Arginina — aminokwas z dużym potencjałem?

Arginina lub L-arginina jest aminokwasem uczestniczącym w wielu ważnych procesach w ludzkim organizmie. Odkryto ją w 1886 r. w nasionach łubinu, w 1895 r. została oznaczona w białkach zwierzęcych, a badania dotyczące jej funkcji podjęto na szerszą skalę w latach 30. XX wieku. Na temat argininy przeczytać można rozmaite opinie. Początkowo okrzyknięta została cudownym aminokwasem, o licznych i bardzo korzystnych właściwościach zdrowotnych. Na jej punkcie oszalał również świat sportu. Obecnie naukowcy podchodzą bardziej racjonalnie do tematu, mówią o blaskach i cieniach argininy. Natomiast producenci suplementów wciąż prześcigają się w wychwalaniu jej wszechstronnego działania. W artykule zostało przestawione kompleksowe podejście i najważniejsze odkrycia naukowe dotyczące funkcji i zastosowania argininy.

Spis treści:

1. Metabolizm i funkcje
2. Źródła argininy
3. O suplementacji
   1. Jak się ją pozyskuje, cena
   2. Kiedy i jak suplementować, bezpieczeństwo suplementacji
   3. Objawy niedoboru i nadmiaru argininy, czy można ją przedawkować
4. Arginina w sporcie
5. Zalecenia suplementacji dla osób ze schorzeniami i rekonwalescentów
6. Podsumowanie
7. Bibliografia

Metabolizm i funkcje

Arginina to związek, którego pełna nazwa chemiczna brzmi kwas 2-amino-5-guanidynowalerianowy. Jest aminokwasem klasyfikowanym jako względnie egzogenny. Zdrowe dorosłe osoby nie muszą dbać o jego podaż z dietą. U dzieci, osób starszych, z niektórymi chorobami, a także osób po operacjach, z dużymi obrażeniami wymagających większej podaży białka, synteza endogenna tego aminokwasu jest niewystarczająca.

Metabolizm argininy jest złożony. Końcowe produkty przemian stają się substratami do kolejnych reakcji lub są ponownie wykorzystywane w tym samym cyklu. Synteza endogenna argininy zachodzi na przykład w jelitach, gdzie jest produkowana z glutaminy i glutaminianu. Ważnym organem biorącym udział w syntezie argininy jest również wątroba.

Produkcja zachodzi tutaj w cyklu mocznikowym, a jego wydajność jest uzależniona od dostępności związków pośrednich, jak ornityna i cytrulina. Najwięcej argininy, około 60%, powstaje w nerkach z cytruliny, stąd jest ona rozprowadzana przez krew do tkanek obwodowych [Wu i Morris Jr, 1998].

Z kolei arginina pobrana z pokarmem jest wchłaniana przez komórki jelitowe, przekształcana w nich do cytruliny i transportowana do wątroby i nerek, gdzie znów powstaje arginina. Ten mechanizm odgrywa kluczową rolę w adaptacji do diety wysoko- czy niskobiałkowej [Cynober, Le Boucher i Vasson, 1995].

Jest aminokwasem wykorzystywanym do budowy białek, syntezy kreatyny, proliny, poliamin, glutaminianu i glutaminy. Pełni bardzo istotną funkcję w neutralizacji toksycznego amoniaku i syntezie mocznika. Jest niezbędna w prawidłowym przebiegu spermatogenezy. Może poprawiać płodność u mężczyzn. Wydaje się również konieczna do zapłodnienia i prawidłowego przebiegu ciąży [Wu i wsp., 2000]. Endogenna arginina może wykazywać działanie pobudzające wydzielanie insuliny, glukagonu, prolaktyny i hormonu wzrostu.

Choroby zapalne jelit

Badanie z Nutrition Reviews [16] podsunęło jeszcze kolejny trop, jeśli chodzi o zastosowania argininy. Według badaczy jej suplementacja może działać korzystnie w przypadku osób z chorobami zapalnymi jelit na różnych stadiach choroby. Nie zostały jednak ustalone żadne dawki, które miałyby udowodniony korzystny wpływ na organizm w tym zakresie – przyp. redakcji

Kilka słów o tlenku azotu

W 1988 r. odkryto, że arginina jest potrzebna do wytwarzania tlenku azotu (NO), czyli cząsteczki odpowiedzialnej m.in. za rozszerzanie naczyń krwionośnych i regulację działania płytek krwi. Od tego momentu znacznie wzrosło zainteresowanie argininą w kontekście fizjologii układu sercowo-naczyniowego. Także dlatego jest popularna wśród sportowców, o czym więcej w dalszej części artykułu. Tlenek azotu jest jednym z ważniejszych metabolitów argininy. Oprócz wymienionej wyżej funkcji uczestniczy w przewodnictwie nerwowym, w procesach zapamiętywania i w odpowiedzi immunologicznej [Ścibor i Czeczot, 2004].

Źródła argininy

Organizm pozyskuje ten aminokwas z wewnątrzkomórkowego rozpadu białek, syntezy endogennej oraz z pokarmu z białkami pochodzenia zwierzęcego i roślinnego. Więcej argininy zawierają białka roślinne. Synteza de novo u dorosłego człowieka wynosi 5-15%, natomiast u noworodka aż 30%. Uważa się, że do krwiobiegu trafia około 50% argininy pochodzącej z pokarmu. W tabeli zaprezentowane zostały przykładowe produkty oraz zawartość argininy. Relatywnie niską zawartością cechuje się mleko większości ssaków, także mleko kobiece.   Cennym źródłem tego aminokwasu są orzechy i nasiona roślin strączkowych oraz mięso i owoce morza [Ścibor i Czeczot, 2004]. Wysoką zawartością wyróżnia się też sok z arbuza i został on wykorzystany w jednym z badań, jako suplement tego aminokwasu. Znajdziemy w nim 1,15 g/l argininy oraz 2 g/l cytruliny [Fu i wsp., 2005].

Tabela 1. Zawartość argininy w wybranych produktach

Produkt	Arginina [g/100 g]
mleko	0,11
jaja	0,77
łosoś	1,15
mięso wołowe	1,36
kasza gryczana	1,72
orzechy ziemne	1,93
migdały	2,15
soczewica	2,26
nasiona słonecznika	2,34
orzechy włoskie	2,43

źródło: Narodowe Centrum Edukacji Żywieniowej (www)

O suplementacji

Jak się produkuje suplementy i ich cena

Ze względu na niską zawartość argininy w mleku odżywki białkowe na bazie białek serwatkowych i kazeinowych będą miały niską zawartość tego aminokwasu, o ile nie zostały w niego wzbogacone. Suplementy z argininą znane są jako boostery tlenku azotu (NO). Arginina występuje w nich w różnych formach.

Suplement w postaci wolnego aminokwasu, czyli L-arginina jest najpowszechniejszy. Dobrze podnosi poziom hormonu wzrostu, ale cechuje się niską wchłanialnością. Dostępny jest w postaci kapsułek lub proszku do rozpuszczenia. Ceny są zróżnicowane w zależności od dawki. Występują też w połączeniu z cytruliną i ornityną. Można spotkać takie za 20-30 zł, ale też za 50 zł, czy 80 zł.

Alfa-ketoglutaran argininy (AAKG) jest to sól argininy i kwasy alfa-ketoglutarowego. Podnosi poziom hormonów anabolicznych, wspomaga przemiany aminokwasów i syntezę białek. Średnio kosztują 40-60 zł za 100 tabletek.
Chlorowodorek argininy (arginina HCl) to forma dobrze rozpuszczalna w wodzie, ale ma gorzki smak, dlatego występuje w postaci kapsułek. Działa słabiej niż AAKG, ale dłużej. Najpopularniejsze dawki można kupić za 30-60 zł.

Kiedy i jak suplementować, bezpieczeństwo suplementacji 

Badania pokazują, że zarówno arginina podawania dożylnie, jak i doustnie jest szybko metabolizowana przez osoby dorosłe. Testowano różne poziomy suplementacji argininy od 3 g/d do 100 g/d. Za optymalną dawkę uznaje się 9 g/d.

Przeciwwskazania do stosowania argininy to skłonności do reakcji alergicznych, kwasica metaboliczna lub oddechowa, ciężkie zaburzenia czynności nerek, ciężkie infekcje i stany zapalne, choroby autoimmunologiczne. Należy także uważać przy przyjmowaniu leków moczopędnych oszczędzających potas, aby nie doprowadzić do hiperkaliemii [Wu i wsp., 1998; Zdrojewicz i wsp., 2019].

Niektóre badania pokazują związek między suplementacją argininy a predyspozycjami do rozwoju różnych nowotworów. Obserwuje się zwiększoną aktywność enzymów biorących udział w przemianach cytruliny do argininy w większości komórek nowotworowych. Wiadomo natomiast, że komórki takich nowotworów jak czerniak, rak wątrobowokomórkowy, gruczolakorak prostaty pozbawione dostępu do argininy giną. Nie są one w stanie syntetyzować argininy z cytruliny.

Ograniczenie ilości argininy w osoczu może wspomagać leczenie raka [Graboń, 2006]. Dobre efekty przyniosła suplementacja u kobiet w ciąży ze stanem przedrzucawkowym i rzucawką. Pozwoliła na osłabienie objawów i wydłużenie ciąży [McNeal i wsp., 2016].

Objawy niedoboru i nadmiaru argininy. Czy można ją przedawkować?

Na niedobór argininy narażone są osoby o niskiej zawartości białka w diecie. Zbyt niskie stężenie argininy oznacza upośledzone usuwanie toksyn, zaburzenia układu nerwowego. Zahamowane zostaje również wytwarzanie tlenku azotu i zamiast niego powstaje cząsteczka wolnorodnikowa. Zatem naczynia krwionośne nie rozszerzają się, dochodzi do ich uszkodzenia, zapoczątkowania zmian miażdżycowych. Może również dojść do zmniejszenia wydzielania insuliny, czy zaburzenia przemian tłuszczy.

Arginina jako suplement jest uznawana za bezpieczny, ponadto jest naturalnym składnikiem żywności. Przy dawkach wyższych niż 30 g/d nie wykazano poważnych skutków ubocznych, jedynie nudności, wymioty, biegunka i ogólny dyskomfort żołądkowo-jelitowy.

Aby zapobiec wystąpieniu tych zaburzeń, można podzielić dzienną dawkę na kilka porcji lub zastępczo przyjmować L-cytrulinę jako prekursor argininy. Przy dłuższym podawaniu dożylnym może wystąpić miejscowe podrażnienie lub zapalenie żyły. Podkreślić należy, że stosowania dużych ilości argininy dotyczyły badania krótkoterminowe. Warto mieć na uwadze, że nadmierne stężenie tlenku azotu jest destrukcyjne dla komórek [Matuszak i Suliburska, 2012].

Wykorzystanie argininy w sporcie

Tlenek azotu

Wykazano zależność między suplementacją L-argininą w ilości 0,1-0,2 g/kg masy ciała a wzrostem syntezy tlenku azotu. Dlatego że pozwala na lepszy dopływ krwi do mięśni i wzmacnia odpowiedź anaboliczną na ćwiczenia, jest on ważnym czynnikiem w regeneracji i wzroście mięśni [Durkalec-Michalski i Jeszka, 2011].

Kreatyna

Kolejnym metabolitem argininy o korzystnym wpływie na zdolności wysiłkowe jest kreatyna. Jej korzystne działanie polega na obniżeniu poziomu kwasicy mleczanowej, przyspieszeniu metabolizmu tlenowego i wzrostu masy mięśniowej. Skuteczność kreatyny została potwierdzona w sportach siłowych, ze względu na krótki czas pracy. W sportach wytrzymałościowych jej skuteczność jest dyskusyjna.

Hormon wzrostu

W sportach siłowych i budowaniu masy mięśniowej duże znaczenie ma hormon wzrostu, którego produkcja uzależniona jest od argininy. Przeprowadzono badania, które sugerują, że podaż 9 g argininy przed snem (ze względu na zwiększone jego wydzielanie w nocy) zwiększa maksymalne stężenie tego hormonu. Przy dawce 13 g stwierdzono problemy gastryczne [Collier i wsp., 2005]. Stymuluje on przemiany anaboliczne w organizmie, ogranicza rozpad białek, przyspiesza także reakcje rozpadu tłuszczy. Istotne jest jednak, że w większych ilościach może zwiększać ryzyko rozwoju nowotworów. Wykazano również, że obniża wychwyt glukozy, co utrudnia wykorzystanie energii, zwłaszcza w sportach wytrzymałościowych [Jóźków i Mędraś, 2009].

Wniosek

Liczne działania reklamowe producentów suplementów dla sportowców sugerują, że L-arginina jest supersuplementem i pozwala osiągnąć lepsze wyniki. Niestety pomimo przytoczonych powyższych zależności istnieje szereg badań, niepozwalający jednoznacznie określić skuteczności tego aminokwasu u wysoko wytrenowanych, zdrowych sportowców, co oznacza, że nie należy przypisywać mu nadzwyczajnych właściwości [Durkalec-Michalski i Jeszka, 2011].

Suplementacja u osób z chorobami przewlekłymi i rekonwalescentów

Badania prowadzone i na zwierzętach i na ludziach nad skutecznością argininy w leczeniu otyłości i zespołu metabolicznego przynoszą obiecujące rezultaty. Obserwuje się większą redukcję tkanki tłuszczowej, czy poprawienie wrażliwości na insulinę. Dużą wagę przywiązuje się również do udziału argininy i tlenku azotu w zapobieganiu i leczeniu chorób układu krążenia, w tym miażdżycy i nadciśnienia. Wynika to z polepszenia funkcji śródbłonka, zmniejszeniu stresu oksydacyjnego i zapobieganiu agregacji płytek krwi. Doszukano się również zależności między przyjmowaniem argininy a poprawą kondycji naczyń krwionośnych u osób palących. Ma również zastosowanie w leczeniu niewydolności wątroby, niedożywieniu, astenii [Wu i wsp., 2009].

Dodatkowa podaż argininy jest konieczna u pacjentów z owrzodzeniami, ranami po oparzeniu, czy innymi uszkodzeniami tkanek, w tym powikłań cukrzycy. Zapewnia dodatni bilans azotowy i wspomaga gojenie ran [Wu i wsp., 2000]. U takich pacjentów, wymagających specjalnego postępowania dietetycznego, warto rozważyć wprowadzenie żywności specjalnego przeznaczenia medycznego.

Podsumowanie

Arginina wykazuje szerokie działanie na fizjologię człowieka. Jest klasyfikowana jako warunkowo niezbędny aminokwas. Wydaje się, że jej najważniejszą funkcją jest udział w produkcji tlenku azotu, od którego zależy wiele ważnych procesów w ludzkim organizmie.

Pozwala utrzymać dobre zdrowie i wspomaga leczenie takich chorób jak nadciśnienie tętnicze, miażdżyca, otyłość, cukrzyca. Wspomaga gojenie ran i rekonwalescencję. Odgrywa ważną rolę w płodności kobiet i mężczyzn. Wykazano także zależność w leczeniu nowotworów. Duże zainteresowanie wzbudza wśród sportowców głównie ze względu na działanie ergogeniczne. Jest popularnym suplementem i ogólnie uznawana za produkt bezpieczny.

Bibliografia:

1. Collier, S. R., Casey, D. P., & Kanaley, J. A. (2005). Growth hormone responses to varying doses of oral arginine. Growth hormone & IGF research, 15(2), 136-139.
2. Cynober, L., Le Boucher, J., & Vasson, M. P. (1995). Arginine metabolism in mammals. The Journal of Nutritional Biochemistry, 6(8), 402-413.
3. Durkalec-Michalski, K., & Jeszka, J. (2011). Czy suplementacja argininą jest skuteczną metodą wspomagania zdolności wysiłkowych w sporcie?. Zeszyty Naukowe Wielkopolskiej Wyższej Szkoły Turystyki i Zarządzania w Poznaniu, (6), 101-111.
4. Fu, W. J., Haynes, T. E., Kohli, R., Hu, J., Shi, W., Spencer, T. E., … & Wu, G. (2005). Dietary L-arginine supplementation reduces fat mass in Zucker diabetic fatty rats. The Journal of nutrition, 135(4), 714-721.
5. Graboń, W. (2006). Arginina–podstawowy aminokwas w procesie nowotworzenia Arginine as a crucial amino acid in carcinogenesis and tumor growth. Postepy Hig Med Dosw.(online), 60, 483-489.
6. https://ncez.pl/abc-zywienia-/zasady-zdrowego-zywienia/arginina—–wszechstronny-aminokwas – tabela. (dostęp 09.01.2021r.)
7. Jóźków, P., & Mędraś, M. (2009). Hormon wzrostu i IGF-1 jako substancje dopingujące w sporcie wyczynowym. Endokrynologia Polska, 60(5), 389-388.
8. Matuszak, M., & Suliburska, J. (2012). Rola argininy w prewencji i leczeniu chorób metabolicznych. In Forum Zaburzeń Metabolicznych (Vol. 3, No. 2, pp. 50-53).
9. McNeal, C. J., Meininger, C. J., Reddy, D., Wilborn, C. D., & Wu, G. (2016). Safety and effectiveness of arginine in adults. The Journal of nutrition, 146(12), 2587S-2593S.
10. Ścibior, D., & Czeczot, H. (2004). Arginina–metabolizm i funkcje w organizmie człowieka Arginine–metabolism and functions in the human organism. Postepy Hig Med Dosw.(online), 58, 321-332.
11. Ścibior, Dorota., & Czeczot, Hanna (2005). Arginina—metabolizm i funkcje w układzie sercowo-naczyniowym. Clin. Exp. Med.,(14), 5, 1041-1050.
12. Wu, G., & Morris Jr, S. M. (1998). Arginine metabolism: nitric oxide and beyond. Biochemical Journal, 336(1), 1-17.]
13. Wu, G., Meininger, C. J., Knabe, D. A., Baze, F. W., & Rhoads, M. J. (2000). Arginine nutrition in development, health and disease. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 3(1), 59-66.
14. Wu, G., Bazer, F. W., Davis, T. A., Kim, S. W., Li, P., Rhoads, J. M., … & Yin, Y. (2009). Arginine metabolism and nutrition in growth, health and disease. Amino acids, 37(1), 153-168.
15. Zdrojewicz, Z., Winiarski, J., Popowicz, E., Szyca, M., Śmieszniak, B., Michalik, T., & Buczko, K. (2019). Rola argininy w organizmie człowieka. Zeszyty Naukowe Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej im. Witelona w Legnicy, (30), 163-171.
16. Li, J. Y., Guo, Y. C., Zhou, H. F., Yue, T. T., Wang, F. X., Sun, F., & Wang, W. Z. (2022). Arginine metabolism regulates the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Nutrition reviews, nuac070. Advance online publication. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuac070

• Data pierwotnej publikacji: 16.01.2021
• Data ostatniej aktualizacji o wyniki badań: 3.09.2022