Глутаминовая кислота в организме человека¶

Глутаминовая кислота (глутамат, E621 в форме натриевой соли) — одна из двухнадцати некодируемых аминокислот, входящих в состав белков живых организмов. При этом она относится к числу важнейших метаболитов: участвует в азотистом обмене, является предшественником нейромедиатора глутамата и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), участвует в цикле Кребса и синтезе ряда других аминокислот. В организме человека глутаминовая кислота синтезируется эндогенно, а также поступает с пищей — преимущественно из белковых продуктов животного и растительного происхождения.

¶Химические свойства и строение

Глутаминовая кислота (C₅H₉NO₄) — аминокислота с двумя карбоксильными группами, относится к классу кислых аминокислот. В физиологических условиях она существует преимущественно в форме аниона — глутамата. L-форма глутаминовой кислоты является биологически активной и входит в состав практически всех природных белков. D-форма в природе встречается реже, в основном в пептидных структурах бактерий и грибов.

Натриевая соль глутаминовой кислоты — глутамат натрия — широко используется в пищевой промышленности как усилитель вкуса (добавка E621). Она придаёт продуктам характерный «мясной» вкус, известный как умами (пятый вкус, открытый в 1908 году японским химиком Кикунэ Икэдой).

¶Роль в организме

¶Нейромедиаторная функция

Глутамат — основной возбуждающий нейромедиатор центральной нервной системы человека. Он участвует в формировании синаптической передачи, процессах обучения и памяти, долгосрочной потенциации синапсов (механизме запоминания информации). Глутаматергические нейроны составляют значительную часть нейронов коры головного мозга и гиппокампа.

Из глутаминовой кислоты в нейронах синтезируется ГАМК — основной тормозной нейромедиатор. Соотношение глутамата и ГАМК определяет баланс возбуждения и торможения в нервной системе; нарушение этого баланса лежит в основе ряда неврологических заболеваний, включая эпилепсию.

¶Участие в обмене веществ

Глутаминовая кислота — ключевой участник азотистого обмена. Она участвует в трансаминировании — переносе аминогрупп на кетокислоты, что позволяет организму синтезировать другие аминокислоты и выводить избыток азота в виде мочевины. Фермент глутаматдегидрогеназа катализирует реакцию превращения глутамата в альфа-кетоглутарат — метаболит цикла Кребса, что связывает белковый обмен с энергетическим.

Глутаминовая кислота участвует в синтезе глутатиона — главного внутриклеточного антиоксиданта, защищающего клетки от окислительного стресса. Также она служит исходным веществом для синтеза пролина, аргинина и ряда других соединений.

¶Пищеварение и метаболизм

В желудочно-кишечном тракте глутамат играет роль сигнальной молекулы: рецепторы к нему присутствуют на клетках слизистой оболочки кишечника и участвуют в регуляции моторики и секреции. Свободный глутамат, поступающий с пищей, стимулирует выработку пищеварительных ферментов.

¶Источники и суточная потребность

Глутаминовая кислота содержится практически во всех белковых продуктах. Наиболее богаты ею:

• мясо и мясные продукты;
• твёрдые сыры;
• бобовые (соя, чечевица, нут);
• орехи (арахис, грецкий орех);
• томаты, грибы, квашеная капуста.

Суточная потребность в глутаминовой кислоте для взрослого человека оценивается примерно в 10–20 граммов (включая эндогенный синтез). При обычном смешанном питании дефицита, как правило, не возникает: организм синтезирует значительную часть глутамата самостоятельно из других метаболитов.

¶Применение в медицине и спорте

Глутаминовая кислота в форме таблеток и растворов применяется в медицине как метаболическое средство. Она назначается при состояниях, сопровождающихся нарушением белкового обмена, в реабилитационном периоде после тяжёлых заболеваний и операций, при заболеваниях печени, а также в составе комплексной терапии при эпилепсии (для восстановления баланса глутамат/ГАМК). В педиатрии препараты глутаминовой кислоты применялись при задержке умственного развития, хотя доказательная база их эффективности остаётся ограниченной.

В спортивном питании глутаминовая кислота (L-глутамин) входит в состав многих добавок, предназначенных для поддержания мышечной массы и восстановления после физических нагрузок. Её роль в этих процессах изучена недостаточно, а эффект добавок научно не подтверждён окончательно.

¶Глутамат натрия и безопасность

Вопрос безопасности глутамата натрия как пищевой добавки остаётся предметом научных дискуссий. Ряд исследований 1960-х годов связывал его употребление с так называемым «китайским ресторанным синдромом» — головной болью, онемением и слабостью. Однако крупные обзоры, проведённые в 1990-е и 2000-е годы (в том числе ВОЗ и FAO/WHO), не подтвердили причинно-следственную связь между умеренным потреблением глутамата натрия и подобными симптомами у здоровых людей. В России глутамат натрия разрешён к применению в пищевой промышленности в пределах установленных норм.

¶Интересные факты

• Открытие роли глутаминовой кислоты в вкусовых ощущениях привело к созданию в 1909 году в Японии первой фабрики по производству глутамата натрия (компания Ajinomoto).
• Мозг человека использует глутамат как основной источник энергии в ряде метаболических путей — он обеспечивает до 80 % энергетических потребностей нейронов через цикл Кребса.
• В кулинарии естественно богаты свободным глутаматом выдержанные продукты: пармезан, соевый соус, вяленая ветчина, томатная паста.

Источники:

• Биохимия человека: учебник / под ред. А. В. Папаяна. — М.: ГЭОТАР-Медиа.
• Nelson D. L., Cox M. M. Lehninger Principles of Biochemistry.
• ВОЗ и FAO/WHO. Технические доклады о безопасности глутамата натрия (JECFA).
• Глутаминовая кислота // Большая медицинская энциклопедия.
• Справочник по пищевым добавкам E621 (Глутамат натрия).