Глутаминовая кислота в цнс

Глутаминовая кислота (глутамат) обеспечивает передачу возбуждения но длинноаксонным волокнам, а нейронов с такими аксонами в ЦНС более миллиона. Множество сенсорных волокон, несущих в ЦНС зрительную, слуховую, тактильную, болевую информацию, являются глутаматергическими. То же самое можно сказать и о большинстве ассоциативных путей, связывающих между собой отделы мозга. Передача самой информации, как эфферентной, так и афферентной, осуществляется за счет медиаторов, относящихся к возбудительным аминокислотам, а модуляция этой передачи происходит за счет тормозных аминокислотных медиаторов (ГАМК, глицина). Ацетил- холин и биогенные амины тем временем контролируют уровень бодрствования, а также уровень эмоций. Еще более медленные регуляторные влияния на работу мозга оказывают гормональные влияния регуляторных пептидов.

Глутамат — пищевая аминокислота; человек потребляет ее в количестве 5—10 г/сут. Однако она, как и положено медиаторам, не проходит из крови в ткани мозга, задерживаясь гемато-энцефалическим барьером (ГЭБ). В качестве медиатора она заново синтезируется в пресинаитических окончаниях нейронов из глутамина (рис. 9.16, а), а после выброса в синаптическую щель и взаимодействия с рецепторами захватывается глиальными клетками (астроцитами), превращается в глутамин, аспарагиновую кислоту и ГАМК. Глутамин снова поступает в нейроны для синтеза из него глутамата (рис. 9.16, 6).

Аспарагиновая кислота (аспартат) по своим свойствам близка к глутамату и взаимодействует с его рецепторами. Аспартат является медиатором в возбуждающих интернейронах в спинном и среднем мозге. При деполяризации мембраны нервного окончания глутамат выбрасывается из везикул в щель и может связаться с рецепторами на постсинаптической мембране. Описано более 10 типов рецепторов к глутамату, различающихся и по механизму передачи сигнала, и но расположению в ЦНС. Эти рецепторы могут быть метаботропными и ионотропными (см. схему):

Рис. 9.16. Обмен глутаминовой кислоты в ЦНС:

а — путь биосинтеза в пресинаптическом окончании;

6 — метаболизм ГАМК и глутамата с участием астроцита

Метаботропные глутаматные рецепторы широко представлены в мозге. Они участвуют в формировании механизмов боли, тревожности, памяти, а также в нейродегенеративных процессах.

Ионотронные рецепторы к глутамату подразделяются на два подтипа — NMDA (активируемый NMDA — М-метил-Л-аснартатом) и не-NMDA. IIe-NiWZM-подтип распространен по всему мозгу и подразделяется на две группы: каинатные (активируются каиновой кислотой) и АМРА (активируются АМРА — а-аминогидроксиметилизоксанолпропионовой кислотой). В каждом из этих подтипов в свою очередь имеется по нескольку разновидностей рецепторов, и они могут располагаться и пресиптически, и постсинаптически.

При возбуждении постсинаптических ЛМРЛ-рецепторов открываются каналы для ионов натрия и кальция, что способствует быстрой деполяризации мембран и возбуждению этой клетки. При активации пресинап- тических не-МШЭЛ-рецепторов ионы Са 2+ входят в пресинаптическое окончание, что обеспечивает высвобождение медиатора из окончания в синаптическую щель.

Каинатные рецепторы локализованы преимущественно на окончаниях нейронов, высвобождающих глутамат, и при их возбуждении увеличивается выброс этого медиатора. Таким образом, не-Л г МОЛ-рецепторы играют важную роль в регуляции пластичности синаптической передачи. Искусственные агонисты каинатных рецепторов позволяют создать новые лекарственные средства, активирующие глутаматную систему.

iVMZM-рецепторы повсеместно распространены в мозге млекопитающих. Как и ЛМРЛ-рецепторы, они располагаются иресинаптически и постсинаптически. Высокая их плотность обнаружена в гиппокампе, таламусе, базальных ганглиях, коре больших полушарий.

