Бета аланин в онкологии


Сегодня мы расскажем вам об аминокислоте выносливости. Именно так в профессиональном спорте, в среде бодибилдеров называют бета-аланин. Однако не надо полагать, что данный компонент - исключительно спортивная добавка. Применение препарата рекомендуется и при климаксе у женщин. В статье мы расскажем о влиянии бета-аланина на организм, его конкретной пользе, дозировке.

Что это?

Данный элемент является природного происхождения аминокислотой, которая входит в состав многих белков, а также пантотеновой кислоты (витамина группы В). Бета-аланин синтезируется в человеческом организме. Основа для него может быть различной:

  • карнозин;
  • лейцин;
  • валин;
  • изолейцин.

Бета-аланин - это белок-дипептид, находящийся в мозговых и мышечных клетках человека, соединительной ткани. Его синтезу в организме мы обязаны процессу дегидризации. При распаде данный элемент будет обращаться в уксусную кислоту.


Полезные свойства элемента

В сети, в печати можно встретить большое число отзывов о бета-аланине, написанных как диетологами, профессиональными бодибилдерами, квалифицированными тренерами, так и спортсменами-любителями, что испробовали средство на себе. Все сказанное можно объединить в три главных замечательных свойства аминокислоты:

  1. Увеличение сокращения мускулатуры. Как это происходит? Из-за повышенной резистентности кальциевого канала. Данный фактор позволяет мышцам сокращаться с большей скоростью и силой. Повышенное выделение карнозина снижает кислотность. Чем это полезно? Повышенная кислотность в организме вызывает так называемый "мышечный отказ". То есть невозможность выполнять повтор того или иного упражнения. Бета-аланин повышает порог утомляемости спортсмена. Отсюда и его второе название.
  2. Источник энергии, регулятор глюкозы крови. Эти качества указаны и в инструкции к бета-аланину. Аминокислота принимает активное участие в обмене ряда органических кислот, сахаров. Ко всему прочему, бета-аланин - источник энергии и для ЦНС, и для мускулатуры. Ведь, попав в печень, аминокислота в этом органе трансформируется в глюкозу. Если спортсмен проходит этап так называемой "сушки", то уровень сахара в его крови низкий. Аланин будет помогать регулировать содержание крови. Он борется не только с гипогликемией (недостаточным уровнем глюкозы), но и с низким артериальным давлением.
  3. Стимулятор иммунной защиты. Бета-аланин - для чего он нужен? Аминокислота, ко всему прочему, стимулирует иммунную систему организма на выработку защитных антител.

Определенный вред для организма при соблюдении правильной дозировки в ходе клинических исследований выявлен не был.


Кому показан элемент?

Основное применение бета-аланина в спорте - это добавка к рациону во время набора спортсменом массы, работы над рельефом мышц. В общем же он показан всем людям, ведущим активный уровень жизни, системно занимающихся спортом, тем, которые регулярно посещают тренировки в зале.

Если человеку свойственны длительные тяжелые физические нагрузки, то ему необходим аланин. Данный элемент помогает выводить из организма продукты обмена, образовавшиеся при распаде белков. В частности, аммиак.

Также инструкция по применению бета-аланина свидетельствует, что препарат поможет восстановить самочувствие после длительных стрессов, нервного перенапряжения. Показан он людям, кто долгое время вынужден был голодать, придерживаться строгой диеты, также для восстановления сил организма.


Где содержится элемент?

Для лечения сегодня возможно приобрести бета-аланин в аптеке. Кроме того, он выпускается в виде добавок к рациону (специальные порошки, капсулы), которые широко представлены в магазинах спортивного питания - обычных и виртуальных.

Так как это аминокислота природного происхождения, то содержаться она будет не только в специальных капсулах и таблетках. Бета-аланином богаты следующие продукты:

  • Мясо и насыщенные мясные бульоны.
  • Молоко, ряд продуктов, полученных из него - жидких и твердых.

Правильная дозировка

Как принимать бета-аланин правильно? Достаточно придерживаться подходящей для вашего образа жизни ежесуточной дозировки:

  • Средняя потребность человеческого организма в данной аминокислоте - 3 г/сутки.
  • Если вы активно занимаетесь спортом, системно посещаете тренажерный зал, увлечены бодибилдингом, то эта доза для вас несколько повышается - 4-6 г/сутки. При приобретении добавки в виде порошков, капсул, вещество благоприятнее всего принимать курсами - по 4-5 недель.
  • Если ваш образ жизни не отличается серьезными физическими нагрузками, вы равнодушны к спорту и активному отдыху, ваш организм нуждается в меньшем объеме аланина - порядка 1 г/сутки.

А теперь перейдем к использованию данной аминокислоты в качестве лечебного стабилизирующего средства.


