ARGİNİN

Arginin, vücudumuzda proteinlerin yapısında bulunan ve vücut tarafından üretilen bir aminoasittir. Hızlı büyüme dönemi gibi gereksinimin arttığı çocukluk ve gençlik çağlarında, travma ve enfeksiyon gibi vücut dengesinin bozulduğu ya da gıdalarla yeterli miktar alımın sağlanamadığı durumlarda “dışarıdan alınması gerekli” bir aminoasit olarak kabul edilir. L ve D şeklinde iki formu bulunur, aktif olanı L formudur. Argininin yaklaşık %80'i beslenmeyle dışarıdan alınır, bu miktar günde yaklaşık olarak 3,5-5 gr kadardır. Argininin geri kalan kısmı böbreklerdeki üretim sonucu sitrulin ve glutamattan karşılanır.

Argininin metabolizması

Gıdalarla alınan proteinler, önce amino asit denilen küçük moleküllere ayrılır, sonra karaciğerde amonyağa ve ürik aside dönüştürülerek vücuttan atılırlar. İşte vücuttaki bu sürecin devam edebilmesi için arginine ihtiyaç vardır. İnce barsaklardan emilen Argininin bir kısmı protein sentezinde kullanılır. Kalan kısmı ise portal dolaşıma geçerek karaciğerde dönüşüme uğrar. Bu dönüşüm, argininin %70’inin uç dokulara ulaşmadan kaybolmasına neden olur. Arginin ağızdan alındıktan 1-2 saat sonra kanda en yüksek düzeye ulaşır. Arginin daha sonra ornitin ve üreye yıkılır.

Argininin metabolizma üzerine en önemli üç etkisi; vücutta bir aracı kimyasal madde olan Nitrik Oksit’i (NO) artırması, kreatini oluşturması ve büyüme hormonu (GH) salgılanmasındaki rolüdür. Bunun dışında protein, üre, glukoz ve ornitin yapımında yer alır.

Argininin en önemli metaboliti, Nitrik Oksit oluşumu

Argininin dokulardaki en önemli metabolik yoludur. Çoğu etkisini Nitrik oksit (NO) üzerinden gösterir. NO yarı ömrü 3-5 saniye olan bir gaz olup, vücutta pek çok önemli işlevde haberci olarak yer alır. NO, dokularda oluşan vücut için zararlı “serbest radikalleri” ortamdan uzaklaştır. Ancak kontrolsüz NO yapımı hücreler için zararlı olabilir.

Nitrik Oksit (NO)’in etkileri

ØDamarların gevşemesini sağlar, kötü huylu yağları ve damar sertliğini azaltır, kanın pıhtılaşmasını düzenler, pulmoner kan basıncının düşürür, kalbin oksijen kapasitesinin artırır.

ØBüyüme hormonu ve insülin salınımını artırır.

ØBağışıklık hücrelerini uyarır ve fonksiyonlarını düzenler.

ØHücrelerden serbest radikalleri uzaklaştırır, antioksidan ve detoks etki gösterir.

ØErkeklerde sperm oluşumunu artırır ve cinsel dokulara kan akışını sağlar. Kadınlarda yumurta sayısını artırır.

ØKanseri hücrelerin yok edilmesine destek olur ve anti-tümöral etki gösterir.

NO oluşumunu artıran arginin bu özelliklerinden, kalp ve damar sistemi başta olmak üzere bağışıklık, ürogenital, endokrin, kas ve iskelet sistemi hastalıklarının tedavisi ve korunmasında faydalanılabilir.

Argininin biyolojik kullanım alanları

ØKalbin oksijenlenmesinin artırılmasında, sistemik ve pulmoner hipertansiyonun düşürülmesinde, damar sertliklerinin ve kalp krizinin önlenmesinde,

ØVücut çalışmaları yapanlar için egzersiz performansın ve kapasitesinin artırılmasında, ayrıca yorgunluk ve kas ağrılarını azaltmak maksadıyla,

ØBüyüme hormonu (GH) ve insülinin salınımının artırılmasında,

Øİmmün sistem hücrelerinin uyarılması ve bağışıklık fonksiyonlarının artırılmasında, çocukları tekrarlayan hava yolu enfeksiyonlarına karşı korumak maksadıyla,

ØAntioksidan ve detoks etkisi sayesinde vücudu temizlenmesi ve hücrelerin ömrünün uzatılmasında,

ØAnti-tümöral ve sitotoksik etkisi sayesinde, kanserli hücrelerin yok edilmesinde,

ØSperm oluşumu ve hareketliliği ile damarlarda kan akışını sağlayarak erkek cinsel fonksiyonlarının düzeltilmesinde, kadınlarda yumurta sayısını çoğaltarak ve hamilelik oranının artırılmasında,

ØAyrıca, damar fonksiyonlarını artırarak Orak hücreli anemide, üre siklüs bozukluklarında, ağrı oluşumunun önlenmesinde, diyabette, pre-eklampside, çocuklarda Nekrotizan enterokolit (NEC) tedavisinde faydaları olduğu gösterilmiştir.

Argininin Büyüme Hormonu (GH) üzerine etkileri

Arginin, vücutta hem büyüme hormonunu (GH), hem de insülin, prolaktin ve glukogon hormonlarının salınımını artırmaktadır. Arginin, büyüme hormonunun tanınmış bir salgılatıcısıdır. Arginin bu etkisini; büyüme hormonu üzerine engelleyici bir etkisi olan “somatostatin” hormonunu baskılayarak gerçekleştirmektedir. Ayrıca NO ve bunların sinyal yardımcıları Guanil Siklaz ve cGMP'nin de büyüme hormonu salgılanmasında önemli bir yol oynadığına dair kanıtlar vardır. Argininin büyüme hormonu üzerine etkisini araştıran bazı çalışmalarda, oral yoldan 5-9 gr arginin alınmasından sonra önemli bir büyüme hormonu salınımı olduğu görülmüştür. Ancak daha yüksek dozlar, çoğu denekte mide ve barsak rahatsızlıklarına neden olmuştur. Büyüme hormonundaki artış, arginin alındıktan 30 dakika sonra başlamış ve 1 saat sonra zirveye ulaşmıştır. Egzersiz de, büyüme hormonu salınımı için güçlü bir uyarıcıdır. Düzenli egzersiz 24 saat büyüme hormonu salgılanma oranlarını arttırır. Egzersiz sırasında oluşan yorgunluk, büyüme hormonu salınımının önemli bir belirleyicisidir. Akut egzersiz ve arginin ayrı ayrı plasma büyüme hormonu konsantrasyonlarını yükseltse de, bunların birleşik etkileri tartışmalıdır.

SİTRULİN

Sitrulin, proteinlerin yapısında bulunmayan ancak üre döngüsü ve NO oluşumunun kimyasal ürünü olan bir aminoasittir. L ve D formlarından, aktif olanı L formudur. Önemli bir arginin kaynağıdır. Sitrulinin aktif şekli arginindir. Bu nedenle argininin tüm etkilerine sahiptir. Oral sitrulin, vücutta sistemik dolaşıma arginin vermek ya da belirli klinik durumlarda bir protein yapıcı ajan olarak kullanılır. Çünkü sitrulinin, proteinlerin bir bileşeni olmamasına rağmen, iskelet kasında protein yapımını uyardığı var sayılmaktadır.

