en niet-enzymatisch worden gemodificeerd. Dergelijke structurele modificaties beïnvloeden de functionele eigenschappen van de eiwitten. Van bijzonder belang is de posttranslationele wijziging van lysine en proline in fibroblasten van bindweefsel Na de biosynthese van individuele collageenpolypeptideketens aan de ribosomen van de rER, deze komen het lumen van de ER van de fibroblasten binnen - cellen van de bindweefsel Daar zijn enkele lysine- of prolineresiduen van het collageen moleculen worden gemodificeerd door hydroxygenasen. Hydroxygenases vertegenwoordigen enzymen met een tweewaardige ijzer atoom in de actieve plaats, die een hydroxylgroep (OH) aan hun substraten binden, in dit geval lysine of proline. Deze OH-groep is vrij cruciaal voor de functionaliteit van collageen als structureel eiwit. Parallel met de hydroxylatiereacties worden drie collageenpolypeptideketens samengevoegd in het lumen van het ER door de vorming van waterstof bindingen en disulfidebindingen, resulterend in een driestrengs helixmolecuul - drievoudige helix - genaamd procollageen. Elke collageen of drievoudige helix kan uit 600 tot 3,000 bestaan aminozuren, afhankelijk van het type collageen. Vervolgens wordt het procollageen, dat gedeeltelijk gehydroxyleerde lysine- en prolineresiduen bevat, van het ER naar het Golgi-apparaat van de fibroblasten getransporteerd. In het Golgi-apparaat, suiker residuen, zoals glucose en galactose, zijn gehecht aan het collageen hydroxylysine. Binding vindt plaats tussen de OH-groep van de hydroxylysine en de OH-groep van de suiker Met eliminatie of water - O-glycosidebinding. Als resultaat van deze O-glycosylering worden glycoproteïnen gevormd, die helpen bij het opvouwen van eiwitten of de stabiliteit van collageen verhogen. De hydroxylering van proline tot hydroxyproline leidt voornamelijk tot grotere treksterkte sterkte en stabiliteit van de collageen drievoudige helix Procollageen wordt opgenomen in secretoire blaasjes van het Golgi-apparaat, getransporteerd naar de celmembraan van een fibroblast en vrijgegeven in de extracellulaire ruimte door exocytose (fusie van de blaasjes met het membraan). Vervolgens individuele collageen met drie strengen moleculen assembleren tot collageenfibrillen (fibrillogenese). In een volgende stap vindt covalente verknoping van collageenfibrillen plaats met de vorming van collageenvezels, waarbij verknoping optreedt bij specifieke lysine- en hydroxylysineresiduen. Per definitie worden alleen tripelhelische moleculen van de extracellulaire matrix collagenen genoemd. Momenteel zijn er 28 collageentypes bekend (type I tot XXVIII), die tot specifieke collageenfamilies behoren, zoals fibrillaire collageen, reticulaire collageen of kralenkoord. Afhankelijk van het collageentype zijn meer of minder lysine- of prolineresiduen in gehydroxyleerde toestand aanwezig. Zo is in het basismembraan van cellen meer dan 60% van de lysinemoleculen gemodificeerd. Tot 12% hiervan is gebonden koolhydraten. in kraakbeen, is ongeveer 60% van de lysineresiduen ook gehydroxyleerd. Slechts een klein deel hiervan (4%) wordt mee samengewoond koolhydraten. in huid en bot, is slechts 20% van de lysineresiduen aanwezig in de vorm van hydroxylysine. De koolhydraatfractie is met 0.4% verwaarloosbaar. Voor de hydroxylering van lysine en proline kan de aanwezigheid van vitamine C (ascorbinezuur) is essentieel. Vitamine C beïnvloedt de activiteit van hydroxygenase, die alleen optimaal kan werken als het ijzer atoom is in de tweewaardige toestand. Diverse oxidatiemiddelen, zoals fluor, zuurstof, waterstof peroxide en zijn adducten zijn in staat elektronen te verwijderen uit het sporenelement ijzer Zo wordt ijzer snel omgezet van zijn tweewaardige (Fe2 +) naar zijn driewaardige vorm (Fe3 +), wat resulteert in een verslechtering van de hydroxygenase-activiteit. Vitamine C gaat dit tegen. Als reductiemiddel handhaaft ascorbinezuur de tweewaardige toestand van het ijzeratoom van hydroxygenase. Door elektronen over te dragen, reduceert het Fe3 + tot Fe2 +. Gebrek aan vitamine C zou dat wel doen leiden op deficiënte hydroxylering van collagene lysine en proline, wat resulteert in de vorming van beschadigde collageenmoleculen die hun structurele eiwitfunctie niet kunnen vervullen. Bijgevolg lijden patiënten met de vitamine C-deficiëntieziekte scheurbuik vaak aan symptomen als