Роль глутаминовой кислоты в организме

Глутаминовая кислота. Свойства, особенности, сфера применения

Роль глутаминовой кислоты в организме

/ Статьи / Глутаминовая кислота
Глутаминовая кислота, статья из раздела: Аминокислоты и их производные

Глутаминовая кислота (глутамат) 

CAS номер: 56-86-0
Брутто формула: C5H9NO4
Внешний вид: порошок белого цвета
Химическое название и синонимы: L-Glutamic acid, L(+)-Glutamic acid; 2-Aminoglutaric acid
Физико-химические свойства: Молекулярная масса: 147.13 г/моль Плотность 1,538 Температура плавления 205 ºC альфа 32 º (с = 10,2 н. HCl) Растворимость в воде 7,5 г / л (20 ºC). Очень плохо растворяется в холодной воде. Опасные продукты разложения, образующиеся в условиях горения – оксиды углерода, оксиды азота (NOx). Субстанция стабильна при соблюдении рекомендуемых условий хранения. Хранить в плотно закрытой таре, хранящейся в прохладном, сухом, проветриваемом помещении. Защищать от физического повреждения. Защищать от замерзания.

Описание:

Глутаминовая кислота (или соль глутаминовой кислоты – глутамат) является условно незаменимой алифатической (не имеющая в структуре ароматических связей) аминокислотой. Глутамат используется организмом для создания белков.

Глутамат является наиболее распространенным возбуждающим (стимулирующим) нейротрансмиттером в центральной нервной системе, а также является метаболическим промежуточным продуктом в цикле Кребса, и соединение, которое может участвовать в устранении токсичного аммиака из организма.

Когда глютаминовая кислота объединяется с аммиаком, отходы метаболизма превращаются в глютамин. Глутаминовая кислота осуществляет решающую роль в поддержании сбалансированного соотношения кислотно-щелочных компонентов.

Присутствует в организме в достаточно большом количестве (до 25%) в составе белков и различных химических веществ, а также в несвязанном свободном состоянии.

Глутаминовая кислота может быть синтезирована из оксоглутаровой кислоты, образующейся при метаболизме углеводов и биосинтезируется из ряда аминокислот, включая орнитин и аргинин.

В нормальном здоровом организме глутаминовая кислота вырабатывается в достаточном количестве, но с возрастом и при наличии различных патологий у человека, ее уровень может снизиться. В таком случае необходимо ее дополнительное потребление, возможно в виде пищевых добавок.

Глутаминовая кислота также является предшественником ГАМК, важного нейротрансмиттера в центральной нервной системе. Глутаминовая кислота помогает транспортировать калий в спинномозговую жидкость и сама является возбуждающим нейротрансмиттером.

Богатыми источниками глутаминовой кислоты являются соя, мясо, птица, рыба, яйца и молочные продукты (особенно сыр). Но также ее много и в растительной пище – зеленый горошек, свекла, кукуруза, морковь, лук, шпинат и др.

Применение:

Соль мононатриевый глутамат (MSG) является обычной пищевой добавкой и усилителем вкуса, который широко распространен в пищевой промышленности. Глутаминовую кислоту часто используют как компонент при производстве спортивного питания и БАДов. Также глутаминовую кислоту используют в медицине при нарушении работы нервной системы.

Например, глутаминовая кислота применялась для лечения умственной отсталости, эпилепсии, болезни Паркинсона, мышечной дистрофии и алкоголизма. Перорально глютамин используется для уменьшения осложнений, связанных с серповидноклеточной анемией, и для синдрома короткой кишки у пациентов, получающих нутритивную поддержку в сочетании с рекомбинантным гормоном роста человека.

Он также используется при депрессии, раздражительности, беспокойстве, бессоннице, диарее, болезни Крона, муковисцидозе, повышении физической активности и восстановлении после ожогов.

Глютамин также используется перорально для истощения ВИЧ, нарушения кишечной проницаемости у людей с ВИЧ, мукозита, вызванного химиотерапией, химиотерапии или антиретровирусной диареи, нейропатии или лимфоцитопении, вызванной химиотерапией, диабетических язв стопы, пролежней и язв, а также для защиты иммунной системы и кишечника, и выполняет барьерную функцию у людей с раком пищевода, проходящих радиохимиотерапию. Он также используется для снижения веса, синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), цистинурии, язвенной болезни, язвенного колита, панкреатита, мышечной дистрофии, улучшения восстановления после трансплантации костного мозга, а также для поддержки опиатной или алкогольной абстиненции. Он также используется перорально в качестве энтерального питания для предотвращения заболеваемости у пациентов с травмами, предотвращения инфекционных осложнений у критически больных пациентов, а также для лечения миалгии и артралгии, вызванной паклитакселом. У недоношенных детей или детей с низким весом при рождении глютамин используется для снижения заболеваемости и смертности.

Внутривенно глютамин вводят для улучшения восстановления после операции или ожогов, а также после трансплантации костного мозга. Он также используется для предотвращения вызванного химиотерапией мукозита и снижения заболеваемости, связанной с критическими заболеваниями. У недоношенных детей или детей с низким весом при рождении глютамин используется для снижения заболеваемости и смертности.

Еще L-глутаминовая кислота используется в клеточной культуре как компонент раствора незаменимых аминокислот MEM. L-глутаминовая кислота была использована в качестве источника азота в культуре Aspergillus fumigatus NRRL 2436 для производства фумагиллина.

