stringtranslate.com

Глютамин

Глутамин (обозначение Gln или Q ) [4] представляет собой α-аминокислоту , которая используется в биосинтезе белков . Его боковая цепь аналогична боковой цепи глутаминовой кислоты , за исключением того, что группа карбоновой кислоты заменена амидом . Он классифицируется как полярная аминокислота с нейтральным зарядом. Он не является незаменимым и условно незаменимым для человека, то есть организм обычно может синтезировать его в достаточном количестве, но в некоторых случаях стресса потребность организма в глютамине увеличивается, и глютамин необходимо получать с пищей. [5] [ 6] Он кодируется кодонами CAA и CAG.

В крови человека глютамин является наиболее распространенной свободной аминокислотой . [7]

Диетические источники глютамина включают в себя особенно богатые белком продукты, такие как говядина , курица , рыба , молочные продукты , яйца , овощи, такие как фасоль , свекла , капуста , шпинат , морковь , петрушка , овощные соки , а также пшеница , папайя , брюссельская капуста , сельдерей , капуста и ферментированные продукты, такие как мисо .

Функции

Глютамин участвует в различных биохимических функциях:

Роль в обмене веществ

Глутамин поддерживает окислительно-восстановительный баланс, участвуя в синтезе глутатиона и способствуя анаболическим процессам, таким как синтез липидов, путем восстановительного карбоксилирования. [14]

Глютамин является источником углерода и азота для использования в других метаболических процессах. Глутамин присутствует в сыворотке в более высоких концентрациях, чем другие аминокислоты [15] , и необходим для многих клеточных функций. Примеры включают синтез нуклеотидов и заменимых аминокислот . [16] Одной из наиболее важных функций глутамина является его способность превращаться в α-KG, который помогает поддерживать поток цикла трикарбоновых кислот, генерируя АТФ через переносчиков электронов НАДН и ФАДН 2 . [17] Наибольшее потребление глютамина происходит в клетках кишечника, [7] клетках почек (где он используется для кислотно-щелочного баланса), активированных иммунных клетках, [18] и многих раковых клетках. [8] [11] [19]

Производство

Глутамин производят в промышленных масштабах с использованием мутантов Brevibacterium flavum , которые дают ок. 40 г/л за 2 дня с использованием глюкозы в качестве источника углерода. [20]

Биосинтез

Синтез глютамина из глутамата и аммиака катализируется ферментом глютаминсинтетазой . Большая часть производства глютамина происходит в мышечной ткани, на долю которой приходится около 90% всего синтезируемого глютамина. Глютамин также выделяется в небольших количествах легкими и мозгом. [21] Хотя печень способна синтезировать глютамин, ее роль в метаболизме глютамина скорее регулирующая, чем продуктивная, поскольку печень поглощает глутамин, полученный из кишечника, через портальную систему печени. [7]

Использование

Питание

Глутамин является наиболее распространенной встречающейся в природе заменимой аминокислотой в организме человека и одной из немногих аминокислот, которые могут напрямую преодолевать гематоэнцефалический барьер . [7] Люди получают глютамин в результате катаболизма белков в продуктах , которые они едят. [22] В состояниях, когда ткани строятся или восстанавливаются, например, при росте младенцев или при заживлении ран или тяжелых заболеваний, глютамин становится условно незаменимым . [22]

Серповидно-клеточная анемия

В 2017 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило порошок L -глютамина для перорального применения, продаваемый под торговой маркой Endari , для уменьшения тяжелых осложнений серповидно-клеточной анемии у людей в возрасте пяти лет и старше с этим заболеванием. [1]

Безопасность и эффективность перорального порошка L-глютамина изучались в рандомизированном исследовании с участием субъектов в возрасте от 5 до 58 лет с серповидно-клеточной анемией, у которых было два или более болезненных криза в течение 12 месяцев до включения в исследование. [1] Субъектов случайным образом распределяли на лечение пероральным порошком L-глютамина или плацебо, и эффект лечения оценивался в течение 48 недель. [1] Субъекты, которых лечили пероральным порошком L-глутамина, в среднем реже посещали больницу по поводу боли, которую лечили парентерально вводимыми наркотиками или кеторолаком (серповидно-клеточные кризы), по сравнению с субъектами, получавшими плацебо (медиана 3 против медианы 4). ), меньшее количество госпитализаций по поводу серповидноклеточной боли (медиана 2 против медианы 3) и меньшее количество дней в больнице (медиана 6,5 дней против медианы 11 дней). [1] У субъектов, получавших пероральный порошок L-глютамина, также наблюдалось меньше случаев острого грудного синдрома (опасного для жизни осложнения серповидно-клеточной анемии) по сравнению с пациентами, получавшими плацебо (8,6 процента против 23,1 процента). [1]