gevolg van de gebrekkige biosynthese van collageen. Deze omvatten arme wond genezen, huid problemen en ontstekingen evenals bloeding, spierverspilling, gewrichtsontsteking, kwetsbaar bloed schepen en bot pijn vanwege bloeding onder het periosteum (subperiostale bloeding). Bovendien stimuleert vitamine C gen expressie voor de biosynthese van collageen en is belangrijk voor zowel de noodzakelijke exocytose van procollageen van de fibroblast naar de extracellulaire matrix (extracellulaire matrix, intercellulaire substantie, ECM, ECM) als voor de verknoping van collageenfibrillen. Vorming van biogeen aminen Onder vele andere aminozuren zuren, lysine dient als een synthesevoorloper van biogene aminen. In het geval van lysine levert splitsing van de carboxylgroep - decarboxylering - het biogene amine cadaverine op, dat ook de naam 1,5-diaminopentaan draagt. Net als alle andere biogene aminen, kadaverine reageert als een base door de aanwezigheid van de aminogroep (NH2). Als protonenacceptor kan het dus protonen (H +) opnemen bij lage of zure pH-waarden en zo de pH-waarde verhogen. Omdat cadaverine wordt geproduceerd tijdens de vertering van bacteriële eiwitten (verrotting) en een basiskarakter heeft, wordt het biogene amine ook wel een rottingsbasis genoemd. Cadaverinesynthese uit lysine wordt vergemakkelijkt door de darm bacteriën, met name door hun enzymen, decarboxylasen. Deze vereisen voor de splitsing van de carboxylgroep (CO2) - pyridoxal fosfaat (PLP) en vitamine B6, respectievelijk. PLP speelt dus de rol van een co-enzym en mag niet ontbreken bij de decarboxylering van amino zuren tot biogeen aminen Biogene aminen vertegenwoordigen de voorlopers (synthesevoorlopers) van de volgende verbindingen.

alkaloïden
hormonen
Co-enzymen - de biogene aminen beta-alanine en cysteamine zijn componenten van co-enzym A, dat dient als een universele zender van acylgroepen in het intermediaire metabolisme
vitaminen - bètaalanine is een essentieel onderdeel van vitamine B5 (pantotheenzuur propanolamine vertegenwoordigt een bouwsteen van vitamine B12 (cobalamine).
fosfolipiden - ethanolamine is nodig voor de vorming van respectievelijk fosfatidylethanolamine en -serine, een stollingsmiddel en een trombokinase-achtige stof.

Sommige vrije biogene aminen kunnen zelfs zelf fysiologische effecten uitoefenen. Bijvoorbeeld gamma-aminoboterzuur (GABA), dat wordt geproduceerd uit glutamaat en histamine en serotonine functioneren als neurotransmitters - chemische boodschappers - in het centrum zenuwstelsel Synthese van L-carnitine en zijn betrokkenheid bij cellulair metabolisme Het menselijk lichaam kan zelf L-carnitine produceren uit het aminozuur zuren lysine en methionine Orale inname van lysine resulteert in een significante verhoging van de carnitinespiegels in het plasma. Bijvoorbeeld na een single dosis van 5 g lysine, de plasmaspiegel van carnitine verzesvoudigd over een periode van 72 uur. Voor carnitinesynthese, die plaatsvindt in de lever, nieren en hersenen, de essentiële cofactoren vitamine C, vitamine B3 (niacine), vitamine B6 (pyridoxine) en ijzer moet naast lysine en in voldoende hoeveelheden beschikbaar zijn methionine L-carnitine is een van nature voorkomende vitamine-achtige stof die bij betrokken is energiemetabolisme en speelt een sleutelrol bij de regulering van Vet metabolisme L-carnitine is betrokken bij het transport van lange ketens vetzuren (C12 tot C22) over het binnenste mitochondriale membraan en zorgt voor de bèta-oxidatie (afbraak van verzadigde vetzuren) die plaatsvindt in de mitochondriale matrix. Terwijl lange keten verzadigd vetzuren kunnen gemakkelijk het buitenste mitochondriale membraan passeren, ze hebben L-carnitine nodig als transportmolecuul om ook het binnenste mitochondriale membraan te passeren. Aan het buitenste mitochondriale membraan worden de vetzuurresten, de acylgroepen, geactiveerd door een ATP-afhankelijke binding met co-enzym A - acyl-co-enzym A wordt gevormd. Deze activering is essentieel omdat vetzuren zijn relatief inert en kunnen alleen reacties aangaan in de vorm van acyl-CoA. Vervolgens wordt, ook aan het buitenste mitochondriale membraan, het vetzuurresidu overgebracht van co-enzym A naar carnitine onder invloed van carnitinepalmitoyltransferase I (CPT I), ook bekend als carnitine-acyltransferase I. Het resulterende acylcarnitine wordt vervolgens