Valine: functies

Valine heeft een aanzienlijke impact op de functies van zenuwen en spieren.

Valine als een essentieel aminozuur in het centrale zenuwstelsel

Valine is essentieel voor het onderhoud van zenuwfuncties. Het aminozuur kan fungeren als een voorloper van neurotransmitters (chemische boodschappers) in het intermediaire metabolisme. Neurotransmitters zijn essentieel voor de overdracht van zenuwimpulsen. Ze verzenden informatie van een zenuwcel naar een ander. Zenuwcellen of neuronen bestaan ​​uit een cellichaam met dendrieten, een axon en terminal synapsen​ Deze laatste vertegenwoordigen de contactpunten tussen individuele zenuwcellen en zijn de locaties van signaaloverdracht. Aan het einde van een axon, zender moleculen worden gevormd en opgeslagen in synaptische blaasjes. Actiepotentialen (elektrische impulsen) die de synaps binnenkomen, veroorzaken de afgifte van neurotransmitters in de synaptische spleet - ruimte tussen de synaps-terminal van een neuron en een dendriet van een ander neuron. Vervolgens binden de chemische boodschappers zich aan de membraanreceptoren van het stroomafwaartse neuron, waardoor processen worden geactiveerd die nodig zijn voor informatieoverdracht.Aminozuren zijn onmisbare componenten voor de synthese van chemische boodschappers. Belangrijke neurotransmitters zijn bijvoorbeeld acetylcholine, serotonine, histamine, glutamaat en glutamine alsmede de catecholamines adrenaline, noradrenaline en dopamine​ Deze vereisen essentiële aminozuren in het bijzonder, zoals methionine, tryptofaan, histidine en BCAA's, als metabolische voorlopers voor hun biosynthese. Naast isoleucine, leucine, alanine, aspartaat en wat aromatisch aminozurenvaline dient ook als een startende bouwsteen voor de synthese van glutamaat of glutaminezuur, een niet-essentieel aminozuur. De reactie waarmee glutamaat wordt gevormd heet transaminatie. In dit proces wordt de aminogroep (NH2) van een aminozuur, zoals valine, alanine or asparaginezuur, wordt overgebracht naar een alfa-ketozuur, meestal alfa-ketoglutaraat. Alfa-ketoglutaraat is dus het acceptormolecuul. De producten van een transaminatiereactie omvatten glutamaat en een alfa-ketozuur, zoals pyruvaat of oxaalacetaat. Om transaminaties te laten plaatsvinden, speciaal enzymen zijn vereist - genaamd transaminasen. De twee belangrijkste transaminasen zijn onder meer alanine aminotransferase (ALAT / ALT), ook bekend als glutamaat pyruvaat transaminase (GPT) en aspartaataminotransferase (ASAT / AST), ook bekend als glutamaatoxaalacetaattransaminase (GOT). De eerste katalyseert de omzetting van alanine en alfa-ketoglutaraat in pyruvaat en glutamaat. ASAT zet aspartaat en alfa-ketoglutaraat om in oxaalacetaat en glutamaat. Co-enzym van alle transaminasen is het vitamine B6-derivaat pyridoxal fosfaat (PLP). PLP is losjes gebonden aan de enzymen en is essentieel voor een optimale transaminase-activiteit. Transaminatiereacties zijn gelokaliseerd in lever en andere organen. De overdracht van alfa-amino stikstof van valine naar een alfa-ketozuur door transaminasen om glutamaat te vormen komt voor in de spier. Glutamaat vertegenwoordigt de dominante prikkel neurotransmitter in het midden zenuwstelsel​ Tegelijkertijd is glutamaat het meest voorkomende onder de vrije mensen aminozuren van de hersenen​ De chemische boodschapper bindt zich aan specifieke glutamaatreceptoren en kan dus vooral ionenkanalen aansturen calcium kanalen. Glutamaterge synapsen en receptoren zijn te vinden in veel gebieden van de hersenen, vooral in de cortex, cerebellum, hippocampus evenals in de amygdala. De laatste twee hersenen gebieden zijn primair verantwoordelijk voor functies die verband houden met leren en geheugen​ Dienovereenkomstig heeft glutamaat het vermogen om ingewikkeld te beïnvloeden concentratie en geheugen processen. Glutaminezuur is een essentieel onderdeel van het fenomeen van langdurige potentiëring, LTP. LTP is een langdurige versterking van synaptische transmissie. Naast andere criteria maakt potentiëring op de lange termijn gecompliceerd leren en geheugen processen. De essentie van glutamaat in het midden zenuwstelsel werd duidelijk aangetoond in een multicenter klinische dubbelblinde studie. 120 adolescenten tussen de 11 en 16 jaar die er last van hadden leren moeilijkheden werden op de proef gesteld. Patiënten in de verumgroep werden gedurende 8 weken behandeld met een glutamaatpreparaat, zij kregen 600 mg driemaal daags gedurende week 1-2, 400 mg driemaal daags gedurende week 3-6 en 200 mg driemaal daags gedurende de week. de laatste twee weken. De adolescenten in de verumgroep vertoonden een significante toename in cerebrale prestaties in tegenstelling tot die in de placebo groep. Verbetering trad op bij de volgende symptomen:

  • Geheugen
  • Concentratiestoornissen
  • Mentale vermoeidheid uitstellen
  • Veerkracht
  • Uithoudingsvermogen
  • Gebrek aan energie
  • Nervositeit
  • Vergeetachtigheid

Op basis van deze positieve resultaten suggereert het dat verdere voordelen kunnen worden behaald door de duur van te verlengen therapie na acht weken. Glutamaat is niet alleen neurotransmitter, maar ook de precursor van de neurotransmitter. Door de carboxylgroep af te splitsen (decarboxylering) kan glutamaat worden omgezet in gamma-aminoboterzuur (GABA). GABA behoort tot het biogeen aminen en is de belangrijkste remmende factor neurotransmitter in de grijze massa van de centrale zenuwstelsel​ Het remt neuronen in de cerebellum​ Bovendien wordt glutamaat beschouwd als de "hub" van amino stikstof metabolisme. Het speelt een sleutelrol bij de vorming, omzetting en afbraak van amino zuren​ Glutamaat is het uitgangssubstraat voor de synthese van proline, ornithine en glutamine​ Dit laatste is een essentieel aminozuur voor stikstof vervoer in de bloed, proteïne biosynthese, en voor de uitscheiding van protonen in de nier in de vorm van NH4. Daarnaast, glutamine is belangrijk voor intestinale mucosale integriteit en immuunsysteem.

Valine als een essentieel aminozuur in het eiwitmetabolisme

Valine, samen met de andere twee vertakte aminozuren zuren isoleucine en leucine, heeft een speciale functie in het eiwitmetabolisme. De BCAA's zijn voornamelijk betrokken bij de opbouw van nieuw weefsel en zijn zeer effectief bij het verbeteren van de eiwitbiosynthese in spier- en lever​ In spierweefsel remt valine de afbraak van eiwitten en bevordert het zowel de instandhouding als de opbouw van spiereiwitten - vooral tijdens inspanning en ziekte. Valine speelt een essentiële rol bij:

  • Kracht- en duursporten
  • STH-afscheiding
  • Spanning
  • Ziekten en voeding

Valine als energieleverancier in kracht- en duursporten

Valine komt de hepatocyten binnen (lever cellen) na absorptie via het portaal ader​ Daar vindt de afbraak van aminozuren plaats. ammonia (NH3) wordt afgesplitst van valine, waardoor een alfa-ketozuur ontstaat. Alpha-keto zuren kan direct worden gebruikt voor energieproductie of dienen als voorloper voor andere stofwisselingsproducten. Omdat valine een glucogeen aminozuur is, kan het alfa-ketozuur worden omgezet in succinyl-co-enzym A. Het tussenproduct van de citraatcyclus succinyl-CoA is een van de noodzakelijke substraten voor gluconeogenese (nieuw glucose vorming) in lever en spieren. Glucose is een koolhydraat, meer bepaald een monosaccharide (eenvoudig suiker). Glucose wordt opgeslagen in de vorm van glycogeen in de lever en spieren. Als er een verhoogde vraag naar energie is, bijvoorbeeld tijdens lichamelijke inspanning, kan glucose uit de opslag worden gemobiliseerd en worden gebruikt voor energieproductie. De erytrocyten (rood bloed cellen) en het niermerg zijn volledig afhankelijk van glucose als energieleverancier. De hersenen slechts gedeeltelijk, omdat het bij het hongermetabolisme tot 80% van de energie uit ketonlichamen kan halen. Wanneer glucose in de spieren wordt afgebroken, wordt ATP (adenosine trifosfaat) wordt gevormd, de belangrijkste energiedrager van de cel. Wanneer het fosfaat bindingen worden hydrolytisch gesplitst door enzymenWordt ADP of AMP gevormd. De energie die daarbij vrijkomt, maakt chemisch, osmotisch of mechanisch werk mogelijk, zoals spieren contracties​ Na verwerking in de lever komt bijna 70% van alle aminozuren het bloed zijn BCAA's. Ze worden snel door de spieren opgenomen. In de eerste drie uur na een eiwitrijke maaltijd worden valine, isoleucine en leucine zijn goed voor ongeveer 50-90% van de totale aminozuuropname van de spieren. Spierweefsel bestaat voor 20% uit eiwit. De BCAA's zijn een onderdeel van deze spieren eiwitten, die in detail de contractiele eiwitten actine, myosine, troponine en tropomyosine, de enzymen van energiemetabolisme, het steigereiwit alfa-actinine en myoglobine​ De laatste, net als de hemoglobine van het bloed, kan absorberen, vervoeren en vrijgeven zuurstof. Op deze manier, myoglobine stelt de langzaam samentrekkende skeletspier in staat om aëroob energie te produceren. Valine bevordert de afgifte van insuline van de bètacellen van de alvleesklier. Bovendien bevatten de aminozuren leucine, isoleucine, arginine en fenylalanine vertonen ook insuline-stimulerende effecten. Hoog insuline concentraties in het bloed versnellen de opname van aminozuren in myocyten - spiercellen. Verhoogd transport van aminozuren naar myocyten leidt tot de volgende processen [1, Kettelhut]:

  • Verhoogde eiwitopbouw in de spieren
  • Snelle afname van de concentratie van het stresshormoon cortisol, wat de spierafbraak bevordert en de opname van aminozuren in spiercellen remt
  • Betere opslag van glycogeen in de myocyten, behoud van spierglycogeen.

Ten slotte resulteert een inname van voedingsmiddelen die rijk zijn aan valine, isoleucine en leucine in een optimale spiergroei en maximaal versneld herstel. Voor de uitsplitsing en conversie van BCAA's, biotine, vitamine B5 (pantotheenzuur) en vitamine B6 (pyridoxine) zijn essentieel. Alleen als gevolg van een voldoende aanbod hiervan vitaminen kunnen de vertakte aminozuren optimaal worden gemetaboliseerd en gebruikt. Een tekort aan vitamine B6 kan dat wel leiden tot een valine-tekort. Verschillende onderzoeken tonen aan dat beide uithoudingsvermogen sport en krachttraining een verhoogde eiwitinname vereisen. Om een ​​positieve stikstof te behouden evenwicht - komt overeen met een weefselheropbouw - de dagelijkse eiwitbehoefte ligt tussen 1.2 en 1.4 gram per kg lichaamsgewicht voor uithoudingsvermogen atleten en 1.7-1.8 g per kg lichaamsgewicht voor sterkte atleten. Gedurende uithoudingsvermogen sport, vooral valine, leucine en isoleucine worden gebruikt voor energieproductie. De toevoer van energie uit deze aminozuren neemt toe wanneer de glycogeenvoorraden in de lever en spieren steeds meer uitgeput raken naarmate de lichamelijke activiteit vordert. De reden hiervoor is dat het organisme in eerste instantie afhankelijk is van glucose voor energieproductie tijdens lichamelijke inspanning. Als er niet langer voldoende glucose beschikbaar is, eiwitten worden afgebroken door de lever en spieren. Ten slotte moeten duursporters voldoende consumeren koolhydraten net zoals eiwitten in de dieet om eiwitafbraak te voorkomen. Sterkte atleten moeten ook zorgen voor een hoge inname van aminozuren met vertakte ketens, vooral vóór de training. Op deze manier valt het organisme niet terug op zijn eigen BCAA's uit de spieren tijdens lichamelijke inspanning en wordt eiwitkatabolisme voorkomen. De levering van BCAA's wordt ook aanbevolen na de training. Valine verhoogt snel de insulinespiegel na het einde van de training, stopt de eiwitafbraak veroorzaakt door eerdere inspanning en zet nieuwe spiergroei in gang. Bovendien zorgen BCAA's voor meer vetverlies. Om valine optimaal te kunnen gebruiken in termen van spieropbouw, dient aandacht te worden besteed aan de opname van hoogwaardige eiwitten met een hoog valinegehalte. Een eiwit is van hoge kwaliteit als het essentiële en niet-essentiële aminozuren in een evenwichtige verhouding. Aan de andere kant speelt het aandeel van het opgenomen voedingseiwit dat in het lichaam wordt vastgehouden om te voldoen aan individuele vereisten voor gedefinieerde fysiologische functies een rol. De gezamenlijke inname van de vertakte aminozuren in de verhouding leucine: isoleucine: valine = 1-2: 1: 1 in combinatie met andere eiwitten wordt ook aanbevolen. Afzonderlijke inname van valine of isoleucine of leucine kan tijdelijk interfereren met de biosynthese van eiwitten voor spieropbouw. Een enkele voorraad BCAA's moet kritisch worden bekeken, vooral daarvoor duurtraining, als gevolg van oxidatie onder spanning en ureum aanval. De afbraak van 1 gram BCAA's levert ongeveer 0.5 gram ureum. Buitensporig ureum concentraties belasten het organisme. Daarom is in verband met de inname van BCAA's een verhoogde vochtinname cruciaal. Met behulp van veel vocht kan het ureum snel via de nieren worden uitgescheiden. Ten slotte moet een verhoogde inname van valine, isoleucine of leucine worden afgewogen tijdens duurtraining. Prestatieverbeteringen voor de duursporter treden alleen op als BCAA's worden gebruikt tijdens hoogte training of trainen op hoog vuur. Als gevolg van een hoge eiwitinname of lichamelijk spanning, grote hoeveelheden stikstof in de vorm van ammonia (NH3) worden geproduceerd als gevolg van eiwitafbraak. Dit heeft bij hogere concentraties een neurotoxisch effect en kan bijvoorbeeld leiden tot hepatische encefalopathie.Deze voorwaarde is een potentieel omkeerbare hersenstoornis die het gevolg is van een ontoereikende lever ontgifting functie. Als BCAA's in de juiste verhoudingen worden ingenomen, kunnen ze hun additief effect uitoefenen en het niveau van vrije giftige stoffen verminderen ammonia in de spieren door verhoogde eiwitbiosynthese (nieuwe eiwitvorming) en verminderde eiwitafbraak - een aanzienlijk voordeel voor de atleet. In de lever, arginine en ornithine houden de ammoniak vast concentratie op een laag niveau. Wetenschappelijke studies hebben dat aangetoond administratie van 10-20 gram BCAA's tijdens inspanning kan mentaal vertragen 피로​ Er is echter nog steeds geen bewijs dat aminozuren met vertakte ketens leiden tot verbeterde prestaties. Evenzo is een verbeterde aanpassing aan lichaamsbeweging niet aangetoond.

