ليوسين

ديناميكية الدواء

علاوةً على ذلك، الليوسين حمض أميني غذائي له القدرة على تحفيز تخليق بروتين العضلات الليفية مباشرة. وينشأ هذا التأثير لليوسين من دوره كمنشط للهدف الميكانيكي للراباميسين (mTOR)، وهو كيناز بروتين سيرين-ثريونين ينظم تخليق البروتين ونمو الخلايا. يتم تنشيط mTOR بواسطة الليوسين من خلال Rag GTPases، وارتباط الليوسين بـ leucyl-tRNA synthetase، وارتباط الليوسين بـ sestrin 2، وربما آليات أخرى.

الاستقلاب عند البشر

وفي السياق ذاته، في الأفراد الأصحاء، يستقلب نحو 60% من الليوسين الغذائي بعد عدة ساعات، مع تحويل قرابة 5% (بمدى يتراوح بين 2 و10%) من الليوسين الغذائي إلى حمض بيتا هيدروكسي بيتا ميثيل بيوتيريك (HMB). يتحول قرابة 40% من الليوسين الغذائي إلى أسيتيل مرافق الإنزيم أ، والذي يستعمل لاحقًا في تخليق مركبات أخرى.

وفي السياق ذاته، يتم تحفيز الغالبية العظمى من استقلاب الليوسين في البداية بواسطة إنزيم ناقلة الأمين متفرعة السلسلة، ما ينتج ألفا كيتويسوكابروات (α-KIC). يتم استقلاب ألفا كيتويسوكابروات في الغالب بواسطة إنزيم الميتوكوندريا المتفرع السلسلة ألفا كيتواسيد ديهيدروجينيز، والذي يحوله إلى إيزوفاليريل-CoA. يستقلب إيزوفاليريل-CoA لاحقًا بواسطة إيزوفاليريل-CoA ديهيدروجينيز وتحويله إلى MC-CoA، والذي يستعمل في تخليق أسيتيل-CoA ومركبات أخرى. أثناء نقص البيوتين، يمكن تصنيع HMB من MC-CoA عبر إنزيم هيدراتاز إينوويل-CoA وإنزيم ثيوإستراز غير معروف، والذي يحول MC-CoA إلى HMB-CoA وHMB-CoA إلى HMB على التوالي. يتم استقلاب كمية صغيرة نسبيًا من α-KIC في الكبد بواسطة إنزيم سيتوبلازمي 4-هيدروكسي فينيل بيروفات ديوكسيجيناز (KIC ديوكسيجيناز)، والذي يحول α-KIC إلى HMB. في الأفراد الأصحاء، يعد هذا المسار الثانوي - الذي يتضمن تحويل الليوسين-L إلى α-KIC ثم HMB - هو المسار السائد لتصنيع HMB. يحفز جزء صغير من أيض الليوسين-L - أقل من 5% في جميع الأنسجة باستثناء الخصيتين، حيث يمثل نحو 33% - في البداية بواسطة أمينوميوتاز الليوسين، ما ينتج بيتا-ليوسين، والذي يتم استقلابه لاحقًا إلى بيتا-كيتويسوكابرويت (β-KIC)، وبيتا-كيتويسوكابرول-CoA، ثم أسيتيل-CoA بواسطة سلسلة من الإنزيمات غير المحددة.

وفي السياق ذاته، يحدث استقلاب الليوسين في الكثير من أنسجة جسم الإنسان؛ ومع ذلك، يستقلب أغلب الليوسين الغذائي داخل الكبد والأنسجة الدهنية والأنسجة العضلية. تستعمل الأنسجة الدهنية والعضلية الليوسين في تكوين الستيرولات ومركبات أخرى. ويزيد استخدام الليوسين مجتمعًا في هذين النسيجين بسبع مرات عن استخدامه في الكبد.

الآثار الصحية

في هذا الإطار، وجد أن الليوسين عند استخدامه كمكمل غذائي يبطئ تدهور أنسجة العضلات عن طريق زيادة تخليق بروتيناتها لدى الفئران المسنة. ومع ذلك، تتضارب نتائج الدراسات المقارنة. لا يؤدي تناول مكملات الليوسين على المدى الطويل إلى زيادة كتلة العضلات أو قوتها لدى الرجال المسنين الأصحاء. هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات، ويفضل أن تستند إلى عينة عشوائية موضوعية من المجتمع. يجب أخذ عوامل مثل خيارات نمط الحياة، والعمر، والجنس، والنظام الغذائي، وممارسة الرياضة، وما إلى ذلك في الاعتبار في التحليلات لعزل آثار الليوسين المكمل كعلاج مستقل، أو عند تناوله مع أحماض أمينية متفرعة السلسلة (BCAAs) أخرى. حتى ذلك الحين، لا يمكن اعتبار الليوسين المكمل الغذائي السبب الرئيسي لنمو العضلات أو الحفاظ عليها بشكل مثالي لجميع السكان.

وفي هذا السياق، يحمي كل من الليوسين-L والليوسين-D الفئران من نوبات الصرع. ينهي الليوسين-D كذلك النوبات لدى الفئران بعد بدء نشاطها، بفعالية مماثلة على الأقل للديازيبام وبدون آثار مهدئة. يقلل انخفاض تناول ليوسين-L الغذائي من السمنة لدى الفئران. يرتبط ارتفاع مستويات الليوسين في الدم بمقاومة الأنسولين لدى البشر والفئران والقوارض. قد يكون هذا بسبب تأثير الليوسين في تحفيز إشارات mTOR. يمكن للحد من تناول الليوسين والأحماض الأمينية المتفرعة السلسلة (BCAAs) الغذائية أن يعكس السمنة الناتجة عن النظام الغذائي لدى الفئران البرية عن طريق زيادة استهلاك الطاقة، كما يمكن أن يحد من اكتساب كتلة الدهون لدى الفئران مفرطة الأكل.

السلامة

علم الأدوية

وعلى صعيد آخر، لوحظ تناول الليوسين بجرعة تتجاوز 500 ملغم/كغم/يوم مع فرط أمونيا الدم. وبالتالي، يمكن، بشكل غير رسمي، اقتراح مستوى تناول أقصى محتمل لليوسين لدى الرجال البالغين الأصحاء عند 500 ملغم/كغم/يوم أو 35 غ/يوم في ظل ظروف غذائية حادة.

وفي هذا السياق، قد يسبب تناول كميات كبيرة من الليوسين أعراض البلاجرا أو يفاقمها لدى الأشخاص الذين يعانون من انخفاض مستوى النياسين، وذلك لأنه يعيق تحويل إل-تريبتوفان إلى نياسين.

إضافةً إلى ذلك، تسبب سمية الليوسين، كما هو الحال في مرض بول شراب القيقب المعاوض maple syrup urine disease، هذيانًا واضطرابًا عصبيًا، وقد تهدد الحياة.