Бета-аланин при климаксе

Чем характерен период менопаузы для организма женщины? В этот переломный момент понижается уровень таких важных гормонов, как эстроген, прогестерон, а вся система органов перестаивается на новый режим жизнедеятельности. Возрастные факторы в совокупности могут вызывать такие последствия, как обострения хронических патологий, затяжное лечение инфекций, развитие осложнений. Также климакс часто сопровождается частыми перепадами настроения, приливами, беспричинным жаром и прочими негативными проявлениями.

Бета-аланин как раз-таки помогает справиться с вышеописанными состояниями, уменьшить их негативные проявления. Он может нормализовать снижающийся уровень выработки гормонов, "починить" центр терморегуляции в гипоталамусе.

Действие препарата

Как мы уже упоминали, бета-аланин - эта та полезная аминокислота, что может самостоятельно синтезироваться нашим организмом. Однако в период климакса она вырабатывается в малых количествах. Ее недостаточный синтез и ведет к беспричинному жару и потливости - именно бета-аланин держит под контролем центр терморегуляции гипоталамуса. Отсюда, чтобы нормализовать свое состояние, женщина должна восполнять запасы аминокислоты искусственно - приемом препаратов.

Еще одно полезное свойство: бета-аланин сдерживает объемные выбросы в кровь гистамина, расширяющего периферические сосуды, вредного для вегетативных процессов. Достаточный уровень полезной аминокислоты в организме в период климакса помогает справиться с количеством и тяжестью приливов, повышенным потоотделением, головными болями и мигренью.

Также именно бета-аланин отвечает за выведение из организма молочной кислоты. Последняя, застаиваясь в мышечной ткани, вызывает у нас состояние беспричинной утомляемости.

Еще несколько важных влияний препаратов, содержащих аланин, на организм женщины в этот непростой период перестройки:

  • Повышает иммунитет, вырабатывает устойчивость ко многим заболеваниям.
  • Помогает успешно пережить стрессовые ситуации.
  • Способствует концентрации внимания, его переключению между важными делами.
  • Содействует хорошей работоспособности, снижению утомляемости.


Прием при климаксе

Сегодня в аптечных магазинах вы можете встретить массу препаратов, активный центр которых - бата-аланин. Наиболее известные - "Циклин-аланин" от "Эвалар", "Клималанин". Все эти средства имеют одну негативную особенность - завышенную цену. Прекрасной им альтернативой для женщины в период климакса, будут те же капсулы и порошки, что принимают бодибилдеры. Найти эти средства можно во многих магазинах со спортивным питанием.

Лекарства с бета-аланином прописывает только лечащий врач! Он же назначает дозировку, продолжительность курса. В основном, женщине со средним проявлением признаков климакса назначается по 2 таблетки средства в сутки. Если симптомы сильные, то доза может быть увеличена до 3-х таблеток.

Важная особенность - прием препарата возможен при запрете на гормональную терапию. Иногда его прописывают, как подготовку к ней. Если бета-аланин прекрасно справляется с необходимыми задачами, то надобность в гормональном лечении отпадает.

Большинством пациентов препарат с аминокислотой переносится хорошо:

  • Не оказывает негативного воздействия на кроветворную функцию организма.
  • Не провоцирует сердечно-сосудистые заболевания.
  • Нет отрицательного воздействия на работу печени и почек.
  • Длительный курс приема не становится причиной сонливости, снижения концентрации внимания. Положительный эффект обуславливается отсутствием антигистаминных элементов.
  • Аланин не вызывает зависимости или привыкания.


Полезный эффект при климаксе

В заключение перечислим весь спектр благотворного воздействия элемента на организм женщины:

  • Влияние на работу нервной системы: улучшение концентрации внимания, скорости реакции. Борьба с перепадами настроения.
  • Укрепление иммунитета. Антиоксидантное воздействие на организм.
  • Позитивное влияние на настроение, активность. Источник жизненной энергии.
  • Нормализация метаболистических, энергетических процессов в организме. Важно, что бета-аланин во время гормональной перестройки препятствует набору лишнего веса.
  • Выводит лишнюю жидкость из организма, не позволяет ей застаиваться в тканях.


Бета-аланин - весьма полезная аминокислота для организма человека. В первую очередь, показана профессиональным спортсменам, женщинам в период климакса. Продукты, богатые ею, будут полезны абсолютно для любого человека, заботящегося о своем здоровье.

Период климакса в жизни женщины характеризуется снижением выработки бета-аланина — аминокислоты, которая присутствует в клетках мышц и нервов. Организм может получать эту аминокислоту и из некоторых продуктов питания. Ее дефицит также можно восполнять с помощью БАДов.

Действие на организм женщины

Аминокислота, способна пресекать развитие части неприятных симптомов климакса, имеющих вегетативное происхождение. Это вещество работает с периферическими сосудистыми центрами, снижая негативную симптоматику, являющуюся следствием нарастающего недостатка женских половых гормонов и проявляющуюся слабостью, тяжестью приливов, потоотделением, кожным жаром и головными болями.

