กรดกลูตามิกเป็นกรดอะมิโนที่สร้างโปรตีนที่ประกอบเป็นร่างกายของเรา ในขณะเดียวกันก็เป็นสารสื่อประสาท excitatory ที่สำคัญที่สุดในระบบประสาท กระบวนการเรียนรู้และจดจำขึ้นอยู่กับกิจกรรม ในขณะเดียวกันความเข้มข้นที่สูงเกินไปจะฆ่าเซลล์ประสาท กรดกลูตามิกเล่นอะไรในร่างกายอีกบ้าง?
สารบัญ
- กรดกลูตามิกเป็นกรดอะมิโน
- กรดกลูตามิกเป็นสารสื่อประสาท
- สมดุลระหว่างกลูตาเมตและกรดแกมมาอะมิโนบิวทิริก
- อาการซึมเศร้าและการทำงานของกรดกลูตามิก
- กรดกลูตามิกและโรคจิตเภท
- กรดกลูตามิกและโรคอัลไซเมอร์
- ความสำคัญของกรดกลูตามิกสำหรับอนาคตของยา
กรดกลูตามิกมักพบในร่างกายในรูปของแอนไอออนที่เรียกว่ากลูตาเมต สารประกอบนี้เป็นกรดอะมิโนนั่นคือส่วนประกอบพื้นฐานของสารอินทรีย์ที่ใช้สร้างโปรตีน ในขณะเดียวกันก็เป็นสารสื่อประสาทที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่ง คำนี้ครอบคลุมถึงสารที่เกี่ยวข้องกับการส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาท เชื่อกันว่าสารนี้เป็นสารประกอบที่สำคัญที่สุดที่เกี่ยวข้องกับการสร้างร่องรอยความทรงจำในสมอง ด้วยเหตุนี้การมีอยู่จึงจำเป็นอย่างยิ่งในกระบวนการเรียนรู้และจดจำเหตุการณ์ต่างๆ
อย่างไรก็ตามความเข้มข้นของกรดกลูตามิกที่มากเกินไปในระบบประสาทส่วนกลางไม่เป็นประโยชน์ มันทำลายเซลล์ประสาท มีการศึกษาที่แสดงให้เห็นว่าความเป็นพิษของกลูตาเมตในระดับสูงมีส่วนเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของความเสียหายต่อพื้นที่ของสมองในช่วงที่เป็นโรคอัลไซเมอร์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้นำไปสู่การรบกวนกระบวนการรับรู้
กรดกลูตามิกมักเกี่ยวข้องกับวัตถุเจือปนอาหารทางเคมี นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเกลือของมันเช่นโมโนโซเดียมกลูตาเมตเป็นสารเพิ่มรสชาติที่เพิ่มลงในอาหารและส่วนผสมของเครื่องเทศ เป็นหนึ่งในสารเคมีที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร โมโนโซเดียมกลูตาเมตไม่ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการว่าเป็นสารอันตรายในสหภาพยุโรป
กลูตาเมตเป็นส่วนประกอบของโปรตีนดังนั้นจึงเป็นส่วนประกอบของอาหารทั่วไป รสชาติของมันจะสังเกตเห็นได้เฉพาะเมื่อมันไม่ได้อยู่ในโปรตีน ตัวอย่างของอาหารที่มีกรดกลูตามิกคือซอสถั่วเหลืองความรู้สึกของรสชาติที่สารเคมีนี้สร้างขึ้นเรียกว่า "อูมามิ"
กรดกลูตามิกเป็นกรดอะมิโน
กลูตาเมตเป็นกรดอะมิโนทางเคมี ชื่อนี้หมายความว่ามีกลุ่มกรดคาร์บอกซิลิกและกลุ่มอะมิโนในโครงสร้างวางอยู่ที่อะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอม กรดอะมิโนที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะเคมีจัดเรียงเป็นสายโซ่ยาวประกอบกันเป็นโปรตีนที่มีอยู่ทั้งหมด
กรดกลูตามิกเป็นกรดอะมิโนภายนอกเช่นกรดที่ร่างกายเราสามารถสังเคราะห์ได้ แน่นอนว่าแหล่งที่มาของมันอาจเป็นโปรตีนที่ให้มากับอาหาร เนื้อสัตว์สัตว์ปีกปลาไข่และผลิตภัณฑ์จากนมทั้งหมดเป็นแหล่งที่ดีเยี่ยมของกรดกลูตามิก อาหารจากพืชที่อุดมด้วยโปรตีนบางชนิดสามารถเป็นแหล่งโปรตีนได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่นกลูเตนซึ่งเป็นโปรตีนหลักของข้าวสาลีมีกรดกลูตามิก 30% ถึง 35%
อ่านเพิ่มเติม: มังสวิรัติและสุขภาพ: อาหารจากพืชมีผลต่อร่างกายอย่างไร?
กรดกลูตามิกเป็นสารสื่อประสาท
กลูตาเมตนอกจากจะเกี่ยวข้องกับการสร้างโปรตีนแล้วยังทำหน้าที่เป็นสารสื่อประสาทอีกด้วย นั่นหมายความว่าเป็นสารที่ปล่อยออกมาในช่องว่างระหว่างเซลล์ประสาทสองเซลล์ การเข้าสู่โมเลกุลของกลูตาเมตจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังตัวรับในอีกเซลล์หนึ่งทำให้เกิดการกระตุ้น ตัวรับเป็นโครงสร้างโปรตีนเฉพาะที่จดจำสารสื่อประสาทที่เฉพาะเจาะจง
กรดกลูตามิกที่ใช้เป็นสารสื่อประสาทผลิตโดยตรงโดยเซลล์ประสาทกลูตามาเทอร์จิก พวกมันเป็นส่วนสำคัญของเซลล์ประสาทที่พบในสมอง ดังนั้นการหยุดชะงักของการแพร่กระจายของกรดกลูตามิกจึงมีผลร้ายแรงมาก นำไปสู่โรคทางระบบประสาทและความผิดปกติทางจิต
กรดกลูตามิกถูกเก็บไว้ในถุงพิเศษที่อยู่ในเซลล์ประสาทเช่นในส่วนปลายของเซลล์ประสาทที่เชื่อมต่อกัน กระแสประสาทกระตุ้นการปลดปล่อยกลูตาเมตเข้าสู่ช่องว่างระหว่างซินแนปติกซึ่งจะกระตุ้นเซลล์ประสาทอื่นในที่สุด ตัวรับกลูตาเมตเช่นตัวรับ NMDA หรือ AMPA มีหน้าที่รับข้อมูลที่นำโดยสารสื่อประสาทนี้ การเชื่อมต่อของโมเลกุลของกรดกลูตามิกกับตัวรับทำให้เกิดการกระตุ้นและทำให้การส่งกระแสประสาทต่อไป
กลูตาเมตเป็นสารสื่อประสาทกระตุ้นที่พบบ่อยที่สุดในระบบประสาทของสัตว์มีกระดูกสันหลังรวมถึงมนุษย์ มีส่วนเกี่ยวข้องกับการทำงานของความรู้ความเข้าใจในสมองเช่นการเรียนรู้และความจำ มีอยู่ที่ glutamatergic synapses ในฮิปโปแคมปัสนีโอคอร์เท็กซ์และส่วนอื่น ๆ ของสมอง
สมดุลระหว่างกลูตาเมตและกรดแกมมาอะมิโนบิวทิริก
กรดกลูตามิกเป็นสารสื่อประสาทกระตุ้นหลักภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยามีอยู่ในภาวะสมดุลกับสารสื่อประสาทที่ยับยั้งหลักเช่นกรดแกมมาอะมิโนบิวทิริก (GABA) ความสัมพันธ์ที่เหมาะสมของสารเหล่านี้กำหนดการทำงานที่เหมาะสมของระบบประสาท
ในกรณีของโรคเรามักจะพูดถึงความเหนือกว่าของการแพร่เชื้อที่เกี่ยวข้องกับกลูตาเมตผ่าน GABA ความไม่สมดุลดังกล่าวนำไปสู่สภาวะโรคจิต มีทฤษฎีที่เชื่อมโยงการทำงานมากเกินไปของตัวรับกรดกลูตามิกกับโรคจิตเภท ด้วยเหตุนี้การค้นหายาที่ออกฤทธิ์ต่อจิตประสาทที่ยับยั้งระบบกลูตามาเทอร์จิกจึงดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง
นักวิทยาศาสตร์มีความเกี่ยวข้องกับความผิดปกติต่อไปนี้ที่มีสมาธิสั้นหรือลดการทำงานของสารสื่อประสาทกลูตาเมต:
- ความวิตกกังวล
- ภาวะซึมเศร้า
- โรคจิตเภท
- โรคเกี่ยวกับระบบประสาท
- โรคสองขั้ว
อาการซึมเศร้าและการทำงานของกรดกลูตามิก
นักวิทยาศาสตร์และแพทย์ไม่แน่ใจในบทบาทของระบบกลูตามาเทอร์จิกในภาวะซึมเศร้า การศึกษาวิจัยบางชิ้นแนะนำให้เพิ่มกิจกรรมของสารสื่อประสาทนี้ในระหว่างที่เป็นโรคนี้ คนอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่าการแพร่กระจายของกลูตาเมตถูกยับยั้ง
การศึกษาพบว่าการใช้ยาที่ขัดขวางการทำงานของกลูตาเมตก่อให้เกิดผลต้านอาการซึมเศร้าในระยะสั้น ตัวอย่างของยาดังกล่าวคือคีตามีนซึ่งเป็นยาชาในการผ่าตัดและสัตวแพทยศาสตร์
ผลของความเป็นอยู่ที่ดีขึ้นยังเกิดขึ้นในกรณีของโรคอารมณ์สองขั้วหลังการให้ยาจากกลุ่มนี้
ยา riluzole มีคุณสมบัติในการลดปริมาณกรดกลูตามิกที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ประสาท ดังนั้นจึงยับยั้งการแพร่กระจายของกลูตามาเทอร์จิก การศึกษาพบว่ายานี้ทำหน้าที่เป็นยากล่อมประสาทในผู้ป่วยที่มีความผิดปกตินี้
การทดสอบที่กล่าวถึงเกี่ยวกับยาที่ยับยั้งระบบกลูตามาเทอร์จิกแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างสมาธิสั้นและอาการซึมเศร้า การวิจัยเพิ่มเติมในพื้นที่นี้อาจกำหนดทิศทางใหม่ในการรักษาภาวะซึมเศร้าและโรคอารมณ์สองขั้ว
กรดกลูตามิกและโรคจิตเภท
มีสมมติฐานของการกำเนิดของโรคจิตเภทที่เกี่ยวข้องกับการรบกวนในกิจกรรมกลูตาเมต ทฤษฎีนี้มีพื้นฐานมาจากชุดของการค้นพบทางคลินิกและระบบประสาทวิทยาที่บ่งบอกถึงการส่งสัญญาณกลูตามาเทอร์จิกที่ไม่ได้ใช้งานผ่านตัวรับ NMDA ในปีต่อมามีข้อมูลทางพันธุกรรมที่สนับสนุนวิทยานิพนธ์นี้ด้วย
อย่างไรก็ตามความรู้ในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าความผิดปกตินี้มีทั้งความผิดปกติของ glutaminergic และ dopaminergic พวกเขาเป็นส่วนหนึ่งของระบบที่ซับซ้อนของปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาท, จิตวิทยา, จิตสังคมและสมองซึ่งประกอบกันเป็นโรคจิตเภท
กรดกลูตามิกและโรคอัลไซเมอร์
การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นความเชื่อมโยงระหว่างความเป็นพิษต่อไตของระดับกลูตาเมตสูงและการเปลี่ยนแปลงของภาวะสมองเสื่อมในโรคอัลไซเมอร์ ความเสียหายเหล่านี้เป็นผลมาจากอิทธิพลของการกระตุ้นตัวรับที่มากเกินไปโดยสารสื่อประสาทนี้ เป็นผลให้เกิดการบวมและทำลายเซลล์ประสาท
เพื่อลดอาการของโรคอัลไซเมอร์ให้ memantadine ยานี้บล็อกตัวรับกลูตาเมต ในที่สุดการกระตุ้นโดยสารสื่อประสาทนี้จะลดลงซึ่งนำไปสู่การยับยั้งกระบวนการเสื่อมสภาพของระบบประสาท
ความสำคัญของกรดกลูตามิกสำหรับอนาคตของยา
ขณะนี้เรากำลังค้นพบความสำคัญของระบบกลูตามาเทอร์จิก ความเข้าใจในเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกที่ควบคุมทำให้เกิดความหวังในการพัฒนายาที่มีประสิทธิภาพในการรักษาความผิดปกติทางจิตและระบบประสาท
การวิจัยเกี่ยวกับกรดกลูตามิกที่ออกฤทธิ์ในสมองของมนุษย์ก็เป็นโอกาสที่จะเข้าใจว่าหน่วยความจำของมนุษย์ทำงานอย่างไร
วรรณคดี:
- Joanna M. Wierońska, Paulina Cieślik, Glutamate และตัวรับของมันหรือสมองจะหายได้อย่างไร Universe 2017
- Meldrum, B. S. "กลูตาเมตเป็นสารสื่อประสาทในสมอง: ทบทวนสรีรวิทยาและพยาธิวิทยา". วารสารโภชนาการ. พ.ศ. 2543
- Anna Szymczak, "กรดกลูตามิก", neuropsychologia.org
- กรดกลูตามิก (CID: 611) ในฐานข้อมูล PubChem, United States National Library of Medicine
- Lisman JE, Coyle JT, Green RW และอื่น ๆ "โครงร่างตามวงจรเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับสารสื่อประสาทและปฏิสัมพันธ์ของยีนที่มีความเสี่ยงในโรคจิตเภท" แนวโน้มของประสาทวิทยาศาสตร์ 2008, การเข้าถึงออนไลน์
อ่านบทความเพิ่มเติมโดยผู้เขียนคนนี้
