Аспарагиновая кислота: для чего принимают, полезные свойства в спорте и для здоровья

На сегодня известно более 500 аминокислот. Человеку для жизни необходимы 22. Одна из них – аспарагиновая кислота. Она также является добавкой спортивного питания. Рассмотрим влияние аспарагиновой кислоты на здоровье человека и чем она может помочь спортсменам.

Что такое аспарагиновая кислота

Аспартат, аспартатовая или аспарагиновая кислота (ASP) – альфа-аминокислота, играющая важную роль в азотистом обмене растений и животных. Бала открыта французскими химиками Огюстом-Артуром Плиссоном и Этьеном-Оссианом Анри, которые в 1827 году исследовали гидролиз открытого в 1806 году в соке спаржи аспарагина. Это обстоятельство дало название этой альфа-аминокислоте. Спаржа по-английски – asparagus.

В человеческом организме аспарагиновая кислота присутствует и в составе белков, и в свободном виде. ASP относится к группе заменимых кислот, так как синтезируется в организме из глутаминовой и щавелевоуксусной кислот.

Молекулярная структура

Молекула аспарагиновой кислоты, химическая формула которой HO2CCH(NH2)CH2CO2H, а рац. формула C4H7NO4, представлена в природе двумя формами изомеров – L и D. Ионы L-аспарагиновой кислоты (L-ASP) закручены в структуре молекулярной спирали в левую сторону, а у D-аспарагиновый кислоты (D-ASP) – в правую. Кроме этого L и D изомеры отличаются друг от друга левой и правой конфигурацией расположения гидроксильной группы. Большинство химических синтезов дает обе формы – DL-аспарагиновую кислоту, которую называют рацемическая смесь ASP.

У растений вырабатывается только L-аспарагиновая кислота. В тканях и крови животных и человека есть оба варианта – и L, и D изомеры ASP. L-аспарагиновая кислота присутствует во всех растительных и животных белках, а также в подавляющем большинстве биологически-активных соединений. В тканях человеческого организма она также есть в свободном виде, в виде амида (аспарагина) или других производных. D-аспарагиновая кислота в человеческом организме есть и в свободном виде, и в тканях органов эндокринной системы, в том числе в гипофизе, гипоталамусе и шишковидной железе.

Химические и физические свойства аспарагиновой кислоты

Аспарагиновая кислота представляет собой мелкокристаллическое вещество без цвета и запаха, которое хорошо растворяется в горячей воде и соляной кислоте, плохо растворяется в холодной воде и практически не растворяется в этаноле.

ASP вступает во взаимодействие со щелочами и кислотами, образуя соли металлов. Без аспарагиновой кислоты в организме невозможны такие жизненно необходимые реакции как: этерификация, аминизация, пептидизация, декарбокселирование, де- и переаминирование, ацилирование, алкилирование.

Применение

L- ASP входит в состав медицинского парентерального питания и лекарств-ноотропов. В соединении с калием и магнием аспарагиновая кислота «прячется» в препаратах аспаркам и панангин. В пищевой промышленности из нее делают подсластитель аспартам и пищевую добавку-консервант E951. Из D-ASP изготавливают биологически активные добавки для спортивного питания и лечения нарушения репродуктивной функции у мужчин.

Роль аспарагиновой кислоты в организме

Физиологические функции аспарагиновой кислоты

L и D изомеры аспарагиновой кислоты нужны человеческому организму для:

• стимуляции синтеза и как составная часть структуры белков, ферментов, гормонов, иммунных клеток, сигнальных молекул, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, РНК и ДНК;
• продукции АТФ;
• обеспечения энергией клеток головного мозга;
• передачи нервных импульсов от одного нейрона к другому;
• осуществления азотистого обмена и поддержания азотистого равновесия:
  • синтеза пиримидиновых оснований;
  • продукции мочевины;
  • выработки мочевой кислоты;
  • снижения в крови уровня аммиака;
• эндокринной модуляции;
• выработки карнозина и ансерина;
• для превращения глютамина в глюкозу;
• регуляции циркуляции билирубина и жирных кислот.

D-аспарагиновая кислота нужна нервным стволовым клеткам для выработки нейронов.

Участие в процессах метаболизма белков

Без аспарагиновой кислоты невозможен синтез пиримидиновых оснований нуклеиновых, рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот. Она является частью всех белков, которые синтезируются в человеческом организме, помогая при этом другим участвующим в построении белковых молекул аминокислотам.

