יום שלישי, 30 במרץ 2021

חומצות אמינו מוליכים עצביים, נוירוטרנסמיטורים קובי עזרא

משדרים עצביים הם כימיקלים מוחיים המתקשרים למידע בכל מוחנו וגופנו. הם מעבירים אותות בין נוירונים. ניתן לחלק נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמינו לחומצות האמינו המעוררות אספרטט וגלוטמט ולחומצות האמיניות המעכבות GABA וגליצין. נוירוטרנסמיטרים מעכבים נפוצים כמו GABA וגליצין מרגיעים את המוח ומסייעים ביצירת איזון, בעוד שמוליכים עצביים מעוררים כמו גלוטמט ואספרטט מגרים את המוח.


חלק מחומצות אמינו הן המוליכים העצביים הנפוצים ביותר במוח. משדרים עצביים מסונתזים ומאוחסנים במסופים פרה-סינפטיים, משוחררים מהמסופים עם גירוי עם קולטנים ספציפיים בתאים הפוסט-סינפטיים. סינפסות כימיות וחשמליות הן מבנים ביולוגיים מיוחדים הנמצאים במערכת העצבים; הם מחברים נוירונים יחד ומעבירים אותות על פני הנוירונים. תהליך ההעברה הסינפטית מייצר או מעכב דחפים חשמליים ברשת נוירונים לעיבוד מידע. 



גלוטמט הוא המוליך העצבי המעורר העיקרי במוח, ואילו GABA הוא המוליך העצבי המעכב העיקרי. האיזון של הטון הגלוטמטרי והגאבארגי הוא קריטי לתפקוד נוירולוגי תקין. באמצעות העברה סינפטית, מידע זה מועבר מהתא הקדם סינפטי לתא הפוסט סינפטי. 

נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמינו בעיקר חומצה גלוטמית, GABA, חומצה אספרטית וגליצין הן שאריות חומצות אמינו בודדות המשתחררות ממסופי העצב הקדם סינפטי בתגובה לפוטנציאל פעולה וחוצים את השסע הסינפטי כדי להיקשר לקולטן ספציפי על הממברנה הפוסט סינפטית. התפקיד האינטגרלי של נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמיניות חשוב בתפקוד התקין של המוח. 

האירועים הקדם-סינפטיים והפוסט-סינפטיים בסינפסות כימיות כפופים לשימוש תלוי ומוסדר מאוד בהתאם לשינויים בשחרור ותפקוד הנוירוטרנסמיטר הסינפטי.

מערכת העצבים מורכבת ממיליארדי תאים מיוחדים הנקראים נוירונים. נוירונים הם תאי התקשורת הכימית במוח. בצורתו הבסיסית ביותר, לנוירון יש שני קצוות (אם כי לכל אחד מהם יכולים להיות מספר ענפים): אקסון ודנדריט. 

תקשורת יעילה בין תאים עצביים היא תהליך מכריע לתפקוד תקין של מערכת העצבים המרכזית וההיקפית. מעבירים עצביים הם חומרים כימיים המשמשים כמתווך להעברת דחפים עצביים מנוירון אחד לנוירון אחר באמצעות סינפסות. 

משדרים עצביים מאוחסנים באקסון (או נוירון קדם סינפטי) באריזות קטנות הנקראות שלפוחית ​​סינפטית. שחרור הנוירוטרנסמיטר נוצר ע"י הגעתו של דחף עצבי (או פוטנציאל פעולה). 

סינפסות הן צמתים מיוחדים שדרכם תאים של מערכת העצבים מאותתים זה לזה ולתאים שאינם עצביים כמו שרירים או בלוטות. התהליך בו מועבר המידע באמצעות סינפסה נקרא העברה סינפטית.


הנוירוטרנסמיטרים מאוחסנים בשלפוחיות בתוך מסוף העצב הקדם סינפטי בקרום הסינפטי של תא עצב אחד ומשתחררים אל השסע הסינפטי בתגובה לדחפים עצביים. 

לאחר מכן המוליכים העצביים המופרשים יכולים לפעול על קולטנים על קרום הנוירון הפוסט-סינפטי דרך פער הנקרא פער סינפטי (0.02 מיקרון). מספר המגעים הסינפטיים של נוירון ממוצע הוא כ -10,000. לפיכך, ישנן 3–5 × 1015 סינפסות במוח האנושי. 

ישנם שני סוגים של סינפסות, סינפסות חשמליות וכימיות, אך סינפסות כימיות עולות בהרבה על חשמליות. סינפסות חשמליות הן צומת פערים. צומת פער הוא צומת בין נוירונים המאפשר למולקולות ויונים שונים לעבור באופן חופשי בין התאים. הצומת מחבר בין הציטופלזמה של התאים. צומת פער מורכב מקונקסונים (כל קונקשון מורכב משישה חלבוני קונקסין) המתחברים על פני החלל הבין-תאי. נוירונים המחוברים בצמתים מרווחים פועלים לעיתים כאילו הם שווים לנוירון אחד גדול עם מסלולי פלט רבים, שכולם יורים באופן סינכרוני.


סינפסות נעשות בכל האזורים של תא עצב מקבל וניתן לסווג אותן על בסיס היכן שהן נמצאות. על דנדריטים קוצניים של תא עצב, כל עמוד שדרה הוא המטרה לטרמינל האקסון וכולל את המרכיב הפוסט-סינפטי של סינפסה אחת. סינפסות בין אקסונים לדנדריטים נקראות אקסודנדריט. סינפסות חזקות במיוחד נעשות בין אקסונים של נוירון אחד לבין גוף תא של תא פוסט-סינפטי אחר. אלה נקראים סינפסות אקסוסומטיות. נאמר כי סינפסות בין מסופי אקסון לאקסונים של נוירונים פוסט-סינפטיים הן אקסו-אקסונליות.


ניתן לסווג חומרים הפועלים כמוליכים עצביים לקבוצות שונות. שלוש הקטגוריות העיקריות של חומרים הפועלים כמוליכים עצביים הן:


חומצות אמינו: הנוירוטרנסמיטרים של קבוצה זו מעורבים בהעברה סינפטית מהירה ומעכבים ומעוררים בפעולה (בעיקר חומצה גלוטמית, GABA, חומצה אספרטית וגליצין).


אמינים: אמינים הם חומצות האמינו המתוקנות כגון אמינים ביוגניים, למשל קטכולאמינים. הנוירוטרנסמיטרים של קבוצה זו כרוכים בהעברה סינפטית איטית ומעכבים ומעוררים בפעולה (נוראדרנלין, אדרנלין, דופמין, סרוטונין והיסטמין).


אחרים: אלה שאינם מתאימים לאף אחת מהקטגוריות הללו (אצטיל כולין ותחמוצת החנקן). חומצות אמינו הן בין הנפוצות ביותר מבין כל הנוירוטרנסמיטרים הקיימים במערכת העצבים המרכזית (CNS).


מספר חומצות אמינו כמעבירות תגובות במערכת העצבים המרכזית, כולל GABA, חומצה גלוטמית, גליצין וחומצה אספרטית. חלקם (כמו גלוטמט) מעוררים, ואילו אחרים (כמו GABA) מעכבים בעיקר. אספרטט קשור קשר הדוק לגלוטמט, ושתי חומצות האמינו נמצאות לעיתים קרובות יחד במסופי האקסון. נוירונים מסנתזים גלוטמט ואספרטט ואינם תלויים באספקת התזונה.



תפקודים של נוירוטרנסמיטר של חומצות אמינו

נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמיניות הם מעבירים עצביים נפוצים במערכת העצבים המרכזית. גליצין, גלוטמט וגאבא מסווגים תחת נוירוטרנסמיטר של חומצות אמיניות. שתי חומצות האמינו המתפקדות כמוליך עצבי מעורר הן גלוטמט ואספרטט. GABA משמש כבלם למוליכים העצביים המעוררים, ולכן כאשר הוא נמוך באופן חריג, זה יכול להוביל לחרדה, וגלוטמט בדרך כלל מבטיח הומאוסטזיס עם ההשפעות של GABA. כמה חומצות אמינו קשורות, כמו חומצה הומוציסטאית ו- N-acetylaspartylglutamate, עשויות גם לשמש פונקציה של נוירוטרנסמיטר. ניתן לסווג נוירוטרנסמיטרים כמעוררים או מעכבים. נוירוטרנסמיטרים מעוררים פועלים להפעלת הקולטנים על הממברנה הפוסט-סינפטית ולהעצמת ההשפעות של פוטנציאל הפעולה, בעוד שמוליך עצבי מעכב פועל במנגנון הפוך. אם הדחפים החשמליים המועברים פנימה לכיוון גוף התא גדולים מספיק, הם ייצרו פוטנציאל פעולה.


פוטנציאל הפעולה נגרם ע"י חילופי יונים על פני קרום הנוירון; גירוי גורם תחילה לפתיחת תעלות נתרן, מכיוון שיש יונים נתרן רבים יותר מבחוץ, ופנים הנוירון הוא שלילי ביחס לחוץ; יוני נתרן ממהרים לתאי העצב. מכיוון שלנתרן יש מטען חיובי, הנוירון הופך לחיובי יותר ונעשה דפולריזציה. לוקח יותר זמן עד שתעלות אשלגן נפתחות; כאשר הם נפתחים, אשלגן ממהר לצאת מהתא, מהפך את הדפולריזציה. גם בערך בזמן הזה, תעלות הנתרן מתחילות להיסגר; זה גורם לפוטנציאל הפעולה לחזור לכיוון -70 mv (רפולריזציה). פוטנציאל הפעולה עובר למעשה (צילומי יתר) -70 mv (היפרפולריזציה) מכיוון שתעלות האשלגן נשארות פתוחות זמן רב מדי. בהדרגה, ריכוזי היונים חוזרים לרמות מנוחה, והתא חוזר ל- 70 mv.


פוטנציאל הפעולה מיוצר ע"י זרם של יוני סידן דרך תעלות יונים סלקטיביות תלויות מתח. לאחר מכן יוני סידן מפעילים מפל ביוכימי שגורם לשלפוחיות נוירוטרנסמיטר להתמזג עם הממברנה הקדם סינפטית ולשחרר את תוכנם לסדק הסינפטי. קולטנים בצד הנגדי של הפער הסינפטי קושרים מולקולות של נוירוטרנסמיטר ומגיבים על ידי פתיחת תעלות יונים סמוכות בקרום התא הפוסט-סינפטי, מה שגורם ליונים למהר פנימה או החוצה ולשנות את הפוטנציאל הטרנסממברני המקומי של התא. שינוי המתח המתקבל נקרא פוטנציאל פוסט-סינפטי. התוצאה מעוררת, במקרה של זרמים דה-קוטביים, או מעכבת במקרה של זרמים היפרפולריזציה וכתוצאה מכך EPSP או IPSP, בהתאמה.