Sitrulinin metabolizması

Glutamin, plazma sitrulininin %80'inin öncüsüdür. Glutamin’in %13'ü barsaklarda sitruline döner. Glutaminden ince barsakta oluşan sitrulin, karaciğere uğramadan sistemik dolaşıma geçer ve tamamına yakın bir kısmı böbrekler tarafından alınarak, burada arginine çevrilir. Bu sitrulin metabolizmasının en önemli kısmıdır, çünkü karaciğere yakalanmadan ve değişmeden sistemik dolaşıma geçen sitrulinin tamamına yakını kullanılmış olur. Oluşan arginin, plazma arginin düzeyine katkıda bulunur. Protein alımının düşük olduğu durumlarda sitrulinin, protein yapımında önemli bir rol oynayabileceği belirtilmektedir. Yapılan çalışmalarda, sitrulin uygulanması glukoz, insülin, c-peptid ve insüline benzer büyüme hormonu (IGF-1) seviyeleri üzerine direkt bir etki oluşturmaksızın, kanda arginin ve ornitinin plazma konsantrasyonlarını yükseltmiştir. Ayrıca sitrulin alımının, NO baskılayıcısı plasma Asimetrik dimetil arginin (ADMA) seviyelerinde önemli bir düşüşe neden olduğu görülmektedir. Yazarlara göre “sitrulinin, kritik hastalarda bile güvenle kullanılabilen, protein üretimini bir artıran madde” olduğundan bahsedilmektedir.

ARGİNİN TAKVİYESİ Mİ SİTRULİN Mİ TAKVİYESİ Mİ?

Arginin’in önemli bir kısmı karaciğerde elimine olarak dokulara ulaşmadan kaybolurken, Sitrulin’in karaciğerden kaçarak direkt portal dolaşıma karışması, sitrulinin barsaklardan daha iyi emilmesi ve kolay bir şekilde arginine dönmesi ve bunların sonucunda uzun bir dolaşım süresine sahip olması, sitrulin’in biyoyararlılığının arginine göre oldukça yüksek bulunmasına neden olmuştur.

Yazarlara göre, “Bir arginojenik destek olarak sitrulin, sistemik yıkıma tabi olmadığından, argininin hücre içi seviyesini tek başına yükseltmek için daha etkili bir yol olarak gözükmektedir. Sitrulin takviyesinden sonra, NO üretiminde daha fazla artış olmasının nedeni budur.” Araştırmalara göre sitrulin takviyesi, protein sentezinde ve plasma arginin konsantrasyonunda, tek başına arginin takviyesinden daha fazla bir artış ile sonuçlanmıştır. Üstelik sitrulin takviyesi, vücuttaki hormonları uyarmadan bu etkisini göstermektedir. Sitrulin son zamanlarda etkili bir alternatif NO kaynağı olarak kabul edilir ve bu madde hücre içi NO ve arginin seviyelerini artırmak için bir besin takviyesi olarak kullanılabilir. Ayrıca; sitrulinin, kontrolsüz NO üretimini önlemiş olması da ayrı bir avantajdır. Bu iki maddenin arasındaki diğer bir fark ise yan etki performanslarında yatmaktadır. Büyüme hormonu üzerine etki etmesi için yapılan “Oral yüksek doz arginin takviyesi” doz artışına parelel olarak ortaya çıkan mide ve barsak sorunları oluşturması nedeni ile sınırlı kullanılırken, sitrulin takviyesi arginine göre çok daha düşük bir mide ve barsak hassasiyetine sahiptir.

Bazı çalışmalarda, arginin ve sitrulinin birlikte verilmesi, plasma arginin seviyelerinde daha hızlı bir artışa ve plasma cGMP konsantrasyonları da dahil, NO biyoyararlanımının tekli amino asitlere göre daha belirgin bir şekilde yükselmesine neden olmuştur. Yapılan başka bir çalışmada ise; oral 1 gr arginin artı 1 gr sitrulin takviyesi, plasma arginin düzeylerini 2 gr arginin veya sitrulinden daha verimli bir şekilde artırmıştır.

