Роль глутамінової кислоти в організмі
Глутамінова кислота виділена з білка в 70-х роках XIX ст. За хімічною структурою вона є моноамінодікарбоновой кислотою.
Являє собою білий порошок без запаху, зі специфічним смаком. Майже повністю всмоктується в організмі протягом 1-го години при підшкірному введенні (93%) і менше - при пероральному (78%). Із сечею виводиться в незміненому вигляді 4,2-7% введеної дози. Глутамінова кислота замінна. Вона синтезується при Переамінування між а-кетоглутаровой кислотою і більшістю амінокислот, що утворюються при розпаді білків (аланін, аспарагінова кислота, орнітин, лейцин, ізолейцин, валін, тирозин і фенілаланін). Крім того, глутамінова кислота утворюється при відновлювальному амінування, також безпосередньо з проліну, гістидину, глутаміну, орнитина і аргініну (Krebs). Засвоєння організмом різних з`єднань глутамінової кислоти пов`язано зі ступенем її розчинності. Найгірше засвоюється вільна глутамінова кислота (19,6%), краще - її солі: натрієва і особливо кальцієва і магнієва (70,2 і 65,3%), що володіють великою розчинністю.
Глутамінова кислота входить до складу харчових продуктів. У великій кількості вона міститься в пшениці, кукурудзі, молоці, яйцях, м`ясі. У тваринному організмі глутамінової кислотою найбільш багатий мозок, серцевий м`яз і кров. Глутамінова кислота тісно пов`язана з білковим, вуглеводним, жировим і іншими видами обміну речовин. Більше 20% білкового азоту представлено глутамінової кислотою, її амідом, 60% вуглецю глутамінової кислоти може включатися в глікоген, 20-30% - в жирні кислоти.
Роль глутамінової кислоти в обміні білків: вона служить попередником при синтезі біологічно активних сполук, безпосередньо або забезпечуючи синтез незамінних амінокислот. При введенні глутамінової кислоти встановлюється необхідну рівновагу амінокислот, при якому найбільш ефективно здійснюється синтез білків і їх використання.
Глутамінова кислота зв`язує токсичні продукти обміну в мозковій тканині. Це - єдина амінокислота, яка окислюється в тканинах великого мозку і служить енергетичним джерелом -для діяльності нейронів. Вона бере участь в синтезі ацетилхоліну. При цьому глутамінова кислота зазнає оборотне перетворення в глутамин за участю ферменту - тканинної глутамінази, пов`язуючи утворюється аміак. Зазначеними властивостями глутамінової кислоти пояснюють її сприятливу дію при деяких захворюваннях ЦНС.
Глутамінова кислота бере участь в реакціях енергетичного обміну. Про це свідчить локалізація значної кількості її в мітохондріях, а також здатність останніх активно окисляти і відтворювати глутамат.
Включення глутамінової кислоти в енергетичний обмін здійснюється в основному шляхом переамінування її в а-кетоглутаровую кислоту за участю аміно-трансфераз, коферментом для яких служить пиридоксальфосфат. Можливо також включення її в цикл Кребса шляхом окисного дезамінування, катализируемого глутаматдегідрогеназа. У свежевиделенних мітохондріях до 90% глутамату переамініруется в аспарагінову кислоту і лише 10% піддається окислювальному дезамінування.
Велике значення має реакція декарбоксилювання глутамінової кислоти, що каталізується глутаматдекарбоксилази (ГДК). При цьому глутамінова кислота перетворюється в ГАМК, остання піддається переамінуванню під дією у-аминобутират-амінотрансфе рази і перетворюється в бурштиновий напівальдегід, який в аеробних умовах може окислюватися до бурштинової кислоти. У разі високої редукционной здатності піридиннуклеотидів бурштиновий напівальдегід оборотно відновлюється в v-оксимасляную кислоту. ГАМК, бурштиновий напівальдегід і у-оксимасляная кислота відіграють велику роль в регулюванні функціональної активності ЦНС.
Глутамінова кислота займає місце на стику пластичного і енергетичного обмінів, що дозволяє їй вступати в певні метаболічні перетворення. Цим пояснюється здатність глутамінової кислоти впливати на багато сторін обміну речовин, особливо при патологічних станах організму. Глутамінова кислота може впливати на обмін речовин, функції органів і систем не тільки безпосередньо (включаючись в тканинні обмінні процеси), а й опосередковано.
Велике значення глутамату як одного з важливих компонентів антиоксидантної системи клітин, перешкоджає індукції перекисного окислення ліпідів.
Роль глутамінової кислоти в метаболізмі великого мозку визначає участь нервової системи в механізмі її дії. Глутамінова кислота відноситься до числа центральних метаболітів нервової системи, вона утворюється в мозку і може проникати через гематоенцефалічний бар`єр. Концентрація глутамінової кислоти в мозку у 80 разів вище, ніж в крові. Глутамінова кислота є збудливим медіатором, крім того, вона надає детоксикаційна вплив на нейрони шляхом знешкодження аміаку з утворенням глутаміну.
Глутамінова кислота, її метаболіти мають важливе значення для гіпоталамо-гіпофізарної регуляції. Стимулююча дія глутамінової кислоти на активність системи гіпофіз - кіркова речовина надниркових залоз встановлено в експериментах. Видалення надниркових залоз у щурів супроводжується роз`єднанням дихання і окисного фосфорилювання. Введення глутамінової кислоти адреналектомірованним тваринам сприяє нормалізації цих процесів і підвищує коефіцієнт P / Про майже до норми. В умовах гіпоксії після видалення обох надниркових залоз глутамінова кислота лише в малому ступені стимулює дихання і окисне фосфорилювання. Це розцінюється авторами як доказ опосередкованого впливу глутамінової кислоти на функціональний стан мітохондрій через гіпофіз-адреналової систему.
