Abstract

A 6. műhely a lizinre, arginininre és rokon aminosavakra összpontosít. A következő cikkekben a funkciókat, az anyagcsere-utakat, a klinikai felhasználást és a felső tűréshatár-bevitelt emelik ki. A lizin vitathatatlanul a leginkább hiányos aminosav a szegénységben élő országok élelmiszer-ellátásában, és a nitrogén-oxid-szintáz útvonal felfedezése óta az arginin klinikailag előtérbe került a nitrogén-oxid kardiovaszkuláris fiziológiában és patofiziológiában betöltött szerepe miatt.

A néhai Vernon Youngnak köszönhetjük, hogy volt egy olyan látásmódja, amely megszervezte és támogatást szerzett az International Council of Amino Acid Science (ICAAS) számára, amely 2001-ben, a Tokióban tartott első találkozóval kezdődött. Az ICAAS alapgondolata az volt, hogy összegyűjtse a szakértő tudósok kritikus tömegét, akik bemutathatják kutatási eredményeiket és gyümölcsöző vitát folytathatnak az egyes konferenciákon hangsúlyt kapó témákról. Az első 3 konferencia a funkcióval, felső határértékekkel és biomarkerekkel kapcsolatos általános kérdésekre és problémákra összpontosított. A japán Kobe-ban tartott 4. konferenciától kezdve az aminosavak specifikusabb csoportjai kerültek előtérbe. Így az elágazó láncú aminosavak (1) voltak a Kobe-i találkozó témája, a Los Angeles-i 5. ICAAS-konferencia pedig a kén-aminosavakkal foglalkozott (2,3). Az alapvető aminosavak, az arginin és a lizin állnak a középpontban ezen, a Budapesten tartott 6. ICAAS Workshopon.

Az arginin

A következő cikkek a kiegészítő arginin funkcióit, anyagcseréjét, farmakokinetikáját és klinikai felhasználását tárgyalják. Nyilvánvaló, hogy az ureaciklus működése és a nitrogénelimináció döntő szerepet játszik az arginin funkcionalitásában. Az argininhiány következményeinek fajok közötti összehasonlítása lenyűgöző (4,5).

A macskafélék nagyon korlátozott kapacitással rendelkeznek a citrullin előállítására a bélnyálkahártya sejtjeiben, és ennek következtében a csak 1 étkezésnyi argininmentes étrendet fogyasztó macskáknál súlyos hiperammonémia alakul ki, és gyakran már 24 óra elteltével elpusztulnak (5). Ezzel szemben a csibék (nulla in vivo arginin bioszintézis) argininmentes táplálékkal való etetése, bár negatív növekedést eredményez, csak 27 nap elteltével vezet halálozáshoz (6). A fiatal sertések nem növekednek optimálisan, ha nagyon alacsony arginin-tartalmú táplálékkal etetik őket (7,8), de a felnőtt sertések, beleértve a gravid nőstényeket is, elegendő arginint szintetizálnak (a veseszövetben) a funkcionális szükségleteik kielégítéséhez (9,10). A UC-Davisban végeztek egy klasszikus vizsgálatot, amelyben felnőtt emberek 5 napig argininmentes étrendet fogyasztottak (11). Az argininhiány tünetei nem jelentkeztek, és a plazma ammónia és a vizelet orotsavtartalma a normál tartományban maradt. E vizsgálat eredményei arra utalnak, hogy a normális egészséges felnőttek elegendő arginint tudnak szintetizálni a minimális funkcionális követelmények kielégítéséhez.

Ball albertai laboratóriumában arginin- és prolinmentes étrendet etettek (gyomorkatéter segítségével) vagy adtak IV-ben újszülött malacoknak (12). Akár enterálisan, akár parenteralisan táplálták őket, gyorsan kialakult a hiperammonémia. A prolin biztosítása az argininmentes tápszerben azonban megakadályozta a plazma-ammónia emelkedését, de csak az enterálisan táplált malacok esetében. Ezek az érdekes eredmények azt mutatják, hogy a prolin arginin-kímélő hatásában a bélnek döntő szerepe van (13).

