Amino Acid là gì? Tác dụng và phân loại

Amino acid hay còn được gọi là acid amin (AA), đóng vai trò quan trọng trong sự cung cấp dưỡng chất qua đường tĩnh mạch trong hỗn hợp dinh dưỡng. Chúng được kết hợp với carbonhydrate và lipid, và là những đơn vị cơ bản (monomer) để tổng hợp các loại protein, cũng như là tiền chất cho việc tổng hợp các chất sinh học khác. Trong cơ thể con người, amino acid đóng nhiều vai trò quan trọng. Tìm hiểu thêm về amino acid qua bài viết dưới đây.

Amino Acid là gì?

Amino acid là một loại hợp chất hữu cơ có chứa nhóm amino và nhóm acid carboxylic. Chúng được coi là những “nền móng” cơ bản để tạo nên các protein. Một phân tử amino acid cơ bản bao gồm một nguyên tử carbon trung tâm, kết hợp với một nhóm carboxy (COOH), một nhóm amino (NH2), một nguyên tử hydro và một chuỗi bên (thường ký hiệu là R).

Trong tự nhiên, có hơn 100 loại amino acid khác nhau, nhưng chỉ có 20 loại tham gia vào cấu trúc của protein và đóng vai trò quan trọng trong cơ thể con người. Do các amino acid có khả năng gắn vào carbon trung tâm ɑ theo 4 nhóm khác nhau, chúng có thể tồn tại ở dạng L và D, gọi là đồng phân. Tuy nhiên, thực tế chỉ có dạng L của amino acid phổ biến trong tự nhiên. Điều này khác với carbohydrat, vì chỉ có dạng D của carbohydrat thường gặp trong tự nhiên.

Dựa vào cấu trúc chuỗi bên R, chúng ta có thể chia amino acid thành 4 nhóm. Trong nhóm amino acid béo, có thể tiếp tục chia thành 2 nhóm con: amino acid phân nhánh (bao gồm leucin, isoleucin, valin) và amino acid chứa lưu huỳnh (bao gồm cystein và methionin).

Phân loại Amino Acid

Các amino acid có thể được phân loại thành ba nhóm dựa vào sự cần thiết với cơ thể: amino acid thiết yếu (essential AA), amino acid bán thiết yếu hoặc thiết yếu theo điều kiện (semi-essential AA hay conditionally essential AA), và amino acid không thiết yếu (non-essential AA). Các loại amino acid có thể được phân loại như sau:

Amino acid thiết yếu

Đây là các amino acid mà cơ thể không thể tự tổng hợp được, do đó chúng cần được cung cấp thông qua chế độ ăn hoặc từ việc phân huỷ các protein khác. Việc thiếu bất kỳ amino acid nào trong nhóm này sẽ gây hạn chế trong quá trình tổng hợp protein, ngay cả khi các amino acid khác cần thiết có đủ. Các Amino acid thiết yếu bao gồm:

• Phenylalanine: Là tiền chất của nhiều chất dẫn truyền thần kinh như tyrosine, dopamine, epinephrine và norepinephrine. Nó quan trọng cho cấu trúc và chức năng của protein, enzyme và cả quá trình tổng hợp các axit amin khác.
• Valine: Là một trong ba axit amin chuỗi nhánh, có một chuỗi bên phân nhánh. Valine hỗ trợ tăng trưởng cơ bắp, phục hồi cơ bắp và tham gia vào quá trình sản xuất năng lượng cho cơ thể.
• Threonine: Là thành phần chính của các protein cấu trúc quan trọng như collagen và elastin trong da và mô liên kết. Threonine cũng có vai trò trong chuyển hóa chất béo và tham gia vào chức năng miễn dịch.
• Tryptophan: Axit amin thiết yếu này duy trì cân bằng nitơ cho cơ thể và là tiền chất của serotonin, một chất dẫn truyền thần kinh quan trọng điều chỉnh cảm giác thèm ăn, giấc ngủ và trạng thái tâm lý.
• Methionine: Đóng vai trò quan trọng trong chu trình chuyển hóa và giải độc cơ thể. Methionine cũng cần thiết cho sự phát triển mô, hấp thụ kẽm, selen và các khoáng chất thiết yếu cho sức khỏe.
• Leucine: Tương tự như valine, leucine cũng là một axit amin chuỗi nhánh, rất quan trọng trong quá trình tổng hợp protein và sửa chữa cơ bắp. Leucine cũng giúp điều chỉnh nồng độ đường trong máu, kích thích quá trình lành vết thương và sản xuất hormone tăng trưởng.
• Isoleucine: Là axit amin cuối cùng trong nhóm 3 axit amin chuỗi nhánh, isoleucine liên quan đến chuyển hóa cơ bắp và chủ yếu tập trung ở mô cơ. Nó cũng đóng vai trò quan trọng trong chức năng miễn dịch, sản xuất huyết sắc tố và điều tiết năng lượng.
• Lysine: Là axit amin thiết yếu chính trong quá trình tổng hợp protein, sản xuất hormone, enzyme và hấp thụ canxi. Lysine cũng tham gia vào quá trình tạo ra năng lượng, chức năng miễn dịch, sản xuất collagen và elastin.
• Histidine: Được sử dụng để sản xuất histamine, một chất dẫn truyền thần kinh quan trọng trong việc tạo ra phản ứng miễn dịch, chức năng tiêu hóa, hệ sinh dục và chu kỳ giấc ngủ. Histidine cũng là thành phần quan trọng để duy trì lớp vỏ myelin, một lớp bảo vệ bao quanh các tế bào thần kinh.

Amino acid bán thiết yếu

Đây là các amino acid mà cơ thể có thể tổng hợp đủ lượng cần thiết từ các chất tiền thân có sẵn trong trạng thái cơ thể khỏe mạnh. Tuy nhiên, khi cơ thể gặp căng thẳng hoặc trong trạng thái bệnh tật, quá trình tổng hợp các amino acid này bị hạn chế và chúng trở thành những amino acid thiết yếu. Ví dụ, mặc dù Arginine được coi là không thiết yếu, nhưng cơ thể không thể tổng hợp đủ lượng Arginine cần thiết và cần phải được cung cấp bổ sung để đáp ứng nhu cầu khi cơ thể đối mặt với các tình huống bệnh lý nhất định (như ung thư). Các loại amin acid bán thiết yếu hay thiết yếu theo điều kiện bao gồm:

• Arginin;
• Glycine;
• Proline;
• Tyrosine;
• Cysteine;
• Glutamine.

Amino acid không thiết yếu

Đây là các amino acid mà cơ thể có thể tổng hợp từ các chất trung gian chuyển hóa một cách không hạn chế. Do đó, chúng không cần phải được cung cấp từ chế độ ăn. Các amino acid không thiết yếu bao gồm:

• Alanine;
• Glutamate;
• Aspartate;
• Serine;
• Asparagine.

Một số loại axit amin này chỉ được coi là cần thiết trong những trường hợp cụ thể, ví dụ như trong quá trình điều trị bệnh hoặc giảm căng thẳng. Tuy rằng cơ thể có khả năng tổng hợp những axit amin này từ chính nguồn tài nguyên bên trong, nhưng quá trình tổng hợp chỉ đủ để đáp ứng nhu cầu tối thiểu của cơ thể.

Đó chính là lý do tại sao một số bệnh nhân cần phải bổ sung các loại axit amin không thiết yếu thông qua chế độ ăn uống để đáp ứng nhu cầu của cơ thể.

Tác dụng của Amino Acid

• Cải thiện giấc ngủ và tâm trạng: Tryptophan là một axit amin quan trọng để sản xuất serotonin, một chất dẫn truyền thần kinh trong cơ thể. Serotonin có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tâm trạng, giấc ngủ và hành vi. Khi nồng độ serotonin giảm, có thể gây ra tình trạng chán nản và rối loạn giấc ngủ. Tuy nhiên, việc bổ sung tryptophan có thể giúp giảm các triệu chứng của trầm cảm, cải thiện tâm trạng và hỗ trợ giấc ngủ tốt hơn.
• Tăng cường hiệu quả vận động: Bộ 3 axit amin thiết yếu chuỗi nhánh được sử dụng rộng rãi để giảm mệt mỏi, cải thiện hiệu suất tập luyện thể dục, giảm đau nhức và thúc đẩy phục hồi cơ bắp sau khi tham gia vào hoạt động thể thao với độ khó cao. Hơn nữa, việc sử dụng 4 gram leucine mỗi ngày trong 12 tuần đã được chứng minh giúp tăng sức mạnh cơ bắp ở những người không tập luyện. Điều này có nghĩa là axit amin thiết yếu cũng mang lại những lợi ích đáng kể trong việc tăng cường sức khỏe cơ bắp cho những người không phải là vận động viên.
• Bảo vệ nhóm cơ: Mất cơ là một tác dụng phụ phổ biến xảy ra ở những bệnh nhân đang điều trị hoặc phải nằm nghỉ ngơi trong thời gian dài tại giường, đặc biệt là ở những người cao tuổi. Các axit amin thiết yếu có vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn quá trình phân hủy cơ bắp và bảo vệ khối lượng cơ. Bổ sung axit amin đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc duy trì khối lượng cơ ở người cao tuổi và cả vận động viên.
• Hỗ trợ giảm cân: Bộ 3 axit amin thiết yếu chuỗi nhánh có khả năng kích thích giảm béo, giảm cân và giảm tỷ lệ mỡ trong cơ thể (so với sữa hoặc đồ uống thể thao theo nghiên cứu). Do đó, việc bổ sung hàng ngày các axit amin thiết yếu là vô cùng quan trọng, giúp cải thiện tâm trạng, tăng cường hiệu suất tập luyện thể dục, ngăn ngừa mất cơ và hỗ trợ quá trình giảm cân. Thiếu hụt axit amin có thể gây ra các tác dụng phụ và triệu chứng không tốt cho sức khỏe. Xây dựng một chế độ ăn uống giàu đạm và cung cấp đủ dinh dưỡng là điều quan trọng để ngăn ngừa thiếu hụt dinh dưỡng và đảm bảo cung cấp đầy đủ các axit amin thiết yếu cho nhu cầu của cơ thể.

Liều lượng khuyến cáo của Amino acid

Vì cơ thể không thể tự sản xuất được các amino acid (axit amin) thiết yếu, chúng cần được cung cấp thông qua chế độ ăn uống hàng ngày. May mắn là có nhiều loại thực phẩm giàu axit amin thiết yếu giúp bạn dễ dàng đáp ứng nhu cầu của cơ thể.

Dưới đây là mức khuyến nghị hàng ngày của Hoa Kỳ cho mỗi 2,2 pound (1 kg) trọng lượng cơ thể đối với 9 loại axit amin thiết yếu:

• Histidine: 14 mg;
• Isoleucine: 19 mg;
• Leucine: 42 mg;
• Lysine: 38 mg;
• Methionine (+ cysteine – axit amin không thiết yếu): 19 mg;
• Phenylalanine (+ tyrosine – axit amin không thiết yếu): 33 mg;
• Threonine: 20 mg;
• Tryptophan: 5 mg;
• Valine: 24 mg;

Có thể thấy rõ rằng amino acid – những phân tử quan trọng trong cấu trúc protein và chức năng cơ thể – đóng vai trò không thể thiếu trong sự phát triển, duy trì và cải thiện sức khỏe. Việc đảm bảo cung cấp đủ axit amin thiết yếu thông qua chế độ ăn uống là quan trọng để đáp ứng nhu cầu của cơ thể và ngăn ngừa các tác động tiêu cực đối với sức khỏe. Với kiến thức về vai trò của amino acid và sự hỗ trợ từ chuyên gia y tế, chúng ta có thể xây dựng một chế độ ăn giàu protein và đầy đủ axit amin thiết yếu, đồng thời đảm bảo sự phát triển và duy trì sức khỏe toàn diện.