Глицин что за аминокислота
Глицин. Состав препарата
Глицин – по-другому, аминоуксусная кислота, – одна из двадцати основных аминокислот, которые составляют основу белков человеческого организма. Аминокислота глицин имеется во всех клетках организма, особенно высоко ее содержание в нервных клетках головного мозга.
Уникальные свойства Глицина, произведенного компанией «Биотики», определяются технологией, которую мы разработали специально для этого препарата – системой микрокапсулирования. В таблетке молекулы глицина заключены в микрокапсулы из микрокристаллической целлюлозы, что позволяет доставить максимальное количество активного вещества непосредственно в нервную ткань. Это значительно повышает эффективность оригинального лекарства, по сравнению с аналогами.
Препарат выпускается в виде таблеток белого цвета по 100 мг, предназначенных для сублингвального или трансбуккального приема.
Глицин является тормозным нейромедиатором, обеспечивающим защитное торможение в ЦНС. Наряду с рецепторным действием, глицин также принимает участие в целом ряде метаболических процессов. Важный аспект действия Глицина – прямое связывание ксенобиотиков, в результате которого токсичные для организма вещества после взаимодействия с глицином превращаются в менее опасные метаболиты. Глицин может опосредованно участвовать в синтезе фосфолипидов – компонентов биологических мембран.
Также аминокислота глицин участвует в синтезе одного из самых сильных природных антиоксидантов – глутатиона. Это помогает нейтрализовать свободные радикалы, которые приводят к преждевременной гибели клеток, а также являются потенциальной причиной образования опухолей. Применение глицина для увеличения производства собственного глутатиона признано более эффективным, чем прием готового глутатиона, большая часть которого не может быть использована организмом.
Глицин. Для чего он нужен
Что такое глицин и какая его роль в организме? Глицин – это заменимая аминокислота, которая участвует во множестве жизненно важных процессов, а также помогает переживать экстренные ситуации. Ключевая роль глицина – непосредственное участие в процессе образования энергии в клетках, защита их от преждевременной гибели и обеспечение полноценной работы. Это уникальное вещество с практически универсальными свойствами, которое наш организм может производить самостоятельно, но при этом часто испытывает в нем повышенную потребность.
Биологическая роль глицина
Глицин – это тормозной медиатор, который при перевозбуждении защищает нервную систему от перегрузок, обеспечивая защитное торможение. Он обладает успокаивающим свойством, но при этом не угнетает, а стимулирует процессы обмена в нейронах, так как стимулирует клеточное дыхание. Поэтому после приема глицина в качестве антистрессового препарата нет сонливости и снижения когнитивных функций.
Глицин является неотъемлемой частью дыхательной цепи митохондрий, цикла Кребса. В процессе клеточного дыхания молекулы глицина способны усиливать активность окислительных реакций, повышая эффективность использования ресурсов для получения АТФ. При интоксикации, стрессе, при нарушении функции внешнего дыхания и кровообращения, функция клеточного дыхания нарушается, клетка страдает от недостатка АТФ, что может привести к ее смерти в случае, если проблемы с дыханием клетки не будут разрешены. Глицин помогает решить проблему, восстанавливая активность цикла Кребса.
Применение глицина в медицине
При приеме под язык препарат быстро всасывается в кровь и сигнализирует мозгу, что необходимо усилить выработку собственного глицина. Таким образом восполняется недостаток эндогенной аминокислоты.
Антистрессовые и трофические свойства глицина позволяют применять его в качестве эффективного препарата в неврологии, кардиологии, психиатрии, наркологии. Естественный защитный механизм, который включается с помощью этой аминокислоты, обеспечивает клетки необходимой энергией. Так как прием Глицина стимулирует синтез аминокислоты в организме, а не замещает его, то и привыкания и снижения эффекта от препарата не наступает.
В условиях нарушенного кровообращения и гипоксии мозга аминокислота глицин обеспечивает достаточный уровень обменных процессов в нейронах. Это позволяет применять препарат Глицин для уменьшения последствий инсульта в первые 3-5 часов после начала ишемии мозга. Глицин – единственный безрецептурный препарат, который рекомендован для применения при инсульте до приезда скорой помощи.
А для чего глицин нужен детям?
Высокая скорость обмена веществ в нервной ткани у детей обусловлена постоянным ростом и развитием, поэтому потребность в глицине тоже высокая. Также с помощью аминокислоты глицин могут смягчаться несовершенства механизмов возбуждения и торможения, в результате чего улучшается адаптация ребенка к биологическим и психологическим факторам.
Потребность в глицине у ребенка часто не может быть покрыта собственными силами организма, поэтому педиатры назначают его в виде лекарственного препарата. Как и у взрослых, Глицин в этом случае является сигнальной молекулой, активизирующей синтез собственной аминокислоты. Глицин может помочь при множестве детских проблем – ночные страхи, неврозы, плохая адаптация к детскому саду и школе, неуверенность в себе, низкая успеваемость, СДВГ. Так как это естественное для организма вещество, принимать его можно длительно, не опасаясь побочных явлений и передозировки.
Глутатион – производное глицина
Один из эффективных антиоксидантов, которые наш организм может вырабатывать самостоятельно – глутатион. Это вещество предотвращает преждевременную гибель клеток, улучшает сопротивляемость организма. Аминокислота глицин является основой для синтеза глутатиона. Последние данные о применении метаболитов в медицине показывают, что наиболее эффективным способом повышения продукции собственного глутатиона является увеличение поступления в организм глицина.
Глицин – аминокислота, помогающая сохранять здоровье
Дефицит глицина
Для млекопитающих, таких как свиньи, грызуны и люди, глицин является заменимой аминокислотой. Но в некоторых источниках утверждается, что количество глицина, вырабатываемого in vivo у свиней, грызунов и людей, недостаточно для их метаболической активности. В сутки организму человека требуется 2 г глицина. Бобовые, рыба, мясо и молочные продукты являются основными источниками его поступления из пищи. Дефицит глицина в малых количествах не вреден для здоровья, но острый дефицит может повлечь за собой нарушение иммунного ответа, снижение роста, нарушение обмена питательных веществ и негативное влияние на здоровье. Поэтому глицин можно назвать условно незаменимой аминокислотой для человека и других млекопитающих, способствующей хорошему росту.
Роль глицина в метаболизме
Значение глицина для печени: снижение гепатотоксичности
Есть данные, что глицин очень эффективен в оптимизации работы г-глутамилтранспептидазы, щелочных фосфатаз, аспарататтрансаминазы, состава жирных кислот ткани, и трансаминазы аланина, поэтому оральные добавки глицина могут быть очень эффективны в защите вызванной алкоголем гепатотоксичности. Помимо этого, глицин может улучшать или изменять уровень липидов при хроническом алкогольном питании, поддерживая целостность мембран. Было показано, что у крыс, которым вводили глицин, уровень содержания алкоголя в крови был очень низким. Iimuro et al. заявляет глицин как превосходное профилактическое средство для уменьшения уровней алкоголя в крови. Глицин обладает большим количеством полезных действий, таких как снижение накопления свободных жирных кислот и регулирует индивидуальный состав свободных жирных кислот в головном мозге и печени при хроническом алкогольном питании. Из приведенных выше свидетельств и сообщений было доказано, что глицин является эффективным и успешным в качестве защитного агента для борьбы с индуцированной этанолом токсичностью. В животной модели, добавление глицина уменьшило уровни липидов в вызванной алкоголем гиперлипидемии. Из научной литературы следует, что пероральный прием глицина уменьшает образование продуктов метаболизма алкоголя, таких как уксусный альдегид. Глицин также может бороться со свободнорадикальным окислительным стрессом в клетках печени, плазме крови и мембране красных кровяных клеток человека и животных, страдающих алкогольным поражением печени. Негативные эффекты алкоголя могут быть уменьшены с помощью глицина, в частности он оказывает профилактическое действие против гепатотоксичности и наряду с аланином проявляет особый характер для улучшения алкогольного обмена.
Глицин для мышц: регенерация мышечных клеток и сухожилий
Совсем свежие данные из исследования опубликованного в этом году показывают, что глицин стимулирует пролиферацию сателлитных клеток и регенерацию мышц, увеличивая активацию сигнального комплекса mTORC1 и пополняя пул одноуглеродных единиц. Таким образом, он имеет терапевтическую полезность для клеточной терапии и доставки лекарств при мышечно-дегенеративных заболеваниях (2)
Глицин обладает широким биологическим действием, действуя как модулятор воспалительного каскада, и является преобладающей аминокислотой в коллагене. Диета обогащенная глицином обеспечивает благотворное воздействие на токсичность и воспаление, так как глицин может быстрее реструктурировать молекулы коллагена из-за его широкого противовоспалительного действия.
Биомеханические результаты исследований в животных моделях показали, что сухожилие более устойчиво к нагрузке на разрыв при богатой глицином диете. При этом глицин индуцировал синтез важных компонентов сухожилия. Имеющиеся данные позволяют предположить, что он может быть полезным дополнением для людей с воспалением сухожилий. (3)
Улучшение качества сна и противотревожная активность
В настоящее время глицин используется в качестве пищевой добавки для улучшения качества сна, но его механизм действия плохо изучен на людях. Введение же глицина мышам увеличивало время сна без быстрого движения глаз (NREM) и уменьшало количество и среднюю продолжительность эпизодов бодрствования при введении в темный период. Периферическое введение глицина индуцировало фрагментацию состояний сна / бодрствования, что было обусловлено ингибированием орексиновых нейронов, отвечающих за бодрствование. (4)
Российскими учеными было проведено исследование, в ходе которого установлена высокая противотревожная активность орально употребляемого Глицина (в дозировке до 1 г), сопоставимая с аналогичным действием Тофизопама, и превосходящая таковую у Фабомотизола. Также Глицин отличался лучшей переносимостью по сравнению с другими заявленными к исследованию препаратами, и высокой эффективностью в отношении клинических проявлений синдрома беспокойных ног.(5)
Пероральный прием очень высоких доз глицина (пиковая доза 0,8 г/кг/сут) используется в качестве адъювантного лечения шизофрении для усиления нейромедиации глутамата и смягчения гипофункции глутаматной системы, которая, как полагают и способствует нарушению. Исследования в вопросах шизофрении документировали клинические улучшения после 2 недель оральной администрации глицина, предполагая что уровни глицина в мозге достаточно повышены для того чтобы вызвать клинический ответ в пределах этого времени (6,7).
Дозировка глицина
Вопрос оптимального дозирования оральной формы глицина не является до конца изученным. Обзор исследований на людях показывает, что применение глицина наблюдалось в широких пределах, от нескольких сот миллиграмм, до 15 г в сутки (если не брать в расчет лечение шизофрении с практикуемыми мега-дозами). Последняя цифра озвучена в исследовании, в котором было установлено, что глицин достоверно снижал артериальное давление у лиц с метаболическим синдромом. В целом же, здоровым людям без хронических патологий, которые рассчитывают компенсировать возможный дефицит этой аминокислоты или получить успокаивающий эффект, в т.ч. перед сном, лучше ориентироваться на средние разовые дозы 1-3 г и 1-3 приема в сутки натощак, которые могут быть несколько увеличены с целью снижения артериального давления.
Глицин: часть 1. Мал да удал: глицин в живой природе
Глицин: часть 1. Мал да удал: глицин в живой природе
Молекула глицина на фоне шелка, в состав которого глицин входит в больших количествах
Автор
Редакторы
Эта статья о глицине — самой маленькой аминокислоте в природе, чья роль, тем не менее, огромна. Вы узнаете, в состав каких белков и пептидов входит глицин, как синтезируется в организме и предшественником каких веществ является.
Введение в курс дела
Аминокислоты — это одни из самых важных веществ в живой природе. Будучи довольно небольшими молекулами, они играют огромную роль в живых организмах. Подобно жемчужинам в ожерелье, они слагают большие молекулы — белки, из которых построены все живые существа — от мала до велика. Функция аминокислот не исчерпывается только тем, что они становятся строительным материалом для белков. Аминокислоты могут специализироваться на других задачах. Общая формула аминокислот приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Структура аминокислот. а — Общая формула α-аминоксилот. Компонентами этих соединений являются углеродный скелет, карбоксильная и аминогруппы, а также боковая группа, определяющая индивидуальные свойства разных аминокислот. Важно, что почти во всех природных аминокислотах аминогруппа расположена слева от углеродного скелета (L-изомеры). α-L-аминокислоты — основа природных белков. б — Формула глицина. Боковая группа в этой молекуле представлена протоном. Таким образом, глицин — самая простая аминокислота из всех возможных.
Эта статья посвящена глицину — самой маленькой из всех теоретически возможных аминокислот. Но, несмотря на свою крохотную боковую группу, представленную одним протоном, глицин — неотъемлемый компонент белков и участник нескольких важных процессов. Поговорка «мал, да удал» — это про глицин!
В первой части статьи мы рассмотрим некоторые белки и пептиды, для которых глицин имеет большое значение, а также разберем, откуда глицин в организме вообще берется и в чем, кроме белков, используется. Мы не будем претендовать на абсолютную полноту картины функций глицина, но остановимся на наиболее важных моментах.
Глицин в белках и пептидах
Глицин — вещество не редкое. Почти ни один белок не обходится без него. В среднем глицин составляет чуть больше 7% аминокислотных остатков («жемчужин») в белках [1]. При этом давайте учтем, что разнообразие белковых аминокислот довольно велико, поэтому названная цифра — почти рекорд! А уж где глицина действительно много — так это в коллагене.
Коллаген — сложно устроенный белок, являющийся одним из основных компонентов соединительной ткани. Он присутствует в сухожилиях, коже, кровеносных сосудах, роговице, костях и хрящах, а также в чешуе рыб и шерсти млекопитающих, выполняя структурную роль и составляя до 30% массы позвоночных животных [2]. Таким образом, это один из самых распространенных животных белков. Существует несколько типов коллагена.
Коллаген обеспечивает прочность соединительных тканей, а потому и сам обладает свойством устойчивости к растяжению, и это качество определяется его структурой (рис. 2) [2].
Рисунок 2. Структура коллагена. Три обвивающие друг друга нити образуют суперспираль, как пряди волос — косу. Суперспирали, располагаясь друг относительно друга строго определенным образом, формируют фибриллу. Такое устройство белка способствует его механической устойчивости: кости ломаться не должны.
[2], рисунок с изменениями
Но причем же тут глицин? Дело в том, что полипептидные нити молекул коллагена, как орнамент, состоят из повторяющегося «узора» — паттерна из трех аминокислотных остатков: Gly—Pro—X и Gly—X—Hyp [3]. Здесь Gly — глицин, Pro — пролин, Hyp — 4-гидроксипролин, X — другая аминокислота.
Из этой формулы видно, что глицин составляет треть аминокислот коллагена! Природа не стала бы играть такими цифрами просто забавы ради. Присутствие глицина — одна из предпосылок к формированию прочных фибрилл и волокон коллагена, необходимых для многих тканей. Три нити, формирующие коллагеновую суперспираль, переплетаются настолько плотно, что между ними нет свободного пространства. И только лишь один глицин со своей крохотной боковой группой способен интегрироваться в эту систему, как кусочек мозаики. Замена глицина на какую-то другую аминокислоту, имеющую более объемную боковую группу (например, серин), может привести к серьезным патологиям, например, к синдрому Элерса—Данлоса (это гетерогенная группа наследственных нарушений соединительной ткани) [4], [5].
Глицином богат еще один структурный белок — фиброин — основной компонент паутины и шелка. Почти половина аминокислотных остатков фиброина — глицин! Как и в случае с коллагеном, там он входит в состав повторяющейся последовательности.
Белкам близка еще одна группа биологических веществ — пептиды. Они тоже сложены из аминокислот, только меньше белков по размерам (но граница между белками и пептидами размыта).
Рисунок 3. Pyrrhocoris apterus. Это известный многим клоп-солдатик — яркий (во всех смыслах этого слова) представитель отряда полужесткокрылые, или клопы (Hemiptera). При внедрении бактерий в его гемолимфе обнаруживаются несколько антимикробных пептидов, включая богатый глицином гемиптерицин [8]. Не только он, но и многие другие животные борются с патогенами с помощью глицин-богатых пептидов.
Посмотрим на так называемые антимикробные пептиды. Это, как правило, положительно заряженные (катионные) молекулы, которые участвуют в иммунном ответе, воздействуя на мембраны бактерий или других патогенов [6]. С помощью этих относительно небольших молекул человек и другие животные, включая разнообразных букашек, борются с болезнетворными организмами, которым удалось пробраться во внутреннюю среду. До сих пор не разработано единой классификации антимикробных пептидов, но известно, что те или иные из них характеризуются определенными структурными особенностями. В частности, в них может в большом количестве присутствовать какая-то аминокислота, в том числе и глицин.
К глицин-богатым антимикробным пептидам относят акалолептины из гемолимфы жука-дровосека Acalolepta luxuriosa, акантоскуррин из гемоцитов паука Acanthoscurria gomesiana, аттацины из насекомых отрядов чешуекрылые и двукрылые, гемиптерицин из известного многим клопа-солдатика Pyrrhocoris apterus (рис. 3) и другие (гименоптецин, гловерины, колеоптерицины, риноцерозин, холотрицин-2 и −3). Глицин-богатые домены имеют пептиды гиастатин и крустины [7], [8].
Конечно, глицин присутствует и во многих других белках и пептидах. Это делает его одной из самых распространенных природных аминокислот.
Откуда берется глицин в организме?
Конечно, эта чудесная аминокислота попадает к нам с пищей в составе белков. Тем не менее основной источник глицина — процессы синтеза, проходящие в нашем теле, что позволяет отнести глицин к заменимым аминокислотам.
Главный его предшественник — серин. Это тоже аминокислота, только в ее молекуле на один атом углерода больше. Что же с ним сделать? Здесь природа идет по проторенной дорожке: она передает его на вещество-кофермент тетрагидрофолат, который «любит» одноуглеродные фрагменты. В результате реакции на свет рождается глицин (рис. 4).
Рисунок 4. Синтез глицина из 3-фосфоглицерата через серин. Цифрами обозначены ферменты: 1 — фосфоглицератдегидрогеназа; 2 — фосфосеринаминотрансфераза; 3 — фосфосеринфосфатаза; 4 — серин-гидроксиметилтрансфераза.
У позвоночных животных, включая и нас любимых, есть еще один любопытный способ произвести глицин. Исходными веществами в реакции, катализируемой ферментом глицинсинтазой, являются довольно простые вещества — углекислый газ и аммиак (в виде иона). Эта реакция тоже не обходится без уже известного нам «любителя» одноуглеродных фрагментов:
Voilà! (Извините за мой французский.) Образовавшийся глицин поступает на службу организму.
Гиперактивация серинглицинового биосинтетического пути способна привести к развитию рака, ведь этот путь важен для получения большого количества «строительных» веществ (нуклеиновых кислот, белков, липидов), которые так необходимы активно делящимся раковым клеткам. Антифолатная химиотерапия широко используется в лечении рака [9].
Глицин — предшественник гема
Почему кровь красная? Потому что в ней есть гемоглобин — красный белок, имеющий в своем составе гем. Это железосодержащая порфириновая система, на которую и садится кислород, от легких с кровью поступающий к разным тканям. Глицин является одним из предшественников гема у животных. Реакция с участием глицина представлена на рисунке 5.
Рисунок 5. Роль глицина в синтезе гема. а — Эритроциты («красные кровяные тельца») — клетки, содержащие красный белок гемоглобин. б — Цвет гемоглобина, а также его транспортная функция обеспечиваются присутствием гема. в — Синтез дельта-аминолевулиновой кислоты из сукцинил-КоА и глицина — первая реакция в синтезе порфириновых систем у животных.
Синтез порфиринов — отдельная большая «опера», причем глицин участвует только в первой «арии», и в этой статье мы не будем изучать полную «партитуру». Тем не менее роль глицина в этом фундаментальном процессе огромна.
Глицин как участник других жизненно важных реакций
Что такое ДНК? Правильно! Химический субстрат наследственности. Это знают все. Но не все знают, что каждая из цепей ДНК состоит из «кирпичиков», называемых нуклеотидами. Каждый нуклеотид включает в себя, помимо прочего, азотистое основание. Азотистые основания ДНК бывают двух типов — пуриновые (аденин и гуанин) и пиримидиновые (тимин и цитозин). Глицин принимает участие в синтезе нуклеотидов с пуриновыми основаниями (рис. 6).
Рисунок 6. ДНК и схема пуринового азотистого основания. а — Модель знаменитой «двойной спирали», на которой хорошо видны «кирпичики» (нуклеотиды), формирующие каждую из двух цепей. б — Схема пуринового азотистого основания, которое соединяется с пентозой в составе нуклеотида; часть этой конструкции формируется за счет глицина.
Рисунок 7. Одним из предшественников креатина является глицин
При синтезе пуриновых нуклеотидов de novo азотистое основание «садится» на уже готовую связь с пентозой и наращивается постепенно. На одном из начальных этапов в дело вступает глицин, благодаря которому в состав структуры входят два углеродных атома и один азотный.
Разнообразие комбинаций азотистых оснований в молекуле ДНК является основой биологического разнообразия на планете.
Кроме этого, глицин участвует в синтезе креатина (рис. 7) — вещества-аккумулятора энергии в мышцах и нервных клетках, то есть в тех местах организма, где требуется поддерживать высокий уровень энергии.
Глицин: учеба без стресса!
Во время учебы и особенно экзаменов студенты и старшеклассники практически постоянно находятся в состоянии стресса из-за интенсивной умственной работы и нервных переживаний.
При этом у учащихся часто сбивается режим сна, а о полноценном отдыхе приходится только мечтать. Все это приводит к ослаблению концентрации внимания, ухудшению памяти и снижению работоспособности.
Чтобы сложный учебный период прошел с минимальными потерями для нервной системы, может быть назначен прием ноотропов (нейрометаболических стимуляторов) – специальных препаратов, ускоряющих метаболизм в нервных клетках и улучшающих кровоснабжение ЦНС. Наиболее популярный и известный среди них – глицин.
Что такое глицин?
Глицин иногда называют природным антидепрессантом. Это заменимая аминокислота, которая является регулятором обмена веществ, нормализует и активирует процессы защитного торможения в центральной нервной системе, улучшает метаболические процессы в тканях мозга.
Препараты глицина назначают для уменьшения эмоционального напряжения, стимуляции умственной деятельности, улучшения памяти, а также восстановления нормальной работы вегетативной системы. Для заметного эффекта препарат нужно принимать курсом с учетом особенностей организма и возраста человека.
Особенности приема глицина
Глицин не вызывает побочных эффектов в виде перевозбуждения. Препарат назначают даже детям и подросткам – но обязательно нужно проконсультироваться с лечащим врачом. Противопоказанием к приему глицина служит наличие аллергии на аминокислоту.
В аптеках «Столички» можно приобрести Глицин Комплекс Импловит. Помимо глицина в состав препарата входят витамины В1, В6 и В12.