חומצות אמינו - מה הן עושות בזמן פעילות גופנית?

חומצות אמינו- אבני הבניין של חלבונים, נמצאות במגוון רחב של תוספים.  החל מאבקות חלבון וגיינרים, דרך תוסף ספציפי של חומצות אמינו, פורמולות קריאטין, פורמולות Nitric Oxide, ועד משקאות איזוטוניים. 

השאלה המתבקשת היא, מה תפקידן של חומצות האמינו בגופו של המתאמן? 

מה הן בדיוק עושות בזמן פעילות גופנית וכיצד הן יכולות לתרום לשיפור הביצועים, הגדלת מסת השריר ושיפור ההתאוששות?

אז כפי שציינו, חומצות האמינו הן אבני הבניין של חלבונים.  קיימות מעל 300 חומצות אמינו בטבע, רק ל-20 מהן יש תפקידים בגוף האדם.  נסקור בקצרה את 20 חומצות האמינו הפעילות בגוף האדם.

20 חומצות האמינו שפעילות בגוף האדם, נחלקות ל-3 סוגים עיקריים:

1. 8 חומצות אמינו חיוניות- לאוצין,איזולאוצין,ואלין (שלושת ה-BCAA), ליזין, מתיונין, פנילאלנין, טריפטופן וטראונין.  אותן הגוף לא יכול לייצר לבד ולכן חייבים לקבלן ממזון/תוסף.
2. 2 חומצות אמינו חצי-חיוניות- היסטידין וגלוטמין.  במצבים מסוימים יכול להיגרם חסר שלהן בגוף ולכן, אותם אנשים שנמצאים במצבים האלה חייבים לצרוך אותן ממזון או תוסף. מצבים נפוצים הם פעילות גופנית (שגורמת לקטבוליזם מוגבר של שריר), מחלות שונות, גדילה (ילדים ונוער) ושיקום מפציעות. 
3. 10 חומצות אמינו לא חיוניות- ארגינין, אלאנין, אספרגין, חומצה אספרטית, ציסטאין, פרולין, חומצה גלוטמית, גליצין, סרין וטירוזין.  

אותן הגוף מייצר בעצמו מחומצות האמינו החיוניות ולכן לא חייבים לקבל אותן מהמזון.

*חומצות האמינו המודגשות מדוברות במיוחד בהקשר לאימונים וספורט. 

רק לשם המחשה, בואו ניקח את מעגל קרבס (המעגל העיקרי בגוף ליצירת אנרגיה) ונביט כמה חומצות אמינו משתתפות בתהליכים שונים במעגל, תהליכים שכוללים יצירת אנרגיה או חומרים אחרים שקשורים לפעילות גופנית.   * ח' האמינו מוקפות בעיגול.

שלושת ה-BCAA (לאוצין, איזולאוצין וואלין)- מהוות בערך 40% מסך חומצות האמינו הנדרשות ע"י גוף האדם לצורך בניית חלבונים או חומצות אמינו אחרות.  בניגוד לכל שאר חומצות האמינו, ה-BCAA אינן עוברות בכבד לאחר ספיגתן, אלא מגיעות ישירות לרקמת השריר והכליה, שם הן משמשות לבניית חלבונים ואספקת אנרגיה. 

פעילות גופנית גורמת לירידה בריכוז שלהן בשריר.  ההנחה היא שהן משמשות כחומר מוצא ליצירת גלוקוז או ATP בזמן הפעילות (דרך מסלולי גלוקונאוגנזה ומעגל קרבס).

מעבר לכך, לאוצין הוכחה במחקרים כחומצת אמינו מאוד אנאבולית (בונה) והיא חומצת האמינו העיקרית לבניית חלבונים חדשים.  שלושת ה-BCAA מפחיתות פירוק חלבונים בשריר בזמן הפעילות הגופנית, דבר שמתבטא בעיקר בירידה של האנזים CPK בדם.  קיימים מחקרים שמראים גם דחיית עייפות ע"י מתן BCAA בזמן פעילות גופנית ארוכה (כנראה במנגנון הפחתת רמות סרוטונין במוח).    

מתיונין ואורניטין- חומצות אמינו חשובות מאוד שמהוות חומר מוצא לקריאטין, פוליאמינים, ומשתתפות בתהליכי מתילציה.  כדי לפעול, רוב המולקולות בגופנו חייבות לעבור תהליך שנקרא מתילציה (הוספת קבוצת מתיל- CH₃) ע"י אנזימים מסוימים.  חומרים רבים עוברים מתילציה כדי להיות פעילים וביניהם: אדרנלין, קרניטין, שומני הדם, נוירוטרנסמיטורים, הורמונים, פקטורי גדילה, דנ"א ורנ"א וגם קריאטין. 

המולקולה העיקרית שתורמת את קב' המתיל, נקראת SAM (S-Adenosyl-Methionine) והיא מורכבת משילוב חומצת האמינו מתיונין ו-ATP.

לכן, השלב הראשון בתהליך מתילציה תקין, הוא צריכת מזונות המכילים מתיונין כמו בשר,דגים ומוצרי חלב.  גדילת השריר מתבססת על נוכחות של מולקולות הנקראות פוליאמינים (Polyamines)- משפחה רחבה של גורמי גדילה שבעצמם הם תוצר של מתילציה בתא.

פוליאמינים מגבירים ביטוי גנים שאחראים לפרוליפרציה (התמיינות) של תאים.  בין היתר, גדילת שריר, ייצור תגובה חיסונית חזקה או תיקון נזק תאי, הם תהליכים שמתבססים על נוכחות של פוליאמינים בתאים הספציפיים שאחראים לכך. 

סינטזת פוליאמינים מתחילה מחומצת האמינו אורניטין (Ornithine), שיוצרת את הפוליאמין הראשון בשרשרת וממנו מיוצרים עוד שני סוגי פוליאמינים עיקריים בתהליכי מתילציה. התורמת העיקרית של קבוצות המתיל לתהליכי המתילציה, היא כמובן מולקולת SAM.

ארגינין- חומצת אמינו שמשמשת חומר מוצא ליצירת קריאטין ו-Nitric Oxide (NO) בגוף.  לגז NO יש אפקט של הרחבת כלי הדם במהלך האימון, או לאחר האימון.  האפקט הזה בליווי אכילה מתוזמנת ונכונה של חלבון, פחמימה, ואספקת קריאטין, יגרום לזרימה טובה יותר של נוטריינטים כמו חומצות אמינו, גלוקוז, חומצות שומן וקריאטין, לכיוון "השריר הרעב" ואז תהיה בניה טובה יותר של השריר (סינטזת חלבון, אגירת גליקוגן, אחסון קריאטין) והתאוששות מקסימלית מהאימון.  יהיה גם סילוק יעיל יותר של חומרי פסולת וחומצת חלב מהשריר העייף והפצוע, בגלל זרימת הדם המוגברת.        

בנוסף, NO גורם להפרשה מוגברת של אינסולין מהלבלב ופועל כאגוניסט של אינסולין (מחקה את פעולתו) בקשירתו לרצפטורים התאיים.  אינסולין הוא הורמון אנאבולי שמגביר את כניסת הנוטריינטים לתוך תא השריר, ולכן NO מגביר עוד יותר את האפקט האנאבולי.   

NO תורם גם להגברת תחושת ה-Pump (נפיחות שרירית) שמתרחשת בעת האימון בגלל הגברת זרימת הדם לשריר.  התוספים לא יכילו Nitric Oxide בצורתו הסופית (גז) בגלל זמן מחצית החיים הקצר שלו, אלא יכילו את הפרקורסורים שלו (החומרים שמהם הוא מיוצר) כמו חומצת האמינו ארגינין.  נוכל למצוא תוספים שמכילים ארגינין בלבד, וגם "פורמולות לפני אימון" (Pre Workout), שמשלבות ארגינין עם פחמימות פשוטות, קריאטין, חומצות אמינו וחומרים נוספים. 

אלאנין- חומצת אמינו חשובה מאוד לפעילות גופנית.  אחרי לאוצין, זוהי חומצת האמינו השנייה בחשיבותה ליצירת חלבונים.  בנוסף, אלאנין משתתפת בתהליך שנקרא "מעגל האלאנין".  מעגל האלאנין הוא מעגל לשחזור גלוקוז שמתבזבז לנו בפעילות גופנית.  בקצרה- גלוקוז מתפרק בשריר ונותן לנו אנרגיה (בצורת ATP) ואז חלקו הופך לחומצת האמינו אלאנין שעוברת בזרם הדם לכבד, שם אלאנין הופכת חזרה לגלוקוז, שמוזרם בחזרה אל השריר לצורך מתן אנרגיה נוספת.  

גלוטמין- חומצת האמינו שמעורבת ביותר תהליכים מטאבוליים מכל חומצת אמינו אחרת.  לכן היא גם חומצת האמינו השכיחה ביותר בגופנו. 

גלוטמין נחשבת ל"חומצת אמינו חצי-חיונית", כלומר, במצבים מסוימים ייתכן חסר שלה בגוף ולכן נזדקק לתיסוף מבחוץ.  מצבים שכאלה יכולים להיות מחלות שונות במערכת העיכול, סרטן, HIV , כוויות חמורות, וגם פעילות גופנית מאומצת.

פעילות גופנית מאומצת גורמת לירידה דרסטית בריכוז הגלוטמין בשריר, דבר שמביא לעיכוב בתהליך סינטזת חלבונים חדשים והגברת תהליך פירוק חלבונים שקיימים בשריר.  צריכת גלוטמין לאחר אימון תייעל תהליכים אנאבוליים בשריר ותפחית תהליכים קטבוליים.

חומצת האמינו גלוטמין היא אחת מחומצות האמינו שתורמות הכי הרבה ליצירת גלוקוז, יצירת ATP ולמילוי מאגרי הגליקוגן בשריר.  היא גם תורמת את קבוצת החנקן שלה לתהליכים אנאבוליים רבים שקשורים לבניית שריר.   

מחקרים חדשים מראים שצריכת גלוטמין גורמת לשחרור מוגבר של הורמון הגדילה (GH).  הורמון הגדילה (GH) יחד עם הורמון נוסף בשם IGF הם האחראים לגדילה והתפתחות של רקמות (שריר, עצם, רקמות חיבור) בגוף האדם.  הורמון הגדילה (GH) מופרש בעקבות גירויים שונים, ביניהם: פעילות גופנית ושינה. 

לחומצת האמינו גלוטמין יש תפקיד נוסף בגוף האדם: היא מהווה חומר דלק חשוב לתאי מערכת החיסון ולכן מפחיתה את הירידה במערכת החיסון שמתרחשת באופן טבעי לאחר אימון.  גלוטמין יחד עם חומצת האמינו ציסטאין מעורבת גם בייצור אנטיאוקסידנט בשם גלוטטיון(Glutathione) , שנלחם בנזקי רדיקלים חופשיים שנוצרים כתוצאה מהאימון.   

טאורין- חומצת אמינו שנוצרת מחומצת האמינו ציסטאין.  טאורין היא חומצת האמינו השנייה הכי שכיחה בגוף האדם (אחרי גלוטמין).  לטאורין יכולות להיות השפעות חשובות לגבי הסתגלות והתאוששות מאימונים.  הנה כמה מההשפעות החשובות שלה: טאורין מייצבת את ממברנת התא, קשורה למאזן מינרלים כמו סידן, מגנזיום, אשלגן ונתרן בגוף (לכולם יש השפעות על כיווץ/הרפיית שריר), פועלת כאנטיאוקסידנט חזק שנלחם בנזקי הרדיקלים החופשיים שנוצרים כתוצאה מפעילות גופנית, ומשמשת להולכה עצבית במערכת העצבים המרכזית.   

כותב - גל ציון-פור - דיאטן קליני וספורט, אחראי תחום תזונה ברשת ישראלבודי

עורך - גיל גרנות - מאמן ויועץ בריאות וכושר. מרצה בבית הספר למאמנים "שיאים" באוניברסיטת ת"א בנושא תוספי תזונה. ומייסד רשת ישראלבודי.

סימוכין   

1. Y. Shimomura et al.  Exercise Promotes BCAA Catabolism: Effects of BCAA Supplementation on Skeletal Muscle during Exercise. The American Society for Nutritional Sciences.  J. Nutr. 134:1583S-1587S, June 2004.

2. Mark A. Herman and Barbara B. Kahn.  Glucose transport and sensing in the maintenance of glucose homeostasis and metabolic harmony.  J Clin Invest. 2006;116(7):1767–1775. 

3. Oliver E. Owen, Satish C. Kalhan and Richard W. Hanson.  The Key Role of Anaplerosis and Cataplerosis for Citric Acid Cycle Function.  J. of Biological Chemistry.  2002.

4. Michael Gleeson.  Dosing and Efficacy of Glutamine Supplementation in Human Exercise and Sport Training.  J. Nutr. 138:2045S-2049S, October 2008.

5. Masaru Ohtani et al.  Amino Acid Mixture Improves Training Efficiency in Athletes.  J. Nutr. February 2006.

6. Phillips, George C.  Glutamine: The Nonessential Amino Acid for Performance Enhancement.  Current Sports Medicine Reports, August 2007.   

7. Zhang M, et al. Role of taurine supplementation to prevent exercise-induced oxidative stress in healthy young men. Amino Acids. 2004