Информация о аминокислот

Значение аминокислот для гинекологии

Профессор доктор Маркус Черная метка / Вена
Университет Профессора Хайнриха. Йоханнес Хубер / Вена

Периферийные нейропатии и проблемы с кишечником относятся к частым жалобам, которые могут возникнуть во время химиотерапии. Многочисленные научные работы показывают, что в результате замещения простыми аминокислотами эти проблемы могут быть смягчены или устранены. Прежде всего, глютамин, который не следует путать с глютаматом, оказывает защитное воздействия на энтероциты, поэтому Катарина Кун дала своему обзору соответствующих клинических данных следующее название "глютамин как необходимый элемент в онкологии".

Внимание на значение этой аминокислоты было обращено, когда врачи-реаниматологи сообщили, что их пациенты имели крайне негативный прогноз после поступления с недостатком глютамина, это наблюдение подтвердилось в результате проспективных исследований.

Оперативные вмешательства селективного характера или остро необходимые в результате несчастных случаев понижают уровень глютамина, что увеличивает время госпитализации и отрицательно сказывается на процессе выздоровления. Это подтверждает место образования глютамина, который является незаменимой аминокислотой. Это прежде всего мышцы, помимо легких и головного мозга, которые образуют эндогенный глютамин при условии, что мышца не повреждена или атрофирована, что часто имеет место при возникновении возрастной саркопении. Поэтому процесс старения, связанная с ним конверсия миобластов и ожирение оказывают непосредственное воздействие на уровень глютамина. Глютамин образует большую долю в группе свободных протеиногенных аминокислот, что подчеркивает физическую потребность организма в нем.

После высвобождения из мышцы, а также после перорального приема глютамин быстро поглощается энтероцитами, часть воспринимается расположенными за кишечным эпителием мононуклеарными клетками, в результате чего эта аминокислота модулирует также и иммунную систему, небольшая часть поступает в печень, где она стабилизирует уровень сахара в крови, т.к. она может преобразовываться в глюкозу.

Защитный эффект, который глютамин оказывает на кишечник, что, прежде всего, важно для пациентов, проходящих химиотерапию, основывается, с одной стороны, на подготовке аминогрупп, как главной задаче глютамина, а также на прямом введении в цитратный цикл, где он включается в образование аденозинтрифосфорной кислоты. В результате этого энтероциты получают достаточное количество энергии, чтобы инициировать необходимые после химиотерапии восстановительные механизмы. Многочисленные лабораторные исследования, опыты на животных и клинические испытания подтвердили практичесакую перспективу для онкологической гинекологии, а также там, где создает проблемы синдром повышенной кишечной проницаемости.

Далее, глютамин является исходной субстанцией для глютатиона, одного из наиболее эффективных соединений для защиты клеток, который не образуется в раковой клетке в связи с кислой средой, в результате чего не замедляется желаемый апоптоз раковой клетки. Кроме того, глютамин различным образом стимулирует мононуклеарные иммунные клетки и, таким образом, повышает иммунитет организма. Это также подтверждают результаты многочисленных исследований, которые показывают, что в результате одновременного применения глютамина рост опухоли не ускоряется, а замедляется. Особую роль при этом также играет антидиабетогенный эффект глютамина. С одной стороны, он способствует глюкогенезу и, таким образом, балансирует уровень глюкозы, с другой стороны, он является важным источником энергии для митохондрий, сравнимым с гликолизом, однако, без потребности в глюкозе. С помощью альфа-кетоглутаровой кислоты эта аминокислота преобразуется непосредственно в аденозинтрифосфорную кислоту по аналогии с жирными кислотами, которые при помощи карнитина попадают в митохондрии.

В результате обоих путей клетка требует меньше глюкозы, поэтому снижаются инсулиновые факторы роста без снижения комплексных свойств митохондрий.

Синергический эффект на глютамин оказывает глицин, самая малая аминокислота. Глицин имеется, преимущественно, как "внутренняя соль" или биполярный ион, образование которого объясняется тем, что протон кислой карбокси-группы переходит к одинокой паре электронов атома азота базовой аминогруппы.

В результате этого он, преимущественно, включается в полипептиды в пространственно суженных позициях (вторичной протеиновой структуры).

В особенно больших количествах он встречается в коллагене, наиболее частом протеине животных организмов. Здесь он составляет почти треть всех аминокислот, т.к. в связи со своим малым размером он позволяет преобразование коллагена в его тройную спиральную структуру. Поэтому глицин важен для целостности коллагена и мышечной ткани.

Как и глютамин, он предохраняет печень от гепатотоксических последствий химиотерапии, а также действует, как нейромедиатор аналогично гамма-аминомасляной кислоте.

Глициновые рецепторы центральной нервной системы нагружаются и активируются нейростероидами прогестеронного ряда, что подчеркивает связь этой аминокислоты с половыми стероидами. Сперматозоиды также богаты глициновыми рецепторами, которые агонизируются женскими половыми стероидами, факт, требующий биологической интерпретации и еще раз показывающий, что гинекология связана с аминокислотами теснее, чем это предполагалось в течение длительного времени.