Получение: 

Способ получения L-глутаминовой кислоты биохимическим путем включает использование пирролидонкарбоновой кислоты в качестве сырья. Пирролидонкарбоновую кислоту (далее сокращенно обозначаемую как PCA) получают посредством органического синтеза, экстракции из природных материалов, внутримолекулярной реакции дегидратации глутаминовой кислоты и так далее.

Было известно, что L-глутаминовая кислота, которая получается путем гидролитического превращения PCA, является коммерчески полезной. Однако в соответствии с обычным способом L-PCA превращается в L-глутаминовую кислоту, а D-PCA превращается в D-глутаминовую кислоту, а DL-PCA превращается в DL-глутаминовую кислоту соответственно.

Соответственно, чтобы получить L-глутаминовую кислоту из D-PCA или DL-PCA, необходим другой процесс, такой как оптическое разрешение или рацемизация, помимо процесса конверсии.

И достигается это путем контактирования D-PCA и / или DL-PCA с микроорганизмом в качестве ферментативного агента в водной среде, имеющей диапазон pH -10 в присутствии воздуха и в диапазоне температур 25- 60 с.

Предполагается, что как реакции гидролиза, так и оптическая рацемизация происходят одновременно во время этой биохимической реакции, согласно которой L-глутаминовая кислота получена из D-PCA и / или DL-PCA. Хотя подробный механизм с научной точки зрения еще не понят, фактом является то, что только L-глутаминовая кислота образуется без каких-либо следов D-глутаминовой кислоты.

Кроме того, L-глутаминовая кислота, конечно, легко образуется из L-PCA, когда она существует в реакционной системе.

Большинство микроорганизмов, используемых в данном способе, представляют собой штаммы, принадлежащие к семейству Achromobacteriaceae, Micrococcaceae, Brevibacteriaceae, Corynebacteriaceae, Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Bacillaceae, Rhizobiceae, и их можно легко получить в природе и из культур. Однако любой микроорганизм, который может метаболизировать D-PCA в L-глутаминовую кислоту, может быть использован , даже если он не принадлежит ни к одному из этих семейств. (Данный метод принадлежит исследователям Yoshio Kawai, Zushi-shi, Teijiro Uernura and Yasuo Kawai, Tokyo, and Shinji Olrumura, Yokohama, Japan, assignors to Sanko Co., Inc., Kanagawa-lren, Japan, a corporation or Japan No Drawing).

Действие на организм: 

L-глутаминовая кислота (L-GA) физиологически существует в виде глутамата. Глутамат играет важную роль в метаболизме аминокислот и, следовательно, в поддержании баланса азота в тело. Глутамат является хорошо известным возбуждающим нейромедиатором в центральной нервной системе.

Существуют убедительные доказательства защитной активности L-GA и α-кетоглутарата при винкристин-индуцированной нейротоксичности. Возможная иммуномодулирующая роль L-глютамина может быть объяснена несколькими способами. L-глютамин, по-видимому, играет главную роль в защите целостности желудочно-кишечного тракта и, в частности, толстой кишки.

Во время катаболических состояний целостность слизистой оболочки кишечника может быть нарушена с последующей повышенной кишечной проницаемостью и перемещением грамотрицательных бактерий из толстой кишки в организм. Потребность в L-глютамине в кишечнике, а также в клетках, таких как лимфоциты, по-видимому, намного выше, чем в скелетных мышцах, основной ткани для хранения L-глютамина.

L-глютамин является предпочтительным топливом для энтероцитов, колоноцитов и лимфоцитов. Следовательно, добавление L-глютамина в этих условиях может сделать несколько вещей. С одной стороны, он может обратить катаболическое состояние, щадя L-глютамин скелетных мышц. Это также может препятствовать транслокации грамотрицательных бактерий из толстой кишки.

L-глютамин помогает поддерживать секреторный IgA, который функционирует главным образом за счет предотвращения прикрепления бактерий к клеткам слизистой оболочки. L-глютамин, по-видимому, необходим для поддержки пролиферации митоген-стимулированных лимфоцитов, а также продукции интерлейкина-2 (IL-2) и интерферона-гамма (IFN-гамма).

Он также необходим для поддержания активированных лимфокинами клеток-киллеров (ЛАК). L-глютамин может усиливать фагоцитоз нейтрофилов и моноцитов. Это может привести к усилению синтеза глутатиона в кишечнике, что также может играть роль в поддержании целостности слизистой оболочки кишечника путем уменьшения окислительного стресса.

Точный механизм возможного иммуномодулирующего действия дополнительного L-глютамина, однако, остается неясным. Вполне возможно, что основной эффект L-глутамина происходит на уровне кишечника. Возможно, энтеральный L-глутамин действует непосредственно на лимфоидную ткань, связанную с кишечником, и стимулирует общую иммунную функцию с помощью этого механизма,

Токсикологические данные:

Острая токсичность. LD50 при оральном применении – крыса -> 30 000 мг / кг.

Источник: //biopax.ru/articles/glutaminovaya_kislota/

Роль глутаминовой кислоты в организме

Роль глутаминовой кислоты в организме

Глутаминовая кислота выделена из белка в 70-х годах XIX в. По химической структуре она является моноаминодикарбоновой кислотой.

Представляет собой белый порошок без запаха, со специфическим вкусом. Почти полностью всасывается в организме в течение 1-го часа при подкожном введении (93%) и меньше — при пероральном (78%). С мочой выводится в неизмененном виде 4,2—7% введенной дозы. Глутаминовая кислота заменима.

Она синтезируется при переаминировании между а-кетоглутаровой кислотой и большинством аминокислот, образующихся при распаде белков (аланин, аспарагиновая кислота, орнитин, лейцин, изолейцин, валин, тирозин и фенилаланин).

Кроме того, глутаминовая кислота образуется при восстановительном аминировании, также непосредственно из пролина, гистидина, глутамина, орнитина и аргинина (Krebs). Усвоение организмом различных соединений глутаминовой кислоты связано со степенью ее растворимости.

Хуже всего усваивается свободная глутаминовая кислота (19,6%), лучше — ее соли: натриевая и особенно кальциевая и магниевая (70,2 и 65,3 %), обладающие большой растворимостью.

Глутаминовая кислота входит в состав пищевых продуктов. В большом количестве она содержится в пшенице, кукурузе, молоке, яйцах, мясе. В животном организме глутаминовой кислотой наиболее богат мозг, сердечная мышца и кровь.

Глутаминовая кислота тесно связана с белковым, углеводным, жировым и другими видами обмена веществ.

Более 20% белкового азота представлено глутаминовой кислотой, ее амидом, 60% углерода глутаминовой кислоты может включаться в гликоген, 20—30% — в жирные кислоты.

Роль глутаминовой кислоты в обмене белков: она служит предшественником при синтезе биологически активных соединений, непосредственно или обеспечивая синтез незаменимых аминокислот. При введении глутаминовой кислоты устанавливается необходимое равновесие аминокислот, при котором наиболее эффективно осуществляется синтез белков и их использование.

Глутаминовая кислота связывает токсические продукты обмена в мозговой ткани. Это — единственная аминокислота, которая окисляется в тканях большого мозга и служит энергетическим источником -для деятельности нейронов. Она участвует в синтезе ацетилхолина.

При этом глутаминовая кислота претерпевает обратимое превращение в глутамин при участии фермента — тканевой глутаминазы, связывая образующийся аммиак.

Указанными свойствами глутаминовой кислоты объясняют ее благоприятное действие при некоторых заболеваниях ЦНС.

Глутаминовая кислота участвует в реакциях энергетического обмена. Об этом свидетельствует локализация значительного количества ее в митохондриях, а также способность последних активно окислять и воспроизводить глутамат.

Включение глутаминовой кислоты в энергетический обмен осуществляется в основном путем переаминирования ее в а-кетоглутаровую кислоту с участием амино-трансфераз, коферментом для которых служит пиридоксальфосфат.

Возможно также включение ее в цикл Кребса путем окислительного дезаминирования, катализируемого глутаматдегидрогеназой.

В свежевыделенных митохондриях до 90% глутамата переаминируется в аспарагиновую кислоту и лишь 10% подвергается окислительному дезаминированию.

Большое значение имеет реакция декарбоксилирования глутаминовой кислоты, катализируемая глутаматдекарбоксилазой (ГДК).

При этом глутаминовая кислота превращается в ГАМК, последняя подвергается переаминированию под действием у-аминобутират-аминотрансфе разы и превращается в янтарный полуальдегид, который в аэробных условиях может окислиться до янтарной кислоты.

В случае высокой редукционной способности пиридиннуклеотидов янтарный полуальдегид обратимо восстанавливается в v-оксимасляную кислоту. ГАМК, янтарный полуальдегид и у-оксимасляная кислота играют большую роль в регулировании функциональной активности ЦНС.

Глутаминовая кислота занимает место на стыке пластического и энергетического обменов, что позволяет ей вступать в определенные метаболические превращения.

Этим объясняется способность глутаминовой кислоты оказывать влияние на многие стороны обмена веществ, особенно при патологических состояниях организма.

Глутаминовая кислота может влиять на обмен веществ, функции органов и систем не только непосредственно (включаясь в тканевые обменные процессы), но и опосредованно.

Велико значение глутаматов как одного из важных компонентов антиокислительной системы клеток, препятствующей индукции перекисного окисления липидов.

Роль глутаминовой кислоты в метаболизме большого мозга определяет участие нервной системы в механизме ее действия.

Глутаминовая кислота относится к числу центральных метаболитов нервной системы, она образуется в мозге и может проникать через гемато-энцефалический барьер. Концентрация глутаминовой кислоты в мозге в 80 раз выше, чем в крови.

Глутаминовая кислота является возбуждающим медиатором, кроме того, она оказывает детоксирующее влияние на нейроны путем обезвреживания аммиака с образованием глутамина.

Возникли вопросы или что-то непонятно? Спросите у редактора статьи – здесь.

Глутаминовая кислота, ее метаболиты имеют важное значение для гипоталамо-гипофизарной регуляции. Стимулирующее действие глутаминовой кислоты на активность системы гипофиз — корковое вещество надпочечных желез установлено в экспериментах.

Удаление надпочечных желез у крыс сопровождается разобщением дыхания и окислительного фосфорилирования. Введение глутаминовой кислоты адреналэктомированным животным способствует нормализации этих процессов и повышает коэффициент P/О почти до нормы.

В условиях гипоксии после удаления обеих надпочечных желез глутаминовая кислота лишь в малой степени стимулирует дыхание и окислительное фосфорилирование.

Это расценивается авторами как доказательство опосредованного влияния глутаминовой кислоты на функциональное состояние митохондрий через гипофиз-адреналовую систему.

Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.

Источник: //surgeryzone.net/bioximiya/rol-glutaminovoj-kisloty-v-organizme.html

Глутамин

Роль глутаминовой кислоты в организме

Глутамин – одна из важных аминокислот, содержащихся в организме. И хотя человек способен самостоятельно производить ее, но ослабленная иммунная система и нервные расстройства могут повысить суточные потребности. В таких случаях важно позаботиться о дополнительных источниках вещества.

Общая характеристика

В человеческом организме глутамин является довольно распространенной аминокислотой – составляет почти 20% от общего количество веществ группы. Более 60% мышц тела созданы из этой аминокислоты. А учитывая, что 19% от ее состава – азот, являться главным поставщиком азотных соединений.

Наше тело использует глутамин для создания белков, так называемых аминосахаров, которые, в свою очередь, необходимы для поддержания костей и суставов. Также важен для производства антиоксиданта глутатиона.

Доказано, что глутамин положительно влияет на процесс роста, поддерживает иммунную систему. А способность благотворно влиять на мышечную ткань делает его чрезвычайно популярной добавкой к спортивному питанию среди культуристов.

Также «талант» этой аминокислоты удерживать влагу в тканях используется бодибилдерами для поддержания объемов и рельефа мускулатуры. К тому же, глутамин предотвращает мышечный катаболизм и помогает более быстрому восстановлению организма во время сна.

Обладая антиокислительными свойствами, глутамин защищает человека от свободных радикалов, а также предотвращает дегенеративные неврологические заболевания, в частности, Альцгеймера и Паркинсона.

Когда же организм подвергается атакам инфекций или восстанавливается после травм, концентрация глутамина снижается почти в 2 раза, вызывая сильную слабость.

Глутамин и глутаминовая кислота: в чем разница

Воздействуя на нервную систему, глутамин способен преобразовываться в нейтротрансмиттер глутаминовую кислоту, а затем, при надобности, – снова в глутамин. Но несмотря на схожесть названий, важно понимать разницу между этими двумя аминокислотами.

Глутамин – аминокислота, максимальная концентрация которой содержится в головном и спинном мозге, плазме, а также в жидкой части мускулатуры.

Это вещество регулирует баланс щелочи и кислот, способствует выработке новых клеток, тем самым предотвращает раннее старение. При нехватке глутамина ткани разрушаются, а организм начинает черпать протеины из мускулатуры.

Глутаминовая кислота – нейромедиаторная аминокислота, принадлежащая к классу заменимых. Она отвечает за передачу нервных импульсов, влияет на работу центральной нервной системы.

Обладает психостимулирующими и возбуждающими свойствами.

Если возникает потребность поддержать, восстановить физические силы, нарастить мышцы, тогда следует вводить в рацион глутамин, а для психического здоровья важна глутаминовая кислота.

…рак

Бытует мнение, что глутамин обладает противораковыми свойствами. Клинические опыты показали, что прием аминокислоты в виде добавки может замедлить рост опухоли и значительно улучшить обмен веществ. Кроме того, глутамин ускоряет обновление клеток и усиливает иммунитет, что имеет особое значение после химиотерапии, а также для людей с лучевой болезнью.

Меж тем, иная группа ученых отстаивает полностью противоположное мнение. Они полагают, что глутамин наоборот стимулирует рост опухолей, поэтому людям с онкоболезнями, а также лицам из группы риска рекомендуют избегать глутамин. Аналогичная рекомендация существует и для людей с больными почками.

…иммунная система

Иммунную систему человеческого организма можно сравнить с движущимся автомобилем: она, как и машина, постоянно нуждается в топливе. И глутамин как раз таки выступает элементом, поставляющим это топливо иммунитету.

Стрессы, повышенная физическая активность, некоторые болезни, операции и травмы могут спровоцировать выработку гормона кортизола в чрезмерном количестве. А избыток кортизола истощает запасы глутамина.

Нехватка аминокислоты в свою очередь сказывается на работоспособности лимфоцитов, от которых зависит функциональность иммунной системы.

Исследования доказывают, что поддержание этой полезной аминокислоты в необходимом количестве укрепляет иммунную систему, предотвращает ряд болезней, помогает быстрому заживлению ран и даже снижает риск смерти в критических состояниях.

…пищеварительная система

Также это вещество является полезным для людей с заболеваниями кишечника, поскольку помогает защитить слизистую оболочку пищеварительного тракта и восстановить ее целостность. Аутоиммунные заболевания кишечника, такие как болезнь Крона, практически всегда влияют на эффективность использования витаминов и полезных веществ, полученных с едой.

Глутамин (в расчете 0,5 г на 1 кг веса) способен откорректировать проницаемость стенок кишечника (когда пищевые частицы, вместо того, чтобы оставаться внутри пищеварительного тракта, просачиваются через стенки и попадают в кровоток), тем самым улучшить функционирование всего организма.

Помимо этого глутамин положительно воздействует при язве, диарее, уменьшает риск возникновения рака желудка.

Другие преимущества глутамина:

  • предотвращает распад мышц;
  • поддерживает объем клеток (за счет сохранения влаги);
  • ускоряет восстановление кожных покровов после ожогов или других повреждений;
  • ускоряет выработку гормона роста (исследования показали, что ежедневное употребление по 2 г глутамина ускоряет рост в 4 раза);
  • способствует заживлению язв (прием 1,5 г вещества на протяжении 4 недель ускоряет заживление на 90 процентов);
  • в роли нейромедиатора, улучшает память и концентрацию;
  • восстанавливает выносливость после упражнений;
  • способствует детоксикации на уровне клеток;
  • снижает тягу к сладкому и алкоголю.

Суточная норма

Существуют разные теории по поводу того, в какое время суток лучше принимать глутамин. Большинство ученых сходятся во мнении, что идеальными для приема препарата являются утро и вечер. Употребление по 5 г вещества дважды в сутки значительно укрепит иммунную систему. Бодибилдеры, чья цель в построении мышечной массы, могут увеличить эту дозу в 2 раза.

Опасности дефицита

Концентрация глутамина в крови превышает количество любой другой аминокислоты (примерно 500-900 микромоль на литр крови), а его дефицит может проявиться серьезными последствиями для здоровья.

Недостаток аминокислоты, как правило, диагностируется у людей с нарушенным обменом веществ. Также резкому снижению уровня вещества в теле способствуют тяжелые травмы, ожоги, хирургические операции. Даже незначительные инфекции в организме могут привести к быстрому истощению запасов глутамина.

Регулярный недостаток вещества чреват нарушениями работы иммунной системы. Кроме того, резко снизится способность организма поглощать витамины и другие питательные вещества. Таким образом, недостаток глутамина – это тотальный аминокислотный дисбаланс, склонность к болезням и дефицит многих полезных элементов. При таких обстоятельствах стоит подумать о приеме вещества в виде биодобавок.

Побочные действия

Неправильное потребление биодобавок, содержащих глутамин, может вызвать неприятные последствия. Среди наиболее частых побочных эффектов – отеки, тошнота, рвота, метеоризм, боли в желудке, запоры, сухость во рту. Есть информация и о депрессивных состояниях, аллергической сыпи, бессоннице и болях в мышцах, вызванных передозировкой глутамина.

Пищевые источники

Рекомендуемая минимальна доза глутамина – примерно 10 г в день.

Но при некоторых обстоятельствах эта норма может быть увеличена. Больше всего аминокислоты необходимо спортсменам (особенно во время соревнований), людям с болезнями почек или печени, во время химиотерапии.

Лица из этих категорий могут принимать даже по 40 г вещества в сутки. В таких случаях прибегают к пищевым добавкам, так как обеспечить столь высокую дозу аминокислоты исключительно из продуктов питания практически невозможно.

Меж тем, здоровым людям будет достаточно пищевых источников глутамина.

Выбирая продукты, богатые аминокислотой, стоит учитывать, что она быстро разрушается под воздействием высокой температуры. Также теряет свои способности, если продукты хранить под прямыми солнечными лучами.

Как уже отмечалось, организм способен самостоятельно синтезировать глутамин, но если этого мало, важно позаботиться о правильном рационе. Глутамин можно получить из протеиновой пищи животного происхождения. Больше всего запасов в мясе и молочной продукции.

Среди растительной пищи предпочтения отдавать фасоли, сырому шпинату, петрушке, капусте. Пополнить запасы вещества можно из бульонов, пекинской капусты, творога, спаржи, брокколи, рыбы, оленины, индейки. Разные виды сыров и творог являются одними из наилучших источников глутамина.

Немного меньше вещества есть в молоке и йогуртах. Некоторые запасы найдены в овощных соках.

Глутамин – универсальная аминокислота. При ее недостатке иммунитет ослабевает и возникают проблемы с пищеварением. От ее концентрации в организме зависит качество производства антиоксиданта глутатиона и уровень защиты от свободных радикалов. Это вещество, бесспорно, важный компонент питания бодибилдеров.

Но и не менее важен глутамин для обычных людей. Желаете отрегулировать обмен веществ? Страдаете болезнями ЖКТ? Есть необходимость укрепить иммунную систему? Все эти проблемы легко решить с помощью аминокислоты.

А если ко всему прочему она должна помочь нарастить мышцы, глутамин должен стать частью ежедневного рациона.

Источники

  1. Огнев С. И. – Аминокислоты, пептиды и белки / С. И. Огнев. – М.: Высшая школа, 2005. – 365 с.
  2. Лысиков Ю. А. – Аминокислоты в питании человека / Ю. А. Лысиков // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2012. – №2. – С. 88-105

Извозчикова Нина Владиславовна

Специальность: инфекционист, гастроэнтеролог, пульмонолог.

Общий стаж: 35 лет.

Образование: 1975-1982, 1ММИ, сан-гиг, высшая квалификация, врач-инфекционист.

Научная степень: врач высшей категории, кандидат медицинских наук.

Повышение квалификации:

  1. Инфекционные болезни.
  2. Паразитарные заболевания.
  3. Неотложные состояния.
  4. ВИЧ.

Источник: //FoodandHealth.ru/komponenty-pitaniya/glutamin/

Функции глутамата и глутамина: метаболизм

Роль глутаминовой кислоты в организме

Начало здесь: //zaryad-zhizni.ru/svoystva-glutaminovoy-kislotyi/

Глутаминовая кислота и глутамин находятся в центре всех видов обмена, сопрягая белковый, углеводный и жировой обмен, а также обмен нуклеиновых кислот и биогенных аминов. Глутаминовая кислота и ее амид обеспечивают 20% белкового азота, 60% ее углерода идет на построение гликогена, а 20-30% — жирных кислот.

            В организме они выполняют следующие функции:

  1. Структурная – входит в состав практически всех белков
  2. Биосинтетическая:
  • Участвует в синтезе аминокислот
  • участвует в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований – соединений, формирующих информационные матрицы ДНК и РНК
  • Является предшественником гистамина, серотонина, ацетилхолина, ГАМК, фолиевой кислоты, парааминобензойной кислоты
  1. Энергетическая:
    • при распаде образуется α – кетоглуторат, который сгорает с образованием энергии
    • Участвует в синтезе высокоэнергетических веществ
    • Обеспечивает энергией нервные клетки головного мозга
    • Усиливает сокращения мышечных волокон
  2. Является депо аминных групп
  3. Транспортная
  • Переносит аминные группы по организму
  • Способствует продвижению ионов калия и кальция внутрь клетки
  1. Антитоксическая: участвует в обезвреживании аммиака
  2. Является нейромедиатором
  3. Иммунная активность
  4. Стимулятор деятельности желудочно-кишечного тракта

Структурная и биосинтетическая функция

Глутаминовая кислота входит в состав практически всех белков организма человека, причем в некоторых она составляет существенную часть.

В инсулине – гормоне поджелудочной железы – она составляет 21% от всех аминокислот, в белках мышечной ткани: актине – 15%, миозине – 22%, много глутаминовой кислоты и в белках сердечной мышцы.

 Дикарбоновые аминокислоты – глутаминовая и аспарагиновая – определяют продолжительность жизни белковой молекулы.

Глутаминовая кислота улучшает питание кожи, делает ее гладкой и упругой за счет стимуляции микроциркуляции крови. Она способствует сохранению естественного цвета волос, ее дополнительное потребление рекомендуется с целью профилактики ранней седины, а также для восстановления утраченного пигмента.

Глутамин образовывается из глутаминовой кислоты присоединением к ней аммиака, кроме того он может синтезироваться в организме из валина и изолейцина – незаменимых аминокислот.

При повышенном распаде белков глутамин сам становится незаменимой аминокислотой, ибо потребность в нем перекрывает синтез. Он стабилизирует уровень жидкости внутри клеток и поддерживает образование аминокислот из субстратов, делясь с ними аминной головой.

Во внеклеточной жидкости глутамин составляет 25%, а в скелетных мышцах – 60% фонда свободных аминокислот.

Глутаминовая кислота и глутамин являются сырьем для производства следующих необходимых для организма ништяков:

  • Все заменимые аминокислоты, а также частично заменимые гистидин и аргинин
  • Глюкоза
  • Нуклеиновые кислоты – кирпичики информационной матрицы организма
  • Фолиевая кислота – витаминоподобное вещество
  • ГАМК – тормозный нейромедиатор
  • ц-АМФ (циклический аденозин монофосфат) и ц-ГМФ (циклический гуанин монофосфат) – посредники в передаче гормональных и нейромедиаторных сигналов
  • НАД и НАДФ – ферменты дыхательной цепи
  • Серотонин, ацетилхолин – нейромедиаторы, передающие сигналы по нервным клеткам
  • парааминобензойная кислота – витаминоподобное вещество

Попадая в желудочно-кишечный тракт, белки распадаются на аминокислоты, которые поступают в кровеносную систему и транспортируются в печень. В печени находится большая биохимическая фабрика. Для начала аминный азот всех аминокислот собирается в едином банке, и этим банком выступает глутаминовая кислота.

Она синтезируется путем переноса аминной головы на α- кетоглуторат. Процесс называется реакцией трансаминирования и идет с непосредственным участием пиридоксальфосфата (витамина В 6), который бережно принимает аминные головы и передает их на α- кетоглуторат, синтезируя глутамат. Интересный вопрос: откуда берется α- кетоглуторат? Ответ: из глюкозы.

Это один из продуктов ее трансформации в процессе получения энергии.

 В печени и почках имеются ферменты  прямого синтеза глутаминовой кислоты, в других органах и тканях их нет.

Из печени и почек глутаминовая кислота по кровеносному руслу отправляется к месту работы, и активно накапливается в скелетной мускулатуре, сердечной мышце, головном мозге.

Так как в этих тканях идет активная работа с выделением большого количества аммиака, глутамат превращается в глутамин, который ценен сам по себе, ибо из него синтезируется много чего нужного.

Глутаминовая кислота, поступающая с пищей, всасывается в кишечнике в неизмененном виде, а из крови быстро переходит в различные ткани, однако она плохо преодолевает гематоэнцефалический барьер.

 Глутамин связывает белковый и углеводный обмен: во время голодания или интенсивной мышечной работы, он поступает из мышечной ткани в кровь, чтобы превратиться в глюкозу и гликоген. Избыточная глюкоза – увы и ах! – превратится в жир, а вот обратно – превратить жир в глюкозу\или аминокислоту – не получится. Так мы устроены.

Синтез глюкозы идет через превращение глутамата в аланин, при этом выделяется α- кетоглуторат, который, поймав аммиак,  вновь обернется глутаминовой кислотой. Из глюкозы при необходимости организм может образовать α- кетоглуторат, который потом пойдет на производство глутамата, если не сгорит в энергетической топке.

Молочная кислота (лактат) – продукт неполного сгорания глюкозы при физической нагрузке. Именно она ответственна за мышечное утомление и послетренировочные боли.

Прием глутаминовой кислоты сразу после физической нагрузки поможет утилизировать молочную кислоту, что снизит утомление и предотвратит мышечные боли.

Заодно, глутамат свяжет токсический аммиак, который всегда образуется в процессе нагрузки и даст дополнительную энергию.

 Глутамин называют «стрессовой» аминокислотой. При любых критических состояниях, в т.ч. длительном голодании, интенсивных физических нагрузках, травмах, в т.ч. хирургических, инфекциях и др. баланс между продукцией и потреблением глутамата нарушается.

Глутамин мобилизуется из мышечной ткани для обеспечения повышенной потребности в энергии тканей кишечника, почек, иммунных клеток. В результате мышцы теряют до 50% глутамина даже при усиленном питании. Степень и длительность дефицита глутамина зависит от тяжести заболевания. Не удивительно, что при выздоровлении человек ощущает упадок сил.

Это не лень, а недостаток аминокислоты в организме, которую необходимо восполнить с питанием.

Глутаминовая кислота устанавливает необходимое равновесие аминокислот, выступая субстратом для синтеза недостающих соединений, при этом синтез белков и их использование осуществляется наиболее эффективным образом. Если с пищей организм недополучает каких-то заменимых аминокислот, они изготавливаются из глутамина.

Но на этом его роль не заканчивается: он активно участвует в перераспределении азота в организме: если в каком-то органе в связи с болезнью или высокой нагрузкой не хватает белка, организм изымает аминокислоты из одних органов и направляет их туда, где их мало.

В первую очередь дефицитную дыру затыкают транспортные белки крови, но если их не хватают начинается распад белков внутренних органов: селезенки, кишечника, печени, почек. Белки сердца и головного мозга не тратятся никогда, ибо это чревато.

При высокой физической нагрузке с одновременным ограничением белкового питания белки внутренних органов начинают расходоваться на построение скелетных мышц и сердца, что может привести к заболеванию печени и почек. Отсюда вывод: если хочешь быть здоров, физические нагрузки должны компенсироваться достаточным количеством белка в рационе.

Она придает специфический вкус и запах мясу. Воздействуя на вкусовые и обонятельные рецепторы, она стимулирует выработку желудочного сока и выброс ферментов поджелудочной железы, а также секрецию гормонов инсулина и глюкагона.

Роль дикарбоновых кислот – глутаминовой и аспарагиновой – в интеграции белкового обмена была открыта советскими учеными – биохимиками А.Е. Браунштейном и С.Р. Мардашевым. Помним и гордимся!

Продолжение здесь: Функции глутамата и глутамина: биосинтез

Источник: //zaryad-zhizni.ru/funktsii-glutamata-i-glutamina-metabolizm/

Глютаминовая кислота

Роль глутаминовой кислоты в организме

Глютаминовая (иначе – глутаминовая) кислота(Glutaminic acid) – заменимая нейромедиаторная аминокислота. Является возбуждающим нейротрансмиттером в центральной нервной системе, стимулирующая передачу возбуждения в синапсах. Это самый распространенный нейромедиатор в спинном и головном мозге.

Впервые глутаминовая кислота была выделена в 1866 году из глютена (пшеничной клейковины) немецким ученым Карлом Ритхаузеном. Химическая структура аминокислоты была определена в 1890 году. В медицинской среде вместо громоздкого полного обозначения соединения принято использовать короткое наименование: «глутамат».

Как нейротрансмиттер, глутаминовая кислота оказывает влияние на несколько зон ЦНС: таламус, мозговой ствол, спинной мозг, подкорковые ядра.

В местах межклеточных контактов вещество резервируется в пресинаптических инертных отсеках – везикулах. Электрическая волна возбуждения инициирует высвобождение иона глютаминовой кислоты из передающей нервной клетки.

Высвобожденный глутамат присоединяется к специальным скоплениям нервных окончаний дендритов – рецепторам.

Одним из таких рецепторов ЦНС является ионотропный быстродействующийНМДА-рецептор (N-метил-D-аспартат).

Иные классы биохимических рецепторов – это AMPA-рецепторы (рецепторы α-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовой кислоты), метаботропные глутаматные рецепторы(mGluR), обеспечивающие медленный продолжительный эффект, и менее распространенные каинатные рецепторы, регулирующие синаптическую передачу и пластичность.

Многие синапсы используют несколько видов глутаматных рецепторов. Глютаминовая кислота принимает участие вомногих когнитивных функциях, среди которых – способность к восприятию, запоминанию и сохранению новой информации. Данный нейротрансмиттер принимает активное участие в регулировании процесса формирования синапсов между нейронами во время роста и развития головного мозга.

Помимо того, что глутаминовая кислота сама по себе является нейромедиатором, она также участвует в синтезе гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), являясь ее предшественником.

ГАМК, ингибирующий (тормозящий) нейротрансмиттер, оказывает противоположное действиеглутамату, снижая активность центральной нервной системы.

Благодаря влиянию глутаминовой кислоты достигается равновесие в ряде жизненно важных нейропсихологических состояний.

Функции глутаминовой кислоты

Глутаминовая кислота по существу является топливом для головного мозга. В дополнение к обеспечению прямой поставки энергии для мозга, необходимой, чтобы функционировать на высоком уровне, эта аминокислота стимулирует умственную активность и улучшает функцию памяти.

Из-за важной роли, которую это соединение играет в когнитивной сфере, врачи рекомендуют препараты глутамата для лечения таких состояний, как синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Считается, что эта аминокислота помогает детям с поведенческими нарушениями, дает возможность сконцентрироваться и улучшить способности к обучению.

Глутаминовая кислота очень важна для лечения разнообразных психоэмоциональных патологий, как депрессия, включая биполярное расстройство, шизофрения, чрезмерное беспокойство. Исследования показали, что люди, которые страдают от расстройств настроения, обычно имеют несбалансированное соотношение нейромедиаторов или неадекватный уровень определенных нейротрансмиттеров.

Современная медицина отводит глутаминовой кислоте особое место в механизме развития тяжелых психических заболеваний, как шизофрения. Наиболее изученной версией причин шизофрении является гипотеза, согласно которой этот психоз обусловлен снижением функциональной активности НМДА-рецепторов.

При использовании анестетиков, ингибирующих действие N-метил-D-аспартатного (NMDA) рецептора, у условно здоровых добровольцев возникали симптомы психоза. При этом отягощение симптоматики шизофрении часто обусловлено повышением уровня кинуреновой кислоты – эндогенным НМДА-антагонистом.

При подавлении функции NMDA-рецепторов, у испытуемых возникали галлюцинации, параноидные бредовые включения, внезапное замешательство и рассеянность, рассредоточенность внимания, психомоторное возбуждение, лабильность настроения, кошмарные сновидения. Также отмечалось значительное ухудшение способностей к обучению и мнестические расстройства.

Аналогичные нарушения выявляются у наркоманов, принимающих кетамин, являющийся антагонистом НМДА-рецепторов.

Глутаминовая кислота используется в терапии:

  • расстройств поведения (гиперкинетических синдромов, нарушений активности и внимания);
  • эпилепсии;
  • мышечных дистрофий;
  • интеллектуальных расстройств (умственной отсталости, деменции).

Организм использует эту аминокислоту для синтеза глутатиона, который является одним из наиболее эффективных и распространенных антиоксидантов в организме.

Глутатион не только защищает клетку от токсичных свободных радикалов путем их нейтрализации, но и имеет определяющее значение для проведения окислительно-восстановительных процессов во внутриклеточной среде. Важная функция глутамина – обезвреживание аммиака.

Чрезмерное накопление аммиака в крови приводит к гипераммонии, один из проявлений которой – умственная отсталость. Глютаминовая кислота – составляющая комплексной терапии при эпилепсии, направленная на предотвращение малых припадков.

Дефицит глутаминовой кислоты

Нехватка соединения часто возникает у истощенных людей или особ, имеющих проблемы с функционированием иммунной системы. В случае дефицита глютаминовой кислоты обнаруживаются симптомы:

  • летаргия– болезненное состояние, проявляющееся медлительностью, утомляемостью, вялостью;
  • расстройства сна;
  • неспособность сконцентрироваться на предъявляемом стимуле;
  • нарушения мышления;
  • проблемы с запоминанием.

Низкие уровни глутаминовой кислоты провоцируют реактивные состояния с явлениями депрессии. Сейчас активно изучается роль соединения в формировании агрессии.

Как повысить уровень глутаминовой кислоты?

Эта аминокислота присутствует в продуктах с высоким содержанием белка, таких как рыба, мясо, яйца, птица и молочные продукты. Богатые белком овощи также являются хорошим источником соединения.

Некоторые бобовые, такие как чечевица и фасоль, имеют особенно высокие концентрации глутаминовой кислоты.

Помимо естественного присутствия в пищевых продуктах, люди часто используют эту аминокислоту в качестве добавки для улучшения вкуса некоторых продуктов в форме глутамата натрия.

В большинстве случаев люди получают достаточно глютаминовой кислоты из своего рациона. Поэтому добавки обычно не нужны. Тем не менее, культуристы и другие атлеты могут использовать добавки для поддержки организма во время активных тренировок и спортивных соревнований. Рекомендуемая суточная доза добавок может варьироваться от 500 до 2000 мг.

Важно проконсультироваться с врачом, прежде чем принимать какие-либо добавки, особенно если человек страдает заболеваниями печени или почек, а также любыми неврологическими патологиями. Хотя это довольно безопасная аминокислота, могут возникнуть некоторые побочные эффекты от использования добавок, в числе которых – цефалгия, быстрая утомляемость, вялость.

Избыток глутаминовой кислоты

При травматическом повреждении мозга или некоторых физиологических заболеваниях глутамат натрия может накапливаться в организме. Избыток мононатриевой соли глутаминовой кислоты может быть также следствием чрезмерного употребления пищевой добавки, известной под маркером Е621.

Данный усилитель вкуса часто используется в консервированных продуктах и блюдах быстрого приготовления. В разумных дозах данное вещество не представляет опасности для здоровья, поскольку глутамат содержится во всей белковой пищи.

Однако чрезмерное употребление изделий с усилителями вкуса чревато накоплением глутамата, что со временем из-за обильного поступления ионов кальция в клетку через каналы NMDA-рецепторов инициирует повреждение, а нередко и гибель клетки.

Такой феномен в научной среде носит название эксайтотоксичность. Данное явление рассматривается в патогенезе тяжелых заболеваний:

  • рассеянного склероза – поражения нескольких отделов головного и спинного мозга;
  • сенильной деменции альцгеймеровского типа;
  • амиотрофического латерального склероза – прогрессирующего неизлечимого заболевания;
  • идиопатического синдрома паркинсонизма;
  • синдрома Гентингтона;
  • аутистических расстройств.

Заключение

Глутаминовая кислота выполняет несколько ключевых функций в организме. Она действует как важный нейромедиатор, и организм использует вещество для создания других нейротрансмиттеров, таких как ГАМК. Таким образом, эта аминокислота имеет решающее значение для здорового развития и функционирования мозга.

Глютаминовая кислота помогает стимулировать обучение, бдительность, долговременную память и другие когнитивные функции. Она важна для производства энергии, защиты иммунной системы, удаления токсического аммиака из организма и поддержания роста и функционирования мышц.

Большинство людей получают достаточное количество глутаминовой кислоты посредством биосинтеза и правильной диеты. В некоторых ситуациях добавки могут быть полезны, однако перед началом их приема рекомендуется проконсультироваться с врачом.

Источник: //mozg.me/nejromediatory/glyutaminovaya-kislota.html

WikiMedSpravka.Ru
Добавить комментарий