Марк Ф. Маккарти

1 Каталитично дълголетие, Карлсбад, Калифорния

Джеймс Х. О'Кийф

2 Катедра по кардиология, Институт за сърце на Mid America, здравна система на Сейнт Лука, Канзас Сити, Мисури

James J. DiNicolantonio

2 Катедра по кардиология, Институт за сърце на Mid America, здравна система на Сейнт Лука, Канзас Сити, Мисури

Резюме

Заден план:

Глутатионът е ключов антиоксидант за почистване, който се противопоставя на възпалителната сигнализация на водородния прекис. Повишаването на клетъчните нива на глутатион може да има широко приложение при профилактиката и лечението на разстройства, предизвикани от оксидативен стрес. За тази цел е използван допълнителен N-ацетилцистеин. Може ли допълнителният глицин също да насърчи синтеза на глутатион?

Методи:

Проведохме преглед на съответната литература, използвайки PubMed.

Резултати:

Нивата на глицин в тъканите са по-ниски от константата на глутатион синтаза Михаелис (Km) за глицин. Когато наличността на глицин е твърде ниска, за да поддържа нормална скорост на синтез на глутатион, последващото повишаване на нивата на гама-глутамилцистеин в тъканите води до увеличаване на екскрецията в урината на неговия алтернативен метаболит 5-L-оксопролин. Фактът, че отделянето на този метаболит с урината е повишено при вегетарианци и други, които консумират диети с относително ниско съдържание на протеини, силно подсказва, че диетичният глицин може да ограничава скоростта на синтеза на глутатион при нормално хранени хора. Освен това се съобщава, че допълнителният глицин увеличава нивата на глутатион в тъканите в няколко проучвания върху животни. Глицинът е биосинтетичен предшественик за порфирини, пурини, креатин, саркозин и жлъчни соли; е агонист на глицин-затворени хлоридни канали и коагонист на N-метил-D-аспартатни рецептори; инхибира гликирането на протеини; и увеличава чернодробното производство на пируват, ефективен чистач на водороден пероксид. Допълнителният глицин може да има потенциал за подобряване на ендотелната функция, предотвратяване на сърдечна хипертрофия, подпомагане на контрола на метаболитния синдром, предотвратяване на усложненията на диабета, намаляване на възпалението, защита на черния дроб и насърчаване на ефективен сън.

Заключение:

Клиничните изследвания са оправдани, за да се оцени въздействието на допълнителния глицин върху нивата на глутатион и върху различни здравословни нарушения.

ВЪВЕДЕНИЕ

Намаленият глутатион е един от двата най-известни антиоксиданта за почистване в клетките заедно с аскорбат; концентрацията му е в ниските милимоларни граници. В допълнение към осигуряването на защита от неспецифични оксидантни увреждания и действайки като електронен донор за глутатион пероксидаза и глутаредоксин, редуцираният глутатион обръща прооксидативната сигнализация, медиирана от водороден пероксид, който играе видна патогенна роля при много здравословни разстройства.1-3 Глутатион се използва и в конюгацията и екскрецията на ксенобиотици. Клетъчните нива на този ключов антиоксидант са склонни да намаляват по време на процеса на стареене.4 Следователно са необходими практически стратегии за оптимизиране на нивата на глутатион в тъканите.

МЕТОДИ

Проведохме преглед на литературата, използвайки търсенията и цитирането на PubMed по подходящи статии. Ключови думи бяха глутатион, глутатион синтаза, N-ацетилцистеин, глицин, хлоридни канали, 5-L-оксопролин и липоева киселина.

РЕГУЛИРАНЕ НА ГЛУЦИОНЕН СИНТЕЗ ЗА ДИЕТИЧЕН ГЛИЦИН

Известно е, че наличността на аминокиселината цистеин ограничава скоростта за синтеза на глутатион и е добре документирано, както клинично, така и при проучвания върху животни, че добавянето на цистеин - най-практически постигнато чрез приложение на N-ацетилцистеин (NAC) - може повишават синтеза и нивата на глутатион. 5,6 Диетичните нива на глицин също могат да модулират синтеза на глутатион.

Тези съображения предполагат, че приема на цистеин и глицин заедно определят скоростта на синтез на глутатион. По този начин, при всеки прием на цистеин, може да се очаква увеличаване на приема на глицин, което допълнително ще засили синтеза на глутатион и обратно. Следователно, може да се очаква съвместната добавка с NAC и глицин да си сътрудничи в стимулирането на производството на глутатион. В цитираното по-рано клинично проучване 9 пациенти в напреднала възраст са получавали 100 mg/kg както NAC, така и глицин в продължение на 14 дни, а общите им нива на глутатион в червените кръвни клетки (намален глутатион плюс диглутатион) са се повишили от 1,26 mmol/L в началото на 2,23 mmol/L, концентрация малко по-висока от тази, измерена при млади индивиди, които не са приемали добавки.9 Освен това съотношението на редуциран глутатион към диглутион се е повишило от 7,4: 1 до 16,1: 1, което показва значително подобрение в редокс състоянието, потвърдено от едновременно намаляване на плазмените маркери на оксидативен стрес. Степента, до която глицинът е допринесъл за повишаването на клетъчния глутатион, е неясна, тъй като възрастните пациенти не са получавали глицин или цистеин самостоятелно.

