Kyselina glutámová je aminokyselina, ktorá vytvára bielkoviny, ktoré tvoria naše telo. Zároveň je najdôležitejším excitačným neurotransmiterom v nervovom systéme. Učenie a procesy zapamätané závisia od jeho činnosti. Jeho príliš vysoká koncentrácia zároveň zabíja nervové bunky. Čo iné hrá v tele kyselina glutámová?
Obsah
- Kyselina glutámová ako aminokyselina
- Kyselina glutámová ako neurotransmiter
- Rovnováha medzi glutamátom a kyselinou gama-aminomaslovou
- Depresia a aktivita kyseliny glutámovej
- Kyselina glutámová a schizofrénia
- Kyselina glutámová a Alzheimerova choroba
- Dôležitosť kyseliny glutámovej pre budúcnosť medicíny
Kyselina glutámová sa v tele zvyčajne nachádza vo forme aniónu nazývaného glutamát. Táto zlúčenina je aminokyselina, t.j. základný organický stavebný blok, z ktorého sa vyrábajú proteíny. Zároveň je to jeden z najdôležitejších neurotransmiterov. Tento pojem zahŕňa látky, ktoré sa podieľajú na prenose informácií medzi nervovými bunkami. Táto látka je považovaná za najdôležitejšiu zlúčeninu podieľajúcu sa na tvorbe pamäťovej stopy v mozgu. Z tohto dôvodu je jeho prítomnosť nevyhnutná v procese učenia sa a zapamätávania si udalostí.
Nadmerná koncentrácia kyseliny glutámovej v centrálnom nervovom systéme však nie je prospešná. Poškodzuje nervové bunky. Existujú štúdie, ktoré ukazujú, že toxicita vysokých hladín glutamátu sa podieľa na vzniku poškodenia oblastí mozgu počas Alzheimerovej choroby. Tieto zmeny vedú k narušeniu kognitívnych procesov.
Kyselina glutámová je veľmi často spájaná s chemickými prísadami do potravín. Je to tak kvôli skutočnosti, že jeho soľ, t. J. Glutamát sodný, je zvýrazňovač chuti pridávaný do jedál a zmesí korenia. Je to jedna z najpopulárnejších chemikálií používaných v potravinárskom priemysle. Glutamát sodný sa v Európskej únii oficiálne nepovažuje za škodlivú látku.
Glutamát je bielkovinová zložka, a preto je bežnou zložkou potravy. Jeho chuť je cítiť, iba ak nie je viazaný na bielkoviny. Príkladom potraviny, ktorá obsahuje kyselinu glutámovú, je sójová omáčka.Chuťové vnemy spôsobené touto chemickou zlúčeninou sa nazývali „umami“.
Kyselina glutámová ako aminokyselina
Glutamát je chemicky aminokyselina. Tento názov znamená, že má vo svojej štruktúre skupinu karboxylovej kyseliny a aminoskupinu, ktoré sú umiestnené na jednom atóme uhlíka. Aminokyseliny spojené chemickými väzbami usporiadanými do dlhého reťazca tvoria všetky existujúce proteíny.
Kyselina glutámová je endogénna aminokyselina, teda taká, ktorú si naše telo môže syntetizovať. Jeho zdrojom samozrejme môžu byť bielkoviny dodávané s jedlom. Všetko mäso, hydina, ryby, vajcia a mliečne výrobky sú vynikajúcim zdrojom kyseliny glutámovej. Zdrojom bielkovín môžu byť aj niektoré rastlinné potraviny bohaté na bielkoviny. Napríklad glutén, hlavný proteín pšenice, obsahuje 30% až 35% kyseliny glutámovej.
Prečítajte si tiež: Vegánstvo a zdravie: aký vplyv má na organizmus rastlinná strava?
Kyselina glutámová ako neurotransmiter
Glutamát okrem toho, že sa podieľa na tvorbe bielkovín, funguje aj ako neurotransmiter. To znamená, že ide o látku uvoľnenú do medzery medzi dvoma nervovými bunkami. Vstup molekúl glutamátu z jednej nervovej bunky do receptorov na druhej spôsobuje excitáciu. Receptory sú špecializované proteínové štruktúry, ktoré rozpoznávajú špecifický neurotransmiter.
Kyselina glutámová, ktorá sa používa ako neurotransmiter, je produkovaná priamo glutamátergnými neurónmi. Sú dominantnou súčasťou nervových buniek nachádzajúcich sa v mozgu. Preto má prerušenie prenosu kyseliny glutámovej veľmi vážne následky. Vedie k neurologickým chorobám a duševným poruchám.
Kyselina glutámová je uložená v špeciálnych vezikulách, ktoré sú umiestnené v synapsiách, teda v zakončeniach nervových buniek, ktoré sa navzájom spájajú. Nervové impulzy spúšťajú uvoľňovanie glutamátu do synaptickej štrbiny, čo nakoniec spustí ďalší neurón. Glutamátové receptory, ako napríklad NMDA receptor alebo AMPA, sú zodpovedné za príjem informácií prenášaných týmto neurotransmiterom. Spojenie molekuly kyseliny glutámovej s receptorom spôsobuje jej aktiváciu, a tým ďalší prenos nervového impulzu.
