Come leucina è sintetizzato

leucina è uno dei tre catena ramificata aminoacidi, con valina e isoleucina essendo le altre due. Per mantenere un saldo positivo di azoto negli adulti è essenziale. Tuttavia, leucina può essere sintetizzato dal cheto acidi a-ketoisovalera a, a-isopropylmalate, e szlig; - isopropylmala, o un-chetoisocaproato (KIC). Catabolismo dei risultati di aminoacidi nella produzione di anidride carbonica lungo il seguente percorso: a-chetoisocaproato - > isovaleril-CoA, - > ß -methylcrotonyl-CoA, - > ß -methylglutoconyl-CoA, - > ß -hydroxy- ß -methylglutaryl-CoA, - > acetoacetato o acetil-CoA. Catabolismo della leucina può avvenire nel fegato, rene, muscolo, cuore e tessuto adiposo. A causa dell'aumento del catabolismo leucina che si verifica nel muscolo scheletrico durante l'esercizio, studi hanno collegato gli effetti della supplementazione di leucina sulle prestazioni. Questo esaminerà gli effetti della supplementazione di leucina sulla sintesi proteica e la degradazione delle proteine.

Gli studi sugli animali

leucina ha mostrato di influenzare aminoacidi e il metabolismo delle proteine. Con gli studi in vitro indicano un potenziale di leucina per stimolare la sintesi proteica tramite una varietà di meccanismi, gli scienziati hanno esaminato gli effetti di differenti strategie alimentari sul metabolismo leucina, e gli effetti di alimentazioni leucina sulla sintesi proteica e bilancio azotato. Dopo una giornata-3 veloce nelle pecore, le concentrazioni arteriose leucina aumento, il fatturato leucina nel muscolo diminuito, uso epatica è rimasto invariato, leucina ossidazione è aumentato, e la sintesi proteica è diminuita. Il digiuno promosso il catabolismo muscolare scheletrico per fornire precursori per la sintesi proteica epatica.

Come leucina nella dieta è progressivamente aumentata, il tasso di leucina ossidazione rimane bassa fino a che la concentrazione nel sangue leucina supera l'importo necessario per il tasso massimo di aumento di peso. Le concentrazioni plasmatiche di leucina nei ratti erano bassi quando i livelli alimentari di leucina erano bassi ed aumentavano con la leucina contenuto nella dieta. Quando leucina viene somministrato ai ratti per via enterale, gli effetti di primo passaggio estraggono il 27% 0,103 Solo il 3% di questo importo è stato utilizzato dal fegato per sintetizzare nuova proteina, mentre il resto è stato creduto di rappresentare l'uso di primo passaggio di leucina nel intestinale sintesi proteica e altre vie metaboliche nel letto splancnico. Con leucina enterale somministrato a cani, 31,4% è stato utilizzato per la sintesi proteica, 27,9% è stato deaminata, 6,0% è stato ossidato dalla regione splancnico, e 4,8% è stato ossidato dal fegato. leucina somministrato per infusione di agnelli allevati livelli di leucina nel plasma fino a 15 volte superiori al basale. Le concentrazioni plasmatiche di aminoacidi sono state abbassate, ma i tassi di sintesi proteica nei muscoli scheletrici e tutto il corpo non è cambiata.

L'aggiunta di glucosio o saccarosio può modificare la cinetica del metabolismo leucina. Maiali alimentati glucosio avevano un assorbimento degli arti posteriori di leucina che era tre volte più grande di maiali alimentati saccarosio. Preprandial sintesi proteica è stata più alta nel gruppo saccarosio mentre postprandiale sintesi proteica è stata più alta nel gruppo glucosetreated.

Queste osservazioni indicano che fonte di carboidrati nella dieta può influenzare sia gli aspetti pre e postprandiali delle metabolismo leucina. Ulteriori lavori in questo settore esaminato gli effetti della leucina sull'insulina, utilizzando le cellule insulari da ratti con insufficienza renale cronica. In questa condizione vi è la secrezione di insulina compromessa. Secrezione di insulina in risposta alla leucina era significativamente diminuita in cellule insulari isolate. Rilascio di insulina migliora quando i topi sottoposti a paratiroidectomia o il trattamento con verapamil. Blocchi Verapamil l'azione dell'ormone paratiroideo (PTH) sulle isole. Gli elevati livelli di PTH indotto uno stato secondario di ridotta secrezione di insulina indotta da leucina Il percorso difettoso comporta anormale attivazione di glutammato deidrogenasi leucina, l'uso di una alterata-chetoglutarato, e una riduzione della velocità di reazione massima di glutaminase. Le interrelazioni di leucina, l'insulina, e PTH richiedono ulteriori studi per determinare se la sintesi proteica e la produzione di insulina sono influenzati.

