Virtual Laboratory Wiki
Advertisement
Глутаминовая кислота
Глутаминовая кислота: химическая формула
Глутаминовая кислота: вид молекулы
Глутаминовая кислота: структура
Общие
СокращенияGlu,E
GAA,GAG
Химическая формулаC5H9N1O4
Молярная масса147.13 г/моль
Классификация
номер CAS56-86-0
SMILESN[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O

Глутаминовая кислота — алифатическая аминокислота. В живых организмах глутаминовая кислота и её анион глутамат присутствуют в составе белков, ряда низкомолекулярных веществ и в свободном виде. Глутаминовая кислота играет важную роль в азотистом обмене.

Глутаминовая кислота также является нейромедиаторной аминокислотой, одним из важных представителей класса «возбуждающих аминокислот». Связывание аниона глутамата со специфическими рецепторами нейронов приводит к возбуждению нейронов.

Глутамат как нейромедиатор

Глутаматные рецепторы

Существуют ионотропные и метаботропные (mGLuR 1-8) глутаматные рецепторы.

Ионотропными рецепторами являются NMDA-рецепторы, AMPA-рецепторы и каинатные рецепторы. В нейронах представлены NMDA-рецепторы, в астроцитах — AMPA-рецепторы. Известно перекрестное взаимодействие NMDA-рецепторов и метаботропных mGLu-рецепторов.

Эндогенные лиганды глутаматных рецепторов — глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота и N-метил-D-аспартат (NMDA). Блокаторами NMDA-рецепторов являются PCP, кетамин, барбитураты и другие вещества. AMPA-рецепторы также блокируются барбитуратами, в том числе тиопенталом. Каинова кислота является блокиратором каинатных рецепторов.

«Круговорот» глутамата

При наличии глюкозы в митохондриях нервных окончаний происходит дезаминирование глутамина до глутамата при помощи фермента глутаминазы. Также, при аэробном окислении глюкозы глутамат обратимо синтезируется из альфа-кетоглутарата (входит в цикл Кребса) при помощи аминотрансферазы.

Синтезированный нейроном глутамат закачивается в везикулы. Этот процесс является протон-сопряженным транспортом. В везикулу с помощью протон-зависимой АТФазы закачиваются ионы H+. При выходе протонов по градиенту в везикулу поступают молекулы глутамата при помощи везикулярного транспортера глутамата (VGLUTs).

Глутамат выводится в синаптическую щель, откуда поступает в астроциты, там трансаминируется до глутамина. Глутамин выводится снова в синаптическую щель и только тогда захватывается нейроном. По некоторым данным, глутамат напрямую путем обратного захвата не возвращается.[1]

Роль глутамата в кислотно-щелочном балансе

Дезаминирование глутамина до глутамата при помощи фермента глутаминазы, приводит к образованию аммиака, который в свою очередь связывается со свободным протоном и экскретируется в просвет почечного канальца, приводя к снижению ацидоза, превращение глутамата в кетоглутарат, также происходит с образованием аммиака, далее кетоглутарат распадается на воду и углекислый газ, последние при помощи карбоангидразы через угольную кислоту, превращаются в свободный протон и гиброкарбонат, протон экскретируется в просвет почечного канальца, за счет котранспорта с ионом натрия, а бикарбонат попадает в плазму.

Глутаматергическая система

В ЦНС находится порядка 106 глутаматергических нейронов. Тела нейронов лежат в коре головного мозга, обонятельной луковице, гиппокампе, черной субстанции, мозжечке. В спинном мозге — в первичных афферентах дорзальных корешков.

Патологии, связанные с глутаматом

Повышенное содержание глутамата в синапсах между нейронами может перевозбудить и даже убить эти клетки, что приводит к таким заболеваниям, как АЛС. Для избежания таких последствий глиальные клетки астроциты поглощают избыток глутамата. Он транспортируется в эти клетки с помощью транспортного белка GLT1, который присутствует в клеточной мембране астроцитов. Будучи поглощенным клетками астроглии, глутамат больше не приводит к повреждению нейронов.

Применение

Фармакологический препарат глутаминовой кислоты оказывает умеренное психостимулирующее, энергизирующее, возбуждающее и отчасти ноотропное действие.

Глутаминовая кислота (пищевая добавка E620) и её соли (глутамат натрия Е621, глутамат калия Е622, диглутамат кальция Е623, глутамат аммония Е624, глутамат магния Е625) используются как усилитель вкуса во многих пищевых концентратах и консервах.

Примечания

  1. Ашмарин И. П., Ещенко Н. Д., Каразеева Е. П. Нейрохимия в таблицах и схемах. М.: «Экзамен», 2007

См. также

Ссылки





Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Глутаминовая кислота. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Advertisement