Glutamát je najbežnejším excitačným neurotransmiterom v nervovom systéme stavovcov vrátane človeka. Podieľa sa na kognitívnych funkciách mozgu, ako sú učenie a pamäť. Je prítomný na glutamátergických synapsiách v hipokampe, neokortexe a ďalších častiach mozgu.
Rovnováha medzi glutamátom a kyselinou gama-aminomaslovou
Kyselina glutámová ako hlavný excitačný neurotransmiter za fyziologických podmienok existuje v rovnováhe s hlavným inhibičným neurotransmiterom, t. J. Kyselinou gama-aminomaslovou (GABA). Príslušný vzťah týchto látok určuje správne fungovanie nervového systému.
V prípade chorobných stavov si zvyčajne povieme o nadradenosti prenosu súvisiaceho s glutamátom nad GABA. Takáto nerovnováha vedie k psychotickým stavom. Existujú teórie spájajúce nadmernú aktivitu receptorov kyseliny glutámovej so schizofréniou. Z tohto dôvodu pokračuje hľadanie psychotropných liekov, ktoré inhibujú glutamátergický systém.
Vedci sú spájaní s nasledujúcimi poruchami s hyperaktivitou alebo zníženou aktivitou neurotransmisie glutamátu:
- úzkosť
- depresia
- schizofrénia
- neurodegeneratívne choroby
- bipolárna porucha
Depresia a aktivita kyseliny glutámovej
Vedci a lekári si nie sú istí úlohou glutamátergického systému pri depresiách. Niektoré výskumné práce naznačujú zvýšenie aktivity tohto neurotransmiteru počas tejto choroby. Iní ukazujú, že je potlačený prenos glutamátu.
Štúdie preukázali, že užívanie liekov, ktoré blokujú aktivitu glutamátu, vyvoláva krátkodobý antidepresívny účinok. Príkladom takéhoto lieku je ketamín, ktorý je anestetikom v chirurgii a veterinárnej medicíne.
Účinok zlepšenia pohody sa vyskytuje aj v prípade bipolárnej poruchy po podaní liekov z tejto skupiny.
Liečivo riluzol má schopnosť znižovať množstvo kyseliny glutámovej uvoľňovanej z neurónov. Inhibuje teda glutamátergický prenos. Štúdie preukázali, že tento liek pôsobí ako antidepresívum u pacientov s touto poruchou.
Spomínané testy týkajúce sa liekov inhibujúcich glutamátergický systém naznačujú silnú koreláciu medzi jeho hyperaktivitou a depresívnymi príznakmi. Ďalší výskum v tejto oblasti môže udať nový smer v liečbe depresie a bipolárnej poruchy.
Kyselina glutámová a schizofrénia
Existuje hypotéza o vzniku schizofrénie spojenej s poruchami aktivity glutamátu. Teória bola spočiatku založená na súbore klinických a neuropatologických nálezov, ktoré naznačovali nedostatočnú aktivitu glutamátergnej signalizácie prostredníctvom NMDA receptorov. V neskorších rokoch existovali aj genetické údaje podporujúce túto tézu.
Súčasné poznatky však ukazujú, že táto porucha má glutaminergné aj dopaminergné abnormality. Sú súčasťou komplexného systému neurochemických, psychologických, psychosociálnych a mozgových faktorov, ktoré spoločne zodpovedajú za schizofréniu.
Kyselina glutámová a Alzheimerova choroba
Početné štúdie preukázali súvislosť medzi nefrotoxicitou vysokých hladín glutamátu a demenciou pri Alzheimerovej chorobe. Toto poškodenie je výsledkom účinkov nadmernej aktivácie receptorov týmto neurotransmiterom. V dôsledku toho dochádza k opuchu a poškodeniu nervových buniek.
Na zmiernenie príznakov Alzheimerovej choroby sa podáva memantadín. Tento liek blokuje glutamátové receptory. Nakoniec je excitácia týmto neurotransmiterom znížená, čo vedie k inhibícii neurodegeneratívnych procesov.
Dôležitosť kyseliny glutámovej pre budúcnosť medicíny
V súčasnosti objavujeme dôležitosť glutamatergického systému. Hĺbkové pochopenie mechanizmov, ktoré ho riadia, dáva nádej na vývoj liekov účinných pri liečbe duševných a neurologických porúch.
Výskum kyseliny glutámovej aktívnej v ľudskom mozgu je tiež šancou pochopiť, ako funguje ľudská pamäť.
Literatúra:
- Joanna M. Wierońska, Paulina Cieślik, Glutamát a jeho receptory alebo ako možno liečiť mozog, Vesmír 2017
- Meldrum, B. S. „Glutamát ako neurotransmiter v mozgu: prehľad fyziológie a patológie“. The Journal of Nutrition. 2000.
- Anna Szymczak, „kyselina glutámová“, neuropsychologia.org
- Kyselina glutámová (CID: 611) v PubChem, Národná lekárska knižnica Spojených štátov.
- Lisman JE, Coyle JT, Green RW a kol. „Rámec založený na obvode pre pochopenie neurotransmiterov a rizikových génových interakcií pri schizofrénii“. Trendy v neurovedách. 2008, on-line prístup
Prečítajte si viac článkov od tohto autora
