Глутаминова киселина - аминокиселина, която контролира психиката и ума

Глутаминовата киселина е аминокиселина, която изгражда протеини, изграждащи нашето тяло. В същото време той е най-важният възбуждащ невротрансмитер в нервната система. Процесите на учене и запомняне зависят от неговата активност. В същото време твърде високата му концентрация убива нервните клетки. Какво още играе глутаминовата киселина в тялото?

Съдържание

1. Глутаминова киселина като аминокиселина
2. Глутаминова киселина като невротрансмитер
3. Баланс между глутамат и гама аминомаслена киселина
4. Депресия и активността на глутаминовата киселина
5. Глутаминова киселина и шизофрения
6. Глутаминова киселина и болест на Алцхаймер
7. Значението на глутаминовата киселина за бъдещето на медицината

Глутаминовата киселина обикновено се намира в организма под формата на анион, наречен глутамат. Това съединение е аминокиселина, т.е. основният органичен градивен елемент, от който се произвеждат протеините. В същото време той е един от най-важните невротрансмитери. Този термин обхваща вещества, които участват в предаването на информация между нервните клетки. Счита се, че това вещество е най-важното съединение, участващо в образуването на паметта в мозъка. Поради тази причина присъствието му е от съществено значение в процеса на учене и запомняне на събитията.

Прекомерната концентрация на глутаминова киселина в централната нервна система обаче не е от полза. Той уврежда нервните клетки. Има проучвания, които показват, че токсичността на високите нива на глутамат е свързана с образуването на увреждане на областите на мозъка по време на болестта на Алцхаймер. Тези промени водят до нарушения в когнитивните процеси.

Глутаминовата киселина много често се свързва с химически хранителни добавки. Това се дължи на факта, че неговата сол, т.е. мононатриев глутамат, е подобрител на вкуса, добавен към ястия и смеси от подправки. Това е един от най-популярните химикали, използвани в хранителната индустрия. Мононатриевият глутамат официално не е признат за вредно вещество в Европейския съюз.

Глутаматът е протеинов компонент и следователно е често срещан хранителен компонент. Вкусът му се усеща само когато не е свързан с протеини. Пример за храна, която съдържа глутаминова киселина, е соевият сос.Вкусовото усещане, причинено от това химично съединение, се нарича "умами".

Глутаминова киселина като аминокиселина

Глутаматът е химически аминокиселина. Това наименование означава, че в неговата структура има карбоксилна киселина и амино група, разположени на един въглероден атом. Аминокиселините, свързани заедно чрез химически връзки, подредени в дълга верига, изграждат всички съществуващи протеини.

Глутаминовата киселина е ендогенна аминокиселина, т.е. тази, която може да се синтезира от нашето тяло. Разбира се, неговият източник могат да бъдат протеини, доставяни с храна. Всички меса, птици, риба, яйца и млечни продукти са отлични източници на глутаминова киселина. Някои богати на протеини растителни храни също могат да бъдат източници на протеини. Например, глутенът, основният протеин в пшеницата, съдържа 30% до 35% глутаминова киселина.

Прочетете също: Веганството и здравето: как растителната диета влияе на тялото?

Глутаминова киселина като невротрансмитер

Глутаматът, освен че участва в образуването на протеини, действа и като невротрансмитер. Това означава, че това е вещество, освободено в процепа между две нервни клетки. Постъпването на глутаматни молекули от една нервна клетка към рецепторите на другата предизвиква възбуждане. Рецепторите са специализирани протеинови структури, които разпознават специфичен невротрансмитер.

Глутаминовата киселина, използвана като невротрансмитер, се произвежда директно от глутаматергични неврони. Те са доминиращата част на нервните клетки в мозъка. Следователно нарушаването на предаването на глутаминова киселина има много сериозни последици. Това води до неврологични заболявания и психични разстройства.

Глутаминовата киселина се съхранява в специални везикули, които се намират в синапси, т.е.в окончанията на нервните клетки, които се свързват помежду си. Нервните импулси задействат освобождаването на глутамат в синаптичната цепнатина, което в крайна сметка задейства друг неврон. Глутаматните рецептори, като NMDA рецептора или AMPA, са отговорни за получаването на информацията, носена от този невротрансмитер. Връзката на молекулата на глутаминовата киселина с рецептора причинява нейното активиране и по този начин предаването на нервния импулс по-нататък.

Глутаматът е най-често срещаният възбуждащ невротрансмитер в нервната система на гръбначните животни, включително хората. Той участва в когнитивните функции в мозъка, като обучение и памет. Той присъства в глутаматергичните синапси в хипокампуса, неокортекса и други части на мозъка.

Баланс между глутамат и гама аминомаслена киселина

Глутаминовата киселина, като основен възбуждащ невротрансмитер, при физиологични условия съществува в равновесие с основния инхибиторен невротрансмитер, т.е. гама аминомаслена киселина (GABA). Подходящата връзка на тези вещества определя правилното функциониране на нервната система.

В случай на болестни състояния, обикновено ще говорим за превъзходството на предаването, свързано с глутамат, над GABA. Такъв дисбаланс води до психотични състояния. Съществуват теории, свързващи свръхактивността на рецепторите на глутаминова киселина с шизофрения. Поради тази причина продължава търсенето на психотропни лекарства, инхибиращи глутаматергичната система.

Учените са свързани със следните разстройства с хиперактивност или намалена активност на невротрансмисията на глутамат:

• безпокойство
• депресия
• шизофрения
• невродегенеративни заболявания
• биполярно разстройство

Депресия и активността на глутаминовата киселина

Учените и лекарите не са сигурни за ролята на глутаматергичната система при депресия. Някои изследвания показват, че се увеличава активността на този невротрансмитер по време на това заболяване. Други показват, че предаването на глутамат е инхибирано.

Проучванията показват, че употребата на лекарства, които блокират глутаматната активност, води до краткосрочен антидепресивен ефект. Пример за такова лекарство е кетаминът, който е упойка в хирургията и ветеринарната медицина.

Ефектът от подобряване на благосъстоянието се проявява и в случай на биполярно разстройство след приложение на лекарства от тази група.

Лекарството рилузол има способността да намалява количеството глутаминова киселина, отделяно от невроните. По този начин той инхибира глутаматергичното предаване. Проучванията показват, че това лекарство действа като антидепресант при пациенти с това разстройство.

Споменатите тестове относно лекарства, инхибиращи глутаматергичната система, предполагат силна връзка между нейната хиперактивност и депресивни симптоми. По-нататъшните изследвания в тази област могат да поставят нова посока в лечението на депресия и биполярно разстройство.

Глутаминова киселина и шизофрения

Съществува хипотеза за генезиса на шизофрения, свързан с нарушения в активността на глутамата. Теорията първоначално се основава на набор от клинични и невропатологични находки, предполагащи недостатъчно активна глутаматергична сигнализация чрез NMDA рецептори. В по-късните години имаше и генетични данни, подкрепящи тази теза.

Съвременните познания обаче показват, че това разстройство има както глутаминергични, така и допаминергични аномалии. Те са част от сложна система от неврохимични, психологически, психосоциални и свързани с мозъка фактори, които заедно отчитат шизофренията.

Глутаминова киселина и болест на Алцхаймер

Многобройни проучвания показват връзка между нефротоксичността на високите нива на глутамат и промените в деменцията при болестта на Алцхаймер. Това увреждане е резултат от ефектите на прекомерното активиране на рецепторите от този невротрансмитер. В резултат на това се получава подуване и увреждане на нервните клетки.

За намаляване на симптомите на болестта на Алцхаймер се дава мемантадин. Това лекарство блокира глутаматните рецептори. В крайна сметка стимулацията от този невротрансмитер е намалена, което води до инхибиране на невродегенеративните процеси.

Значението на глутаминовата киселина за бъдещето на медицината

В момента откриваме важността на глутаматергичната система. По-задълбоченото разбиране на механизмите, които го управляват, дава надежда за разработването на лекарства, ефективни при лечението на психични и неврологични разстройства.

Изследванията върху глутаминовата киселина, активна в човешкия мозък, също са шанс да разберете как работи човешката памет.

Литература:

1. Joanna M. Wierońska, Paulina Cieślik, Glutamate и неговите рецептори или как можете да излекувате мозъка, Вселена 2017
2. Meldrum, B. S. "Глутаматът като невротрансмитер в мозъка: Преглед на физиологията и патологията". Вестник на храненето. 2000 г.
3. Анна Шимчак, „Глутаминова киселина“, neuropsychologia.org
4. Глутаминова киселина (CID: 611) в PubChem, Национална медицинска библиотека на САЩ.
5. Lisman JE, Coyle JT, Green RW, et al. "Схема, базирана на схема за разбиране на невротрансмитерите и рисковите генни взаимодействия при шизофрения". Тенденции в невронауките. 2008 г., онлайн достъп

За автора

Сара Яновска, доктор по медицина в интердисциплинарни докторантури в областта на фармацевтичните и биомедицинските науки в Медицинския университет в Люблин и Института по биотехнологии в Белосток. Тя получава магистърска степен, защитавайки дисертация в областта на фармацевтичната ботаника за антиоксидантните свойства на екстракти, получени от двадесет вида мъхове. В момента в своята изследователска работа той се занимава със синтеза на нови противоракови вещества и изследването на техните свойства върху раковите клетъчни линии. Две години тя работи като магистър по фармация в отворена аптека.

Прочетете още статии от този автор