Цитруллин: свойства и применение¶

Цитруллин — органическое соединение, α-аминокислота, не входящая в состав белков человека (непротеиногенная аминокислота). Химическая формула — C₆H₁₃N₃O₃, молекулярная масса — 175,19 г/моль. В организме человека и животных цитруллин образуется в цикле мочевины (орнитиновом цикле) и играет ключевую роль в выведении аммиака. В спортивной медицине и нутрициологии вещество известно как предшественник оксида азота и компонент добавок, влияющих на выносливость и мышечное восстановление.

¶История открытия

Цитруллин был впервые выделен в 1930 году японскими биохимиками из сока арбуза — отсюда и название (от лат. Citrullus — род растений семейства тыквенных, к которому относится арбуз). Позднее соединение обнаружили в тканях животных и в продуктах белкового обмена. В 1932 году немецкие исследователи Ханс Кребс и Курт Хензеляйт описали орнитиновый цикл, в котором цитруллин выступает промежуточным метаболитом. За работы по изучению цикла мочевины Ханс Кребс в 1953 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

¶Химические свойства

Цитруллин относится к группе аминокислот с двумя аминогруппами и одной карбоксильной группой. Он существует в двух энантиомерных формах — L-цитруллин и D-цитруллин; биологически активной является L-форма. Вещество хорошо растворимо в воде, имеет сладковатый вкус и относительно термостабильно. В отличие от большинства аминокислот, цитруллин не включается в состав белков при трансляции, поскольку для него не существует собственной тРНК.

¶Роль в организме

Основная физиологическая функция цитруллина связана с циклом мочевины, протекающим в печени. В ходе этого процесса токсичный аммиак, образующийся при распаде аминокислот, превращается в мочевину, которая затем выводится почками. Цитруллин образуется из орнитина и карбамоилфосфата под действием фермента орнитинкарбамоилтрансферазы, а затем реагирует с аспартатом, давая аргининосукцинат, который распадается на аргинин и фумарат.

Помимо печени, цитруллин синтезируется в эндотелии сосудов и в клетках кишечника из аргинина под действием ферментов семейства NO-синтаз. Побочным продуктом этой реакции является оксид азота (NO) — сигнальная молекула, расширяющая сосуды и регулирующая кровоток.

¶Цитруллин в продуктах питания

Наибольшие концентрации цитруллина обнаружены в арбузе: в мякоти содержится порядка 200–250 мг на 100 г продукта, причём больше всего вещества в корке и прилегающей к ней белой части. Другие источники:

• дыня — около 100–150 мг на 100 г;
• тыква и огурцы — 20–50 мг на 100 г;
• соя, арахис, миндаль — от 10 до 30 мг на 100 г;
• чеснок, лук, бобовые — в меньших количествах.

В среднем рацион взрослого человека обеспечивает поступление 1–2 г цитруллина в сутки, однако точные нормы потребления не установлены.

¶Применение в спорте

В спортивном питании цитруллин используется в двух основных формах: L-цитруллин и цитруллина малат (соль цитруллина и яблочной кислоты). Считается, что добавки повышают уровень аргинина в плазме крови эффективнее, чем сам аргинин, поскольку цитруллин не разрушается в печени и кишечнике в той же степени. Повышенный уровень аргинина, в свою очередь, способствует синтезу оксида азота, что может улучшать кровоснабжение мышц.

Исследования показывают неоднозначные результаты. Часть работ фиксирует снижение мышечной боли и ускорение восстановления после нагрузок при приёме 6–8 г цитруллина малата в сутки, другие не выявляют значимого влияния на силу или выносливость. Типичные дозировки в добавках — от 3 до 6 г L-цитруллина за 40–60 минут до тренировки. Побочные эффекты при соблюдении дозировок редки; возможны лёгкие расстройства желудка.

¶Клиническое и диагностическое значение

В медицине цитруллин используется как биомаркер. Повышенный уровень цитруллина в крови наблюдается при наследственных нарушениях цикла мочевины, в частности при дефиците орнитинкарбамоилтрансферазы. Определение концентрации вещества в плазме применяется для диагностики этих редких заболеваний обмена веществ.

Отдельное направление — тест на цитруллин для оценки функции кишечника. При целиакии, болезни Крона и других энтеропатиях энтероциты синтезируют меньше цитруллина, поэтому его пониженный уровень в крови рассматривается как маркер повреждения слизистой тонкой кишки.

Также цитруллин входит в состав некоторых косметических средств — главным образом увлажняющих и восстанавливающих кремов, где выполняет роль компонента, поддерживающего водный баланс кожи.

¶Синтез и производство

Промышленно цитруллин получают двумя способами: микробиологическим ферментированием (с использованием штаммов бактерий, например Corynebacterium glutamicum) и химическим синтезом из орнитина. Ферментативный метод считается более экономичным и экологичным, поэтому именно он доминирует в производстве пищевых и спортивных добавок. Мировой рынок цитруллина оценивается в десятки тысяч тонн в год, значительная часть продукции выпускается в Китае.

¶Правовой статус

В Европейском союзе и США цитруллин и цитруллина малат разрешены как пищевые ингредиенты и компоненты спортивного питания. В России добавки с цитруллином реализуются как биологически активные добавки (БАД) и не требуют рецепта. Рекомендуемые производителями дозы не должны превышаться без консультации с врачом, особенно при заболеваниях почек и печени.