Abstrakt

Zaměření 6. semináře je na lysin, arginin a příbuzné aminokyseliny. V následujících článcích jsou zdůrazněny funkce, metabolické dráhy, klinické použití a horní tolerance příjmu. Lysin je pravděpodobně nejvíce nedostatkovou aminokyselinou v potravinách v zemích, kde je chudoba, a od objevu dráhy syntázy oxidu dusnatého se arginin dostal do popředí klinického zájmu kvůli roli oxidu dusnatého v kardiovaskulární fyziologii a patofyziologii.

Je třeba ocenit zesnulého Vernona Younga za to, že měl vizi zorganizovat a získat podporu pro Mezinárodní radu pro vědu o aminokyselinách (International Council of Amino Acid Science, ICAAS), která začala v roce 2001 1. zasedáním v Tokiu. Myšlenkou ICAAS bylo shromáždit kritické množství odborných vědců, kteří by mohli prezentovat výsledky výzkumu a zapojit se do plodné diskuse o konkrétním tématu, na které bude na každé jednotlivé konferenci kladen důraz. První 3 konference byly zaměřeny na obecné otázky a problémy zabývající se funkcí, horními hranicemi a biomarkery. Počínaje 4. konferencí v japonském Kóbe byl kladen důraz na konkrétnější skupiny aminokyselin. Na setkání v Kóbe se tak diskutovalo o aminokyselinách s rozvětveným řetězcem (1) a 5. konference ICAAS v Los Angeles se zaměřila na sirné aminokyseliny (2,3). Základní aminokyseliny, arginin a lysin, jsou zdůrazněny na tomto, 6. semináři ICAAS konaném v Budapešti v Maďarsku.

Arginin

Následující články pojednávají o funkcích, metabolismu, farmakokinetice a klinickém využití doplňkového argininu. Je zřejmé, že funkce močovinového cyklu a eliminace dusíku jsou rozhodujícími prvky ve funkčnosti argininu. Mezidruhové srovnání důsledků nedostatku argininu je fascinující (4,5).

Kočkovité šelmy mají velmi omezenou schopnost tvorby citrulinu v buňkách střevní sliznice, v důsledku čehož se u koček, které konzumují pouze 1 jídlo stravy bez argininu, rozvíjí těžká hyperamonémie a často umírají již po 24 hodinách (5). Naproti tomu krmení kuřat (s nulovou biosyntézou argininu in vivo) dietou bez argininu, ačkoli vede k negativnímu růstu, vede k úhynu až po 27 dnech krmení (6). Mladá prasata nerostou optimálně, pokud jsou krmena dietou s velmi nízkým obsahem argininu (7,8), ale dospělá prasata, včetně gravidních samic, syntetizují dostatek argininu (v ledvinové tkáni), aby splnila své funkční požadavky (9,10). Na Kalifornské univerzitě v Davisu byla provedena klasická studie, ve které byla dospělým lidem po dobu 5 d podávána strava bez argininu (11). Neobjevily se žádné příznaky nedostatku argininu a amoniak v plazmě a kyselina orotová v moči zůstaly v normě. Výsledky této studie naznačují, že normální zdraví dospělí lidé mohou syntetizovat dostatek argininu, aby splnili minimální funkční požadavky.

Ballova laboratoř v Albertě podávala (pomocí žaludečního katétru) nebo poskytovala intravenózně dietu bez argininu a prolinu novorozeným selatům (12). Ať už byla krmena enterálně nebo parenterálně, rychle došlo k hyperamonémii. Poskytování prolinu ve výživě bez argininu však zabránilo zvýšení amoniaku v plazmě, ale pouze v případě enterálně krmených selat. Tato zajímavá zjištění ukazují, že střevo se zásadně podílí na arginin šetřícím účinku prolinu (13).

Antagonismus argininu nadbytkem dietního lysinu je ve výživě zvířat velmi zajímavý. Existují druhové rozdíly v tom, že k antagonismu dochází u kuřat (14), potkanů (15), morčat (16) a psů (17), ale ne u prasat (18). To má největší praktický význam u ptačích druhů, protože mají vysoké nároky na arginin a nadbytek lysinu zvyšuje katabolismus argininu indukcí ledvinové arginázy.

Arginin se stal významnou aminokyselinou u několika chorobných stavů, a to nejen těch, které souvisejí s produkcí oxidu dusnatého (NO), ale také těch, které jsou spojeny s katabolickým enzymem argininem, arginázou (19-21). Argináza se uvolňuje z lidských červených krvinek, a je proto faktorem u hemolytických onemocnění, jako je srpkovitá choroba. Aktivita arginázy je také zvýšená u pacientů s astmatem, což pravděpodobně omezuje dostupnost argininu pro biosyntézu NO. Tato témata jsou podrobněji diskutována v následujících článcích.

Lysin

Lysin by mohl být považován za „zapomenutou“ aminokyselinu v lidské výživě. Tato aminokyselina je bohatě zastoupena v potravinách vyspělých zemí. V chudých zemích, kde v nabídce potravin převažují obiloviny, je však lysin nejvíce limitující aminokyselinou v nabídce potravin. Na základě studií na potkanech je v každém zkoumaném obilném zrnu nejen nedostatek, ale také 1. limitace lysinu (22). Lysin je také nejvíce limitující aminokyselinou v typických dietách podávaných prasatům; v typických dietách podávaných ptákům je druhou limitující aminokyselinou po methioninu. Není proto divu, že více než 90 % celkové produkce lysinu se používá k doplnění krmiv pro zvířata. V roce 2005 bylo jen ve Spojených státech použito 200 000 tun lysinu pro krmné účely (23). Lysin byl tedy ve výživě zvířat studován pravděpodobně více než kterákoli jiná aminokyselina, ale ve výživě lidí mu nebyl věnován takový důraz. Je to možná proto, že bylo navrženo jen málo farmakologických použití lysinu v klinickém prostředí.

Témata, kterými se zabývají následující články, jsou: 1) metabolismus lysinu a mitochondriální vychytávání (24), 2) náchylnost lysinu ve volném stavu i ve stavu vázaném na bílkoviny k Maillardovu hnědnutí v potravinách a krmivech vystavených vysoké teplotě a vlhkosti (25,26), 3) náchylnost lysinu v potravinách v tepelných a alkalických podmínkách ke ztrátě bioaktivity v důsledku syntézy lysinoalaninu (27), 4) studie horní hranice, včetně účinků lysinu jako takového i účinků HCl části lysinu podávané jako L-lysin-HCl (18,28-31), 5) antagonismus argininu způsobený nadbytkem lysinu indukujícím ledvinovou arginázu u ptačích druhů (14,32), 6) použití lysinu jako referenční aminokyseliny při sestavování diet pro zvířata na základě „ideálního proteinu“ (tj.e., ideálního poměru aminokyselin) (5,33-37), a 7) molekulárně genetické přístupy ke zvyšování obsahu lysinu (volného i vázaného na bílkoviny) v obilných zrnech a olejnatých semenech (38,39).

V článcích, které jsou zařazeny do této přílohy, jsou diskutována i témata vedlejší, ale související s lysinem a argininem. Patří mezi ně metabolity lysinu, jako je sacharopin, kyselina α-aminoadipová, kyselina α-ketoadipová (rovněž metabolit tryptofanu), trimetyllysin a karnitin, a také metabolity argininu, jako je ornitin, citrulin, dimethylarginin, kreatin, agmatin, polyaminy, močovina a samozřejmě NO.

Citovaná literatura

Poznámky pod čarou

Autorské poznámky

.