Тъканните нива на глутатион са склонни да намаляват с възрастта, феномен, който може да отразява намаляващата функция на Nrf2-медиирана индукция на фази 2 ензими (включително глутамат цистеин лигаза), както и по-ниски нива на тъкан на цистеин и глицин.9,18-20 Фаза 2 индуциращи нутрицевтици като липоева киселина могат да бъдат използвани, за да компенсират този спад в активността на Nrf2.18 Епидемиологичен анализ установи, че докато относително нисък прием на протеин прогнозира по-ниска последваща смъртност при пациенти на възраст 65 години; по-голяма смъртност се наблюдава при тези, при които протеинът представлява по-нисък процент от общите калории.21 Приемът на субоптимален цистеин, обострящ свързания с възрастта спад на нивата на глутатион, може да играе посредническа роля в това явление.4,22 Увеличаване на приема на глицин би могло също така да има благоприятно въздействие върху смъртността при възрастните хора, най-вече при тези с нисък общ прием на протеини.

ЗДРАВОЗАЩИТЕН ПОТЕНЦИАЛ НА ДОПЪЛНИТЕЛНИЯ ГЛИЦИН

ГЛИЦИН И МЕТАБОЛЕН СИНДРОМ

Благодарение на тези разнообразни дейности, допълнителният глицин показва интригуващи и често полезни ефекти в предклиничните и клиничните проучвания. Глицинът осигурява защита от неблагоприятните метаболитни въздействия на диета с високо съдържание на фруктоза при плъхове, оказвайки благоприятни ефекти върху инсулиновата чувствителност, кръвното налягане, серумните свободни мастни киселини и интраабдоминалните мастни запаси.40 Възможно е този феномен да отразява отчасти регулиране на ентералното производство на глюкагон-подобен пептид-1 (GLP-1) .41 L-клетките, които секретират GLP-1, експресират глицинови затворени хлоридни канали; тъй като L-клетките натрупват хлорид, активирането на тези канали упражнява деполяризиращ ефект, който подпомага притока на калций и секрецията на GLP-1.28 Въпреки че въздействието на допълнителния глицин върху производството на GLP-1 не е оценено in vivo, перорален желатин, особено богат на Доказано е, че глицинът повишава нивата на GLP-1. 42,43 Глицинът, прилаган в метаболизма сутрин на гладно, провокира повишена секреция на глюкагон, вероятно отразяващ пряк или непряк стимулиращ ефект върху алфа клетките на панкреаса.44 Тъй като и двете GLP-1 и глюкагон стимулират окисляването на чернодробните мастни киселини, тези хормони могат да си сътрудничат в медиирането на защитното въздействие на допълнителния глицин върху плъхове, хранени с фруктоза.

глутатион

Асоциации между дозата и отговора между (лог-трансформиран) плазмен глицин и риск от остър миокарден инфаркт. Обобщените адитивни регресии се използват с корекция за възраст и пол в простия модел (А) и с допълнителна корекция за тютюнопушене, затлъстяване, хипертония, захарен диабет, ангиографска степен на коронарна артериална болест (редовна), прогнозна скорост на гломерулна филтрация, аполипопротеин А -1, аполипопротеин В и лечение със статини в многовариантния модел (В). Плътните линии и сенчестите области представляват съответно съотношенията на риск на плазмения глицин и техните 95% доверителни интервали. Областите под кривата по осите на х представляват разпределението на плазмените концентрации на глицин (μmol/L) в общата популация. Вертикалните бели линии означават съответно 25-ия, 50-ия и 75-ия персентил плазмен глицин. (Препубликувано с разрешение съгласно лиценза Creative Commons Attribution-NonCommercial; Ding et al. 70)

Таблица

Коефициенти на опасност при остър миокарден инфаркт според нивата на глицина в плазмата

ВЪЗДЕЙСТВИЕ ВЪРХУ РАКА, СВЪРЗВАТА ТЪКАН И ЦЕНТРАЛНАТА НЕРВНА СИСТЕМА

Глицинът може да се окаже полезен в управлението на рака. В действителност се съобщава, че добавките с глицин забавят растежа на различни имплантирани тумори при гризачи, вероятно поради антиангиогенно въздействие върху ендотелните клетки.72-74. Този ефект обаче може умерено да забави зарастването на рани.73 Антиангиогенният ефект на глицина може да отразява фактът, че активирането на ендотелната NADPH оксидаза, на която хиперполяризиращото действие на глицин може да се противопостави, е ключов медиатор на сигналния път, при който съдовият ендотелен растежен фактор и неговият Flk-1 рецептор насърчават пролиферацията и миграцията на ендотелните клетки.75,76 Освен това глицин действа директно върху човешка хепатоцитна линия, чрез глицинови рецептори, за да инхибира експресията на съдов ендотелен растежен фактор; пролиферацията на тези клетки не е повлияна от глицин.77 Противовъзпалителните ефекти на глицина могат да се разширят до ракова кахексия, тъй като е установено, че приложението на глицин притъпява загубата на мускулна и мастна маса и намалява възпалителните маркери при мишки, имплантирани с ракови клетки С26.

Оценява се възможността увеличеният прием на глицин да има благоприятно въздействие върху костите и сухожилията. Установено е, че in vitro глицин стимулира пролиферацията на остеобластната клетъчна линия; когато се прилага на овариектомирани плъхове, глицин повлиява благоприятно костната минерална плътност и ултраструктурата.79 В клинично проучване, оценяващо монозиготни близнаци, близнаците с по-висок хранителен прием на глицин или аланин имат тенденция да имат по-висока минерална плътност на гръбначния стълб. Ахилесов тендинит, допълнителен глицин подпомага изцелението.81-83 Фактът, че колагенът и еластинът са изключително богати на глицин предполага, че оптималното хранене с глицин може да бъде от полза за здравето на съединителните тъкани (включително сърдечно-съдовата система).

И накрая, глицинът, чрез взаимодействието си с глицинови и NMDA рецептори, има потенциал да повлияе на централната нервна система.

Контролирано клинично изпитване установи, че добавянето на глицин преди лягане подобрява качеството на съня при пациенти, страдащи от безсъние.84 Въпреки това, дневното приложение на глицин не причинява сънливост.85 При плъхове прилагането на глицин засилва съня с бързо движение на очите и усилва спада в телесна температура (отразяваща кожна вазодилатация), която обикновено съпътства съня. Установено е, че тези ефекти се медиират от NMDA рецептори в супрахиазматичното ядро.86 Глицинът също е оценен като адювант при невролептично лечение на шизофрения; Съобщава се, че както високите дози глицин, така и D-серинът, пълен агонист за мястото на свързване на глицин върху NMDA рецепторите, подпомагат контрола на негативните симптоми.87,88

ГЛИЦИН КАТО ДОПЪЛНИТЕЛНО ХРАНИЩЕ

Клиничните проучвания на допълнителен глицин, които са постигнали интересни резултати, са използвали дневни дози глицин, вариращи от 3 g до по-високи 0,8 g/kg, разделени на 2-4 порции. странични ефекти, вероятно отразяващи факта, че глицинът се абсорбира ефективно и следователно не причинява диария.45,46,85,89 Обилните дози глицин не са непрактични, тъй като глицинът е евтин, има леко сладък вкус, е силно и бързо разтворим, и може да се добави към широка гама от напитки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Имаме основателна причина да подозираме, че клинично осъществимите дози орален глицин могат да повишат нивата на глутатион в тъканите, ефект, който може да се усили при едновременно приложение на NAC и/или индуктор на фаза 2 като липоева киселина. Тъй като нивата на глутатион намаляват по време на процеса на стареене, допълнителният глицин вероятно ще има най-забележимото въздействие при възрастни хора с диети с относително ниско съдържание на протеини. Освен това, като служат като предшественик на редица биомолекули, като действат като агонист на глициновите хлоридни канали и коагонист на NMDA рецепторите и чрез потискане на гликирането на протеина, увеличените количества глицин имат потенциал да упражняват широк диапазон защитни ефекти: инхибиране на атеросклерозата и сърдечната хипертрофия, контролиране на метаболитния синдром, подпомагане на контрола на диабета и неговите усложнения, защита на черния дроб, изложен на излишък от алкохол или мастни киселини, притъпяване на възпалението и подпомагане на качеството на съня. Клиничните изследвания са оправдани, за да се оцени въздействието на допълнителния глицин върху нивата на глутатион и върху различни здравословни нарушения.

ПРИЗНАВАНИЯ

Марк Ф. Маккарти е хладилник и научен директор на хранителна компания, която продава продукт, съдържащ глицин. Джеймс Х. О'Кийф е главен медицински директор и основател на CardioTabs, хранителна компания. James J. DiNicolantonio няма конфликт на интереси за разкриване.

Тази статия отговаря на Съвета по акредитация за висше медицинско образование и на Американския съвет по медицински специалности Поддържане на сертификационни компетенции за грижа за пациентите и медицински знания.