Общие побочные эффекты перорального порошка L-глютамина включают запор, тошноту, головную боль, боль в животе, кашель, боль в конечностях, боль в спине и боль в груди. [1]

Пероральный порошок L-глютамина получил обозначение орфанного препарата . [1] FDA предоставило одобрение Эндари компании Emmaus Medical Inc. [1]

Лечебное питание

Глютамин продается как лечебная пища и назначается, когда медицинский работник считает, что человек, находящийся под его наблюдением, нуждается в дополнительном приеме глютамина из-за метаболических потребностей, выходящих за рамки того, что может быть удовлетворено эндогенным синтезом или диетой. [23]

Безопасность

Глутамин безопасен для взрослых и недоношенных детей. [24] Хотя глютамин метаболизируется до глутамата и аммиака, оба из которых оказывают неврологическое действие, их концентрации не сильно увеличиваются, и никаких неблагоприятных неврологических эффектов обнаружено не было. [24] Наблюдаемый безопасный уровень дополнительного приема L -глютамина у здоровых взрослых составляет 14 г/день. [25]

Побочные эффекты глютамина были описаны у людей, получающих парентеральное питание в домашних условиях, и у людей с нарушениями функции печени. [26] Хотя глютамин не оказывает никакого влияния на пролиферацию опухолевых клеток, все же возможно, что добавки глютамина могут быть вредными при некоторых типах рака. [27]

Прекращение приема добавок глютамина у людей, адаптированных к очень высокому потреблению, может вызвать эффект отмены, повышая риск возникновения проблем со здоровьем, таких как инфекции или нарушение целостности кишечника. [27]

Состав

Глютамин может существовать в любой из двух энантиомерных форм: L -глютамин и D -глутамин. L - форма встречается в природе. Глутамин содержит α-аминогруппу, которая находится в протонированной форме -NH 3 + в биологических условиях, и группу карбоновой кислоты, которая находится в депротонированной форме -COO - , известной как карбоксилат, в физиологических условиях.

Цвиттер- ионные формы глутамина при нейтральном pH: L-глутамин (слева) и D-глутамин.

Исследовать

Последствия истощения запасов глутамина у людей в критическом состоянии [28]

Жидкость для полоскания рта с глютамином может быть полезна для предотвращения мукозита полости рта у людей, проходящих химиотерапию , но внутривенное введение глютамина неэффективно для предотвращения мукозита в желудочно-кишечном тракте. [29]

Считалось, что добавление глютамина потенциально может уменьшить осложнения у людей, находящихся в критическом состоянии или перенесших операцию на брюшной полости, но это было основано на клинических исследованиях низкого качества. [30] Добавки, по-видимому, неэффективны у взрослых и детей с болезнью Крона или воспалительным заболеванием кишечника , но клинические исследования по состоянию на 2016 год были недостаточными. [13] Добавки, по-видимому, не оказывают эффекта на младенцев со значительными проблемами желудка или кишечника. [31]

Некоторые спортсмены используют L -глютамин в качестве добавки. Исследования подтверждают положительное влияние постоянного перорального приема добавки на травмы и воспаления, вызванные интенсивными аэробными и изнурительными упражнениями, но влияние на восстановление мышц после силовых тренировок неясно. [32]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcdefghi «FDA одобряет новое лечение серповидноклеточной анемии» . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) (пресс-релиз). 7 июля 2017 года . Проверено 10 июля 2017 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  2. ^ Уэст, Роберт С., изд. (1981). Справочник CRC по химии и физике (62-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. С-311. ISBN 0-8493-0462-8..
  3. ^ «Употребление глютамина во время беременности». Наркотики.com . 30 сентября 2019 года . Проверено 23 апреля 2020 г.
  4. ^ «Номенклатура и символика аминокислот и пептидов». Совместная комиссия IUPAC-IUB по биохимической номенклатуре. 1983. Архивировано из оригинала 9 октября 2008 года . Проверено 5 марта 2018 г.
  5. ^ Совет по продовольствию и питанию Медицинского института (2006). «Белки и аминокислоты». В Оттене Дж. Дж., Хеллвиге Дж. П., Мейерсе Л. Д. (ред.). Справочная норма диеты: Основное руководство по потребностям в питательных веществах (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. п. 147. ИСБН 978-0-309-10091-5. Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2014 года.
  6. ^ Лейси Дж. М., Уилмор Д. В. (август 1990 г.). «Является ли глютамин условно незаменимой аминокислотой?». Обзоры питания . 48 (8): 297–309. doi :10.1111/j.1753-4887.1990.tb02967.x. ПМИД  2080048.
  7. ^ abcde Brosnan JT (июнь 2003 г.). «Межорганный транспорт аминокислот и его регуляция». Журнал питания . 133 (6 Приложение 1): 2068S–2072S. дои : 10.1093/jn/133.6.2068S . ПМИД  12771367.Значок открытого доступа
  8. ^ ab Corbet C, Feron O (июль 2015 г.). Корбет С., Ферон О (ред.). «Метаболические изменения и изменения в сознании: от зависимости от глюкозы к глютамину и ацетату при раке». Текущее мнение о клиническом питании и метаболической помощи . 18 (4): 346–353. дои : 10.1097/MCO.0000000000000178. PMID  26001655. S2CID  1478014.
  9. ^ Холл Дж. Э., Гайтон AC (2006). Учебник медицинской физиологии (11-е изд.). Сент-Луис, Миссури: Эльзевир Сондерс. п. 393. ИСБН 978-0-7216-0240-0.
  10. ^ Аледо JC (июль 2004 г.). «Расщепление глютамина в быстро делящихся клетках: отходы или инвестиции?». Биоэссе . 26 (7): 778–785. doi :10.1002/bies.20063. ПМИД  15221859.
  11. ^ аб Юнева М., Замбони Н., Офнер П., Сачиданандам Р., Лазебник Ю. (июль 2007 г.). «Дефицит глутамина, но не глюкозы, вызывает MYC-зависимый апоптоз в клетках человека». Журнал клеточной биологии . 178 (1): 93–105. дои : 10.1083/jcb.200703099. ПМК 2064426 . ПМИД  17606868. 
  12. ^ Домбровска К, Сковронска К, Попек М, Обара-Михлевска М, Альбрехт Дж, Зелинска М (2018). «Роль транспорта глутамата и глютамина в нейротоксичности аммиака: современное состояние и вопросительные знаки». Целевые препараты для лечения эндокринных, метаболических и иммунных расстройств . 18 (4): 306–315. дои : 10.2174/1871520618666171219124427. PMID  29256360. S2CID  26569656.
  13. ^ аб Ямамото Т., Симояма Т., Курияма М. (апрель 2017 г.). «Диетические и энтеральные вмешательства при болезни Крона». Современное мнение в области биотехнологии . 44 : 69–73. doi : 10.1016/j.copbio.2016.11.011. ПМИД  27940405.
  14. ^ Цзян Л., Шестов А.А., Суэйн П., Ян С., Паркер С.Дж., Ван QA и др. (апрель 2016 г.). «Восстановительное карбоксилирование поддерживает окислительно-восстановительный гомеостаз во время независимого от закрепления роста». Природа . 532 (7598): 255–258. Бибкод : 2016Natur.532..255J. дои : 10.1038/nature17393. ПМК 4860952 . ПМИД  27049945. 
  15. ^ Welbourne TC (март 1979 г.). «Производство аммиака и включение глутамина в глутатион в функционирующих почках крысы». Канадский журнал биохимии . 57 (3): 233–237. дои : 10.1139/o79-029. ПМИД  436006.