Также эта аминокислота ограничивает поступление гистамина в кровь, не являясь при этом антигистаминным блокатором. Кроме женщин в возрасте, переживающих климакс, на это вещество стоит обратить внимание и другим людям:

  • Нервным . Бета-аланин купирует стресс и снижает тревожность.
  • Худеющим. Эта аминокислота способствует сжиганию лишнего жира в организме и снижению аппетита.
  • Пожилым. Эта аминокислота улучшает память и действует как общеукрепляющее средство, увеличивая выносливость организма и повышая его сопротивляемость различным болезнями.
  • Спортсменам . Эта аминокислота восполняет глюкозу и способствует расщеплению и усвоению протеинов. Она повышает выносливость, активизирует рост мышц, снимает боль в них после нагрузок, а также ускоряет восстановление после травм, поэтому людям, практикующим систематические большие физические нагрузки необходимо поступление этого вещества в организм в увеличенных количествах, при этом бета — аланина, поступающего с пищей скорее всего будет недостаточно.
  • Вегетарианцам . Вегетарианцам, практикующим полное исключение животной пищи, требуется включение в рацион БАДов с этой аминокислотой, поскольку в растительных продуктах она представлена в небольших количествах.

Очищение организма . Бета-аланин способствует освобождению организма от аммиака — одного из продуктов обмена, а также от ртути и мышьяка.

Артериальное давление. Борется с гипотензией — снижением артериального давления.

Пищевые источники

Естественными источниками этой аминокислоты для человека являются разнообразные белковые продукты питания — мясо, куриные яйца, кальмары, а также желатин. Дополнительными ее источниками могут стать такие продукты как грибы, соя, дрожжи, подсолнечные семена, петрушка, а также разнообразные орехи, злаки, бобовые, отруби.

Важно помнить, что эта аминокислота разрушается при длительной варке вышеперечисленных продуктов в воде.

Нехватка этой аминокислоты дает о себе знать слабостью иммунитета, плохим аппетитом, снижением полового влечения, мочекаменной болезнью, гипогликемией, неврозом.

При длительном приеме БАД на основе этого вещества — более 12 недель — оно может вызвать белковую интоксикацию, для которой характерны синдром хронической усталости, а также угнетение функций почек и печени.

Симптомы передозировки

При избыточном поступлении Бета — аланина в организм появляются нарушения сна и боли в суставах и мышцах. Также его избыток может проявляться ухудшением памяти и депрессивным состоянием.

Побочные эффекты

Самыми распространенными нежелательными реакциями при приеме Бета — аланина являются покраснения кожи, ее покалывание и жжение. Зоны поражения при этом — кожа живота, головы, рук и ног.

Эти негативные реакции развиваются после приема добавки — через 10 -15 минут и продолжаются до двух часов. Иногда прием этого БАДа может вызвать тошноту, нарушение сна и судороги.

Для предотвращения этих побочных симптомов аминокислоту нужно принимать во время еды или со спортивным коктейлем стараясь при этом не превышать рекомендованную в инструкции дневную дозу.

Противоклимактерические препараты на основе бета — аланина

Существует целый ряд препаратов с этой аминокислотой в составе, которые рекомендуются женщинам в период менопаузы и после нее:

  • Ци — клим,
  • Абьюфен,
  • Менсе,
  • Клималанин.

Противопоказания

Препараты на основе бета — аланина следует принимать с осторожностью людям, имеющим сахарный диабет.

Абсолютными противопоказаниями для приема БАДов с бета — аланином являются следующие состояния:

  1. индивидуальная непереносимость,
  2. беременность,
  3. аллергия,
  4. непереносимость глютена,
  5. грудное вскармливание.

Состав

Таблетка содержит 400 мг Бета-аланина (торговое название препарата Клималанин). Дополнительные компоненты:

  • крахмал из пшеницы;
  • гидратированная форма кремния;
  • пальмитил стеарат глицерина;
  • стеарат Mg.

Капсулы по 500 мг (торговое название Менсе) содержат:

Форма выпуска

Бета-Аланин является активным компонентом двух препаратов: Менсе и Клималанин. Первый выпускается в виде капсул по 500 мг (в упаковке 40 штук), второй — в таблетированной форме по 400 мг в блистерах по 10/15 штук (в упаковке 30 таблеток).

Таблетки имеют белый окрас и плоскоцилиндрическую форму, а капсулы – желатиновую оболочку. Оба препарата являются биодобавками и не зарегистрированы как лекарственные средства.

Фармакологическое действие

Beta-Alanin является аминокислотой, которая нашла широкое применение в гинекологии, и известна своими способностями купировать негативные вегетативные климактерические симптомы.