SONUÇ

Sonuç olarak, sitrulinin argininden farklı olarak karaciğerde tutulmadan, doğrudan sistemik dolaşıma geçebilmesi nedeniyle tamamının kullanılabilmesi, gastrointestinal yan etkilerinin argininden daha az olması ve kontrolsüz NO üretimine sebep olmaması nedeniyle sitrulinin, vücutta argininin etkilerini artırmak için tek başına veya argininle birlikte kullanılabileceği kanaatine varılabilir.

Kaynaklar:

1. Citrulline in health and disease. Review on human studies. October 2017 Clinical Nutrition 37(6 Pt A) DOI: 10.1016/j.clnu.2017.10.009, Cinzia Papadia Homerton University Hospital NHS Foundation Trust, Luc Cynober Paris Descartes, CPSC, Alastair Forbes University of East Anglia

2. Citrulline increases arginine pools and restores nitrogen balance after massive intestinal resection, S Osowska, C Moinard, N Neveux, C Loï, L Cynober, PMID: 15542514 PMCID: PMC1774314 DOI: 10.1136/gut.2004.042317

3. Arginine and Citrulline Supplementation in Sports and Exercise: Ergogenic Nutrients? Antoni Sureda University of the Balearic Islands, Antoni Pons University of the Balearic Islands, anuary 2013DOI: 10.1159/000341937

4.l‐Citrulline Supplementation‐Increased Skeletal Muscle PGC‐1α Expression Is Associated with Exercise Performance and Increased Skeletal Muscle Weight, Myra O. Villareal, Toshiya Matsukawa, and Hiroko Isoda, PMCID: PMC6099278, PMID: 29797700

5. The physiology of growth hormone and sport, W Matthew Widdowson , Marie-Louise Healy, Peter H Sönksen, James Gibney, PMID: 19505835 DOI: 10.1016/j.ghir.2009.04.023

6. Citrulline stimulates muscle protein synthesis in the post-absorptive state in healthy people fed a low-protein diet - A pilot study, Marion Jourdan , K Sreekumaran Nair , Rickey E Carter , Jill Schimke , G Charles Ford , Julie Marc , Christian Aussel , Luc Cynober, PMID: 24972455 PMCID: PMC4309748 DOI: 10.1016/j.clnu.2014.04.019

7.Arginine induces GH gene expression by activating NOS/NO signaling in rat isolated hemi-pituitaries, S.C.F. Olinto, M.G. Adrião, T. Castro-Barbosa, F. Goulart-Silva, and M.T. Nunes3, PMCID: PMC3854151, PMID: 22641416

8. Use of amino acids as growth hormone-releasing agents by athletes, Joseph A Chromiak , Jose Antonio, PMID: 12093449 DOI: 10.1016/s0899-9007(02)00807-9

9. Growth hormone responses to varying doses of oral arginine, Scott R Collier , Darren P Casey, Jill A Kanaley, PMID: 15809017 DOI: 10.1016/j.ghir.2004.12.004

10. Oral arginine attenuates the growth hormone response to resistance exercise, Scott Collier Appalachian State University, September 2006Journal of Applied Physiology 101(3):848-52 DOI: 10.1152/japplphysiol.00285.2006

11. Oral L-arginine before resistance exercise blunts growth hormone in strength trained males, Scott C Forbes, Vicki Harber, Gordon J Bell, PMID: 24225560 DOI: 10.1123/ijsnem.2013-0106

12. Growth hormone, arginine and exercise, Jill A Kanaley, PMID: 18090659 DOI: 10.1097/MCO.0b013e3282f2b0ad

13. Pharmacokinetics of arginine and related amino acids, Luc Cynober, PMID: 17513441 DOI: 10.1093/jn/137.6.1646S

14. Differential contribution of nitric oxide and cGMP to the stimulatory effects of growth hormone-releasing hormone and low-concentration somatostatin on growth hormone release from somatotrophs, R M Luque , F Rodríguez-Pacheco, M Tena-Sempere, F Gracia-Navarro, M M Malagón, J P Castaño, PMID: 16101896 DOI: 10.1111/j.1365-2826.2005.01345.x