Л г М?)Л-рецеиторы образуют неспецифические катионные каналы, обеспечивающие прохождение ионов К + , Na f и Са 2 ‘. В отличие от нc-NMDA- рецепторов, вызывающих быструю деполяризацию, активация NMDA- рецепторов приводит к пролонгированной деполяризации мембраны, что создает основу для длительной потенциации в гиппокампе.

NMDA-рецептор образован четырьмя белковыми субъединицами, на которых есть два места для связывания глутамата и два места для связывания глицина. Эти же субъединицы, пронизывая билипидный слой мембраны, образуют катионный канал, который при ПП на мембране перекрыт ионом Mg 2+ и, естественно, ничего пропускать не может (рис. 9.17).

Для того чтобы перевести iVMD/1-канал в рабочее состояние, необходимо деполяризовать мембрану в области канала до -40 мВ за счет каких-то других рецепторов, а также необходимо присутствие аминокислоты глицина. Сам по себе глицин не вызывает открытия канала рецептора, а действует, потенцируя эффекты глутамата. Если в среде присутствует глицин, и он может связаться своими активными центрами на NMDA-рецепторе, то небольшая деполяризация может быть обеспечена в том случае, если глутамат действует на расположенные вблизи от NMDA-рецептора какие-то другие ne-iVMZM-рецепторы. Считается, что это могут быть рецепторы подтипа АМРА. При такой деполяризации магниевая пробка выбивается, глицин и глутамат, взаимодействуя со своими местами связывания, открывают канал NMDA - ре це1 пора, и в клетку начнут поступать натрий и кальций (см. рис. 9.17). Описанный механизм лежит в основе так называемой

долговременной потенциации — одного из механизмов кратковременной памяти.

Рис. 9.17. Схема работы ДОМОЛ-рецепторов:

а — NMDA-рецептор инактивирован, канал рецептора закрыт; 6 — мембрана деполяризована до -40 мВ, NMDA - рецептор активирован, канал открыт; в — разрез поперек оси канала инактивированного NMDA-рецептора; 1 — ион Mg 2+ ;

2 — глутамат; 3 — глицин; одна из четырех белковых субъединиц с местом связывания для глицина не изображена

Вход в нейрон натрия и кальция через NMDA-кттл должен строго регулироваться, так как избыток кальция активирует работу многих ферментативных систем клетки, что может привести к перевозбуждению, повреждению и даже гибели нейрона. Это явление получило название глутаматной токсичности, и наблюдается оно редко, так как глутамат практически не проникает из крови в мозг. Глутамат значительно обостряет чувствительность всех вкусовых рецепторов, и без него пища кажется пресной и невкусной.

Малые дозы глутамата и его агонистов применяются в клинике: но 2—3 г глутамата в сутки при истощении 11C. Типичным следствием введения агонистов глутаматных рецепторов является заметная активация ЦПС - вплоть до развития судорог. Особенно известна в этом смысле каиновая кислота — токсин одной из диатомовых водорослей, вызывающий в больших дозах дегенерацию глутаматергических нейронов.

АТФ и родственные им соединения относятся к химическим соединениям класса пуринов. Оказалось, что и аденозин, и его производные являются медиаторами и в ЦНС, и в периферической НС (рис. 9.18).

Рис. 9.18. Лиганды пуриновых рецепторов

Рецепторы к пуринам подразделяют на два класса: Р,, отличающиеся наибольшей чувствительностью к аденозину, и Р₂, наиболее чувствительные к АТФ. В свою очередь, рецепторы Р, и Р₂ делят на подклассы (табл. 9.2). Метаботропные рецепторы — РА_Х, Р^А₂. ионотропные рецепторы — Р₂Х, Р₂ У.

Для слаженной работы организма нужны сотни различных полезных веществ, а при недостатке даже одного из них могут развиваться заболевания. К таким соединениям принадлежит глутаминовая кислота: при ее дефиците нарушается обмен веществ и работа головного мозга, ухудшается состояние кожи и волос. Рассмотрим подробнее химическую формулу, полезные свойства и варианты использования глутаминовой кислоты в медицине, косметологии.

