Глютамінова кислота і глютамін — це замінні амінокислоти, що легко перетворюються одна в одну, а також в солі. Замінні — отже, можуть синтезуватися нашим організмом у достатній кількості: 90% утворюється в м’язах, решта — в легенях та мозку. Ці амінокислоти входять до складу білків, допомагають синтезувати інші амінокислоти, «відриваючи від себе» аміногрупу і «даруючи» її іншим. Про важливість для білкового обміну та інших процесів в організмі свідчить те, що в крові з усіх вільних амінокислот, яких є понад 20, на долю двох глютамінових припадає аж третина загальної кількості.
Вперше глютамінову кислоту виявили у 1866 році в глютені (клейковині) пшениці — звідси й назва; а глютамін виділили у 1877 році з буряка. Ці дві амінокислоти входять до складу основних білків, тому є у складі всіх тварин, рослин, грибів. Глютамінів найбільше в сої, арахісі, пшениці, маші, багато у м’ясі і сирах, менше в грибах, капусті, буряках, моркві, цибулі, селері, шпинаті, петрушці, помідорах, кукурудзі, водоростях, але загалом вони є у всіх рослинах в значних кількостях, зазвичай не менше 30% від всіх амінокислот.
З їжі глютаміни потрапляють в кров, а звідти їх із задоволенням забирають собі м’язи, кишківник, печінка, нирки, активовані імунні клітини, клітини ракових пухлин. У грудному молоці людини глютамінова кислота є найпоширенішою амінокислотою з вмістом 220 мг на кг.
Гематоенцефалічний бар’єр (між кров’ю і ЦНС) не пропускає глютаміни до ЦНС за винятком незначної кількості до шлуночка мозку. Бо хоча мозку потрібні глютаміни, але він виробляє їх сам, стільки, скільки йому потрібно. Отож, кількість глютамінів, спожитих з їжею, навряд чи впливає на їх вміст у мозку.
А потрібен глютамат (це негативно заряджена активна форма глютамінової кислоти) в нервовій системі тому, що він є основним збуджувальним нейромедіатором. З нього у мозку синтезується заспокійливий нейромедіатор гама-аміномасляна кислота, він бере участь у синтезі нейромедіатора ацетилхоліну.
Від нейромедіаторів залежить функціонування нервової системи.Взаємодіючи з чотирма різними типами рецепторів, глютамат сприяє швидкій передачі повідомлень між нервовими клітинами та обробці інформації, що є важливим аспектом навчання та пам’яті. Глютамат також важливий для контролю руху завдяки його дії в нервових вузлах.
Але надлишок глютамату в позаклітинному просторі мозку пошкоджує нервові клітини, зменшує їх здатність проводити електричні сигнали, пошкоджує клітини сітківки ока.
Церебральна ішемія, травми головного та спинного мозку, судоми, хронічні нейродегенеративні хвороби мозку призводять до надмірного вивільненням глютамату в позаклітинний простір, наступної інтоксикації та загибелі нейронів. Тому з позаклітинної речовини мозку глютамін активно виводиться через кровоносні судини.
Надмірна кількість глютаміну в позаклітинному просторі мозку супроводжує неврологічні захворювання: хворобу Паркінсона, епілепсію, хворобу Альцгеймера, боковий аміотрофічний склероз, інсульт, ішемію. Дослідники зараз шукають ліки для лікування цих хвороб, які б пригнічували активність глютамату в мозку.
Порушення утворення або використання глютаміну в ЦНС також супроводжують неврологічні і психічні захворювання, від депресії до аутизму.
Глютаміни також беруть участь у накопиченні глікогену, обміні і транспорті жирів, мінеральному обміні (особливо калію і натрію, зокрема транспортуванні іонів калію в спинномозкову рідину), у підтримці кислотно-лужного балансу, сприяють синтезу АТФ (зберігачів енергії), відіграють важливу роль у роботі скелетних м’язів.
Оскільки глютамінів багато в їжі, і сам організм виробляє їх вдосталь, то дефіциту глютаміну у здорових людей не буває. У дорослої людини вміст в тілі глютамінів становить 1,5–2 кг, переважно у складі білків (м’язів, шкіри, волосся тощо).
Запаси глютаміну помітно вичерпуються в разі важких травм, опіків, інфекцій, операцій, інших станів, коли відбувається розпад білків. Велика потреба є у дітей в період активного росту, у недоношених немовлят. У старших людей власний синтез цих амінокислот може бути недостатнім. В цих випадках глютаміни можна вважати умовно незамінними — тобто, краще, якщо вони надходитимуть у достатній кількості з їжею або парентеральним харчуванням. З іншого боку, є дані, що додаткове введення глютаміну у важких хворих не призводило до покращення стану, навпаки, підвищувало смертність. Тому, можливо, знижений рівень глютаміну у важкохворих людей є не так наслідком дефіциту, як позитивним пристосуванням організму до хвороби.
Є багато хвороб і станів (переважно неврологічних) при яких ніби допомагає вживання глютамінової кислоти, але жоден з цих випадків не підтверджений достовірними даними, окрім серповидно-клітинної анемії. У спортсменів в разі великих навантажень прийом глютамінів може сприяти швидшому загоєнню травмованих м’язів і зменшенню запалення в них.
Солі глютамінової кислоти, глютамати, утворюються в організмі природнім шляхом, але нам добре відомі передусім як харчові добавки для підсилення смаку. На людському язику є смакові рецептори глютаматів, які служать для пошуку джерел їжі, що містять багато білку ― адже глютамати є основними складниками більшості білків.
Чистий глютамат не має приємного смаку, але здатен підсилити інші смакові компоненти. Цю здатність глютаматів відкрив у 1908 році японський дослідник Кікунае Ікеда, отримавши їх з бульйону з ламінарії — в Японії їдять понад 18 видів цих водоростей, які називають комбу. Новий смак він назвав умамі, від японського слова «смачний», та запатентував метод виробництва кристалічного глютамату натрію. Раніше його отримували гідролізом білків пшениці, а зараз шляхом бактеріального синтезу із суміші аміаку і вуглеводів цукрового буряка, тростини, тапіоки.
Глютамат утворюється природним шляхом в процесі ферментації водоростей, сої (соєвий соус), казеїну (сир рокфор); містять його гриби, стиглі та особливо сушені помідори. Вивільнення глютамату через розриви клітинних мембран посилюється шляхом варіння, сушіння або бродіння.
У середньому кожна людина споживає 600 мг промислово виробленого глютамату на день (4 г на тиждень). Такі кількості є нешкідливими. На роботу мозку він не впливає, як і глютамінова кислота і глютамін з їжі, оскільки вони туди не потрапляють.
Олена ЛАШКОВА, кандидатка біологічних наук