אם סינפסה מעוררת או מעכבת תלוי באיזה סוג של תעלת יונים מוליכים את הזרם הפוסט-סינפטי, אשר בתורו הוא פונקציה של סוג הקולטנים והמוליך העצבי המועסקים בסינפסה. למוליכים עצביים עשויות להיות השפעות מעוררות אם הם מריצים את קרום התא עד סף פוטנציאל הפעולה.


פוטנציאל המנוחה של נוירון מספר על מה שקורה כשנוירון נמצא במנוחה. פוטנציאל פעולה מתרחש כאשר נוירון מעביר מידע במורד האקסון, הרחק מגוף התא. פוטנציאל הפעולה הוא פיצוץ של פעילות חשמלית שנוצר על ידי זרם דה-קוטבי. משמעות הדבר היא כי גירוי גורם לפוטנציאל המנוחה לנוע לעבר 0 mv.


כאשר הדפולריזציה ליד גבעת האקסון מגיעה לכ- 55 mv כתוצאה מסיכום EPSP, נוירון יורה פוטנציאל פעולה. זה הסף. אם הנוירון לא יגיע לרמת סף קריטית זו, אז שום פוטנציאל פעולה לא יופעל.


כמו כן, כשמגיעים לרמת הסף, פוטנציאל פעולה בגודל קבוע תמיד יופעל על כל נוירון נתון; גודל פוטנציאל הפעולה תמיד זהה.


אין פוטנציאל פעולה גדול או קטן בתא עצב אחד. כל פוטנציאל הפעולה זהה בגודלו בסוג נוירונים מסוים (זה יכול להיות שונה בין סוגים שונים של נוירונים). לכן, או שהנוירון אינו מגיע לסף או פוטנציאל פעולה מלא מופעל - זהו עיקרון "הכל או אף אחד".


נוירון מקודד את עוצמת הגירוי בתדירות הירי ולא בגודל של דחף אחד. למוליכים עצביים יש השפעות מעכבות אם הם עוזרים להבריח את הקרום מהסף. פוטנציאל פוסט-סינפטי מסעיר (EPSP) הוא סיכום של אותות המקרב את הקרום לסף (אפקט דה-קוטב). פוטנציאל פוסט-סינפטי מעכב (IPSP) מונע את הקרום מסף על ידי אפקט היפרפולריזציה.


מעבירים עצביים מעוררים

פוטנציאל פוסט-סינפטי מסעיר (EPSP) הוא עלייה זמנית בפוטנציאל הממברנה הפוסט-סינפטית בתוך דנדריטים או גופי תאים הנגרמת ע"י זרימת יוני נתרן לתא הפוסט-סינפטי. EPSPs הם תוספים. EPSPs גדולים יותר גורמים לדפולריזציה ממברנתית גדולה יותר ובכך מגדילים את הסבירות שהתא הפוסט-סינפטי יגיע לסף לירי פוטנציאל פעולה. כאשר תא פרה-סינפטי פעיל משחרר נוירוטרנסמיטרים לסינפסה, חלקם נקשרים לקולטנים בתא הפוסט-סינפטי. רבים מקולטנים אלה מכילים תעלת יונים המסוגלת להעביר יונים טעונים חיוביים אל תוך התא או מחוצה לו. בסינפסות מעוררות, ערוץ היונים מאפשר בדרך כלל נתרן לתא, ויוצר זרם פוסט-סינפטי מעורר.


נוירוטרנסמיטרים מעכבים

GABA וגליצין מעכבים, שניהם במקום לדפולריזציה של הממברנה הפוסט-סינפטית ולייצר EPSP; הם מקמחים את הממברנה הפוסט-סינפטית ומייצרים IPSP. IPSP הוא השינוי במתח הממברנה של נוירון פוסט סינפטי הנובע מהפעלה סינפטית של קולטנים מעכבים נוירוטרנסמיטרים. המוליכים העצביים המעכבים הנפוצים ביותר במערכת העצבים הם חומצה γ-aminobutyric (GABA) וגליצין. בסינפסה מעכבת טיפוסית, חדירות הממברנה העצבית הפוסט-סינפטית עולה עבור יוני K + ו Cl- יונים אך לא עבור יונים Na +.


בדרך כלל זה גורם לזרם של יוני כלוריד וזרם של יונים K +, ובכך מקרב את פוטנציאל הממברנה לפוטנציאל שיווי המשקל של יונים אלה.


נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמינו

מעבירי חומצות אמינו מספקים את רוב העברת העצבים המעוררת והמעכבת במערכת העצבים. חומצות אמינו המשמשות להעברה סינפטית ממודדות (למשל, גלוטמט, ממודר מגלוטמט מטבולי המשמש לסינתזת חלבונים על ידי אריזת המשדר לשלפוחיות סינפטיות לשחרור תלוי Ca2 + לאחר מכן). נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמינו הם כל תוצרי חילוף החומרים המתווכים למעט GABA. שלא כמו כל שאר המוליכים העצביים של חומצות אמיניות, GABA אינו משמש בסינתזת חלבונים ומיוצר ע"י אנזים (חומצה גלוטמית דקארבוקסילאז; GAD) הממוקם באופן ייחודי בתאי עצב. ניתן להשתמש בנוגדנים ל- GAD לזיהוי נוירונים המשחררים GABA.

גלוטמט

משתמשים בגלוטמט ברוב הגדול של הסינפסות המעוררות המהירות במוח ובחוט השדרה. נוירונים גלוטמטרגיים בולטים במיוחד בקליפת המוח. הם מקרינים למגוון מבנים תת-קורטיקליים כמו ההיפוקמפוס, הקומפלקס הבסיסי של האמיגדלה, ה substantia nigra, nucleus accumbens, colliculus המעולה, גרעין caudate (גרעין רובר) ופונס. בסינפסות גלוטמטרגיות, קולטני NMDA (NMDAR) ממוקמים בקולטנים אחרים של גלוטמט יונוטרופי [קולטני AMPA (AMPAR) וקולטנים kainate] ועם קולטני גלוטמט מטבוטרופיים. קולטני גלוטמט הכרחיים להתפתחות עצבית, פלסטיות סינפטית, רעילות לאקסיטוטוקס, תפיסת כאב ולמידה וזיכרון. בין קולטני הגלוטמט המייצרים EPSP אלה, העלולים להתרחש כמבנים הומומרים או הטרומריים, מסווגים על פי קשירתו של האגוניסט הנפוץ ביותר.


ניתן להבחין בין ארבעה תת-סוגים, מתוכם שלושה קולטנים יונוטרופיים וקולטן מטבוטרופי אחד, המופעלים על ידי quisqualate. אלה נקראים על פי המולקולות (למעט גלוטמט) שהם נקשרים וכוללים:


קולטני NMDA

קולטן NMDA חשוב מאוד לשליטה על פלסטיות סינפטית התפתחותית ותפקוד למידה וזיכרון. ל- NMDAR יש תפקידים קריטיים בהעברה סינפטית מעוררת, פלסטיות ורעלת אקזיטוטו במערכת העצבים המרכזית. יחידת המשנה NR1 מתבטאת באופן שווה ברוב המוח, אך יחידת המשנה NR2 (NR2A, NR2B, NR2C ו- NR2D) מציגה התפלגויות אזוריות מובהקות. 


התגובה של קולטן NMDA למוליך עצבי כמו גלוטמט וגליצין בתנאים פיזיולוגיים משתנה על ידי מולקולות חוץ-תאיות מסוימות כמו H +, Zn2 + ופוליאמינים. רוב קולטני ה- NMDA מתפקדים רק במכלולים הטרומריים, המורכבים משתי יחידות NR1 ושתי יחידות NR2.


גלוטמט נקשר לאזורי S1 ו- S2 של יחידת המשנה NR2, ואילו גליצין נקשר לאזורי S1 ו- S2 של יחידת המשנה NR1. יחידות משנה בודדות של NR1 או NR2 מכילות טרמינל N חוץ-תאי שיוצר S1, סופית C תוך-תאית ולולאה חוץ-תאית בין M3 ל- M4 המהווה S2. תחום רירית הערוץ נוצר על ידי לולאת נקבוביות חוזרת הנקראת לולאת M2 הנכנסת לתעלה מהצד הציטופלזמי ויוצרת כיווץ צר בערוץ זה. שאריות האספרגין הקריטיות הממוקמות בתוך לולאת M2 קובעת את הסלקטיביות של ערוץ NMDAR לחסימת Mg2 + וחדירות Ca2 +.


הפונקציה של קולטני NMDA תלויה לחלוטין בקולטני AMPA. בהיעדר AMPA, NMDA באה לידי ביטוי בתחילה והיא מהווה את הסינפסה השקטה. קולטני ה- NMDA אינם מופעלים אלא אם כן האזור הפוסט-סינפטי מוחלש על ידי קולטני AMPA.


קולטני AMPA הם יונוטרופיים ומשתייכים לקבוצת קולטנים שאינם NMDA וקשורים לערוץ יונים סלקטיבי של קטיון אשר חדיר לקטיונים חד-ערכיים, כמו Na + ו- K +. בתנאים קומבינטוריים מסוימים של יחידות משנה הקולטן, הוא גם הופך לחלחל ל- Ca2 +.


ניתן להפעיל את קולטני הקיינט ע"י קיינט וגלוטמט. כמו קולטני AMPA, קולטני הקאינייט קשורים לערוץ יוני אשר חדיר לקטיונים החד-ערכיים Na + K + ול- Ca2 +. קולטנים אלה מעורבים בעיקר במווסת שחרור חומצות אמינו מעוררות ומוליכים עצביים או נוירומודולטורים נוספים.


גאבא - GABA 

GABA הוא המוליך העצבי המעכב בכל מקום במוח. GABA התגלה בשנת 1883, ותפקודו המעכב תואר בסוף שנות החמישים ע"י Bazemore et al. זו הייתה חומצת האמינו הראשונה שהוקמה כמעביר עצבי במערכת העצבים של חוליות וחסרי חוליות. GABA מסונתז ברקמות עצבים אך ורק מגלוטמט ע"י דקארבוקסילציה אלפא של חומצה גלוטמית בנוכחות חומצה גלוטמית דקארבוקסילאז (GAD). התפקיד הבולט לכאורה של GAD במוונון של רמות GABA הופך להיות ברור בתנאים פתולוגיים, כאשר ריכוז ה- GAD יכול להיות שונה משמעותית מהרמות הרגילות.


Striatum הכיל כמעט 95% מהתאים שהם GABAergic. חשד כי GABA פועל גם כמעביר עצבי מעכב בקליפת המוח, בגרעין הוסטיבולרי לרוחב ובחוט השדרה.


קולטני GABA

GABA מפעילה את השפעותיה באמצעות קולטנים יונוטרופיים (GABAA) ומטאבוטרופיים (GABAB). קולטני GABAA מראים תפוצה בכל רחבי מערכת העצבים המרכזית וזוהו הן על נוירון והן על גליה. GABA יכול לפעול על קולטנים מעכבים מהירים ואיטיים (GABAA ו- GABAB), בהתאמה. קולטני GABAA הם תעלות כלוריד שבתגובה לקשירת GABA מגבירה את זרם הכלוריד לנוירון. האגוניסט של קולטנים אלה כולל GABA ומוסימול. קולטני ה- GABAB הם תעלות אשלגן שכאשר הם מופעלים על ידי GABA מובילים לזרם אשלגן מהתא. קולטני GABAA הם קולטנים יונוטרופיים המובילים למוליכות Cl- יון מוגברת, ואילו קולטני GABAB הם קולטנים מטאבוטרופיים אשר מצמידים לחלבוני G ובכך בעקיפין משנים את חדירות יוני הממברנה וריגוש עצבי.


גליצין

גליצין הוא החומצות האמיניות הפשוטות ביותר, המורכב מקבוצת אמינו וקבוצה קרבוקסילית (חומצית) המחוברת לאטום פחמן. אצל יונקים גליצין שייך לחומצות האמינו הלא חיוניות. עד תחילת שנות ה -60 היה לגליצין חשיבות מינורית בהעברה הסינפטית בגלל המבנה הפשוט שלו והתפלגותו בכל מקום כחבר בחילוף החומרים של חלבון ונוקליאוטיד. הפונקציה של גליצין היא נוירוטרנסמיטור חזק בחוט השדרה ובמוח. גליצין הוא מרכיב של גלוטתיון, טריפפטיד נוגד חמצון שנמצא בריכוזים גבוהים בתאי אפיתל במעי. הזמינות של גליצין יכולה לשלוט ברמות התאים של גלוטתיון באנטרוציטים. חומצת אמינו זו מתפקדת כמעביר מעורר במהלך ההתפתחות העוברית והיא מהווה קואגוניסט חיוני בסינפסות גלוטמטריות המכילות את תת-הסוג NMDA של קולטני גלוטמט. הידרוקסימאתיל טרנספרז ממיר את חומצת האמינו סרין לגליצין. לאחרונה נמצא כי גליצין ממלא תפקיד במוונון התפקודי של קולטני NMDA.


קולטן גליצין

קולטני גליצין הם תעלות יונים מגודרות ליגנד המגבירות את זרם Cl-. מולקולות גליצין עשויות להילקח בחזרה לתא הקדם סינפטי על ידי שני מובילי גליצין בעלי זיקה גבוהה (Glyt-1 ו- Glyt-2). Glyt-1 נמצא בעיקר בתאי גליה, ואילו Glty-2 נמצא בעיקר בתאים עצביים. הובלת הגליצין דרך Glyt-1 משולבת לתנועה של Na + ו- Cl-, עם Na +: Cl−: גליצין סטואיכיומטריה של 2: 1: 1.


קולטן הגליצין GlyR שייך למשפחת העל של תעלות יונים מגודרות ליגנד, כמו GABAA, והוא נמצא בעיקר בחוט השדרה הגחון. סטרכנין הוא אנטגוניסט גליצין אשר יכול להיקשר לקולטן הגליצין מבלי לפתוח את תעלת יון הכלוריד (כלומר, הוא מעכב עיכוב). GlyR הוא גליקופרוטאין הרגיש לסטריכנין המורכב מחמש יחידות משנה. לקולטן מבנה מחומש עם שלוש יחידות משנה α הקשורות ליגנד ושתי יחידות β היוצרות תעלת יונים. הטרוגניות זו אחראית לתכונות התרופתיות והפונקציונליות המובהקות המוצגות על ידי תצורות הקולטן השונות שבאות לידי ביטוי ומורכבות באופן דיפרנציאלי במהלך הפיתוח.


הקולטן לגליצין נחשב כיום ליצירת קומפלקס המורכב מאתר זיהוי גליצין וערוץ כלורי קשור. Hyperekplexia, או מחלת הפתעה, היא הפרעה נוירולוגית נדירה המאופיינת בתגובה מוגזמת לגירויים בלתי צפויים. התגובה מלווה בדרך כלל בנוקשות שרירית חולפת אך מוחלטת (תסמונת תינוק נוקשה).


אספרטט

גלוטמט ואספרטט הן חומצות אמינו לא חשובות שאינן עוברות את מחסום הדם-מוח ולכן מסונתזות מגלוקוז וממגוון מקדימים אחרים. האנזימים הסינתטיים והמטבוליים של גלוטמט ואספרטט התמקמו בשני התאים העיקריים של המוח, הנוירונים ותאי הגליה. אספרטט הוא המוליך העצבי המעורר הנפוץ ביותר במערכת העצבים המרכזית. כמו גליצין, אספרטט ממוקם בעיקר בחוט השדרה הגחון. כמו גליצין, אספרטט פותח תעלת יונים ומושבת על ידי ספיגה מחדש לקרום הקדם סינפטי. בניגוד לגליצין, לעומת זאת, אספרטט הוא נוירוטרנסמיטור מעורר, מה שמגדיל את הסבירות לדפולריזציה בקרום הפוסט-סינפטי. אספרטט הוא אגוניסט סלקטיבי ביותר עבור קולטני גלוטמט מסוג NMDAR ואינו מפעיל קולטני גלוטמט מסוג AMPA. מכאן שסינפסות רק שחרור אספרטט צריכות ליצור רק זרמי NMDAR למרות השלמה פוסט-סינפטית מלאה של AMPARs.


אספרטט וגליצין יוצרים זוג עירור / מעכב בחוט השדרה הגחון השווה לזוג המעורר / מעכב שנוצר ע"י גלוטמט ו- GABA במוח. מעניין ששתי חומצות האמינו המעוררות, חומצה גלוטמית וחומצה אספרטית, הן שתי חומצות האמינו החומציות המצויות בחלבונים, ככל שיש לשתי שתי קבוצות קרבוקסיל ולא אחת. לפיכך, וריאציה בתוכן השלפוחית ​​של גלוטמט ואספרטט עשויה להשפיע עמוקות על התרומה היחסית של NMDAR ו- AMPAR להעברה סינפטית.



https://www.intechopen.com/books/neurochemical-basis-of-brain-function-and-dysfunction/synaptic-transmission-and-amino-acid-neurotransmitters

יום שלישי, 5 בינואר 2021

הגורם NF-kB לדלקת, סרטן ומחלות לב - קובי עזרא

שלום כאן קובי עזרא מומחה לרפואה נטורופטית, והיום נדון על איך ניתן לצמצם או למנוע מצבי חולים שונים, כסוכרת, סרטן, אסטמה, מחלות לב ועוד, ע"י צמצום ה-NF-kB וזאת ע"י גורמי תזונה פשוטים אך חשובים מאוד.




Nuclear Factor kappa-B או בקיצור: NF-kB הנו גורם שעתוק (חלבון הנקשר לרצף DNA ספציפי וכך משפיע על שעתוק הגן לmRNA).

Tumor necrosis factor או בקיצור: TNF-α הוא ציטוקין פרו-דלקתי המשתתף בתהליכי הישרדות, חלוקה ושליחת גרורות בגידולים, נחשב למפעיל העיקרי של NF-κB. מנגנון הפעולה העיקרי שבאמצעותו מעודד NF-κB התפתחות של סרטן הוא הפעלת שעתוק של גנים המעכבים מוות–תאים מתוכנן (Apoptosis).

NF-kB אחראי לבקרת גנים שונים: הפעלת תגובות חיסוניות ודלקות, בתגובה למצבי סטרס וויסות תהליכי התרבות מהירה של תאים ואפופטוזיס, גדילה, התמיינות והתפתחות תאים, פיזיולוגיה של העצם, העור ומערכת העצבים.

NF-kB הוא למעשה משפעל תהליכים דלקתיים, לכן דיכויו ידכא את הפעילות הדלקתית. 
בנוסף יש לציין שה-NF-kB קשור לכל המחלות הדלקתיות, כמו: סרטן, מחלות לב וכלי דם, קרוהון וקוליטיס אולצרוזה, אסטמה, סוכרת מסוג 2, לופוס, זקנה, זיהומים, מחלות עור, טרשת נפוצה, מחלות שרירים (ניוון שרירים), אלצהיימר ועוד...


אז נשאלת השאלה אילו גורמים מפעילים ומאקטבים את ה-NF-kB ?

הגורמים הם: רדיקלים חופשיים, חומרים קרצינוגנים, סטרס, אנדוטוקסין (רעלים הנוצרים בגופנו), ציטוקינים כמו אינטרלוקין, זיהומים ויראליים, חיידקיים לרבות זיהום אויר עישון וכו'. 

ושאלה חשובה יותר היא: האם ישנם גורמי תזונה אשר יכולים לחסום את פעילותו של ה-NF-kB ?

הכורכומין הוא פוליפנול המצוי בתבלין הכורכום נמצא כגורם יעיל המעכב את פעילות ה-NF-kB. כלומר שהכורכומין חוסם את ה-NF-kB מלהגיע לגרעין התא ולשפעל תהליכי דלקת. 
לכן כורכומין יעיל גם למניעת וטיפול בסרטן. 

שום טרי בעל תכונות מיטיבות על מחלות כלי דם, דלקות, זיהומים וגידולים. בעל פעילות המעכבת את פעילות ה-NF-κB ועיכוב יצירתו בתאים. 

רזרבטרול (Resveratrol) המצוי בענבים וכמובן ביין אדום המופק מענבים אדומים. רזבטרול ידוע כמעכב יעיל של NF-kB והוכח בשורה של מחקרים כחומר נוגד סרטן.

ג'ינג'רול (Gingerol) החומר הפעיל שנמצא בג'ינג'ר (Ginger). בעל תכונות נוגד חמצון, מעכב דלקת ומונע סרטן. הג'ינג'רול מעורר אפופטוזיס של תאים סרטניים ומעכב את פעילותו של NF-κB. 

עגבנייה או יותר נכון הליקופן שהוא הפיגמנט האדום בעגבנייה, בעל יכולת המעכבת את אנזים 2-COX ואת פקטור kB-NF שהם פרו-דלקתיים ובעלי תפקיד מרכזי בתהליך היווצרות הסרטן.

נגזרות של Anethol כמו די-אנתול (Dianethol) ופוטואנתול (Photoanethol) הם רכיבים המסיסים במים ונמצאים בשומר (Fennel) ובתבלין ה-Anise.
השומר שימש בעבר כמקור לאסטרוגן וכחומר המעורר ייצור חלב, מעודד וסת, מזרז לידה ומגביר את התאווה המינית (ליבידו). 
במחקרים הודגם, כי לאנתול ולנגזרותיו תכונות מעכבות חמצון ונוגדות דלקת, ועשוי לעודד אפופטוזיס של תאים סרטניים ולעכב את פעילות ה-NF-kB. 