1. Общая информация
2. История открытия
3. Химические свойства
4. Биологическая роль
5. Суточная норма
6. Глутаминовая кислота в продуктах
7. Симптомы дефицита
8. Признаки переизбытка
9. БАДы с глутаминовой кислотой
10. Препараты для женщин
11. Добавки для мужчин
12. Спортивное питание
13. Применение в косметике
14. Лучшие добавки

Общая информация

Глутаминовая кислота имеет несколько названий – глутамат, glutamate, Глу, Glu. Вещество относится к аминокислотным молекулам. В организме человека соединение входит в состав белков и некоторых низкомолекулярных веществ, небольшой его процент находится в несвязанной форме.

Химические свойства

По структуре вещество является заменимой двухосновной алифатической аминокислотой. В чистом виде соединение выглядит как белый кристаллический порошок, оно плохо растворяется в воде и органических веществах. При нормальном рН глутаминовая аминокислота имеет отрицательный заряд и формулу двух пространственных изомеров – L- и D-форму.

Биологическая роль

После попадания в организм с пищей или добавками глутаминовая кислота быстро переходит из крови в ткани. Наибольшее количество вещества накапливается в мышцах, нейронах, печени и почках. Соединение легко проникает через гематоэнцефалический барьер в головной мозг, где выполняет функции нейромедиатора, связываясь со специфическими NMDA-рецепторами. Излишек выводится почками.

Глутаминовая кислота обладает рядом полезных свойств:

• участвует в процессах переаминирования аминокислот, нормализует белковый и углеводный обмен;
• обеспечивает передачу импульсов в центральной нервной системе (ЦНС) – улучшает память и умственную работоспособность;
• обезвреживает и выводит из организма аммиак;
• повышает устойчивость клеток к гипоксии;
• нормализует электролитный состав и КОС крови;
• стимулирует работу скелетной мускулатуры;
• является мощным гепатопротектором, уменьшает секрецию HCl в желудке.

Внимание! Глутаминовая кислота помогает сохранить красоту и молодость: возвращает коже упругость, предотвращает ранее появление седины.

Суточная норма

В медицинской литературе нет однозначных данных о потребности организма в глутаминовой кислоте. ВОЗ также не дает рекомендаций по этому поводу. Установленные суточные нормы варьируются в разных регионах и странах – от 3 г в день в Тайване до 350-400 мг в США и Италии. Врачи сходятся во мнении, что детям и беременным женщинам следует ограничить количество вещества в рационе.

Для определения в организме уровня аминокислоты используется комплексный анализ. Для исследования берут кровь натощак. В полученном материале оценивают уровень 32 белковых соединений. Нормальные значения для взрослого человека – 92-497 мкмоль/л.

Глутаминовая кислота в продуктах

Вещество содержится в белковой пище – мясе, рыбе, яйцах и молочных продуктах. Высокие концентрации нутриента выявлены в пшенице и представителях семейства бобовых. В справочниках представлено среднее количество соединения в определенном продукте, но эти значения могут колебаться в зависимости от способа приготовления пищи.

Таблица – Топ-8 природных источников глутаминовой кислоты

Продукт	Связанная форма, мг/100 г	Свободная кислота, мг/100 г
Зеленый горошек	5583	200
Куриное мясо	3309	44
Говядина	2846	33
Свинина	2325	23
Морская рыба	2101	9
Кукуруза	1765	130
Яйца	1583	23
Коровье молоко	819	2

Симптомы дефицита

Недостаток нутриента часто наблюдается у вегетарианцев и людей, которые придерживаются строгих малобелковых диет. Дефицит также возникает при резком начале физических нагрузок, болезнях почек с нефротическим синдромом, тяжелых заболеваниях ЖКТ.

При нехватке глутаминовой кислоты нарушается ряд физиологических функций. Дефицит проявляется такими симптомами:

• снижение памяти и внимания;
• депрессивные состояния;
• анемия;
• сухость и дряблость кожи;
• появление седых волос;
• у детей – задержка психомоторного развития.

Для устранения патологических признаков следует нормализовать рацион, добавить в диету больше белковой пищи. При очень низком уровне кислоты ее восполняют с помощью биологически активных добавок (БАДов).

Признаки переизбытка

Чрезмерное количество соединения накапливается в организме при злоупотреблении белковой пищей, отсутствии физических нагрузок, передозировке добавок с глутаматом. Избыток кислоты также бывает у женщин во время беременности и грудного вскармливания. Излишек глутамата, как и его недостаток, приносит вред организму.