 

Clinical use of glutamine supplementation

Source

Department of Anesthesia and Intensive Care Medicine, Karolinska University Hospital Huddinge, Karolinska Institutet, 14186 Stockholm, Sweden. jan.wernerman@karolinska.se

Abstract

Endogenous production of glutamine may become insufficient during critical illness. The shortage of glutamine is reflected as a decrease in plasma concentration, which is a prognostic factor for poor outcome in sepsis. Because glutamine is a precursor for nucleotide synthesis, rapidly dividing cells are most likely to suffer from a shortage. Therefore, exogenous glutamine supplementation is necessary. In particular, when i.v. nutrition is given, extra glutamine supplementation becomes critical, because most present formulations for i.v. use do not contain any glutamine for technical reasons. The major part of endogenously produced glutamine comes from skeletal muscle. For patients staying a long time in the intensive care unit (ICU), the muscle mass decreases rapidly, which leaves a tissue of diminishing size to maintain the export of glutamine. The metabolic and nutritional adaptation in long-staying ICU patients is poorly studied and is one of the fields that needs more scientific evidence for clinical recommendations. To date, there is evidence to support the clinical use of glutamine supplementation in critically ill patients, in hematology patients, and in oncology patients. Strong evidence is presently available for i.v. glutamine supplementation to critically ill patients on parenteral nutrition. This must be regarded as the standard of care. For patients on enteral nutrition, more evidence is needed. To guide administration of glutamine, there are good arguments to use measurement of plasma glutamine concentration for guidance. This will give an indication for treatment as well as proper dosing. Most patients will have a normalized plasma glutamine concentration by adding 20-25 g/24 h. Furthermore, there are no reported adverse or negative effects attributable to glutamine supplementation.

 

 

Glutamine: A novel approach to chemotherapy-induced toxicity.

Source

Department of Pharmacology, Institute of Medical Sciences, Banaras Hindu University, Varanasi, Uttar Pradesh, India.

Abstract

Treatment of cancer is associated with short- and long-term side-effects. Cancer produces a state of glutamine deficiency, which is further aggravated by toxic effects of chemotherapeutic agents leading to increased tolerance of tumor to chemotherapy as well as reduced tolerance of normal tissues to the side-effects of chemotherapy. This article reviews the possible role of glutamine supplementation in reducing the serious adverse events in patients treated with anticancer drugs. The literature related to the possible role of glutamine in humans with cancer and the supportive evidence from animal studies was reviewed. Searches were made and the literature was retrieved using PUBMED, MEDLINE, COCHRANE LIBRARY, CENAHL and EMBASE, with a greater emphasis on the recent advances and clinical trials. Glutamine supplementation was found to protect against radiation-induced mucositis, anthracycline-induced cardiotoxicity and paclitaxel-related myalgias/arthralgias. Glutamine may prevent neurotoxicity of paclitaxel, cisplatin, oxaplatin bortezomib and lenolidamide, and is beneficial in the reduction of the dose-limiting gastrointestinal toxic effects of irinotecan and 5-FU-induced mucositis and stomatitis. Dietary glutamine reduces the severity of the immunosuppressive effect induced by methotrexate and improves the immune status of rats recovering from chemotherapy. In patients with acute myeloid leukemia requiring parenteral nutrition, glycyl-glutamine supplementation could hasten neutrophil recovery after intensive myelosuppressive chemotherapy. Current data supports the usefulness of glutamine supplementation in reducing complications of chemotherapy; however, paucity of clinical trials weakens the clear interpretation of these findings.


 

Glutamine: effects on the immune system, protein balance and intestinal functions.

[Article in German]

Roth E, Spittler A, Oehler R.

Source

Chirurgisches Forschungslaboratorium, Universitätsklinik für Chirurgie, Allgemeines Krankenhaus, Wien.

Abstract

Glutamine is the most abundant free amino acid of the human body. In catabolic stress situations such as after operations, trauma and during sepsis the enhanced transport of glutamine to splanchnic organs and to blood cells results in an intracellular depletion of glutamine in skeletal muscle. Glutamine is an important metabolic substrate for cells cultivated under in vitro conditions and is a precursor for purines, pyrimidines and phospholipids. Increasing evidence suggests that glutamine is a crucial substrate for immunocompetent cells. Glutamine depletion in the cultivation medium decreases the mitogen-inducible proliferation of lymphocytes, possibly by arresting the cells in the G0-G1 phase of the cell cycle. Glutamine depletion in lymphocytes prevents the formation of signals necessary for late activation. In monocytes glutamine deprivation downregulates surface antigens responsible for antigen preservation and phagocytosis. Glutamine is a precursor for the synthesis of glutathionine and stimulates the formation of heat-shock proteins. Moreover, there are suggestions that glutamine plays a crucial role in osmotic regulation of cell volume and causes phosphorylation of proteins, both of which may stimulate intracellular protein synthesis. Experimental studies revealed that glutamine deficiency causes a necrotising enterocolitis and increases the mortality of animals subjected to bacterial stress. First clinical studies have demonstrated a decrease in the incidence of infections and a shortening of the hospital stay in patients after bone marrow transplantation by supplementation with glutamine. In critically ill patients parenteral glutamine reduced nitrogen loss and caused a reduction of the mortality rate. In surgical patients glutamine evoked an improvement of several immunological parameters. Moreover, glutamine exerted a trophic effect on the intestinal mucosa, decreased the intestinal permeability and thus may prevent the translocation of bacteria. In conclusion, glutamine is an important metabolic substrate of rapidly proliferating cells, influences the cellular hydration state and has multiple effects on the immune system, on intestinal function and on protein metabolism. In several disease states glutamine may consequently, become an indispensable nutrient, which should be provided exogenously during artificial nutrition.

 

 

Glutamine as indispensable nutrient in oncology: experimental and clinical evidence.

Source

Department of Nutrition and Food Sciences, IEL-Nutrition Physiology, University of Bonn, Endenicher Allee 11-13, 53115, Bonn, Germany.

Abstract

BACKGROUND:

In hypermetabolic situations, glutamine is intensively used by rapidly dividing cells such as enterocytes, lymphocytes, and fibroblasts as nitrogen source and/or alternative energy fuel. It is hypothesized that in cancer patients the increased glutamine demands of the host increase the capacity of endogenous production resulting in a strong glutamine deprivation with detrimental effects on organ functions. In long-term periods of cancer cachexia, an adequate nutrition support including glutamine can essentially contribute to cover glutamine needs and, thus, to spare energy reserves of the host and to retard severe complications such as multi-organ failure. Due to the early in vitro knowledge that cancer cells preferably consume glutamine, oncologists often refuse to supply glutamine to the tumor-bearing host to avoid any potential risk. An objective evaluation whether supplemental glutamine supports tumor growth in vivo is, however, still lacking.

AIM OF THE STUDY:

The present review evaluates in vivo experimental and clinical data with respect to potential effects of glutamine administration in tumor-bearing hosts and draws conclusions for the use of glutamine supplements in clinical oncology.

METHODS:

Experimental and clinical intervention studies were identified in a systematic review of MEDLINE Database (last entry: June 2008) using key search terms and review articles. These studies were supplemented with reports identified through manual searches and other studies previously known by the authors.

RESULTS:

Numerous experimental studies (rat/mouse model) show that oral/enteral or intravenous glutamine supports metabolism of the tumor-bearing host and can ameliorate gastrointestinal toxicity of therapeutical measures. Within the last two decades, 36 (24 oral/enteral, 12 parenteral) clinical studies evaluating the tolerance, safety and effects of glutamine in various patient groups have been published. In the great majority of these clinical studies, glutamine supplementation in cancer patients improves host metabolism and clinical situation without increasing tumor growth. Potential mechanisms of glutamine effects include maintenance of mucosal integrity, improved immune competence, inhibition of cell proliferation, increased apoptosis rate, increased synthesis of glutathione, induction of heat shock protein synthesis, and increased synthesis of glucagons-like peptides.

CONCLUSIONS:

In various clinical situations, appropriate exogenous glutamine supply is safe and can beneficially contribute to diminish risks of high-dose chemotherapy and radiation. In addition, there is some evidence that adequate glutamine availability can beneficially affect outcome, especially in patients undergoing bone marrow transplantation.

 

 

 

Nonnutritive effects of glutamine.

Source

Surgical Research Laboratories, Medical University of Vienna, A-1090 Vienna, Austria. erich.roth@meduniwien.ac.at

Abstract

Glutamine is the most abundant free amino acid of the human body. Besides its role as a constituent of proteins and its importance in amino acid transamination, glutamine has regulatory capacity in immune and cell modulation. Glutamine deprivation reduces proliferation of lymphocytes, influences expression of surface activation markers on lymphocytes and monocytes, affects the production of cytokines, and stimulates apoptosis. Moreover, glutamine administration seems to have a positive effect on glucose metabolism in the state of insulin resistance. Glutamine influences a variety of different molecular pathways. Glutamine stimulates the formation of heat shock protein 70 in monocytes by enhancing the stability of mRNA, influences the redox potential of the cell by enhancing the formation of glutathione, induces cellular anabolic effects by increasing the cell volume, activates mitogen-activated protein kinases, and interacts with particular aminoacyl-transfer RNA synthetases in specific glutamine-sensing metabolism. Glutamine is applied under clinical conditions as an oral, parenteral, or enteral supplement either as the single amino acid or in the form of glutamine-containing dipeptides for preventing mucositis/stomatitis and for preventing glutamine-deficiency in critically ill patients. Because of the high turnover rate of glutamine, even high amounts of glutamine up to a daily administration of 30 g can be given without any important side effects.


 

 

 

 
www.xr47plus.ru

CMSimple_XH