Аминокислота воздействует на сосудистые центры периферически-расположенного кровеносного русла. На фоне лечения удаётся купировать негативные симптомы, развивающиеся в результате низкой выработки женских половых гормонов:

  • головные боли;
  • выраженная слабость;
  • кожный жар и др.

Дополнительно аминокислота препятствует избыточному поступлению гистамина в кровеносную систему, но при этом Beta-Alanin не является антигистаминным блокатором, т.к. не оказывает выраженного блокирующего действия на специфические рецепторы.

Структурная формула Аланина — C3H7NO2.

Второе название – 2 аминопропановая кислота или алифатическая аминокислота. Выделяют:

  • альфа I аланин (содержится в белках);
  • в-аlanin (содержится в ряде биологически активных соединений).

В печёночной системе аминокислота переходит в глюкозу при помощи глюкозо-аланинового цикла (источник Википедия). Для обычного человека достаточно того количества аминокислоты, которое поступает при сбалансированном питании, но для спортсменов и всех, кто получает повышенные физические нагрузки, требуется дополнительное восполнение недостатка аминокислоты. Благодаря своим способностям восполнять глюкозу, расщеплять, а также усваивать организмом протеин, аминокислота нашла широкое применение в спортивном питании, а также применяется в качестве общеукрепляющего средства и в медицинских целях.

Впервые синтезировать аминокислоту удалось в 1850 году немецкому учёному Адольфу Штреккуру, в честь которого и была названа реакция. Разработанный способ позволяет получать аминокислоты из синильной кислоты, альдегидов и аммиака.

Взаимодействует с основаниями, кислотами, спиртами (реакция этерификации) и способен образовывать пептидные связи. И метиламин и аланин реагируют с:

  • водородом;
  • диэтиловым эфиром;
  • хлороводородом;
  • гидроксидом Fe;
  • кислородом;
  • фосфорной кислотой.

Аланин взаимодействует с гидроксидом кальция и глицином (nh2ch2cooh). Глицин и аланин являются гомологами.

Уравнения реакций взаимодействий с NaOH и HCl:
CH3-СН(NH2)-COOH + HCl → [CH3-СН(NH3)-COOH]+Cl-
NH2-C2H4-COOH + NaOH → NH2-C2H4-COONa + H2O.

NH2-CH2-COOH + CH3-(NH2)CH-COOH=CH3-(NH2)CH-[CO-NH]-CH2-COOH Glicin + Alanin = дипептид.
Окислительное дезаминирование проходит через формирование промежуточного имина.

Рост данного показателя может свидетельствовать о патологии органов, в которых он содержится (чаще всего печёночная система). Анализ на АСТ (аспартатаминотрансфераза) и АЛТ проводится путём забора кров из вены. Индекс Ритиса показывает соотношение этих ферментов и не должен превышать 1,33.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Данные по разделу не представлены.

Показания к применению

Противопоказания

  • вынашивание беременности;
  • индивидуальная гиперчувствительность;
  • грудное вскармливание.

Побочные действия

Инструкция по применению Бета-Аланина (Способ и дозировка)

Препарат предназначен для приёма per os.

Передозировка

Данные не представлены.

Взаимодействие

Может применяться с иными медикаментами, в том числе и аналогичными по фармакологическому действию.

Условия продажи

Предъявление рецептурного бланка от врача необязательно.

Условия хранения

Производителем ограничен температурный режим – до 25 граудсов.

Срок годности

Особые указания

Не допускается приём биодобавок без консультации лечащего доктора.

Бета-аланин рекомендуется принимать не только спортсменам, которые хотят нарастить мышечную массу и не чувствовать болевых ощущений после нагрузки, но и людям для сохранения здоровья, а также женщинам в климатический период. Вещество повышает тонус организма, ускоряет сжигание жиров, оказывает антивозрастное действие. Рассмотрим подробнее инструкцию по применению и какими полезными свойствами обладает эта аминокислота.

  1. Что такое бета-аланин
  2. Польза для здоровья
  3. Показания к приему
  4. Противопоказания, меры предосторожности
  5. Формы выпуска
  6. Препараты
  7. Дозировка и схема приема
  8. Побочные эффекты и аллергия
  9. Передозировка
  10. Отзывы о применении
  11. Хранение, срок годности добавок
  12. Лекарственное взаимодействие

Что такое бета-аланин

Бета-аланин (beta-alanine) относится к аминокислотам. Соединение не участвует в образовании белка, но активно используется в синтезе карнозина и пантотеновой кислоты.

Вещество сложно получить из обычного рациона, хотя некоторые виды морепродуктов, а также мясо, овощи и фрукты стимулируют его выработку. Поэтому специалисты советуют восполнять его дефицит с помощью пищевых добавок.

