Luuston lihasten surkastumista pidetään tärkeä kansanterveydellinen ongelma, koska sen ensisijainen (aineenvaihdunnan muutokset) ja toissijaisia seurauksia (lujuuden menetys, vähentynyt autonomia). Kuten tiedetään, surkastumisprosessi tulee ilmeiseksi, kun luurankolihasproteiinin hajoaminen lisääntyy yli proteiinisynteesin pitkän ajan kuluessa., Tässä yhteydessä, leusiini lisäravinteen näyttää olevan lupaava anti-surkastuminen hoito, joka toimii joko estämällä lihasten proteolyysi ja/tai proteiinien synteesiä, vaikutus, joka voi mahdollisesti olla sekä annos-riippuvaisia sekä luuston lihasten surkastumista kunto-riippuvainen. Tämä arvostelu käsittelee vaikutuksia leusiini lisäravinteen asetuksen luustolihasten proteolyysi sekä in vitro-ja in vivo-tutkimuksissa.,
Anti-surkastuminen vaikutukset Leusiini Lisäravinteen
säästämättä proteiinin vaikutuksia leusiini lisäravinteen on tunnettu jo alkuvaiheen tutkimuksissa Buse & Reid (1975) ., Koska sen ominaisuuksia yksittäisiä toimia, leusiini on todella pidetään paitsi AA, jotka muodostavat proteiinin, mutta myös physiopharmacological yksikkö, jonka hallinto pystyy edistämään tärkeitä antikatabolisia vaikutuksia, kuten vaimennus luuston lihasten hajoamista aikana laihtuminen, edistää paranemista ja parantaa lihasten proteiinia liikevaihto-vuotiaat henkilöt .,
yleensä, leusiini lisäravinteen johdonmukaisesti osoittaa vähenee luuston lihasten proteolyysi, kun infuusiona laskimoon , inkuboidaan koko lihas , inkuboidaan kanssa luuston lihaksen soluissa ja suulliseen ruokinta . On huomattava, että suuruus esto on erilainen sen mukaan, lajeja, patologinen tila, ja, erityisesti, surkastuminen malli., Tärkeintä, luustolihasten solujen kulttuureissa antiproteolytic vaikutukset leusiini täydentäminen tapahtuu myös, mutta tämä järjestelmä leusiini annoksesta riippuvainen vaikutus näyttää olevan siirtynyt matalan pitoisuuden vaihteluväli verrattuna koko lihas itämisaika .
krooninen tutkimukset leusiini lisäravinteiden tehosta ei ole yhtä hyvin osoitettu, kuten akuutti niistä, mutta tällä tasolla leusiini lisäravinteen osoittaa myös tärkeää antiproteolytic vaikutuksia. Itse asiassa, äskettäin tutkimuksen tehnyt Combaree et al. (2005) osoitti, että oraalinen krooninen leusiinilisä (~0.,7 g/kg/vrk ajan 10 päivää) on esitetty pitkäkestoinen estäviä vaikutuksia luurankolihaksiin proteolyysi noin ~30%, palauttaa viallisia aterianjälkeistä proteasomin esto-riippuvainen proteolyysi. Myös tukevat todisteet vähentynyt proteolyysi aiheuttama leusiini ravintolisistä tutkimus suoritetaan Ventrucci et al. (2004) osoittivat, että syövän kakeksia-kasvaimen aiheuttama rotat, kulutus on leusiini rikastettu ruokavalio (3%) yli 20 päivän ajan vähentää proteiinin hajoamista gastrocnemius lihaksia noin 11%, mikä lisää myosiinin raskaan ketjun sisältöä noin 47%., Viime aikoina samalla opintosuunnittelulla, Eley et al. (2007) osoittivat, että kulutus 1 g/kg/päivä BCAA 12-15 päivää tukahduttaa kehon paino tappio noin 33% ja vähentää proteiinin hajoamista noin 62% vuonna soleukselle lihaksia. Päinvastoin, Sadiq ym. (2008) osoitti, että vasikat, 5 päivää infuusiona laskimoon EAA (rendering leusiini plasmatic tasoilla ~0.24 mM) nojalla energiaa ja proteiinia alijäämä parantaa typen tasapainon, mutta luuston lihasten proteolyysi ei heikennetty., Yleinen, krooninen tutkimukset osoittaneet, leusiini lisäravinteen tärkeänä anti-surkastuminen strategia, mutta standardoinnin puute liittyvät leusiini lisäravinteiden annosta (nautittuina ja imeytyy) heikentää tärkeimmät johtopäätökset liittyvät suuruus ja vaikutus. Taulukossa 1 esitetään yhteenveto merkittävistä tutkimuksista, jotka liittyvät leusiinin vaikutuksiin luustolihasten proteolyysiin sekä ihmisillä että eläimillä.,
Akuutti Leusiini Täydentäminen: Annoksen ja Vaikutuksen välinen Suhde
Saada aikaan tehoa AA lisäravinteen, se on välttämätöntä ymmärtää sen annos-vaikutus-ominaisuuksia., Tässä suhteessa, Michael Rennie ryhmä on tehnyt merkittäviä löytöjä, jotka liittyvät olemassaolon kaareva annos-vaste-suhdetta extra cellular EAA (erityisesti leusiini näistä) ja ihmisen luurankolihasten proteiinisynteesiä . Käsitteenä on, että normaaliolosuhteissa yksi ateria näyttää edistävän maksimaalisia vaikutuksia proteiinisynteesiin. Tämä havainto perustuu sekä aikuisilla rotilla että aikuisilla ihmisillä tehtyihin tutkimuksiin, jotka osoittavat, että leusiinin plasmapitoisuus PA-tilassa on noin 0.,1 mM: n ja PP: valtio, se on kasvanut noin 80% tai enemmän, jolloin keskiarvo on 0,2 mM. Tämä arvo näyttää olevan omiaan edistämään maksimi lisää proteiinisynteesiä ja kyllästää järjestelmä .
kun kyse on proteiinin hajoamisen estymisestä, tästä annosvaikutuksen ominaisuudesta tiedetään paljon vähemmän myös eläinkokeissa. Tulokset esitetään kirjallisuudessa näyttää muunnelmia, joka perustuu lihasten tutkittu, isotooppi hyödyntää mitata proteiini aineenvaihduntaa ja järjestelmä tutkittu (in vitro vs in vivo-tutkimukset)., Kuitenkin syvempi analyysi näistä tutkimuksista, erityisesti in vitro-tutkimuksia (missä se on mahdollista samanaikaisesti havaita, proteiinisynteesiä ja proteiinien hajoamista aineenvaihduntaa), paljastaa uusia havaintoja metodologisista eroista. Näin, uudelleen tulkinta nämä tutkimukset on perusteltua luoda uusi käsite noin leusiini annos-vaikutus-suhde.,
luurankolihaksessa soluviljelmät ilman aminohappoja (erityisesti leusiini), tulee ohjata proteiinin hajoamista pääasiassa aktivointi lysosome-riippuvainen proteolyysi Lisäksi, aikana koko lihas inkubaatioiden, leusiini lisäravinteen johtaa vähentynyt ATP-ubikitiinipromoottori-riippuvainen proteolyyttinen aktiivisuus . Kuitenkin, vieläkään ei ole nykyisen mekanistista tietoa siitä, miten ravitsemukselliset signaalin aiheuttama AA on aistia lihaksen solujen (eli solun sisällä tai ekstrasellulaarisesti). Useita Mormimoren ja kollegoiden sekä Pösön ym. opintoja., (1982) osoitti , että maksassa, lisää solujen pitoisuus AA sanelee annos-riippuvaista, esto proteolyysi sisällä maksan soluja, ja että joukossa AA, leusiini oli vahvin estäjä.
