Глютамин

Глютамин (сокращенно Gln или Q) является одной из 20 аминокислот, кодируемых в стандартном генетическом коде. Эта аминокислота не является незаменимой, однако в определенных ситуациях может стать условно незаменимой, в том числе при интенсивных спортивных тренировках или некоторых желудочно-кишечных расстройствах. Боковая цепь аминокислоты состоит из амида, образованного заменой боковых цепей гидроксильной группы глютаминовой кислоты функциональной аминогруппой, что делает вещество амидом глютаминовой кислоты. Его кодоны CAA и CAG. В крови человека глютамин – наиболее распространенная свободная аминокислота, и ее концентрация составляет около 500-900 мкмоль / л.

Молекула Глютамина

Фармакологическая группа: аминокислоты; заменимые аминокислоты.
Фармакологическое действие: Заменимая аминокислота, играющая роль нейромедиатора с высокой метаболической активностью в головном мозге, стимулирует окислительно-восстановительные процессы в головном мозге, обмен белков, нормализует обмен веществ, изменяя функциональное состояние нервной и эндокринной систем. Стимулирует передачу возбуждения в синапсах ЦНС; связывает и выводит аммиак. Является одним из компонентов миофибрилл, участвует в синтезе других аминокислот, ацетилхолина, АТФ, мочевины, способствует переносу и поддержанию необходимой концентрации K+ в мозге, препятствует снижению окислительно-восстановительного потенциала, повышает устойчивость организма к гипоксии, служит связующим звеном между обменом углеводов и нуклеиновых кислот, нормализует содержание показателей гликолиза в крови и тканях; оказывает гепатозащитное действие, угнетает секреторную функцию желудка.

Глютамин является одной из 20 природных аминокислот в пищевых белках, в частности, является условно незаменимой аминокислотой (особенно важной в периоды болезни и атрофии мышц, типичной при физических травмах). Она может применяться, как изолированная аминокислота, а также содержится в высоких уровнях в мясе и яйцах. Он содержится в очень большом количестве в сыворотке молока и казеине. Глютамин является очень эффективным соединением для кишечного здоровья и иммунной системы, так как клетки этих тканей используют глютамин в качестве предпочтительного источника топлива, в отличие от глюкозы. Как правило, считается, что глютамин способствует наращиванию мышечной ткани, но не было доказано, что он действует на здоровых лиц; его воздействие было доказано только у лиц, которые страдают от физических травм, таких как ожоги или мышечных ран (ножевых ранений) или при болезненных состояниях, при которых происходит потеря мышечной массы, таких как СПИД. В таких случаях глютамин является эффективным при строительстве мышц и облегчении уменьшения мышечной массы, характерной для болезни. Также известен, как: Л-Глютамин Не путать с: глутаматом, аланилглутамином (Сустамином)

Л-глутамин, как правило, можно дозировать от 5 г или выше, с рекомендованным «верхним пределом» от 14г или 0,75 г / кг (верхний предел выделен на основе повышения уровня аммиака в крови, что рассматривается как побочный эффект от добавок). Из-за относительной неэффективности глютамина для увеличения мышечной массы, оптимальная дозировка не известна. Рекомендуемые выше дозы достаточны для таких эффектов глютамина, как обеспечение кишечного здоровья и для ослабления возможного относительного дефицита глютамина (в случаях низкого потребления белка или веганства).

Глютамин играет важную роль в различных биохимических реакциях, в том числе:
- Синтез белка
- Регуляция кислотно-щелочного баланса в почках при производстве аммония
- Глютамин является источником энергии для клеток, вторым после глюкозы
- Глютамин жертвует азот, необходимый для протекания многих анаболических процессов, в том числе синтеза пуринов
- Глютамин жертвует углерод для осуществления цикла лимонной кислоты
- Глютамин является нетоксическим транспортером аммиака в циркуляции крови

Глютамин синтезируется при помощи фермента синтетазы глютамина из глютамата и аммиака. Наиболее важную роль в производстве глютамина играют мышцы, обеспечивающие около 90% из общего синтеза глютамина. Глютамин также высвобождается, в небольших количествах, в легких и головном мозге. Несмотря на то, что печень также способна синтезировать глютамин, ее роль в метаболизме глютамина является скорее регуляторной, чем производной, так как она обрабатывает большие объемы глютамина, полученного из кишечника.

Органами, наиболее активно потребляющие глютамин, являются клетки кишечника и почек, обеспечивающие кислотно-щелочной баланс, активацию иммунных и многих раковых клеток. В связи с последним пунктом, различные аналоги глютамина, такие как DON, Азасерин или Ацивицин, проходят испытания в качестве противоопухолевых препаратов.

В катаболических состояниях травм и заболеваний, глютамин становится условно незаменимым (то есть необходим его прием с пищей или добавками). В течение последних 10-15 лет ученые активно изучают глютамин. Была доказана эффективность глютамина в лечении повреждений, травм, ожогов, при заживлении ран у послеоперационных пациентов и для борьбы с побочными эффектами, связанными с лечением рака. Глютамин продается также в качестве добавки для мышечного роста, и применяется в тяжелой атлетике, бодибилдинге, а также в видах спорта, связанных с выносливостью. Практика показывает, что глютамин при пероральном приеме может вызывать увеличение уровня гормона роста в плазме, стимулируя переднюю долю гипофиза. В биологических исследованиях L-глютамин обычно добавляют в питательную среду для роста культур. Однако высокий уровень глютамина в культуральной среде может ингибировать транспорт других аминокислот.

Известно, что глютамин влияет на уменьшение времени заживления после операции. Можно уменьшить время пребывания в больнице после абдоминальной хирургии путем предоставления парентеральной схемы питания с высоким содержанием глютамина. Клинические испытания показали, что у пациентов, в меню которых содержался глютамин, улучшился баланс азота, генерация цистеинил-лейкотриенов из полиморфноядерных нейтрофильных гранулоцитов, а также улучшилось восстановление лимфоцитов и кишечная проницаемость (после операции), и все это без каких-либо побочных эффектов.

Глютамин содержится в больших количествах в большинстве мясных и животных продуктов, а также в любых молочных продуктах или побочных продуктах, такой как сывороточный или казеиновый белок. Уровень глютамина в белке различных пищевых продуктов колеблется в диапазоне от:

• • Говядина 4,7% белка, в мясе содержание колеблется между 4,4% и 4,8%
• • Обезжиренное молоко: 8,08%, тогда как в молочные продуктах в целом, как правило, содержание колеблется между 8,7% и 9,2%
• • белый рис: 11,1%
• • Кукуруза: 16,2%
• • Тофу: 9,1%
• • Яйца: 4,3%

Среднее диетическое потребление глютамина, согласно изучению выборки из 70356 женщин, составляет около 6,85 +/- 2,19 г глютамина в день. Следует отметить, что приведенные выше проценты основаны на общем содержании белка, а не калорийности или весе. Если оценивать по весу, белок говядины содержит 1,23 г глютамина на 100 г продукта, тогда как обезжиренное молоко содержит 0,28 г глютамина на 100 г продукта. Следует также отметить, что некоторые из этих уровней глютамина могут быть занижены, и впоследствии уровни глютамата могут быть более высоким, чем ожидалось; это связано с одним из исторически используемых методов анализа аминокислот, гидролиза, вызывающего превращение глютамина в глютамат или пироглютаминовую кислоту. Исследование цитированной выше работы демонстрирует более широкий диапазон значений. Сравнение результатов между традиционными методами и секвенированием генов может дать разницу до 4% от общего объема аминокислот. Анализ глютамина не был слишком точным в прошлом (из-за восстановления и превращения глютамина), но в общем можно сказать, что мясные и молочные продукты являются лучшими пищевыми источниками глютамина. Интересно, что некоторые растительные источники имеют более высокое содержание глютамина на процентной основе, но они не являются лучшими источниками глютамина в связи с низкой общей суммой белка растительного происхождения по отношению к мясным и молочным источникам.

Глютамин является одной из условно незаменимых аминокислот, со стандартной основой аминокислоты и 3-углеродной боковой цепью с кетоновой группой на самом дальнем углерода из аминогруппы и прикреплением азота на конце боковой цепи. Глютамин является не очень хорошо растворимым в водной среде веществом, и, таким образом, при использовании внутривенно он имеет тенденцию связываться с аминокислотой аланином в виде аланил-глутамина.

Глютамин является условно незаменимой аминокислотой, биологическая потребность в глютамине увеличивается в некоторых состояниях, таких как болезнь или кахексия. Это наиболее распространенная аминокислота в тканях человека (в основном мышечной ткани) и в плазме. Она имеет различные биологические функции, включая транспорт азота между тканями наряду с аланином, действие в качестве прекурсора для антиоксиданта глютатиона, действие в качестве прекурсора для нуклеотидов, регулирующих кислоты / базовый обмен веществ и их участие в качестве субстрата в глюконеогенезе. Также может стимулировать производство Л-цитруллина и Л-глицина, действуя в качестве субстрата. Плазменные уровни у здоровых людей, как правило, составляют 500-750 Ммоль/ л утром. Концентрации в мышцах обычно составляют 20Ммоль / кг сырой массы и примерно 50Ммоль/ л в плазме в час в сытом состоянии. Это связано с мышечным синтезом глютамина через фермент глютамин-синтетазу. Эти уровни в плазме, как правило, уменьшаются в периоды критических заболеваний из-за увеличенного использования глютамина в качестве субстрата в различных метаболических процессах.

До 13% метаболизма глютамина перенаправляется в висцеральные ткани, в которых он будет использоваться в качестве энергетического субстрата в печени и энтероцитазах кишечника.

При пероральном или внутривенном введении глютамина, синтез глютамина в организме будет уменьшаться. Это косвенно поможет сохранить запас в организме аминокислот, которые могут превращаться в глютамин, таких как лейцин.

Количество глютамина, содержащегося в кишечнике и печеночной (висцеральной) ткани, не отличается при приеме глютамина из пищевых источников или БАДов.

В некоторых случаях, при добавлении глютамина наблюдалось увеличение концентрации глютамина в плазме. Это включает в себя наблюдения людей с хронической стабильной стенокардией, где 80 мг / кг глютамина вызвало повышенную концентрацию в плазме от 419ммоль до 649ммоль (55% увеличение).

Было доказано, что диета, в состав которой включена пища, богатая глютамином, обеспечивает функционирование кишечного барьера и дифференцировку клеток. Предполагается также, что глютамин помогает защищать слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. У людей, имеющих воспалительные заболевания кишечника (язвенный колит и болезнь Крона), уровень глютамина обычно является недостаточным, однако в ходе двух клинических испытаний было доказано, что глютаминные добавки никак не влияют на развитие симптомов болезни Крона.

