Аспарагінова кислота: для чого приймають, корисні властивості у спорті та для здоров’я

На сьогодні відомо понад 500 амінокислот. Людині для життя необхідні 22. Одна з них – аспарагінова кислота. Вона також є добавкою спортивного харчування. Розглянемо вплив аспарагінової кислоти на здоров’я людини та чим вона може допомогти спортсменам.

Що таке аспарагінова кислота

Аспартат, аспартатова або аспарагінова кислота (ASP) – альфа-амінокислота, що відіграє важливу роль в азотистому обміні рослин та тварин. Була відкрита французькими хіміками Огюстом-Артуром Пліссоном і Етьєном-Осіаном Анрі, які в 1827 досліджували гідроліз відкритого в 1806 в соку спаржі аспарагіну. Ця обставина дала назву цій альфа-амінокислоті. Спаржа англійською – asparagus.

У людському організмі аспарагінова кислота є і у складі білків, і у вільному вигляді. ASP відноситься до групи замінних кислот, оскільки синтезується в організмі з глутамінової та щавлевооцтової кислот.

Молекулярна структура

Молекула аспарагінової кислоти, хімічна формула якої HO2CCH(NH2)CH2CO2H, а рац. формула C4H7NO4, представлена в природі двома формами ізомерів – L та D. Іони L-аспарагінової кислоти (L-ASP) закручені у структурі молекулярної спіралі в ліву сторону, а у D-аспарагінової кислоти (D-ASP) – у праву. Крім цього, L і D ізомери відрізняються один від одного лівою і правою конфігурацією розташування гідроксильної групи. Більшість хімічних синтезів дає обидві форми – DL-аспарагінову кислоту, яку називають рацемічна суміш ASP.

У рослин виробляється лише L-аспарагінова кислота. У тканинах і крові тварин та людини є обидва варіанти – і L, і D ізомери ASP. L-аспарагінова кислота присутня у всіх рослинних та тваринних білках, а також у переважній більшості біологічно-активних сполук. У тканинах людського організму вона також є у вільному вигляді, у вигляді аміду (аспарагіну) або інших похідних. D-аспарагінова кислота в людському організмі є і у вільному вигляді, і в тканинах органів ендокринної системи, у тому числі в гіпофізі, гіпоталамусі та шишкоподібній залозі.

Хімічні та фізичні властивості аспарагінової кислоти

Аспарагінова кислота є дрібнокристалічною речовиною без кольору і запаху, яка добре розчиняється в гарячій воді та соляній кислоті, погано розчиняється в холодній воді і практично не розчиняється в етанолі.

ASP вступає у взаємодію з лугами та кислотами, утворюючи солі металів. Без аспарагінової кислоти в організмі неможливі такі життєво необхідні реакції як: етерифікація, амінізація, пептидизація, декарбокселювання, де- та переамінування, ацилювання, алкілування.

Застосування

L-ASP входить до складу медичного парентерального харчування та ліків-ноотропів. У поєднанні з калієм та магнієм аспарагінова кислота «ховається» у препаратах аспаркам та панангін. У харчовій промисловості з неї роблять підсолоджувач аспартам та харчову добавку-консервант E951. З D-ASP виготовляють біологічно активні добавки для спортивного харчування та лікування порушеннь репродуктивної функції у чоловіків.

Роль аспарагінової кислоти в організмі

Фізіологічні функції аспарагінової кислоти

L і D ізомери аспарагінової кислоти потрібні людському організму для:

• стимуляції синтезу та як складова частина структури білків, ферментів, гормонів, імунних клітин, сигнальних молекул, пуринових та піримідинових нуклеотидів, РНК та ДНК;
• вироблення АТФ;
• забезпечення енергією клітин головного мозку;
• передачі нервових імпульсів від одного нейрона до іншого;
• здійснення азотистого обміну та підтримки азотистої рівноваги:
• синтезу піримідинових основ;
• продукування сечовини;
• вироблення сечової кислоти;
• зниження у крові рівня аміаку;
• ендокринної модуляції;
• вироблення карнозину та ансерину;
• для перетворення глутаміну на глюкозу;
• регуляції циркуляції білірубіну та жирних кислот.

D-аспарагінова кислота потрібна нервовим стовбуровим клітинам для вироблення нейронів.

Участь у процесах метаболізму білків

Без аспарагінової кислоти неможливий синтез піримідинових основ нуклеїнових, рибонуклеїнових та дезоксирибонуклеїнових кислот. Вона є частиною всіх білків, які синтезуються в людському організмі, допомагаючи при цьому іншим амінокислотам, що беруть участь у побудові білкових молекул.

ASP також захищає організм від отруєння розщеплення амінокислот та розпаду білків. За допомогою реакції переамінування вона перетворює гостро токсичний аміак на більш безпечні сечовину та сечову кислоту.

На жаль, але аспарагінова кислота відіграє і негативну роль у метаболізмі білків та здоров’ї людини. У міру старіння у білках відбувається неминуче накопичення залишків D-ASP. Це призводить до порушення білкових структур та розвитку вікових патологій. Зміна балансу D-ASP/L-ASP в еластині є причиною серцево-судинних проблем, наприклад, артеріальної гіпертензії, а дисбаланс ізомерів аспарагінової кислоти в білках кристаліну – основної речовини тіла кришталика – до розвитку вікової катаракти, яка у 80-річному віці діагностується у всіх людей.

Вплив на синтез амінокислот

Аспарагінова кислота є будівельним матеріалом для таких амінокислот як лізин, ізолейцин, метіонін та треонін.

Шляхом складних трансформацій L-аспарагінової кислоти до фосфоенолпірувату та пірувату в людському організмі синтезуються й інші амінокислоти. Це – аланін, валін, гліцин, лейцин, серин, тирозин, триптофан, фенілаланін та цистеїн.

Катаболізм L-ASP є частиною процесу вироблення організмом власної D-аспарагінової кислоти.

Регуляція рівня глюкози у крові

Аспарагінова кислота впливає на рівень глюкози в крові. Під час процесу трансамінування вона розпадається на оксалоацетат і α-кетоглутарат, а частина вуглецевого скелета, що залишилася при цьому, використовується для синтезу глюкози.

Крім цього, було виявлено, що дієтична L-аспарагінова кислота впливає на рівень глюкози в крові шляхом пригнічення активності бета-глюкуронідазу ферменту, який прискорює розщеплення складних вуглеводів. За фактом L-ASP продовжує процес перетравлення крохмалів.

Вплив аспарагінової кислоти на спортивні показники

Поліпшення витривалості та підвищення здатності до прискореного відновлення

Аспарагінова кислота може підвищувати працездатність та загальну витривалість, а також прискорювати відновлення після фізичних навантажень за рахунок того, що продукти її розпаду при трансамінуванні – оксалоацетат та α-кетоглутарат – є метаболітами циклу трикарбонових кислот Кребса. А цей процес, по-перше, відповідає за утворення в мітохондріях джерела енергії – АТФ, а по-друге, є ключовим етапом дихання всіх клітин.

Аспарагінова кислота також входить у реакції глюконеогенезу. У печінці вона може перетворюватися на глюкозу, що має велике значення при об’ємних фізичних навантаженнях.

Для підвищення здатності до прискореного відновлення та для профілактики перетренованості спортсмени часто п’ють аспаркам – препарат, діюча речовина якого представлена рацемічною сумішшю D та L ізомерів аспарагінових солей калію та магнію. Але в цьому випадку ASP є транспортом для доставки калію та магнію у внутрішньоклітинний простір і безпосередньо в клітини міокарда та скелетної мускулатури, і сама по собі не має жодних позитивних ефектів. Аспаркам у спорті – це:

• збільшення фізичної активності;
• підвищення витривалості та якості тренувань;
• сприяння набору м’язової маси;
• прискорення відновлення після тренувань та змагань;
• відновлення балансу електролітів, що інтенсивно порушується під час тренувального періоду в спекотну пору року;
• профілактика та звільнення від судом, забитості м’язів, дискомфорту в суглобах;
• профілактика дисбалансу електролітів та нестачі калію та магнію при сушінні, жорсткій дієті;
• захист серцево-судинної та нервової систем від стресу інтенсивних фізичних навантажень.

Щоб покращити адаптацію міокарда до інтенсивних тренувальних навантажень саме ASP, спортсменам показано приймати її не в чистому D-вигляді. Для цього краще пропити курсом суміш амінокислот, в якій є аспарагінова кислота, та включити в меню продукти, багаті на L-ASP.

Збільшення м’язового обсягу та сили

Ефективність добавок спортивного харчування D-ASP як тестостероновий бустер досі не доведена. Існує невелика кількість оглядів комерційного характеру, які стверджують, що D-аспарагінова кислота може збільшувати вироблення тестостерону, тим самим давати м’язам додаткові об’єм та силу.

На жаль, але основна маса досліджень показали, що D-ASP не чинить анаболічної або ергогенної дії на скелетні м’язи, оскільки не підвищує сироватковий рівень тестостерону. На жаль, але добавки з D-аспарагінової кислотою також не допоможуть прискорити відновлення після тренувань на витривалість.

Дослідження ефектів D-аспарагінової кислоти не підтвердили її здатність впливати на рівень естрогенів, знижувати або підвищувати жирову масу та вагу тіла, впливати на вихідну потужність. Підвищення рівня тестостерону хоч і є, але, по-перше, воно незначне, а по-друге, відбувається лише у чоловіків із вихідною зниженою концентрацією. У здорових чоловіків тестостерон залишається на початковому рівні.

Зазначимо, що всі дослідження, що стосуються D-ASP та рівня тестостерону та інших статевих гормонів, закінчуються однаковим висновком про необхідність великої кількості добре спланованих клінічних випробувань на людях із великим розміром вибірки та тривалістю.

Аспарагінова кислота та здоров’я

Аспартат у вільній D-формі знаходиться в органах людини, включаючи центральну нервову систему та залози внутрішньої секреції. Сьогодні достовірно відомо, що вільний D-ASP присутній вдосталь у структурах переднього мозку під час внутрішньоутробного розвитку і значно знижується після народження одночасно з постнатальним початком експресії D-ASP оксидази. І навпаки, в ендокринній системі концентрації D-ASP збільшуються після народження під час його функціонального розвитку, що свідчить про участь амінокислот. і в регуляції біосинтезу гормонів.

Аспарагінова кислота – важлива частина здоров’я центральної нервової системи. Вона є найкращим постачальником енергії для головного мозку.

Роль аспарагінової кислоти у профілактиці та лікуванні серцево-судинних захворювань

Для лікування та профілактики серцево-судинних хвороб призначають вже згаданий сьогодні препарат аспаркам (синоніми: аспарагін, панангін). Рацемічна суміш D і L ізомерів аспарагінових солей калію та магнію:

• покращує метаболізм міокарда;
• попереджає серцеві напади при ішемічній хворобі серця;
• знижує ризик розвитку артеріальної гіпертензії, атеросклеротичного ураження коронарних судин, порушень ритму серця, патології міокарда;
• входить до допоміжної терапії хронічної серцевої недостатності, шлуночкової аритмії та інших порушень серцевого ритму, інфаркту;
• відновлює баланс електролітів, попереджає дефіцит калію та магнію.

Аспаркам також обов’язково призначають при тривалому застосуванні серцевих глікозидів та діуретиків, наприклад, фуросеміду.

Крім аспаркаму, хворим на патології серцево-судинної системи, людям після інфаркту, а також спортсменам рекомендується приймати добавку амінокислот, в якій є аспарагінова кислота. Доведено, що це допомагає інгібувати аптоз міокарда та адаптуватися серцю до навантажень та інтенсивних тренувальних умов.

Вплив на імунну систему

Аспарагінова кислота необхідна для нормальної роботи імунної системи.

По-перше, ASP – один із будівельних матеріалів для всіх сигнальних клітин та клітин імунної системи: макрофагів, лімфоцитів, фагоцитів, гранулоцитів, антитіл та NK-клітин.

По-друге, ASP – підвищує продукування антитіл та імуноглобулінів.

По-третє, ASP – потрібна для нормального стану тканини вилочкової залози та для побудови в ній клітин протипухлинного імунітету: Т-лімфоцитів, Т-хелперів та Т-регуляторів.

Зв’язок із онкологічними захворюваннями

Аспарагінова кислота критично важлива для відтворення та росту деяких різновидів лімфолейкозних клітин. Порушення перетворення ASP на аспарагін, який провокується мікробним ферментом L-аспарагіназу, чинить сильну ушкоджуючу дію на здорові клітини у дітей та дорослих з гострою лімфобластною лейкемією та у дітей з неходжкінською лімфомою.

Сьогодні доведено, і дослідження продовжуються, що L-аспарагінова кислота не впливає на ріст пухлини раку молочної залози, але сприяє її метастазуванню у прилеглі тканини та органи. Тому дієта з обмеженням продуктів, які містять велику кількість ASP, призводить до нокдауну аспарагінсинтетази, і рекомендується як складова лікування раку молочної залози.

Поліпшення фертильності у чоловіків

Дослідженням, які підтверджують, що аспарагінова кислота справді покращує фертильність у чоловіків з астенозооспермією та з олігоастенозооспермією вже понад 10 років. Для отримання подібної дії потрібно приймати не L-аспарагінову кислоту або Аспаркам, а препарати або добавки з D-аспартатом. Саме він збільшує концентрацію сперматозоїдів в 1,6 і в 2 рази, а також стимулює рухливість сперматозоїдів в 1,86 і в 1,49 рази відповідно, що підтвердилося вагітністю у партнерок.

Продукти, що містять аспарагінову кислоту

Переважна більшість білкових продуктів харчування містять аспарагінову кислоту, але серед них є й такі, у яких L-ASP є у великій кількості.

Список продуктів з високим вмістом аспарагінової кислоти

Наводимо список продуктів з високим вмістом аспарагінової кислоти, які є звичними для українців (зазначено вміст аспарагінової кислоти у грамах, що знаходяться у 100 грамах продукту):

• соєвий протеїн (ізолят) – 10,2;
• соєвий протеїн (концентрат) – 7,2;
• горбуша запечена, горіхи, арахіс, арахісова паста – 3,1;
• яловичина, куряча грудинка, анчоуси в олії, очищене насіння гарбуза – 3,0;
• тилапія запечена, телятина – 2,8;
• свинина, червоне куряче м’ясо, яловича печінка, форель, морський окунь – 2,7;
• сьомга, мінтай – 2,6;
• баранина, сардина (конс.), судак, мойва, мідії – 2,5;
• св. печінка, індичка, насіння соняшника очищені, скумбрія, сибас – 2,4;
• смажені курячі крильця, ікра червона – 2,3;
• Пармезан – 2,2;
• Салямі – 2,0;
• Гауда, Моцарелла, Чеддер, Едам, чіа, годжі, чорний перець – 1,7;
• ковбаса Лікарська, висівки вівсяні, сирий яєчний жовток – 1,6;
• оселедець солоний – 1,5;
• яйце куряче смажене, гранола, Філадельфія, Брі, кров’янка – 1,4;
• сире куряче яйце – 1,3.

Дієтичними джерелами аспарагінової кислоти є харчові добавки, що містять її чисту L-форму або сіль, наприклад, аспартат магнію, а також підсолоджувач аспартам (аспарагінова кислота + фенілаланін).

Рекомендації щодо включення продуктів до раціону

Добова потреба дорослої людини в дієтичній L-аспарагіновій кислоті – 6 г. У спортсменів, залежно від тренувально-змагального періоду та виду спорту, ця норма може бути збільшена до 18 г.

Продукти з великою кількістю аспарагінової кислоти та добавки спортхарчу D-ASP:

• рекомендовані спортсменам, студентам та працівникам інтелектуальної праці, людям з ослабленим імунітетом, серцево-судинними захворюваннями, деменцією, шизофренією, а також чоловікам з астенозооспермією та/або олігоастенозооспермією;
• не рекомендовані жінкам із раком молочної залози.

Низькокалорійні, але багаті на аспарагінову кислоту продукти та добавку D-ASP також потрібно включити до раціону під час курсу прийому жироспалювача. Добавка D-ASP допоможе людям похилого віку підтримати імунітет і роботу головного мозку, не перевантажуючи травну систему продуктами з великим вмістом L-ASP, і не витрачаючи енергію на її перетворення на D ізомер.

Рекомендації щодо прийому аспарагінової кислоти

Можливі небажані ефекти та протипоказання до прийому аспарагінової кислоти.

Теоретично передозування аспарагінової кислоти має порушити азотисту рівновагу та призвести до негативного азотистого балансу, що запускає процеси анемії, порушення обміну речовин, ожиріння печінки та зниження стійкості до інфекцій. Але на практиці таких випадків не зафіксовано. Зі скаргами на побічні ефекти від добавок спортивного харчування D-ASP – головний біль, дискомфорт у животі, розлад стільця – до лікарів теж ніхто не звертався.

Інформація про те, що при тривалому використанні D-аспарагінової кислоти у жінок починає рости волосся на обличчі та грубіє голос – вигадка.

Алергічні реакції та індивідуальна непереносимість можливі. Однак вони виникають не на діючу, а на допоміжні речовини добавки D-ASP.

З метою безпеки розвитку та здоров’я плоду та немовляти добавки з D-аспарагіновою кислотою не рекомендуються приймати вагітним та тим, хто годує грудьми.

Лікарі радять утриматися від прийому добавок D-ASP жінкам із проблемами у молочних залозах та людям, у яких є підозра на або встановлений діагноз Лімфолейкоз.

Щодо аспаркаму, то збільшувати його денну дозу не потрібно. Це не підвищить ефективність позитивних впливів, але може призвести до наступних небажаних ефектів – нудота, сухість у роті, печіння у верхній частині живота, виразки слизової оболонки травного тракту, брадикардія, падіння артеріального тиску, поколювання шкіри, судоми, жар, висипання, пригнічення.

Висновок

Аспарагінова кислота – амінокислота без якої неможлива побудова білкових молекул. Вона також потрібна у вільному вигляді для регуляції азотистого обміну, передачі нервових імпульсів між нейронами, живлення клітин головного мозку, модуляції роботи ендокринної системи та всіх видів імунітету.

Серйозне вивчення впливу вільної D-аспарагінової кислоти на здоров’я ще попереду. Перспективи майбутніх повномасштабних досліджень перебувають у галузі патологій геронтології, психічних хвороб, онкології, репродуктивної функції чоловіків, підвищення успішності відсотка ЕКО-зачаття, анаболічного впливу на скелетну мускулатуру.

Список літератури, посилання на джерела

1. Браунштейн А.Е., Біохімія амінокислотного обміну. Аспарагінова кислота у процесах метаболізму білків. 1949.
2. Мен Е.Х., Фішер Г.Х., Паян І.Л. D-аспартат у людському мозку. 1987.
3. Дорофєєва Е., Дорофєєв А. Біохімічна та серцева адаптація до фізичних тренувань та добавок амінокислот. 2004.
4. Енця Топпо, Андреа Сорічеллі А, Антімо Д’Аніелло. D-аспарагінова кислота: Роль та молекулярний механізм у вивільненні та синтезі ЛГ та тестостерону. 2009.
5. Вільям Дж. Кремер, Діса Л. Хетфілд, Джефф С. Волек. Вплив добавок амінокислот на фізіологічну адаптацію до тренувань з навантаженнями. 2009.
6. Джемма Д’Аньєлло, Сальваторе Ронсіні, Тіціана Нотарі. D-аспартат – ключовий елемент для покращення якості сперми. 2012 року.
7. Деррін С. Віллоу Бей Майкл, Браян Лейтгольд. Вплив добавки d-аспарагінової кислоти у поєднанні з 28-денним силовим тренуванням на склад тіла, м’язову силу та сироваткові гормони, пов’язані з гіпоталамо-гіпофізарно-гонадною віссю у чоловіків, які тренуються з обтяженнями. 2013 року.
8. Джеффрі В. Мелвілл, Джейсон Сіглер, Пол В. М. Маршалл. Три- і шестиграмова добавка d-аспарагінової кислоти у чоловіків, що тренуються з вільними вагами. 2015 року.
9. Рушан Замир Ф., Сафаві С.М. Систематичний огляд: Передбачуваний вплив D-аспарагінової кислоти на рівень тестостерону у крові. 2017.
10. Красіна І.Б., Бродова Є.В. Сучасні дослідження спортивного харчування. 2017.
11. Саймон Р.В. Нотт, Елвін Вагенбласт, Шоухін Хан. Біодоступність аспарагіну впливає на метастазування моделі раку молочної залози. 2018 року.
12. SportWiki. Аспарагінова кислота. 2020.
13. Усієлло А., Ді Фьоре М.М. , Шеффі Баккарі Дж. Нові дані про роль метаболізму D-аспартату в регуляції фізіології головного мозку та ендокринної системи: від доклінічних спостережень до клінічних застосувань. 2020.
14. Лоїс Зоппі. Що таке аспарагінова кислота? 2021.
15. А. В. Новосьолова А.В., Юшина М.М., Патишева М.Р. Особливості профілю амінокислот у моноцитах при раку молочної залози. 2021.
16. SportWiki. D-аспарагінова кислота. 2022.
17. SportWiki. Дослідження ефектів D-аспарагінової кислоти. 2022.
18. Йоапоінг Ші, Хуссейн Закір, Юфен Чжао. Багатообіцяюче застосування D-амінокислот у клінічній терапії. 2022.
19. Wikipedia. Aspartic acid. 2023.