Studi umani

Gli effetti di leucina durante condizioni di digiuno sono stati anche studiati sugli esseri umani. Ogni soggetto è stato sottoposto tre digiuni di 14 giorni separati, 34 mm /giorno di leucina infuso nei giorni 1-7 e un terzo di controllo veloce in cui sono stati dati non infusioni. L'azoto ureico urinario (Uun) escrezione giornaliera è stata simile per i trattamenti di controllo e di leucina, mentre CCI infusione ridotto significativamente i giorni di azoto ureico urina (Uun) escrezione. In questo studio, infusi KIC sono diminuiti spreco di azoto durante il digiuno, mentre leucina, studiato in condizioni identiche, non ha fatto. Nello studio su pazienti sottoposti a chirurgia addominale, CCI e leucina sono stati iniettati a 70 mmol /die. CCI è stato trovato per ridurre gli sprechi di azoto, mentre nelle stesse condizioni leucina non l'ha fatto.

Mendall et al. pazienti trattati con distrofia muscolare di Duchenne (DMD) o un placebo o leucina orale alla dose di 0,2 g /kg /die in uno studio randomizzato, in doppio e timido, cieco, controllato processo. Anche se ci sono stati alcuni miglioramenti transitori oltre 1 mese, dopo 1 anno, leucina è riuscito a produrre una risposta terapeutica. La ricerca sugli effetti della leucina in pazienti cirrotici indica che può aumentare l'ossidazione senza influenzare la sintesi proteica in vivo.

In contrasto con gli studi precedenti, infusioni di leucina o leucina sia più di glucosio sono stati trovati per ridurre proteolisi muscolare Entrambi leucina e glucosio infusi diminuiti gli amminoacidi aromatici e gli amminoacidi basici nel muscolo. Il glucosio stimolata l'insulina, che si è ridotto le concentrazioni plasmatiche di aminoacidi essenziali. Questo effetto è stato aumentato da leucina. livelli di aminoacidi più bassi sono stati trovati anche in atleti pista somministrati 50 mg /kg /die di leucina per 10 settimane in uno studio randomizzato, in doppio cieco, studio crossover, controllato con placebo. Le concentrazioni di leucina era diminuito significativamente nel gruppo placebo durante i primi 5- settimane, ma non durante il secondo 5 settimane. Le concentrazioni di leucina non è cambiata nel gruppo di trattamento. L'intero gruppo di aminoacidi nel siero è diminuito significativamente in tutti i soggetti durante il periodo di formazione di 10 settimane. Di tutti gli amminoacidi, la glutammina diminuisce più. La sintesi proteica rete non è stata misurata; Pertanto, è difficile interpretare i risultati. Il fatto che la leucina e altri amminoacidi erano inferiori durante la condizione di trattamento può essere indicativo di un aumento della sintesi proteica o ossidazione. Si noti che questi soggetti ingerivano 1,26 g /kg /giorno di proteine. Gli effetti di leucina sono verificati durante lo stato metabolico in cui proteine ​​era superiore alla RDA.

Sicurezza e tossicità

Infusi di grandi quantità di leucina in ratti non causano uno squilibrio di aminoacidi plasma, anche in condizioni catabolici. Inoltre, il carico orale di una ragazza di 15 mesi con acidemia propionica non ha prodotto chetoacidosi. Infusi e carico orale di leucina sembrano essere ben tollerati. Casi tossici di leucina sono rari nella letteratura e di sovraccarico di leucina nei giovani ratti hanno prodotto cambiamenti significativi nella crescita, il consumo di cibo, e ematologici e risposta immunitaria quando la dieta di base era equilibrata. Di maggiore preoccupazione è la mancanza di leucina, che può diminuire il bilancio azotato e diminuire l'attività antitumorale Hotel  .;