Az arginin többlet tápláléklizin általi antagonizmusa nagy érdeklődésre tart számot a takarmányozásban. Faji különbségek vannak abban, hogy az antagonizmus csirkékben (14), patkányokban (15), tengerimalacokban (16) és kutyákban (17) előfordul, de sertésekben nem (18). Ennek a madárfajoknál van a legnagyobb gyakorlati jelentősége, mivel nagy argininszükségletük van, és a lizinfelesleg a vese argináz indukálásával fokozza az argininkatabolizmust.

Az arginin számos betegségben kiemelt aminosavvá vált, nemcsak a nitrogén-oxid (NO) termeléssel kapcsolatos, hanem az argininkatabolikus enzimmel, az arginázzal összefüggő betegségekben is (19-21). Az argináz az emberi vörösvértestekből szabadul fel, és ezért a hemolitikus betegségek, például a sarlósejtes betegség egyik tényezője. Az argináz aktivitása asztmás betegeknél is emelkedett, ami valószínűleg korlátozza az arginin hozzáférhetőségét az NO bioszintéziséhez. Ezeket a témákat a következő cikkek részletesebben tárgyalják.

Lizin

A lizin az emberi táplálkozás “elfelejtett” aminosavának tekinthető. Ez az aminosav gazdag a fejlett országok élelmiszer-ellátásában. A szegény országokban azonban, ahol a gabonafélék uralják az élelmiszerellátást, a lizin a legkorlátozóbb aminosav az élelmiszerellátásban. Patkányvizsgálatok alapján minden vizsgált gabonaféle nemcsak hiányos, hanem 1. limitáló lizinben is (22). A lizin a legkorlátozóbb aminosav a sertések tipikus takarmányában is; a madárfajok tipikus takarmányában a metionin után a második legkorlátozóbb. Nem meglepő tehát, hogy a teljes lizintermelés jóval több mint 90%-át az állati takarmányok kiegészítésére használják fel. Csak az Egyesült Államokban 2005-ben 200 000 tonna lizint használtak fel állati takarmányozásra (23). Így a lizint valószínűleg minden más aminosavnál többet tanulmányozták az állati táplálkozásban, de az emberi táplálkozásban nem kapott akkora hangsúlyt. Ez talán azért van így, mert a lizin kevés farmakológiai felhasználási módját fejlesztették ki a klinikai környezetben.

A következő cikkekben tárgyalt témák: 1) a lizin metabolizmusa és mitokondriális felvétele (24), 2) a lizin érzékenysége mind szabad, mind fehérjéhez kötött állapotban a Maillard-féle barnulásra magas hőmérsékletnek és páratartalomnak kitett élelmiszerekben és takarmányokban (25,26), 3) a lizin érzékenysége az élelmiszerekben hő és lúgos körülmények között a lizinoalanin szintézis következtében bekövetkező bioaktivitás-vesztésre (27), 4) felső határérték-vizsgálatok, beleértve a lizin önmagában, valamint az L-lizin-HCl formájában adagolt lizin HCl-részének hatásait (18,28-31), 5) a túlzott lizin által okozott arginin antagonizmus, amely a vese arginázt indukálja madárfajokban (14,32), 6) a lizin használata referencia-aminosavként az állatok számára összeállított étrendben az “ideális fehérje” alapján (i. m.e., ideális aminosavarányok) koncepciója alapján (5,33-37), és 7) molekuláris genetikai megközelítések a gabonafélék és olajos magvak (szabad és fehérjéhez kötött) lizintartalmának növelésére (38,39).

A jelen kiegészítésben szereplő cikkekben a lizinhez és az argininhez kapcsolódó, de a lizint kiegészítő témákat is tárgyalnak. Ezek közé tartoznak a lizin metabolitjai, mint a szacharopin, α-aminoadipinsav, α-ketoadipinsav (szintén a triptofán metabolitja), trimetil-lizin és karnitin, valamint az arginin metabolitjai, mint az ornitin, citrullin, dimetilarginin, kreatin, agmatin, poliaminok, karbamid és természetesen a NO.

Irodalmi hivatkozások