Alanine

Alanine is een niet-essentieel proteïnogeen aminozuur dat dient als bouwsteen voor de synthese van eiwitten. Het is een chirale verbinding en alleen de L-vorm kan in eiwitten worden opgenomen. Alanine fungeert als een link tussen het aminozuur- en koolhydraatmetabolisme.

Wat is alanine?

Alanine is een proteïnogeen aminozuur, het kan worden aangemaakt door het menselijk organisme en is daarom niet essentieel. Het aminozuur dat bekend staat als alanine wordt eigenlijk alpha-L-alanine genoemd. In deze naam wordt de positie van de aminogroep ten opzichte van de carboxylgroep duidelijk.

Bovendien wordt alleen de L-vorm van alanine gebruikt voor eiwitsynthese. De D-vorm wordt door bacteriën gebruikt voor de synthese van mureïne, dat het bacteriële celmembraan vormt. Een ander aminozuur in deze context is beta-alanine. Hier bevindt de aminogroep zich op het bètakoolstofatoom. Beta-alanine is geen proteïnogeen aminozuur. Maar het speelt ook een grote rol in biologische processen. Wanneer hier echter alanine wordt genoemd, is het altijd alfa-L-alanine.

Alanine heeft een positief centrum op het stikstofatoom en een negatief centrum op een zuurstofatoom van de carboxylgroep. Alanine staat dus voor een zwitterion Op het isoelektrische punt van alanine bij een pH-waarde van 6,1 zijn bijna alle moleculen aanwezig als zwitterionen. Daarom is de oplosbaarheid in water onder deze omstandigheden het laagst. Alanine is echter een hydrofiel aminozuur en bepaalt door deze eigenschap ook de secundaire en tertiaire structuur van de eiwitten.

Functie, effect en taken

De belangrijkste functie van alanine is om als basisbouwsteen bij de eiwitconstructie betrokken te zijn. Door de structuur van alanine verschijnt het bij voorkeur in de alfa-helix van het eiwit. Samen met de aminozuren glutaminezuur of leucine bepaalt alanine de vorming van de helix en daarmee de secundaire structuur van het eiwit.

In het metabolisme wordt alanine gesynthetiseerd uit pyruvaat door middel van transaminatie. Pyruvaat is een tussenproduct van metabolisme. Het ontstaat wanneer suiker, vetzuren of aminozuren worden afgebroken. Ofwel wordt het verder afgebroken, ofwel wordt het opnieuw gebruikt als uitgangsmateriaal voor verdere syntheses. De afbraak van alanine werkt als een omgekeerde reactie op transaminering van pyruvaat. Met behulp van het enzym alanine dehydrogenase wordt alanine weer gedeamineerd tot pyruvaat. Omdat pyruvaat ook snel weer kan worden omgezet in glucose, wordt het nauwe verband tussen het aminozuurmetabolisme en het koolhydraatmetabolisme duidelijk. Een plotselinge behoefte aan energie kan kortstondig tot hypoglykemie leiden. Hierdoor komen stresshormonen vrij die de deaminering van alanine en de omzetting van pyruvaat in glucose in de lever stimuleren.

Dit proces houdt de bloedsuikerspiegel constant. Vanwege dit feit worden alaninesupplementen vaak gegeven in geval van hypoglykemie om een ​​suikershock te voorkomen. Alanine heeft ook een versterkende werking op het immuunsysteem. Het remt ook de vorming van nierstenen. Alanine is een essentieel onderdeel van spiereiwitten. De spiervezels bevatten tot 6 procent alanine. Het wordt weer vrijgegeven door de spieren af ​​te breken.

30 procent van de alanine in het bloed komt uit de spieren. Het belangrijkste metabolische orgaan is de lever. De meeste omzettingsreacties van alanine vinden dan plaats in de lever. Het aminozuur heeft een regulerende werking op de insulineproductie via het levermetabolisme. Er werden ook decongestivum-effecten op de prostaat gevonden.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Vlees- en visproducten bevatten bijzonder hoge concentraties alanine. Champignons, zonnebloempitten, sojameel, tarwekiemen of zelfs peterselie hebben ook een hoog alaninegehalte. Normaal gesproken is de hoeveelheid alanine die in het lichaam wordt aangemaakt en de hoeveelheid die via de voeding wordt ingenomen, voldoende. Vanwege zijn oplosbaarheid in water wordt alanine uit voedsel gewassen na langdurig contact met water.

Om deze reden mogen producten die rijk zijn aan alanine nooit lang worden geweekt of gekookt. Tekortkomingen zijn zeldzaam. Er is echter een verhoogde behoefte aan alanine in wedstrijdsporten, zodat een aanvullende toepassing via eiwitrijke voeding of eiwitpoeder nuttig kan zijn. In ieder geval wordt het trainingssucces positief beïnvloed door alanine. Het wordt in hoge concentraties aangetroffen in zowel spiervezels als bindweefsel.

Ziekten en aandoeningen

De gezondheidseffecten van een alaninedeficiëntie op het lichaam zijn nauwelijks onderzocht. Zo'n tekort kan meestal alleen optreden bij extreme ondervoeding. In dit geval is er echter geen geïsoleerd alaninedeficiëntie meer.

Alanine is over het algemeen voldoende beschikbaar voor het lichaam, zowel via de voeding als via de lichaamseigen biosynthese. Alaninesynthese vindt plaats in de lever. Hetzelfde geldt voor de afbraak van alanine. Hiervoor is in de lever het enzym alanine-aminotransferase beschikbaar. Alanine-aminotransferase is een transaminase en staat bekend onder de afkorting GPT. GPT katalyseert de omzetting van L-alanine met alfa-ketoglutaraat. De aminogroep wordt overgebracht naar alfa-ketoglutaraat onder vorming van L-glutamaat. Pyruvaat wordt gevormd uit alanine. Deze reacties vinden plaats in de levercellen. Het transaminase is daarom slechts in lage concentraties in het bloed aanwezig.

Een verhoging van de enzymconcentratie in het bloed duidt op vernietiging van de levercellen. Naast GPT (alanineaminotransferase of nieuw glutamaatpyruvaattransaminase) worden ook andere enzymwaarden verhoogd. Dit wordt een verhoging van de leverwaarden genoemd. Met behulp van de leverwaarden is het mogelijk om leveraandoeningen te diagnosticeren. Het eerste teken van een leveraandoening kan een toename van leverfunctietesten zijn. Dit geldt voor alle vormen van hepatitis, levercirrose of zelfs leverkanker. Als de leverziekte verder vordert, kan het orgaan zijn verschillende taken voor metabolisme en ontgifting niet meer vervullen.