L-leucine

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.

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.

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.

Er zijn geen contra-indicaties bekend.

Leucine wordt via verrijkte voedingsmiddelen en supplementen goed getolereerd, zelfs in doseringen die de aanbevolen dagelijkse hoeveelheid (ADH) ruim overschrijden.

Er zijn geen interacties bekend.