Kwas glutaminowy – właściwości, działanie, nadmiar i niedobór

Kwas glutaminowy (Glu) z chemicznego punktu widzenia to aminokwas. Oznacza to, że w swojej strukturze zawiera grupę kwasu karboksylowego oraz aminową. Te są ustawione przy jednym atomie węgla.

W warunkach fizjologicznych Glu występuje w przewadze w formie anionu – glutaminianu (stąd pojęcia kwas glutaminowy i glutaminian są stosowane zamiennie).

Glu jest obecny zarówno w organizmie człowieka (gdzie pełni różne ważne role), jak i w żywności czy lekach. Dobrze o tym pamiętać, ponieważ jeśli chodzi o zdrowie, niebezpieczny może być zarówno jego niedobór, jak i nadmiar.

Aminokwasy, połączone ze sobą wiązaniami chemicznymi, są długim łańcuchem - tworzą białka, przy czym kwas glutaminowy jest aminokwasem endogennym, to jest takim, który może być syntezowany przez organizm.

Gdzie występuje glutaminian? Jego źródłem są białka dostarczane z pokarmem, zwłaszcza mięso, ryby, jaja oraz nabiał, ale i niektóre pokarmy roślinne (na przykład zawierające główne białko pszenicy, to jest gluten).

Kwas glutaminowy pełni w organizmie ważną rolę: poprawia koncentrację, zapamiętywanie i odtwarzanie informacji. Stymuluje syntezę białek mięśniowych i zmniejsza zmęczenie. Uczestniczy w metabolizmie cukrów i tłuszczów, jest niezbędny do syntezy związków wysokoenergetycznych i kwasów nukleinowych. To także prekursor glutaminy.

Sól sodowa, glutaminian sodu, jest dodatkiem do żywności, który wzbudza sporo kontrowersji. Nie jest uznany za szkodliwy. Groźne może być jednak jego nadmierne spożycie.

Jeśli chodzi o konsumpcję soli sodowej kwasu glutaminowego wraz z żywnością, objawy niepożądane zależą od dawki. W przypadku znacznej ilości może pojawić się pieczenie w klatce piersiowej, które może promieniować na inne części ciała: ramiona, szyję, brzuch i uda.

Kwas glutaminowy to nie tylko aminokwas budujący białko, ale i neuroprzekaźnik pobudzający w układzie nerwowym. Jest związkiem umożliwiającym przewodzenie impulsów nerwowych. Bierze udział w funkcjach poznawczych w mózgu. Odpowiada za pamięć i zdolność do uczenia się.

Glu jest uwalniany do szczeliny między dwoma komórkami nerwowymi. Pobudzenie jest wynikiem przedostania się cząsteczek glutaminianu z jednej komórki nerwowej do receptorów znajdujących się na drugiej. To prowadzi do przesłania impulsu nerwowego dalej.

Komórki nerwowe, których transporterem informacji jest glutaminian, są zlokalizowane w układzie nerwowym. Glutaminian stanowi najobszerniejszy system neurotransmisyjny OUN (ośrodkowy układ nerwowy). Substancja jest obecna w synapsach glutaminergicznych w hipokampie, korze nowej oraz innych częściach mózgu. Glu zawiera niemal połowa synaps. Produkują go neurony glutaminergiczne.

Z prawidłowym działaniem kwasu glutaminowego związane są dwa rodzaje receptorów:

• iGluR (jonotropowe),
• mGluR (metabotropowe) związane z białkami G.iGluR to kanały jonowe biorące udział w przepuszczaniu kationów i anionów do wnętrza komórki lub odwrotnie, zmieniając potencjał błonowy. Wyróżnia się trzy rodzaje receptorów jonotropowych dla glutaminianu. To:
• receptor kainianowy (KA),
• receptor AMPA,
• receptor NMDA, który występuje w największej ilości w hipokampie.

Gdy stężenie Glu jest zrównoważone z ilością hamującego kwasu γ-aminomasłowego (GABA), zapewnia to homeostazę i prawidłowe funkcjonowanie układu nerwowego. Jak można się domyślać, ponieważ kwas glutaminowy pełni ważną rolę, zaburzenia przekaźnictwa jego przewodnictwa ma poważne konsekwencje. Prowadzi ono do chorób neurologicznych oraz zaburzeń psychicznych.

Nadmiar Glu występuje u osób cierpiących na epilepsję i fenyloketonurię. Niedobór glutaminianu może zwiększać ryzyko rozwoju chorób związanych z funkcjami poznawczymi np. choroby Alzheimera. Z kolei nadmierne uwalnianie lub aktywność może prowadzić do uszkodzenia i obrzęków neuronów.

Kwas glutaminowy jest także stosowany w leczeniu schorzeń układu nerwowego. Wykorzystuje się go w terapii zaburzeń pamięci, problemów z uczeniem się i koncentracją. Trzeba jednak wiedzieć, że za duża dawka substancji prowadzi do zniekształcenia komórek nerwowych.