omgezet in carnitine. . Het resulterende acylcarnitine wordt nu door een C-acylcarnitine-translocase naar het binnenste van het mitochondrion getransporteerd. Daar draagt carnitinepalmitoyl of acyltransferase II het acylresidu over van carnitine naar CoA, zodat acyl-CoA weer aanwezig is. Het L-carnitine dat bij dit proces vrijkomt, wordt door de translocase teruggevoerd naar het cytosol van de cel in de antipoort met acyl-carnitine. Het resulterende acyl-CoA blijft in de mitochondriale matrix en is nu klaar voor afbraak. Beta-oxidatie, oftewel de afbraak van geactiveerde vetzuren, vindt stapsgewijs plaats in een zich herhalende reeks van 4 afzonderlijke reacties. De producten van een enkele reeks van de 4 afzonderlijke reacties bevatten een vetzuurmolecuul dat twee is carbon atomen korter in de vorm van acyl-CoA en een acetylrest gebonden aan co-enzym A, dat is samengesteld uit de twee afgesplitste C-atomen van het vetzuur. Het vetzuur, dat twee C-atomen kleiner is, keert terug naar de eerste stap van bèta-oxidatie en ondergaat opnieuw een verkorting. Deze reactiesequentie wordt herhaald totdat twee acetyl-CoA-moleculen aan het einde overblijven. Acetyl-CoA stroomt in de citraatcyclus voor verder katabolisme. Daar wordt energie geproduceerd in de vorm van GTP (guanosinetrifosfaat), reductie-equivalenten (NADH, FADH2) en carbon dioxide. NADH2 en FADH2 leveren de nodige elektronen voor de daaropvolgende mitochondriale ademhalingsketen. Het resultaat van de ademhalingsketen is weer de productie van energie, dit keer in de vorm van ATP (adenosine trifosfaat), dat essentieel is als energiebron voor basale, energieverbruikende processen in het organisme. Het is bijvoorbeeld nodig voor de synthese van organische moleculen, actief massa transport over biomembranen en spieren contracties Acetyl-CoA kan ook worden gebruikt voor de synthese van ketonlichamen of vetzuren. Zowel vetzuren als de ketonlichamen acetoacetaat, aceton en beta-hydroxybutyraat (BHB) vertegenwoordigen belangrijke energieleveranciers voor het lichaam. Ketonlichamen worden gevormd in de mitochondria van de hepatocyten (levercellen), vooral tijdens perioden van verminderde inname van koolhydraten, bijvoorbeeld tijdens vastend diëten, en dienen als energiebron voor de centrale zenuwstelsel Bij het metabolisme van honger, de hersenen kan tot 80% van zijn energie uit ketonlichamen halen.Het voldoen aan de energievraag van ketonlichamen tijdens dieetbeperkingen dient om te besparen glucose Als substraat van carnitinepalmitoyltransferase is carnitine betrokken bij de regulatie van het koolhydraatmetabolisme naast Vet metabolisme Voldoende hoge carnitineplasmaspiegels zijn een voorwaarde voor een optimale reactiesnelheid van CPT, die vooral actief is onder fysieke omstandigheden. spanning en ontvangt de vetzuren die vrijkomen uit de vetdepots bij de mitochondria van energiebehoevende cellen en stelt ze beschikbaar voor L-carnitine. Aangezien carnitine-acyltransferase I acylresiduen van acyl-CoA naar carnitine overbrengt, neemt de pool van vrij co-enzym A in de mitochondriale matrix toe. Het vrije CoA komt nu in glycolyse (koolhydraatafbraak), waarbij het monosaccharide (eenvoudig suiker) glucose geleidelijk afgebroken tot pyruvaat - pyrodruivenzuur. Voor verder katabolisme van pyruvaatwordt het vrije CoA overgebracht naar een acetylresidu om acetyl-CoA te vormen, dat wordt gebruikt om energie te leveren. Omdat pyrodruivenzuur continu wordt omgezet in acetyl-CoA door de aanwezigheid van ongebonden CoA, is het alleen in lage concentraties aanwezig. Als melk geven (melkzuur) hoopt zich op in spierweefsel tijdens intensieve inspanning als gevolg van anaërobe omstandigheden, wordt melkzuur gemetaboliseerd pyruvaat door concentratie verschillen. Overmaat dus melk geven wordt afgebroken en de pool van pyruvaat wordt gehandhaafd, die op zijn beurt oxidatief wordt gedecarboxyleerd tot acetyl-CoA door de werking van pyruvaat dehydrogenase in de mitochondriale matrix. Bovendien, als gevolg van melk geven katabolisme, wordt een daling van de pH in spiervezels voorkomen, waardoor vroegtijdige behandeling wordt voorkomen 피로 Andere effecten van L-carnitine:

Cardioprotectief effect - carnitine verbetert de prestaties van de hart- spier in hartfalen (onvermogen van het hart om de hoeveelheid bloed vereist door het lichaam als dat nodig is).
Lipidenverlagend effect - carnitine verlaagt de plasmatriglycerideniveaus.
Immunostimulerend effect - carnitine kan de functie van T en B verbeteren lymfocyten, evenals macrofagen en neutrofielen.

Beperkingen in de beschikbaarheid van L-carnitine, hetzij als gevolg van onvoldoende inname of lage plasmaspiegels van lysine en methionine, leiden tot verstoringen in energiemetabolisme Lage concentraties carnitine, vanwege de dragerfunctie, verminderen zowel de doorgang van vetzuren met lange ketens door het binnenste mitochondriale membraan als de afbraak van vetzuren in de mitochondriale matrix. Als gevolg van de accumulatie van niet-bruikbare acyl-CoA-esters met lange ketens in het cytosol van cellen en de gebrekkige bèta-oxidatie, lijdt de ATP-toevoer en daarmee de energietoevoer van de cellen. Dit heeft vooral invloed op de hartspier, die afhankelijk is van de afbraak van vetzuren als de belangrijkste bron van energieproductie vanwege de lage opslag van glycogeen - opslagvorm van glucose. Het energietekort veroorzaakt door carnitinedeficiëntie leidt tot verstoringen van de bloedsomloop die aanzienlijk verminderen zuurstof transport naar de hart- Dit vergroot de kans op lijden angina pectoris symptomen, die worden gekenmerkt door a brandend, tranen of krampen in de hart- regio. De mismatch tussen zuurstof vraag en zuurstoftoevoer resulteert in myocardischemie (onvoldoende zuurstof aan de myocard), wat niet zelden de trigger is voor een hartinfarct (hartaanval Ten slotte speelt voldoende beschikbaarheid van L-carnitine een belangrijke rol bij de preventie en therapie van stofwisselingsstoornissen bij slecht doorbloede mensen myocard Carnitinedeficiënties hebben ook invloed op het metabolisme van eiwitten en koolhydraten. Vanwege het verminderde gebruik van vetzuren bij carnitinedeficiëntie, moet in toenemende mate een beroep worden gedaan op andere substraten om de energievoorziening op peil te houden. We hebben het over glucose en eiwitten. Glucose wordt in toenemende mate getransporteerd van de bloed in de cellen wanneer energie nodig is, waardoor het plasma ontstaat concentratie laten vallen. Hypoglykemie (verlaagde bloedglucosespiegel) is het resultaat. Een gebrekkige synthese van acetyl-CoA uit vetzuren veroorzaakt beperkingen in gluconeogenese (nieuwe glucosevorming) en ketogenese (vorming van ketonlichamen) in de hepatocyten van de lever. Ketonlichamen zijn vooral belangrijk in het hongermetabolisme, waar ze dienen als energiebron voor de centrale zenuwstelselTot de energierijke substraten behoren ook eiwitten. Wanneer vetzuren niet kunnen worden gebruikt om ATP te verkrijgen, is er sprake van verhoogde eiwitafbraak in spieren en andere weefsels, met verstrekkende gevolgen voor de fysieke prestaties en de immuunsysteem.