kun kyseessä on luurankolihas, solunsisäistä AA-pitoisuutta ei ole saatavilla useimmissa tutkimuksissa., Kuitenkin, joka perustuu extra cellular AA-pitoisuudet (plasmatic tasot ja/tai ylimääräisiä solu-tasoa) on mahdollista olettaa, että leusiini pitoisuus läsnä ohjaamaan proteiinisynteesiä on myös saatavilla hallita proteiinin hajoamista, riippumatta mekanismi prosessi. Tämän oletuksen perusteella alla on yhteenveto useiden tutkimusten tuloksista. He ehdottavat, että leusiini-annos voi aiheuttaa maksimaalinen vaikutuksia proteiinin hajoaminen voi olla suurempi kuin joka voi aiheuttaa maksimaalinen vaikutus proteiinisynteesiä aikana negatiivinen proteiini-tasapaino-olosuhteissa., Tämä annoksesta riippuvainen vaikutus ei kuitenkaan näytä esiintyvän luuston lihassoluviljelmissä .
eläinkokeet
aikaisemmassa tutkimuksessa vuonna 1977, Buse & Weigand osoittivat, että rotta pallean lihaksia inkuboitiin kanssa leusiini pitoisuus 0,5 mM (kaksi kertaa, että leusiini pitoisuus löydy PP valtio) oli omiaan lisäämään lihasten proteiinisynteesiä 36-38%. Proteiinin hajoaminen estyi kuitenkin 4.,7%, mikä osoittaa, että korkea fysiologinen leusiini pitoisuus pystyy sekä, voimakkaasti stimuloi proteiinisynteesiä ja vähäisemmässä määrin estämällä proteiinin hajoaminen, jopa ilman hormonaalista tarjontaa. Yhteisymmärryksessä tämän kanssa Tischler et al. (1982) , inkuboidut rotan pallealihakset, joilla on laaja leusiinipitoisuus (aina PA-tilasta PP-tilaan). He havaitsivat, että 0,1 mM: n leusiinipitoisuus lisäsi merkittävästi luurankolihasten proteiinisynteesiä. Kuitenkin tämä sama leusiinipitoisuus (0.,1 mM) ei vaikuttanut hinnat proteiinin hajoaminen, jotka olivat muuttaneet vain silloin, kun leusiini pitoisuus oli kasvanut vaihtelevat 0,2-0,5 mM. Tällä alueella keskittymistä, proteiinin hajoamista asteittain väheni suurempi absoluuttinen määrä kuin se, mikä stimuloi proteiinisynteesiä (Taulukko 1).
sen varmistamiseksi, että näitä tuloksia havaittiin vain, kun AA annettiin in vitro, Kee et al., (2003) teki tutkimuksen extensor digitorum longus-lihaksilla, ja ravitsemuksellista tarjontaa annettiin in vivo-olosuhteissa (Infusoituna) endogeenisten hormonaalisten tekijöiden läsnä ollessa. Tulokset osoittivat, että 48 h nälkiintyneen rotilla, 4 h AA-infuusio nosti leusiini pitoisuus plasmassa arvoihin noin 0.57 mM. Tämä lisäys on leusiini pitoisuus plasmassa oli mahdollista palauttaa insuliinin ja kortikosteronin tasoa arvoja havaittu kontrolloiduissa rotat, samanaikaisesti lisäämällä lihasten proteiinisynteesiä 55.6%., Kuitenkin samaan leusiini pitoisuus, luurankolihaksessa proteolyysi oli vähentynyt ja vain 17,9% (arvo nonstatistically erilainen nälkään ryhmä), mikä viittaa siihen, että vaikka läsnä hormonaaliset tekijät, leusiini pitoisuus kykenee stimuloimaan proteiinisynteesiä on heikennetty verrattuna proteiinin hajoamista.
