L-Leucine - Natura Foundation

L-Leucine
Orthomoleculaire therapie
BESCHRIJVING
Leucine is een essentieel kortketenig aminozuur met een belangrijke rol in de synthese van spiereiwitten. Skeletspierweefsel dat een
aanzienlijk percentage uitmaakt van het totale lichaamsgewicht, speelt een sleutelpositie in het handhaven van de algemene gezondheid.
Naarmate men ouder wordt, ontstaat er een geleidelijk maar voortschrijdend verlies in spiermassa (sarcopenie). Een factor in de etiologie
van sarcopenie, is mogelijk een gebrekkige proteïnesyntheserespons na voedselinname. Naast directe fysieke beperkingen, zoals onder
meer verminderde mobiliteit en hoger risico op fracturen, ontstaat er door het verlies aan spiermassa, ook een hogere kans op het
ontwikkelen van chronische metabole aandoeningen, zoals diabetes type II. Diverse in vitro en in vivo studies tonen onder andere
belangrijke effecten aan van leucine in de proteïnestofwisseling. Een optimale intake van dit aminozuur is mogelijk een belangrijke
component in het tegengaan van sarcopenie en in de preventie van aan sarcopenie gerelateerde aandoeningen.
WERKING
Samen met valine en isoleucine vormt leucine de groep Branched Chain Amino Acids, vertakte-keten-aminozuren (BCAA). Ten opzichte
van andere aminozuren nemen zij een unieke positie in omdat zij grotendeels de lever passeren en metabolisatie voornamelijk plaatsvindt
in de skeletspieren en het vetweefsel, waardoor er bij toediening snel een stijging van de plasmaconcentraties kan ontstaan. Deze
essentiële BCAA’s staan bekend om hun anabole en antikatabole werking op de spierstofwisseling. De anabole werking wordt verklaard
doordat de proteïnesynthese wordt verhoogd en de proteolyse wordt geremd. Er zijn echter steeds meer wetenschappelijke studies die
aantonen dat leucine met betrekking tot het proteïnemetabolisme superieur lijkt te zijn ten opzichte van valine en isoleucine. Postprandiaal
vindt er een significant hogere proteïnesynthese plaats in skeletspierweefsel na inname van leucine ten opzichte van de andere twee
BCAA’s. Hoewel er nog onduidelijkheden zijn over het onderliggende werkingsmechanisme van de door leucine geïnduceerde
proteïnesynthese, lijkt een deel ervan verklaard te worden door de activatie van het eiwit mTOR (mammalian target of rapamycin),
waardoor via verschillende tussenstappen, de initiatie van de mRNA translatie wordt gestimuleerd. Leucine speelt naast een rol in de
proteïnesynthese, onder andere via hetzelfde mTOR circuit, ook een belangrijke rol in de insulinestofwisseling. Het versterkt de afgifte
van insuline door de bètacellen in de pancreas. Door de sterk secretagoge werking van leucine is dit aminozuur van potentiële waarde
voor aandoeningen waarbij sprake is van een verminderde insuline-secretie-capaciteit.
INDICATIES
Diabetes type II
Deze aandoening wordt gekenmerkt door progressieve degeneratie van de insulineproducerende bètacellen van de pancreas. Er is een
causaal verband tussen hyperglycemie en het ontstaan van diabetescomplicaties, waarbij specifiek postprandiale glucosepieken als een
onafhankelijke risicofactor worden gezien voor de ontwikkeling van cardiovasculaire aandoeningen. Een nutritionele aanpak met leucine
kan de aan de maaltijd gerelateerde endogene afgifte van insuline vergroten en daarmee postprandiale hyperglycemie verminderen.
