Изменение уровня глутамата в мозге служит маркером адаптивного ответа на стресс у пациентов с большим депрессивным расстройством
У пациентов с большим депрессивным расстройством наблюдается снижение метаболизма глутамата в медиальной префронтальной коре в ответ на острый стресс.
Хронический стресс является одним из ведущих факторов риска депрессии – новой эпидемии XXI века. По данным ВОЗ, депрессией страдают до 264 млн человек во всем мире. В России этот показатель достигает 8 млн. Хотя результаты последних исследований подтверждают тесную связь между хроническим стрессом и риском развития депрессивного расстройства, биологические механизмы, опосредующие эту связь, до сих пор мало изучены.
Исследования на животных указывают на роль глутамата – главного возбуждающего нейромедиатора центральной нервной системы (ЦНС) – в регуляции ответа на стресс. В частности, показано, что острое стрессорное воздействие связано со снижением уровня глутамата и количества дендритных ветвлений в нейронах медиальной префронтальной коры (мПФК) – области, участвующей в создании модели будущих событий, интроспективных мыслях и реакции на стресс.
Связь между метаболизмом глутамата в мПФК и адаптивным ответом на стрессорное воздействие была подтверждена в работе, опубликованной в Nature Communications. В исследовании приняли участие пациенты с большим депрессивным расстройством (БДР) и здоровые испытуемые без психических заболеваний в анамнезе (n=88). Изменение уровня глутамата в мПФК оценивали с помощью метода магнитно-резонансной спектроскопии.
Во время МР-сканироваия всем участникам исследования было необходимо выполнить задание на оценку эффективности обучения. Предварительно, здоровые испытуемые были случайным образом разделены на три группы. Острое стрессорное воздействие моделировали с помощью задания Maastricht Acute Stress Task (MAST), в котором участникам первой группы было необходимо последовательно вычитать 17 из 2043, периодически (каждые 30-90 с) опуская руку в холодную воду (1–8 °C). Испытуемые второй группы выполняли задание MAST в отсутствии стрессорного воздействия: считали вслух от 1, периодически опуская руку в воду комфортной температуры (26–36 °C). Участники третьей группы и пациенты с БДР выполняли только основное задание. Для количественной оценки интенсивности стрессорного воздействия дополнительно определяли уровень кортизола в слюне. Помимо этого участникам было необходимо субъективно оценить уровень стресса и настроение.
В группе здоровых испытуемых сила стрессорного воздействия отрицательно коррелировала с уровнем глутамата в мПФК: при низком уровне стресса наблюдалось увеличение нейронального ответа, опосредованного действием глутамата; высокий уровень стресса, наоборот, был связан со снижением содержания глутамата в мозге.
В группе участников, которые выполняли задание MAST в условиях низкого уровня стресса, содержание глутамата в мПФК и концентрация кортизола в слюне не отличались от контрольных значений, что подтверждает участие глутамата в регуляции ответа на стресс. У пациентов с БДР связь между субъективной оценкой силы стрессорного воздействия и амплитудой изменения уровня глутамата отсутствовала.
Как отмечает Джессика Купер, ведущий автор исследования, изменение уровня глутамата в мПФК служит биологическим маркером эффективности адаптивного ответа на острое стрессорное воздействие, и отсутствие этих изменений указывает на нарушение регуляции адаптивной реакции.
Источник
Как избавиться от глутамата натрия
В качестве возможных этиологических факторов развития «синдрома китайских ресторанов» указывались аспартам, алкоголь, высокие дозы натрия, дефицит витамина В6 и др., но соответствующих клинических испытаний не проводилось. Не подкреплены клиническими данными и другие предполагаемые причины этого расстройства — кофе, высокое содержание натрия в некоторых китайских блюдах, гистамин, сульфиты, рефлюкс-эзофагит и бактериальное заражение пищи.
а) Патофизиология отравления глутаматом натрия. Глутамат, скармливаемый неполовозрелым подопытным животным, по-видимому, разрушает у них нейроны центральной нервной системы в гипоталамусе. Значение этих данных для человека неизвестно. Глутаматы и белковые гидролизаты (богатые ОГН) присутствуют во многих пищевых продуктах.
Экспертная группа, образованная Федерацией Американских обществ экспериментальной биологии в рамках договора с Управлением FDA, не обнаружила данных, позволяющих связать ОГН с каким-либо серьезным расстройством здоровья у населения страны в целом. В опубликованном отчете говорится, что после потребления примерно 3 г ОГН или близкого к нему «свободного глутамата» за один прием пищи у некоторых людей развиваются кратковременные отрицательные реакции.
Ряд продуктов, например спелые томаты и сыр пармезан, содержит высокие концентрации свободного глутамата, образующегося в них естественным путем.
б) Клиническая картина. Pulce и соавт., проведя широкомасштабное исследование, пришли к выводу, что от «синдрома китайских ресторанов» (СКР) может страдать по крайней мере небольшая часть населения. Наиболее типичные проявления синдрома — чувство жжения, давления в области лица и боль в груди. Все ли сообщения о СКР связаны с такими симптомами, неясно.
Доказательства причастности к ним ОГН до сих пор неубедительны. Большинство провокационных проб с ОГН не дало клинической картины СКР. Типичный СКР отмечался только при употреблении китайских блюд. Хотя в реальности СКР мало кто сомневается, его причина до сих пор не выявлена.
Другие клинические контролируемые испытания наводят на мысль о связи приема внутрь ОГН с развитием ангионевротического отека лица и конечностей (через 16 ч после потребления 250 мг), а также астмы (с симптомами СКР) через 6 — 12 ч после пероральных доз ОГН 0,5 — 5,0 г. Согласно некоторым сообщениям, после употребления китайской пищи наблюдалась наджелудочковая и желудочковая тахикардия.
Пациенты выздоравливали после симптоматического лечения. Провокационные дозы ОГН (1 — 2 г) были введены двум пациентам, испытывавшим через 1 — 2 ч после употребления пищи с ОГН либо головную боль, либо приступы сильной боли и давящего ощущения в верхней части живота, потливости и жжения в груди. В обоих случаях провокация вызвала соответствующую симптоматику. У одного пациента через 10 мин началась тяжелая генерализованная головная боль. У другого через 30 мин после приема 2 г ОГН отмечены одышка, сердцебиение, онемение ног и ощущение жара в лице и груди.
в) Лечение отравления глутаматом натрия. Управление FDA планирует сделать обязательным указание «содержит глутамат» на этикетках рядом с названием продуктов из гидролизованного белка, содержащих значительное количество этой соли. Некоторые меры предосторожности для людей с возможной чувствительностью к ОГН предложил Swan.
1. Покупая продукты, внимательно читайте этикетки! Не употребляйте соевый соус, бульонные кубики, порошковые или баночные супы. Будьте осторожны с сухими продуктами, мясными полуфабрикатами, консервами (кроме натуральных овощных и фруктовых), замороженными готовыми обедами и «экзотическими блюдами».
2. Избегайте подаваемой в разнос пищи, включая еду в самолетах.
3. Если вы собираетесь сходить в ресторан:
а. Позвоните заранее и закажите блюда без ОГН.
б. Подкрепитесь перед выходом (домашним сыром или стаканом молока).
в. Ограничьте алкогольные напитки.
г. Не ешьте закусок (за исключением оливок, свежих овощей и т. п.) и супов.
д. Учитывайте, что многие заранее приготовленные ингредиенты блюд (соусы, овощные гарниры и т. п.) содержат ОГН.
е. Избегайте блюд «в кастрюльке», восточной пищи, маринованного мяса и «фирменных» блюд (последние обычно готовятся заранее в больших количествах с использованием ОГН).
ж. Не стесняйтесь лишний раз напомнить, чтобы еду для вас готовили без ОГН. Выбирайте свежеприготовленные на открытом огне или на сковороде под крышкой мясо или рыбу без соуса и приправ.
з. Избегайте салатных заправок, заменяя их растительным маслом и уксусом.
и. Выпейте чашку кофе во время еды или по крайней мере перед уходом.
к. Придя домой, напишите в FDA жалобу на испытанные вами трудности, потребовав исключить ОГН из списка считающихся безвредными пищевых добавок.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Источник
Что такое глутамат и с чем его едят
Разбираем самые популярные мифы о глутамате натрия
Глутамат натрия представляет собой мононатриевую соль глутаминовой кислоты – одной из 20 протеиногенных аминокислот, входящих в состав белков. Глутамат в большом количестве присутствует в пищевых продуктах – мясе, яичных желтках, орехах, сыре, креветках, ферментированных продуктах и некоторых овощах, а также широко используется в пищевой промышленности в качестве усилителя вкуса и аромата.
