Alanin

Alanin (L-alpha-alanine) là một axit amin không thiết yếu (cơ thể có thể tự tổng hợp được). Hoạt tính dược lý của nó chủ yếu xoay quanh quá trình chuyển hóa trung gian, quản lý năng lượng và điều hòa nitrogen trong cơ thể.

• Chu trình Glucose-Alanin (Chu trình Cahill): Đây là cơ chế hoạt động quan trọng nhất của alanin. Khi cơ vân hoạt động mạnh hoặc trong trạng thái đói, protein cơ bị phân giải, giải phóng các nhóm amino độc hại. Nhóm amino này được chuyển cho pyruvate (sản phẩm của quá trình đường phân) để tạo thành alanin. Alanin sau đó di chuyển vào máu, đi đến gan. Tại gan, alanin được chuyển vị amin ngược lại thành pyruvate, và pyruvate này được sử dụng để tổng hợp glucose mới (tân tạo glucose - gluconeogenesis). Khung carbon được chuyển thành đường, trong khi nhóm amino đi vào chu trình ure để đào thải.

• Chuyển hóa Nitrogen: Alanin hoạt động như một chất vận chuyển an toàn cho amoniac (nitrogen) từ các mô ngoại vi (đặc biệt là cơ) về gan.

• Điều hòa đường huyết: Bằng cách cung cấp nguyên liệu trực tiếp (pyruvate) cho quá trình tân tạo glucose tại gan, alanin đóng vai trò then chốt trong việc duy trì nồng độ glucose máu trong các thời kỳ nhịn đói hoặc căng thẳng sinh lý.

• Chức năng miễn dịch và thần kinh: Alanin tham gia vào quá trình sinh tổng hợp tế bào lympho, hỗ trợ đáp ứng miễn dịch. Nó cũng đóng vai trò là chất dẫn truyền thần kinh ức chế tại một số thụ thể trong não, mặc dù yếu hơn so với Glycin hoặc GABA.

• Hấp thu (Absorption): Sau khi được đưa vào cơ thể qua đường tiêu hóa (từ thức ăn hoặc dược phẩm bổ sung), alanin được hấp thu tích cực và nhanh chóng tại niêm mạc ruột non. Quá trình này phụ thuộc vào các protein mang đồng vận chuyển với ion Natri (Sodium-dependent amino acid transporters).

• Phân bố (Distribution): Alanin phân bố rộng rãi vào hầu hết các mô trong cơ thể thông qua hệ tuần hoàn. Nồng độ alanin đặc biệt cao trong huyết tương tự do và trong các mô cơ vân (chiếm tỷ lệ lớn trong nhóm axit amin tự do tại cơ). Thể tích phân bố thay đổi tùy thuộc vào tình trạng trao đổi chất của cơ thể.

• Chuyển hóa (Metabolism): * Cơ quan chuyển hóa chính là gan.

  • Phản ứng sinh hóa cốt lõi là quá trình chuyển vị amin (transamination), được xúc tác bởi enzyme Alanine aminotransferase (ALT). Enzyme này chuyển nhóm amino từ alanin sang $\alpha$-ketoglutarate, tạo thành pyruvate và glutamate.

  • Alanin không trải qua quá trình chuyển hóa qua gan lần đầu (first-pass metabolism) theo nghĩa phá hủy dược lý thông thường, mà sự chuyển hóa của nó chính là quá trình tích hợp vào các con đường trao đổi chất tự nhiên của cơ thể.

• Thải trừ (Excretion): Thời gian bán thải (t1/2) của alanin trong huyết tương rất ngắn do tốc độ luân chuyển và tái sử dụng (turnover rate) cao. Gần như toàn bộ alanin được cơ thể giữ lại để tổng hợp protein, hoặc phân giải hoàn toàn thành năng lượng, nước và carbon dioxide. Một lượng cực nhỏ có thể được bài tiết qua nước tiểu nếu nồng độ trong máu vượt quá ngưỡng tái hấp thu của ống lượn gần tại thận.