В свободном виде beta-alanine содержится только в тканях головного мозга, а также скелетных мышцах. Синтез аминокислоты начинается в печени, затем она расщепляется до уксусной кислоты и выводится из клеток. Она также входит в состав большинства дипептидов.

Польза для здоровья

Бета-аланин повышает уровень карнозина и способствует росту мышечной массы. Помимо этого, аминокислота участвует в процессе превращения глюкозы в печени, производит нейропротекторный эффект, благоприятно влияет на организм женщин в период климакса, стимулирует сперматогенез у мужчин.

β-аланин также действует на головной мозг. Вещество повышает когнитивные способности, улучшает память и внимание, стимулирует работу допаминовых рецепторов. Проявляет этот нутриент также омолаживающие свойства. Ученым пока неизвестен точный механизм влияния beta-alanine на возраст, однако многие считают его аналогом ресвератрола.

К основным полезным свойствам аминокислоты относится регуляция функций ЦНС. Прием бета-аланина предупреждает окислительный стресс белков и липидов, что помогает сохранить их количество в нервной ткани. Поэтому препараты на основе этого вещества часто применяются при лечении болезни Альцгеймера и для стимуляции двигательной активности у пациентов с синдромом Паркинсона.

Больше интересной информации об аминокислоте смотрите в видео:

Показания к приему

Бета-аланин рекомендуется принимать при различных нарушениях в организме. Основными показаниями к назначению аминокислоты являются:

  • синдром хронической усталости, чувство подавленности или апатии;
  • снижение иммунитета, частые простуды, инфекционные и вирусные заболевания;
  • период климакса;
  • ухудшение памяти, внимания, работоспособности.

В 2014 году американским ученым Дональдом Хоффманом был проведен ряд экспериментов с участием военнослужащих. Солдатам на протяжении месяца давали пить бета-аланин. По истечении этого срока у 10% испытуемых наблюдалось повышение силы и выносливости, у 15% было обнаружено улучшение меткости при стрельбе по мишеням.

Внимание! Женщинам, которым нельзя принимать гормональные лекарства, препараты на основе beta-alanine помогают легче перенести постменопаузальный период. Аминокислота тормозит выработку гистамина, избавляет от приливов, потливости, покраснения кожных покровов, скачков артериального давления и перепадов настроения.

Пищевые добавки на основе аланина рекомендуется принимать и пожилым людям для поддержания оптимального уровня карнозина в организме. Доказано, что после 50 лет концентрация этого вещества в тканях падает, из-за чего происходит быстрая потеря мускульной массы и снижение веса.

Противопоказания, меры предосторожности

Ограничений к приему бета-аланина немного, но они есть. Препарат не рекомендуется применять детям до 18 лет, а также беременным и кормящим женщинам без разрешения врача. С осторожностью БАД назначают пациентам с заболеванием печени или с почечной недостаточностью.

Формы выпуска

Как биологически активная добавка beta-alanine производится в виде порошка, капсул и таблеток. Они оказывают одинаковое влияние на работу организма, но имеют особенности применения.

Капсулы лучше защищены от желудочного сока и действуют быстрее, чем таблетки. Но последние производят более сильный эффект. Порошок представляет собой чистый β-аланин, хорошо всасывается, вызывает минимум побочных реакций. Однако он менее удобен в использовании и требует запивания или растворения в жидкости.

В продаже также можно встретить аминокислоту в форме БАД для спортивного питания. Эти средства реализуются в больших объемах и требуют строгого соблюдения инструкции.

Препараты

В российских аптеках бета-аланин в чистом виде встречается редко. Намного проще купить его в интернет-магазине. Но цены на препарат там часто завышенные, а концентрация действующего вещества низкая. Чтобы сохранить финансы и приобрести добавку высокого качества, мы рекомендуем воспользоваться сайтом iHerb.

Внимание! Читатели нашего журнала на Айхерб могут получить скидку -10% на первый заказ. Чтобы ее активировать, нужно перейти по этой ссылке или ввести промокод AGK4375 в специальную графу при оформлении заказа.

ТОП-6 препаратов с бета-аланином:

Дерегулированная энергетика является свойством большинства раковых клеток. Это явление, известное как эффект Варбурга или аэробный гликолиз, характеризуется повышенным поглощением глюкозы, экспортом лактата и внеклеточным подкислением даже в присутствии кислорода. β-аланин является несущественной аминокислотой, которая ранее была показана как метаболизированная в карнозин, которая функционирует как внутриклеточный буфер. Из-за этой буферной способности мы исследовали влияние β-аланина на метаболический раковый фенотип.

Незлокачественные MCF-10a и злокачественные эпителиальные клетки MCF-7 были обработаны β-аланином при 100 мМ в течение 24 часов. Аэробный гликолиз определяли количественно путем измерения скорости внеклеточного подкисления (ECAR), а окислительный метаболизм определяли количественно путем измерения скорости потребления кислорода (OCR). мРНК генов, связанных с метаболизмом, определяли количественно qRT-PCR с соответствующей экспрессией белка, количественно определяемой иммуноблоттингом, или проточной цитометрией, которая была подтверждена конфокальной микроскопией. Митохондриальное содержание определяли количественно с использованием красителя, специфичного для митохондрий, и измеряли проточной цитометрией.

Клетки, обработанные β-аланином, показали значительное подавление базального и пикового ECAR (аэробный гликолиз) с одновременным увеличением транспортера глюкозы 1 (GLUT1). Кроме того, клетки, обработанные β-аланином, демонстрировали значительно сниженный базальный и пиковый OCR (окислительный обмен), который сопровождался уменьшением содержания митохондрий с последующим подавлением генов, которые способствуют митохондриальному биосинтезу. Подавление гликолитического и окислительного метаболизма β-аланином приводило к снижению общей скорости метаболизма, хотя жизнеспособность клеток не влияла. Поскольку лечение β-аланином снижает внеклеточную кислотность, составляющую инвазивного микроокружения, которая способствует прогрессированию, мы исследовали влияние β-аланина на жизнеспособность и миграцию молочной железы. Показано, что β-аланин снижает как клеточную миграцию, так и пролиферацию, не действуя цитотоксично. Кроме того, β-аланин значительно увеличивал чувствительность злокачественных клеток к доксорубицину, что указывает на потенциальную роль в качестве терапевтического агента.

Взятые вместе, наши результаты показывают, что β-аланин может вызывать несколько противоопухолевых эффектов. Наши наблюдения подтверждают необходимость дальнейшего изучения механизма (механизмов) действия и специфичности β-аланина в качестве совместного терапевтического агента при лечении опухолей молочной железы.

Множество факторов влияет на агрессивность и инвазивность рака, многие из которых могут быть нацелены на химические средства как на терапию [1]. Недавние исследования по метаболизму рака выявили потенциальные терапевтические цели, которые могут замедлять прогрессирование рака путем восстановления более нормального метаболического фенотипа 2. Усиленное поглощение глюкозы и аэробный гликолиз в опухолях являются хорошо документирующими свойствами метаболизма опухолевых клеток. Хотя повышенное потребление глюкозы было использовано в качестве инструмента ранней диагностики, например, при ПЭТ-сканировании с использованием 18F-дезоксиглюкозы, повышенная гликолитическая зависимость в опухолевых клетках может обеспечить многочисленные преимущества для опухолевых клеток [1,5].

Один механизм, хотя аэробный гликолиз может способствовать агрессивности опухоли, заключается в подкислении внеклеточной среды. Например, функциональные протеазы необходимы для миграции опухолевых клеток и инвазии через тканевые матрицы. Эти протеазы в значительной степени зависят от внеклеточного подкисления, прямой функции экспорта клеточного лактата, которая усугубляется злокачественными фенотипами [6]. Кроме того, кислый микроокружение опухолей может влиять на эффективность химиотерапевтических агентов. Например, клеточное поглощение доксорубицина (Dox), антрациклина, которое препятствует росту опухоли через интеркаляцию ДНК [7], существенно зависит от дополнительного и внутриклеточного рН. Докс действует как слабое основание, а в протонированных условиях менее способен проникать в мембраны [7,8]. Повышенная внеклеточная кислотность, такая как продуцируемая аэробным гликолизом, уменьшает поглощение Dox и изменяет клеточное распределение, приводящее к нарушенной эффективности [7,8]. Ранее было показано, что снижение кислотности усиливает как поглощение, так и токсичность Dox в злокачественной модели клеток эпителиальных клеток MCF-7 [8].

β-аланин (3-аминопропановая кислота) является несущественной аминокислотой, найденной в качестве основного компонента нескольких коммерчески доступных спортивных добавок, которые предположительно повышают атлетическую эффективность [9,10]. Это предлагается для сочетания β-аланина с гистидином с образованием карнозина, который функционирует как внутриклеточный буфер [10]. Было показано, что добавление β-аланина замедляет накопление лактата во время тренировки путем буферизации образования лактата из пирувата [10]. При раке образование карнозина считается недостаточно изученным агентом с потенциально терапевтическими преимуществами [4]. В частности, было показано, что накопление карнозина снижает пролиферацию культивируемых опухолевых клеток и снижает рост опухоли in vivo [4, 11-13]. Предполагается, что накопление карнозина ингибирует гликолиз, ограничивая производство энергии [4]. Кроме того, было показано, что карнозин уменьшает продукцию клеточного АТФ в клетках глиомы, и предполагается, что преимущества карнозина в отношении ингибирования опухоли частично являются результатом гликолитического торможения [4,14,15].

