BCAA הוא ראשי תיבות של חומצות אמינו מסועפות שרשרת (Branched-Chain Amino Acids). זוהי קבוצה של שלוש חומצות אמינו חיוניות – לאוצין, איזולאוצין וואלין.
חומצות אמינו הן אבני הבניין של חלבונים. גוף האדם משתמש ב-21 חומצות אמינו, ורבות מהן יכולות להיות מיוצרות על ידי הגוף עצמו. תשע מחומצות האמינו הללו, הנקראות חומצות אמינו חיוניות, אינן מיוצרות על ידי הגוף וחייבות להתקבל מהתזונה. לאוצין, איזולאוצין וואלין (כלומר BCAA) הן כולן חומצות אמינו חיוניות שאנחנו צריכים לקבל ממזון ו/או תוספי תזונה.
חומצות אמינו מסועפות שרשרת שונות מחומצות אמינו אחרות הן במבנה שלהן והן בחילוף החומרים שלהן. מבחינה מבנית, כפי שמרמז שמן, ל-BCAA יש שרשראות המסתעפות לצד אחד.
מבחינת חילוף חומרים, BCAA הן ייחודיות בכך שהן מתפרקות בעיקר ברקמת השריר, להבדיל מהכבד.
נקודות מפתח
- BCAA (חומצות אמינו מסועפות שרשרת) הן קבוצה של שלוש חומצות אמינו: לאוצין, איזולאוצין וואלין.
מהם התפקידים של חומצות אמינו מסועפות שרשרת (BCAA) בגוף?
אם אתם מתעניינים באימוני כוח ותזונת ספורט, ייתכן שנתקלתם ב-BCAA בעבר בהקשר של תוספי תזונה לבניית שרירים.
בנוסף לגירוי צמיחת השרירים, ל-BCAA יש מספר תפקידי מפתח נוספים בגוף, כולל ויסות האופן שבו רקמות מטבלות גלוקוז ושולטות ברמות הסוכר בדם.
סינתזת חלבון BCAA משמשות כאבני בניין לחלבונים גדולים יותר, כולל אותם חלבונים המרכיבים את סיבי השריר. יתר על כן, BCAA גם מגרות באופן ישיר את תהליך סינתזת חלבון השריר, שיכול להוביל להגדלת מסת השריר.
לדוגמה, לאוצין מגרה באופן ישיר שרשרת של תגובות כימיות הנקראת מסלול האיתות mTOR, המוביל לסינתזת חלבון השריר. למידע נוסף על מסלול זה וגדילה בגודל וחוזק השריר, אנא בקרו במאמר על סינתזת חלבון והיפרטרופיה (mTOR).
בנוסף לגירוי סינתזת החלבון, BCAA גם מעכבות את פירוק החלבון (תהליך הנקרא proteolysis). בהקשר זה, אנו אומרים ש-BCAA יש השפעה אנבולית בגוף – הן מעודדות את בניית המולקולות, התאים והרקמות.
ייצור אנרגיה BCAA יכולות לשמש כמקור אנרגיה לשרירים, במיוחד כאשר מאגרי הגליקוגן נמוכים. בזכות השפעה זו, BCAA הופכות למקור אנרגיה שימושי בפעילות גופנית ממושכת וסיבולת.
באופן דומה, BCAA מספקות אנרגיה בזמני רעב, טראומה ומחלה.
איתות מוחי נוירוטרנסמיטרים הם מולקולות איתות עצבי המעבירות מסרים מעצב אחד (או נוירון) לאחר. BCAA מועברות למוח ומשפיעות על ייצור נוירוטרנסמיטרים שונים, כולל דופמין, נוראדרנלין וסרוטונין.
באופן דומה, BCAA יכולות להפחית תיאבון על ידי השפעה על תפקוד מעגלי המוח השולטים בצריכת מזון.
בקרת חילוף חומרים של גלוקוז BCAA משפיעות על חילוף החומרים שלנו של גלוקוז ושליטה ברמות הגלוקוז בדם (סוכר בדם). בהקשר זה, BCAA מוכחות כמסייעות ישירות בכניסת גלוקוז לרקמות, כולל כבד ושריר שלד.
יתר על כן, BCAA עשויות לגרות הפרשת אינסולין. אינסולין הוא ההורמון המאפשר לגלוקוז להיספג מזרם הדם ולשמש את הרקמות.
על ידי קידום ספיגת הגלוקוז הן באופן ישיר והן עקיף (דרך שחרור אינסולין), BCAA יכולות לסייע בהורדת רמות הגלוקוז בזרם הדם.
עם זאת, מחקרים מראים גם שצריכה תזונתית גבוהה של BCAA ורמות גבוהות של BCAA בגוף יכולות לפגוע בתפקוד האינסולין. זה יכול להוביל לרמות גלוקוז מוגברות בדם, שעלולות להזיק לבריאות בטווח הארוך.
נקודות מפתח
- BCAA משמשות לעתים קרובות כתוספי תזונה לקידום צמיחת שרירים ושיפור ביצועי אימון.
- BCAA מגרות סינתזת חלבון בשריר.
- BCAA הן מקור אנרגיה חשוב לשריר בפעילות גופנית ממושכת וסיבולת.
- BCAA משחקות תפקיד בבקרת רמות הסוכר בדם.
- רמות גבוהות של BCAA עלולות לעכב את תפקוד האינסולין.
כיצד רמות גבוהות של BCAA משפיעות על חילוף חומרים של גלוקוז?
מספר מחקרים מציעים שרמות גבוהות של BCAA יכולות להוביל לתופעה הנקראת עמידות לאינסולין. זהו מצב שבו רקמות אינן מגיבות כראוי לאינסולין והופכות לא רגישות להשפעותיו. כתוצאה מכך, הרקמות מתקשות לקלוט גלוקוז מזרם הדם, מה שיכול להוביל לרמות גלוקוז מוגברות בדם.
עמידות לאינסולין קשורה להתפתחות השמנת יתר, סוכרת מסוג 2 ותסמונת מטבולית (קבוצה של לחץ דם גבוה, רמת גלוקוז גבוהה בדם, שומן בטני עודף ורמות שומנים לא בריאות בדם).
בהקשר זה, נמצא כי לאנשים עם מצבים אלה יש רמות גבוהות יותר של BCAA ברקמות בהשוואה לאנשים בריאים. יתר על כן, ראיות מצביעות על כך שרמות BCAA גבוהות יותר קשורות לסיכון גבוה יותר להתפתחות סוכרת מסוג 2.
מדוע רמות גבוהות של BCAA גורמות לעמידות לאינסולין? לא ברור בדיוק כיצד רמות גבוהות של BCAA גורמות לעמידות לאינסולין. אנחנו יודעים ש-BCAA גורמות לגירוי של מסלול האיתות mTOR. גירוי יתר של מסלול זה יכול לפגוע באיתות האינסולין, מה שמוביל לרגישות נמוכה יותר לאינסולין.
הסבר אפשרי נוסף הוא ש-BCAA מפריעות לחילוף החומרים (בטא-חמצון) של חומצות שומן ברקמת השריר. זה מוביל להצטברות של תוצרי ביניים מטבוליים, אשר פוגעים בתפקוד האינסולין ומובילים לעמידות לאינסולין.
נקודות מפתח
- רמות גבוהות של BCAA עלולות לגרום לעמידות לאינסולין.
- עמידות לאינסולין היא מצב שבו רקמות פחות רגישות להשפעות האינסולין, מה שמקשה עליהן להשתמש בגלוקוז מזרם הדם.
- רמות גבוהות של BCAA קשורות להתפתחות סוכרת מסוג 2 והשמנת יתר.
מהו PPM1K?
PPM1K הוא אנזים ששמו המלא הוא: Protein Phosphatase, Mg2+/Mn2+ Dependent 1K.
הוא מווסת את הפעילות של אנזים מפתח נוסף – BCKD (branched chain α-keto acid dehydrogenase).
BCKD מעורב בפירוק וחילוף החומרים של BCAA. בהתחשב בתפקיד זה, אם הפעילות של BCKD מופחתת, פחות BCAA מתפרקות מה שמוביל לרמות גבוהות יותר של BCAA ברקמות.
נקודות מפתח
- PPM1K הוא אנזים המשפיע על רמות ה-BCAA המסתובבות בגוף.
כיצד וריאנטים של PPM1K משפיעים על רמות BCAA?
האנזים PPM1K מקודד על ידי הגן PPMK1.
SNP (פולימורפיזם של נוקלאוטיד בודד) בתוך הגן PPMK1, שניתן לו הקוד rs1440581, יוצר שני וריאנטים (או אללים) שונים – האלל 'T' והאלל 'C'.
מחקרים מציעים שהאלל 'C' קשור לרמות BCAA גבוהות יותר.
המנגנון הפוטנציאלי שבו האלל 'C' של PPMK1 מביא לרמות BCAA גבוהות יותר אינו ברור. ייתכן שירושת וריאנט גן זה מובילה לפעילות מופחתת של האנזים BCKD, וכתוצאה מכך לפירוק נמוך יותר של BCAA.
נקודות מפתח
- האלל 'C' (rs1440581) של הגן PPMK1 קשור לרמות גבוהות יותר של BCAA במחזור הדם.