• снижение уровня гемоглобина и лейкоцитов;
• рвота, диарея;
• повышенная возбудимость, бессонница;
• аллергические реакции;
• поражение печени и почек.

Внимание! При развитии передозировки врачи рекомендуют использовать симптоматическую терапию, в которую входит прием энтеросорбентов и дезинтоксикационных растворов, промывание желудка, диета с ограничением белка.

БАДы с глутаминовой кислотой

В медицине используется L-глутаминовая кислота, которая отличается повышенной фармакологической активностью. Средства на ее основе назначаются для лечения таких болезней:

• малые эпилептические припадки;
• реактивные и соматические психозы;
• синдром Дауна;
• детский церебральный паралич;
• полиомиелит.

Вещество также входит в состав многих мультивитаминов, которые используются в профилактических целях, для восполнения дефицита полезных нутриентов. Пищевые добавки выпускаются в виде обычных и жевательных таблеток, капсул, жидких витаминных растворов.

Глутамат активно применяется при эндокринных нарушениях в женском организме, бесплодии. БАДы на основе этого соединения нормализуют гормональный фон, обеспечивают регулярный менструальный цикл, а также:

• поддерживают репродуктивное здоровье;
• способствуют наступлению беременности;
• предотвращают развития врожденных заболеваний у ребенка.

Глутаминовая кислота (глутамат) – аминокислота, которая обеспечивает работу центральной нервной системы. В головном мозге концентрация глутамата в 80 раз больше, чем в сыворотке крови, и недаром, ибо с его помощью передается до 60% нервных импульсов. Она может как образовываться в самом головном мозге, так и поступать в вещество мозга из крови через гемато-энцефалический барьер. Поступающая с пищей глутаминовая кислота проходит ряд трансформаций, не проникая непосредственно в головной мозг.

В центральной нервной системе глутаминовая кислота выполняет следующие функции:

1. Медиаторную – является веществом-посредником в передаче сигнала с одной нервной клетке на другую
2. Энергетическую – снабжает нервные клетки энергией, необходимой для работы
3. Антитоксическую – связывает аммиак – ядовитое вещество, образующееся в процессе работы клеток
4. Синтетическую – является веществом-предшественником для образования других веществ, важных в работе нервных клеток, в первую очередь тормозного нейромедиатора ГАМК – γ-аминомасляной кислоты

Глутаминовая кислота – нейромедиатор

Нейромедиаторы – вещества, которые помогают проводить сигнал от одного нейрона к другому через расщелину, которую называют синапсом. По нейрону сигнал бежит в виде электрического импульса, но чтобы преодолеть синапс электрический сигнал должен быть преобразован в химический. На кончике нервного отростка, передающего сигнал, запасены химические вещества – медиаторы или проводники. Когда импульс достигает окончания отростка, он освобождает медиатор, который плывет через синаптическую щель к другому нервному окончанию, принимающему сигнал, возбуждая в нем электрический ток. Освобожденный медиатор сразу же расщепляется ферментами, а в нервной клетке он образовывается наново из заготовок, плавающих в межклеточном пространстве.

Глутаминовая кислота — это возбуждающий нейромедиатор, т.е. она усиливает нервный импульс. В центральной нервной системе имеется порядка миллиона клеток, заточенных на принятие сигналов через глутамат (глутаматергических нейронов). Эти клетки расположены в коре головного мозга, гиппокампе, черной субстанции, обонятельной луковице, мозжечке, а также в спинном мозге, где принимают сигналы от чувствительных окончаний

Глутаматергическая система неспецифична, т.е. невозможно выделить конкретную функцию, которую выполняет глутаминовая кислота, но в то же время она участвует в работе головного мозга в целом. Глутаминовая кислота связывает в единое целое огромное количество нейронов (нервных клеток) головного мозга.

Глутаминовая кислота участвует не только в классическом проведении сигнала от нейрона к нейрону, но и в объемной нейротрансмиссии, когда импульс передается сразу на несколько нервных окончаний путем суммации глутамата, освобожденного из соседних клеток, что способствует формированию разлитого возбуждения, иначе говоря, доминантного очага. В нормальных условиях это способствует концентрации внимания на каком-либо одном деле, сосредоточенности на достижении цели.

