Лейцин

Автор: Лейн Нортон

L-Лейцин (C₆H₁₃NO₂) одна из трех незаменимых аминокислот с разветвленной цепью. Другие две это L-Валин и L-Изолейцин. Лейцин не может производиться организмом и должен поступать с пищей или пищевыми добавками. Его можно найти в орехах, коричневом рисе и продуктах из цельного зерна. Лейцин составляет около восьми процентов всех аминокислот в организме и это четвертая аминокислота по концентрации в мышечных тканях.

Отличительной особенностью Лейцина является то, что эта аминокислота играет важную в синтезе белка. Термин «синтез белка» можно встретить довольно часто, даже в обычных статях, касающихся формирования мышечной массы. Однако, что представляет собой этот процесс? Проще говоря, это образование новых белков, которое происходит в скелетных мышцах нашего организма.

Если это происходит довольно интенсивно, мы говорим о гипертрофии скелетных мышц (их росте), т.е. о процессе увеличения нашей мышечной массы. Цель этой статьи — осветить влияние аминокислот, поступающих с пищей, в частности, лейцина, на синтез белка в скелетных мышцах после выполнения физических упражнений.

Предпосылки

Разные виды физических упражнений по-разному влияют на белковый обмен в мышцах.

Упражнения на выносливость влияют на белковый обмен в скелетных мышцах следующим образом: снижают анаболические процессы (образование новых белков) и повышают процесс катаболизма (распада белков) вызывая миопатию — уменьшение мышечной массы.
Упражнения на массу являются уникальными в сравнении с другими видами физических упражнений, поскольку в момент выполнения этих упражнений наряду с повышением процесса распада белков в мышцах происходит и эффективное повышение синтеза белков.

Общим эффектом в обоих случаях является отрицательный белковый баланс (общий распад белков). Таким образом, в краткосрочной перспективе физические упражнения вызывают белковый катаболизм. Однако в долгосрочной перспективе физические упражнения способствуют поддержанию или увеличению мышечной массы.

Установлено, что с целью соблюдения положительного белкового баланса после физических тренировок необходимо употреблять белки, в частности, аминокислоту лейцин. До тех пор пока с пищей не будет поступать лейцин, белковый баланс будет оставаться отрицательным.

Лейцин является одной из трех аминокислот с разветвленными цепями (BCAA) и является уникальной аминокислотой, которая способствует синтезу белков в мышцах. На самом же деле, лейцин оказывает приблизительно в 10 раз большее влияние на образование новых белков, чем любая другая аминокислота!

Так как же лейцин способствует синтезу белков в мышцах? Во-первых, мы должны глубже узнать о процессах в организме, которые активирует лейцин. Установлено, что лейцин активизирует основной анаболический рецептор, известный под названием мишень рапамицина в клетках млекопитающих (белок mTOR). mTOR является аминокислотным рецептором клетки, чувствительным к концентрации лейцина.

Лейцин - аминокислота, активатор мышечного роста

Снижение концентрации лейцина передает mTOR сигнал о том, что в настоящее время с пищей не поступило достаточного количества протеинов для синтеза новых белков в мышцах, и mTOR дезактивируется. По мере увеличения концентрации лейцина mTOR передается сигнал о том, что имеется достаточное количество протеинов для синтеза новых мышечных белков, и mTOR активируется.

Активация mTOR

Несмотря на то, что научные сотрудники до конца не уверены в том, как именно лейцин активизирует mTOR, было установлено, что mTOR чувствителен к концентрации лейцина и уровню АТФ (снижение уровня АТФ также дезактивирует mTOR).

Активация mTOR тесно связана с повышенным синтезом белка. mTOR способствует синтезу белка посредством двух различных механизмов.

Механизм № 1

Фосфорилирование связывающего белка 4E-BP1, что приводит к его инактивации. Будучи активным, белок 4E-BP1 связывается с белком eIF4E (инициирующим фактором), не давая ему связаться со следующим белком eIF4G для формирования комплекса eIF4E*eIF4G.

Формирование этого комплекса является важным фактором для запуска процесса синтеза белка.