toisessa tutkimuksessa, Hong & Maallikko (1984) analysoitiin soleukselle lihaksia nälkiintyneen rotilla (24 h ja 72 h paasto) inkuboitiin kanssa leusiini (0,5 mM)., He havaitsivat, että 24 h ja 72 h rotat paastosivat, proteiinisynteesiä oli kasvanut 59% ja 24% vastaavasti, mutta proteiinin hajoaminen ei ole muutettu käyttämällä tätä leusiini pitoisuus soleukselle lihaksia. Päinvastoin, Busquets ym. (2000) , inkuboitiin rotta soleukselle lihaksia, joilla on korkeampi leusiini pitoisuus on 5 mM ja 10 mM. He havaitsivat, että lihasten proteolyysi oli estetty, annos-vaste tavalla, eli leusiini pitoisuus 5 mM aiheutti eston 5,7% proteolyysi, kun taas 10 mM oli aiheuttanut esto 24.5%., Tämä tutkimus paljastaa, että yhä leusiini pitoisuus arvot 10-20×, että niitä havaittu muissakin tutkimuksissa, kykeni aikaansaamaan vähentää luurankolihasten proteolyysi, tuloksen, joka on sopusoinnussa toinen tutkimuksessa Mitchell ym. (2004), joka totesi, että inkuboidaan luustolihasten solujen leusiini pitoisuus on 5 mM kykeni estämällä lihasten proteolyysi 8-12%., Näin ollen tasanne on leusiini pitoisuus liittyvät esto luuston lihaksen proteiinin hajoaminen aikana in vitro-olosuhteissa ei ole vielä vahvistettu, mutta nämä tutkimukset viittaavat siihen, että leusiini pitoisuus 10-20× parempi yksi oli PP valtio (~0,2 mM) on vielä pystyy kohdistamaan sen anti-proteolyyttiset vaikutuksia.,
rajoitus mainituissa tutkimuksissa oli, että vaikka in vitro-mittaukset laadullisesti vastaamaan hinnat proteiinia liikevaihto, jotka olivat läsnä ehjä eläin ennen itämisaika, proteiini aineenvaihduntaa mitataan koko lihaksen aikana in vitro-olosuhteissa ei aina lausutaan valtion negatiivinen proteiinin tasapaino jopa hallita lihaksia . Tilanne voisi kuitenkin muistuttaa in vivo-atrofisessa tilassa havaittua tilannetta, jossa luurankolihasproteiinin hajoaminen lisääntyy proteiinisynteesin myötä ., Näin ollen tietyissä atrofinen ehtoja, on mahdollista, että määrä täydentää leusiini pystyy maksimaalisesti estämällä lihasten proteolyysi voi olla suurempi kuin, että käytetään tuottamaan maksimaalinen vaikutus proteiinisynteesiä.
Tutkimuksia
Tällä hetkellä tarkkoja menetelmiä on käytetty mittaamaan proteiinisynteesiä in vivo, mutta kun ongelma on proteiinin hajoamista, erilaisia menetelmiä on esitetty merkittäviä rajoituksia, erityisesti silloin, kun liittyvät proteiinin hajoamista lihas., Esimerkiksi 3-metyyli-histidiinin (3-MH) erittymistä virtsaan on käytetty laajasti arvioitaessa lihasproteiinin hajoamista sekä koe-eläimillä että ihmisillä . Perustelut käyttää virtsan 3-MH mittana lihasten proteolyysi on, että suurin osa 3-MH on läsnä lihasten aktiini ja myosiini ja mikä tärkeintä, 3-MH ei ole reutilized proteiinisynteesiä, on indeksi proteiinin hajoamista ., Kuitenkin, spesifisyys virtsan 3-MH erittyminen on kyseenalaistettu, erityisesti alle in vivo-olosuhteissa, koska joissakin atrofinen ehtoja, kuten kirurginen trauma havaittiin, suhteeton ylituotantoa 3-MH alkaen nonmuscle lähteistä . Toinen menetelmän in vivo mitata proteiinin hajoaminen on seurata menetys radioaktiivisuus proteiinia aiemmin merkitty