חומרים פעילים הנמצאים בדבש,פרופוליס ותבלין הציפורן, תכונות נוגדות חמצון ונוגדות דלקת. ה-Eugenol ונגזרותיו הם חומרים פעילים כנגד סוגי סרטן, ומעכבים פעילות של NF-kB.

צי'ל אדום החומר הפעיל בצי'לי האדום הוא הקפסאיכין, הקשור לטעם החריף של הירק. נמצא כי הקפסאיכין מדכא את פקטור הדלקת הקשור לתהליך הסרטני ומשאיר אותו בלתי פעיל בנוזל התא, וכך גורם להגברת האפופטוזיס של תאי סרטן.

תרופות ממשפחת ה-NSAIDs מקטינות את הסיכון ללקות בסרטן המעי הגס. במחקרי מעבדה נמצא, כי חלק ניכר מה–NSAIDs, כגון אספירין, איבופרופן (Ibuprofen) או אינדומטכין (Indomethacin) מעכבים את מסלול של ה-NF-kB, אך העוצמה שלהם הייתה נמוכה בהשוואה לכורכומין או רסרבטרול. 
גם תרופות גלוקוקורטיקואידים עושות זאת. 


קיימים מספר מעכבים של NF-κB הנבדקים כיום בניסויים קליניים לטיפול בסרטן כדוגמת בורטזומיב (Bortezomib), דקסאמתאזון (Dexamethasone) או כורכומין. 

גלוטמין כחומצה אמינית נגד עייפות בתזונת ספורט, קובי עזרא

גלוטמין היא חומצת אמינו חיונית בתנאי הנמצאת בשימוש נרחב בתזונת ספורט, במיוחד בגלל תפקידה החיסוני. עם זאת, גלוטמין ממלא כמה פונקציות ביולוגיות אחרות, כגון התפשטות תאים, ייצור אנרגיה, גליקוגנזה, חיץ אמוניה, שמירה על איזון חומצה-בסיס, בין היתר. 

לפיכך, חומצת אמינו זו החלה להיחקר בתזונת ספורט מעבר להשפעתה על מערכת החיסון, וייחסה לגלוטמין תכונות שונות, כגון תפקיד נגד עייפות. 



בהתחשב בכך שהפוטנציאל הארגוגני של חומצת אמינו זו עדיין אינו ידוע לחלוטין, ביקורת זו נועדה לטפל במאפיינים העיקריים שבאמצעותם גלוטמין יכול לעכב עייפות, כמו גם את ההשפעות של תוספי גלוטמין, לבדם או הקשורים לחומרים מזינים אחרים, על סמני עייפות. ביצועים בהקשר של פעילות גופנית. מסד הנתונים של PubMed נבחר לבחינת הספרות, תוך שימוש במילות המפתח שילוב "גלוטמין" ו"עייפות". 

חמישים וחמישה מחקרים עמדו בקריטריוני ההכללה והוערכו בסקירת ספרות אינטגרטיבית זו. במרבית המחקרים שהוערכו נצפה כי תוספי גלוטמין שיפרו כמה סמני עייפות, כגון סינתזת גליקוגן מוגברת והצטברות אמוניה מופחתת, אך התערבות זו לא העלתה את הביצועים הגופניים. לפיכך, למרות שיפור בפרמטרים של עייפות, נראה כי לתוסף גלוטמין יש השפעה מוגבלת על הביצועים.

עייפות מוגדרת כאי יכולת לשמור על תפוקת כוח וכוח, ופוגעת בביצועים הגופניים. הגורמים העיקריים לעייפות הם: הצטברות פרוטונים בתא השריר, דלדול של מקורות אנרגיה (למשל פוספוקריאטין וגליקוגן), הצטברות אמוניה בדם וברקמות, לחץ חמצוני, נזק לשרירים ושינויים בסינתזת הנוירוטרנסמיטרים, כמו העלייה בסרוטונין והירידה בדופמין.


על מנת לעכב את הופעת העייפות ולשפר את הביצועים הספורטיביים, הוחלו על מספר אסטרטגיות תזונתיות. מאז אמצע שנות השמונים והתשעים, נדון בתפקידן של חומצות אמינו בהתפתחות עייפות, והראיות הראו כי ריכוזי הגלוטמין בפלסמה ויחס הפלזמה של גלוטמין / גלוטמט מופחתים ב ספורטאים הסובלים מעייפות כרונית ותסמונת אימון יתר, ומעלים שאלה לגבי ההשפעות הארגוגניות האפשריות של תוספי גלוטמין.


גלוטמין יכול לעכב עייפות בכמה מנגנונים: (i) זוהי אחת מחומצות האמינו הגליקוגניות הנפוצות ביותר בבני אדם ובעלי חיים, בעלת השפעה ניכרת על מחלת האפלרוזיס של מחזור קרבס ועל גלוקונאוגנזה, (ii) דרך הפעלת סינתזה של גליקוגן, גלוטמין נחשב כממריץ ישיר לסינתזת גליקוגן, (iii) חומצת אמינו זו היא נושאת האמוניה הלא רעיל העיקרי, תוך הימנעות מהצטברות מטבוליט זה, (iv) גלוטמין. קשור גם להחלשת נזק לשרירים ונחשב לנוגד חמצון עקיף באמצעות גירוי של סינתזת גלוטתיון, בין היתר.


למרות הפוטנציאל של גלוטמין בכדי להחליש כמה סיבות לעייפות, ההשפעות של תוסף חומצות אמינו זה על סמני העייפות והביצועים הגופניים עדיין לא הובהרו לחלוטין. לפיכך, המאמר הנוכחי נועד לסקור את המאפיינים העיקריים נגד עייפות של גלוטמין ואת ההשפעות של תוספת חומצת אמינו זו בהקשר זה.


שיטת סקירת הספרות האינטגרטיבית התבססה על חמשת השלבים (זיהוי בעיות, חיפוש ספרות, הערכת נתונים, ניתוח נתונים והצגתם) שהוצעו על ידי ויטמור וקנפל ושיפור שיטה זו שהוצעו על ידי Hopia et al. 


מטרות מאמר זה היו לסקור את התכונות העיקריות נגד עייפות של גלוטמין ולנתח ביקורתית את הספרות בנוגע להשפעות של תוספי גלוטמין (לבד או עם חומרים מזינים אחרים) על עייפות המושרה בפעילות גופנית אצל בעלי חיים ובני אדם בריאים.



חיפוש ספרותימסד הנתונים של PubMed נבחר לבחינת הספרות, בפברואר 2019, באמצעות המתאר כותרות נושא רפואי (MeSH), ללא הגבלה באשר לתקופת הפרסום. שילוב מילות המפתח המשמש היה "גלוטמין" ו"עייפות "(n = 122 מאמרים).


מאמרים הדנים בעייפות הקשורה למחלות או שכללו בעלי חיים או בני אדם עם מצב רפואי מוגדר כלשהו לא נכללו במחקר זה. רק המאמרים שעסקו בקשר בין גלוטמין ועייפות הנגרמת על ידי פעילות גופנית אצל אנשים בריאים נכללו בסקירה זו. בנוסף, כתבי יד שטרם פורסמו (כגון עבודות גמר ותזה) לא נכללו במחקר זה.


חילוץ מידעמאה ועשרים ושניים מאמרים נמצאו. לאחר קריאת כותרת המחקרים הללו, 61 מאמרים לא נכללו, מכיוון שלא היה להם שום קשר לנושא (השפעות של תוספי גלוטמין על עייפות הנגרמת על ידי פעילות גופנית) או שלא סיפקו את הגרסה המלאה של כתב היד (רק תקציר). מתוך 61 המאמרים שנותרו, 19 מאמרים לא נכללו לאחר קריאת התקציר, מכיוון שלא היה להם קשר עם הנושא, ונותרו 42 מחקרים.


לאחר קריאת הגרסה המלאה של 42 המאמרים הנבחרים הללו, נכללו 13 מחקרים אחרים, שצוטטו במאמרים שהוערכו, אך לא התקבלו בחיפוש, והסתכמו ב -55 מאמרים - 44 מחקרים מקוריים ו -11 סקירות ספרות.


יצירת נתוניםחמישים וחמישה מאמרים, אשר העריכו ו / או דנו בתוספי גלוטמין, לבדם או קשורים לחומרים מזינים אחרים, בהקשר לעייפות הנגרמת על ידי פעילות גופנית, נכללו בסקירה זו.


באשר למחקרי בעלי חיים ובני אדם, ההיבטים של כל המאמרים הללו תוארו ביסודיות. מאפיינים מסוימים של מחקרים אלה, כגון מחבר, משתתפים, עיצוב המחקר וממצאים תוארו בטבלאות. יתר על כן, המגבלות של מחקרים אלה נדונו.


גלוטמין ופעילות גופנית גלוטמין היא חומצת אמינו ניטרלית בת חמש פחמן, המכילה משקל מולקולרי של 146.15 גרם למול, ונחשבת לחומצת האמינו החופשית הנפוצה ביותר בגוף האדם. בבני אדם בוגרים שאחרי לילה מהיר, רמות הגלוטמין בדם הנורמליות הן 550-750 µmol / L [21], מה שתורם ליותר מ -20% ממאגר חומצות האמינו בדם. 

בשריר השלד הגלוטמין מהווה 50-60% מכלל מאגר החומצות האמיניות החופשיות, ונחשב לחומצת האמינו המסונתזת ביותר בשריר האנושי, במיוחד בשרירים העוויתיים האיטיים, המכילים ריכוזי גלוטמין פי 3 יותר ממהיר. שרירים עוויתיים. לכן, שריר השלד משחרר גלוטמין למחזור בקצב גבוה, בערך 50 ממול לשעה במצב מוזן.


ניתן לסווג איברים כיצרנים או צרכנים של גלוטמין - שרירי השלד, הריאות, הכבד, המוח ורקמת השומן מציגים פעילות גבוהה של גלוטמין סינטטאז (אנזים המסנתז גלוטמין מאמוניה וגלוטמט בנוכחות אדנוזין טריפוספט- ATP) ונחשבים כיצרני גלוטמין. מאידך, לויקוציטים, אנטרוציטים, קולונוציטים, תימוציטים, פיברובלסטים, תאי אנדותל ותאי צינורות בכליות מציגים פעילות גבוהה של גלוטמינאז (אנזים שמיידר גלוטמין, הופך אותו לגלוטמט ואמוניה) ומסווגים כצרכני גלוטמין.


גלוטמין מעורב בכמה פונקציות ביולוגיות, כגון סינתזת נוקלאוטיד, ריבוי תאים, ויסות סינתזת חלבון והשפלה, ייצור אנרגיה, גליקוגנזה, ניקוי רעלים מאמוניה, שמירה על איזון חומצה-בסיס, בין היתר. יתר על כן, חומצת אמינו זו מווסתת את הביטוי של כמה גנים הקשורים לחילוף החומרים ומפעילה מסלולי איתות תאיים רבים. 

מבחינה תזונתית, גלוטמין נחשב כחיוני מותנה, שכן במצבים קטבוליים, כמו טראומות קליניות, כוויות, אלח דם ותרגילים ממושכים וממצים, ייתכן שהסינתזה האנדוגנית של גלוטמין לא תספק לספק את דרישת הגוף, וחסר בגלוטמין יכול להתרחש.


מאז אמצע שנות השבעים והשמונים, מטבוליזם של גלוטמין נחקר במהלך פעילות גופנית ואחריה, ונצפה כי גלוטמין בדם מגיב בצורה שונה בהתאם למשך התרגיל. פעילות גופנית לטווח הקצר מגבירה את שחרור השרירים של גלוטמין ואת ריכוזי הדם שלה, ואילו בתרגילים ארוכי טווח וממצים, כגון מרוץ מרתון, סינתזת השרירים של גלוטמין אינה מספקת בכדי לענות על צורך הגוף בחומצת אמינו זו, וירידה בדם. גלוטמין. ירידה זו חולפת ונראה כי היא נמשכת בין 6-9 שעות לאחר מרתון, והיא מלווה בנפילה של 30-40% בגלוטמין השריר או בקודמיו, כמו גלוטמט. עם זאת, ראוי להזכיר כי מחקרים מסוימים הוכיחו כי גם לאחר תרגילים ממצים (אולטרה טריאתלון), גלוטמין בדם לא השתנה.


זמינות גלוטמין מופחתת קשורה להפרעות במערכת החיסון ולעלייה בשכיחות הזיהומים. סנטוס ואח '. נצפה, במודל ניסיוני (חולדות), שפעילות גופנית ממצה גורמת לעלייה בפונקציונליות מקרופאגים (פגוציטוזיס וייצור H2O2), כמו גם הגדלה בצריכת גלוטמין ובמטבוליזם בתאים אלה, מה שמעיד על חשיבות הגלוטמין למקרופאגים. פונקציונליות בתקופה שלאחר האימון והצעת תפקיד אפשרי להשלמת גלוטמין לאנשים המעורבים בתרגילים ממצים.


לגבי תוספי הגלוטמין, ראיות מצביעות על כך שגלוטמין פלזמה, בתגובה לתוסף גלוטמין, עולה בצורה ניכרת תוך 30 דקות לאחר ההשלמה, וחוזר לרמות הבסיס בערך 2 שעות לאחר מתן הגלוטמין. יתר על כן, דווחו כי מינונים של 20-30 גרם גלוטמין נסבלים (ללא תופעות לוואי), ואינם גורמים נזק לבני אדם.


בתחילה, תוספו גלוטמין בעיקר בגלל הפוטנציאל החיסוני שלו. עם זאת, מאחר וחומצת אמינו זו משחקת מגוון רחב של פעילויות ביולוגיות, החל גלוטמין להיחקר בתזונת ספורט מעבר להשפעתה על מערכת החיסון, וייחס לחומצת אמינו זו כמה תכונות, כגון תפקיד נגד עייפות.

גלוטמין ותכונותיו נגד עייפותעייפות היא תופעה מרובת סיבות המוגדרת כאי יכולת לשמור על תפוקת כוח וכוח, וכתוצאה מכך פגיעה בביצועים הגופניים והנפשיים. מבחינה מושגית, עייפות עשויה להיות מסווגת כהיקפית, הנקראת גם עייפות שרירים, כאשר השינויים הביוכימיים מתרחשים בתא שריר השלד, או המרכזי, הכוללים הפרעות במערכת העצבים המרכזית (CNS) המגבילות את הביצועים.


הגורמים העיקריים לעייפות הם: (i) הצטברות של פרוטונים בתא השריר, הפחתת ה- pH והשפעה על פעילות האנזימים, כגון phosphofructokinase, (ii) דלדול של מקורות אנרגיה (למשל, phosphocreatine ו- glycogen) להמשכיות של התרגיל, (iii) הצטברות אמוניה (מטבוליט רעיל) בדם וברקמות, (iv) מתח חמצוני, (v) נזק לשרירים [1] ו- (vi) שינויים בסינתזה של נוירוטרנסמיטר, כגון כעלייה בסרוטונין והירידה בדופמין, העלולים לגרום למצב של עייפות, שינה ועייפות במהלך תרגילים ממושכים.


המנגנונים הבסיסיים שעומדים מאחורי העלייה בסרוטונין במוח הם העלייה בפלזמה בקדם, טריפטופן חופשי (לא קשור לאלבומין), וירידה בפלזמה בחומצות האמינו הניטרליות הגדולות, כמו חומצות אמינו מסועפות (BCAA), המתחרות. עם טריפטופן להיכנס למוח. 

בנוסף, במהלך פעילות גופנית ארוכת טווח, הגדלה בריכוזי חומצת שומן חופשית (FFA) יכולה לעקור טריפטופן מהאלבומין, להגדיל טריפטופן חופשי ולהקל על זרם המוח שלו וכתוצאה מכך, סינתזת סרוטונין.


ללא קשר למוצא (היקפי או מרכזי), עייפות היא תופעה מורכבת ורבת פנים, שכן מספר גורמים עשויים להגביל את הביצועים, אך שיפור הסמנים היחידים לא בהכרח יכול לעכב את העייפות. יתר על כן, ראוי להדגיש כי כמה סיבות לעייפות אינן מובהקות לחלוטין בספרות, כמו הקשר בין סינתזת סרוטונין מוגברת לירידה בביצועים.


על מנת לעכב את הופעת העייפות ולשפר את הביצועים הספורטיביים, יש ליישם מספר אסטרטגיות תזונתיות. מאז אמצע שנות השמונים והתשעים, נדון בתפקידן של חומצות אמינו בהתפתחות עייפות, והראיות הראו כי גלוטמין בדם ויחס הדם גלוטמין / גלוטמט הופחתו לאחר מאומץ. תרגילים, אם כי כמה מחקרים לא אישרו ממצאים אלה.


ג'ין ואח ' נצפתה ירידה דרסטית בריכוזי הגלוטמין בפלסמה, בשרירים ובכבד במודל חיה של עייפות מורכבת (שחייה כפויה). באופן דומה, קינגסברי ואח '. אימת כי ספורטאי עלית הסובלים מעייפות כרונית (במשך מספר שבועות) הציגו ריכוזים קריטיים של גלוטמין בדם (<450 µmol / L) ושכיחות גבוהה יותר של זיהומים בהשוואה לספורטאים ללא עייפות. עלייה בצריכת החלבון (באמצעות בשר רזה, דגים, גבינה, אבקת חלב וסויה, כלומר מזונות עשירים בגלוטמין) לאתלטים עייפים אלה שיפרה את רמות הגלוטמין בדם ושיפרה את הביצועים הגופניים, והעלתה את השאלה לגבי ההשפעות האפשריות נגד עייפות. של תוספי גלוטמין.


גלוטמין היא אחת מחומצות האמינו הגליקוגניות הנפוצות ביותר בבני אדם ובעלי חיים, ומשפיעה באופן משמעותי על אנפלרוזיס של מחזור קרבס וגלוקונאוגנזה, והיא מצע האנרגיה החשוב ביותר לגלוקונאוגנזה כלייתית. 

בנוסף, גלוטמין הוא ממריץ ישיר לסינתזת הגליקוגן באמצעות הפעלת סינתזה של גליקוגן, אולי באמצעות מנגנון של נפיחות תאים והסטת פחמן הגלוטמין לגליקוגן, מה שמגדיל את מאגרי הגליקוגן בכבד ובשרירים.


גלוטמין קשור גם למניעת הצטברות אמוניה. ייצור אמוניה במהלך פעילות גופנית מתרחש באמצעות חמצון חומצות אמינו ובמטבוליזם אנרגטי (אדנוזין מונופוספט- AMP דיאמינציה), מה שמעיד על הפחתת ריכוז ה- ATP ותכולת הגליקוגן [1]; לפיכך, תוסף גלוטמין יכול למזער את ייצור האמוניה בשל השפעותיו על חילוף החומרים האנרגטי. הצטברות אמוניה היא גורם חשוב לעייפות מכיוון שמטבוליט זה רעיל ומשפיע על פעילותם של כמה אנזימים המייצרים שטף, על חדירות התא ליונים והיחס של NAD + / NADH. עם זאת, כתוצאה מהעלייה בייצור האמוניה במהלך פעילות גופנית, סינתזת הגלוטמין מתוגברת, כמנגנון של חיץ אמוניה.


Guezennec et al. נצפתה עלייה בדם ובאמוניה במוח בחולדות לאחר ריצה עד תשישות, ואחריה שיפור בגלוטמין במוח וירידה בגלוטמט המוח. בהתבסס על נתונים אלה, הסיקו המחברים כי העלייה ברמות האמוניה במוח מגרה את סינתזת הגלוטמין כמנגנון של רעלים. אשר תומך בתוצאות אלה, Blomstrand et al.  אימת עלייה בשחרור המוח של גלוטמין במהלך תרגיל ממצה (3 שעות ב ארגומטר המחזור), מה שמרמז כי העלייה בסינתזת הגלוטמין במוח, כמנגנון של חיץ אמוניה, מביאה לשחרור מוחי גבוה יותר של גלוטמין.


גלוטמין עשוי גם להחליש הצטברות אמוניה מכיוון שחומצת אמינו זו היא הטרנספורטר העיקרי של חנקן (אמוניה) בגוף, ומונעת הצטברות שרירים של מטבוליט זה, ומעדיפה את חילוף החומרים בכבד אמוניה, כמו גם את הפרשת הכליה.


נזק לשרירים ולחץ חמצוני הם גורמים אחרים לעייפות שניתן למזער אותם על ידי גלוטמין. מחקרים במעבדה שלנו הראו כי תוספי גלוטמין (במשך 21 יום) הפחיתו את ריכוזי הפלזמה של קריאטין קינאז (CK) ו- lactate dehydrogenase (LDH) - סמנים של נזק לשרירים - בחולדות שהועברו לאימוני התנגדות מאומצים. 

מספר מנגנונים עשויים להסביר את האפקט המגן הזה של גלוטמין; חומצת אמינו זו נספגת באמצעות הובלה תלויה בנתרן, מה שמגדיל את הריכוז התאי-תאי של יוני נתרן ומקדם החזקת מים, מה שמגביר את לחות התאים ועמידותה בפני נגעים. גלוטמין מציג גם תפקיד חיסוני-מווסת חשוב, ומגביר את הסינתזה של גורמים אנטי-דלקתיים וציטוטרופקטורים, כגון אינטרלוקין 10 (IL-10) וחלבון הלם חום (HSP).


יתר על כן, עדויות מצביעות על כך שגלוטמין הוא תורם חשוב של גלוטמט לסינתזת גלוטתיון - נוגד החמצון החשוב ביותר לא אנזימטי בתא - מה שעשוי להצביע על השפעה נוגדת חמצון עקיפה של גלוטמין. למרות שמתח חמצוני מוגבר עשוי לתרום לעייפות, לא ברור בספרות האם העלייה בריכוזי הגלוטתיון באמצעות תוספי גלוטמין יכולה להחליש עייפות ולשפר את הביצועים הגופניים. חשוב להזכיר כי חלק מהתוצאות הללו (הנחתה של נזק לשרירים ופרמטרים של מתח חמצוני) הושגו ממחקרים בבעלי חיים, לפיכך, לא ניתן להבטיח שאותן השפעות יתרחשו בניסויים בבני אדם. בנוסף, עמדות עמדות עדכניות של ארגונים מוכרים היטב, כמו האגודה הבינלאומית לתזונת ספורט (ISSN) והוועד האולימפי הבינלאומי (IOC), ראו גלוטמין כתוסף לא יעיל, עם מעט עד אין עדות ליעילות.

לבסוף, מאפיין אפשרי נוסף של עייפות של גלוטמין הוא למנוע התייבשות. גלוטמין מועבר מעבר לגבול מברשת המעי על ידי מערכת תלויה בנתרן, המקדמת ספיגת נוזלים ואלקטרוליטים מהירה יותר במעיים. לכן, הכללת הגלוטמין בתמיסות התייבשות עשויה להגביר את ספיגת הנתרן ואת זרימת המים בתפזורת. כאשר מנוהל גלוטמין עם אלנין, כדיפפטיד (L-alanyl-L-glutamine), נראה כי ספיגת הנוזלים והאלקטרוליטים גבוהה אף יותר מאשר תוספת עם גלוטמין בלבד מכיוון שדיפפטיד מציג יציבות רבה בתמיסה וב- pH נמוך. בהתחשב בתכונות הפוטנציאליות המוצגות, נראה כי גלוטמין הוא תוסף מעניין להפחתת עייפות, במיוחד עבור ספורטאים העוסקים בספורט סיבולת (פעילות גופנית ממצה וממושכת). 


ההשפעות של תוספי גלוטמין על עייפות המושרה בפעילות גופנית גלוטמין

ההשפעות של עירוי גלוטמין לאחר תרגיל ממצה (רכיבה על אופניים ב-70-140% מה- VO2max במשך 90 דקות) נבדקו לראשונה בשנת 1995. שלוש קבוצות של אנשים הועברו לפעילות גופנית וחליטה (30 דקות לאחר סיום התרגיל) של (i ) גלוטמין, (ii) אלנין וגליצין או (iii) מלוחים. ריכוזי הגלוטמין בשריר הועלה במהלך עירוי גלוטמין, הופחת במהלך עירוי אלנין וגליצין ונשאר קבוע במהלך עירוי מלוחים. שעתיים לאחר האימון, תוכן הגליקוגן בשרירים היה גבוה יותר בקרב הנבדקים שטופלו בגלוטמין בהשוואה לקבוצות אחרות. מחקר זה העלה כי לגלוטמין השפעות על סינתזת הגליקוגן מעבר לתפקידו הגלוקונאוגני, מכיוון שאלנין וגליצין, למרות מתן גלוקוז באמצעות גלוקונאוגנזה, לא השפיעו על גליקוגן השרירים.


באופן דומה, Bowtell et al. חקר את ההשפעות של תוספי גלוטמין על אחסון פחמימות בכל הגוף ועל סינתזת גליקוגן שריר אצל נבדקים לאחר השלמת פרוטוקול אימונים המדלדל. אנשים רכבו על אופניים על ארגומטר ב -70% מה- VO2max למשך 30 דקות; לאחר מכן, עומס העבודה הוכפל והם השלימו 6 פעמים של פרץ אחד של פעילות מופרדים על ידי 2 דקות מנוחה. לבסוף, הם רכבו על אופניים במשך 45 דקות ב- 70% מה- VO2max. לאחר פעילות גופנית קיבלו אנשים אחד משלושת המשקאות: (i) תמיסת פולימר גלוקוז 18.5%, (ii) תמיסת פולימר גלוקוז 18.5% המכילה 8 גרם גלוטמין או (iii) פלצבו המכיל 8 גרם גלוטמין. גלוקוז ואינסולין בפלזמה היו גבוהים יותר בעת צריכת משקאות עם גלוקוז, והייתה נטייה לאינסולין בפלזמה להיות גבוה יותר לאחר בליעת גלוקוז וגלוטמין ולא רק גלוקוז. תוספים למשקאות המכילים גלוטמין הגדילו את הגלוטמין בפלסמה. בשעה השנייה של ההתאוששות, תמיסת הגלוקוז והגלוטמין הגדילה את סילוק הגלוקוז הלא-חמצוני בגוף ב -25%, ואילו גלוטמין דרך הפה בלבד קידם את אחסון הגליקוגן בשרירים במידה דומה לגלוקוז. תוצאה זו מפתיעה מכיוון שניתן היה לצפות כי אספקת 61 גרם פולימר גלוקוז (כמות הגלוקוז המסופקת בתמיסת הפולימר הגלוקוז), בניגוד ל- 8 גרם גלוטמין (כמות הגלוטמין המסופקת בתמיסת הפלצבו), תביא לכך בסינתזת גליקוגן שרירית גבוהה יותר; לפיכך, הדבר מציע השפעה רבה של גלוטמין על סינתזת הגליקוגן בשרירים. עם זאת, ישנן עדויות מוגבלות הנוגעות להשפעה זו על סינתזת הגליקוגן בקרב אוכלוסיית הספורטאים.


אותה קבוצת מחקר, בשנת 2001, נצפתה בתחילת התרגיל עלייה משמעותית בריכוזי השרירים של בינוניים של מחזור קרבס, כמו ציטראט, מלטה, פומרט וסוצינאט, לאחר תרגיל אופניים ב -70% מה- VO2max. תוספים, בהשוואה למתן אורניטין α-ketoglutarate או פלצבו. עם זאת, תוספי גלוטמין לא השפיעו על מידת דלדול הפוספוקריטין, הצטברות לקטט או זמן סיבולת, דבר המצביע על כך שריכוז השרירים של אמצעי הביניים במחזור קרבס אינו מגביל לייצור אנרגיה וביצועים גופניים.


בניגוד למחקרים הנ"ל, ואן הול ואח '. אימת כי התוסף עם גלוטמין חופשי או תערובת פחמימות המכילה גלוטמין לא השפיע על סינתזת הגליקוגן בשרירים לאחר פעילות גופנית. אנשים הועברו לתרגיל ארגומטר אינטנסיבי במחזור על מנת לרוקן את הגליקוגן. לאחר מכן, הנבדקים בלעו ארבעה משקאות שונים בשלושה בולוסים של 500 מ"ל, מיד לאחר האימון, שעה לאחר האימון ו -2 שעות לאחר האימון. המשקאות היו: 1 - בקרה: 0.8 גרם לק"ג גלוקוז, 2 - גלוטמין: 0.8 גרם לק"ג גלוקוז בתוספת 0.3 גרם לק"ג גלוטמין, 3 - הידרוליזת חיטה המכיל 0.8 גרם לק"ג גלוקוז ו -26% גלוטמין. ו- 4 - הידרוליזת מי גבינה המכילה 0.8 גרם לק"ג גלוקוז ו -6.6% גלוטמין. גלוטמין פלזמה הצטמצם עם צריכת משקה שליטה, נותר ללא שינוי עם צריכת הידרוליזטים (חיטה ומי גבינה) והוגדל פי שניים לאחר תוסף גלוטמין. למרות הגדלת הגלוטמין בפלזמה, מתן חומצות אמינו זה לא שיפר את קצב סינתזת הגליקוגן. פרוטוקולי התוספות השונים והמינונים הניתנים עשויים להסביר את ההבדלים בתוצאות מחקרים אלה.


מלבד מאגרי הגליקוגן המדוללים, נבדקו סמנים אחרים של עייפות, כמו פרמטרים של אמוניה בדם ושרירים, לאחר תוסף גלוטמין. Carvalho-Peixoto et al.  תוספו גלוטמין ו / או פחמימות לרצים בעלי הכשרה גבוהה לפני שרצו במשך 120 דקות (~ 34 ק"מ), וצפו כי בניגוד לפלצבו, לא הייתה עלייה באמוניה בדם בקרב אנשים משלימים ב -30 הדקות הראשונות של האימון. . בנוסף, ב 90 הדקות האחרונות של הריצה, לנבדקים תחת כל התוספים היו רמות נמוכות יותר של אמוניה בדם בהשוואה לפלצבו. לא היה הבדל בין תוספי מזון, דבר המצביע על כך שגלוטמין ופחמימה עשויים להחליש את עליית האמוניה במהלך הפעילות הגופנית, אך ללא סינרגיה ביניהם.


כמו כן, ההשפעות של תוספי גלוטמין או אלנין, לטווח קצר (יום אחד) או לטווח ארוך (5 ימים), נחקרו על אמוניה בדם של שחקני כדורגל מקצועיים לאחר שני פרוטוקולי תרגיל שונים - לסירוגין (משחק כדורגל) או בעוצמה רציפה (פועל למשך 60 דקות ב- 80% מהדופק המרבי- HRmax). שני התרגילים הגבירו את אמוניה בדם, בעוד שתוסף גלוטמין ארוך טווח מוגן מפני היפר-אמונמיה רק ​​לאחר התרגיל לסירוגין, דבר המצביע על כך שההשפעה של מתן גלוטמין על אמוניה בדם תלויה בזמן התוסף ובסוג הפעילות הגופנית.


שונה ממחקרים אלה, Koo et al. השווה את התוספים עם גלוטמין, BCAA או פלצבו לספורטאי חתירה מובחרים שעסקו במפגש של חתירה (2000 מ ') בעוצמה מקסימאלית, וצפו שאף אחת מההתערבויות לא השפיעה על אמוניה בפלזמה, לקטט והציטוקינים IL- 6 ו- IL-8; עם זאת, תוסף גלוטמין הפחית את רמות הפלזמה של CK 30 דקות לאחר פעילות גופנית בהשוואה לערכים שנמדדו מיד לאחר האימון, דבר המצביע על השפעה אפשרית של גלוטמין בהפחתת נזק לשרירים.


לגבי הביצועים הפיזיים, Favano et al. השלימו פפטיד גלוטמין ופחמימות או פחמימות בלבד לשחקני כדורגל שהועברו לתרגיל לסירוגין על ההליכון, וראו עלייה בזמן ובמרחק (21% ו -22% בהתאמה) ושיעור מופחת של מאמץ נתפס ( RPE) לאחר תוספת עם גלוטמין ופחמימה בהשוואה למתן פחמימות בלבד. באופן דומה, התוספות עם גלוטמין ופחמימות לנבדקים שביצעו בדיקת ספרינט אנאירובית על בסיס ריצה (ספרינטים רציפים 6 × 35 מ ') הגדילה את הכוח המקסימאלי והמינימלי בהשוואה לפלצבו (מים + ממתיק). נאוה ואח '.  ​​גם ציין כי תוספי גלוטמין הפחיתו את העייפות הסובייקטיבית, דירוגים של מאמץ נתפס ונזק במערכת העיכול (נמדד על ידי חלבונים המחייבים חומצות שומן במעי), מלבד הגדלת HSP70 ומעכב קאפה B (IκBα) בתאי חד גרעין חד-גרעיניים בדם (PBMCs), ב אנשים שהוגשו למפגש כיבוי אש מדומה בתנאים חמים.


בניגוד למחקרים אלה, קריגר ואח '. אימת כי תוספי גלוטמין כרוניים לא שיפרו את הביצועים במהלך אימון אינטרוולים. נתונים אלה מצביעים על כך ששילוב של גלוטמין ופחמימה יעיל יותר במניעת ירידה בכוח אנאירובי ובהגדלת הביצועים מאשר גלוטמין בלבד, ומדגיש את הסינרגיה בין גלוטמין לפחמימה, אם כי כמה מחקרים לא אישרו ממצא זה.

L-Alanyl-L-glutamine

חלק גבוה של גלוטמין תזונתי נשמר בתאי המעי, ומשאיר רק ריכוזים קטנים של גלוטמין להיכנס לזרם הדם. על מנת להגדיל את זמינות הגלוטמין, נעשה שימוש בתוספות לפפטידים של גלוטמין, כגון הדיפפטיד L-alanyl-L-glutamine, מכיוון שדי- וטריפפטידים נספגים על פני האפיתל במעי בצורתם השלמה על ידי יעילים ומהירים יותר. מנגנונים, כמו למשל טרנספורטר האוליגופפטיד PepT-1, מאשר חומצות אמינו חופשיות. לפיכך, ראיות הראו כי תוספי L-alanyl-L-glutamine היו יעילים יותר בהגדלת ריכוזי הגלוטמין בפלסמה, בשרירים ובכבד בהשוואה למתן גלוטמין חופשי . יתר על כן, L-alanyl-L-glutamine מציג יציבות גבוהה יותר בתמיסה וב- pH נמוך מאשר גלוטמין והיא אפשרות טובה יותר להיכלל במוצרים מסחריים, כמו משקאות ספורט.


רוג'רו ואח '. תוסף גלוטמין (GLN) או L-alanyl-L-glutamine (DIP) למשך 21 יום לחולדות שהועברו לפעילות גופנית בשחייה למשך 6 שבועות, ואחריו בדיקת תשישות. בעלי חיים הוקרבו מיד לאחר הבדיקה (EXA) או לאחר 3 שעות (REC). ריכוז הגלוטמין בשרירים היה גבוה יותר בקרב בעלי חיים DIP-EXA בהשוואה לקבוצות CON-EXA ו- GLN-EXA, בעוד שקבוצת DIP-REC הציגה תכולת פלזמה וכבד גבוהה יותר של גלוטמין מאשר קבוצת CON-REC. עם זאת, רמות הגלוטמין והחלבון בשרירים היו גבוהות יותר בבעלי חיים GLN-REC ו- DIP-REC בהשוואה ל- CON-REC. למרות שתוספי מזון, במיוחד עם L-alanyl-L-glutamine, העלו את ריכוזי הגלוטמין, לא היו הבדלים בין הקבוצות בזמן לתשישות, דבר המצביע על כך שלא תוסף גלוטמין ולא L-alanyl-L-glutamine שיפר את הביצועים הגופניים.


הופמן ואח '. ניתנה L-alanyl-L-glutamine, בשתי מנות (0.05 גרם / ק"ג או 0.2 גרם / ק"ג), או מים לנבדקים גברים מיובשים (התייבשות קלה) שהוגשו לאימון על ארגומטר המחזור ב 75% ה- VO2max ואימת עלייה בריכוזי הגלוטמין בדם עם המינון הגבוה יותר של דיפפטיד, כמו גם עלייה בזמן עד לתשישות בשתי הקבוצות שטופלו ב- L-alanyl-L-glutamine בהשוואה למים. לא היה הבדל בין הניסויים בפרמטרים של נזק לשרירים (CK בדם), דלקת (IL-6 בדם), לחץ חמצוני (מלונדיאלדהיד בדם), בין היתר. המחברים ייחסו את שיפור הביצועים הנגרם על ידי תוספי L-alanyl-L-glutamine לעלייה אפשרית בספיגת הנוזלים והאלקטרוליטים שמקדמת דיפפטיד זה; אף על פי כן, כפי שנראה בעבר, גלוטמין יכול לעכב עייפות באמצעות מספר מנגנונים אחרים, כגון הגנה מפני היפר-אמונמיה - פרמטר שלא נמדד במחקר זה.


אותה קבוצת מחקר בחנה את ההשפעות של L-alanyl-L-glutamine, במינון נמוך (1 גרם / 500 מ"ל) או במינון גבוה (2 גרם / 500 מ"ל), על ביצועים פיזיים במהלך משחק כדורסל (כוח קפיצה, זמן תגובה. , דיוק קליעה ועייפות), וראו שיפור בביצועי הירי בכדורסל ובזמן התגובה החזותית במינון נמוך של L-alanyl-L-glutamine בהשוואה לבליעת מים (פלצבו). באופן דומה, McCormack et al.  הגישו גברים מאומני סיבולת לריצה של הליכון של שעה ב- 75% מה- VO2peak ואחריהם ריצה עד תשישות ב- 90% מה- VO2peak, לאחר שהשלים אותם עם (i) L-alanyl-L-glutamine ו- משקה ספורט, (ii) רק משקה הספורט (פלצבו) או (iii) ללא כל תוסף (ללא ניסוי לחות). החוקרים הבחינו כי גלוטמין בפלסמה היה גבוה יותר וזמן התשישות היה ארוך יותר בתוספת דיפפטיד בהשוואה למחקר ללא הידרציה, אך לא היה הבדל בין תוספת L-alanyl-L-glutamine לבין משקה הספורט בלבד (פלצבו).


קבוצת המחקר שלנו בחנה גם את ההשפעות של תוספי גלוטמין ואלנין, כמו דיפפטיד (L-alanyl-L-glutamine) או בצורתם החופשית, לחולדות שהוגשו לפרוטוקול אימוני התנגדות, המורכב מעלייה בסולם אנכי עם עומסים מתקדמים. ראינו כי התערבויות אלה הפחיתו פרמטרים של נזק לשרירים (פלזמה CK ו- LDH) ודלקת (פלזמה IL-1β וגורם נמק הגידול אלפא - TNF-α), והגדילו סמנים אנטי דלקתיים וציטוטרופקטורים (פלזמה IL-6, IL- 10 ושריר HSP70) [17]. בנוסף, תוספים אלה הפחיתו את יחס הגלוטתיון המחומצן (GSSG) / הגלוטתיון המופחת (GSH) באריתרוציטים ובחומרים התגובתיים של חומצה תיובית-חומצתית (TBARS), מה שמעיד על תפקיד נוגד חמצון. למרות שיפור במספר פרמטרים, ניהול גלוטמין ואלנין לא שיפר את הביצועים שהוערכו על ידי בדיקת כושר נשיאה מקסימאלית.

למעשה, לאחרונה ראינו כי תוספות של חומצות אמינו אלו שיפרו כמה סמני עייפות, כגון אמוניה בשרירים וגליקוגן, בעוד שהן פגעו באחרות, שכן מתן L-alanyl-L-glutamine העלה את הריכוז ההיפותלמי של סרוטונין ואת ריכוזי הפלזמה של קודמו. (טריפטופן), אם כי מבלי להשפיע על הביצועים הגופניים. ראוי להזכיר כי סרוטונין נחשב כפרמטר של עייפות מרכזית, מכיוון שהוא קשור לשינויים התנהגותיים, כגון הפחתת תיאבון, ישנוניות ועייפות, הפחתת היעילות הנפשית והגופנית. כאמור, עייפות היא תופעה מורכבת ושיפור או פגיעה בסמנים בודדים עשויים לא בהכרח להשפיע על הביצועים.


גלוטמין המשויך לחומרים מזינים אחריםמחקרים העריכו גם את ההשפעות של גלוטמין, הקשורות למספר חומצות אמינו אחרות, על סמני העייפות. Ohtani et al. ציין כי תערובת חומצות אמיניות (גלוטמין: 0.65 גרם - חומצת האמינו בריכוז הגבוה ביותר בתערובת - לאוצין, איזולוצין, ואלין, ארגינין, טריאונין, ליזין, פרולין, מתיונין, היסטידין, פנילאלנין וטריפטופן), כאשר הושלמו למשך 90 יום לשחקני רוגבי מובחרים, שיפרו את המרץ המדווח והתאוששות מוקדמת מעייפות. יתר על כן, מתן חומצות אמינו הגדיל פרמטרים של יכולת נשיאת חמצן, כגון המוגלובין, ספירת כדוריות דם אדומות, המטוקריט וברזל בסרום. 

לאחר שנה ללא התוספות חזרו כל הפרמטרים לערכי הבסיס, דבר המצביע על הצורך בתוספות יומיומיות כדי לשמור על ההשפעות. יש להדגיש כמה מגבלות של מחקר זה. ראשית, מכיוון שנבלעו כמה חומצות אמינו, לא ניתן לייחס את ההשפעות לאף אחת מהן, ושנית, חלק מהתוצאות (כמו למשל דיווח נמרץ) הושגו בשאלונים. לפיכך, כמה גורמים היו יכולים להשפיע על דיוק התוצאות.


אותה קבוצת מחקר, באותה שנה, העריכה תערובת חומצות אמינו זו עבור רצים למרחקים בינוניים וארוכים. הספורטאים עסקו בפעילות גופנית מתמשכת (ריצה) במשך 2-3 שעות ביממה, 5 ימים בשבוע, במשך 6 חודשים. במהלך תקופה זו, הנבדקים קיבלו שלושה טיפולים של חודש, המופרדים בחודש של שטיפה. הטיפולים כללו שלוש מנות שונות של תערובת חומצות האמינו: 2.2 גרם ליום, 4.4 ליום ו -6.6 גרם ליום. ההשפעות העיקריות נצפו עם המינון הגבוה יותר (6.6 גרם ליום), שהגדיל את ציון המצב הגופני ואת סמני יכולת נשיאת החמצן (המטוקריט, המוגלובין ותאי דם אדומים), תוך ירידה ב- CK בסרום, סמן לשרירים. נזק ודלקת.


תערובת חומצות אמיניות זו נחקרה גם על ההתאוששות מעייפות שרירים בעקבות פעילות גופנית אקסצנטרית. אנשים הועברו למפגש של אימונים אקסצנטריים, ולאחר מכן הורשו להתאושש במשך 10 ימים תוך השלמה עם תערובת חומצות אמינו או פלצבו. 

מדדי חוזק השרירים (כוח איזומטרי מרבי, חוזק קונצנטרי מקסימלי וכוח אקסצנטרי מרבי) הן בכופף המרפק והן בשרירי האקסטנסור הראו התאוששות מוקדמת יותר מעייפות שרירים בהשלמת חומצות אמינו בהשוואה לפלצבו. בנוסף, חוזק איזומטרי מרבי היה גבוה יותר בניסויים עם חומצות אמינו מאשר בפלצבו, ורוב האנשים דיווחו על כאבי שרירים מושהים פחות כתוספת חומצות אמינו, דבר המצביע על השפעה ארגוגנית של התערבות זו.

כמו כן, וילמס ואח '. בדק את התוסף 'Cyclone ™', המכיל חלבון מי גבינה (30 גרם), גלוטמין (5.1 גרם), קריאטין (5.1 גרם) ו- β-hydroxy-β-methylbutyrate (HMB) (1.5 גרם), עבור נבדקים שהוגשו ל 12 שבועות של אימוני התנגדות, וצפו כי התערבות זו שיפרה כמה פרמטרים של ביצועים, כגון מספר החזרות של 80% לפני אימון 1-RM למשיכה רוחבית ולחיצה על הספסל, אך לא לאחרים, כמו כוח איזומטרי מרצון מרבי (MVIF) זמן לעייפות ב- 70% מה- MVIF, שיא חוזק קונצנטרי ו -1 RM של משיכה רוחבית. החוקרים הגיעו למסקנה שתוסף רב-מרכיבים זה משפר את היכולת לבצע משימות ספציפיות לאימון התנגדות.


באישור נתונים אלו, מחקר מעניין ציין כי צריכה מרצון של תמיסה המכילה BCAA (15.2 ממול / ליטר לאוצין, 9.9 ממול / ליטר איזולאוצין, 11.1 ממול / ליטר ואלין), גלוטמין (16.6 ממול / ליטר) וארגינין. (13.9 ממול / ליטר), במקום מים, היה בקורלציה חיובית עם תזמון ונפח הפעילות הגופנית בחולדות שהופעלו על גלגלים רצים, מה שמעיד על העדפה לפתרון חומצות אמינו זה כתוצאה מתרגול התרגיל. בנוסף, צריכת חומצות אמינו אלו הגדילה את יחס הפלזמה BCAA / טריפטופן והפחיתה את שחרור המוח של סרוטונין, פרמטר עייפות מרכזי.


בניגוד למחקרים הנ"ל, קרסיק ואח '. לא אימת שום השפעה של תוסף המכיל חלבון מי גבינה (40 גרם), גלוטמין (5 גרם) ו- BCAA (3 גרם) על הביצועים (נפח האימונים, סיבולת שרירים, כוח שרירים ויכולת אנאירובית), פרמטרי הדם (אלבומין , גלובולין, גלוקוז, אלקטרוליטים, המוגלובין, פרופיל ליפידים, קריאטינין, אוריאה וכו') והרכב הגוף של אנשים שהועברו לאימון עמידות למשך 10 שבועות. 

המחלוקת בין תוצאות אלו לבין אלו שהוזכרו בעבר עשויה להיות בגלל הרכב חומצות האמינו השונות בתוספים המוצעים, וכתוצאה מכך מאפיינים מובחנים של כל תוסף.


מלבד הניהול עם חומצות אמינו, גלוטמין הוא גם מרכיב של תוספי מזון המכילים כמה חומרים מזינים, כגון קפאין וקריאטין. גונזלס ואח '. העריך את ההשפעות של תוסף לפני האימון המכיל גלוטמין, ארגינין, לאוצין, איזולאוצין, ואלין, טאורין, β-alanine, קריאטין, גלוקורונולקטון וקפאין (הריכוז של כל חומר מזין לא צוין), ניתנו 10 דקות לפני אימון התנגדות (ארבע סטים של לא יותר מ -10 חזרות על סקוואט משקולת או לחץ על ספסל ב -80% מכלל החזרה 1 – RM), לגברים המאומנים בהתנגדות. החוקרים הבחינו בעלייה במספר החזרות, בשיא הממוצע ובביצועי הכוח הממוצעים לכל הסטים בעת בליעת התוסף לפני האימון בהשוואה לפלצבו, אך לא היה הבדל בין טיפולים בתחושות האנרגיה, המיקוד המדווחות. או עייפות.


באופן שונה, Naclerio et al. השווה בין מתן תוסף רב מרכיבים (המכיל פחמימות 53 גרם, חלבון 14.5 גרם, גלוטמין 5 גרם, וקרניטין 1.5 גרם) לפחמימה בלבד, הניתנת לפני, במהלך ומיד לאחר בדיקת ספרינט חוזרת ונשנית של 90 דקות לסירוגין. 

אך לא צפו בשינויים בביצועים הגופניים. ריכוזי CK בפלזמה היו נמוכים יותר 24 שעות לאחר פעילות גופנית כאשר הוסיפו תוסף רב מרכיבים בהשוואה לפחמימות, בעוד שרמות המיוגלובין בפלזמה היו נמוכות יותר כשעה לאחר פעילות גופנית בניסוי פחמימות בהשוואה לפלצבו. החוקרים הגיעו למסקנה כי התערבויות אלה אינן מציגות השפעה נגד עייפות, אלא יכולות להחליש חלקית את הנזק לשרירים.


אותה קבוצת מחקר, בפרוטוקול דומה, אימתה כי תוסף רב מרכיבים זה מחליש את תפיסת העייפות מבלי לשפר את הביצועים אצל שחקני כדורגל. שעה לאחר הבדיקה לסירוגין, רמות המיוגלובין בפלזמה היו נמוכות יותר בעת מתן תוסף רב מרכיבים ופחמימות בהשוואה לפלצבו, ואילו תוספת פחמימות גרמה לריכוזי נויטרופילים ומונוציטים נמוכים יותר מאשר רב מרכיב ופלצבו. לא היה הבדל בין ניסויים בפרמטרים אחרים, כגון: CK, IL-6 וספירת לימפוציטים. 

המסקנה הייתה דומה למחקר הקודם - התערבויות אינן משפרות ביצועים אך עשויות להקל על נזק לשרירים ודלקת הנגרמת על ידי פעילות גופנית.

למרות שחלק מההתערבויות הללו הציגו תוצאות מעניינות, מכיוון שהן מכילות כמה חומרים מזינים, לא ניתן לייחס את ההשפעות הללו לאף אחת מהן, למעט ההשפעה הסינרגטית שלהן. 

חשוב להדגיש כי גם במחקרים בהם הוסיפו גלוטמין עם מספר חומרים מזינים אחרים, חומצת אמינו זו הוצעה במינונים גבוהים, והייתה, ברוב המקרים, אחת מחומצות האמינו הנפוצות בתוספים הניתנים.


יתר על כן, ראוי להדגיש כי ישנם הבדלים חשובים בין המחקרים שהוערכו, כגון פרוטוקול התוספים (מינון, תוסף עם גלוטמין חופשי או קשור לחומרים מזינים אחרים וכו'), פרוטוקול התרגיל (פעילות גופנית לטווח קצר וארובי, ארוך פעילות גופנית וסיבולת קבועים או לסירוגין), מאפייני המתנדבים (מין, גיל, רמת פעילות גופנית וכו'), בין היתר, מה שעשוי להסביר חלקית את התוצאות השנויות במחלוקת שהתקבלו.


מסקנות הממצאים החשובים ביותר במחקרים שהוערכו הם:

נראה כי תוספי גלוטמין מגבירים את סינתזת הגליקוגן בשרירים ומפחיתים הצטברות אמוניה הנגרמת ע"י פעילות גופנית, במיוחד כאשר ניתנים לתקופות ארוכות טווח (יותר מחמישה ימים רצופים). עם זאת, בנוגע לסינתזת הגליקוגן, יש צורך במחקר נוסף כדי לבסס השפעה רבה יותר של גלוטמין בהשוואה לתוספים המכילים פחמימה או קריאטין מונוהידראט.


נראה כי תוספי גלוטמין מחלישים סמנים של נזק לשרירים, כגון רמות CK ו- LDH בדם.


מאפיינים אלו של גלוטמין מעניינים במיוחד עבור ספורטאים המתאמנים בתרגילים ממצים וממושכים.


למרות שיפור בכמה סמני עייפות, נראה כי לתוספי גלוטמין יש השפעה מוגבלת על הביצועים הגופניים.


נראה כי תוספי מזון המכילים גלוטמין הקשורים למספר חומרים מזינים אחרים הם תופעות ארגוגניות; עם זאת, לא ניתן לייחס תכונות אלה לגלוטמין בלבד.


לבסוף, תוספי L-alanyl-L-glutamine עשויים לשמש כחלופה להגדלת זמינות הגלוטמין. יתר על כן, בגלל היציבות הגבוהה שלו, דיפפטיד זה הוא אפשרות מתאימה להיכלל במוצרים מסחריים. עם זאת, חשוב להדגיש כי יש צורך במחקר נוסף כדי לתמוך בפוטנציאל נגד עייפות של תוספי גלוטמין.


רלוונטיות לתרגול קליניהערכת 55 המאמרים הללו אפשרה לנו לדון בתכונות האנטי עייפות של גלוטמין ובהשפעות של תוספי גלוטמין הקשורים לעייפות הנגרמת על ידי התעמלות. התוצאות והמסקנות שהתקבלו במאמר שלנו עשויות להועיל בבירור אודות הפוטנציאל נגד עייפות של גלוטמין והכוונה לתוספי גלוטמין בתחום תזונת הספורט.


המגבלה העיקרית של מאמרנו היא מספר מופחת של מילות המפתח המשמשות בחיפוש (רק "גלוטמין" ו"עייפות"). עם זאת, המטרה העיקרית שלנו הייתה, אכן, לדון בתכונה נגד עייפות של גלוטמין; לפיכך, נראה כי מגבלה זו לא פגעה במטרתנו ולא בתוצאותינו ובמסקנותינו.


מקורות

Nutrients. 2019 Apr; 11(4): 863.

Published online 2019 Apr 17. doi: 10.3390/nu11040863

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6520936/?fbclid=IwAR2bOAXlp7zkHNJeHaIlzONuvUI6Az-u8ANPWBKrpmqHHk-qXG3ctiPObJY