Είναι ένα μη αμινοξύ που εφοδιάζεται ο οργανισμός από την τροφή
Το γλουταμινικό οξύ είναι ένα από τις 20-23 πρωτεϊνογόνα αμινοξέα, και τα κωδικόνια του είναι GAA και GAG. Ο οργανισμός το παίρνει από την τροφή, αλλά μπορεί να το συντεθεί και μέσα στο σώμα.
Πρόκειται για ένα μη απαραίτητο αμινοξύ.
Τα ανιόντα καρβοξυλικού και τα άλατα γλουταμινικού οξέος είναι γνωστά ως γλουταμινικά. Το γλουταμινικό είναι ένας σημαντικός νευροδιαβιβαστής που παίζει τον κύριο ρόλο στην νευρική ενεργοποίηση.
Το γλουταμικό οξύ είναι μια βασική ένωση στον κυτταρικό μεταβολισμό.
Στους ανθρώπους, οι διατροφικές πρωτεΐνες πέπτονται σε αμινοξέα, τα οποία χρησιμεύουν ως μεταβολικά καύσιμα για άλλους λειτουργικούς ρόλους στο σώμα. Μία βασική διαδικασία πέψης των αμινοξέων είναι η τρανσαμίνωση, στην οποία η αμινομάδα ενός αμινοξέος μεταφέρεται σε ένα α-κετοοξύ, και καταλύεται από την τρανσαμινάση.
R1-αμινοξέος + R2-α-κετοοξέος ⇌ R1-α-κετοοξέος + R2-αμινοξέος
Ένα πολύ συχνό α-κετο οξύ είναι το α-κετογλουταρικό, που είναι ενδιάμεσο στον κύκλο του κιτρικού οξέος. Η τρανσαμίνωση του α-κετογλουταρικού δίνει γλουταμικό. Το προκύπτον προϊόν α-κετο-οξέος είναι συχνά χρήσιμο, καθώς, μπορεί να συμβάλει ως καύσιμο ή ως υπόστρωμα για τις περαιτέρω διαδικασίες του μεταβολισμού.
Παραδείγματα:
Αλανίνη + α-κετογλουταρικό ⇌ πυροσταφυλικό + γλουταμινικό
Ασπαρτική + α-κετογλουταρικό ⇌ οξαλοξικό + γλουταμινικό
Τόσο το πυροσταφυλικό όσο και το οξαλοξικό είναι βασικά συστατικά του κυτταρικού μεταβολισμού και συμβάλλουν ως υποστρώματα ή ενδιάμεσα προϊόντα σε θεμελιώδεις διαδικασίες όπως στη γλυκόλυση, στη γλυκονεογένεση, και στον κύκλο του κιτρικού οξέος. Το γλουταμινικό διαδραματίζει, επίσης, σημαντικό ρόλο στη διάθεση του περίσσειου ή άχρηστου αζώτου. Το γλουταμινικό υποβάλλεται σε απαμίνωση, μια οξειδωτική αντίδραση που καταλύεται από την αφυδρογονάση γλουταμικού ως εξής:
γλουταμινικό + H2O + NADP + → α-κετογλουταρικό + NADPH + ΝΗ3 + Η +
Η αμμωνία στη συνέχεια απεκκρίνεται, κυρίως, ως ουρία και συντίθεται στο ήπαρ.
Το γλουταμινικό είναι ένας νευροδιαβιβαστής και είναι ένα από τα πιο άφθονα μόρια στον εγκέφαλο.
Οι κακοήθεις όγκοι του εγκεφάλου, όπως το γλοίωμα ή το γλοιοβλάστωμα εκμεταλλεύονται αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιώντας το γλουταμινικό σαν πηγή ενέργειας, ειδικά όταν οι μεταλλάξεις που γίνονται εξαρτώνται από το γλουταμινικό λόγω μεταλλάξεων στο γονίδιο IDH1.
Το γλουταμινικό είναι ο πιο άφθονος διεγερτικός νευροδιαβιβαστής στο νευρικό σύστημα των σπονδυλωτών.
Στις χημικές συνάψεις, το γλουταμινικό οξύ αποθηκεύεται σε κυστίδια.