BCAA's voor verhoogde STH-secretie

Somatotroop hormoon (STH) staat voor somatotropine, een groeihormoon geproduceerd in de adenohypophysis (anterior hypofyse​ Het wordt in batches uitgescheiden en binnen korte tijd in de lever afgebroken. Vervolgens worden somatomedines (groeifactoren) gesynthetiseerd. STH en somatomedines zijn essentieel voor een normale lengtegroei. Vooral tijdens de puberteit is de productie erg uitgesproken. 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. Groeihormoon wordt vooral in de eerste uren van diepe slaap en in de ochtenduren kort voor het ontwaken uitgescheiden - dagritme. Bovendien treedt een verhoogde STH-productie op als gevolg van energieverbruikende processen, zoals verwondingen, emotioneel spanning, vastend en fysieke training. De redenen hiervoor zijn onder meer lage bloedglucosespiegels tijdens vastend of hoog melk geven niveaus tijdens intensieve training, die de STH-secretie stimuleren. Een toegenomen concentratie of somatotropine in het bloed veroorzaakt nu een verminderde opname van glucose in de cellen, waardoor de bloedglucosespiegel stijgt. Als gevolg hiervan wordt er meer insuline uitgescheiden door de alvleesklier (pancreas). Somatotropine en insuline werken samen. Beide hormonen de transportsnelheid van aminozuren naar de cellen van de spieren en lever verhogen tijdens verhoogde fysieke energiebehoeften en zo de biosynthese van eiwitten en de vorming van nieuw weefsel bevorderen. Verder somatotropine en insuline leiden naar de mobilisatie van gratis vetzuren uit de eigen vetopslagplaatsen van het lichaam, die worden gebruikt voor de productie van energie. Dit verhoogt de afbraak van vet. Om de normale STH-productie te behouden of zelfs te verhogen, een voldoende aanbod van B-complex vitaminen, vooral vitamine B6 (pyridoxine), is belangrijk. Een tekort aan vitamine B6 vermindert de STH-afgifte met wel 50%. Bovendien een pyridoxine tekort heeft een negatieve invloed op de insulinesynthese. De mineralen calcium, magnesium en kalium evenals het sporenelement zink spelen ook een belangrijke rol in het STH-reguleringscircuit. Als resultaat hebben studies een significant lage secretie van groei gevonden hormonen en verminderde vorming van geslachtshormonen bij personen die lijden aan zinktekort​ Verschillende wetenschappelijke studies tonen aan dat suppletie met valine, isoleucine en leucine de toename van STH-secretie veroorzaakt door lichamelijke inspanning licht verhoogde. BCAA's bevorderen dus het anabole of antikatabole eiwitmetabolisme via verhoogde secretie van somatotropine. Het proces van het opbouwen van spiereiwit wordt versneld en vet verbranden wordt gestimuleerd - een welkom effect voor zowel atletisch als dieet-bewuste individuen. Een dergelijk effect werd ook ondersteund door een onderzoek waarin een dagelijkse inname van 14 g aminozuren met vertakte ketens gedurende een periode van 30 dagen resulteerde in een toename van het mager lichaam. massa.

Valine in stressgerelateerde situaties

Tijdens verhoogde fysieke en inspanningsstress, zoals letsel, ziekte en operaties, breekt het lichaam meer eiwitten af. Een verhoogde inname van valine-rijk voedsel kan dit tegengaan. Eiwitkatabolisme wordt gestopt omdat valine het insulinegehalte snel verhoogt, de opname van aminozuren in cellen bevordert en de eiwitopbouw stimuleert. Eiwitanabolisme is belangrijk voor de vorming van nieuw lichaamsweefsel of voor de genezing van wonden en voor het verhogen van de weerstand tegen infecties. Ten slotte helpt valine om het metabolisme en de afweer te reguleren. Op deze manier kunnen belangrijke spierfuncties ondersteund worden bij verhoogde fysieke belasting.

Valine bij ziekten en diëten

Acuut zieke of herstellende patiënten hebben een verhoogde behoefte aan essentiële aminozuren​ Vanwege een vaak ontoereikende inname van hoogwaardige eiwitten en een beperkte inname via de voeding, wordt een verhoogde inname van met name valine, isoleucine en leucine aanbevolen. BCAA's kunnen het herstel (herstel) versnellen. Specifieke voordelen van leucine treden op bij de volgende aandoeningen:

  • fibromyalgie
  • Levercirrose
  • Hepatische encefalopathie
  • Coma lever
  • Schizofrenie
  • Fenylketonurie (PKU)
  • Dystones-syndroom

Fibromyalgie Fibromyalgie is een chronische pijn aandoening met symptomen van het gewrichts- of bewegingsapparaat. Patiënten, vooral vrouwen tussen 25 en 45 jaar, klagen over diffuus pijn van het bewegingsapparaat, vooral bij inspanning, stijfheid, gemakkelijk 피로, concentratieproblemen, niet-herstellende slaap en aanzienlijk verminderde mentale en fysieke prestaties. Een typisch kenmerk van fibromyalgie zijn specifieke drukgevoelige gebieden op het lichaam. Verschillende bewijzen suggereren dat, naast andere factoren, een tekort aan BCAA's een rol speelt bij de ontwikkeling van fibromyalgie​ Omdat BCAA's essentieel zijn voor proteïne en energiemetabolisme in de spier, te laag BCAA concentraties leiden tot een spier-energietekort, wat de oorzaak kan zijn van fibromyalgie​ Bovendien kunnen significant verlaagde serumspiegels van valine, isoleucine en leucine worden waargenomen bij getroffen personen. Dienovereenkomstig kunnen aminozuren met vertakte ketens de pathogenese van fibromyalgie tegengaan en de behandeling van deze ziekte gunstig beïnvloeden. Levercirrose, hepatische encefalopathie en coma levercirrose is het eindstadium van chronische leverziekte en ontwikkelt zich over een periode van jaren tot decennia. Patiënten vertonen een verstoorde structuur van leverweefsel met nodulaire veranderingen en overmatige vorming van bindweefsel - fibrose - als gevolg van progressief weefselverlies. Uiteindelijk treden circulatiestoornissen op, met als gevolg het onvermogen van portaal ader (vena portae) bloed uit de ongepaarde buikorganen om correct naar de lever te worden afgeleverd. Het bloed hoopt zich dus op bij het leverportaal (Portale hypertensie/Portale hypertensie; Portale hypertensie). Patiënten met levercirrose breken lichaamseigen eiwitten af, vooral spieren massa, sneller dan gezonde individuen. Ondanks de hogere behoefte mogen ze niet teveel proteïne bij de voeding binnenkrijgen, aangezien hun cirrotische lever de giftige ammoniak (NH3) geproduceerd door de eiwitafbraak via de ureumcyclus slechts in beperkte mate kan ontgiften. Als de NH3-concentraties te hoog zijn, bestaat er een risico op hepatische encefalopathie, een subklinische hersendisfunctie als gevolg van onvoldoende ontgifting functie van de lever. Hepatische encefalopathie wordt gekenmerkt door de volgende kenmerken:

  • Mentale en neurologische veranderingen
  • Afname van praktische intelligentie en concentratievermogen
  • Verhoogde vermoeidheid
  • Verminderde rijgeschiktheid
  • Bijzondere waardevermindering bij handmatige beroepen

Aangenomen wordt dat 70% van de patiënten met levercirrose lijdt aan latente hepatische encefalopathie, de voorloper van manifeste hepatische encefalopathie. Coma hepaticum is de meest ernstige vorm van hepatische encefalopathie - stadium 4. Zenuwschade in het centrale zenuwstelsel resulteert onder meer in bewusteloosheid zonder reactie op pijnlijke prikkels (coma), uitsterven van spieren reflexenen spierstijfheid met flexie- en extensiehoudingen. Patiënten met en zonder hepatische encefalopathie hebben gewoonlijk verlaagde plasmaconcentraties van vertakte aminozuren en verhoogde plasmaspiegels van de aromatische aminozuren fenylalanine en tyrosine. Bovendien is de concentratie van gratis tryptofaan vertoont een lichte stijging.Naast een versnelde eiwitafbraak, kan de oorzaak van deze aminozuuronbalans ook de hormonale onbalans zijn tussen insuline en glucagon dat vaak voorkomt bij patiënten met levercirrose. Insuline wordt in overmatige hoeveelheden geproduceerd vanwege de onderactieve lever. Dit leidt tot een significant verhoogde insulineconcentratie in het serum, wat zorgt voor een verhoogd transport van aminozuren, waaronder valine, naar de spieren. In het bloed wordt daardoor de valineconcentratie verlaagd. Omdat BCAA's en het essentiële aminozuur tryptofaan hetzelfde transportsysteem in het bloed gebruiken, dwz dezelfde dragereiwitten, kan tryptofaan veel vrije dragers innemen vanwege het lage serumvaline-gehalte en worden getransporteerd naar de bloed-hersenbarrière​ L-tryptofaan concurreert met 5 andere aminozuren op de bloed-hersenbarrière voor opname in de voedingsvloeistof van de hersenen - namelijk de BCAA's en aromatische aminozuren fenylalanine en tyrosine. Vanwege het teveel aan tryptofaan in de hersenen, fenylalanine, de voorloper van catecholamines, zoals de stress hormonen epinefrine en noradrenaline, is ook verdrongen naast tyrosine en de BCAA's. Ten slotte kan tryptofaan de bloed-hersenbarrière ongehinderd. Vanwege de verplaatsing van fenylalanine is sympathische activering in de hersenen afwezig, waardoor de catecholaminesynthese in het bijniermerg wordt beperkt. In het centrale zenuwstelsel wordt tryptofaan omgezet in serotonine, dat functioneert als een weefselhormoon of remmende (remmende) neurotransmitter in het centrale zenuwstelsel, het darmzenuwstelsel, cardiovasculair systeemen bloed. De verhoogde niveaus van tryptofaan leiden uiteindelijk tot een verhoging serotonine productie. Bij leverdisfunctie kunnen overmatige hoeveelheden serotonine niet worden afgebroken, wat op zijn beurt leidt tot ernstige 피로 en zelfs bewusteloosheid - coma hepaticum. Andere auteurs zien echter een andere reden voor de ontwikkeling van hepatische encefalopathie of coma hepaticum naast een verhoogde afgifte van serotonine. Vanwege de lage serumconcentratie van BCAA's bij patiënten met levercirrose, kunnen de aromatische aminozuren fenylalanine, tyrosine en tryptofaan de bloed-hersenbarrière passeren en zonder veel concurrentie het centrale zenuwstelsel binnendringen. Daar, in plaats van te worden omgezet in catecholaminesworden fenylalanine en tyrosine omgezet in "valse" neurotransmitters, zoals fenylethanolamine en octopamine. In tegenstelling tot catecholamines zijn deze dat niet sympathicomimetica, dwz ze kunnen geen of slechts een zeer gering prikkelend effect uitoefenen op de sympathische alfa- en bèta-receptoren van de cardiovasculair systeem​ Tryptofaan wordt in toenemende mate gebruikt in het centrale zenuwstelsel voor de synthese van serotonine. Ten slotte worden beide factoren, de vorming van valse neurotransmitters en verhoogde serotonineproductie, verantwoordelijk gehouden voor het optreden van respectievelijk hepatische encefalopathie en coma hepaticum. Verhoogde inname van valine voorkomt een verhoogde productie van serotonine en valse neurotransmitters via het mechanisme van verdringing van tryptofaan, fenylalanine en tyrosine bij de bloed-hersenbarrière en remming van de opname van deze aminozuren in het centrale zenuwstelsel. Op deze manier gaat valine het ontstaan ​​van coma hepaticum tegen. Bovendien helpt valine om het ammoniakgehalte in het lichaam op een laag niveau te houden. Dit is een aanzienlijk voordeel voor patiënten met levercirrose, die NH3 niet voldoende kunnen ontgiften. Ammoniak hoopt zich op en bevordert in hoge concentraties de ontwikkeling van hepatische encefalopathie. Door de eiwitbiosynthese in spierweefsel te stimuleren en de eiwitafbraak te remmen, neemt valine meer ammoniak op en geeft het minder ammoniak af. Bovendien kan valine in zowel spieren als hersenen worden omgezet in glutamaat, een belangrijk aminozuur in het stikstof (N) -metabolisme, dat overtollige ammoniak bindt om glutamine te vormen en het zo tijdelijk te ontgiften. Voor de finale ontgiftingNH3 wordt in de hepatocyten (levercellen) omgezet in ureum, dat door de nieren als niet-giftige stof wordt uitgescheiden. BCAA's stimuleren de ureumcyclus en bevorderen zo de uitscheiding van NH3. De werkzaamheid van valine, isoleucine en leucine met betrekking tot hepatische encefalopathie werd bevestigd in een gerandomiseerde, placebogecontroleerde, dubbelblinde studie. 3 patiënten moesten gedurende een periode van 64 maanden dagelijks 0.24 g / kg lichaamsgewicht vertakte aminozuren binnenkrijgen. Het resultaat was een significante verbetering in chronische hepatische encefalopathie vergeleken met placebo​ In een placebogecontroleerde dubbelblinde cross-over studie kregen patiënten in het latente hepatische encefalopathiestadium dagelijks 1 g eiwit / kg lichaamsgewicht en 0.25 g aminozuren met vertakte keten / kg lichaamsgewicht. Al na een behandelingsperiode van 7 dagen werd naast een verminderde ammoniakconcentratie een duidelijke verbetering van psychomotorische functies, aandacht en praktische intelligentie waargenomen. Bovendien evalueerde een gerandomiseerde dubbelblinde studie over een periode van een jaar de effectiviteit van BCAA's bij patiënten met gevorderde levercirrose. Het resultaat was een lager risico op mortaliteit en morbiditeit. Bovendien zijn de patiënten anorexia nervosa en de kwaliteit van leven werden positief beïnvloed. Het gemiddeld aantal ziekenhuisopnames was afgenomen en de leverfunctie was stabiel of zelfs verbeterd. Er zijn echter ook onderzoeken die geen significant verband hebben aangetoond tussen BCAA's en leverziekte. Desalniettemin wordt bij patiënten met een leverfunctiestoornis suppletie met valine, isoleucine en leucine aanbevolen vanwege hun gunstige effecten op het eiwitmetabolisme, vooral bij patiënten met een verminderde eiwittolerantie. Overzicht van belangrijke effecten van vertakte aminozuren op het eiwitmetabolisme [42:

  • Verbetering van de stikstofbalans
  • Verhoog de eiwittolerantie
  • Normalisatie van het aminozuurpatroon
  • Verbetering van de cerebrale doorbloeding
  • Bevorder ammoniakontgifting
  • Transaminase-niveaus verbeteren en cafeïne klaring.
  • Positieve invloed op de mentale toestand

Schizofrenie Omdat BCAA's het tyrosinegehalte in het bloed en dus in het centrale zenuwstelsel verlagen, kan valine worden gebruikt in de orthomoleculaire psychiatrie, bijvoorbeeld bij schizofrenie​ Tyrosine is de voorloper van dopamine, een neurotransmitter in het centrale zenuwstelsel uit de catecholaminegroep. Een te hoge concentratie van dopamine in bepaalde hersengebieden leidt tot hyperexcitabiliteit van het centrale zenuwstelsel en wordt geassocieerd met de symptomen van schizofrenie, zoals egostoornissen, denkstoornissen, waanvoorstellingen, motorische rusteloosheid, sociale terugtrekking, emotionele verarming en wilszwakte. fenylketonurie Met valine, isoleucine en leucine kunnen ook specifieke voordelen worden bereikt bij de behandeling van fenylketonurie - PKU. PKU is een aangeboren stofwisselingsfout waarbij het fenylalaninehydroxylase-systeem defect is. Vanwege de verminderde activiteit van het enzym fenylalaninehydroxylase, dat tetrahydrobiopterine - BH4 - als co-enzym heeft, kan het aminozuur fenylalanine niet worden afgebroken. Mutaties van het fenylalaninehydroxylase gen evenals genetische defecten van het biopterinemetabolisme zijn geïdentificeerd als de oorzaak van de ziekte. Bij getroffen personen kan de ziekte worden herkend in de vorm van verhoogde serumfenylalaninespiegels. Als gevolg van de ophoping van fenylalanine in het organisme nemen de concentraties van dit aminozuur toe in het hersenvocht en verschillende weefsels. Bij de bloed-hersenbarrière verdringt fenylalanine andere aminozuren, waardoor de opname van valine, isoleucine, leucine, tryptofaan en tyrosine in het centrale zenuwstelsel afneemt, terwijl die van fenylalanine toeneemt. Als gevolg van de onbalans van de aminozuren in de hersenen, de vorming van de catecholamines - epinefrine, noradrenaline en dopamine -, de neurotransmitters serotonine en DOPA, en het pigment melanine, die bij mensen de verkleuring van de huid, haar of ogen, wordt tot een minimum beperkt. Vanwege melanine deficiëntie vertonen patiënten opvallend bleek huid en haar​ Als baby's met fenylketonurie niet op tijd worden behandeld, leidt de bovengemiddelde concentratie van fenylalanine in het centrale zenuwstelsel tot neurologisch-psychiatrische stoornissen. Deze leiden tot zenuwschade en vervolgens tot ernstige mentale ontwikkelingsstoornissen. Van getroffen personen is waargenomen dat ze intelligentiedefecten, taalontwikkelingsstoornissen en gedragsafwijkingen hebben met hyperactiviteit en destructiviteit. Ongeveer 33% van de patiënten heeft er ook last van epilepsie - spontaan optredende aanvallen. Dergelijke ernstige hersenaandoeningen kunnen significant worden verlicht of zelfs voorkomen bij patiënten die al een laag fenylalanine gebruiken dieet door de inname van BCAA's te verhogen. Een hoge serumvalinespiegel vermindert de binding van fenylalanine aan transporteiwitten in het bloed en de concentratie ervan bij de bloed-hersenbarrière, waardoor de opname van fenylalanine in de hersenen wordt verminderd. Zo kan met behulp van BCAA's een abnormaal hoge fenylalanineconcentratie zowel in het bloed als in de hersenen worden genormaliseerd. Dystoniesyndroom Bovendien zijn er met behulp van vertakte aminozuren voordelen voor mensen met het zogenaamde dystonische syndroom (dyskinesie tarda). Dit voorwaarde wordt onder meer gekenmerkt door onvrijwillige bewegingen van de gezichtsspieren, bijvoorbeeld krampachtige steken uit de tong, door spasmen van de keelholte, krampachtige achterover leunen van de hoofd en hyperextensie van de romp en ledematen, torticollis en torsie-achtige bewegingen in de nek en Schoudergordel Met behoud van bewustzijn.Diëten Dieetbewuste personen die vaak onvoldoende eiwit hebben of voornamelijk voedingsmiddelen consumeren met een laag valinegehalte, hebben een verhoogde behoefte aan BCAA's. De opname van valine, isoleucine en leucine dient uiteindelijk te worden verhoogd zodat het lichaam op de lange termijn niet terugvalt op de eigen eiwitreserves, zoals uit de lever en spieren. Als de eiwitinname te laag is, wordt het lichaamseigen eiwit omgezet in glucose en als energiebron gebruikt door de hersenen en andere metabolisch actieve organen. Eiwitverlies in de spieren leidt tot een afname van het energieverbruikende spierweefsel. Hoe meer een diëtist spiermassa verliest, hoe meer de basale stofwisseling of het energieverbruik afneemt en het lichaam brandwonden minder en minder calorieën​ Ten slotte moet een dieet erop gericht zijn spierweefsel te behouden of te vergroten door middel van inspanning. Tegelijkertijd moet het aandeel lichaamsvet worden verminderd. Tijdens een dieet helpen BCAA's om de afbraak van eiwitten en dus een daling van de basale stofwisseling te voorkomen, en om de vetafbraak te verhogen. De immuunafweer wordt grotendeels gehandhaafd. Een nieuwe studie aan de Arizona State University suggereert dat een dieet met veel vertakte aminozuren de basale stofwisseling dagelijks met 90 kilocalorieën kan verhogen. Geëxtrapoleerd over een jaar, zou dat een gewichtsverlies betekenen van ongeveer 5 kilogram zonder calorieverlaging of lichaamsbeweging. Bovendien zijn de aminozuren met vertakte keten nodig in hoeveelheden die geschikt zijn voor het in stand houden van normaal plasma albumine levels. Albumine is een van de belangrijkste bloedeiwitten en bestaat uit ongeveer 584 aminozuren, inclusief de BCAA's. Lage concentraties valine, isoleucine en leucine worden in verband gebracht met een afname van het plasma albumine niveaus, die de colloïde osmotische druk van het bloed verlaagt. Als gevolg hiervan kan oedeem (water retentie in de weefsels) en verminderde diurese (uitscheiding van urine via de nieren) kunnen voorkomen. Dienovereenkomstig kunnen dieetbewuste personen zelf oedeemvorming helpen voorkomen door voldoende BCAA's via de voeding in te nemen en zo hun water evenwicht.