Hvordan Leucin syntetiseres

Leucin er en af ​​de tre forgrenede aminosyrer, med valin og isoleucin er de to andre. For at opretholde en positiv nitrogen balance hos voksne er afgørende. Imidlertid kan leucin syntetiseres ud fra ketosyrer a-ketoisovalera til, a-isopropylmalat, ß - isopropylmala til eller a-ketoisocaproate (KIC). Katabolisme af aminosyre resulterer i produktionen af ​​kuldioxid langs følgende vej: a-ketoisocaproate - > isovaleryl-CoA, - > ß -methylcrotonyl-CoA, - > ß -methylglutoconyl-CoA, - > ß -hydroxy- ß -methylglutaryl-CoA, - > acetoacetat eller acetyl-CoA. Katabolisme af leucin kan finde sted i lever, nyre, muskel, hjerte og fedtvæv. På grund af stigningen i leucin katabolisme, der forekommer i skeletmuskulatur under arbejde, har undersøgelser vedrørende virkningerne af leucin tilskud på præstationen. Dette vil gennemgå virkningerne af leucin tilskud på proteinsyntese og proteinnedbrydning.

Animal Studies

Leucin har vist sig at påvirke aminosyre og protein metabolisme. Med in vitro-forsøg indikerer et potentiale for leucin til at stimulere proteinsyntesen via en række mekanismer, har forskerne undersøgt virkningerne af forskellige fodringsstrategier på leucin stofskifte, og virkningerne af leucin fodringer om proteinsyntese og kvælstofbalance. Efter en 3-dages hurtigt hos får, leucin arterielle koncentrationer øges, leucin omsætning i musklen faldt, hepatisk brug uændret, leucin iltning øges, og proteinsyntese faldet. Fastende fremmes skeletmuskulatur katabolisme at tilvejebringe prækursorer til nedsat proteinsyntese.

Som leucin i kosten gradvist øges, hastigheden af ​​leucin iltning forbliver lav indtil koncentrationen leucin blodet overstiger det beløb, der er nødvendige for den maksimale sats for vægtøgning. Plasmakoncentrationer af leucin i rotter var lave, når niveauer af leucin kosten var lave og steg med stigende kosten leucin indhold. Når leucin administreres til rotter enteralt, first-pass effekt ekstrakt 27% .103 Kun 3% af dette beløb blev brugt af leveren til at syntetisere nye protein, mens resten blev menes at repræsentere first-pass brug af leucin i tarm proteinsyntese og andre metaboliske veje i splanknisk seng. Med leucin enteralt administreret til hunde, blev 31,4%, der anvendes til proteinsyntese, 27,9% blev deamineres, 6,0% blev oxideret ved splanknisk regionen, og 4,8% blev oxideret ved leveren. leucin administreret via infusion til lam rejst plasma leucin niveauer op til 15 gange over baseline. Plasma aminosyre-koncentrationer blev sænket, men protein syntese satser i skeletmuskulatur og hele kroppen ændrede sig ikke.

Tilsætning af glucose eller saccharose kan ændre kinetik leucin metabolisme. Grise fodret glukose havde en bagben optagelse af leucin, der var tre gange større end grise fodret saccharose. Præprandial proteinsyntese var højere i saccharose gruppe mens postprandial proteinsyntese var højere i glucosetreated gruppen.

Disse observationer tyder på, at kosten kulhydratkilde kan påvirke både præ- og postprandiale aspekter af leucin metabolisme. Yderligere arbejde på dette område undersøgt virkningerne af leucin på insulin ved hjælp af ø-celler fra rotter med kronisk nyresvigt. I denne tilstand er der nedsat insulinsekretion. Insulinsekretion som respons på leucin blev signifikant reduceret i isolerede ø-celler. Insulin frigivelse forbedret, når rotterne undergik parathyroidektomi eller behandling med verapamil. Verapamil blokerer virkningen af ​​parathyreoideahormon (PTH) på holme. De høje niveauer af PTH induceret en sekundær tilstand af nedsat leucin-induceret insulinsekretion Det defekte vej involverer unormal leucin aktivering af glutamat dehydrogenase, nedsat anvendelse af a-ketoglutarat, og en reduktion i den maksimale reaktionshastighed for glutaminase. Det indbyrdes forhold af leucin, insulin, og PTH kræver yderligere undersøgelse for at fastslå, om proteinsyntese og insulinproduktion er påvirket.

Menneskelige Studies

Virkningerne af leucin under fastende forhold er også blevet undersøgt hos mennesker. Hvert emne gennemgik tre separate 14-dages faster, 34 mm /dag af leucin infunderet på dag 1-7 og en tredje kontrol hurtigt, hvor der ikke infusioner blev givet. Den daglige urin urinstof kvælstof (UUN) udskillelse var ens for kontrol og leucin behandlinger, mens VIF infusion væsentligt reduceret daglig urin urea nitrogen (UUN) udskillelse. I denne undersøgelse VIF infusioner faldt kvælstof spilde under sult, mens leucin, studerede under identiske betingelser, gjorde det ikke. I undersøgelse om abdominal kirurgi patienter blev VIF og leucin infunderes ved 70 mmol /dag. VIF blev fundet at falde kvælstof spild, mens under samme betingelser leucin ikke gjorde.

Mendall et al. administrerede patienter med Duchenne muskeldystrofi (DMD) enten placebo eller oral leucin ved en dosis på 0,2 g /kg /dag i et randomiseret, dobbelt &genert, blind, kontrolleret forsøg. Selv om der var nogle forbigående forbedringer over 1 måned, efter 1 år, leucin undladt at producere et terapeutisk respons. Forskning om virkningerne af leucin i cirrotiske patienter viser, at det kan øge oxidation uden at påvirke proteinsyntesen in vivo.

I modsætning til de ovennævnte undersøgelser, infusioner af enten leucin eller leucin plus glucose blev anset for at mindske muskel proteolyse Både leucin og glucoseinfusioner faldt de aromatiske aminosyrer og de basiske aminosyrer i muskel. Glucose stimulerede insulin, som faldt plasma essentiel aminosyre koncentrationer. Denne virkning blev forstærket af leucin. lavere aminosyre niveauer blev også fundet i spor atleter administreret 50 mg /kg /dag af leucin i 10-uger i et randomiseret, dobbelt-blindt, placebo-kontrolleret, crossover studie. leucin koncentrationerne var faldet betydeligt i placebogruppen i de første 5- uger, men ikke i andet 5 uger. Leucin koncentrationer ændrede sig ikke i behandlingsgruppen. Det totale serum aminosyre pool faldt betydeligt i alle fag i løbet af 10-ugers træningsperiode. Af alle de aminosyrer, nedsat glutamin mest. Net proteinsyntese blev ikke målt; Derfor er det vanskeligt at fortolke resultaterne. Den omstændighed, at leucin og andre aminosyrer var lavere under behandlingen tilstand kan være tegn på øget proteinsyntese eller oxidering. Bemærk, at disse emner blev indtage 1,26 g /kg /dag af protein. Virkningerne af leucin opstod under en metabolisk tilstand, hvor proteinindtag var større end ADT.

Toksicitet
Sikkerhed og

Infusioner af store mængder af leucin i rotter ikke forårsager en ubalance i plasma aminosyrer, under endog meget kataboliske betingelser. Hertil kommer, oral lastning af en 15-måneder gammel pige med propionsyre acidæmi produceret uden ketoacidose. Infusioner og oral lastning af leucin synes at være veltolereret. Giftige tilfælde af leucin er sjældne i litteraturen og overbelastning af leucin i unge rotter producerede ingen signifikante ændringer i vækst, fødeindtagelse og hæmatologiske og immunforsvar, når den grundlæggende kost var afbalanceret. Af større bekymring er manglen på leucin, som kan mindske kvælstof balance og mindske antitumoraktivitet
.