Биоорганическая химия / Сыровая А.О. и др Аминокислоты глазами химиков, фармацевтов, биологов. Т. 1

вообще инфекционных осложнений, обеспечение метаболизма нейронов мозга, участие в синтезе медиаторов нервной проводимости; участие в синтезе белков скелетной и гладкой мускулатуры; обеспечение кислотно-щелочного равновесия; регуляция азотистого баланса, предупреждение токсического воздействия аммиачных соединений.

Глутамин обладает сильным антиоксидантным действием за счет витаминов (С, Е, β-каротин) и селена, который входит в состав глютатионпероксидазы, блокирующей образование эндогенных свободных радикалов.

Исследования, выполненные к настоящему времени показали [39 - 44],

что энтеральное введение глутамина при помощи глутамин-обогащенных диет не обеспечивает организм достаточным количеством глутамина.

Неэффективность энтерального введения глутамина объясняется его малым количеством, поступающим из спланхнотического бассейна для поддержания концентрации глутамина в плазме и мышцах. Необходимы дальнейшие исследования для доказательств положительного эффекта от применения глутамин-обогащенных энтеральных диет в программе нутриционной терапии.

Рекомендации к энтеральному применению глутамина является:

снижение умственной активности и истощение нервной системы;

дистрофические изменения в мышцах, истощение (кахексия), как следствие тяжелых заболеваний или перенесенных травм; бодибилдинг; заболевания соединительной ткани и аутоиммунные заболевания, в том числе полимиозиты, рассеянный склероз и склеродермия; общая и сенильная слабость, импотенция; желудочно-кишечные заболевания, в том числе пептические язвы; лечение алкоголизма; профилактика лучевой болезни;

профилактика онкологических заболеваний.

Способ применения глутамина: взрослым по 1 г порошка (1/2 чайной ложки) 2 раза в день во время еды, растворив в стакане воды или сока.

Продолжительность приѐма - 1 месяц. При необходимости приѐм продукта

71

повторяют через месяц. В зависимости от заболевания дозу глутамина можно увеличить в 2-3 раза 38 .

Противопоказания: индивидуальная непереносимость компонентов.

Беременным и кормящим женщинам рекомендуется проконсультироваться с врачом.

Применение глутамина для парентерального питания Введение глутамина при парентеральном питании оказывает

положительные эффекты на многие органы и системы, снижает степень гиперкатаболизма, восстанавливает показатели белкового обмена. При гиперкатаболизме доказано позитивное влияние нутриционной поддержки с глутамином на азотистый баланс, иммунный статус, восстановление целостности кишечного барьера, течение заболевания, летальность.

Роль циркулирующего глутамина в поддержании функции и структуры ЖКТ была показана в огромном количестве исследований. В экспериментах

[39] вводился фермент глутаминаза в кровоток, для искусственного снижения уровня глутамина в кишке, что приводило к развитию диареи, атрофии и изъязвлению слизистой оболочки. Парентеральное введение глутамина,

предотвращало эти явления. Кроме этого введение глутамина защищает от стресс-язв желудка и язв, вызванных введением нестероидных противовоспалительных средств, от тяжелого энтероколита, вызванного химиоили лучевой терапией.

Введение глутамина при парентеральном питании значительно снижает уровень бактериальной транслокации, за счет предотвращения атрофии слизистой оболочки и стимулирующего влияния на иммунную функцию желудочно-кишечного тракта.

Парентеральное питание, обогащенное глутамином, вызывает также нормализацию продукции секреторного иммуноглобулина А (S-IgA).

Применение глутамина в программе парентерального питания улучшает эндокринную, иммунную, метаболическую и барьерную функции, которые

играют центральную роль в предотвращении полиорганной недостаточности

72

при критических состояниях, вызванной транслокацией бактерий и токсинов в кровь, и являются важным условием терапии критического состояния.

Иммунодефицит часто наблюдается у пациентов в ОРИТ, и может служить причиной ряда осложнений. Поэтому фармаконутриенты (глутамин,

аргинин и др.) вводятся в программу полного или частичного парентерального питания для восстановления клеточного и гуморального иммунитета.

В стандартных растворах аминокислот для парентерального питания глутамин не содержится, или содержится в незначительном количестве.

Физико-химические свойства свободного глутамина (нестабильность при длительном хранении и, особенно, при тепловой стерилизации, а также очень низкая растворимость – 36 г/л) долгое время ограничивали его применение в практике нутриционной терапии. Стабильность свободного глутамина зависит от температуры, рН раствора и концентрации анионов. Отсутствие возможности использования свободного глутамина в лечении тяжелых больных, вызвало рост научных исследований и разработок технологии производства альтернативных субстратов. Аланин-глутамин и глицин-

глутамин – два синтетических дипептида, обладающих высокой стабильностью и растворимостью, позволили решить проблему доставки достаточного количества глутамина пациенту и сделало возможным включение этой аминокислоты в парентеральное питание.

На сегодняшний день экспериментальное и клиническое изучение эффективности дипептидов глутамина показало, что инфузия аланин-

глутамина пациентам, получающим парентеральное питание, улучшает азотистый баланс и белковый обмен, поддерживает внутриклеточный пул глутамина, корригирует катаболическую реакцию, улучшает иммунную функцию, снижает частоту инфекционных осложнений, восстанавливает функцию кишки, защищает печень.

Установлено снижение летальности и продолжительности госпитализации, а также снижение затрат на лечение при парентеральном введении дипептидов глутамина. Результатом таких исследований послужило

73

Приведенные литературные данные и результаты экспериментальных исследований позволяют заключить, что возрастающее использование глутаминовой кислоты целесообразно и обосновано. Находясь в центре азотистого обмена, глутаминовая кислота тесно связана с углеводным,

энергетическим, жировым, минеральным и другими видами обмена веществ живого организма. Именно благодаря многообразному участию в обменных процессах глутаминовая кислота при изменении функционального состояния тканей может вступать в те или иные метаболические превращения.

В случае наличия фазы «суперкомпенсации», с высоким стационарным уровнем гликогена, креатинфосфата, АТФ, НАДН и НАДФН, глутаминовая кислота, прежде всего, устремляется в биосинтетические реакции детоксикации и пластического обмена. Обменные пути глутамата при суперкомпенсации представлены эндегоническими реакциями синтеза мочевины, глутамина, глютатиона и белка с образованием заменимых аминокислот за счет переноса аминогруппы глутамата на кетокислоты.

Результатом таких превращений глутаминовой кислоты является снижение содержания аммиака, АТФ и торможение тканевого дыхания. Последнее,

очевидно, обусловлено выведением прировиноградной и щавелевоуксусной кислот из энергетического обмена путем трансаминирования.

Иная ситуация складывается при стессовом напряжении метаболизма,

когда снижен уровень гликогена, креатинфосфата, АТФ, НАДН и НАДФН,

нарушено окисление НАД-зависимых субстратов, выражено щавелевоуксусное торможение СДГ, имеет место разобщение окислительного фофорилирования и компенсаторно в цикл энергетических превращений устремляются субстраты всех видов: углеводы, жирные кислоты и аминокислоты. В таких условиях глутаминовая кислота преимущественно вступает в окислительные реакции энергетического обмена через окислительное дезаминирование, декарбоксилирование с последующим превращением γ–аминомасляной кислоты в янтарный полуальдегид и далее в сукцинат, а также подвергается трансаминированию. Таким образом, глутамат

75

служит естественным поставщиком α-кетоглутарата и янтарной кислоты – энергетически наиболее эффективного субстрата.

В случае третьего варианта - гипоксических условий, когда имеются все атрибуты энергетического дефицита за исключением щавелевоуксусного ингибирования СДГ, так как высок уровень НАДН и происходит восстановительное обращение цикла Кребса вплоть до сукцината, который при гипоксии является основным субстартом окисления. Следовательно, при гипоксии глутамат вступает в обменные процессы через ГДГ, возможно, через метиласпартазный путь, в малой степени путем трансаминирования и наиболее вероятно через декарбоксилирование, последовательно превращаясь

вГАМК – тормозной медиатор и янтарный альдегид. На уровне янтарного полуальдегида в зависимости от степени восстановленности пиридиннуклеотидов имеются две альтернативные возможности его дальнейшего превращения: либо по пути восстановления до γ–оксимасляной кислоты. В последнем случае янтарный полуальдегид и γ–оксимасляная кислота служат акцепторами восстановительных эквивалентов и превращаются в бутирил-КОА, который инициирует липогенез и препятствует течению кетогенеза и холестериногенеза. Таким образом, несмотря на дефицит кислорода может быть обеспечено некоторое окисление пиридиннуклеотидов, снижение кислородной задолженности, что проявляется

вменьшем сдвиге окислительно-восстановительного потенциала и в росте РО2

втканях в случае предгипоксического введения глутамата. Таким образом,

при гипоксии глутамат действительно является источником дополнительного количества янтарной кислоты, способствует активации СДГ и тем самым поддерживает естественную перестройку энергетического обмена.

Поливалентное, как правило, нормализующее и в ряде случаев,

стимулирующее влияние введенного глутамата объясняется неоднозначностью путей обмена глутаминовой кислоты в разных физиологических состояниях в универсальных, присущим всем тканям реакциях энергетического и пластического обменов. Прежде всего, это

76

касается ЦНС, где пути метаболизма глутамата представлены наиболее полно и где аккумулируется значительная часть введенного глутамата, в частности, в

таком важном отделе, как гипоталамус. Таким образом, глутаминова кислота,

поддерживая энергетический, медиаторный и пластический обмены в ЦНС,

модулирует уровень ее физиологической активности и через соответствующие нервные и нейроэндокринные пути обеспечивает адекватную регуляцию метаболического статуса организма в целом.

В условиях стрессового и гипоксического энергетического дефицита целесообразно и оправдано создание дополнительного искусственного притока глутамата, что может поддержать энергетический обмен,

универсально обеспечивающий функциональную мобилизацию тканей.

Переключение обмена глутамата тесно связано с энергетическим статусом ткани и зависит от течения в ней преимущественно пластических или энергетических реакций. В условиях энергетического благополучия глутаминовая кислота может приводить к торможению аэробных окислительных процессов, к дополнительной интенсификации пластических и детоксикационных процессов, уменьшающих «энергетический заряд» клеток.

Напротив, в условиях энергетического дефицита, и особенно при гипоксических состояниях, глутаминовая кислота поддерживает естественные компенсаторные реакции энергетического обмена путем усиления воспроизводства и окисления сукцината, активации субстратного фосфорилирования и глюконеогенеза, а также сохранения аминокислотных фондов.

Следовательно, участие глутаминовой кислоты в энергетическом и пластическом обменах позволяет ей включаться в необходимые метаболические превращения. Это обеспечивает либо торможение, либо стимуляцию специфических функций ткани, что свидетельствует об адаптогенном действии введенного в организм глутамата.

В связи с тем, что дополнительная активация дыхания на фоне субстратного голодания может оказаться вредной, следует подчеркнуть

77

добавки для улучшения вкуса и питательной ценности продуктов и готовых кулинарных изделий.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Якубке Х.-Д., Ешкайт X. Аминокислоты, пептиды, белки: Пер. с нем.−

М.: Мир, 1985.− 456 с.

2. Шелюто Б.В., Станкевич С.И., Кукреш А.С., Холдеев С.И.

Эффективность применения препаратов диазотрофных, фосфатмобилизующих микроорганизмов и регуляторов роста при создании культурных лугов:

Монография – Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2005.

3. Инновационные технологии в области пищевых продуктов и продукции общественного питания функционального и специализированного назначения: Коллективная монография / ФГБОУ ВПО «СПбГТЭУ»; под общ.

ред. Н.В. Панковой. – СПб.: Изд-во «ЛЕМА», 2012. – 314 с.

4. Березина, Н.А. Расширение ассортимента и повышение качества ржано-пшеничных хлебобулочных изделий с сахаросодержащими добавками:

монография / Н.А. Березина. – Орел: ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК»,

2012. – 232 с.

5. Волков М.С., Генкин А.М., Маевский Е.И., Глотов Н.А. Глутаминовая кислота. Биохимическое обоснование практического использования.

Свердловск, Средне-Уральское книжное изд-во, 1975. – 120 с.

6.Майстер А. Биохимия аминокислот.М., 1961.

7.Кребс Г., Корнберг Г. Превращения энергии в живых системах. М.,

ИЛ, 1959.

8.Тристам Г.В. Белки. М., ИЛ, 1956. - 209 с.

9.Harris H., Jahns M. Brit. J. Exptl. Pathol., 1957, 38, 5, 525.

10.Покровский А.А., Арчаков А.И. Современные методы в биохимии.

М., «Медицина, 1968. 6. Диксон Н., Уебб Э. Ферменты. (Пер. с англ.) М., «Мир», 1966.

11. Диксон Н., Уебб Э. Ферменты. (Пер. с англ.) М., «Мир», 1966.

79