Aminokwas L-lizyna z naukowego punktu widzenia

L-lizyna jest aminokwasem białkowym. Białka stanowią zasadniczy element budowy wszystkich tkanek organizmu człowieka (nie tylko mięśni, z którymi są często kojarzone). Szczególną rolę odgrywają w budowie wielu czynnych biologicznie związków, takich jak enzymy i hormony, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania ludzkiego ustroju. Białka są związkami o bardzo skomplikowanej strukturze, a najmniejszą cząstką je tworzącą jest aminokwas.

Aminokwasy dzieli się na egzogenne (niezbędne – które zawsze muszą być w diecie człowieka), względnie egzogenne (względnie niezbędne – niezbędne w okresie wzrastania i rozwoju – u osób dorosłych nie muszą być obecne w diecie) oraz endogenne (nie niezbędne – które organizm ludzki sam jest w stanie wyprodukować). O jakości białka – jego wartości odżywczej – decyduje zawartość aminokwasów egzogennych i endogennych, ich wzajemne proporcje oraz strawność produktu. Najlepszym jakościowo białkiem jest białko pełnowartościowe. Białko pełnowartościowe to takie, które zawiera wszystkie egzogenne aminokwasy w takich stosunkach, jakie najbardziej odpowiadają zapotrzebowaniu człowieka. Do białek pełnowartościowych zalicza się przede wszystkim białko jaja kurzego oraz białko mleka kobiecego (są one białkami wzorcowymi), białko mleka (np. krowiego), a częściowo także białka mięsa. Białka częściowo niepełnowartościowe zawierają wszystkie aminokwasy egzogenne, jednak niektóre z nich są w niedostatecznych ilościach. Przykładem takiego białka są białka zbóż (ubogie w lizynę). Ostatnią grupę stanowią białka niepełnowartościowe – nie zawierają one w swym składzie ani jednego aminokwasu egzogennego. Białkiem niepełnowartościowym jest np. zeina (białko kukurydzy). Jak widać, podstawą do podziału białek na te, które zapewniają życie i rozwój (pełnowartościowe), gwarantują tylko życie a są niewystarczające do rozwoju (częściowo niepełnowartościowe) oraz niewystarczające do utrzymania organizmu przy życiu (niepełnowartościowe) jest obecność w nich aminokwasów egzogennych, które nie są produkowane w organizmie człowieka, dlatego też muszą być dostarczane wraz z pożywieniem. Do grupy tych aminokwasów (liczącej od 8 do 10 – w zależności od wieku człowieka) należy L-lizyna [1,2].

L-lizyna jako aminokwas ograniczający

L-lizyna jest związkiem dość dobrze rozpowszechnionym w przyrodzie, jednak ze względu na jej małe ilości w produktach zbożowych, uważana jest za najważniejszy aminokwas ograniczający w tej grupie spożywczej [3,4,5,6,7]. Aminokwas ograniczający to taki aminokwas egzogenny (niezbędny), którego w danym białku jest najmniej. Jego ilość jest czynnikiem ograniczającym wykorzystanie innych aminokwasów z danego białka, przez co ma wpływ na jego wartość odżywczą. Innymi słowy białko z pożywienia może być wykorzystane przez organizm człowieka w takim stopniu, na jaki pozwala aminokwas ograniczający, czyli ten, którego zawartość w białku jest najmniejsza. Aby umożliwić pełne wykorzystanie białka z pożywienia, produkty o małej zawartości danego aminokwasu łączy się z produktami, które zawierają go w dużych ilościach. Dlatego też produkty zbożowe (np. owies) tradycyjnie łączy się z produktami mlecznymi, które są dobrym źródłem L-lizyny, co w efekcie podnosi jakość białka zawartego w całym posiłku. Ilość L-lizyny w różnych produktach zbożowych waha się nie tylko w zależności od samego produktu (niedobór w owsie, duże ilości w amarantusie), ale również od okresu wegetacji i od sposobu nawożenia [8,9]. Badania naukowe wykazały, że w czasie wegetacji jęczmienia ozimego, a także pod wpływem nawożenia azotem, w jego biomasie istotnie obniżyła się zawartość wielu aminokwasów, w tym L-lizyny [10]. Ilość L-lizyny w produktach spożywczych tracona jest również w zależności od zastosowanej obróbki termicznej. Jej głównymi źródłami w diecie są mięso, ryby, jaja, produkty mleczne – często poddawane wysokim temperaturom. Niestety ogrzewanie, smażenie czy pieczenie produktów spożywczych zawierających lizynę, a zwłaszcza mięs, w znacznej mierze ją niszczy i sprawia, że posiłek zawiera niewielką jej ilość [11]. Dzieje się tak, ponieważ w wyniku działania podwyższonej temperatury L-lizyna bierze udział w tzw. reakcjach Maillarda – odpowiedzialnych za powstawanie zapachu, smaku i barwy produktu (chrupiąca skórka chleba, zbrązowiała część jajka sadzonego, apetyczny zapach pieczonego mięsa) i niestety staje się nieprzyswajalna dla organizmu. W konsekwencji nie może być wykorzystana do biosyntezy białek w ustroju człowieka [12].

Rola L-lizyny w organizmie

L-lizyna w organizmie człowieka spełnia szereg istotnych funkcji. Niezbędna jest do wzrostu i rozwoju chrząstki, syntezy nukleotydów (budujących DNA) oraz laktacji. Bierze udział w odnawianiu tkanek, wytwarzaniu hormonów i enzymów oraz przeciwciał, a także wpływa na przemianę tłuszczową [13]. Innymi słowy L-lizyna gwarantuje prawidłową budowę kości i odpowiedni skład mleka podczas karmienia piersią. Wpływa pozytywnie na odporność organizmu a także umożliwia spalanie tkanki tłuszczowej. Jej wpływ na te wszystkie procesy nie jest jednak bezpośredni – większość swoich funkcji spełnia jako element związków biologicznie czynnych.

L-lizyna i jej rola w budowie tkanki łącznej (kolagen)

L-lizyna głównie kojarzona jest z powstawaniem kolagenu, a kolagen z jędrnością skóry. Ale kolagen to nie tylko skóra czy walka ze zmarszczkami. Kolagen jest białkiem budującym macierz zewnątrzkomórkową, czyli strukturę zespalającą komórki, zapewniającą integralność narządom. Kolagen nie jest białkiem jednorodnym. Wśród kolagenów wyróżnia się obecnie 29 typów, kodowanych przez różne geny i różniących się strukturą, funkcją, rozmieszczeniem w tkankach oraz ilością, w jakiej występują w organizmie [14]. Kolageny budują m.in. struktury skóry, chrząstek stawowych, ścięgien, macierz kostną, są odpowiedzialne za elastyczność tętnic. Do budowy prawidłowych włókien kolagenu niezbędne są dwa składniki egzogenne (których organizm nie jest w stanie wyprodukować): L-lizyna oraz witamina C. Aby lizyna mogła tworzyć włókna kolagenowe, musi przejść szereg przemian przy udziale odpowiednich enzymów. Pracę tych enzymów gwarantuje witamina C [15]. Oba związki są zatem niezbędne do budowy kolagenu, a niedobór któregoś z nich upośledza jego powstawanie. Jak już wcześniej wspomniano, kolagen buduje struktury skóry, kości i chrząstek oraz tętnic, dlatego też L-lizyna, będąc jednym z podstawowych składników kolagenu, wpływa zarówno na układ kostno-stawowy, jakość i elastyczność skóry, jak również na układ krwionośny. Włókna kolagenowe (a co z tym idzie i L-lizyna) biorą także udział w gojeniu się ran i regeneracji tkanek. Ponadto wyniki badań sugerują, że ilość lizyny ma hamujący wpływ na niektóre parametry w procesie angiogenezy – powstawania nowych naczyń krwionośnych [16]. Jest to proces ogólnie rzecz biorąc pozytywny, jednak nadmierną angiogenezę obserwuje się przy nowotworach czy też miażdżycy. L-lizyna wpływa na układ kostno-stawowy nie tylko poprzez budowę kolagenów. Aminokwas ten ułatwia przyswajanie wapnia, dzięki czemu możliwa jest mineralizacja kośćca, co jest szczególnie istotne w fazie rozwoju oraz w okresie około- i pomenopauzalnym [17,18,19].

L-lizyna i L-karnityna

Wpływ L-lizyny na ludzki organizm możemy zaobserwować nie tylko w układzie kostno-stawowym, budowie skóry i tętnic. L-lizyna umożliwia spalanie tkanki tłuszczowej – czyli jest niezbędna w procesie odchudzania. Dzieje się tak, ponieważ L-lizyna jest substratem do produkcji w ludzkim organizmie L-karnityny, związku odpowiedzialnego za prawidłowe spalanie tkanki tłuszczowej.  Spalanie tkanki tłuszczowej zachodzi w wyniku tzw. procesu β-oksydacji. Ma on swoje miejsce w mitochondrium komórki. Aby proces ten zaszedł prawidłowo, potrzebny jest transporter, który doprowadzi wolne kwasy tłuszczowe do miejsca spalania. Tym transporterem jest L-karnityna [21]. Zatem bez L-lizyny nie ma L-karnityny. Bez L-karnityny nie ma spalania tkanki tłuszczowej. Rola L-karnityny w organizmie nie sprowadza się tylko do „spalacza tłuszczu”. Jest to związek o wszechstronnym działaniu: jest antyoksydantem, umożliwia usuwanie nadmiaru żelaza, ołowiu i kadmu, wpływa na stabilizację błon komórkowych [22,23,24,25,26] . Co więcej ostatnie dane wskazują, że L-karnityna i jej naturalna pochodna L-propionylokarnityna, wykazują zdolność do modulowania metabolizmu w komórkach mięśnia sercowego i mogą być wykorzystane w ramach prewencji i terapii chorób układu krążenia [27,28,29,30,31,32,33,34]. Ale to nie wszystkie pozytywne efekty roli tego związku w organizmie.  L-karnityna bowiem wpływa również na układ nerwowy – poprawia zdolność koncentracji, uczenia się, refleks, ma działanie antydepresyjne [35,36,37]. Dodatkowo L-karnityna ma swój wpływ także na układ rozrodczy mężczyzn – zwiększa ruchliwość plemników [38]. Typowymi objawami jej niedoboru, szczególnie podczas diety roślinnej, jest osłabienie mięśni a także dolegliwości wieńcowe [27].

L-lizyna i wolne rodniki

L-lizyna ma właściwości antyoksydacyjne nie tylko pośrednio, poprzez budowę L-karnityny, ale również bezpośrednio. Analizując skład białek roślin strączkowych, stwierdzono, że mają one dobre właściwości przeciwrodnikowe. Badania dowiodły, że jest to zasługa m.in. lizyny [41, 42].

L-lizyna i zakażenia wirusowe

Ponad te wszystkie właściwości L-lizyny warto jeszcze zaznaczyć jej wpływ na układ odpornościowy. Nie tylko zapobiega przeziębieniom i łagodzi przebieg grypy. Przede wszystkim wykazano, że dieta bogata w lizynę daje korzyści w wielu zakażeniach wirusowych, a szczególnie w zakażeniu wirusem Herpes (wirus opryszczki). Ważny jest jednak jeden warunek – dieta bogata w L-lizynę powinna być równocześnie uboga w inny aminokwas – argininę. Kiedy arginina sprzyja namnażaniu się wirusa opryszczki [44], lizyna hamuje rozwój tego wirusa [45,46].

L-lizyna i galanina

Bardzo ciekawym i znaczącym dla organizmu jest fakt, że L-lizyna buduje związek o nazwie galanina. Galanina jest substancją, która wpływa praktycznie na każdy proces w ustroju. W gospodarce hormonalnej organizmu jest odpowiedzialna za wydzielanie niektórych hormonów przysadkowych. W układzie nerwowym bierze udział w procesach pamięci a także odczuwania bólu. W układzie pokarmowym wpływa na motorykę przewodu pokarmowego i wydzielanie insuliny [43]. Samo to, że L-lizyna jest niezbędna do powstawania galaniny w organizmie pokazuje, jak ważna i niezastąpiona jest dla zdrowia człowieka.

L-lizyna i somatotropina

Wpływ L-lizyny na mięśnie i tkankę tłuszczową można zauważyć również poprzez fakt, że lizyna może pobudzać przysadkę mózgową do zwiększonej produkcji hormonu wzrostu – somatotropiny. Wysoki poziom tego hormonu zwiększa przyrost czystej masy mięśniowej, prowadzi do redukcji podskórnej tkanki tłuszczowej oraz nasila produkcję energii. Szczególnie po intensywnym wysiłku przyspiesza regenerację całego organizmu [39,40].

L-lizyna i białka siary

L-lizyna jest obecna w diecie człowieka od pierwszych chwil życia – jeszcze w życiu płodowym poprzez dietę matki oraz jako składnik pierwszego pokarmu - siary. Siara wydzielana jest przez gruczoły mlekowe ssaków w ostatnim okresie przed porodem i w pierwszych dniach po porodzie. Podawanie jej noworodkowi kształtuje przede wszystkim jego odporność. L-lizyna jest składnikiem kazeiny oraz białek serwatkowych – głównych składników siary, przy czym białka serwatkowe charakteryzują się wyższą aktywnością biologiczną niż kazeina i w porównaniu z nią zawierają więcej L-lizyny [20]. Obecność L-lizyny w siarze – pierwszym pokarmie - świadczy o znaczeniu tego aminokwasu dla rozwijającego się młodego organizmu.

Podsumowanie

W artykule omówiono podstawowe znaczenie L-lizyny dla działania ludzkiego organizmu. L-lizyna w sposób bezpośredni lub jako składnik wielu związków biologicznie czynnych, ma wpływ na budowę kośćca (poprzez budowę kolagenu), układ nerwowy (poprzez budowę galaniny), układ krwionośny (poprzez budowę kolagenu i właściwości przeciwrodnikowe), procesy starzenia się komórek (poprzez właściwości antyoksydacyjne) oraz układ immunologiczny (hamowanie rozwoju wirusa opryszczki). Ze względu na to, że L-lizyna bierze udział w tak wielu procesach zachodzących w ludzkim ustroju, jej niedobory mogą się niespecyficznie manifestować zarówno w postaci anemii, jak poprzez wypadanie włosów, rozdrażnienie i problemy z koncentracją [47]. Konsekwencją niedoborów L-lizyny w diecie jest m.in. zahamowanie wzrostu, zanik mięśni, zakłócenie biosyntezy białek a także odwapnienie kości [48].

mgr inż. Ewa Mirkowicz, Specjalista ds. Żywienia Człowieka

Powyższe informacje mają jedynie charakter informacyjny i zostały opracowane na podstawie dostępnych publikacji naukowych. W przypadku problemów zdrowotnych należy skonsultować się z lekarzem.

Szukaj: