กลูตามีน
กลูตามีน (สัญลักษณ์GlnหรือQ ) [ 3 ]เป็นกรดอะมิโนอัลฟาที่ใช้ในการสังเคราะห์โปรตีนโซ่ข้างของมันคล้ายกับของกรดกลูตามิกยกเว้นหมู่กรดคาร์บอกซิลิกถูกแทนที่ด้วยอะไมด์มันถูกจัดเป็นกรดอะมิโนขั้วที่มีประจุเป็นกลาง มันไม่ใช่กรดอะมิโนที่จำเป็นและจำเป็นแบบมีเงื่อนไขในมนุษย์ หมายความว่าโดยปกติร่างกายสามารถสังเคราะห์มันได้ในปริมาณที่เพียงพอ แต่ในบางกรณีของความเครียด ความต้องการกลูตามีนของร่างกายจะเพิ่มขึ้น และต้องได้รับกลูตามีนจากอาหาร[ 4 ] [ 5 ]มันถูกเข้ารหัสโดยโคดอน CAA และ CAG มันได้รับการตั้งชื่อตามกรดกลูตามิก ซึ่งในทางกลับกันก็ได้รับการตั้งชื่อตามการค้นพบในโปรตีนธัญพืชกลูเตน[ 6 ]
ในเลือดของมนุษย์ กลูตามี น เป็น กรดอะมิโนอิสระที่มีปริมาณมากที่สุด[ 7 ]
แหล่งอาหารที่มีกลูตามีน ได้แก่ อาหารที่มีโปรตีนสูง เช่นเนื้อวัวเนื้อไก่ปลาผลิตภัณฑ์จากนมไข่ผักต่างๆเช่นถั่วบีทรูทกะหล่ำปลีผักโขมแครอทผักชีฝรั่งน้ำผักและยังพบได้ในข้าวสาลีมะละกอกะหล่ำดาวขึ้นฉ่ายคะน้าและอาหารหมักดองเช่นมิโซะ
สัญลักษณ์ตัวอักษรเดียว Q สำหรับกลูตามีนถูกกำหนดตามลำดับตัวอักษรให้เท่ากับ N สำหรับแอสปาราจีนโดยมีขนาดใหญ่กว่าเพียง หมู่ เมทิลีน –CH2– หนึ่งหมู่เท่านั้น โปรดทราบว่า P ถูกใช้สำหรับโพรลีน และ O ถูกหลีกเลี่ยงเนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับ D นอกจากนี้ยังมีการเสนอตัวช่วยจำQ lutamine อีกด้วย[ 6 ]
ฟังก์ชัน
กลูตามีนมีบทบาทในกระบวนการทางชีวเคมีหลายอย่าง:
- การสังเคราะห์โปรตีน เช่นเดียวกับกรดอะมิโนที่สร้างโปรตีน อีก 20 ชนิด
- การสังเคราะห์ไขมัน โดยเฉพาะในเซลล์มะเร็ง[ 8 ]
- การควบคุมสมดุลกรด-เบสในไตโดยการผลิตแอมโมเนียม[ 9 ]
- พลังงานเซลล์เป็นแหล่งพลังงานรองจากกลูโคส[ 10 ]
- การบริจาค ไนโตรเจนสำหรับกระบวนการสร้างสาร หลายชนิด รวมถึงการสังเคราะห์พิวรีน[ 7 ]
- การบริจาคคาร์บอนในฐานะแหล่งที่มาเพื่อเติมเต็มวงจรกรดซิตริก[ 11 ]
- ตัวขนส่งแอมโมเนีย ที่ไม่เป็นพิษ ในระบบไหลเวียนโลหิต[ 12 ] [ 13 ]
บทบาทในกระบวนการเผาผลาญ
กลูตามีนรักษาสมดุลรีดอกซ์โดยการมีส่วนร่วมใน การสังเคราะห์ กลูตาไธโอนและมีส่วนช่วยในกระบวนการสร้างสาร เช่น การสังเคราะห์ไขมันโดยการคาร์บอกซิเลชันแบบรีดักชัน[ 14 ]
กลูตามีนเป็นแหล่งของคาร์บอนและไนโตรเจนสำหรับใช้ในกระบวนการเผาผลาญอื่นๆ กลูตามีนมีอยู่ในซีรั่มในความเข้มข้นที่สูงกว่ากรดอะมิโนอื่นๆ[ 15 ]และจำเป็นต่อการทำงานของเซลล์หลายอย่าง ตัวอย่างเช่น การสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์และ กรดอะมิ โนที่ไม่จำเป็น[ 16 ]หนึ่งในหน้าที่ที่สำคัญที่สุดของกลูตามีนคือความสามารถในการเปลี่ยนเป็น α-KG ซึ่งช่วยรักษาการไหลเวียนของวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก สร้าง ATP ผ่านตัวนำอิเล็กตรอน NADH และ FADH [ 17 ] การบริโภคกลูตามีนสูงสุดเกิดขึ้นในเซลล์ของลำไส้[ 7 ]เซลล์ไต (ซึ่งใช้สำหรับการรักษาสมดุลกรด-เบส) เซลล์ภูมิคุ้มกันที่ถูกกระตุ้น[ 18 ] และเซลล์มะเร็งหลาย ชนิด [ 8 ] [ 11 ] [ 19 ]
การผลิต
กลูตามีนผลิตในระดับอุตสาหกรรมโดยใช้Brevibacterium flavum สายพันธุ์กลายพันธุ์ ซึ่งให้ผลผลิตประมาณ 40 กรัม/ลิตร ภายใน 2 วัน โดยใช้กลูโคสเป็นแหล่งคาร์บอน[ 20 ]
การสังเคราะห์ทางชีวภาพ
การสังเคราะห์กลูตามีนจากกลูตาเมตและแอมโมเนียถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์กลูตามีนซินเทสการผลิตกลูตามีนส่วนใหญ่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ คิดเป็นประมาณ 90% ของกลูตามีนที่สังเคราะห์ทั้งหมด กลูตามีนยังถูกปล่อยออกมาในปริมาณเล็กน้อยจากปอดและสมอง[ 21 ] แม้ว่าตับจะสามารถสังเคราะห์กลูตามีนได้ แต่บทบาทของตับในการเผาผลาญกลูตามี นนั้นเป็นไปในเชิงควบคุมมากกว่าเชิงผลิต เนื่องจากตับจะดูดซับกลูตามีนที่ได้จากลำไส้ผ่านทางระบบพอร์ทัลของตับ [ 7 ]
การใช้งาน
โภชนาการ
กลูตามีนเป็น กรดอะมิโนที่ไม่จำเป็นที่พบได้มากที่สุดตามธรรมชาติในร่างกายมนุษย์ และเป็นหนึ่งในกรดอะมิโนไม่กี่ชนิดที่สามารถผ่านเข้าสู่สมอง ได้โดยตรง [ 7 ]มนุษย์ได้รับกลูตามีนผ่านกระบวนการสลายโปรตีนในอาหารที่พวกเขากิน[ 22 ] ในสภาวะที่เนื้อเยื่อกำลังถูกสร้างหรือซ่อมแซม เช่น การเจริญเติบโตของทารก หรือการรักษาบาดแผลหรือความเจ็บป่วยรุนแรง กลูตามีนจะกลายเป็น กรดอะมิ โนจำเป็นแบบมีเงื่อนไข[ 22 ]
โรคโลหิตจางชนิดเคียว
ในปี 2017 สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา ของสหรัฐอเมริกา (FDA) ได้อนุมัติผงแอล -กลูตามีนชนิดรับประทาน ซึ่งวางจำหน่ายในชื่อ Endariเพื่อลดภาวะแทรกซ้อนที่รุนแรงของโรคโลหิตจางชนิดเคียวในผู้ที่มีอายุ 5 ปีขึ้นไปที่เป็นโรคนี้[ 1 ]
ความปลอดภัยและประสิทธิภาพของผงแอล-กลูตามีนชนิดรับประทานได้รับการศึกษาในการทดลองแบบสุ่มในผู้ป่วยอายุ 5 ถึง 58 ปีที่เป็นโรคโลหิตจางชนิดเคียวที่มีอาการปวดอย่างรุนแรง 2 ครั้งขึ้นไปภายใน 12 เดือนก่อนเข้าร่วมการทดลอง[ 1 ]ผู้ป่วยได้รับการสุ่มให้รับการรักษาด้วยผงแอล-กลูตามีนชนิดรับประทานหรือยาหลอก และประเมินผลของการรักษาเป็นเวลา 48 สัปดาห์[ 1 ]ผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วยผงแอล-กลูตามีนชนิดรับประทานมีจำนวนครั้งในการเข้าโรงพยาบาลเพื่อรักษาอาการปวดด้วยยาแก้ปวดชนิดฉีดหรือคีโทโรแลค (อาการปวดอย่างรุนแรงจากโรคโลหิตจางชนิดเคียว) น้อยกว่าโดยเฉลี่ย เมื่อเทียบกับผู้ป่วยที่ได้รับยาหลอก (ค่ามัธยฐาน 3 เทียบกับค่ามัธยฐาน 4) มีจำนวนครั้งในการเข้ารักษาตัวในโรงพยาบาลเนื่องจากอาการปวดจากโรคโลหิตจางชนิดเคียวน้อยกว่า (ค่ามัธยฐาน 2 เทียบกับค่ามัธยฐาน 3) และมีจำนวนวันนอนโรงพยาบาลน้อยกว่า (ค่ามัธยฐาน 6.5 วัน เทียบกับค่ามัธยฐาน 11 วัน) [ 1 ] ผู้ป่วยที่ได้รับผงแอล-กลูตามีนชนิดรับประทานมีการเกิดภาวะกลุ่มอาการเจ็บหน้าอกเฉียบพลัน (ภาวะแทรกซ้อนที่คุกคามชีวิตของโรคโลหิตจางชนิดเคียว) น้อยกว่าเมื่อเทียบกับผู้ป่วยที่ได้รับยาหลอก (8.6 เปอร์เซ็นต์เทียบกับ 23.1 เปอร์เซ็นต์) [ 1 ]
ผลข้างเคียงทั่วไปของผงแอล-กลูตามีนชนิดรับประทาน ได้แก่ ท้องผูก คลื่นไส้ ปวดศีรษะ ปวดท้อง ไอ ปวดตามแขนขา ปวดหลัง และเจ็บหน้าอก[ 1 ]
ผงแอล-กลูตามีนสำหรับรับประทานได้รับการกำหนดให้เป็นยารักษาโรคหายาก[ 1 ]องค์การอาหารและยา (FDA) อนุมัติ Endari ให้กับ Emmaus Medical Inc. [ 1 ]
อาหารทางการแพทย์
กลูตามีนวางจำหน่ายเป็นอาหารทางการแพทย์และถูกสั่งจ่ายเมื่อผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์เชื่อว่าผู้ป่วยที่อยู่ในการดูแลของตนต้องการกลูตามีนเสริมเนื่องจากความต้องการทางเมตาบอลิซึมเกินกว่าที่ร่างกายจะสังเคราะห์ได้เองหรือจากอาหาร[ 23 ]
ความปลอดภัย
กลูตามีนปลอดภัยในผู้ใหญ่และทารกคลอดก่อนกำหนด[ 24 ]แม้ว่ากลูตามีนจะถูกเผาผลาญเป็นกลูตาเมตและแอมโมเนีย ซึ่งทั้งสองอย่างมีผลต่อระบบประสาท แต่ความเข้มข้นของสารเหล่านี้ไม่ได้เพิ่มขึ้นมากนัก และไม่พบผลกระทบทางระบบประสาทที่เป็นอันตราย[ 24 ]ระดับที่ปลอดภัยที่สังเกตได้สำหรับการเสริมL-กลูตามีนในผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีปกติคือ 14 กรัม/วัน[ 25 ]
ผลข้างเคียงของกลูตามีนได้รับการอธิบายไว้สำหรับผู้ที่ได้รับสารอาหารทางหลอดเลือดดำที่บ้านและผู้ที่มีความผิดปกติของการทำงานของตับ[ 26 ] แม้ว่ากลูตามีนจะไม่มีผลต่อการแพร่กระจายของเซลล์มะเร็ง แต่ก็ยังเป็นไปได้ว่าการเสริมกลูตามีนอาจเป็นอันตรายในมะเร็งบางชนิด[ 27 ]
การหยุดเสริมกลูตามีนในผู้ที่คุ้นเคยกับการบริโภคในปริมาณสูงมากอาจทำให้เกิดอาการถอนยา ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อปัญหาสุขภาพ เช่น การติดเชื้อหรือการทำงานของลำไส้บกพร่อง[ 27 ]
โครงสร้าง
กลูตามีนสามารถอยู่ใน รูปไอโซเมอร์สองแบบ คือ แอล -กลูตามีน และดี-กลูตา มี น โดยรูปแอล-กลูตามีนพบได้ในธรรมชาติ กลูตามีนประกอบด้วยหมู่ แอลฟา -อะมิโน ซึ่งอยู่ในรูปโปรตอน −NH₃⁺ ใต้สภาวะทางชีวภาพ และหมู่กรดคาร์บอกซิลิก ซึ่งอยู่ในรูปดีโปรตอน −COO⁻ หรือที่เรียกว่าคาร์บอกซิเลต ภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยา
วิจัย
มีการศึกษาการเสริมกลูตามีนเพื่อหาผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับผู้ป่วยวิกฤตหรือหลังการผ่าตัดช่องท้อง แต่คุณภาพการวิจัยที่ต่ำทำให้ไม่สามารถสรุปผลใดๆ ได้[ 29 ]การเสริมกลูตามีนดูเหมือนจะไม่มีผลในทารกที่มีความผิดปกติของกระเพาะอาหารหรือลำไส้อย่างรุนแรง[ 30 ]
การประยุกต์ใช้ทางวิทยาศาสตร์
การศึกษาทางคลินิกได้ตรวจสอบการเสริมกลูตามีนเพื่อสนับสนุนการทำงานของอุปสรรคในลำไส้ การทดลองแบบสุ่มที่มีการควบคุมและการวิเคราะห์เมตาหลายครั้งรายงานว่ากลูตามีนทางปากหรือทางเดินอาหารสามารถลดตัวบ่งชี้การซึมผ่านของลำไส้ในภาวะเฉียบพลันหรือระยะสั้น เช่น หลังจากการออกกำลังกายอย่างหนักหรือระหว่างการเจ็บป่วยวิกฤต อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ในภาวะอักเสบเรื้อรังนั้นไม่สอดคล้องกัน[ 31 ] [ 32 ]
กลูตามีนยังได้รับการศึกษาเพื่อป้องกันและจัดการ ภาวะเยื่อบุช่องปากและทางเดินอาหารอักเสบที่เกิดจาก เคมีบำบัดหรือรังสี การทดลองแบบสุ่มหลายครั้งและการวิเคราะห์แบบเมตาแสดงให้เห็นว่าการเสริมกลูตามีนอาจช่วยลดอุบัติการณ์หรือความรุนแรงของภาวะเยื่อบุช่องปากอักเสบระดับสูงได้ แม้ว่าผลการศึกษาจะมีความแตกต่างกันและไม่ใช่ทุกการศึกษาที่จะแสดงให้เห็นถึงประโยชน์[ 33 ]
ในโรคอักเสบเรื้อรังของลำไส้ รวมถึงโรคโครห์น การทบทวนอย่างเป็นระบบ (รวมถึงการทบทวนของ Cochrane ) สรุปว่าหลักฐานแบบสุ่มในปัจจุบันไม่เพียงพอที่จะสนับสนุนการเสริมกลูตามีนเพื่อกระตุ้นให้เกิดการบรรเทาอาการหรือปรับเปลี่ยนความก้าวหน้าของโรค และจำเป็นต้องมีการทดลองทางคลินิกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น[ 34 ]ในขณะที่แหล่งข้อมูลเชิงพาณิชย์และแหล่งข้อมูลทั่วไปอธิบายกลไกที่เป็นไปได้ที่กลูตามีนอาจช่วยสนับสนุนการทำงานของอุปสรรคในลำไส้ ข้อกล่าวอ้างดังกล่าวควรได้รับการตีความในบริบทของหลักฐานทางคลินิกที่มีอยู่[ 35 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- สเปกตรัมของกลูตามีนที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยแมสสเปกโทรสโกปี