L-lisina: proprietà, usi, pro, contro, sicurezza 

L-lisina (Lisina) un amminoacido essenziale per per l'uomo è diffusamente utilizzato come integratore alimentare, per la composizione di prodotti farmaceutici e come materia prima per cosmetici e materiali sintetici e viene prodotto in prevalenza da fermentazione microbica (ad es. Corynebacterium glutamicum, Escherichia,  Streptomyces). Viene anche utilizzato in mangimi per l'alimentazione animale.

E' un α-amminoacido.

Gli amminoacidi svolgono una funzione fondamentale per il metabolismo nel corpo umano e sono elementi costitutivi delle proteine. 

Come additivi alimentari svolgono diverse funzioni: conservanti, esaltatori di sapidità, integratori alimentari ed altro.

Gli aminoacidi unitamente ai loro sali sono utilizzati in cosmetica come agenti condizionanti sia per capelli che per la pelle (ad esempio come idratanti ed altre funzioni simili). Gli idratanti sono di diversa natura: i migliori sono quelli naturali che sfruttano il meccanismo di integrazione tra l'ingrediente e la pelle tramite idratazione del film idrolipidico corneo cioè quello strato protettivo sottile che riveste l'epidermide proteggendo da microbi dannosi esterni, mantenendo la pelle idratata ed elastica ed il suo pH o valore di acidità tra 4 e 6.  Poi ci sono gli idratanti occlusivi, in genere derivati dal petrolio (Paraffinum, Paraffinum liquidum ed altri), ma anche trigliceridi, olio di lanolina, cere naturali o sintetiche, esteri di acidi grassi ed altri che creano uno strato occlusivo artificiale sullo strato corneo della pelle creando occlusività col vantaggio di accelerare il processo protettivo ma con lo svantaggio di impedire la naturale traspirazione della pelle.

Gli α-amminoacidi che hanno strutture fisiche simili subiscono cambiamenti simili riguardo alla solubilità nelle miscele acqua/etanolo e le tecnologie per separare gli α-amminoacidi da residui industriali, che possono anche non essere innocui, sono in costante miglioramento. Tuttavia, molti dati sulla solubilità in acqua-etanolo ed etanolo di alcuni  α-amminoacidi sono contraddittori o addirittura carenti e gli effetti dell'etanolo sulla solubilità degli amminoacidi possono essere diversi. Complessivamente, la letteratura scientifica ritiene che gli  α-amminoacidi non costituiscano problemi significativi per la salute umana, assunti oralmente, salvo in persone con determinate malattie genetiche.

La differenza tra lisina e L-lisina è principalmente terminologica e stereochimica.

• Lisina
  È un termine generico che indica l’amminoacido lisina senza specificarne la forma stereochimica. In teoria può includere sia la forma L sia la forma D.

• L-lisina
  È la forma biologicamente attiva della lisina, quella naturalmente presente nelle proteine e utilizzata dall’organismo umano per la sintesi proteica e le funzioni metaboliche.

In pratica: quando si parla di nutrizione, integrazione o fisiologia, lisina = L-lisina. La distinzione diventa rilevante solo in ambito chimico o stereochimico.

Sicurezza alimentare: amminoacido α generalmente ritenuto sicuro.

Sicurezza cosmetica: amminoacido α generalmente ritenuto sicuro se formulato per non essere irritante.

A cosa serve e dove si usa

Medicina

Favorisce la corretta funzionalità dei tessuti, la crescita e la guarigione e migliora il sistema immunitario. promuove l'assorbimento del calcio.

E' stata osservata un'attività neuroprotettiva di L-lisina che conferisce neuroprotezione dopo lesioni da emorragia intracerebrale attraverso il miglioramento della polarizzazione della microglia M2 e la riduzione della risposta infiammatoria in animali da laboratorio (1).

L-lisina svolge un ruolo protettivo nela tossicità dell'alto livello del glucosio contrastando l'iperglicemia che è un elemento caratteristico del diabete, normalmente associato alla glicazione delle proteine (2).

