Глутаминовая кислота - это аминокислота, которая создает белки, из которых состоит наш организм. В то же время это самый важный возбуждающий нейромедиатор нервной системы. Процессы обучения и запоминания зависят от его активности. В то же время его слишком высокая концентрация убивает нервные клетки. Что еще играет в организме глутаминовая кислота?
Оглавление
- Глутаминовая кислота как аминокислота
- Глутаминовая кислота как нейромедиатор
- Баланс между глутаматом и гамма-аминомасляной кислотой
- Депрессия и активность глутаминовой кислоты
- Глутаминовая кислота и шизофрения
- Глутаминовая кислота и болезнь Альцгеймера
- Важность глутаминовой кислоты для будущего медицины
Глутаминовая кислота обычно находится в организме в форме аниона, называемого глутаматом. Это соединение является аминокислотой, то есть основным органическим строительным блоком, из которого состоят белки. В то же время это один из важнейших нейромедиаторов. Этот термин охватывает вещества, которые участвуют в передаче информации между нервными клетками. Это вещество считается самым важным соединением в формировании следа памяти в мозгу. По этой причине его присутствие необходимо в процессе обучения и запоминания событий.
Однако чрезмерная концентрация глутаминовой кислоты в центральной нервной системе не приносит пользы. Повреждает нервные клетки. Есть исследования, показывающие, что токсичность высоких уровней глутамата участвует в формировании повреждений участков мозга во время болезни Альцгеймера. Эти изменения приводят к нарушению когнитивных процессов.
Глутаминовая кислота очень часто ассоциируется с химическими пищевыми добавками. Это связано с тем, что его соль, то есть глутамат натрия, является усилителем вкуса, добавляемым в блюда и смеси специй. Это один из самых популярных химикатов, используемых в пищевой промышленности. Глутамат натрия официально не считается вредным веществом в Европейском Союзе.
Глутамат является белковым компонентом и поэтому является обычным пищевым компонентом. Его вкус ощущается только тогда, когда он не связан с белками. Примером продуктов, содержащих глутаминовую кислоту, является соевый соус.Вкусовые ощущения, вызываемые этим химическим соединением, получили название «умами».
Глутаминовая кислота как аминокислота
Глутамат химически является аминокислотой. Это название означает, что в его структуре есть группа карбоновой кислоты и аминогруппа, расположенные у одного атома углерода. Аминокислоты, связанные химическими связями, образующие длинную цепь, составляют все существующие белки.
Глутаминовая кислота - это эндогенная аминокислота, то есть та, которая может быть синтезирована нашим организмом. Конечно, его источником могут быть белки, поступающие с пищей. Все мясо, птица, рыба, яйца и молочные продукты являются отличными источниками глутаминовой кислоты. Некоторые богатые белком растительные продукты также могут быть источниками белка. Например, глютен, основной белок пшеницы, содержит от 30% до 35% глутаминовой кислоты.
Читайте также: Веганство и здоровье: как растительная диета влияет на организм?
Глутаминовая кислота как нейромедиатор
Глутамат, помимо участия в образовании белков, также действует как нейротрансмиттер. Это означает, что это вещество выделяется в промежуток между двумя нервными клетками. Попадание молекул глутамата от одной нервной клетки к рецепторам другой вызывает возбуждение. Рецепторы - это специализированные белковые структуры, распознающие определенный нейромедиатор.
Глутаминовая кислота, используемая в качестве нейромедиатора, вырабатывается непосредственно глутаматергическими нейронами. Они являются доминирующей частью нервных клеток головного мозга. Следовательно, нарушение передачи глутаминовой кислоты имеет очень серьезные последствия. Это приводит к неврологическим заболеваниям и психическим расстройствам.
Глутаминовая кислота хранится в специальных пузырьках, которые расположены в синапсах, то есть в окончаниях нервных клеток, которые соединяются друг с другом. Нервные импульсы вызывают выброс глутамата в синаптическую щель, который в конечном итоге запускает другой нейрон. Рецепторы глутамата, такие как рецептор NMDA или AMPA, несут ответственность за получение информации, переносимой этим нейротрансмиттером. Соединение молекулы глутаминовой кислоты с рецептором вызывает его активацию и, таким образом, дальнейшую передачу нервного импульса.
Глутамат является наиболее распространенным возбуждающим нейротрансмиттером в нервной системе позвоночных, в том числе человека. Он участвует в когнитивных функциях мозга, таких как обучение и память. Он присутствует в глутаматергических синапсах гиппокампа, неокортекса и других частей мозга.
Баланс между глутаматом и гамма-аминомасляной кислотой
Глутаминовая кислота, как главный возбуждающий нейромедиатор, в физиологических условиях находится в равновесии с основным тормозным нейромедиатором, то есть гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК). Соответствующее соотношение этих веществ определяет правильное функционирование нервной системы.
В случае болезненных состояний мы обычно говорим о превосходстве передачи, связанной с глутаматом, над ГАМК. Такой дисбаланс приводит к психотическим состояниям. Существуют теории, связывающие повышенную активность рецепторов глутаминовой кислоты с шизофренией. По этой причине продолжается поиск психотропных препаратов, ингибирующих глутаматергическую систему.
Ученые связывают следующие нарушения с гиперактивностью или снижением активности нейротрансмиссии глутамата:
- беспокойство
- депрессия
- шизофрения
- нейродегенеративные заболевания
- биполярное расстройство
Депрессия и активность глутаминовой кислоты
Ученые и врачи не уверены в роли глутаматергической системы в депрессии. Некоторые исследования предполагают повышение активности этого нейромедиатора во время этого заболевания. Другие показывают, что передача глутамата подавлена.
Исследования показали, что использование препаратов, блокирующих активность глутамата, дает кратковременный антидепрессивный эффект. Примером такого препарата является кетамин, анестетик в хирургии и ветеринарии.
Эффект улучшения самочувствия возникает и при биполярном расстройстве после приема препаратов из этой группы.
Препарат рилузол обладает способностью уменьшать количество глутаминовой кислоты, выделяемой нейронами. Таким образом, он подавляет глутаматергическую передачу. Исследования показали, что этот препарат действует как антидепрессант у пациентов с этим расстройством.
Упомянутые тесты, касающиеся препаратов, угнетающих глутаматергическую систему, предполагают сильную корреляцию между ее гиперактивностью и депрессивными симптомами. Дальнейшие исследования в этой области могут задать новое направление в лечении депрессии и биполярного расстройства.
Глутаминовая кислота и шизофрения
Существует гипотеза о генезе шизофрении, связанном с нарушением активности глутамата. Теория изначально была основана на наборе клинических и невропатологических данных, свидетельствующих о недостаточной активности глутаматергической передачи сигналов через рецепторы NMDA. В более поздние годы этот тезис был подтвержден генетическими данными.
Однако современные знания показывают, что это заболевание имеет как глутаминергические, так и дофаминергические нарушения. Они являются частью сложной системы нейрохимических, психологических, психосоциальных и связанных с мозгом факторов, которые вместе составляют шизофрению.
Глутаминовая кислота и болезнь Альцгеймера
Многочисленные исследования показали связь между нефротоксичностью высокого уровня глутамата и изменениями деменции при болезни Альцгеймера. Это повреждение является результатом чрезмерной активации рецепторов этим нейромедиатором. В результате происходит отек и повреждение нервных клеток.
Для уменьшения симптомов болезни Альцгеймера назначают мемантадин. Этот препарат блокирует рецепторы глутамата. В конечном итоге возбуждение этим нейротрансмиттером снижается, что приводит к торможению нейродегенеративных процессов.
Важность глутаминовой кислоты для будущего медицины
В настоящее время мы открываем для себя важность глутаматергической системы. Глубокое понимание механизмов, которые управляют этим, дает надежду на разработку лекарств, эффективных при лечении психических и неврологических расстройств.
Исследование глутаминовой кислоты, активной в человеческом мозге, также дает шанс понять, как работает человеческая память.
Литература:
- Джоанна М. Вероньска, Паулина Цеслик, Глутамат и его рецепторы, или как лечить мозг, Вселенная 2017
- Мелдрам, Б. С. "Глутамат как нейромедиатор в головном мозге: Обзор физиологии и патологии". Журнал питания. 2000 г.
- Анна Шимчак, «Глутаминовая кислота», neuropsychologia.org
- Глутаминовая кислота (CID: 611) в PubChem, Национальная медицинская библиотека США.
- Лисман Дж. Э., Койл Дж. Т., Грин Р. В. и др. «Схема на основе схем для понимания взаимодействий нейротрансмиттеров и генов риска при шизофрении». Тенденции в неврологии. 2008 г., он-лайн доступ
Прочитать больше статей этого автора
