Глутаминовата киселина е аминокиселина, която изгражда протеини в 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. Каква друга роля играе глутаминовата киселина в организма?

Глутаминова киселинаобикновено се намира в тялото 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. Смята се, че това вещество е най-важното съединение, участващо в образуването на следа от паметта в мозъка. Поради тази причина присъствието му е от съществено значение в процеса на учене и запомняне на събития.

Прекомерната концентрация на глутаминова киселина в централната нервна система обаче не е от полза. Уврежда нервните клетки. Има проучвания, които показват, че токсичността на високите нива на глутамат участва в 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. мононатриевият глутамат, е подобрител на вкуса, добавен към ястия и смеси от подправки. Това е един от най-популярните химикали, използвани в хранително-вкусовата промишленост. Мононатриевият глутамат не е официално признат за вредно вещество в Европейския съюз.

Глутаматъте 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. Усещането за вкус, което този химикал произвежда, се нарича "умами".

Глутаминова киселина като аминокиселина

Глутаматът е химически аминокиселина. Това име означава, че има група на карбоксилна киселина и аминогрупа в структурата си, разположени при един въглероден атом. Аминокиселини, свързани помежду си чрез химични връзки, подреденив дълга верига, те съставляват всички съществуващи протеини.

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

Глутаминова киселина като невротрансмитер

Глутаматът, освен че участва в образуването на протеини, действа и като невротрансмитер. Това означава, че това е вещество, освободено в пролуката между две нервни клетки. Навлизането на глутаматни молекули от едната 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 съставляват доминиращата част от нервните клетки, намиращи се в мозъка. Следователно, нарушаването на предаването на глутаминова киселина има много сериозни последици. Води до неврологични заболявания и психични разстройства.

Глутаминовата киселина се съхранява в специални везикули, които се намират в синапси, тоест 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, пренасяна от този невротрансмитер. Връзката на молекулата на глутаминовата киселина с рецептора предизвиква нейното активиране и по този начин предаването на нервния импулс по-нататък.

Глутаматът е най-разпространеният възбуждащ невротрансмитер в нервната система на гръбначните животни, включително хората. Той участва в когнитивните функции в мозъка, като учене 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 се намира 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 медицински състояния обикновено ще говорим за предимствоглутаматно медиирано предаване върху GABA. Такъв дисбаланс води до психотични състояния. Има теории, свързващи свръхактивността на рецепторите на глутаминова киселина с шизофренията. Поради тази причина търсенето на психотропни лекарства, които инхибират глутаматергичната система, продължава.

Изследователи със свръхактивност или намалена глутаматна невротрансмисионна активност са свързани със следните нарушения:

  • тревожност
  • депресия
  • шизофрения
  • невродегенеративни заболявания
  • биполярно разстройство

Депресия и активността на глутаминовата киселина

Учените и лекарите не са сигурни в ролята на глутаматергичната система при депресия. Някои изследвания предполагат повишаване на активността на този невротрансмитер по време на това заболяване. Други показват, че предаването на глутамат се инхибира
Проучванията показват, че употребата на лекарства, които блокират глутаматната активност, има краткотраен антидепресивен ефект. Пример за такова лекарство е кетаминът, който е анестетик в хирургията и ветеринарната медицина.

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

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

Гореспоменатите тестове за лекарства, които инхибират глутаматергичната система, предполагат силна корелация между нейната хиперактивност и депресивните симптоми. По-нататъшни 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 шизофренията, свързана с нарушения в глутаматната активност. Първоначално теорията 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.

Настоящите познания показват обаче, 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 допринасят за шизофренията.

Глутаминова киселина и болест на Алцхаймер

Многобройни проучвания показват връзка между нефротоксичността на високите нива на глутамат и деменцията прихода на болестта на Алцхаймер. Тези увреждания са резултат от влиянието на прекомерното активиране на рецепторите от този невротрансмитер. В резултат на това нервните клетки са подути и увредени.

Мемантадин се прилага за намаляване на симптомите на болестта на Алцхаймер. Това лекарство блокира глутаматните рецептори. В крайна сметка възбуждането от този невротрансмитер е намалено, което води до инхибиране на невродегенеративните процеси.

Значението на глутаминовата киселина за бъдещето на медицината

В момента проучваме значението на глутаматергичната система. Задълбочено разбиране на механизмите, които го управляват, дава надежда за разработването на лекарства, ефективни при лечението на психични и неврологични разстройства.

Изследването на глутаминовата киселина, която е активна в човешкия мозък, също е шанс да разберем как работи човешката памет.

За автораСара Яновска, магистър по фармацияДокторант на интердисциплинарни докторанти в областта на фармацевтичните и биомедицинските науки в Медицинския университет в Люблин и Института по биотехнология в Бялисток. Завършил фармацевтични изследвания в Медицинския университет в Люблин със специализация по растителна медицина. Тя придобива магистърска степен, защитавайки дисертация в областта на фармацевтичната ботаника за антиоксидантните свойства на екстракти, получени от двадесет вида мъхове. В момента в изследователската си работа той се занимава със синтеза на нови противоракови вещества и изследване на техните свойства върху ракови клетъчни линии. Две години работи като магистър фармация в открита аптека.

Прочетете повече статии от този автор

Категория:

Здраве