L'assunzione di L-Lisina, stante la sua recente diffusione come integratore alimentare, ha fatto emergere qualche controindicazione soggettiva al suo uso. La maggior parte di queste controindicazioni riguardavano il tratto gastrointestinale con disturbi quali nausea, mal di stomaco, diarrea. Il livello provvisorio di assenza di effetti negativi osservati ottenuti sulla base di questi sintomi gastrointestinali è stato stimato in dose di 6000 mg/persona al giorno (3).

La crescente incidenza di infezioni nei dispositivi impiantabili ha incoraggiato la ricerca di superfici antimicrobiche biocompatibili. poly-l-lysine ha dimostrato di inibire l'adesione e la proliferazione batterica sui biomateriali (4).

Confermata anche l'attività antibatterica di L-Lisina sulla crescita dei contaminanti batterici nelle piastrine conservate a temperatura ambiente (5).

Sembra inoltre attiva nel contrasto all'herpes simplex.

Cosmetica

Ha un'azione protettiva sulla pelle e contribuisce all'oligomerizzazione ottimale delle membrane cellulari.

Su questo ingrediente sono stati selezionati gli studi più rilevanti con una sintesi dei contenuti:

L-lisina, studi

Formula molecolare: C₆H₁₄N₂O₂

Formula Lineare:  H₂N(CH₂)₄CH(NH₂)CO₂H

Peso molecolare: 146.19 g/mol

CAS: 56-87-1

EC Number: 200-294-2

DSSTox Substance ID: DTXSID6023232

MDL number MFCD00064433

FEMA 3487

Beilstein/REAXYS Number 1722531

PubChem Substance ID 329752387

Sinonimi: 

• L-lysine
• h-Lys-oh
• (2S)-2,6-diaminohexanoic acid
• lysine acid
• Aminutrin
• L-Norleucine, 6-amino-
• Hexanoic acid, 2,6-diamino-, (S)-

Bibliografia__________________________________________

(1) Cheng J, Tang JC, Pan MX, Chen SF, Zhao D, Zhang Y, Liao HB, Zhuang Y, Lei RX, Wang S, Liu AC, Chen J, Zhang ZH, Li HT, Wan Q, Chen QX.  l-lysine confers neuroprotection by suppressing inflammatory response via microRNA-575/PTEN signaling after mouse intracerebral hemorrhage injury.  Exp Neurol. 2020 Jan 24;327:113214. doi: 10.1016/j.expneurol.2020.113214.

(2)  Ebrahimi SM, Bathaie SZ, Faridi N, Taghikhani M, Nakhjavani M, Faghihzadeh S. L-lysine protects C2C12 myotubes and 3T3-L1 adipocytes against high glucose damages and stresses.  PLoS One. 2019 Dec 19;14(12):e0225912. doi: 10.1371/journal.pone.0225912

Abstract, Hyperglycemia is a hallmark of diabetes, which is associated with protein glycation and misfolding, impaired cell metabolism and altered signaling pathways result in endoplasmic reticulum stress (ERS). We previously showed that L-lysine (Lys) inhibits the nonenzymatic glycation of proteins, and protects diabetic rats and type 2 diabetic patients against diabetic complications. Here, we studied some molecular aspects of the Lys protective role in high glucose (HG)-induced toxicity in C2C12 myotubes and 3T3-L1 adipocytes. C2C12 and 3T3-L1 cell lines were differentiated into myotubes and adipocytes, respectively. Then, they were incubated with normal or high glucose (HG) concentrations in the absence/presence of Lys (1 mM). To investigate the role of HG and/or Lys on cell apoptosis, oxidative status, unfolded protein response (UPR) and autophagy, we used the MTT assay and flow cytometry, spectrophotometry and fluorometry, RT-PCR and Western blotting, respectively. In both cell lines, HG significantly reduced cell viability and induced apoptosis, accompanying with the significant increase in reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO). Furthermore, the spliced form of X-box binding protein 1 (XBP1), at both mRNA and protein levels, the phosphorylated eukaryotic translation initiation factor 2α (p-eIf2α), and the Light chain 3 (LC3)II/LC3I ratio was also significantly increased. Lys alone had no significant effects on most of these parameters; but, treatment with HG plus Lys returned them all to, or close to, the normal values. The results indicated the protective role of Lys against glucotoxicity induced by HG in C2C12 myotubes and 3T3-L1 adipocytes.

(3)  Hayamizu K, Oshima I, Fukuda Z, Kuramochi Y, Nagai Y, Izumo N, Nakano M. Safety assessment of L-lysine oral intake: a systematic review.  Amino Acids. 2019 Apr;51(4):647-659. doi: 10.1007/s00726-019-02697-3.

Abstract. Currently, the use of amino acids in supplements and functional foods is increasing globally. However, there are no guidelines for the upper limit of ingestion for the safe use of these amino acids. Safety evaluation of chemical substances is generally performed through non-clinical and clinical studies. However, amino acids that have these safety data are limited. Therefore, we used a systematic review approach for evaluating the safety of amino acids. In the present study, we evaluated the safety of L-lysine added to an ordinary diet in humans. Using PubMed, Cochrane Library, Ichushi Web, and EBSCOhost as search databases, we comprehensively searched human studies on oral ingestion of L-lysine. Ultimately, 71 studies were selected for evaluation. Of these, 12 studies were of relatively high quality with Jadad scores ≥ 3. The dose range of L-lysine in the selected studies was 16.8-17,500 mg/day, and the range of dosing period was 1-1095 days. The observed adverse events were mainly subjective symptoms related to the gastrointestinal tract such as nausea, stomachache, and diarrhea. The provisional no-observed-adverse-effect level obtained based on these gastrointestinal symptoms was 6000 mg/person/day. Integrated analysis of the risk for developing gastrointestinal symptoms revealed that the risk ratio was 1.02 (95% CI, 0.96-1.07; p = 0.49); thus, no significant increase was observed. (UMIN000028914).

(4) Ghilini F, Rodríguez González MC, Miñán AG, Pissinis D, Creus AH, Salvarezza RC, Schilardi PL.  Highly Stabilized Nanoparticles on Poly-l-Lysine-Coated Oxidized Metals: A Versatile Platform with Enhanced Antimicrobial Activity.  ACS Appl Mater Interfaces. 2018 Jul 18;10(28):23657-23666. doi: 10.1021/acsami.8b07529.

Abstract. The increasing incidence of infections in implantable devices has encouraged the search for biocompatible antimicrobial surfaces. To inhibit the bacterial adhesion and proliferation on biomaterials, several surface functionalization strategies have been developed. However, most of these strategies lead to bacteriostatic effect and only few of these are able to reach the bactericidal condition. In this work, bactericidal surfaces were designed through the functionalization of titanium surfaces with poly-l-lysine (PLL) as the mediator for the incorporation of antimicrobial silver nanoparticles (AgNPs). This functionalization influences the adsorption of the particles on the substrate impeding the agglomeration observed when bare titanium surfaces are used, leading to a homogeneous distribution of AgNPs on the surfaces. The antimicrobial activity of this surface has been tested against two different strains, namely, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. For both strains and different AgNPs sizes, the surface modified with PLL and AgNPs shows a much enhanced antimicrobial activity in comparison with AgNPs deposited on bare titanium. This enhanced antibacterial activity is high enough to reach bactericidal effect, a condition hard to achieve in antimicrobial surfaces. Importantly, the designed surfaces are able to decrease the bacterial viability more than 5 orders with respect to the initial bacterial inoculum. That means that a relative low load of AgNPs on the PLL-modified titanium surfaces reaches 99.999% bacterial death after 24 h. The results of the present study are important to avoid infections in indwelling materials by reinforcing the preventive antibiotic therapy usually dosed throughout the surgical procedure and during the postoperative period.

(5) Naghadeh HT, Sharifi Z, Soleimani S, Jamaat ZPM, Ferdowsi S.  Efficacy of ε-Poly-L-lysine as an Antibacterial Additive for Platelets Stored at Room Temperature.  Iran J Med Sci. 2017 Sep;42(5):509-511.