Az elágazó láncú aminosavak legfrissebb előrehaladása az elhízás, a cukorbetegség és azon túl

Md Abu Bakkar Siddik

Táplálkozástudományi Tanszék, Humán Tudományok Főiskolája, Texas Tech Egyetem, Lubbock, TX, USA.

Andrew C. Shin

Táplálkozástudományi Tanszék, Humán Tudományok Főiskolája, Texas Tech Egyetem, Lubbock, TX, USA.

Absztrakt

Az elágazó láncú aminosavak (BCAA) esszenciális aminosavak, amelyek nem szintetizálódnak a testünkben; így élelmiszerből kell őket beszerezni. Kimutatták, hogy számos fiziológiai és anyagcsere-előnnyel járnak, mint például a hasnyálmirigy inzulin szekréciójának stimulálása, a tejtermelés, az adipogenezis és a fokozott immunfunkció, főleg a rapamicin (mTOR) emlős célpont által közvetített jelátviteli út közvetítésével. Miután az utóbbi években az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség megbízható markerként azonosították, egyre több olyan tanulmány jelent meg, amelyek a BCAA-kat magukban foglalják más betegségek, például rákos megbetegedések, szív- és érrendszeri betegségek, sőt neurodegeneratív rendellenességek, például az Alzheimer-kór patofiziológiájában. Itt megvitatjuk a legfrissebb előrehaladást és áttekintő tanulmányokat, amelyek rámutatnak a BCAA korrelációs és potenciálisan okozati szerepére e rendellenességek kialakulásában. Bár csak most kezdjük megérteni a BCAA-k és a legelterjedtebb krónikus betegségek közötti bonyolult összefüggéseket, a jelenlegi eredmények felvetik annak lehetőségét, hogy hasonló feltételezett mechanizmus kapcsolja össze őket.

BEVEZETÉS

Annak ellenére, hogy a BCAA-k előfeltétele a fent említett számos egészségügyi előnynek, az állatokban és az emberekben is feltörekvő vizsgálatok arra utalnak, hogy a BCAA-k fontos szerepet játszanak az anyagcsere-rendellenességek, például az elhízás és a cukorbetegség, más krónikus betegségek, például rák és szívbetegségek patogenezisében, és akár neurodegeneratív rendellenességek, mint például az Alzheimer-kór (AD). Jelen áttekintés célja a BCAA-k és a legelterjedtebb krónikus betegségek közötti korrelációs és okozati összefüggésekkel kapcsolatos ismeretek közelmúltbeli fejlődésének megvitatása és összefoglalása.

ELHÍZÁS ÉS 2. TÍPUSÚ CUKORBETŰSÉGEK

RÁKOK

SZÍVBETEGSÉGEK

ALZHEIMER KÓR

A BCAA-k könnyen átjutnak a vér-agy gáton, és ugyanazon nagy aminosav-transzporterért versenyeznek olyan aromás aminosavakkal (azaz tirozinnal, triptofánnal és fenilalaninnal), amelyek prekurzorokként szolgálnak a megismerésben és memóriában részt vevő neurotranszmitterek, például dopamin, szerotonin és noradrenalin [115, 116, 117]. Továbbá, a-ketoglutarát jelenlétében a BCAT enzim a BCAA-kat glutamáttá alakítja, egy gerjesztő neurotranszmitterré, amely excitotoxicitást és neuronális halált indukálhat az AD agyban [118]. Ez azt jelzi, hogy a BCAA-felesleg e kulcsfontosságú neurotranszmitterek mély egyensúlyhiányához vezethet, amelyek létfontosságúak a megfelelő idegsejtek működéséhez és az ebből fakadó viselkedéshez. Sőt, a BCAA túlterhelésről bebizonyosodott, hogy idegi oxidatív stresszt és apoptózist indukál [62, 63, 64, 65, 68, 69], és a BCAA által általában kiváltott mTOR hiperaktiváció inzulinrezisztenciához vezethet az agyban [119, 120]. Fontos, hogy mindezek a rendellenességek az AD patofiziológiai jellemzőit képviselik, így a BCAA potenciálisan jelentős hozzájáruló az AD kialakulásában.

Érdekes megjegyezni, hogy a dihidrolipoamid-dehidrogenáz (DLDH) vagy a mitokondriális fehérjék E3 alegysége, beleértve a BCKDH komplexet és a piruvát-dehidrogenázt, valójában jelen van mind az emberi, mind az egér szérumban [132]. Yan és mtsai. [132] kimutatták, hogy a mitokondriumokban találhatóval ellentétben a szérumban található DLDH nagyon érzékeny az oxigén által kiváltott inaktiválásra, és hiányzik a redoxireakciókhoz szokásos diaforázaktivitás. Figyelembe véve, hogy a DLDH diszfunkciója stimulálja az oxidatív stresszt in vivo és in vitro [133, 134], hogy ennek a keringő alegységnek különböző biológiai funkciói vannak-e, és hogy szintje megváltozik-e, és szerepet játszik-e az AD vagy bármelyik betegség kialakulásában a fent említett feltételeket meg kell vizsgálni.