Glutaminezuur is een aminozuur dat eiwitten aanmaakt waaruit ons lichaam bestaat. Tegelijkertijd is het de belangrijkste prikkelende neurotransmitter in het zenuwstelsel. Leer- en herinnerde processen zijn afhankelijk van zijn activiteit. Tegelijkertijd doodt de te hoge concentratie zenuwcellen. Wat speelt glutaminezuur nog meer in het lichaam?
Inhoudsopgave
- Glutaminezuur als aminozuur
- Glutaminezuur als neurotransmitter
- Evenwicht tussen glutamaat en gamma-aminoboterzuur
- Depressie en de activiteit van glutaminezuur
- Glutaminezuur en schizofrenie
- Glutaminezuur en de ziekte van Alzheimer
- Het belang van glutaminezuur voor de toekomst van de geneeskunde
Glutaminezuur wordt meestal in het lichaam aangetroffen in de vorm van een anion dat glutamaat wordt genoemd. Deze verbinding is een aminozuur, d.w.z. de organische basisbouwsteen waaruit eiwitten worden gemaakt. Tegelijkertijd is het een van de belangrijkste neurotransmitters. Deze term omvat stoffen die betrokken zijn bij de overdracht van informatie tussen zenuwcellen. Aangenomen wordt dat deze stof de belangrijkste verbinding is die betrokken is bij de vorming van het geheugenspoor in de hersenen. Om deze reden is zijn aanwezigheid essentieel in het proces van het leren en onthouden van gebeurtenissen.
Een overmatige concentratie van glutaminezuur in het centrale zenuwstelsel is echter niet gunstig. Het beschadigt zenuwcellen. Er zijn onderzoeken die aantonen dat de toxiciteit van hoge niveaus van glutamaat betrokken is bij de vorming van schade aan delen van de hersenen tijdens de ziekte van Alzheimer. Deze veranderingen leiden tot verstoringen in cognitieve processen.
Glutaminezuur wordt vaak geassocieerd met chemische levensmiddelenadditieven. Dit komt door het feit dat het zout, dat wil zeggen mononatriumglutamaat, een smaakversterker is die wordt toegevoegd aan gerechten en kruidenmengsels. Het is een van de meest populaire chemicaliën die in de voedingsindustrie worden gebruikt. Mononatriumglutamaat wordt in de Europese Unie officieel niet erkend als schadelijke stof.
Glutamaat is een eiwitcomponent en is daarom een veelgebruikt voedingsbestanddeel. De smaak is alleen merkbaar als het niet eiwitgebonden is. Een voorbeeld van een voedingsmiddel dat glutaminezuur bevat, is sojasaus.De smaaksensatie die door deze chemische verbinding wordt veroorzaakt, wordt "umami" genoemd.
Glutaminezuur als aminozuur
Glutamaat is chemisch gezien een aminozuur. Deze naam betekent dat het een carboxylzuurgroep en een aminogroep in zijn structuur heeft, geplaatst op één koolstofatoom. Aminozuren met elkaar verbonden door chemische bindingen, gerangschikt in een lange keten, vormen alle bestaande eiwitten.
Glutaminezuur is een endogeen aminozuur, dat wil zeggen een aminozuur dat door ons lichaam kan worden aangemaakt. De bron kan natuurlijk eiwitten zijn die met voedsel worden geleverd. Alle soorten vlees, gevogelte, vis, eieren en zuivelproducten zijn uitstekende bronnen van glutaminezuur. Bepaalde eiwitrijke plantaardige voedingsmiddelen kunnen ook eiwitbronnen zijn. Zo bevat gluten, het belangrijkste eiwit van tarwe, 30% tot 35% glutaminezuur.
Lees ook: Veganisme en gezondheid: hoe beïnvloedt een plantaardig dieet het lichaam?
Glutaminezuur als neurotransmitter
Glutamaat is niet alleen betrokken bij de vorming van eiwitten, maar werkt ook als neurotransmitter. Dit betekent dat het een stof is die vrijkomt in de opening tussen twee zenuwcellen. Het binnendringen van glutamaatmoleculen van de ene zenuwcel naar receptoren aan de andere veroorzaakt excitatie. Receptoren zijn gespecialiseerde eiwitstructuren die een specifieke neurotransmitter herkennen.
Glutaminezuur, gebruikt als neurotransmitter, wordt rechtstreeks geproduceerd door glutamaterge neuronen. Ze zijn het dominante deel van de zenuwcellen in de hersenen. Daarom heeft de verstoring van de overdracht van glutaminezuur zeer ernstige gevolgen. Het leidt tot neurologische ziekten en psychische stoornissen.
Glutaminezuur wordt opgeslagen in speciale blaasjes die zich in synapsen bevinden, d.w.z. in de uiteinden van zenuwcellen die met elkaar verbonden zijn. Zenuwimpulsen leiden tot het vrijkomen van glutamaat in de synaptische spleet, wat uiteindelijk een ander neuron triggert. Glutamaatreceptoren, zoals de NMDA-receptor of AMPA, zijn verantwoordelijk voor het ontvangen van de informatie die door deze neurotransmitter wordt gedragen. De verbinding van het glutaminezuurmolecuul met de receptor zorgt ervoor dat het wordt geactiveerd, en dus de overdracht van de zenuwimpuls verder.
Glutamaat is de meest voorkomende prikkelende neurotransmitter in het zenuwstelsel van gewervelde dieren, inclusief de mens. Het is betrokken bij cognitieve functies in de hersenen, zoals leren en geheugen. Het is aanwezig bij glutamaterge synapsen in de hippocampus, neocortex en andere delen van de hersenen.
Evenwicht tussen glutamaat en gamma-aminoboterzuur
Glutaminezuur, als de belangrijkste exciterende neurotransmitter, bestaat onder fysiologische omstandigheden in evenwicht met de belangrijkste remmende neurotransmitter, namelijk gamma-aminoboterzuur (GABA). De juiste relatie tussen deze stoffen bepaalt de goede werking van het zenuwstelsel.
In het geval van ziektetoestanden zullen we het meestal hebben over de superioriteit van glutamaatgerelateerde overdracht ten opzichte van GABA. Een dergelijke onbalans leidt tot psychotische toestanden. Er zijn theorieën die overactiviteit van glutaminezuurreceptoren koppelen aan schizofrenie. Om deze reden wordt er gezocht naar psychotrope geneesmiddelen die het glutamaterge systeem remmen.
Wetenschappers zijn in verband gebracht met de volgende aandoeningen met hyperactiviteit of verminderde activiteit van glutamaatneurotransmissie:
- ongerustheid
- depressie
- schizofrenie
- neurodegeneratieve ziekten
- bipolaire stoornis
Depressie en de activiteit van glutaminezuur
Wetenschappers en artsen zijn onzeker over de rol van het glutamaterge systeem bij depressie. Sommige onderzoeken suggereren een toename van de activiteit van deze neurotransmitter tijdens deze ziekte. Anderen tonen aan dat de overdracht van glutamaat wordt geremd.
Studies hebben aangetoond dat het gebruik van geneesmiddelen die de glutamaatactiviteit blokkeren, een kortdurende antidepressieve werking heeft. Een voorbeeld van zo'n medicijn is ketamine, dat een verdovingsmiddel is in de chirurgie en diergeneeskunde.
Het effect van verbetering van het welzijn treedt ook op bij een bipolaire stoornis na toediening van geneesmiddelen uit deze groep.
Het medicijn riluzol heeft het vermogen om de hoeveelheid glutaminezuur die vrijkomt uit neuronen te verminderen. Het remt dus de glutamaterge transmissie. Studies hebben aangetoond dat dit medicijn werkt als een antidepressivum bij patiënten met deze aandoening.
De genoemde tests met geneesmiddelen die het glutamaterge systeem remmen, suggereren een sterke correlatie tussen de hyperactiviteit en depressieve symptomen. Verder onderzoek op dit gebied kan een nieuwe richting aangeven in de behandeling van depressie en bipolaire stoornis.
Glutaminezuur en schizofrenie
Er is een hypothese van het ontstaan van schizofrenie geassocieerd met stoornissen in de glutamaatactiviteit. De theorie was aanvankelijk gebaseerd op een reeks klinische en neuropathologische bevindingen die duiden op een onderactieve glutamaterge signalering via NMDA-receptoren. In latere jaren waren er ook genetische gegevens die dit proefschrift ondersteunden.
De huidige kennis toont echter aan dat deze aandoening zowel glutaminerge als dopaminerge afwijkingen heeft. Ze maken deel uit van een complex systeem van neurochemische, psychologische, psychosociale en hersenafhankelijke factoren die samen de oorzaak zijn van schizofrenie.
Glutaminezuur en de ziekte van Alzheimer
Talrijke onderzoeken hebben een verband aangetoond tussen de nefrotoxiciteit van hoge glutamaatspiegels en dementie bij de ziekte van Alzheimer. Deze schade is het gevolg van de effecten van overmatige activering van receptoren door deze neurotransmitter. Als gevolg hiervan treedt zwelling en schade aan zenuwcellen op.
Om de symptomen van de ziekte van Alzheimer te verminderen, wordt memantadine gegeven. Dit medicijn blokkeert glutamaatreceptoren. Uiteindelijk wordt de stimulatie door deze neurotransmitter verminderd, wat leidt tot een remming van neurodegeneratieve processen.
Het belang van glutaminezuur voor de toekomst van de geneeskunde
We ontdekken momenteel het belang van het glutamaterge systeem. Een diepgaand begrip van de mechanismen die het beheersen, geeft hoop op de ontwikkeling van geneesmiddelen die effectief zijn bij de behandeling van mentale en neurologische aandoeningen.
Onderzoek naar glutaminezuur, actief in het menselijk brein, is ook een kans om te begrijpen hoe het menselijk geheugen werkt.
Literatuur:
- Joanna M.Wierońska, Paulina Cieślik, Glutamaat en zijn receptoren, of hoe de hersenen kunnen worden genezen, Universum 2017
- Meldrum, B. S. "Glutamaat als neurotransmitter in de hersenen: overzicht van fysiologie en pathologie". The Journal of Nutrition. 2000.
- Anna Szymczak, "Glutaminezuur", neuropsychologia.org
- Glutaminezuur (CID: 611) in PubChem-database, United States National Library of Medicine.
- Lisman JE, Coyle JT, Green RW, et al. "Circuit-gebaseerd kader voor het begrijpen van neurotransmitter en risicogeneninteracties bij schizofrenie". Trends in neurowetenschappen. 2008, online toegang
Lees meer artikelen van deze auteur