Ишемия/ реперфузия – это повреждение ткани, вызванное ограничением доступности кислорода (ишемия) с последующей подачей избыточного кислорода в ткани, что вызывает большое количество окислительного повреждения (реперфузии). Глютамин защищает от ишемии/реперфузии в сердечной ткани. Это было подтверждено у крыс, получавших инъекции глютамина либо за 18 часов до повреждения или настой за четыре часа до повреждения. Эта защита, как полагают, связана с повышенными концентрациями сердечных глутатионов (дефицит которых усугубляет повреждения) или индукцией белков теплового шока, в частности HSP70. Глютамин, по-видимому, уменьшает повреждение, связанное с травмами, вызванными ишемией / реперфузией в сердечных клетках, которые могут быть связаны с антиоксидантными свойствами и повышением защиты белков теплового шока. Во время операции, связанной с травмами, вызванными ишемией / реперфузией (экстракорпоральное кровообращение ¹⁾), прием 500 мг / кг глутамина (аланил-глутамина) в течение трех дней до операции был связан с меньшими клиническими и биохимическими показателями повреждения в течение трех дней после трансплантации, что ранее наблюдалось при внутривенном введении 400 мг / кг глутамина (Dipeptiven). ²⁾ У лиц с хронической стабильной стенокардией, разовая пероральная доза 80 мг / кг глутамина способна повысить физическую работоспособность, что оценивалось с помощью теста Брюс. ³⁾ Добавки глутамина у лиц с сердечными нарушениями или во время операции на сердце, как было показано, являются кардиопротекторными, и это было подтверждено при пероральном применении. Это не обязательно относится к здоровых людям.

Глютамин, как было показано, может сглаживать скачки уровня глюкозы в крови в ответ на прием пищевых углеводов, уменьшая подъемы и значения Cmax глюкозы в крови и инсулина в ответ на прием пищевых углеводов. При исследовании того, обусловлено ли это незначительными задержками в опорожнения желудка, оказалось, что это не так.

Глютамин, как известно, является главным энергетическим субстратом, используемым иммунными клетками, называемыми лейкоцитами, и способствующим пролиферации этих клеток. Причина того, что глютамин является топливным субстратом для лейкоцитов – это потребность в более быстром источнике энергии, чем глюкоза (по аналогии со слизистой оболочкой кишечника и костным мозгом). Лейкоциты не могут синтезировать глютамин сами по себе, и, таким образом, являются зависимыми от глютамина, предоставленного из других тканей, которые обладают глютамин-синтетазой, или из пищевого рациона. Темпы роста лейкоцитов являются самыми высокими в концентрации приблизительно 600ммолль/ л, концентрации в пределах нормальной физиологии человека. По этой причине глютамин и его дополнительное использование, как правило, практически ограничены ситуациями, в которых синтез или прием глютамина подавляется или перенаправляется, например, в случае критических заболеваний или при длительных кардио-тренировках.

Глютамин является аминокислотой, тесно связанной с мышечным гомеостазом и синтезом мышечного белка. Его избыток вызывает анаболизм мышц и предотвращает их дистрофию, в то время как дефицит вызывает катаболизм. Такая корреляция была замечена в естественных условиях при приеме глютамина ⁴⁾. In vitro, глютамин, как известно, снижает скорость окисления лейцина и увеличивает осаждение лейцина, усиливая действие лейцина в клетках скелетных мышц. При рассмотрении клеточных культур и изолированных клеток, глютамин в зависимости от дозы увеличивает синтез белка в мышцах. При увеличении количества глютамина в крови с помощью инъекций, эта связь все еще наблюдается. Исследования с использованием глютамина у здоровых лиц, изучающие либо синтез протеина, либо увеличение мышечной массы, отметили недостаточность дозы 900 мг / кг мышечной массы (плацебо в этом исследовании был мальтодекстрин в дозе 900 мг / кг) у молодых людей в сочетании с тренировками с отягощениями. Добавление глютамина, или креатина или дополнительного глутамина (300 мг / кг массы тела) до белков и углеводов или аминокислоты и углеводного дрожания также не смогли превзойти добавки без глютамина, что свидетельствует об отсутствии его роли как синергического препарата. В исследованиях здоровых людей, принимавших глютамин, не наблюдалось увеличения синтеза мышечного белка.

