Yazer: Tala Abdallah
Amino asit metabolizması, amino asitleri üreten, parçalayan ve kullanan metabolik süreçler için kullanılan kolektif bir terimdir. Altı amino asit tarafından sağlanan amino grupları ve amonyak, kasların muazzam miktarlarda salgıladığı glutamin ve alanin sentezi için gereklidir.
Dinlenme halindeki kasta metabolize edilen 6 amino asit Lösin, İzolösin, Valin, Asparajin, Aspartat ve Glutamattır. İnsan metabolizmasında diğer hayati rolleri oynamanın yanı sıra, kaslar tarafından üretilen glutamin önemli bir enerji kaynağıdır ve bağışıklık sistemi ile mukozal hücrelerde DNA ve RNA sentezini düzenler. Organizmanın dengesini koruması için protein sentezi ve yıkımının her ikisi de gereklidir. Ayrıca, Asetil-KoA sadece lösin ve izolösin molekülünün bir kısmının dönüştürülmesiyle yapılabilir ve TCA döngüsü ara ürünleri ve glutamin diğer amino asitlerin karbon iskeleti kullanılarak sentezlenir.
Amino asit karbon iskeletlerinin parçalanması altı metabolitin oluşmasıyla sonuçlanır: asetil-KoA, asetoasetil-KoA, piruvat, alfa-ketoglutarat, fumarat ve oksaloasetat ve her birinin enerji metabolizmasında farklı bir kaderi vardır. Amino asitler, parçalanma ürünlerine ne olduğuna bağlı olarak ketojenik veya glukojenik olarak kategorize edilir. Bu nedenle Asetil-KoA ve asetoasetil-KoA ketojenik amino asitler olan lösin ve lizin tarafından üretilir. Birçok amino asit doğrudan enerji üreten substratlar olarak çalışır ve glikoz metabolizmasında yer alan çeşitli enzimlerin aktivitesini düzenler. Hem izole edilmiş hayvan hem de insan miyokardiyumu sonuç olarak gelişmiş kasılma performansı sergiler.
Dallı zincirli amino asitler (BCAA’lar) iskelet kası anabolizması için birincil amino asit kaynağıdır ve enerji dengesinin korunması için çok önemlidir. İskelet kası vücudun BCAA’larının büyük kısmını okside eder, bunu kahverengi yağ dokusu, karaciğer, böbrekler, kalp ve diğer dokular izler. İskelet kası, sürecin ilk aşaması olan BCAA transaminasyonunun ağırlıklı olarak burada gerçekleşmesi nedeniyle BCAA katabolizmasına orantısız bir şekilde katılır.
Alanin amino asidi proteinlerin sentezi için gereklidir ve merkezi sinir sistemi ile kaslara enerji sağlar. Karaciğer, iskelet kasından salgılanan alanini glukoneogenez için bir substrat olarak kullanır, daha sonra alaninin amino grubu üre döngüsü tarafından üreye dönüştürülür ve daha sonra ortadan kaldırılır. Karaciğerde üretilen alanin türevi glikoz daha sonra iskelet kasına tekrar girebilir ve bir enerji kaynağı olarak hizmet edebilir.
Yeni amino asitler oluşturmak için bir amino grubunun bir keto aside eklendiği kimyasal bir süreç olan transaminasyon, amino asitlerin metabolizmasında çok önemli bir adımdır. Amino asitlerin büyük kısmı bozunma sırasında transaminasyona uğrar. Transaminazlar, alanin aminotransferaz (ALT) ve aspartat aminotransferaz (AST) gibi karaciğer hücrelerinde potansiyel hasarın belirteçleri olarak sıklıkla keşfedilen spesifik enzim örnekleridir.
Amino asit metabolizmasında önemli bir enzim olan aspartat transferaz (AST) karaciğer, kalp, pankreas, kaslar ve diğer biyolojik dokularda bulunur. AST, aspartat ve glutamat amino asitleri arasında bir reaksiyonu katalize eder.
Kaslarınız veya karaciğeriniz yaralandığında aspartat transaminaz adı verilen bir enzim salgılanır ve AST’nin ana kaynakları karaciğer dokuları, miyokard ve çizgili kaslardır. Tüm transaminazlarda olduğu gibi, aspartat transaminaz da farklı yan zincirlere sahip iki amino asidi (Asp ve Glu) tanır ve bunlar arasında ayrım yapabilir ve bunları bağlayabilir.
Dallı zincirli amino asitlerin hızlı oksidasyonu, kasta alanin senteziyle bağlantılı görünmektedir. Alanin, öncelikle hücresel enerji üretimi için ALT tarafından piruvata dönüştürülür, ayrıca karaciğerle en yakından ilişkili olduğu kabul edilen ALT enzimi böbrekler, iskelet kası ve kalp kası tarafından üretilir. Glikoz ve proteinin ara metabolizması, genellikle alanin aminotransferaz (ALT) olarak bilinen glutamat piruvat transaminaz enzimine bağlıdır. Piruvat ve glutamat oluşturmak için, alanin ve 2-oksoglutaratın tersinir transaminasyonunu katalize eder.
Özellikle üç amino asit olan lösin, alanin ve prolin, diğer amino asitler, karbonhidratlar veya peynir altı suyu proteini ile eşleştirildiklerinde kas onarımını artırabileceklerini, dayanıklılığı artırabileceklerini ve kas kütlesini daha etkili bir şekilde büyütebileceklerini göstermektedir. Glutamin vücuttaki birden fazla hücreyi beslediğinden, her tür egzersiz için en iyi toparlanma bileşenidir. Proteinin yapı taşları olan bu asitlerin kas iyileşmesine yardımcı olduğu kanıtlanmıştır. Proteinin ötesinde, glutamin ve BCAA’lar sporcuların iyileşmesi ve kas geliştirmesi için en önemli besinlerden ikisidir, ancak BCAA’lar kas büyümesini destekler ve yorgunluğu önler glutamin egzersiz sonrası kas iyileşmesine ve yeniden yapılanmasına yardımcı olur.
Kas distrofisi olanlarda, kusurlu genler vücudun uygun kas büyümesi için gerekli proteinleri üretmesini engeller. Rabdomiyoliz adı verilen ciddi bir tıbbi durum ölümcül olabilir veya kalıcı sakatlıkla sonuçlanabilir. Rabdo, kas dokusu hasar gördüğünde ortaya çıkar çünkü elektrolitler ve proteinler kan dolaşımına boşalır, örneğin Miyoglobin kan dolaşımına salgılanan ve daha sonra koyu renkli idrar üreten böbrekler tarafından vücuttan atılan bir proteindir.
Bu yazı öğrencimiz Tala Abdallah’ın sunumundan hazırlanmıştır.
Referanslar
https://www.cdc.gov/niosh/topics/rhabdo/default.html#:~:text=Rhabdomyolysis%20(often%20called%20rhabdo)%20is,permanent%20disability%20or%20even%20death.
Megías M, Molist P, Pombal MA. Atlas of plant and animal histology. http://mmegias.webs.uvigo.es/inicio.html.
Protein Structure, Stability and Folding, Methods in Molecular Biology, 168, Edited by Kenneth P. Murphy
https://www.creative-enzymes.com/similar/ast_83.html
Kubala, Jillian. “Essential Amino Acids: Definition, Benefits and Food Sources.” Healthline, Healthline Media, 6 Feb. 2023, https://www.healthline.com/nutrition/essential-amino-acids.
Vickie E. Baracos, Animal Models of Amino Acid Metabolism: A Focus on the Intestine, The Journal of Nutrition, Volume 134, Issue 6, June 2004, Pages 1656S–1659S
Holeček, M. “The role of skeletal muscle in the pathogenesis of altered concentrations of branched-chain amino acids (valine, leucine, and isoleucine) in liver cirrhosis, diabetes, and other diseases.” Physiological research vol. 70,3 (2021): 293-305.
Choudhary, Ankur. “General Reactions of Amino Acid Metabolism.” Pharmaguideline, https://www.pharmaguideline.com/2022/01/general-reactions-of-amino-acid-metabolism
Wagenmakers, A J. “Protein and amino acid metabolism in human muscle.” Advances in experimental medicine and biology vol. 441 (1998): 307-19.
Mann G, Mora S, Madu G, Adegoke OAJ. Branched-chain Amino Acids: Catabolism in Skeletal Muscle and Implications for Muscle and Whole-body Metabolism. Front Physiol. 2021;12:702826. Published 2021 Jul 20.
Wagenmakers, A J. “Muscle amino acid metabolism at rest and during exercise: role in human physiology and metabolism.” Exercise and sport sciences reviews vol. 26 (1998): 287-314.
http://fblt.cz/en/skripta/ii-premena-latek-a-energie-v-bunce/12-metabolismus-aminokyselin/
emDocs Cases: Evidence-Based Recommendations for RhabdomyolysisYayın Tarihi: 31 Mart 2023
Son Düzenleme: 31 Mart 2023