Глутаминовая кислота играет роль в развитии нервной системы. Она способствует образованию новых отростков нейронов и установлению новых связей между ними, т.е. участвует в таких процессах, как обучение и память.

Глутаматные рецепторы

Рецепторы – это своего рода двери, закрывающие вход в клетку. Ключом к замку является сигнальная молекула – медиатор, которая взаимодействует с рецептором, он открывает дверь, куда заходят вещества, заставляющие клетку реагировать на сигнал. Для глутаматных рецепторов таким ключом являются глутаминовая кислота и аспарагиновая кислота.

В нейронах имеются два вида рецепторов, реагирующих на выброс глутамата: ионотропные и метаботропные (mGLuR 1-8).

Метаботропные рецепторы вызывают перестройку внутри самой клетки. Эффект при стимуляции ионотропных рецепторов возникает быстро, но держится недолго, это рецепторы немедленного ответа, эффект от стимуляции метаботропных рецепторов возникает через определенное время, но держится дольше. Ионотропные активируются на несколько миллисекунд, но часто, метаботропные могут сохранять активность нейрона от секунд до нескольких минут.

Группа ионотропных рецепторов делится на три семейства: NMDA- рецепторы, AMPA-рецепторы и каинатные рецепторы (рецепторы каиновой кислоты).

Группа метаботропных рецепторов также делится на три группы: I, II, III.

Ионотропные рецепторы

NMDA-рецепторы назвали так поскольку веществом, избирательно их возбуждающим, (селективным агонистом) является N-метил-D-аспартат, т.е. аспарагиновая кислота, к которой прицепился метильный хвост.

Для AMPA-рецепторов таким веществом является α – аминометилизоксазолпропионовая кислота.

Каинатные рецепторы избирательно стимулируются каиновой кислотой. Она содержится в красных водорослях и используется в науке для моделирования эпилепсии и болезни Альцгеймера.

По последним данным δ-рецепторы, которые расположены в мозжечке млекопитающих в клетках Пуркинье , также стали причислять к ионотропным.

Механизм действия всех ионотропных рецепторов схож. Лучше всего он изучен на примере NMDA-рецепторов.

NMDA-рецепторы

NMDA-рецепторы регулируют возбудимость нервной ткани и оказывают влияние на формирование новых связей между нейронами (синаптическая пластичность).

Дверь в клетку, которую представляет собой NMDA-рецептор, имеет сложную структуру: она состоит из четырех частей – субъединиц-белков, два из которых являются представителями класса NR1, а два других – представителями класса NR2.

Внеклеточная часть белка NR2 – это замок на двери, который открывается медиатором. Ключом к замку являются глутамат, аспартат и N-метил-D-аспартат. Белок NR1 выполняет роль стопора, отодвигает стопор аминокислота глицин. Чтобы замок открылся, к каждой субъединице должен подойти свой ключ, т.е. рецептор заработает, когда к нему присоединится сразу две молекулы медиатора и коагонист Глицин. Это как замок банковской ячейки, который открывается при наличии сразу трех ключей.

Глутаминовая и аспарагиновая кислоты не являются дефицитными, люди потребляют их в огромных количествах с пищей, к тому же они могут образовываться в самом организме, глицин – вроде бы тоже заменимая аминокислота, но для ее синтеза необходима фолиевая кислота (витамин B9), а вот ее в наших северных широтах мы можем не добрать, ибо содержится она в свежей зелени. Вспомните, когда и сколько вы съели зеленой травки? Веточку укропчика на колбаске? Вот для того, чтобы восполнить дефицит глицина и продается коммерческий препарат под тем же названием, который помогает работать NMDA-рецепторам и опосредованно, через открытие ионных каналов, улучшает память, обучаемость и интеллект.

Четыре белка формируют канал для проведения ионов через клеточную мембрану внутрь клетки. Внутри канала врастопырку стоит ион Магния – этакая задвижка, не пускающая ионы.

При присоединении медиатора (глутамата или аспартата) и аминокислоты-регулятора (глицина) канал начинает работать: ион Магния выходит наружу, задвижка отодвигается, внутрь клетки начинают поступать ионы Кальция и Натрия, а из клетки в межклеточное пространство выходит Калий.