При высокоинтенсивных кратковременных нагрузках, плазменные уровни глютамина либо увеличиваются, или не меняются ⁵⁾ и, как правило, не изменяются при сильных повреждениях мышц. Предполагается, что дополнительные добавки глютамина не эффективны при краткосрочных интенсивных упражнениях или в тяжелой атлетике, не воздействуя на сывороточные уровни глутамина (иммуносупрессия или катаболизм). В отличие от этого, упражнения на выносливость события продолжительностью выше 2 часов, могут вызывать снижение сывороточного уровня глютамина. ⁶⁾ Прием глютамина в виде добавок и из пищи (в дозе 20-30г белка животного происхождения) может снизить это снижение глютамина в сыворотке крови и потенциально может снизить повреждение иммунных клеток, связанное с длительными кардио-тренировками. Это снижение сывороточных уровней глютамина может также подавить высвобождение интерлейкина-6 (IL-6) из мышечной ткани, и добавки глютамина могут сохранить уровни IL-6. Эти результаты согласуются с теорией, что длительные кардио-тренировки, снижая уровень глутамина, могут подавлять иммунную функцию, препятствуя дифференциации лейкоцитов. ⁷⁾

300 мг / кг глютамина у здоровых тяжелоатлетов не изменяют выходную мощность более, чем плацебо. При более высоких дозах (900 мг / кг сухой массы тела) наблюдались подобные результаты.

Прием глютамина во время более длительных кардио-тренировок, уменьшая уровень аммиака, также увеличивает производительность. Снижение аммиака само по себе также рассматривается как положительный эффект. ⁸⁾ Пероральный прием 2 г глютамина, как было показано, увеличивает уровни бикарбоната в плазме в естественных условиях. Однако было показано, что он не действует при тренировках высокий интенсивности ⁹⁾. Путем ослабления или предотвращения снижения уровня глутамина во время длительных тренировок (более одного часа), может наблюдаться косвенное увеличение производительности.

Глютамин при приеме внутрь, в дозе 0,5 г / кг в день, как было показано в небольшом исследовании у пациентов с гиперкортизолемией (индуцированной преднизолоном в дозе, достаточной для того, чтобы вызвать распад мышечного белка), снижал катаболическое состояние, уменьшая существенную конверсию аминокислотную в глутамин, и снижая расход лейцина. ¹⁰⁾

Существует ряд доказательств того, что пероральный прием глютамина может увеличить уровни гликогена при потреблении совместно с углеводами ¹¹⁾, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы увидеть, проявляются ли эти эффекты в результате воздействия глютамина или же зависят от более высокого потребления углеводов.

Глютамин, как было показано, стимулирует синтез белка в кишечнике здорового человека так же, как смешанные аминокислоты.

Исследуется действие глютамина при синдроме «дырявой кишки», поскольку он является регулятором кишечных барьеров плотного контакта. Намеренное истощение внутриклеточного глутамина и ингибирование синтеза глутамина in vitro приводит к быстрому росту кишечной проницаемости. ¹²⁾ В отсутствие диетического глутамина, синтез глютамина de novo с помощью глутамин-синтетазы является основным источником глутамина. Глютамин участвует в снижении проницаемости кишечника, увеличиваемой при помощи ацетальдегида, метаболита алкоголя, а также химиотерапии и лучевой терапии. ¹³⁾ Глютамин может снизить увеличение проницаемости, связанной с сепсисом в естественных условиях, но не предотвратить его. В исследовании с недоношенными детьми было показано, что применение глютамина в дозе 0,3 г / кг может способствовать кишечной целостности и уменьшить риск септицемии и ускорить процесс выздоровления; [64] эти исследования были воспроизведены как с положительным, так и с отрицательным результатом. Исследование с приемом 15г глутамина перорально на тяжелобольных пациентах не продемонстрировали значительного снижения кишечной проницаемости. ¹⁴⁾ По крайней мере, одно исследование показало, что глютамин служит у взрослых для обеспечения защиты от неблагоприятных последствий химиотерапии, например, изменений в кишечной проницаемости.

Болезнь Крона – это, заболевание, характеризующееся повышенной кишечной проницаемостью, а также воспалительными реакциями в кишечной мембране. Одно исследование с ежедневным использованием 21 г глютамина перорально в небольшом объеме выборки отметило, что глютамин не является эффективным в снижении кишечной проницаемости при болезни Крона. Данные этого исследования согласуются с исследованием, проведенном на детей с болезнью Крона с теми же результатами. Предполагается, что положительное влияние глутамина на стенки кишечника может быть сведено на нет путем усиления Т-клеток и функции оксида азота, ¹⁵⁾ которые связаны с неблагоприятными патологиями, в том числе – с болезнью Крона. Эти результаты поддерживают одно исследование с внутривенным приемом глютамина в дозе 0,3 г / кг, без какой-либо очевидной выгоды. В отличие от нулевых эффектов, недавнее исследование показало улучшения в кишечной проницаемости как при приеме глютамина, так и сывороточного белка в контрольной группе, в дозах 0,5 г / кг массы тела в день в течение 2-х месяцев. Одно исследование внутривенного приема глютамина отмечает улучшения в кишечной проницаемости. ¹⁶⁾ Предполагается, что это может связано с более высокой дозой используемого глутамина.

Глютамин также способствует поглощению воды из кишечника, потенциально способствуя регидратации. Тем не менее, подобное увеличение наблюдалось и при других методах, таких как прием глюкозы или натрия, однако оно было незначительным. ¹⁷⁾

В критическом состоянии (госпитализация) роль глютамина повышается. Потребность в глутамине увеличивается в почках, иммунных клетках и слизистой оболочке кишечника в ответ на кахексии, инфекции и травмы. ¹⁸⁾ Однако, при таких состояниях требуется увеличивать способность скелетных мышц к синтезу глутамина; это приводит к уменьшению свободного (внутриклеточного) запаса глутамина в организме. Снижение глутамина приводит к снижению экономии белка и изменению в обмене веществ (увеличение катаболизма белков, снижение уровня ферментов и гормонов, использующих глютамин в качестве строительного блока). ¹⁹⁾

Вследствие повсеместного распространения глутамина в организме, запасы глютамина в организме исчерпываются при попытке противостоять повышенной метаболической активности, типичной для критических заболеваний. Поскольку скелетные мышцы состоят из глютамина, в периоды болезни наблюдается повышенный риск катаболизма. Дополнительный прием глютамина в критических состояниях значительно уменьшит катаболизм мышц. Глутатион, антиоксидантный фермент, который создается из глутамина, также уменьшается в ситуациях критических заболеваний и травм. Прием 0,5 г / кг массы тела глутамина внутривенно повышает уровень глутатиона в этой группе населения. ²⁰⁾

Учеными была просчитана максимальная безопасная суточная доза глютамина, которую можно принять без вреда для здоровья, не опасаясь побочных эффектов, а именно, 14г/день в форме пищевой добавки (помимо глютамина, содержащегося в пище). Люди принимали и хорошо переносили и более высокие дозы, однако до конца неизвестно, проявятся ли в данном случае побочные эффекты спустя некоторое время или нет. По немногочисленным данным, ежедневный прием 50-60г глютамина в течение нескольких недель не вызывает каких-либо серьезных побочных эффектов. Следует учесть, что дозы приблизительно 0.75г/кг способны влиять на увеличение концентрации аммиака в плазме выше допустимой нормы. Эксперимент с участием пожилых людей (в возрасте 69+/-8.8 лет), которые ежедневно принимали 0.5г/кг глютамина перорально, не выявил влияния препарата на концентрацию аммиака в плазме крови, однако ученые обнаружили аномальное изменение уровня сывороточной мочевины и креатинина. Помимо этого, у испытуемых временно снизилась скорость клубочковой фильтрации почек.

Глютамин относится к условно незаменимым аминокислотам и необходим для качественного роста мышц и стимуляции иммунной функции.

:Tags

Читать еще: Альфа-Токоферол , Амла (эмблика лекарственная) , Валацикловир , Витамин D3 (Холекальциферол) , Сибутрамин: Редуксин / Меридиа ,