15. Effects of Oral L-Citrulline Supplementation on Lipoprotein Oxidation and Endothelial Dysfunction in Humans with Vasospastic Angina, Masahiko Morita, Masami Sakurada, Fumiko Watanabe, Tetsuo Yamasaki, Hiroshi Doi, Hirotaka Ezaki, Koji Morishita, and Takayuki Miyakex, PMCID: PMC4435567, PMID: 26005507

16. Administration of L-arginine plus L-citrulline or L-citrulline alone successfully retarded endothelial senescence, Tomoe Tsuboi, Investigation, Writing – original draft, Morihiko Maeda, Data curation, Investigation, Toshio Hayashi, Project administration, PMCID: PMC5802914 PMID: 29415069

17. Oral supplementation with a combination of l-citrulline and l-arginine rapidly increases plasma l-arginine concentration and enhances NO bioavailability, Masahiko Morita, Toshio Hayashi, Masayuki Ochiai, Morihiko Maeda, Tomoe Yamaguchi, Koichiro Ina, MasafumiKuzuya, https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2014.10.021

18. The effects on plasma L-arginine levels of combined oral L-citrulline and L-arginine supplementation in healthy males, Takashi Suzuki,Masahiko Morita,Toshio Hayashi &Ayako Kamimura, https://doi.org/10.1080/09168451.2016.1230007

19. Therapeutic Potential of Citrulline as an Arginine Supplement: A Clinical Pharmacology Review, Jahidur Rashid , Shaun S Kumar , Kathleen M Job , Xiaoxi Liu , Candice D Fike , Catherine M T Sherwin, PMID: 32140997 PMCID: PMC7274894 (available on 2021-06-01)

20. Citrulline: From metabolism to therapeutic use, enda Bahri, Zerrouk Naima Paris Descartes, CPSC, Christian Aussel Assistance Publique – Hôpitaux de Paris, Christophe Moinard Grenoble Alpes University, OI: 10.1016/j.nut.2012.07.002

21. 2009 ESPEN Sir David Cuthbertson. Citrulline: is the defeat a main signaling molecule or is it just another player from the pharmaco-nutrition game? Luc Cynobr, Christopne Moinard, Jean-Pascal De Bandt, PMID: 20719411, DOI: 10.1016/ j.clnu. 2010.07.006

22.The Ergogenic Potential of Arginine, Bill Campbell, University of South Florida, Paul M La Bounty, Michael D Roberts, Auburn University, OI: 10.1186/1550-2783-1-2-35

23. Supplemental Citrulline Is More Efficient Than Arginine in Increasing Systemic Arginine Availability in Mice, Umang Agarwal, Inka C Didelija, Yang Yuan, Xiaoying Wang and Juan C Marini, PMCID: PMC5368575, PMID: 28179487

24. Argininin Tıpsal Biyokimyadaki Önemi, Nejla Barış, Nevbahar Turgan, Biltan Ersöz, Türk klinik biyokimya dergisi, Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi, Biyokimya Anabilim Dalı, İzmir, 2004, Cilt 2, Sayı 2, Sayfa(lar) 083-090

25. Arginine and ornithine supplementation increases growth hormone and insulin-like growth factor-1 serum levels after heavy-resistance exercise in strength-trained athletes, Adam Zajac, Stanisław Poprzecki, Aleksandra Zebrowska, Małgorzata Chalimoniuk, Jozef Langfort, PMID: 20300016 DOI: 10.1519/JSC.0b013e3181d321ff

26. A growth stimulus is needed for IGF-1 to induce skeletal muscle hypertrophy in vivo, Thea Shavlakadze, Jinfen Chai, Kirsten Maley, Greg Cozens, Griffin Grounds, Nadine Winn, Nadia Rosenthal, Miranda D. Grounds, Journal of Cell Science 2010 123: 960-971; doi: 10.1242/jcs.061119