Мы впервые демонстрируем, что лечение эпителиальных клеток грудной клетки β-аланином снижает раковый метаболизм в дополнение к снижению внеклеточного подкисления, приводящего к подавленной агрессивности. Кроме того, мы демонстрируем, что β-аланин может повысить эффективность Dox на клетках MCF-7 при низких концентрациях.

Неадгезивные грудные эпителиальные клетки (MCF-10a) и злокачественные эпителиальные клетки груди (MCF-7) были приобретены у ATCC (Manassas, VA). Клетки MCF-10a культивировали в комбинации F-12 DMEM-среды, дополненной 50 нМ гидрокортизоном, 20 нг / мл EGF, 0,01 мг / мл человеческого инсулина, 5% фетальной бычьей сыворотки (FBS) и 1% Pen-Strep. Клетки MCF-7 культивировали в DMEM с добавлением 10% FBS с инсулином 0,01 мг / мл и 1% Pen-Strep. Клетки обрабатывали β-аланином из Sigma (St. Louis, MO) при 100 мМ растворяли в средах и инкубировали в 5% СО2 при 37 ° С в течение 24 часов.

Клетки высевали в течение ночи в 24-луночном культуральном планшете от SeaHorse Bioscience (Billerica, MA) при плотности 5 × 105 клеток / лунку. Для контроля за нагрузкой на азот и гиперосмоляцией мы также обрабатывали контрольные клетки изонитровым валином или D-аланином. После обработки культуральную среду удаляли и заменяли XF Assay Media от SeaHorse Bioscience (Billerica, MA), содержащей 4500 мг / л глюкозы без СО2 и инкубировали при 37 ° С. По протоколу изготовителей впрыскивающие порты SeaHorse XF24 для внеклеточного анализатора были загружены олигомицином, ингибитором АТФ-синтазы, который индуцирует максимальный гликолитический обмен и обнаруживает эндогенную протонную утечку (митохондриальная разобщение) при конечной концентрации 1,0 мкМ. Измерение с помощью олигомицина брали в течение 24 минут с последующим добавлением карбонилцианид-п-[трифторметокси] -фенилгидразона (FCCP), расцепляющего электронным транспортом, который индуцирует пиковое потребление кислорода (косвенный показатель пикового окислительного метаболизма) при конечной концентрации 1,25 мкМ. Измерения FCCP проводились в течение 24 минут с последующим добавлением ротенона в конечной концентрации 1,0 мкМ для выявления немитохондриального дыхания и прекращения метаболических реакций [16,17]. Скорость внеклеточного подкисления (ECAR), рассчитанная по скорости производства протонов, является косвенной мерой гликолитической способности. Потребление кислорода (OCR), мера окислительного метаболизма измеряли с использованием экстрацеллюлярного анализатора SeaHorse XF24 от SeaHorse Bioscience (Billerica, MA). Экстрацеллюлярный анализатор SeaHorse XF24 запускали с использованием 8-минутных циклических протокольных команд (смесь в течение 3 минут, дайте постоять 2 минуты и измерьте в течение 3 минут), как описано ранее [18,19].

После обработки, как описано выше, к клеткам добавляли буферную среду для измерения общего количества АТФ. Клетки лизировали в 1% -ном буферном растворе CHAPS из Chemicon (Billerica, MA) в PBS с Ca2 + и Mg2 +, и супернатант, содержащий АТФ, был выделен. Образцы распределяли на 96-луночный планшет с 1: 1 разведением АТФ-биолюминесцентного реагента из Sigma (St. Louis, MO) и образцов, содержащих АТФ (конечный реакционный объем = 100 мкл), и люминесценцию измеряли, как описано ранее [18 ].

После инкубации общую РНК экстрагировали с использованием набора RNeasy Kit из Qiagen (Valencia, CA) по протоколу производителя. Суммарную РНК определяли количественно спектроскопией Nanodrop. кДНК синтезировали из 5000 мкг общей РНК с использованием набора Retroscript ™ RT от Ambion (Austin, TX) в соответствии с инструкциями производителя. ПЦР-праймеры были разработаны с использованием программного обеспечения Primer Express от Invitrogen (Carlsbad, CA) и синтезированы Integrated DNA Technologies (Coralville, IA). Амплификация транскореператора глюкозы 1 (GLUT1), лактатдегидрогеназы (LDH) и гамма-коактиватора, активирующего пролифератор пероксисома 1α (PGC-1α), была нормализована к гену домашнего хозяйства, TATA Binding Protein (TBP). В таблице 1 приведены прямые и обратные праймеры каждого гена. Реакции qRT-PCR выполняли в трех повторностях с использованием системы PCR в реальном времени LightCycler 480 от Roche Applied Science, (Индианаполис, Индиана). SYBR Green PCR проводили в трех повторностях с использованием 5000 нг кДНК на образец; конечная концентрация праймера составляла 10 мкМ в общем объеме 30 мкл. Использовали следующие параметры циклирования: 95 ° C в течение 10 минут, а затем 45 циклов 95 ° C в течение 15 секунд и 60 ° C в течение одной минуты. Уровни относительной экспрессии определяли по методу ΔΔCp и сравнивали с самой низкой экспрессирующей группой, как описано ранее [18,20,21].