Οι ωθήσεις των νεύρων πυροδοτούν την απελευθέρωση γλουταμικού από τα προσυναπτικά κύτταρα. Το γλουταμινικό δρα επί ιονοτροπικών και μεταβοτροπικών (G-πρωτεΐνη συζευγμένη) υποδοχέων. Στα αντιτιθέμενα μετασυναπτικά κύτταρα, οι υποδοχείς γλουταμινικού, όπως ο υποδοχέας NMDA ή ο υποδοχέας ΑΜΡΑ δεσμεύουν το γλουταμινικό και ενεργοποιούνται. Λόγω του ρόλου του στην συναπτική πλαστικότητα, το γλουταμινικό εμπλέκεται σε γνωστικές λειτουργίες, όπως τη μάθηση και την μνήμη. Η μορφή της πλαστικότητας γνωστή ως μακροπρόθεσμη δυναμικοποίηση πραγματοποιείται στις γλουταμινεργικές συνάψεις στον ιππόκαμπο, το νεοφλοιό, και άλλα μέρη του εγκεφάλου. Το γλουταμινικό λειτουργεί όχι μόνο ως πομπός σημείο-προς-σημείο, αλλά, επίσης, δρα και μέσω δευτερογενών συναπτικών αλληλοπαρεμβολών μεταξύ συνάψεων στις οποίες το γλουταμινικό οξύ απελευθερώνεται από μια γειτονική σύναψη. Επιπλέον, το γλουταμινικό παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της ανάπτυξης και συναπτογένεσης κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του εγκεφάλου.
Οι μεταφορείς γλουταμινικού, οι EAAT & VGLUT, βρίσκονται στις νευρωνικές και νευρογλοιακές μεμβράνες. Αφαιρούν γρήγορα το γλουταμινικό από τον εξωκυττάριο χώρο. Σε εγκεφαλική βλάβη ή νόσο, η περίσσεια του γλουταμινικού μπορεί να συσσωρεύεται έξω από τα κύτταρα. Αυτή η διαδικασία κάνει τα ιόντα ασβεστίου να εισέρχονται στα κύτταρα μέσω διαύλων του υποδοχέα NMDA, και αυτό οδηγεί σε νευρωνική βλάβη και τελικά κυτταρικό θάνατο, και διεγερτοτοξικότητα. Οι μηχανισμοί θανάτου των κυττάρων περιλαμβάνουν βλάβες στα μιτοχόνδρια από υπερβολικά υψηλά ενδοκυτταρικό Ca2 + και την μεσολάβηση του Glu / Ca2 + για την προώθηση των παραγόντων μεταγραφής των προαποπτωτικών γονιδίων, ή με την προς τα κάτω ρύθμιση των παραγόντων μεταγραφής των αντιαποπτωτικών γονιδίων.
Η διεγερτοτοξικότητα λόγω της υπερβολικής απελευθέρωσης γλουταμινικού και της μειωμένης πρόσληψης συμβαίνει στον ισχαιμικό καταρράκτη και συνδέεται με το εγκεφαλικό επεισόδιο, τον αυτισμό, με ορισμένες μορφές διανοητικής ανικανότητας, και ασθένειες, όπως η πλάγια μυατροφική σκλήρυνση, ο λαθυρισμός (λαθυρισμός είναι μια ασθένεια που προκαλείται από μπιζέλια του είδους Lathyrus και ροκαλεί παράλυση των ποδιών σε ευπαθή άτομα και πιστεύεται ότι προκαλείται από ένα παράγωγο ενός αμινοξέος (βήτα- (N)-οξαλυλ-άμινο- L -αλανινικού οξέος), και η νόσος του Alzheimer. Σε αντίθεση, η μειωμένη απελευθέρωση γλουταμικού παρατηρείται στην φαινυλκετονουρία που οδηγεί σε αναπτυξιακή διαταραχή της έκφρασης των υποδοχέων γλουταμινικού.
Το γλουταμινικό οξύ είναι υπεύθυνο και για τις επιληπτικές κρίσεις.
Μικροένεση του γλουταμικού οξέος σε νευρώνες παράγει αυτόματες εκπολώσεις. Αυτή η αλλαγή στο δυναμικό ηρεμίας της μεμβράνης σε επιληπτικές εστίες προκαλεί αυτόματη κίνηση που ενεργοποιείται με την τάση διαύλων ασβεστίου, και αυτό οδηγεί σε απελευθέρωση γλουταμινικού οξέος και περαιτέρω εκπόλωση.
Το γλουταμινικό οξύ είναι πρόδρομος του γάμα-αμινοβουτυρικού οξέος (GABA)
Είναι φυσικός ηρεμιστικός παράγοντας που παράγεται από το κεντρικό Ρσύστημα. Το γλουταμινικό χρησιμεύει, επίσης, ως πρόδρομος για τη σύνθεση του ανασταλτικού γάμμα-αμινοβουτυρικού οξέος (GABA) σε GABA-εργικούς νευρώνες. Αυτή η αντίδραση καταλύεται από την γλουταμινική αποκαρβοξυλάση (GAD), που είναι πιο άφθονη στην παρεγκεφαλίδα και το πάγκρεας.
Η βιταμίνη Β6 είναι βασική για τη σύνθεση του GABA και η έλλειψή της μπορεί να προκαλέσει σπασμούς σε βρέφη.
Το σύνδρομο Stiff είναι μία νευρολογική διαταραχή που προκαλείται από τα αντισώματα αντι-GAD, οδηγώντας σε μείωση της σύνθεσης GABA και, ως εκ τούτου, διαταραχή της λειτουργίας των κινητήρων, όπως μυϊκή δυσκαμψία και σπασμΟΊ. Δεδομένου ότι το πάγκρεας έχει άφθονο GAD, μια άμεση ανοσολογική καταστροφή συμβαίνει στο πάγκρεας και οι ασθενείς παθαίνουν σακχαρώδη διαβήτη.
Το γλουταμινικό οξύ ως ενισχυτικό γεύσης
Το γλουταμικό οξύ είναι παρόν σε κάθε τροφή που περιέχει πρωτεΐνες. Σημαντικές ποσότητες ελεύθερου γλουταμικού οξέος βρίσκεται σε μια ποικιλία τροφίμων, όπως σε τυριά και σάλτσες σόγιας (umami). Το γλουταμινικό οξύ χρησιμοποιείται συχνά ως πρόσθετο τροφίμων και ενισχυτικό γεύσης υπό την μορφή του άλατός της, που είναι γνωστό ως γλουταμινικό μονονάτριο (MSG).
Θρεπτική αξία γλουταμινικού οξέος
Όλα τα κρέατα, τα πουλερικά, τα ψάρια, τα αυγά και τα γαλακτοκομικά προϊόντα είναι εξαιρετικές πηγές του γλουταμινικού οξέος. Μερικές φυτικές τροφές πλούσιες σε πρωτεΐνες χρησιμεύουν, επίσης, ως πηγές. 30% έως 35% της πρωτεΐνης στο σιτάρι είναι το γλουταμινικό οξύ. Ενενήντα πέντε τοις εκατό του γλουταμικού μεταβολίζεται από κύτταρα του εντέρου πρωταρχικά.
Χρησιμεύει στην ανάπτυξη των φυτών
Χρησιμεύει στη φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR)
Ένα παράγωγο γλουταμικού οξέος, το πολυ-γ-βενζυλ-L-γλουταμικό (PBLG), συχνά χρησιμοποιείται ως ένα μέσο για διάγνωση σε γλοιοβλάστωμα.
Η φαινκυκλιδίνη ανταγωνίζεται το γλουταμινικό οξύ μη-ανταγωνιστικά στον υποδοχέα NMDA.
Για τους ίδιους λόγους, η δεξτρομεθορφάνη και η κεταμίνη έχουν επίσης ισχυρές διασχιστικές και παραισθησιογόνες δράσεις. Οξεία έγχυση του φαρμάκου LY354740 που είναι ένας αγωνιστής των μεταβοτροπικών υποδοχέων γλουταμινικού οδηγεί σε αξιοσημείωτη μείωση της επαγόμενης απόκρισης υοχιμβίνης σε στρες και μείωση στα επίπεδα κορτιζόλης (περίπου 50 τοις εκατό). Επίσης, έχει αποδειχθεί ότι δρα επί του μεταβοτροπικού υποδοχέα γλουταμινικού 3 (GRM3) των ανθρώπινων κυττάρων του φλοιού των επινεφριδίων, ρυθμίζοντας προς τα κάτω ρύθμιση τη συνθετάση της αλδοστερόνης, του CYP11B1, και της παραγωγή των στερεοειδών των επινεφριδίων (δηλ, της αλδοστερόνης και κορτιζόλης). Το γλουταμικό δεν διέρχεται εύκολα τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, αλλά, αντ ‘αυτού, μεταφέρεται από ένα σύστημα υψηλής συγγένειας μεταφορών. Μπορεί, επίσης, να μετατραπεί σε γλουταμίνη.
Διαβάστε, επίσης,
Αμυοατροφική πλευρική σκλήρυνση
Σύνδρομο κινέζικου εστιατορίου
www.emedi.gr