L-carnitine in de sport

Carnitine wordt vaak aanbevolen als aanvullen aan die personen die lichaamsvetvermindering door oefening zoeken en dieet In deze context wordt gezegd dat L-carnitine leiden tot verhoogde oxidatie (brandend) van vetzuren met lange ketens. Daarnaast wordt verwacht dat de inname van carnitine toeneemt uithoudingsvermogen prestaties en versnellen regeneratie na intensieve training. Studies hebben aangetoond dat een verhoogde inname van carnitine met voedsel alleen leidt tot een prestatieverhoging of een afname van het lichaamsgewicht via het stimuleren van de vetafbraak als er eerder een verminderde L-carnitine was. concentratie in de spiervezels, hetzij als gevolg van onvoldoende opname, toegenomen verliezen of genetisch of anderszins veroorzaakte beperkingen in de carnitinesynthese. Bovendien komt suppletie met L-carnitine ook ten goede aan personen met lichaamsvetverlies die regelmatig deelnemen uithoudingsvermogen lichaamsbeweging en mensen met een verhoogde energiebehoefte. De reden hiervoor is de mobilisatie van triglyceriden uit de vetopslagplaatsen, die tijdens aëroob worden verhoogd uithoudingsvermogen zowel sporten als tijdens energietekort. De afbraak van vetzuren in vetweefsel en het daaropvolgende transport van vrije vetzuren in de bloedbaan naar de energiebehoevende myocyten (spiercellen), is een essentiële voorwaarde voor de effectiviteit van L-carnitine. In de mitochondria van de spiercellen kan carnitine eindelijk zijn functie vervullen en de vrije vetzuren beschikbaar maken voor bèta-oxidatie door ze naar de mitochondriale matrix te transporteren. Bijgevolg zijn voldoende hoge plasmaspiegels van carnitine belangrijk om het prioritaire gebruik van vetzuren te verzekeren als de belangrijkste energieleveranciers van skeletspieren in rust, in de postabsorptieve fase, tijdens uithongering en tijdens langdurige uithoudingsoefeningen, en zo om overtollig gebruik te verliezen lichaamsvet. Door voornamelijk gebruik te maken van vetzuren heeft L-carnitine een eiwitsparende werking bij katabole aandoeningen, zoals duurtraining of verhongering. Het biedt bescherming tegen belangrijke enzymen, hormonen, immunoglobulinen, plasma, transport, structurele, bloedstolling en contractiele eiwitten van spierweefsel. L-carnitine behoudt dus zijn prestaties en heeft immunostimulerende effecten. Dat ontdekten onder meer wetenschappers van de University of Connecticut in de VS. Inname van L-carnitine verbetert de gemiddelde uithoudingsprestaties aanzienlijk en resulteert in sneller herstel na zware lichamelijke inspanning. Deze effecten zijn vermoedelijk te wijten aan de goede energievoorziening van de cellen door L-carnitine, wat resulteert in een verhoogde doorbloeding en verbeterde zuurstoftoevoer naar de spieren. Bovendien leidt een voldoende hoge L-carnitine-concentratie in het bloed van gezonde recreatieve sporters tot significant lagere aanmaak van vrije radicalen, minder spierpijn en minder spierschade na inspanning. Deze effecten kunnen worden verklaard door de verhoogde afbraak van lactaat, dat zich ophoopt tijdens intensieve training als gevolg van zuurstofgebrek. Drinken van cafeïnehoudende dranken, zoals koffie, thee, cacao or energiedranken, kan oxidatieve vetzuurafbraak in de mitochondriën ondersteunen en bijdragen aan de vermindering van lichaamsvet. Cafeïne remt de activiteit van het enzym fosfodiësterase, dat de afbraak van cAMP - cyclisch katalyseert adenosine monofosfaat. Er is dus een voldoende hoge concentratie cAMP beschikbaar in de cellen. cAMP wordt geactiveerd lipase, wat leidt tot lipolyse - splitsing van triglyceriden - in vetweefsel. Dit wordt gevolgd door een toename van vrije vetzuren in vetweefsel, hun verwijdering in plasma naar de lever of spieren met behulp van het transporteiwit albumine, en daaropvolgende cellulaire bèta-oxidatie. Het is al langer bekend dat het verbruik van koffie voorafgaand aan duurtraining heeft voordelen voor vetverlies. Echter, koffie moet worden vermeden vóór langdurige uithoudingsoefening. Vanwege het diuretisch effect, cafeïne bevordert het vochtverlies via de nieren, wat bij duursporters sowieso toeneemt. Atletisch actieve mensen moeten letten op een hoge lysine-inname om de carnitineplasmaspiegels op een hoog niveau te houden. Evenzo regelmatige inname van methionine, vitamine C, vitamine B3 (niacine), vitamine B6 (pyridoxine) en ijzer mag niet worden genegeerd om voldoende endogene carnitinesynthese te garanderen. Tijdens lichamelijke inspanning of in een staat van uithongering gaat L-carnitine onvermijdelijk verloren uit de spier en neemt de uitscheiding van L-carnitine-esters in de urine toe. De verliezen nemen toe naarmate er meer vrije vetzuren (FFS) uit vetweefsel aan de spier worden aangeboden. Bijgevolg is er een verhoogde behoefte aan L-carnitine voor personen die sporten of dieet veel. De verliezen kunnen worden gecompenseerd door een verhoogde endogene synthese uit lysine, methionine en de andere essentiële cofactoren, evenals door een verhoogde carnitine-opname via de voeding. L-carnitine wordt voornamelijk via vlees opgenomen. Rijk aan carnitine is rood vlees, vooral schapen- en lamsvlees. In tegenstelling tot atletisch actieve mensen leidt een verhoogde carnitine-inname niet tot verhoogde vetzuuroxidatie bij niet-sporters of lichamelijk inactieve mensen. De reden hiervoor is dat fysieke inactiviteit leidt tot onvoldoende of geen mobilisatie van vetzuren uit de vetopslagplaatsen. Als gevolg hiervan kan noch bèta-oxidatie in de mitochondriën van cellen, noch vermindering van lichaamsvetweefsel optreden. Andere functies van lysine en hun toepassingen.

Versterkend effect op arginine - Door het transport van arginine uit het bloed naar de cellen te vertragen, zorgt lysine voor een verhoogde arginine plasmaconcentratie. Arginine behoort tot de semi-essentiële - voorwaardelijk onmisbare - aminozuren en komt voor in bijna alle eiwitten. Het kan in het organisme worden gesynthetiseerd glutamaat of ornithine, citrulline en aspartaat, en is geïntegreerd in de ornithine cyclus, die gelokaliseerd is in de lever. In de ornithine-cyclus is de splitsing van arginine resulteert in de biosynthese van ureum. Op deze manier kan het ammonia die vrijkomen uit aminozuren kunnen worden ontgift. Bovendien is arginine de enige voorloper van stikstofoxide (NO), dat een cruciale rol speelt bij vasodilatatie en remming van bloedplaatjesaggregatie en adhesie. NO gaat endotheeldisfunctie (verminderde vasculaire functie) en dus atherosclerotische veranderingen tegen. Voldoende hoge argininespiegels in het plasma blijven belangrijk voor STH-secretie. Somatotroop hormoon (STH) staat voor somatotropine, een groeihormoon geproduceerd in de adenohypophysis (anterior hypofyse Het is essentieel voor een normale groei. De productie is vooral uitgesproken tijdens de puberteit. STH treft vooral bijna alle weefsels van het lichaam botten, spieren en lever. Zodra de genetisch bepaalde lichaamsgrootte is bereikt, somatotropine reguleert voornamelijk de spierverhouding massa te dik.
toegenomen absorptie en opslag van calcium in botten en tanden - de inname van lysinerijk voedsel of suppletie met lysine is gunstig voor osteoporose patiënten.
toegenomen absorptie van ijzer - een studie wees uit dat een verhoogde lysine-inname positief werd beïnvloed hemoglobine niveaus bij zwangere vrouwen. Hemoglobine is het ijzerhoudende rode bloedpigment van erytrocyten (rode bloedcellen).
Herpes simplex - Lysine kan helpen bij het genezen van herpesinfecties. Dus een studie van herpes simplex-patiënten die dagelijks 800 tot 1,000 mg lysine kregen tijdens de acute fase van infectie en 500 mg per dag voor onderhoud, resulteerden in een aanzienlijk versnelde genezing. Door sommige experts wordt het gebruik van lysine ook als buitengewoon nuttig bij genitaal beschouwd herpes.
Wondgenezing - als een essentieel onderdeel van collageen, optimaliseert een adequate inname van lysinerijk voedsel de genezing van wonden Lysine, samen met proline in gehydroxyleerde toestand, is verantwoordelijk voor de vorming van collageenvezels door verknoping van collageenfibrillen en voor de stabiliteit van collageenmoleculen.
Atherosclerose (arteriosclerose, verharding van de slagaders) - lysine kan worden gebruikt voor de preventie en behandeling van atherosclerose. Atherosclerose is een arteriële occlusieve aandoening waarbij er afzettingen zijn van bloedvetten, trombi, bindweefsel en calcium in de arteriële of vaatwanden. Lysine voorkomt de afzetting van lipoproteïne (a) - Lp (a) - en maakt het dus ondoeltreffend. L (a) vertegenwoordigt een vet-eiwitcomplex en is structureel vergelijkbaar met LDL (laag dichtheid lipoproteïne), de zogenaamde "slechte cholesterol Omdat Lp (a) een bijzonder "plakkerig" lipoproteïne is, is het verantwoordelijk voor de meeste vetophopingen in de arteriële wand. Ten slotte is Lp (a) een onafhankelijke risicofactor voor atherosclerose en de gevolgen daarvan. Afzonderlijk bevordert Lp (a) trombus (bloedprop) vorming door remming van fibrinesplitsing in het vatlumen via verplaatsing van plasmine. Fibrine is een geactiveerde, verknoopte "lijm" van plasmatische bloedstolling en leidt tot sluiting van wonden via de vorming van een bloedprop Bovendien kan lysine reeds bestaande atherosclerose afbreken gedenkplaat door afgezette Lp (a) en andere lipoproteïnen in de arteriële wand te verwijderen. Studies hebben het belang van lysine bij de behandeling van atherosclerose opgehelderd. Gedurende een periode van 12 maanden kregen 50 mannen en 5 vrouwen in verschillende stadia van de ziekte 450 mg lysine en proline per dag in combinatie met vitaminen, mineralen, sporenelementen en 150 mg cysteïne, L-carnitine en arginine per dag. Na deze 12 maanden onthulde ultrasnelle computertomografie dat de progressie van atherosclerose duidelijk vertraagd of bijna gestopt was. Er werden nauwelijks nieuwe plaques gevormd in de vaatwanden van de patiënten. Bij alle proefpersonen de groeisnelheid van atherosclerotische afzettingen in de kransslagader schepen werd verminderd met gemiddeld 11%. Patiënten in de vroege stadia van de ziekte reageerden significant beter op de therapie Bij deze patiënten is de snelheid van gedenkplaat de groei werd met 50 tot 65% teruggebracht. In één geval de verkalking van de kransslagader schepen werd zelfs teruggedraaid en de ziekte genas. Aangenomen wordt dat de significant verminderde vorming van verdere atherosclerotische afzettingen is gebaseerd op het synergetische effect van alle toegediende vitale stoffen.

Biologische valentie

De biologische eiwitwaarde (BW) betekent de voedingskwaliteit van een eiwit. Het is een maat voor de efficiëntie waarmee een voedingseiwit kan worden omgezet in endogeen eiwit of kan worden gebruikt voor endogene eiwitbiosynthese. De gelijkenis tussen voeding en endogeen eiwit hangt af van de aminozuursamenstelling. Hoe hoger de kwaliteit van een voedingseiwit, hoe meer het lijkt op het lichaamseiwit in zijn aminozuursamenstelling, en hoe minder het moet worden ingenomen om de eiwitbiosynthese te behouden en aan de behoeften van het organisme te voldoen - op voorwaarde dat het lichaam voldoende wordt voorzien van energie in de vorm van koolhydraten en vetten, zodat voedingseiwitten niet worden gebruikt voor energieproductie. Van bijzonder belang zijn de essentiële aminozuren, die belangrijk zijn voor endogene eiwitbiosynthese. Deze moeten allemaal tegelijkertijd aanwezig zijn voor eiwitvorming op de plaats van synthese in de cel. Een intracellulair tekort van slechts één aminozuur zou de synthese van het eiwit in kwestie tot stilstand brengen, waardoor de afbraak van de reeds opgebouwde submoleculen nodig zou zijn. Het essentiële aminozuur dat als eerste de endogene eiwitbiosynthese beperkt vanwege de onvoldoende concentratie in voedingseiwitten, wordt het eerste beperkende aminozuur genoemd. Lysine is het eerste beperkende aminozuur in eiwitten, vooral in glutelines en prolamines van tarwe, rogge, rijst en maïs, evenals in lijnzaad- en raapzaadproteïne. Om de biologische waarde van eiwitten te bepalen, ontwikkelden de twee voedingsonderzoekers Kofranyi en Jekat in 1964 een speciale methode. Volgens deze methode is voor elk testeiwit de hoeveelheid voldoende om de evenwicht of stikstof balans wordt bepaald - bepaling van het N-saldo minimum. De referentiewaarde is eiwit van hele eieren, waarvan de biologische waarde willekeurig is vastgesteld op 100 of 1-100%. Van alle individuele eiwitten heeft het de hoogste BW. Als een eiwit door het lichaam minder efficiënt wordt gebruikt dan ei-eiwit, is de BW van dit eiwit lager dan 100. Eiwitten uit dierlijk voedsel hebben een hogere BW dan eiwitten uit plantaardige bronnen vanwege hun meer vergelijkbare aminozuursamenstelling als lichaamseiwit. Dierlijk eiwit voldoet daardoor over het algemeen beter aan de behoeften van de mens. Zo heeft varkensvlees een BW van 85, terwijl rijst een BW van slechts 66 heeft. Door slim verschillende eiwitdragers te combineren kunnen voedingsmiddelen met een lage biologische waarde worden versterkt. Dit staat bekend als het complementaire effect van verschillende eiwitten. Cornflakes hebben bijvoorbeeld een zeer lage BW omdat ze slechts kleine hoeveelheden van het essentiële aminozuur lysine bevatten. Ze zijn bijna waardeloos als eiwitleveranciers. Ze mengen met melkverhoogt echter aanzienlijk de BW van het cornflakes-eiwit, aangezien de eiwitfracties van melk, zoals caseïne en lactatalbumine, overvloedig lysine bevatten en daarom van hoge biologische waarde zijn. Met behulp van het suppletie-effect van individuele eiwitten is het mogelijk om een BW te bereiken die hoger is dan die van heelei-eiwit. Het grootste suppletie-effect wordt bereikt door 36% heel ei te combineren met 64% aardappeleiwit, wat een BW van 136 oplevert.

Afbraak van lysine

Lysine en andere aminozuren kunnen in principe in alle cellen en organen van het organisme worden gemetaboliseerd en afgebroken. De enzymsystemen voor katabolisme van de essentiële aminozuren worden voornamelijk aangetroffen in hepatocyten (levercellen). Tijdens de afbraak van lysine, ammonia (NH3) en een alfa-ketozuur komen vrij. Enerzijds kunnen alfa-ketozuren direct worden gebruikt voor energieproductie. Aan de andere kant, aangezien lysine ketogeen van aard is, dienen ze als een precursor voor de synthese van acetyl-CoA. Acetyl-CoA is een essentieel uitgangsproduct van lipogenese (vetzuurbiosynthese), maar kan ook worden gebruikt voor ketogenese - synthese van ketonlichamen. Van acetyl-CoA wordt het ketonlichaam acetoacetaat gevormd via verschillende tussenstappen, waaruit de andere twee ketonlichamen aceton en beta-hydroxybutyraat worden gevormd. Zowel vetzuren als ketonlichamen zijn belangrijke energieleveranciers voor het lichaam. ammonia maakt de synthese van niet-essentiële aminozuren, purines, porfyrines, plasmaproteïnen en proteïnen ter verdediging van infecties. Omdat NH3 in vrije vorm zelfs in zeer kleine hoeveelheden neurotoxisch is, moet het worden gefixeerd en uitgescheiden. Ammoniak kan door remming ernstige celbeschadiging veroorzaken energiemetabolisme en pH-verschuivingen. Ammoniakfixatie vindt plaats via een glutamaat dehydrogenase reactie. Bij dit proces wordt ammoniak die in extrahepatische weefsels vrijkomt, overgebracht naar alfa-ketoglutaraat, waarbij glutamaat wordt geproduceerd. De overdracht van een tweede aminogroep naar glutamaat resulteert in de vorming van glutamine. Het proces van glutamine synthese dient als voorlopige ammoniak ontgifting. Glutamine, die voornamelijk wordt gevormd in de hersenen, transporteert het gebonden en dus onschadelijke NH3 naar de lever. Andere vormen van transport van ammoniak naar de lever zijn asparaginezuur (aspartaat) en alanine Dit laatste aminozuur wordt gevormd door binding van ammoniak aan pyruvaat in de spieren. In de lever komt ammoniak vrij uit glutamine, glutamaat, alanine en aspartaat. NH3 wordt nu voor de laatste keer in de hepatocyten (levercellen) geïntroduceerd ontgifting met carbamyl-fosfaat synthetiseren in ureum biosynthese. Twee ammoniakmoleculen vormen een molecuul van ureum, die niet giftig is en via de nieren in de urine wordt uitgescheiden. Via de vorming van ureum kunnen dagelijks 1-2 mol ammoniak worden geëlimineerd. De mate van ureumsynthese is onderhevig aan de invloed van dieet, vooral de eiwitinname in termen van kwantiteit en biologische kwaliteit. In een gemiddeld dieet ligt de hoeveelheid ureum in de dagelijkse urine rond de 30 gram. Personen met een handicap nier functie is niet in staat overtollig ureum via de nieren uit te scheiden. Getroffen personen moeten een eiwitarm dieet volgen om verhoogde productie en ophoping van ureum in de nier vanwege de afbraak van aminozuren.