分岐鎖アミノ酸 (BCAA)ロイシン (Leu)、イソロイシン (Ile)、およびバリン (Val) の総称であり、これらは同様の分岐構造を持ち、分解と代謝の同様の経路を共有します。 BCAA の代謝は運動パフォーマンスと密接に関連しているため、近年 BCAA はスポーツ栄養サプリメントとしてますます認識され、広く研究されています。
分岐鎖アミノ酸 (BCAA) の代謝
人体内における分岐鎖アミノ酸 (BCAA) の代謝は次のとおりです。BCAA は、人体内で合成したり、他の物質から変換したりすることができません。 それらの合成は植物と微生物に限定されています。 したがって、人間の体は必須アミノ酸であるBCAAを食物からのみ摂取することができます。 BCAA の分解は、同じトランスアミナーゼの作用によって始まり、3 つの対応するケト酸が生成されます。 この反応は可逆的です。 続いて、デカルボキシラーゼの作用下で、これらのケト酸は酸化的脱炭酸を受け、炭素原子が 1 つ少ない対応する脂肪アシル CoA を形成します。 ロイシンはさらに酢酸アセチルとアセチル-CoAに分解され、イソロイシンはプロピオニル-CoAとアセチル-CoAに、バリンはスクシニル-CoAに分解されます。 これらの生成物は糖新生およびケト生成プロセスに関与し、トリカルボン酸回路に入ります。
筋肉では分岐鎖アミノ酸 (BCAA) の分解代謝が非常に活発です。 肝臓や腎臓などの臓器はBCAA分解酵素の活性が高く、分岐鎖アミノ酸を利用できます。 BCAA の代謝産物、グルコース、ケトン体は、どちらも体が利用できるエネルギー源です。 したがって、BCAA は、長期にわたる継続的な身体活動中の機能に関与する重要なアミノ酸です。
BCAAがタンパク質代謝に与える影響
分岐鎖アミノ酸 (BCAA) の補給は、タンパク質の代謝に影響を与えることがわかっています。 長時間の持久力運動中には、エネルギー必要量の不均衡が生じます。 骨格筋と脳によるグルコースの需要を満たすために、タンパク質の分解代謝が強化されます。 ただし、身体活動に従事している人に BCAA を補給すると、タンパク質代謝に対する運動の影響を打ち消すことができます。 研究者らは、15N-グリシンと3H-ロイシンを用いた同位体追跡技術を使用して、BCAAの取り込みと、運動中のマウスの心臓と骨格筋におけるタンパク質合成におけるBCAAの役割を調査した。 その結果、運動中に血流から心臓および骨格筋へのBCAAの取り込みが大幅に増加する一方で、血清中のBCAAのレベルが減少することが示されました。 したがって、運動は心筋タンパク質の代謝を促進すると考えられていますが、BCAAを補給すると心筋タンパク質の代謝に対する運動の影響が軽減され、骨格筋タンパク質の合成が促進されたり、タンパク質の分解が減少したりします。
BCAAがグルコースに与える影響
すべてのエネルギー源の中で、グルコースは、その素早いエネルギー供給、嫌気性エネルギーと好気性エネルギーの両方を提供する能力、およびその他の利点により際立っています。 運動中に血糖値を正常範囲内に維持することは、運動能力に直接影響します。 運動前および運動中にグリコーゲンの貯蔵量を増やして血糖値の低下を長引かせるという従来のアプローチに加えて、BCAA を補給することで間接的にグルコースを補充することができます。 BCAAを補給すると、アラニン・グルコース回路の循環が促進され、糖新生が促進されます。
BCAAの中枢神経系（CNS）への影響
BCAA 補給が運動中の中枢神経系 (CNS) 疲労に及ぼす影響は複雑です。 CNS 疲労に寄与する要因の 1 つは、運動によって引き起こされる神経伝達物質レベルの変化です。 5-CNS における重要な抑制性神経伝達物質である HT は、主にトリプトファン代謝に由来します。 トリプトファンと BCAA は同じキャリアによって血液脳関門を越えて輸送され、キャリアへの結合をめぐって競合します。 分岐鎖アミノ酸レベルが増加すると、競合によりトリプトファンが脳に入ることが阻害されます。 Qiu Zhuojun は、ラットの 3- 週間の持久力トレーニング期間中に BCAA と CHO を補給すると、持久力運動によって引き起こされる 5- HT 受容体密度の下方制御を防止できるため、CNS 疲労の遅延にプラスに寄与することを実証しました。
運動による疲労への影響
運動誘発性疲労に寄与する周辺メカニズムは多様です。 徹底的な運動の後は、体内のフリーラジカルのレベルが増加し、フリーラジカルに対抗する抗酸化酵素の活性も増加し、疲労や機能の変化につながります。 実験用ラットに分岐鎖アミノ酸 (BCAA) を 30 日間与えたところ、徹底的な運動後の回復期 (運動直後、運動後、運動後) に脂質過酸化 (LPO) が大幅に減少しました。抗酸化酵素スーパーオキシドジスムターゼ（SOD）とグルタチオンペルオキシダーゼ（GSH-PX）の活性は、対照群と比較して有意に増加しました。 したがって、BCAAの補給は運動後のフリーラジカルを減らし、抗酸化酵素の活性を高めるのに有益であり、運動による疲労の回復に一定の役割を果たしていると結論付けることができます。
ミトコンドリアの脂質過酸化のレベルと膜の流動性は、さまざまな側面からミトコンドリアの機能を反映する可能性があります。 運動後の膜流動性の変化は、運動が膜損傷に及ぼす影響を示しており、膜流動性の低下は必然的に膜機能の変化を引き起こし、それによって運動能力に影響を与えます。 BCAAを補給すると、ミトコンドリアの脂質過酸化レベルと膜の流動性を正常なグループと同様のレベルに戻すことができます。 Jin Hon 氏の研究は、BCAA がミトコンドリア膜の脂質二重層の安定性を効果的に保護し、骨格筋ミトコンドリア膜の脂質過酸化の増加を抑制し、ラットの激しい運動後の膜流動性の低下を防ぐことができることを実証しました。 これにより、ミトコンドリア膜の正常な生物学的機能が確保され、運動による疲労が軽減され、それによって運動能力が向上します。
HSF Biotech 分岐鎖アミノ酸 (BCAA)
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