hallinnon radioisotooppisovellusten merkkiainetta. Kun tätä menetelmää käytetään, suuri huolenaihe on, että radioaktiivisten AA johdettu proteiini jakautuminen, tulee esiaste-allas ja on reutilized proteiinisynteesiä., Tällainen leimatun AA: n kierrätys johtaa näennäiseen hajoamisnopeuteen, joka aliarvioi todellista hajoamisnopeutta . Lopuksi tärkeä kysymys on panos koko kehon vs. luustolihasten kudoksen proteiinien hajoaminen hinnat. Voit ratkaista tämän kysymyksen, useita tutkimuksia on hyödynnetty valtimo net saldo (NB) tekniikka arvioimaan hinnat proteiinisynteesiä ja proteiinien hajoaminen raajoissa (jotka ovat enimmäkseen lihas), ja aminohappo fenyylialaniini on käytetty jäljittää lihasten proteiinia, koska se ei ole tuotettu eikä metaboloituu lihasten., Käyttämällä tätä tekniikkaa, lihasten proteiinia erittely voidaan arvioida laskettu arvo korko fenyylialaniinin ulkonäkö suoneen aikana vakaan tilan pitoisuus veren aminohappoja. Kuitenkin yleinen ongelma käyttää joko kyynärvarren tai jalka valtimo HUOM tekniikka arvioida lihasten aineenvaihduntaa akuutisti, on, että tämä lähestymistapa on käytännön rajoituksia, jotka liittyvät ajan ja verta tarvitaan ja, mikä tärkeintä, ei salli niiden arviointia lyhytaikaisia vaikutuksia lihasten proteiinien aineenvaihduntaan , difficulting annos-vaste-tutkimuksia proteolyysi., Kaikilla, kun ei ole luotettavia menetelmiä mitata in vivo-proteiinin hajoamista luurankolihaksessa, koko kehon proteiinin jakautuminen voidaan arvioida flux annettiin radioaktiivisesti merkittyä tai vakaa isotooppien plasman tai virtsan typpi.
Useat kirjoittajat ovat osoittaneet, että leusiini sekä tai BCAA lisäravinteiden (suun kautta tai infuusiona) pystyy sekä proteiinien synteesiä tai vähentämällä proteiinien hajoamista ihmisillä ., Useimmissa ihmisillä tehdyissä tutkimuksissa on yleinen taipumus osoittaa, että leusiinilisällä voidaan edistää proteiinia säästäviä vaikutuksia, jotka johtuvat pääasiassa proteiinin hajoamisen estymisestä . Vaikka proteolyysin väheneminen näytti esiintyvän useissa tutkimuksissa, annosvastesuhteesta ei ole yksimielisyyttä. Esimerkiksi Tessari ym. (1987) infusoida AA ratkaisu aiheita (PA valtio) 180 min, saavuttaa leusiini plasmatic tasoa 0,2 mM, ja ei ole vaikutuksia endogeeninen proteolyysi tukahduttaminen havaittiin, että Castellino et al., (1987) infusoida AA-ratkaisu (aiheita PA-tilaan), että sulatettu leusiini plasmatic pitoisuus 0,28 mM ajanjaksolla 180 min, ja osoitti, että endogeenisen leusiini flux (indikaattori proteolyysi) oli alennettu 41.8% verrattuna pohjapinta aikana. Nämä erot voivat olla liittyvät eri menetelmät, joita käytetään analysoida proteiinien hajoamista, ehdottivat Matthews (2005) tai jopa liittyvät erosta muotoja leusiini/AA hallinnon näissä tutkimuksissa rajoitus myös havaittu tutkimuksissa tutkitaan lihasten proteiinisynteesiä.,