Leucinesuppletie zou mogelijk een nieuwe handelwijze in de behandeling van diabetes type II kunnen representeren. De reguliere
benadering is namelijk gericht op het verlagen van de bloedglucose, terwijl het werkingsmechanisme van leucine gericht is op stimulatie
van pancreatische bètacellen. Ook de stimulerende rol van leucine in de proteïnesynthese is van belang in de bloedsuikerregulatie, gezien
het verlies van spierweefsel voor 80% verantwoordelijk is voor de glucoseopname vanuit het bloed. Hoewel meer lange-termijnonderzoek
is gewenst, lijkt leucine een veelbelovende bijdrage te kunnen leveren in het fysiologisch handhaven van de glucose homeostase.
Sarcopenie
Naar mate men ouder wordt, vooral na het 50e levensjaar, verliest men geleidelijk aan spiermassa en spierfunctie. Vermoed wordt dat een
verminderde respons van de spieren op anabole stimuli (voeding en beweging) een onderliggend mechanisme is dat bijdraagt aan de
pathosfysiologie van sarcopenie. Diverse studies bij ouderen, waaronder RCT’s, bevestigen dat aanvulling van leucine aan de voeding (als
vrij aminozuur of als onderdeel van voedingseiwitten), zowel via insulineonafhankelijke en insulineafhankelijke mechanismen, de
postprandiale spiereiwitsynthese verhoogt. Van de BCAA’s lijkt hiervoor alleen leucine direct verantwoordelijk voor de verbeterde acute
anabole respons. In de therapeutische aanpak van sarcopenie, kan aanvulling van de dagelijkse eiwitinname met leucine, bij voorkeur in
combinatie met fysieke inspanning, een belangrijk nutritioneel signaal zijn. Zeker wanneer er sprake is van diabetes type II, omdat er
onder die fysieke omstandigheden een snellere progressie van spiermassaverlies plaatsvindt. In hoeverre op termijn de spieropbouw door
een verbeterde spiereiwitsynthese respons daadwerkelijk verbetert moet nog verder worden onderzocht.
Fysieke inspanning en sport
Het gebruik van eiwitten en aminozuren wordt binnen de sportwereld al sinds langere tijd toegepast. Bij kracht- en duursporten kan
leucine worden ingezet voor een prestatieverbeterend effect en een betere recovery. Inname vlak voor of na de sportprestatie van het vrije
aminozuur of als onderdeel van (wei)eiwitten bevordert de spiersynthese en remt de spierafbraak. Bovendien wordt de post-exertionele
beschadiging aan de musculatuur verminderd. Recente in vivo studies bevestigen een verbeterend effect op de verlate spierpijn, DOMS
(Delayed Onset Muscle Soreness), veelvoorkomend na intensieve spierinspanning of atletische prestaties. In het bijzonder bij duursporters
is het evident dat zij voldoende eiwitten/aminozuren binnenkrijgen omdat tot wel 15% van de totale verbruikte energie uit de afbraak van
lichaamseiwitten afkomstig kan zijn. In tegenstelling tot wat eerder gedacht werd worden de anabole en antikatabole effecten op de
spierstofwisseling niet bereikt door een combinatie van de BCAA’s, maar ligt de evidentie van het effect geheel bij leucine.
Immuunfuncties
BCAA’s waaronder leucine zijn van noodzakelijke waarde voor het handhaven van een goede immuunfunctie. Tekorten aan BCAA’s
remmen verschillende aspecten van het immuunsysteem, waaronder de activiteit van Natural Killercellen en de proliferatie van
lymfocyten. Vooral lymfocyten gebruiken veel BCAA’s. Daarnaast zijn BCAA’s bouwstoffen van de flexibele kant van de
immunoglobulinen; substanties die het humorale deel van het immuunsysteem vormen. Over hoe BCAA’s inwerken op de immuunfunctie
is echter nog veel onduidelijk. Het meest waarschijnlijk is dat de belangrijkste rol van BCAA’s voor het immuunsysteem ligt in de
synthese van proteïnen (antigenpresenterende eiwitten, immunoglobulinen, cytokinen, receptoren, acute-fase-eiwitten etc. Ook kan een
deel van de werking worden verklaard door een sparend effect op L-glutamine.