Резюме праймеров qRT-PCR из интегрированных технологий ДНК (Coralville, IA)

Сокращения: транспортер глюкозы 1 (GLUT1), лактатдегидрогеназа (LDH), гамма-коактиватор, активирующий пролифератор пероксисома 1α (PGC-1α) и TATA-связывающий белок (TBP).

После обработки среду удаляли и клетки повторно суспендировали в предварительно нагретой среде с 200 нМ Mitotracker Green из Life Technologies (Carlsbad, CA) и инкубировали в течение 45 минут, как описано выше. Клетки гранулировали, среду с Mitotracker удаляли и клетки суспендировали в предварительно нагретых средах. Групповую флуоресценцию измеряли с использованием фильтрации Фэкскалибура 488 нм, как и ранее [18]. Для количественной оценки экспрессии белка клетки обрабатывали, как описано выше, трипсинизировали, пермеабилизировали и блокировали в течение 1 часа PBS с 0,1% Triton 100X и 3,0% BSA от Sigma (St. Louis, MO). Клетки окрашивали в течение ночи анти-GLUT1-антителами (SPM498, мышиным моноклональным) из Abcam (Cambridge, MA) при конечной концентрации 1 мкг / мл в PBS, содержащем 0,1% BSA. Клетки промывали PBS 0,1% Triton 100X и 3,0% BSA, а вторичное антитело (или AlexFluor 488 от Invitrogen (Carlsbad, CA)) применяли в разведении 1: 200 в течение 1 часа [22]. Затем клетки промывали и повторно суспендировали в PBS, и флуоресценцию определяли количественно, как описано выше.

Камеры-слайды BD Bioscience (Sparks, MD) высевали 5000 клеток / лунку. Для проверки экспрессии белка клетки культивировали и обрабатывали в течение 24 часов, как описано выше. Клетки фиксировали с использованием 3,7% формальдегида в средах, пермеабилизировали PBS с 0,1% Triton 100X от Sigma (Сент-Луис, Миссури) в течение 10 минут и блокировали в течение 1 часа PBS с 0,1% Triton 100X и 3,0% BSA от Sigma (St Луис, Миссури). Клетки окрашивали в течение ночи анти-GLUT1-антителами (SPM498, мышиным моноклональным) из Abcam (Cambridge, MA) при конечной концентрации 1 мкг / мл в PBS, содержащем 0,1% BSA. Клетки промывали PBS с 0,1% Triton 100X и 3,0% BSA, а AlexFluor 633 от Invitrogen (Carlsbad, CA) применяли в разведении 1: 200. Слайды были установлены с Prolong Gold с DAPI от Invitrogen (Carlsbad, CA) и вылечены в течение ночи. Клетки визуализировали с использованием микроскопа Axiovert 25 с AxioCam MRc от Zeiss (Thornwood, NY).

Пролиферацию клеток оценивали путем измерения количественной количественной оценки слияния посредством фазово-контрастного инсуцитного ZOOM-изображения живого содержимого и наблюдения клеток из Essen Bioscience (Ann Arbor, MI) в 96-луночном планшете. Клетки повторно суспендировали в соответствующих ростовых средах с и без β-аланина при 100 мМ, инкубировали и слияния измеряли каждый час в течение 48 часов. Клеточная миграция оценивалась путем нанесения стандартной царапины через сливные клетки после обработки в течение 24 часов. Затем клетки промывали и среду заменяли соответствующими обработками (контроль или β-аланин при 100 мМ). Миграцию определяли путем измерения изменения слияния в течение 24 часов после первоначальной раны. Для оценки изменений жизнеспособности клетки высевали в течение ночи и обрабатывали и инкубировали, как описано выше, в течение 24 или 48 часов. Затем клетки инкубировали в течение 1 часа в среде, содержащей 10% реагента пролиферации клеток WST-1 из Roche (Indianapolis, IN), и флуоресценцию измеряли с использованием многослойного счетчика Wallac Victor3V 1420 от PerkinElmer (Waltham, MA). Чтобы дополнительно исследовать влияние β-аланина на выживаемость клеток, клетки обрабатывали с различными концентрациями (от 10 пМ до 10 мкМ) противоопухолевого докса (в ДМСО с конечной концентрацией = 0,1% для всех групп эксперимента Dox, включая контроль) от Sigma (Сент-Луис, Миссури) с бета-аланином и без него при 100 мМ в течение 24 часов. Дозы и продолжительность лечения определяли с помощью пилотных данных для β-аланина и предыдущих наблюдений для Dox [23].

Читайте также: