Синтез и роль гамма-аминомасляной кислоты

Синтез γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) происходит исключительно в центральной нервной системе в подкорковых образованиях головного мозга.

Физиологические эффекты

В центральной нервной системе ГАМК (наряду с глутаминовой кислотой) является тормозным медиатором. Наиболее высока ее роль в височной и лобной коре, гиппокампе, миндалевидных и гипоталамических ядрах, черной субстанции, ядрах мозжечка.

Содержание гамма-аминомасляной кислоты в головном мозге в десятки раз выше других нейромедиаторов. Так, в гипоталамусе суммарное содержание ацетилхолина, норадреналина, дофамина и серотонина не превышает 10 мкг/г, в то время как ГАМК в этом отделе головного мозга более 600 мкг/г. Она увеличивает проницаемость мембран для ионов К+, что вызывает торможение нервного импульса; увеличивает дыхательную активность нервной ткани; улучшает кровоснабжение головного мозга.

Введение ГАМК в организм вызывает тормозной процесс в коре (центральное торможение) и у животных приводит к потери условных рефлексов. Существуют многочисленные данные, которые свидетельствуют о выраженном угнетающем влиянии на процессы запоминания и обучения со стороны ГАМК.

ГАМК в виде препаратов гаммалон или аминалон используют при сосудистых заболеваниях головного мозга (атеросклероз, гипертония), нарушение мозгового кровоснабжения, умственной отсталости, эндогенных депрессиях и травмах главного мозга, а также возбуждением коры мозга (например, эпилепсии).

Образование и роль глицина

Глицин — является одной из заменимых аминокислот, входящих в состав белков и других биологически активных веществ в организме человека.

90% глицина синтезируется в организме из аминокислоты серин, тоже заменимой и протеиногенной. Углеродный скелет серин получает от 3-фосфоглицерата, промежуточного продукта распада глюкозы, а аминную голову предоставляет глутаминовая кислота. Казалось бы, при таких делах организм не должен бы испытывать недостаток глицина: глюкозу мы всегда получаем в избытке, и глутаминовая кислота, которая глутамат, обильно представлена в рационе. Однако засада подстерегает, где не ждешь. И называется она витамин B9, иначе говоря, фолиевая кислота, которую по идее мы должны получать со свежими листьями и травками. В нашей полосе, где девять месяцев зима, это особенно актуально.

В синтезе глицина задействована активная форма витамина B9 (фолиевой кислоты) – Н4-Фолат, он же ТетраГидроФолиевая Кислота (ТГФК).

Образование ТГФК из фолиевой кислоты происходит в печени, это сложный каскад реакций, в которых задействованы особые ферменты, коферментом которых выступает НАДФ. Образовавшаяся ТГФК вступает в реакцию с серином при участии фермента СеринОксиМетилТрансфераза.

ТГФК принимает на себя метильную группу CH3, находящуюся в β-положении, и превращается N5N10МетиленН4Фолат, а спиртовая группа отщепляется в виде воды. Что значит это зубодробительное название? Фолат – это сокращенно фолиевая кислота, ибо соединение имеет гидроксильный хвост COOH. Метилен – означает, что соединение приняло на себя метильную группу CH2, причем приняли ее молекулы азота N в положении 5 и 10.

Реакция легко обратима, т.е. глицин может стать источником серина. В этом случае N5N10МетиленН4Фолат отдает метильную группу глицину, а вода станет источником спиртовой группы для серина. N5N10МетиленН4Фолат, образующийся вместе с глицином, быстренько превращается в N5 МетилН4Фолат, который задействован в обезвреживании страшного гомоцистеина, превращая его в нужную аминокислоту метионин. В реакции принимает участие активная форма витамина B12 метилкобаламин.

Синтез глицина из треонина

Долгое время считалось, что распад треонина с образованием глицина идет в клетках печени (гепатоцитах) под воздействием фермента ТреонинАльдолазы. В учебниках рисовали красивое уравнение реакции, приведенное ниже. Не обманывайтесь, насчет обратимости реакции. Уже тогда подчеркивалось, что реакция в живых организмах преимущественно идет в сторону распада треонина с образованием глицина и ацетальдегида. Обратный синтез треонина в живых организмах не наблюдался.

Глицинотносится к простым аминокислотам. И как строительный элемент, аминокислота глицин служит исходным веществом для синтеза других аминокислот и донором аминогруппы при синтезе гемоглобина и других веществ.Дефицит аминокислоты глицин ведет к ослаблению соединительных тканей организма, а также к снижению его энергетического уровня. Глицин вызывает многие благоприятные улучшения в организме. Он помогает в лечении пониженной функции гипофиза. Он вызывает выработку печенью гликогена и является исходным сырьем в синтезе креатина, важнейшего энергоносителя, без которого невозможна эффективная работа мышц, поэтому глицин незаменим для нормальной работы мышц и оказался эффективным при мышечной дистрофии.

Глицин обладает антиоксидантным и антитоксическим действием; Глицин регулирует обмен веществ, нормализует процессы защитного торможения в центральной нервной системе, уменьшает эмоциональное напряжение, повышает умственную работоспособность.

Глицин необходим для синтеза иммуноглобулинов и антител, а следовательно, имеет особое значение для работы иммунной системы.

Глицин способствует снижению высокого уровня кислотности крови, которое происходит от дисбаланса лейцина, проявляющееся в неприятном запахе тела и изо рта.

Глицин является катализатором процесса выработки гипофизом гормона роста.

Глицин применяется для:

· снижения эмоционального напряжение,

· агрессивности,

· конфликтности,

· социальной адаптации;

· улучшения настроения;

· лучшего засыпания и нормализации сна;

· повышениеумственной работоспособности;

· снижения вегето-сосудистых расстройств (в том числе и в климактерическом периоде);

· снижения общемозговых расстройств при ишемическом инсульте и черепно-мозговой травме;

· снижения токсического действия алкоголя и лекарственных средств, угнетающих функции ЦНС;

· снижения тяги к сладостям.

В последнее время врачи, ориентированные на использование питательных веществ, используют глицин для лечения гипогликемии – пониженного уровня сахара в крови.

Также глицин применяется при повышенной кислотности желудочного сока и входит в состав многих средств для снижения кислотности желудочного сока.