В результате направленного движения ионов в принимающем нейроне возникает электрический ток, что приводит к ускорению передачи импульсов, а значит, головной мозг работает быстрее. После того, как глутамат подействовал, специальные клетки-изоляторы нервного волокна, именуемые астроцитами, поглощают его из межклеточного пространства при помощи транспортного белка GLT1. В астроцитах глутамат захватывает аммиак, токсичное вещество, которое всегда выделяется при работе, превращается в глутамин и в таком виде возвращается в нервное окончание, где он вновь готов к работе.

В канале, проходящем через мембрану клетки, имеются дополнительные места для присоединения регуляторных молекул, которые могут как ускорять движение заряженных частиц, так и блокировать их. Анестетик Кетамин работает, как смазка рецепторной двери, облегчая прохождение ионов через канал.

Внутриклеточная часть NMDA-рецептора является регуляторной, тут постоянно снуют ферменты, навешивая на канал дополнительные замки из остатков фосфорной кислоты или срезая их, что замедляет или ускоряет проведение ионов по каналу. Таким образом осуществляется тонкая настройка скорости движения ионов, а значит и скорости нервных процессов.

Этиловый спирт, содержащийся в алкогольных напитках, блокирует NMDA-рецепторы, т.е. выступает, как стопор, не дает им работать. Во внутриутробном периоде это приводит к гибели нейронов, что в дальнейшем может сказаться и на интеллекте, и на памяти.

В мозге новорожденных и молодых особей в составе NMDA-рецептора преобладает субъединица, образованная белком NR2B. Каналы, содержащие этот белок, остаются в открытом положении дольше, а нейроны с такими рецепторами быстрее реагируют на сигнал и длительнее находятся в рабочем режиме, что формирует быстрое и долговременное запоминание. Однако с возрастом субъединицы NR2B заменяются на NR2C и NR2A, что влияет на способность к обучению: информация воспринимается труднее, память работает хуже. Однако клетки с NR2B-субъединицами быстро погибают при перегрузке рецептора глутаматом, который в высоких концентрациях ядовит для нервной ткани, а вот белок NR2A защищает нейроны от токсического действия избытка глутамата.

NMDA-рецепторы не участвуют в возникновении быстрого и кратковременного возбуждения, с которыми связаны двигательные автоматизмы (например, рефлекс отдергивания), за них ответственны другие ионотропные рецепторы, прежде всего AMPA. NMDA-рецепторы заняты другой работой: обеспечивают усиленную и длительную активацию нейронов, что имеет значение при обучении и запоминании новой информации.

Наибольшая плотность NMDA-рецепторов имеется в конечном мозге, прежде всего в гиппокампе, миндалевидном теле, полосатом теле, а также в коре больших полушарий. Гиппокамп – зона памяти, миндалевидное тело – зона эмоций и памяти, связанной с эмоциональными событиями, полосатое тело (стриатум) – регулирует мышечный тонус, объединяет в одно целое функционирование скелетной мускулатуры и внутренних органов. Кора головного мозга формирует человеческую личность и контролирует все процессы, происходящие в организме. Концентрация NMDA-рецепторов выше в ассоциативных зонах мозга, т.е. тех отделах, которые объединяют разные зоны коры между собой, по сравнению с проекционными зонами, т.е. тех, которые отдают приказы от головного мозга на двигательную мускулатуру.

В коре головного мозга NMDA-рецепторы сосредоточены в большей степени в следующих зонах:

• Фронтальной – зона, ответственная за волю, мотивацию, социальное поведение
• Инсула (островок) – отвечает за глубинные эмоции и речь
• Древняя кора – осуществляет эмоциональный контроль за поведением
• Парагиппокампальная извилина – участвует в формировании эмоций, обучения и памяти
• Передняя поясная кора – зона, ответственная за анализ информации, решение интеллектуальных задач, связанных с концентрацией внимания, управляет поведением.

Это структуры обеспечивают способности к восприятию и переработке информации, формируют память, обеспечивают способность к запоминанию и обучению, сосредоточению, управляют волей и мотивацией, отвечают за социальное поведение и эмоциональные реакции.

