Plik glutation (GSH) to mała cząsteczka tripeptydu (z tylko trzema resztami aminokwasowymi) niebiałkowa, która bierze udział w wielu zjawiskach biologicznych, takich jak mechanika enzymatyczna, biosynteza makrocząsteczek, pośredni metabolizm, toksyczność tlenu, transport wewnątrzkomórkowy itp..
Ten mały peptyd, obecny w zwierzętach, roślinach i niektórych bakteriach, jest uważany za „bufor" redukuje utlenianie, ponieważ jest jednym z głównych związków o niskiej masie cząsteczkowej, który zawiera siarkę i nie ma toksyczności związanej z resztami cysteiny.
Niektóre choroby u ludzi są związane z niedoborem określonych enzymów metabolizmu glutationu, a wynika to z jego wielu funkcji w utrzymaniu homeostazy organizmu..
Niedożywienie, stres oksydacyjny i inne patologie, na które cierpią ludzie, mogą przejawiać się drastycznym spadkiem poziomu glutationu, dlatego czasami jest dobrym wskaźnikiem stanu zdrowia układów organizmu.
W przypadku roślin, w ten sam sposób, glutation jest istotnym czynnikiem ich wzrostu i rozwoju, ponieważ pełni również funkcje w wielu szlakach biosyntetycznych i jest niezbędny do detoksykacji komórkowej i wewnętrznej homeostazy, gdzie działa jako silny przeciwutleniacz..
Indeks artykułów
Pierwsze badania przeprowadzone w odniesieniu do subkomórkowej lokalizacji glutationu wykazały, że jest on obecny w mitochondriach. Później zaobserwowano go również w obszarze odpowiadającym matrycy jądrowej oraz w peroksysomach.
Obecnie wiadomo, że przedział, w którym występuje największe jego stężenie, znajduje się w cytozolu, ponieważ jest tam aktywnie wytwarzany i transportowany do innych przedziałów komórkowych, takich jak mitochondria..
W komórkach ssaków stężenie glutationu jest rzędu milimoli, natomiast w osoczu krwi jego forma zredukowana (GSH) występuje w stężeniach mikromolowych..
To wewnątrzkomórkowe stężenie bardzo przypomina stężenie glukozy, potasu i cholesterolu, elementów niezbędnych do budowy, funkcjonowania i metabolizmu komórki..
Niektóre organizmy mają analogiczne lub odmienne cząsteczki glutationu. Pasożyty pierwotniaków, które atakują ssaki, mają postać znaną jako „trypanotion” iw niektórych bakteriach związek ten jest zastępowany przez inne cząsteczki siarki, takie jak tiosiarczan i glutamylocysteina..
Niektóre gatunki roślin, oprócz glutationu, mają homologiczne cząsteczki, które mają reszty inne niż glicyna na C-końcu (homoglutation) i które charakteryzują się funkcjami podobnymi do funkcji danego tripeptydu..
Pomimo istnienia innych związków podobnych do glutationu w różnych organizmach, jest to jeden z „tioli” występujących w najwyższych stężeniach wewnątrzkomórkowych..
Wysoki stosunek, który normalnie występuje między formą zredukowaną (GSH) i formą utlenioną (GSSG) glutationu, jest kolejną wyróżniającą cechą tej cząsteczki..
Glutation lub L-γ-glutamylo-L-cysteinyl-glicyna, jak sama nazwa wskazuje, składa się z trzech reszt aminokwasowych: L-glutaminianu, L-cysteiny i glicyny. Reszty cysteiny i glicyny są połączone ze sobą wspólnymi wiązaniami peptydowymi, to znaczy między grupą a-karboksylową jednego aminokwasu a grupą a-aminową drugiego..
Jednak wiązanie między glutaminianem i cysteiną nie jest typowe dla białek, ponieważ występuje między częścią γ-karboksylową grupy R glutaminianu a grupą α-aminową cysteiny. Nazywa się wiązaniem γ.
Ta mała cząsteczka ma masę molową nieco ponad 300 g / mol, a obecność wiązania γ wydaje się być kluczowa dla odporności tego peptydu na działanie wielu enzymów aminopeptydaz..
Jak wspomniano, glutation jest białkiem, które bierze udział w wielu procesach komórkowych u zwierząt, roślin i niektórych prokariotów. W tym sensie jego ogólny udział w:
-Procesy syntezy i degradacji białek
-Tworzenie prekursorów rybonukleotydów DNA
-Regulacja aktywności niektórych enzymów
-Ochrona komórek w obecności reaktywnych form tlenu (RFT) i innych wolnych rodników
-Przekazywanie sygnału
-Ekspresja genetyczna i in
-Apoptoza lub zaprogramowana śmierć komórki
Stwierdzono również, że glutation działa jako koenzym w wielu reakcjach enzymatycznych, a część jego znaczenia wiąże się z jego zdolnością do wewnątrzkomórkowego transportu aminokwasów w postaci γ-glutamylowych aminokwasów..
Glutation, który może opuścić komórkę (co robi w postaci zredukowanej) ma zdolność uczestniczenia w reakcjach oksydacyjno-redukcyjnych w pobliżu błony plazmatycznej i otaczającego środowiska komórki, co chroni komórki przed uszkodzeniem przez różne klasy utleniaczy.
Ten tripeptyd działa również jako źródło magazynowania cysteiny i przyczynia się do utrzymania zredukowanego stanu grup sulfhydrylowych białek wewnątrz komórki i stanu żelazawego grupy hemu białek, które zawierają wspomniany kofaktor..
Kiedy uczestniczy w fałdowaniu białek, wydaje się, że pełni ważną funkcję jako środek redukujący mostki dwusiarczkowe, które zostały nieprawidłowo utworzone w strukturach białek, co jest zwykle spowodowane narażeniem na czynniki utleniające, takie jak tlen, nadtlenek wodoru, nadtlenoazotyn i niektóre nadtlenki.
W erytrocytach zredukowany glutation (GSH) wytwarzany przez enzym reduktazę glutationu, który wykorzystuje NADPH wytwarzany przez szlak pentozofosforanowy, przyczynia się do usuwania nadtlenku wodoru poprzez reakcję katalizowaną przez inny enzym: peroksydazę glutationową, który wytwarza wodę i utleniony glutation (GSSG).
Rozpad nadtlenku wodoru, a tym samym zapobieganie jego gromadzeniu się w erytrocytach, przedłuża żywotność tych komórek, ponieważ zapobiega uszkodzeniom oksydacyjnym, które mogą wystąpić w błonie komórkowej i które mogą zakończyć się hemolizą.
Glutation odgrywa również ważną rolę w metabolizmie ksenobiotyków, dzięki działaniu enzymów transferazy S-glutationu, które generują koniugaty glutationu, które następnie mogą być metabolizowane wewnątrzkomórkowo..
Należy pamiętać, że termin „ksenobiotyk” jest używany w odniesieniu do leków, zanieczyszczeń środowiska i chemicznych czynników rakotwórczych, na które organizm jest narażony..
Ponieważ glutation występuje w dwóch formach, jednej zredukowanej i jednej utlenionej, związek między dwiema cząsteczkami determinuje stan redoks komórek. Jeśli stosunek GSH / GSSG jest większy niż 100, komórki są uważane za zdrowe, ale jeśli jest bliski 1 lub 10, może to wskazywać, że komórki są w stanie stresu oksydacyjnego.
Tripeptyd glutationowy jest syntetyzowany wewnątrz komórek, zarówno u roślin, jak i zwierząt, w wyniku działania dwóch enzymów: (1) syntetazy γ-glutamylocysteiny i (2) syntetazy glutationu (syntetazy GSH), natomiast jego degradacja lub „rozkład” zależy od działanie enzymu transpeptydazy γ-glutamylowej.
W organizmach roślinnych każdy z enzymów jest kodowany przez pojedynczy gen, a defekty któregokolwiek z białek lub ich genów kodujących mogą powodować śmiertelność zarodków.
U ludzi, podobnie jak u innych ssaków, głównym miejscem syntezy i eksportu glutationu jest wątroba, szczególnie w komórkach wątroby (hepatocytach) otaczających przewody żylne, które transportują krew i inne substancje do iz danego narządu..
Synteza de novo glutation, jego regeneracja lub recykling, wymaga energii z ATP.
Zredukowany glutation pochodzi z aminokwasów glicyny, glutaminianu i cysteiny, jak już wspomniano, a jego synteza rozpoczyna się od aktywacji (za pomocą ATP) grupy γ-karboksylowej glutaminianu (z grupy R) w celu utworzenia pośredniego fosforanu acylowego, który jest atakowany przez grupę α-aminową cysteiny.
Ta pierwsza reakcja kondensacji dwóch aminokwasów jest katalizowana przez syntetazę γ-glutamylocysteiny i zwykle wpływa na nią wewnątrzkomórkowa dostępność aminokwasów glutaminianu i cysteiny..
Powstały w ten sposób dipeptyd jest następnie kondensowany z cząsteczką glicyny dzięki działaniu syntetazy GSH. Podczas tej reakcji zachodzi również aktywacja ATP grupy α-karboksylowej cysteiny z utworzeniem fosforanu acylu i tym samym sprzyjającym reakcji z resztą glicyny..
Kiedy zredukowany glutation uczestniczy w reakcjach utleniania-redukcji, utleniona forma składa się w rzeczywistości z dwóch cząsteczek glutationu połączonych ze sobą mostkami dwusiarczkowymi; z tego powodu forma utleniona jest określana skrótem „GSSG”.
Tworzenie utlenionych form glutationu zależy od enzymu znanego jako peroksydaza glutationu lub peroksydaza GSH, który jest peroksydazą zawierającą selenocysteinę (resztę cysteiny, która zamiast atomu siarki ma atom selenu) , aktywny.
Interkonwersja między formami utlenionymi i zredukowanymi zachodzi dzięki udziałowi reduktazy GSSG lub reduktazy glutationu, które wykorzystują NAPDH do katalizowania redukcji GSSG w obecności tlenu, z jednoczesnym tworzeniem się nadtlenku wodoru.
Glutation można podawać doustnie, miejscowo, dożylnie, donosowo lub w nebulizacji, w celu zwiększenia jego stężenia ogólnoustrojowego m.in. u pacjentów cierpiących na stres oksydacyjny..
Badania nad doustnym podawaniem glutationu sugerują, że jego przyjmowanie może zmniejszać ryzyko raka jamy ustnej, a podawany w połączeniu z oksydacyjnymi chemioterapeutykami zmniejsza negatywne skutki terapii u pacjentów z rakiem..
Generalnie pacjenci zakażeni wirusem nabytego niedoboru odporności (HIV) mają wewnątrzkomórkowy niedobór glutationu zarówno w krwinkach czerwonych, limfocytach T, jak i monocytach, co warunkuje ich prawidłowe funkcjonowanie.
W badaniu Morrisa i wsp. Wykazano, że dostarczanie glutationu makrofagom od pacjentów zakażonych wirusem HIV znacznie poprawiło funkcjonowanie tych komórek, zwłaszcza w przypadku zakażeń patogenami oportunistycznymi, takimi jak M. tuberculosis.
Inne badania dotyczą poprawy aktywności skurczowej mięśni, obrony przeciwutleniającej i uszkodzeń oksydacyjnych powstałych w odpowiedzi na urazy niedokrwienne / reperfuzyjne po doustnym podaniu GSH podczas treningu fizycznego..
Uznano z kolei, że jego spożycie lub podanie dożylne ma na celu zapobieganie postępowi niektórych rodzajów raka i redukcję uszkodzeń komórkowych, które powstają w wyniku pewnych patologii wątroby..
Chociaż nie wszystkie opisane badania zostały przeprowadzone na ludziach, ale zwykle są to testy na modelach zwierzęcych (głównie mysich), wyniki uzyskane w niektórych badaniach klinicznych potwierdzają skuteczność egzogennego glutationu jako przeciwutleniacza..
Z tego powodu jest stosowany w leczeniu zaćmy i jaskry, jako produkt „przeciwstarzeniowy”, w leczeniu zapalenia wątroby, licznych chorób serca, utraty pamięci i wzmocnienia układu odpornościowego, a także w leczeniu stanów po ciężkich metalach. i zatrucie narkotykami.
Egzogennie podawany glutation nie może dostać się do komórek, jeśli nie zostanie zhydrolizowany do aminokwasów składowych. Dlatego bezpośrednim efektem podania (doustnego lub dożylnego) tego związku jest zwiększenie wewnątrzkomórkowego stężenia GSH dzięki udziałowi aminokwasów niezbędnych do jego syntezy, które mogą być skutecznie transportowane do cytozolu..
Chociaż spożycie glutationu jest uważane za „bezpieczne” lub nieszkodliwe, nie przeprowadzono wystarczających badań dotyczących jego skutków ubocznych..
Jednak z kilku opublikowanych badań wiadomo, że może mieć negatywne skutki wynikające z interakcji z innymi lekami i może być szkodliwe dla zdrowia w różnych kontekstach fizjologicznych..
Wydaje się, że przy długotrwałym stosowaniu powodują nadmierne obniżenie poziomu cynku, a ponadto, jeśli są wdychane, mogą powodować ciężkie ataki astmy u pacjentów z astmą..
Jeszcze bez komentarzy