Впервые глутаминовая кислота была выделена из ламинариевых водорослей комбу (Laminaria japonica) в 1908 году японским профессором Токийского имперского университета Кикунаэ Икэда. Позднее Икэда выделил глутамат из растительных белков пшеницы и сои и синтезировал мононатриевую соль, вкус которой впоследствии назвал умами. Глутамат натрия, полученный в лабораторных условиях, не отличается по составу и свойствам от глутамата, который присутствует в пище в естественном виде.
В настоящее время умами, наряду с кислым, сладким, соленым и горьким, считается одним из пяти основных вкусов, которые распознают рецепторы языка. Глутамат, который находится в связанном виде в составе белков, не ощущается на вкус. Денатурация белка при термической обработке приводит к высвобождению глутамата и появлению характерного вкуса умами. В пищевой промышленности глутамат натрия используется в качестве вкусоароматической добавки (Е621) для усиления вкуса и аромата продуктов в виде чистой мононатриевой соли глутаминовой кислоты или гидролизованных растительных и животных белков.
Мифы о глутамате натрия
Пищевая добавка служит допольнительным источником натрия
Избыточное поступление натрия может вызывать повышение артериального давления и увеличивать риск сердечно-сосудистых заболеваний. Ежедневно человек потребляет около 1 г соли, содержащей 40% натрия. Содержание натрия в добавке Е621 в три раза меньше, чем в поваренной соли – всего 12%. Кроме того, большая часть ежедневно съедаемого глутамата поступает в естественном виде, а значит поступление натрия из пищевой добавки Е621 пренебрежимо мало по сравнению с количеством натрия, которое содержится в поваренной соли или попадает в организм в натуральном виде.
Глутамат натрия оказывает возбуждающее действие на нервную систему
Эндогенная глутаминовая кислота выполняет роль возбуждающего нейромедиатора центральной нервной системы и участвует в механизмах кратковременной и долговременной памяти. Этот факт послужил основой для утверждения, что глутамат натрия может оказывать возбуждающее действие на активность нервной системы и вызывать неврологические симптомы.
В 1969 году Джон Олни, врач и преподаватель психиатрии, патологии и иммунологии показал, что подкожное введение раствора глутамата натрия новорожденным мышам вызывает острый нейрональный некроз в некоторых структурах мозга, включая гипоталамус. Ученый также обнаружил, что действие глутамата на ранних этапах постнатального развития связано с нарушением формирования мышечной системы, ожирением и стерильностью новорожденных самок. Исследователь заключил, что эффекты пищевой добавки опосредованы нарушением нейроэндокринной регуляции. Выводы, полученные в работе Джона Олни, неоднократно подвергались критике, в первую очередь из-за того, что исследование проводилось на новорожденных особях, а значит результаты не могут быть экстраполированы на общую популяцию. В исследовании ученых из Дании было показано, что употребление глутамата натрия (150 мг/кг) может вызывать неврологические и кардиоваскулярные симптомы – головную боль и повышение артериального давления. Однако выборка участников исследования составила всего 14 человек, что является существенным ограничением работы и не позволяет сделать вывод об эффекте пищевой добавки в общей популяции.
Результаты систематического обзора, проведенного в 2016 году, опровергли полученные ранее данные о связи между возникновением неврологических симптомов и употреблением глутамата натрия. Негативное влияние глутамата на активность нервной системы было показано только при использовании Е621 в высоких дозах, в несколько раз превышающих количество глутамата в пище.
Синтез эндогенной глутаминовой кислоты, выполняющей роль возбуждающего нейромедиатора центральной нервной системы, происходит в пресинаптических окончаниях нейронов из аминокислоты глутамина. Гематоэнцефалический барьер препятствует проникновению экзогенных молекул в мозг, а значит глутамат, поступающий с пищей, не может влиять на активность центральной нервной системы.
Глутамат натрия не полностью усваивается организмом
Рецепторы к глутамату широко распространены в центральной нервной системе и органах желудочно-кишечного тракта. В процессе пищеварения глутамат, который поступает в составе вкусоароматических пищевых добавок, усваивается также, как и глутамат природного происхождения. У молодых животных оральное введение глутамата натрия стимулирует экспрессию белков вкусовых рецепторов к глутамату типов 1 и 3 (TR1 и TR3) на клетках эпителиальной выстилки желудка и кишечника, метаботропных глутаматных рецепторов 1 типа (mGluR) на мембранах главных клеток желудка и белков-переносчиков возбуждающих аминокислот (EAAC-1) на клетках желудка и тонкого кишечника. Это приводит к улучшению абсорбционной способности желудочно-кишечного тракта в целом и повышению эффективности метаболизма глутамата в частности.
Помимо этого, глутамат усиливает термогенез в бурой жировой ткани и участвует в регуляции высвобождения некоторых гормонов и нейромедиаторов, в частности норадреналина и глюкагонподобного пептида 1.
Глутамат натрия вызывает зависимость и заставляет есть больше
В пищевой промышленности глутамат натрия используется в качестве усилителя вкуса и аромата пищи, в которой уже содержится естественный глутамат. В исследовании, опубликованном в The American Journal of Clinical Nutrition, показано, что глутамат натрия действительно повышает аппетит во время приема пищи, но вместе с этим ускоряет чувство насыщения после еды.
Синдром китайского ресторана
В 1968 году профессор Роберт Хо Ман Квок написал в один из ведущих медицинских журналов New England Journal of Medicine письмо, в котором описал появление неврологических симптомов после посещения китайского ресторана. Симптомы наступали через 20 минут после приема пищи и включали онемение задней поверхности головы и шеи, жар, слабость, боль в груди и тахикардию, которые ученый связал с высоким содержанием в блюдах глутамата натрия. Появление новых исследований, подтверждающих возникновение подобных симптомов после употребления еды с глутаматом, дали начало феномену, известному как «синдром китайского ресторана». Однако до сих пор нет прямых доказательств того, что именно глутамат натрия в составе блюд китайской кухни вызывает эти симптомы.
По данным масштабного опроса (n=3222), побочные эффекты, связанные с употреблением глутамата натрия, отмечались менее чем у 2% респондентов. Также была опровергнута связь между употреблением глутамата и возникновением аллергических реакций – крапивницы, ангионевротического отека, аллергического ринита и бронхиальной астмы. В дальнейших исследованиях было показано, что подобные симптомы могут появляться при поступлении большого количества глутамата натрия (5-10 г) в чистом виде, в то время как употребление такого же количества добавки с пищей не вызывает побочных реакций.
Возможные риски, связанные с употреблением глутамата натрия
До сих пор существуют противоречивые данные о физиологических эффектах глутамата натрия. В обзорной статье, опубликованной в журнале Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, показана связь между поступлением высоких доз глутамата натрия и повышением частоты сердечных сокращений, риска инфаркта миокарда и онкологических заболеваний, ожирением и нарушением половой функции. Однако авторы работы подчеркнули, что обнаруженные связи наблюдались только в исследованиях на животных, которые получали очень высокие дозы глутамата, в несколько раз превышающие количество, поступаемое с пищей.
У плодовых мушек семейства Дрозофил введение глутамата натрия было связано с увеличением образования активных форм кислорода, которые могут вызывать необратимое повреждение ДНК. Ученые из Университета Королевы в Белфасте показали, что глутамат натрия в высоких дозировках способен нарушать секрецию глюкагонподобного пептида 1 в изолированных клетках желудочно-кишечного тракта. Однако данные о цитотоксичности глутамата были получены в эксперименте in vitro с использованием высоких доз (250–500 мкг/мл) вещества и длительностью воздействия 72 ч.
FDA признает глутамат безопасной пищевой добавкой. Дозировки глутамата, используемые в исследованиях на животных, в несколько раз превышают установленную среднесуточную норму – 13 г глутамата естественного происхождения и 0.55 г глутамата из пищевых добавок. Допустимая безопасная суточная доза глутамата натрия составляет 30 мг/кг массы тела.
В исследовании ученых из Китая крысы получали глутамат в дозировке 0.5–1.5 мг/кг массы тела. Эквивалентное количество глутамата для человека массой 68 кг составило бы 34–102 г, что в 2.5–7.5 превышает установленную суточную норму.
Глутамат натрия в естественном виде содержится в пище, богатой белком, овощах и ферментированных продуктах. До сих пор не существует доказательств вреда добавки Е621 для человека, хотя, как показывают исследования на животных, в больших дозировках глутамат натрия может вызывать неблагоприятные побочные эффекты со стороны сердечно-сосудистой и нервной систем.
Источник