Aminokwasy niebiałkowe to grupa związków organicznych, które mogą pełnić istotne funkcje w organizmie człowieka. Często wpływają na syntezę neuroprzekaźników lub innych cząsteczek sygnałowych. Jednym z przedstawicieli tej grupy jest L-norwalina. Działa ona jako inhibitor arginazy, zwiększając tym samym stężenie argininy. Właściwość tę chętnie wykorzystują sportowcy, gdyż arginina działa anabolicznie i antykatabolicznie oraz stymuluje produkcję tlenku azotu, co pomaga dobrze odżywić mięśnie. Z tego względu L-norwalina często stosowana jest w suplementach diety przeznaczonych dla osób chcących rozbudować masę mięśniową.
“Niektóre aminokwasu niebiałkowe są toksyczne, ponieważ mogą naśladować aminokwasy białkowe i prowadzić do wytwarzania wadliwych białek, co jest wykorzystywane przez niektóre rośliny do zabijania żywiących się nimi zwierząt – mówi Kate Samardzic, współautor badania. – Niektóre rośliny mogą nawet wydzielać aminokwasy niebiałkowe do gleby, aby zabijać inne rośliny i uzyskać dostęp do wszystkich składników odżywczych. Walka chemiczna między roślinami jest dobrze znanym zjawiskiem. Ponieważ istnieją dowody na to, że L-norwalina ma działanie przeciwdrobnoustrojowe i chwastobójcze, zbadaliśmy jej toksyczność dla ludzkich komórek.”
Najnowsze wyniki badań naukowych wskazują na to, że L-norwalina może mieć bardzo negatywny wpływ na komórki nerwowe. Naukowcy z Sydney przeprowadzili eksperyment podczas którego inkubowano hodowlę komórek nerwiaka na pożywce zawierającej ten aminokwas. W początkowym okresie rzeczywiście obserwowano zwiększenie produkcji ATP, jednak po upływie 24 godzin już przy niskich stężeniach L-norwaliny następowały zmiany morfologiczne i funkcjonalne w obrębie mitochondriów. Znacząco większy był też odsetek obumarłych komórek.
Mechanizm neurotoksycznego działania L-norwaliny nie jest dokładnie poznany. Naukowcy przypuszczają jednak, że jego podstawą może być strukturalne podobieństwo tego związku do innych aminokwasów: L-izoleucyny, L-leucyny i L-waliny. Możliwe jest, że L-norwalina wykorzystywana jest przez komórki zamiast tych trzech cząsteczek, co uniemożliwia prawidłowy przebieg procesów fizjologicznych. Wniosek ten poparty jest faktem, iż w hodowlach prowadzonych na pożywce z podwyższonym stężeniem L-izoleucyny, L-leucyny i L-waliny toksyczne efekty L-norwaliny były mniej intensywne.
Badanie zespołu z Sydney jest pierwszym, w którym skupiono się na neurotoksycznym działaniu L-norwaliny. Otrzymane wyniki wskazują na konieczność dokładniejszego poznania efektów stosowania tego aminokwasu, często pojawiającego się w składzie suplementów diety.