כיצד וריאנטים של הגן PPM1K משפיעים על חילוף חומרים של גלוקוז?
האלל 'C' של הגן PPM1K קשור לדרגה גבוהה יותר של עמידות לאינסולין ורמות גלוקוז גבוהות יותר בדם.
באופן דומה, מחקרים מקשרים את האלל C לסיכון מוגבר לסוכרת מסוג 2.
משערים שהשפעות אלה על עמידות לאינסולין וסיכון לסוכרת נובעות מרמות גבוהות יותר של BCAA הקשורות לאלל 'C'.
יתר על כן, ראיות מצביעות על כך שההשפעות של BCAA על עמידות לאינסולין חמורות יותר כאשר מאמצים תזונה עתירת שומן.
נקודות מפתח
- האלל 'C' (rs1440581) של הגן PPMK1 קשור להתפתחות עמידות לאינסולין.
- האלל 'C' קשור לסיכון גבוה יותר לסוכרת מסוג 2.
כיצד וריאנטים של הגן PPM1K משפיעים על ירידה במשקל ותגובה לדיאטה?
נמצא כי וריאנטים של הגן PPM1K משפיעים על התגובה שלך לדיאטות שונות. תופעה זו ידועה בביולוגיה כאינטראקציה בין גן לתזונה.
באופן ספציפי יותר, וריאנטים של הגן PPM1K משפיעים על ירידה במשקל ושיפורים ברגישות לאינסולין בתגובה לדיאטות עם תכולת שומן שונה.
בניסוי קליני גדול הידוע כניסוי POUNDS LOST, אנשים עם עודף משקל והשמנת יתר חולקו לקבוצות דיאטה שונות ונעקבו במשך שנתיים. קבוצות הדיאטה נבדלו ביחסי המקרו-נוטריאנטים היומיים שלהן, ובאופן כללי ניתן לסווג אותן כ:
- קבוצת דיאטה עתירת שומן – שומן המהווה 40% מצריכת הקלוריות היומית.
- קבוצת דיאטה דלת שומן – שומן המהווה 20% מצריכת הקלוריות היומית.
החוקרים מצאו שנבדקים הגיבו באופן שונה לדיאטה עתירת שומן, בהתאם לוריאנטים של PPM1K שהם ירשו.
כפי שמראה הגרף להלן, אנשים הנושאים עותק אחד או שניים של האלל C (כלומר, אנשים עם גנוטיפ CC ו-CT בהתאמה) חוו ירידה משמעותית פחותה במשקל בהשוואה לאלה עם גנוטיפ TT בתגובה לדיאטה עתירת שומן.
באופן דומה, אלה עם האלל 'C' הראו שיפורים פחותים ברגישות לאינסולין כאשר אימצו דיאטה עתירת שומן.
לעומת זאת, כאשר אכלו דיאטה דלת שומן, אנשים עם האלל 'C' (גנוטיפים CT ו-CC) הגיבו הרבה יותר טוב, והם ירדו משמעותית יותר במשקל במהלך תקופה של שנתיים בהשוואה לאלה עם הגנוטיפ TT. זה מוצג בגרף להלן.
יתר על כן, האלל 'C' היה קשור גם לשיפורים גדולים יותר ברגישות לאינסולין בקבוצת הדיאטה דלת השומן.
ניסוי קליני נוסף, הידוע כמחקר NUGENOB (אינטראקציות בין תזונה לגנים בהשמנת יתר אנושית: השלכות להנחיות תזונתיות), מצא כי האלל 'T' היה קשור לשיפורים גדולים יותר בתפקוד האינסולין בתגובה לדיאטה עתירת שומן (שומן המהווה 40-45% מהקלוריות היומיות) בלבד.
שני הממצאים האלה מצביעים על כך שאנשים עם האלל 'C' עשויים לרדת יותר במשקל ולחוות שיפורים גדולים יותר ברגישות לאינסולין כאשר הם מקפידים על דיאטה דלת שומן.
לעומת זאת, דיאטה עתירת שומן עשויה להועיל לאלה עם שני עותקים של האלל 'T', מכיוון שהם עשויים להצליח לרדת יותר במשקל ולהראות שיפורים גדולים יותר ברגישות לאינסולין.
נקודות מפתח
- מחקרים מראים שהאלל 'C' קשור לירידה גדולה יותר במשקל ושיפורים ברגישות לאינסולין בתגובה לדיאטה דלת שומן.
- נמצא כי אנשים עם שני עותקים של האלל 'T' מראים שיפורים גדולים יותר ברגישות לאינסולין בתגובה לדיאטה עתירת שומן.