CONTRA-INDICATIES
Er zijn geen contra-indicaties bekend.
BIJWERKINGEN
Leucine wordt via verrijkte voedingsmiddelen en supplementen goed getolereerd, zelfs in doseringen die de aanbevolen dagelijkse
hoeveelheid (ADH) ruim overschrijden.
INTERACTIES
Er zijn geen interacties bekend.
DOSERING
De geschatte ADH via verrijkte voedingsmiddelen en supplementen is 3-5g/dag tot een maximum van 8g/dag.
Dosering bij sport: Tijdens extreem zware trainingen, wedstrijden of in de spieropbouwfase, kan afhankelijk van de intensiteit van de
inspanning, ieder half uur een dosis van 3-5 gram worden ingenomen.
REFERENTIES
1. Blomstrand E, Eliasson E, Karlsson HK, Köhnke R. Branched-chain amino acids activate key enzymes in protein synthesis after
physical exercise. J Nutr. 2006 Jan;136(1 Suppl):269S-73S
2. Calder PC. Branched-chain amino acids and immunity. J Nutr. 2006 Jan;136(1 Suppl):288S-93S
3. Cermak NM, Res PT, de Groot LC, Saris WH, van Loon LJ. Protein supplementation augments the adaptive response of skeletal
muscle to resistance-type exercise training: a meta-analysis. Am J Clin Nutr. 2012 Dec;96(6):1454-64
4. De Bandt JP, Cynober L. Therapeutic Use of Branched-Chain Amino Acids in Burn, Trauma, and Sepsis. J Nutr. 2006 Jan;136(1
Suppl):308S-13S
5. Devries MC, Phillips SM. Supplemental protein in support of muscle mass and health: advantage whey. J Food Sci. 2015 Mar;80
Suppl 1:A8-A15
6. Gezondheidsraad. Commissie Toevoeging van aminozuren aan voedingsmiddelen. Veiligheid van aminozuursuppletie. Den Haag:
Gezondheidsraad, 1999; publicatienr 1999/06.
7. Kato H, Suzuki H, Mimura M, Inoue Y, Sugita M, Suzuki K et al. Leucine-enriched essential amino acids attenuate muscle
soreness and improve muscle protein synthesis after eccentric contractions in rats. Amino Acids. 2015 Mar 14
8. Katsanos CS, Kobayashi H, Sheffield-Moore M, Aarsland A, Wolfe RR. A high proportion of leucine is required for optimal
stimulation of the rate of muscle protein synthesis by essential amino acids in the elderly. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2006
Aug;291(2):381-7
9. Leenders M, van Loon LJC. Leucine as a pharmaconutrient to prevent and treat sarcopenia and type 2 diabetes. Nutr Rev. 2011
Nov;69(11):675-89
10. Leenders M, Verdijk LB, van der Hoeven L, van Kranenburg J, Hartgens F, Wodzig WKWH et al. Prolonged Leucine
Supplementation Does Not Augment Muscle Mass or Affect Glycemic Control in Elderly Type 2 Diabetic Men. J Nutr. 2011
Jun;141(6):1070-6
11. Loon LJC van. Leucine as a pharmaconutrient in health and disease. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2012;15:71-77
12. Luiking YC, Deutz NEP, Memelink RG, Verlaan S, Wolfe RR. Postprandial muscle protein synthesis is higher after a high whey
protein, leucine-enriched supplement than after a dairy-like product in healthy older people: a randomized controlled trial. J Nutr
. 2014 Jan;22;13:9
13. Negro M, Giardina S, Marzani B, Marzatico F. Branched-chain amino acid supplementation does not enhance athletic
performance but affects muscle recovery and the immune system. J Sports Med Phys Fitness. 2008 Sep;48(3):347-51
14. Yang J, Chi Y, Burkhardt BR, Guan Y, Wolf BA. Leucine metabolism in regulation of insulin secretion from pancreatic beta cells.
Nutr Rev. 2010 May;68(5):270-279