Сбои в работе NMDA-рецепторов приводят к множеству тяжелых неврологических и психических нарушений, таких как эпилепсия, аутизм, шизофрения.

Как нейротрансмиттер, глутаминовая кислота оказывает влияние на несколько зон ЦНС: таламус, мозговой ствол, спинной мозг, подкорковые ядра. В местах межклеточных контактов вещество резервируется в пресинаптических инертных отсеках – везикулах. Электрическая волна возбуждения инициирует высвобождение иона глютаминовой кислоты из передающей нервной клетки. Высвобожденный глутамат присоединяется к специальным скоплениям нервных окончаний дендритов – рецепторам.

Одним из таких рецепторов ЦНС является ионотропный быстродействующийНМДА-рецептор (N-метил-D-аспартат). Иные классы биохимических рецепторов – это AMPA-рецепторы (рецепторы α-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовой кислоты), метаботропные глутаматные рецепторы(mGluR), обеспечивающие медленный продолжительный эффект, и менее распространенные каинатные рецепторы, регулирующие синаптическую передачу и пластичность.

Многие синапсы используют несколько видов глутаматных рецепторов. Глютаминовая кислота принимает участие вомногих когнитивных функциях, среди которых – способность к восприятию, запоминанию и сохранению новой информации. Данный нейротрансмиттер принимает активное участие в регулировании процесса формирования синапсов между нейронами во время роста и развития головного мозга.

Помимо того, что глутаминовая кислота сама по себе является нейромедиатором, она также участвует в синтезе гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), являясь ее предшественником. ГАМК, ингибирующий (тормозящий) нейротрансмиттер, оказывает противоположное действиеглутамату, снижая активность центральной нервной системы. Благодаря влиянию глутаминовой кислоты достигается равновесие в ряде жизненно важных нейропсихологических состояний.

Функции глутаминовой кислоты

Глутаминовая кислота по существу является топливом для головного мозга. В дополнение к обеспечению прямой поставки энергии для мозга, необходимой, чтобы функционировать на высоком уровне, эта аминокислота стимулирует умственную активность и улучшает функцию памяти.

Из-за важной роли, которую это соединение играет в когнитивной сфере, врачи рекомендуют препараты глутамата для лечения таких состояний, как синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Считается, что эта аминокислота помогает детям с поведенческими нарушениями, дает возможность сконцентрироваться и улучшить способности к обучению.

Глутаминовая кислота очень важна для лечения разнообразных психоэмоциональных патологий, как депрессия, включая биполярное расстройство, шизофрения, чрезмерное беспокойство. Исследования показали, что люди, которые страдают от расстройств настроения, обычно имеют несбалансированное соотношение нейромедиаторов или неадекватный уровень определенных нейротрансмиттеров.

Современная медицина отводит глутаминовой кислоте особое место в механизме развития тяжелых психических заболеваний, как шизофрения. Наиболее изученной версией причин шизофрении является гипотеза, согласно которой этот психоз обусловлен снижением функциональной активности НМДА-рецепторов. При использовании анестетиков, ингибирующих действие N-метил-D-аспартатного (NMDA) рецептора, у условно здоровых добровольцев возникали симптомы психоза. При этом отягощение симптоматики шизофрении часто обусловлено повышением уровня кинуреновой кислоты – эндогенным НМДА-антагонистом. При подавлении функции NMDA-рецепторов, у испытуемых возникали галлюцинации, параноидные бредовые включения, внезапное замешательство и рассеянность, рассредоточенность внимания, психомоторное возбуждение, лабильность настроения, кошмарные сновидения. Также отмечалось значительное ухудшение способностей к обучению и мнестические расстройства. Аналогичные нарушения выявляются у наркоманов, принимающих кетамин, являющийся антагонистом НМДА-рецепторов.

Глутаминовая кислота используется в терапии:

• расстройств поведения (гиперкинетических синдромов, нарушений активности и внимания);
• эпилепсии;
• мышечных дистрофий;
• интеллектуальных расстройств (умственной отсталости, деменции).

Организм использует эту аминокислоту для синтеза глутатиона, который является одним из наиболее эффективных и распространенных антиоксидантов в организме. Глутатион не только защищает клетку от токсичных свободных радикалов путем их нейтрализации, но и имеет определяющее значение для проведения окислительно-восстановительных процессов во внутриклеточной среде. Важная функция глутамина – обезвреживание аммиака. Чрезмерное накопление аммиака в крови приводит к гипераммонии, один из проявлений которой – умственная отсталость. Глютаминовая кислота – составляющая комплексной терапии при эпилепсии, направленная на предотвращение малых припадков.

Дефицит глутаминовой кислоты

Нехватка соединения часто возникает у истощенных людей или особ, имеющих проблемы с функционированием иммунной системы. В случае дефицита глютаминовой кислоты обнаруживаются симптомы:

• летаргия– болезненное состояние, проявляющееся медлительностью, утомляемостью, вялостью;
• расстройства сна;
• неспособность сконцентрироваться на предъявляемом стимуле;
• нарушения мышления;
• проблемы с запоминанием.

Низкие уровни глутаминовой кислоты провоцируют реактивные состояния с явлениями депрессии. Сейчас активно изучается роль соединения в формировании агрессии.

Как повысить уровень глутаминовой кислоты?

Эта аминокислота присутствует в продуктах с высоким содержанием белка, таких как рыба, мясо, яйца, птица и молочные продукты. Богатые белком овощи также являются хорошим источником соединения. Некоторые бобовые, такие как чечевица и фасоль, имеют особенно высокие концентрации глутаминовой кислоты.Помимо естественного присутствия в пищевых продуктах, люди часто используют эту аминокислоту в качестве добавки для улучшения вкуса некоторых продуктов в форме глутамата натрия.

В большинстве случаев люди получают достаточно глютаминовой кислоты из своего рациона. Поэтому добавки обычно не нужны. Тем не менее, культуристы и другие атлеты могут использовать добавки для поддержки организма во время активных тренировок и спортивных соревнований. Рекомендуемая суточная доза добавок может варьироваться от 500 до 2000 мг.

Важно проконсультироваться с врачом, прежде чем принимать какие-либо добавки, особенно если человек страдает заболеваниями печени или почек, а также любыми неврологическими патологиями. Хотя это довольно безопасная аминокислота, могут возникнуть некоторые побочные эффекты от использования добавок, в числе которых – цефалгия, быстрая утомляемость, вялость.

Избыток глутаминовой кислоты

При травматическом повреждении мозга или некоторых физиологических заболеваниях глутамат натрия может накапливаться в организме. Избыток мононатриевой соли глутаминовой кислоты может быть также следствием чрезмерного употребления пищевой добавки, известной под маркером Е621. Данный усилитель вкуса часто используется в консервированных продуктах и блюдах быстрого приготовления. В разумных дозах данное вещество не представляет опасности для здоровья, поскольку глутамат содержится во всей белковой пищи. Однако чрезмерное употребление изделий с усилителями вкуса чревато накоплением глутамата, что со временем из-за обильного поступления ионов кальция в клетку через каналы NMDA-рецепторов инициирует повреждение, а нередко и гибель клетки. Такой феномен в научной среде носит название эксайтотоксичность. Данное явление рассматривается в патогенезе тяжелых заболеваний:

• рассеянного склероза – поражения нескольких отделов головного и спинного мозга;
• сенильной деменции альцгеймеровского типа;
• амиотрофического латерального склероза – прогрессирующего неизлечимого заболевания;
• идиопатического синдрома паркинсонизма;
• синдрома Гентингтона;
• аутистических расстройств.

Заключение

Глутаминовая кислота выполняет несколько ключевых функций в организме. Она действует как важный нейромедиатор, и организм использует вещество для создания других нейротрансмиттеров, таких как ГАМК. Таким образом, эта аминокислота имеет решающее значение для здорового развития и функционирования мозга.

Глютаминовая кислота помогает стимулировать обучение, бдительность, долговременную память и другие когнитивные функции. Она важна для производства энергии, защиты иммунной системы, удаления токсического аммиака из организма и поддержания роста и функционирования мышц.

Большинство людей получают достаточное количество глутаминовой кислоты посредством биосинтеза и правильной диеты. В некоторых ситуациях добавки могут быть полезны, однако перед началом их приема рекомендуется проконсультироваться с врачом.