kuten edellä todettiin, leusiinilisään ja luustolihasten proteolyysiin liittyvissä ihmisillä tehdyissä tutkimuksissa ei ole yksimielisyyttä annosvastesuhteesta. Kuitenkin, tutkimus suoritetaan Sherwin (1978) osoitti, että lihavilla henkilöillä toimitetaan 3 päivän paasto esitetty pohjapinta-leusiini tasolle lähes kaksinkertaistui (0,22 mM) verrattuna valvottavien kohteiden PA aikana, leusiini pitoisuus yleensä pystyy maksimaalisesti stimuloi lihasten proteiinisynteesiä S aikana, normaaleissa olosuhteissa., Tässä tutkimuksessa leusiini infuusio kohonnut leusiini plasmatic pitoisuus 68% yläpuolella ohjataan aiheita kahden tunnin infuusiona ja 124% yläpuolella ohjataan aiheita sen jälkeen, kun 12 h (0.81 mM), saman infuusionopeutta. Tämä akuutti leusiini infuusio (päivä 4 paasto) oli vielä pystyy parantamaan typen tasapainoa, palaa edelliselle tasolle päivänä sen jälkeen, kun infuusio. Nämä tulokset viittaavat siihen, että asetusarvon proteiinia liikevaihto aineenvaihduntaa liittyvät infusoida leusiini pitoisuus oli jopa säänneltyjen näistä aiheista., Tässä tutkimuksessa proteiinin hajoaminen ei estänyt leusiini infuusio (mitattuna 3-metyyli-histidiini julkaisu), mutta typpi tasapaino parani 23%, kun 12 h leusiini-infuusio. Tuoreen tutkimuksen teki Bohé et al. (2001) , osoitti, että ihmisillä, infusing ratkaisu koostuu sekoitettu AA korko, joka sulatettu leusiini plasmatic pitoisuus 0,4 mM, pystyy stimuloimaan proteiinisynteesiä vain kaksi tuntia, paluu pohjapinta-valtioiden tämän ajanjakson jälkeen., Näin ollen on mahdollista, että estämällä lihasten hajoaminen saattaa myös olla osaltaan typen säästämättä vastaus aikana 12 h leusiini-infuusio, ainakin nonmuscular kudoksiin.
hyvin äskettäin Katsanos et al: n tekemä mielenkiintoinen tutkimus. (2006) , verrattuna, nuorilla ja iäkkäillä henkilöillä, kulutus suullisen liuosta, joka koostuu EAA sisältää leusiini pitoisuus 26% (joka sisälsi vastaavia leusiini arvot kohdanneet heraproteiini) vastaan kulutus on EAA ratkaisu rikastettu leusiini 41%, luurankolihaksiin proteiinien aineenvaihduntaan., He havaitsivat, että nuorilla tutkimushenkilöillä, pieni annos leusiini lisäravinteen (26%) oli omiaan lisäämään lihasten proteiinisynteesiä, kun taas iäkkäillä henkilöillä ei ole todettu olevan vaikutusta (vaikka molemmissa ryhmissä samanlainen plasmatic leusiini tasot saavutettiin ~0,45 mM)., Kuitenkin, kun seos, jossa on korkea leusiini pitoisuus (41%) oli täydennetty, vanhukset ryhmä lisääntynyt lihasten proteiinisynteesiä vertailukelpoisia arvoja havaittu nuorilla henkilöillä, palauttaa viallisia ravitsemukselliset vaste havaittiin pieni leusiini täydentää annos (vaikka jälleen molemmissa ryhmissä samanlainen plasmatic leusiini tasot saavutettiin ~0.65 mM). Tärkeintä, vain vanhukset aiheita täydentää 41% rikastettua leusiini esitetty ratkaisu on vahva taipumus estää proteiinien hajoamista., On mahdollista, että iäkkäillä suurempi leusiinilisäannos pystyy estämään vielä enemmän lihasproteiinin hajoamista, mutta tätä hypoteesia ei vielä testattu.
Yhteenvetona, ihmisen tutkimukset, leusiini lisäravinteen selvästi aiheuttaa esto luurankolihaksessa proteolyysi ja on olemassa joitakin harva tuloksia, mikä viittaa siihen, että leusiini pitoisuus pystyy vähentää proteiinin hajoamista voi olla suurempi kuin, että pystyy maksimaalisesti stimuloi proteiinisynteesiä, etenkin alle atrofinen ehtoja.
Vastaa