Проще говоря, mTOR способствует запуску процесса синтеза белка путем инактивации 4E-BP1, позволяя, таким образом сформироваться комплексу eIF4E*eIF4G, который является важным фактором для запуска процесса синтеза белка.

Можно было бы объяснить и более детально, однако, это лишнее. Данная схема довольно проста для понимания процесса.

Механизм № 2

mTOR активирует рибосомный белок S6 (известный как rpS6 или p70 S6). Белок rpS6 увеличивает синтез компонентов цепи синтеза белка. Таким образом, mTOR не только способствует синтезу белка, но и повышает потенциал его синтеза.

По аналогии, чтобы помочь понять этот процесс, приведем пример подрядчика в строительстве нового небоскреба.

mTOR — это подрядная организация. Белок, который вы пытаетесь синтезировать, — это небоскреб. Компоненты цепи синтеза белка — это машины (бульдозеры, краны и т.д.), которые вы используете для постройки здания. А лейцин — это средства, необходимые для осуществления проектных работ.

В случае достаточного количества наличных средств (увеличение концентрации лейцина), подрядная организация может не только начать строить небоскреб (синтезировать белок в мышцах), но также и купить больше машин (увеличить количество компонентов, необходимых для синтеза). Это в свою очередь увеличит мощность и скорость, с которой будет возводиться небоскреб (синтезируемый в мышцах белок).

Лейцин также способствует синтезу белка путем повышение доступности белка eIF4G для образования комплекса eIF4G*eIF4E за счет фосфорилирования eIF4G.

Говоря простым языком

Давайте оставим в сторону перлы науки и поговорим о том, что мы узнали из вышесказанного. Насколько полезно дополнительно употреблять в пищу лейцин? Или, возможно, достаточно перейти на диету с высоким содержанием белка? Существует ряд доказательств в пользу приема лейцина, даже если употреблять с пищей достаточное количество белка.

Недавно ученые провели эксперимент, в котором три группы людей выполняли упражнения на массу в течение сорока пяти минут, по истечении которых одной группе людей дали пищу, содержащую исключительно углеводы, другой — углеводы и приблизительно 30 г белка, а третьей — углеводы, белок и лейцин.

Было обнаружено, что в группе людей, принимавших пищу, содержащую углеводы, белки и лейцин, белковый катаболизм снизился, а синтез белков в мышцах увеличился в большей степени, чем в группе людей, принимавших пищу, содержащую углеводы и белки, и увеличился в еще большей степени, чем в группе людей, принимавших пищу, содержащую исключительно углеводы.

Возможное объяснение этих результатов связано с пиковым повышением концентрации лейцина в плазме крови, которую может достичь свободная форма принятого с пищей лейцина. Для общего количества белка потребуется достаточно много времени, чтобы переместиться из желудка в тонкую кишку и, наконец, попасть в кровообращение. Таким образом, концентрация белков в плазме крови повышается медленно и платообразно.

Даже при быстром переваривании, например сывороточного протеина, лейцину сыворотки может потребоваться несколько часов, для того чтобы освободиться от белка и абсорбироваться в кровообращение. В связи с этим концентрация лейцина в плазме крови никогда не достигает высокого уровня.

Однако при употреблении пищи, содержащей чистый лейцин, он будет быстро всасывается в кровь, достигнув таким образом своей пиковой концентрации в плазме крови, что вызовет резкое увеличение уровня внутриклеточного лейцина и активизацию выше упомянутой анаболической цепи.

Заключение

В заключение мы приходим к очевидному факту о том, что лейцин способствует синтезу белка за счет увеличения активности mTOR и фосфорилирования белка eIF4G.

Лейцин оказывает на синтез белка гораздо большее стимулирующее влияние, чем любая другая аминокислота. Установлено, что синтез белка увеличивается также и в ответ на относительно небольшой дозы лейцина в пище.

Было также обнаружено, что добавление лейцина в пищу, содержащую большое количество белка, гораздо больше способствует процессу синтеза белка в мышцах.

В любом случае еще предстоит определить, насколько полезно употреблять лейцин спортсменам и бодибилдерам в дополнение к пище с высоким содержанием белка для дальнейшего увеличения мышечной массы в долгосрочной перспективе.