  16. ^ ДеБерардинис Р.Дж., Манкузо А., Дайхин Э., Ниссим И., Юдкофф М., Верли С., Томпсон CB (декабрь 2007 г.). «Помимо аэробного гликолиза: трансформированные клетки могут участвовать в метаболизме глутамина, который превышает потребность в синтезе белков и нуклеотидов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (49): 19345–19350. Бибкод : 2007PNAS..10419345D. дои : 10.1073/pnas.0709747104 . ПМК 2148292 . ПМИД  18032601. 
  17. ^ ДеБерардинис Р.Дж., Лум Дж.Дж., Хацивассилиу Г., Томпсон CB (январь 2008 г.). «Биология рака: метаболическое перепрограммирование способствует росту и пролиферации клеток». Клеточный метаболизм . 7 (1): 11–20. дои : 10.1016/j.cmet.2007.10.002 . ПМИД  18177721.
  18. ^ Ньюсхолм П. (сентябрь 2001 г.). «Почему метаболизм L-глютамина важен для клеток иммунной системы в здоровом состоянии, после травмы, операции или инфекции?». Журнал питания . 131 (9 доп.): 2515S–2522S, обсуждение 2522S–4S. дои : 10.1093/jn/131.9.2515S . ПМИД  11533304.
  19. ^ Фернандес-де-Коссио-Диас Дж., Васкес А. (октябрь 2017 г.). «Пределы аэробного метаболизма в раковых клетках». Научные отчеты . 7 (1): 13488. Бибкод : 2017NatSR...713488F. doi : 10.1038/s41598-017-14071-y. ПМЦ 5647437 . ПМИД  29044214. 
  20. ^ Драуз К., Грейсон И., Климанн А., Криммер Х.П., Лейхтенбергер В., Векбекер С. (2007). "Аминокислоты". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a02_057.pub2. ISBN 978-3527306732.
  21. ^ Ньюсхолм П., Лима М.М., Прокопио Дж., Питон-Кюри Т.К., Дой С.К., Базотт Р.Б., Кури Р. (февраль 2003 г.). «Глютамин и глутамат как жизненно важные метаболиты». Бразильский журнал медицинских и биологических исследований = Revista Brasileira de Pesquisas Medicas e Biologicas . 36 (2): 153–163. дои : 10.1590/S0100-879X2003000200002 . ПМИД  12563517.
  22. ^ ab Watford M (сентябрь 2015 г.). «Глютамин и глутамат: заменимые или незаменимые аминокислоты?». Питание животных . 1 (3): 119–122. дои :10.1016/j.aninu.2015.08.008. ПМЦ 5945979 . ПМИД  29767158. 
  23. ^ «GlutaSolve, NutreStore, SYMPT-X GI, SYMPT-X Глутамин (глютамин) Побочные эффекты, взаимодействие и информация о лекарствах на eMedicineHealth» . Электронная медицинаЗдоровье . Проверено 24 января 2017 г.
  24. ^ ab Garlick PJ (сентябрь 2001 г.). «Оценка безопасности глутамина и других аминокислот». Журнал питания . 131 (9 Доп.): 2556S–2561S. дои : 10.1093/jn/131.9.2556S . ПМИД  11533313.
  25. ^ Шао А., Хэткок Дж. Н. (апрель 2008 г.). «Оценка риска для аминокислот таурина, L-глютамина и L-аргинина». Нормативная токсикология и фармакология . 50 (3): 376–399. дои : 10.1016/j.yrtph.2008.01.004. ПМИД  18325648.
  26. ^ Бухман А.Л. (июль 2001 г.). «Глютамин: коммерчески незаменимый или условно незаменимый? Критическая оценка данных о людях». Американский журнал клинического питания . 74 (1): 25–32. дои : 10.1093/ajcn/74.1.25 . ПМИД  11451714.
  27. ^ Аб Холечек М (сентябрь 2013 г.). «Побочные эффекты длительного приема глютамина». Журнал парентерального и энтерального питания . 37 (5): 607–616. дои : 10.1177/0148607112460682. ПМИД  22990615.
  28. ^ Стеле П., Кун КС (2015). «Глютамин: обязательный субстрат парентерального питания в терапии интенсивной терапии». БиоМед Исследования Интернэшнл . 2015 : 545467. doi : 10.1155/2015/545467 . ПМК 4606408 . ПМИД  26495301. 
  29. ^ Берретта М., Мичиели М., Ди Франсия Р., Каппеллани А., Руполо М., Гальвано Ф. и др. (Январь 2013). «Питание онкологических больных во время антибластического лечения». Границы бионауки . 18 (1): 120–132. дои : 10.2741/4091 . ПМИД  23276913.
  30. ^ Тао К.М., Ли XQ, Ян LQ, Ю ВФ, Лу ZJ, Сунь ЮМ, Ву FX (сентябрь 2014 г.). «Добавка глютамина для взрослых в критическом состоянии». Кокрановская база данных систематических обзоров . 2018 (9): CD010050. дои : 10.1002/14651858.CD010050.pub2. ПМК 6517119 . ПМИД  25199493. 
  31. ^ Мо-Бирн Т., Браун СП, МакГуайр В. (апрель 2016 г.). Макгуайр В. (ред.). «Добавка глютамина для предотвращения заболеваемости и смертности недоношенных детей». Кокрановская база данных систематических обзоров . 4 (4): CD001457. дои : 10.1002/14651858.CD001457.pub6. ПМК 7055588 . ПМИД  27089158. 
  32. ↑ Райзел Р., Тирапеги Дж. (5 декабря 2018 г.). «Роль глютамина, как свободной, так и дипептидной формы, в восстановлении мышц после тренировок с отягощениями: обзорное исследование». Питание . 43 (1): 28. дои : 10.1186/s41110-018-0087-9 . ISSN  2316-7874. S2CID  81105808.

Внешние ссылки