ASP также защищает организм от отравления расщепления аминокислот и распада белков. С помощью реакции переаминирования она превращает остро токсичный аммиак в более безопасные мочевину и мочевую кислоту.

Увы, но аспарагиновая кислота играет и отрицательную роль в метаболизме белков и здоровье человека. По мере старения в белках происходит неизбежное накопление остатков D-ASP. Это приводит к нарушению белковых структур и развитию возрастных патологий. Изменение баланса D-ASP/L-ASP в эластине является причиной сердечно-сосудистых проблем, например, артериальной гипертензии, а дисбаланс изомеров аспарагиновой кислоты в белках кристаллина – основного вещества тела хрусталика – к развитию возрастной катаракты, которая в 80-летнем возрасте диагностируется у всех людей.

Влияние на синтез аминокислот

Аспарагиновая кислота является строительным материалом для таких аминокислот как лизин, изолейцин, метионин и треонин.

Путем сложных трансформаций L-аспарагиновой кислоты до фосфоенолпирувата и пирувата в человеческом организме синтезируются и другие аминокислоты. Это – аланин, валин, глицин, лейцин, серин, тирозин, триптофан, фенилаланин и цистеина.

Катаболизм L-ASP является частью процесса выработки организмом собственной D-аспарагиновой кислоты.

Регуляция уровня глюкозы в крови

Аспарагиновая кислота влияет на уровень глюкозы в крови. Во время процесса трансаминирования она распадается на оксалоацетат и α-кетоглутарат, а оставшаяся при этом часть углеродного скелета используется для синтеза глюкозы.

Кроме этого, было обнаружено, что диетическая L-аспарагиновая кислота влияет на уровень глюкозы в крови путем подавления активности фермента бета-глюкуронидаза, который ускоряет расщепление сложных углеводов. По факту, L-ASP продлевает процесс переваривания крахмалов.

Влияние аспарагиновой кислоты на спортивные показатели

Улучшение выносливости и повышение способности к ускоренному восстановлению

Аспарагиновая кислота может повышать работоспособность и общую выносливость, а также ускорять восстановление после физических нагрузок за счет того, что продукты ее распада при трансаминировании – оксалоацетат и α-кетоглутарат – являются метаболитами Цикла трикарбоновых кислот Кребса. А этот процесс, во-первых, отвечает за образование в митохондриях источника энергии – АТФ, а во-вторых, является ключевым этапом дыхания всех клеток.

Аспарагиновая кислота также вступает в реакции глюконеогенеза. В печени она может превращаться в глюкозу, что имеет большое значение при объемных физических нагрузках.

Для повышения способности к ускоренному восстановлению и для профилактики перетренированности спортсмены часто пьют аспаркам – препарат, действующее вещество которого представлено рацемической смесью D и L изомеров аспарагиновых солей калия и магния. Но в этом случае ASP является транспортом для доставки калия и магния во внутриклеточное пространство и непосредственно в клетки миокарда и скелетной мускулатуры, и сама по себе не оказывает никаких положительных эффектов. Аспаркам в спорте – это:

• увеличение физической активности;
• повышение выносливости и качества тренировок;
• способствование набору мышечной массы;
• ускорение восстановления после тренировок и соревнований;
• восстановление баланса электролитов, интенсивно нарушающееся во время тренировочного периода в жаркое время года;
• профилактика и избавление от судорог, забитости мышц, дискомфорта в суставах;
• профилактика дисбаланса электролитов и нехватки калия и магния при сушке, жесткой диете;
• защита сердечно-сосудистой и нервной систем от стресса интенсивных физических нагрузок.

Чтобы улучшить адаптацию миокарда к интенсивным тренировочным нагрузкам именно ASP, спортсменам показано принимать ее не в чистом D-виде. Для этого лучше пропить курсом смесь аминокислот, в которой есть аспарагиновая кислота, и включить в меню продукты, богатые на L-ASP.

Увеличение мышечного объема и силы

Эффективность добавок спортивного питания D-ASP в качестве тестостеронового бустера до сих пор не доказана. Есть небольшое количество обзоров коммерческого характера, которые утверждают, что D-аспарагиновая кислота может увеличивать продукцию тестостерона, тем самым давать мышцам дополнительные объем и силу.

К сожалению, но основная масса исследований показали, что D-ASP не оказывает анаболического или эргогенного действия на скелетные мышцы, так как не повышает сывороточный уровень тестостерона. Увы, но добавки в D-аспарагиновой кислотой также не помогут ускорить восстановление после тренировок на выносливость.

Исследования эффектов D-аспарагиновой кислоты не подтвердили ее способность влиять на уровень эстрогенов, снижать или повышать жировую массу и вес тела, влиять на выходную мощность. Повышение уровня тестостерона хоть и есть, но, во-первых, оно незначительно, а во-вторых, происходит только у мужчин с исходной сниженной концентрацией. У здоровых мужчин тестостерон остается на исходном уровне.

Отметим, что все исследования, касающиеся D-ASP и уровня тестостерона и других половых гормонов, заканчиваются одинаковым выводом о необходимости большого количества хорошо спланированных клинических испытаний на людях с большим размером выборки и продолжительностью.

Аспарагиновая кислота и здоровье

Аспартат в свободной D-форме находится в органах человека, включая центральную нервную систему и железы внутренней секреции. Сегодня достоверно известно, что свободный D-ASP присутствует в изобилии в структурах переднего мозга во время внутриутробного развития и значительно снижается после рождения одновременно с постнатальным началом экспрессии D-ASP оксидазы. И наоборот, в эндокринной системе концентрации D-ASP увеличиваются после рождения во время его функционального развития, что свидетельствует об участии аминокислоты в регуляции биосинтеза гормонов.

Аспарагиновая кислота – важная часть здоровья центральной нервной системы. Она является лучшим поставщиком энергии для головного мозга.

Роль аспарагиновой кислоты в профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний

Для лечения и профилактики сердечно-сосудистых болезней назначают уже упомянутый сегодня препарат аспаркам (синонимы: аспарагин, панангин). Рацемическая смесь D и L изомеров аспарагиновых солей калия и магния:

• улучшает метаболизм миокарда;
• упреждает сердечные приступы при ишемической болезни сердца;
• снижает риск развития артериальной гипертензии, атеросклеротического поражения коронарных сосудов, нарушений ритма сердца, патологии миокарда; для профилактики
• входит во вспомогательную терапию хронической сердечной недостаточности, желудочковой аритмии и других нарушениях сердечного ритма, инфаркта;
• восстанавливает баланс электролитов, упреждает дефицит калия и магния.

Аспаркам также обязательно назначают при длительном применении сердечных гликозидов и диуретиков, например, фуросемида.

Кроме аспаркама, больным с патологиями сердечно-сосудистой системы, людям после инфаркта, а также спортсменам рекомендуется принимать добавку аминокислот, в которой есть аспарагиновая кислота. Доказано, что это помогает ингибировать аптоз миокарда и адаптироваться сердцу к нагрузкам и интенсивным тренировочным условиям.

Влияние на иммунную систему

Аспарагиновая кислота нужна для нормальной работы иммунной системы.

Во-первых, ASP – один из строительных материалов для всех сигнальных клеток и клеток иммунной системы: макрофагов, лимфоцитов, фагоцитов, гранулоцитов, антител и NK-клеток.

Во-вторых, ASP – повышает продукцию антител и иммуноглобулинов.

В-третьих, ASP – нужна для нормального состояния ткани вилочковой железы и для построения в ней клеток противоопухолевого иммунитета: Т-лимфоцитов, Т-хелперов и Т-регуляторов.

Связь с онкологическими заболеваниями

Аспарагиновая кислота критически важна для воспроизводства и роста некоторых разновидностей лимфолейкозных клеток. Нарушение превращения ASP в аспарагин, который провоцируется микробным ферментом L-аспарагиназа, оказывает сильное повреждающее действие на здоровые клетки у детей и взрослых с острой лимфобластной лейкемией и у детей с неходжкинской лимфомой.

Сегодня доказано, и исследования продолжаются, что L-аспарагиновая кислота не влияет на рост опухоли рака молочной железы, но способствует ее метастазированию в близлежащие ткани и органы. Поэтому диета с ограничением продуктов, которые содержат большое количество ASP, приводит к нокдауну аспарагинсинтетазы, и рекомендуется в качестве составной частью лечения рака молочной железы.

Улучшение фертильности у мужчин

Исследованиям, которые подтверждают, что аспарагиновая кислота действительно улучшает фертильность у мужчин с астенозооспермией и с олигоастенозооспермией уже более 10 лет. Для получения подобного воздействия нужно принимать не L-аспарагиновую кислоту или Аспаркам, а препараты или добавки с D-аспартатом. Именно он увеличивает концентрацию сперматозоидов в 1,6 и в 2 раза, а также стимулирует подвижность сперматозоидов в 1,86 и в 1,49 раза соответственно, что подтвердилось наступившими беременностями у партнерш.

Продукты, содержащие аспарагиновую кислоту

Подавляющее большинство белковых продуктов питания содержат аспарагиновую кислоту, но среди них есть и такие, в которых L-ASP присутствует в большом количестве.

Список продуктов с высоким содержанием аспарагиновой кислоты

Приводим список продуктов с высоким содержанием аспарагиновой кислоты, которые являются привычными для украинцев (указано содержание аспарагиновой кислоты в граммах, которые находятся в 100 граммах продукта):

• соевый протеин (изолят) – 10,2;
• соевый протеин (концентрат) – 7,2;
• горбуша запеченная, орехи, арахис, арахисовая паста – 3,1;
• говядина, куриная грудка, анчоусы в масле, очищенные семена тыквы – 3,0;
• тилапия запеченная, телятина – 2,8;
• свинина, красное куриное мясо, говяжья печень, форель, морской окунь – 2,7;
• семга, минтай – 2,6;
• баранина, сардина (конс.), судак, мойва, мидии – 2,5;
• св. печень, индейка, семечки подсолнуха очищенные, скумбрия, сибас – 2,4;
• жареные куриные крылышки, икра красная – 2,3;
• Пармезан – 2,2;
• Салями – 2,0;
• Гауда, Моцарелла, Чеддер, Эдам, чиа, годжи, черный перец – 1,7;
• колбаса Докторская, отруби овсяные, сырой яичный желток – 1,6;
• сельдь соленая – 1,5;
• яйцо куриное жареное, гранола, Филадельфия, Бри, кровянка – 1,4;
• сырое куриное яйцо – 1,3.

Диетическими источниками аспарагиновой кислоты также являются пищевые добавки, содержащие ее чистую L-форму или соль, например, аспартат магния, а также подсластитель аспартам (аспарагиновая кислота + фенилаланин).

Рекомендации по включению продуктов в рацион

Суточная потребность взрослого человека в диетической L-аспарагиновой кислоте – 6 г. У спортсменов, в зависимости от тренировочно-соревновательного периода и вида спорта, эта норма может быть увеличена до 18 г.

Продукты с большим количеством аспарагиновой кислоты и добавки спортпита D-ASP:

• рекомендованы спортсменам, студентам и работникам интеллектуального труда, людям с ослабленным иммунитетом, сердечно-сосудистыми заболеваниями, деменцией, шизофренией, а также мужчинам астенозооспермией и/или олигоастенозооспермией;
• не рекомендованы женщинам с раком молочной железы.

Низкокалорийные, но богатые на аспарагиновую кислоту продукты и добавку D-ASP также нужно включить в рацион во время курса приема жиросжигателя. Добавка D-ASP поможет пожилым людям поддержать иммунитет и работу головного мозга, не перегружая пищеварительную систему продуктами с большим содержанием L-ASP, и не затрачивая энергию на ее преобразование в D изомер.

Рекомендации по приему аспарагиновой кислоты

Возможные нежелательные эффекты и противопоказания к приему аспарагиновой кислоты

Теоретически передозировка аспарагиновой кислоты должна нарушить азотистое равновесие и привести к отрицательному азотистому балансу, запускающему процессы анемии, нарушения обмена веществ, ожирения печени и снижению устойчивости к инфекциям. Но на практике такие случаи не зафиксированы. С жалобами на побочные эффекты от добавок спортивного питания D-ASP – головную боль, дискомфорт в животе, расстройство стула – к врачам тоже никто не обращался.

Информация о том, что при длительном использовании D-аспарагиновой кислоты у женщин начинают расти волосы на лице и грубеет голос – вымысел.

Аллергические реакции и индивидуальная непереносимость возможны. Однако они возникают не на действующее, а на вспомогательные вещества добавки D-ASP.

В целях безопасности развития и здоровья плода и младенца добавки с D-аспарагиновой кислотой не рекомендуются принимать беременным и кормящим грудью.

Врачи советуют воздержаться от приема добавок D-ASP женщинам с проблемами в молочных железа и людям, у которых есть подозрение на или установлен диагноз Лимфолейкоз.

Касаемо аспаркама, то увеличивать его дневную дозу не нужно. Это не повысит эффективность положительных воздействий, но может привести к следующим нежелательным эффектам – тошнота, сухость во рту, жжение в верхней части живота, язвы слизистой оболочки пищеварительного тракта, брадикардия, падение артериального давления, покалывание кожи, судороги, жар, сыпь, угнетение дыхания.

Заключение

Аспарагиновая кислота – аминокислота без которой невозможно построение белковых молекул. Она также нужна в свободном виде для регуляции азотистого обмена, передачи нервных импульсов между нейронами, питания клеток головного мозга, модуляции работы эндокринной системы и всех видов иммунитета.

Серьезное изучение влияния свободной D-аспарагиновой кислоты на здоровье человека еще впереди. Перспективы будущих полномасштабных исследований находятся в области патологий геронтологии, психических болезней, онкологии, репродуктивной функции мужчин, повышения процента ЭКО-зачатия, анаболического влияния на скелетную мускулатуру.

Список литературы, ссылки на источники

1. Браунштейн А.Е., Биохимия аминокислотного обмена. Аспарагиновая кислота в процессах метаболизма белков. 1949.
2. Мэн Э.Х., Фишер Г.Х., Паян И.Л. D-аспартат в человеческом мозгу. 1987.
3. Дорофеева Е., Дорофеев А. Биохимическая и сердечная адаптация к физическим тренировкам и добавкам аминокислот. 2004.
4. Энца Топпо, Андреа Соричелли А, Антимо Д’Аниелло. D-аспарагиновая кислота: Роль и молекулярный механизм в высвобождении и синтезе ЛГ и тестостерона. 2009.
5. Уильям Дж. Кремер, Диса Л. Хэтфилд, Джефф С. Волек. Влияние добавок аминокислот на физиологическую адаптацию к тренировкам с отягощениями. 2009.
6. Джемма Д’Аньелло, Сальваторе Ронсини, Тициана Нотари. D-аспартат – ключевой элемент для улучшения качества спермы. 2012.
7. Дэррин С. Уиллоу Бэй Майкл, Брайан Лейтгольд. Влияние добавки d-аспарагиновой кислоты в сочетании с 28-дневной силовой тренировкой на состав тела, мышечную силу и сывороточные гормоны, связанные с гипоталамо-гипофизарно-гонадной осью у мужчин, тренирующихся с отягощениями. 2013.
8. Джеффри В. Мелвилл, Джейсон Сиглер, Пол В. М. Маршалл. Трех- и шести-граммовая добавка d-аспарагиновой кислоты у мужчин, тренирующихся с отягощениями. 2015.
9. Рушан Замир Ф., Сафави С.М. Систематический обзор: Предполагаемое влияние D-аспарагиновой кислоты на уровень тестостерона в крови. 2017.
10. Красина И.Б., Бродовая Е.В. Современные исследования спортивного питания. 2017.
11. Саймон Р.В. Нотт, Элвин Вагенбласт, Шоухин Хан. Биодоступность аспарагина влияет на метастазирование в модели рака молочной железы. 2018.
12. SportWiki. Аспарагиновая кислота. 2020.
13. Усиелло А., Ди Фьоре М.М. , Шеффи Баккари Дж. Новые данные о роли метаболизма D-аспартата в регуляции физиологии головного мозга и эндокринной системы: от доклинических наблюдений до клинических применений. 2020.
14. Лоис Зоппи. Что такое аспарагиновая кислота? 2021.
15. А. В. Новоселова А.В., Юшина М.Н., Патышева М.Р. Особенности профиля аминокислот в моноцитах при раке молочной железы. 2021.
16. SportWiki. D-аспарагиновая кислота. 2022.
17. SportWiki. Исследования эффектов D-аспарагиновой кислоты. 2022.
18. Йоапоинг Ши, Хуссейн Закира, Юфен Чжао. Многообещающее применение D-аминокислот в клинической терапии. 2022.
19. WikipediA. Aspartic acid. 2023.