Glutaminsäure ist eine Aminosäure, die Proteine bildet, aus denen unser Körper besteht. Gleichzeitig ist es der wichtigste exzitatorische Neurotransmitter im Nervensystem. Lernen und erinnerte Prozesse hängen von seiner Aktivität ab. Gleichzeitig tötet seine zu hohe Konzentration Nervenzellen ab. Was spielt Glutaminsäure noch im Körper?
Inhaltsverzeichnis
- Glutaminsäure als Aminosäure
- Glutaminsäure als Neurotransmitter
- Gleichgewicht zwischen Glutamat und Gamma-Aminobuttersäure
- Depression und die Aktivität von Glutaminsäure
- Glutaminsäure und Schizophrenie
- Glutaminsäure und Alzheimer
- Die Bedeutung von Glutaminsäure für die Zukunft der Medizin
Glutaminsäure wird normalerweise im Körper in Form eines Anions namens Glutamat gefunden. Diese Verbindung ist eine Aminosäure, d. H. Der organische Grundbaustein, aus dem Proteine hergestellt werden. Gleichzeitig ist es einer der wichtigsten Neurotransmitter. Dieser Begriff umfasst Substanzen, die an der Informationsübertragung zwischen Nervenzellen beteiligt sind. Es wird angenommen, dass diese Substanz die wichtigste Verbindung ist, die an der Bildung der Gedächtnisspur im Gehirn beteiligt ist. Aus diesem Grund ist seine Präsenz beim Lernen und Erinnern an Ereignisse von wesentlicher Bedeutung.
Eine übermäßige Konzentration von Glutaminsäure im Zentralnervensystem ist jedoch nicht vorteilhaft. Es schädigt Nervenzellen. Es gibt Studien, die zeigen, dass die Toxizität hoher Glutamatspiegel an der Bildung von Schäden an Bereichen des Gehirns während der Alzheimer-Krankheit beteiligt ist. Diese Veränderungen führen zu Störungen der kognitiven Prozesse.
Glutaminsäure wird sehr oft mit chemischen Lebensmittelzusatzstoffen in Verbindung gebracht. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass sein Salz, d. H. Mononatriumglutamat, ein Geschmacksverstärker ist, der Schalen und Gewürzmischungen zugesetzt wird. Es ist eine der beliebtesten Chemikalien in der Lebensmittelindustrie. Mononatriumglutamat ist in der Europäischen Union offiziell nicht als schädlicher Stoff anerkannt.
Glutamat ist eine Proteinkomponente und daher eine häufige Lebensmittelkomponente. Sein Geschmack ist nur zu spüren, wenn er nicht an Eiweiß gebunden ist. Ein Beispiel für ein Lebensmittel, das Glutaminsäure enthält, ist Sojasauce.Das durch diese chemische Verbindung verursachte Geschmacksempfinden wurde "Umami" genannt.
Glutaminsäure als Aminosäure
Glutamat ist chemisch eine Aminosäure. Dieser Name bedeutet, dass es eine Carbonsäuregruppe und eine Aminogruppe in seiner Struktur hat, die an einem Kohlenstoffatom angeordnet sind. Aminosäuren, die durch chemische Bindungen in einer langen Kette miteinander verbunden sind, bilden alle vorhandenen Proteine.
Glutaminsäure ist eine endogene Aminosäure, d. H. Eine, die von unserem Körper synthetisiert werden kann. Natürlich kann seine Quelle Proteine sein, die mit Lebensmitteln versorgt werden. Alle Fleisch-, Geflügel-, Fisch-, Eier- und Milchprodukte sind ausgezeichnete Quellen für Glutaminsäure. Bestimmte proteinreiche pflanzliche Lebensmittel können auch Proteinquellen sein. Zum Beispiel enthält Gluten, das Hauptprotein in Weizen, 30% bis 35% Glutaminsäure.
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Glutaminsäure als Neurotransmitter
Glutamat ist nicht nur an der Bildung von Proteinen beteiligt, sondern wirkt auch als Neurotransmitter. Dies bedeutet, dass es sich um eine Substanz handelt, die in die Lücke zwischen zwei Nervenzellen freigesetzt wird. Der Eintritt von Glutamatmolekülen von einer Nervenzelle zu Rezeptoren auf der anderen verursacht eine Erregung. Rezeptoren sind spezialisierte Proteinstrukturen, die einen bestimmten Neurotransmitter erkennen.
Glutaminsäure, die als Neurotransmitter verwendet wird, wird direkt von glutamatergen Neuronen produziert. Sie sind der dominierende Teil der Nervenzellen im Gehirn. Daher hat die Störung der Glutaminsäureübertragung sehr schwerwiegende Folgen. Es führt zu neurologischen Erkrankungen und psychischen Störungen.
Glutaminsäure wird in speziellen Vesikeln gespeichert, die sich in Synapsen befinden, d. H. In den Enden von Nervenzellen, die sich miteinander verbinden. Nervenimpulse lösen die Freisetzung von Glutamat in den synaptischen Spalt aus, wodurch schließlich ein anderes Neuron ausgelöst wird. Glutamatrezeptoren wie der NMDA-Rezeptor oder AMPA sind für den Empfang der von diesem Neurotransmitter übertragenen Informationen verantwortlich. Die Verbindung des Glutaminsäuremoleküls mit dem Rezeptor bewirkt dessen Aktivierung und damit die Übertragung des Nervenimpulses weiter.
Glutamat ist der häufigste exzitatorische Neurotransmitter im Nervensystem von Wirbeltieren, einschließlich Menschen. Es ist an kognitiven Funktionen im Gehirn wie Lernen und Gedächtnis beteiligt. Es ist an glutamatergen Synapsen im Hippocampus, Neocortex und anderen Teilen des Gehirns vorhanden.
Gleichgewicht zwischen Glutamat und Gamma-Aminobuttersäure
Glutaminsäure als hauptsächlicher exzitatorischer Neurotransmitter existiert unter physiologischen Bedingungen im Gleichgewicht mit dem hauptsächlichen inhibitorischen Neurotransmitter, d. H. Gamma-Aminobuttersäure (GABA). Die richtige Beziehung dieser Substanzen bestimmt das ordnungsgemäße Funktionieren des Nervensystems.
Im Falle von Krankheitszuständen werden wir normalerweise über die Überlegenheit der Glutamat-bezogenen Übertragung gegenüber GABA sprechen. Ein solches Ungleichgewicht führt zu psychotischen Zuständen. Es gibt Theorien, die Überaktivität von Glutaminsäurerezeptoren mit Schizophrenie verbinden. Aus diesem Grund wird weiterhin nach Psychopharmaka gesucht, die das glutamaterge System hemmen.
Wissenschaftler wurden mit den folgenden Störungen mit Hyperaktivität oder verminderter Aktivität der Glutamat-Neurotransmission in Verbindung gebracht:
- Angst
- Depression
- Schizophrenie
- Neurodegenerative Krankheiten
- bipolare Störung
Depression und die Aktivität von Glutaminsäure
Wissenschaftler und Ärzte sind sich der Rolle des glutamatergen Systems bei Depressionen nicht sicher. Einige Forschungsstudien legen nahe, dass die Aktivität dieses Neurotransmitters während dieser Krankheit zunimmt. Andere zeigen, dass die Übertragung von Glutamat gehemmt ist.
Studien haben gezeigt, dass die Verwendung von Arzneimitteln, die die Glutamataktivität blockieren, eine kurzfristige antidepressive Wirkung hervorruft. Ein Beispiel für ein solches Medikament ist Ketamin, ein Anästhetikum in der Chirurgie und Veterinärmedizin.
Die Wirkung der Verbesserung des Wohlbefindens tritt auch bei bipolaren Störungen nach Verabreichung von Arzneimitteln aus dieser Gruppe auf.
Das Medikament Riluzol hat die Fähigkeit, die Menge an Glutaminsäure, die von Neuronen freigesetzt wird, zu reduzieren. Somit hemmt es die glutamaterge Übertragung. Studien haben gezeigt, dass dieses Medikament bei Patienten mit dieser Störung als Antidepressivum wirkt.
Die genannten Tests in Bezug auf Arzneimittel, die das glutamaterge System hemmen, legen eine starke Korrelation zwischen seiner Hyperaktivität und depressiven Symptomen nahe. Weitere Forschungen auf diesem Gebiet könnten eine neue Richtung bei der Behandlung von Depressionen und bipolaren Störungen einschlagen.
Glutaminsäure und Schizophrenie
Es gibt eine Hypothese über die Entstehung von Schizophrenie, die mit Störungen der Glutamataktivität verbunden ist. Die Theorie basierte ursprünglich auf einer Reihe klinischer und neuropathologischer Befunde, die auf eine unteraktive glutamaterge Signalübertragung über NMDA-Rezeptoren hinweisen. In späteren Jahren gab es auch genetische Daten, die diese These stützten.
Der aktuelle Kenntnisstand zeigt jedoch, dass diese Störung sowohl glutaminerge als auch dopaminerge Anomalien aufweist. Sie sind Teil eines komplexen Systems neurochemischer, psychologischer, psychosozialer und gehirnbezogener Faktoren, die zusammen für Schizophrenie verantwortlich sind.
Glutaminsäure und Alzheimer
Zahlreiche Studien haben einen Zusammenhang zwischen der Nephrotoxizität hoher Glutamatspiegel und Demenzveränderungen bei Alzheimer gezeigt. Dieser Schaden resultiert aus den Auswirkungen einer übermäßigen Aktivierung der Rezeptoren durch diesen Neurotransmitter. Infolgedessen kommt es zu Schwellungen und Schäden an Nervenzellen.
Um die Symptome der Alzheimer-Krankheit zu lindern, wird Memantadin gegeben. Dieses Medikament blockiert Glutamatrezeptoren. Letztendlich wird die Stimulation durch diesen Neurotransmitter reduziert, was zu einer Hemmung neurodegenerativer Prozesse führt.
Die Bedeutung von Glutaminsäure für die Zukunft der Medizin
Wir entdecken derzeit die Bedeutung des glutamatergen Systems. Ein gründliches Verständnis der Mechanismen, die es steuern, gibt Hoffnung auf die Entwicklung von Arzneimitteln, die bei der Behandlung von psychischen und neurologischen Störungen wirksam sind.
Die Erforschung von Glutaminsäure, die im menschlichen Gehirn aktiv ist, bietet auch die Möglichkeit zu verstehen, wie das menschliche Gedächtnis funktioniert.
Literatur:
- Joanna M. Wierońska, Paulina Cieślik, Glutamat und seine Rezeptoren oder wie das Gehirn geheilt werden kann, Universum 2017
- Meldrum, B. S. "Glutamat als Neurotransmitter im Gehirn: Überblick über Physiologie und Pathologie". Das Journal of Nutrition. 2000.
- Anna Szymczak, "Glutaminsäure", neuropsychologia.org
- Glutaminsäure (CID: 611) in der PubChem-Datenbank der National Library of Medicine der Vereinigten Staaten.
- Lisman JE, Coyle JT, Green RW et al. "Schaltungsbasiertes Framework zum Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Neurotransmitter und Risikogen bei Schizophrenie". Trends in den Neurowissenschaften. 2008 Online-Zugang
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