Глицин. Два разнонаправленных вектора

Препарат Глицин (INN — глицин) согласно АТС-классификации относится к лекарственным средствам, действующим на нервную систему.
Глицин ― это заменимая аминокислота и нейротрансмиттер: он действует через два разных рецептора и участвует в нескольких метаболических процессах ЦНС (не только в биосинтезе белков, но и в других многочисленных биосинтетических процессах, таких как образование пуринов, порфиринов, креатина, этаноламина, холина, глутатиона и др.) (Лелевич В.В., 2008). Глицин давно известен как ингибиторный нейротрансмиттер, главным образом в спинном мозге (Curtis D. R. et al., 1968; Werman R. et al., 1968). В этой области активация глицинергических премотонейронов запускает мышечную атонию во время фазы быстрого сна (REM), в период сна в целом (Chase M. N. et al., 1989; Holstege J.C., Bongers C. M., 1991; Morales F.R. et al., 2006). Другой же механизм действия заключается в том, что глицин действует возбуждающе в качестве аллостерического модулятора подтипа ионотропных глутаматных рецепторов N-метил-D-аспартата (NMDA) (Johnson J.V., Ascher P., 1987; Kleckner N.W., Dingledine R., 1988).
Достаточное количество глицина синтезируется de novo (в нервной ткани из серина) или ежедневно поступает с пищей (Reeds P.J., 2000), экзогенный глицин пассивно проникает через ГЭБ и модулирует нейротрансмиссию в ЦНС (Peterson S.L., 1994; Kawai N. et al., 2011). Поскольку глутаматергическая нейротрансмиссия вовлечена в патофизиологию шизофрении, существуют сведения, что пероральное введение высоких доз глицина ― средняя доза около 60 г/сут ― значительно улучшает когнитивные функции и уменьшает выраженность негативных симптомов шизофрении (Heresco-Levy U. et al., 1999; Coyle J.T., Tsai G., 2004). И наоборот, низкие дозы глицина в дозе 3 г/сут перед сном субъективно улучшают качество сна и снижают сонливость и усталость в течение дня у лиц с бессонницей или ограниченным временем сна (Inagawa K. et al., 2006; Bannai M. et al., 2012). В результате полисомнографического исследования также было зафиксировано, что аналогичная доза глицина стабилизирует состояние сна (Yamadera W. et al., 2007) и сокращает латентность без каких-либо изменений самой структуры сна (Nobuhiro Kawai et al., 2015).
Согласно инструкции Глицин назначают в следующих случаях:

снижение умственной работоспособности;
девиантные формы поведения детей и взрослых;
ишемический инсульт и нарушения мозгового кровообращения;
как вспомогательное средство при лечении алкоголизма (инструкция МЗ Украины).

Бессонница? Механизм действия глицина

У около 30% населения в целом отмечают симптомы бессонницы (Ohayon M. M., 2002 ). Проблемы, вызванные бессонницей, включают когнитивную неэффективность, сонливость, нарушения настроения (Zammit G., 1988), нарушение внимания и дефицит памяти (Hauri P. J., 1997). Таким образом, лечение бессонницы имеет решающее значение. Не так давно было зафиксировано, что глицин субъективно и объективно улучшал качество сна у лиц с повторными жалобами на сон (Inagawa K. et al., 2006; Yamadera W. et al., 2007). Глицин является заменимой аминокислотой, и у людей он продуцируется в достаточном количестве посредством синтеза de novo. У людей синтезируется около 45 г эндогенного глицина (Gersovitz M. et al., 1980) и 3–5 г глицина поступает из ежедневного рациона. Использование глицина в качестве терапевтического средства для улучшения качества сна является новым и безопасным подходом.
Чтобы исследовать механизмы, с помощью которых глицин действует на качество сна, на крысах оценили проницаемость глицина через ГЭБ (Kawai N. et al., 2012). В результате было установлено, что экзогенный глицин пассивно диффундирует через ГЭБ при неспецифической транспортировке. Кроме того, глицин улучшал сон у крыс за счет снижения температуры тела, а снижение симпатической активности ведет к вазодилатации (Kawai N. et al., 2009; Bannai M., Kawai N., 2011). Глицин влияет на некоторые нейропептиды в супрахиазматическом ядре (SCN) в области гиппокампа. А супрахиазматическое ядро гипоталамуса ― это главный генератор циркадных ритмов, синхронизирующий работу биологических часов во всем организме. Экзогенный глицин главным образом действует на NMDA-рецептор (ионотропный рецептор глутамата) в SCN. Этот механизм может привести к улучшению качества сна. Было установлено, что глицин улучшает качество сна у людей и крыс (Inagawa K. et al.,2006; Kawai N. et al., 2009; Bannai M., Kawai N., 2011), однако до сих пор связь между приемом глицина и циркадными часами остается неизвестной. И несмотря на клинические доказательства эффективности, детали его механизма действия остаются недостаточно понятными.

Этот многогранный глицин

В 1820 г. французский химик Х. Браконно был первым, кто выделил глицин из кислых гидролизатов белка (Wang W. et al., 2013). Глицин имеет сладкий вкус, как глюкоза, его название произошло от греческого слова «glykys». Глицин получают путем щелочного гидролиза желатина с помощью гидроксида калия. А. Кахурс химически синтезировал глицин из монохлоруксусной кислоты и аммиака и определил его структуру (Wu G. et al., 2013). Глицин ― это простая алифатическая аминокислота, единственная протеиногенная аминокислота, не имеющая оптических изомеров. Если в организме человека выявлен небольшой недостаток глицина, то этот факт не наносит вреда здоровью, но острый его дефицит может привести к нарушению иммунного ответа, низкому росту, нарушению обмена веществ и нежелательному воздействию на здоровье человека в целом (Lewis R. M. et al., 2004). Следовательно, глицин считается условно незаменимой аминокислотой для человека и других млекопитающих для усиления их роста.
Глицин играет очень важную роль в обмене веществ и питании многих млекопитающих и людей. Из общего содержания аминокислот в организме человека 11,5% представлено глицином, а 20% общего аминокислотного азота в белках организма ― глицин. Обычно при росте человеческого тела 80% всего глицина используется для синтеза белка. В коллагене каждая третья аминокислота является глицином, остатки глицина объединяют тройную спираль коллагена (Yan B.X. et al., 1997). В ЦНС глицин играет важную роль в качестве нейротрансмиттера, тем самым контролируя употребление пищи, поведение и полный гомеостаз тела (Rajendra S. et al., 1997). Глицин регулирует иммунную функцию, выработку супероксида и синтез цитокинов путем изменения внутриклеточного уровня Ca²⁺ (Zhong Z. et al., 2003). Конъюгирование желчных кислот у людей облегчается глицином; тем самым глицин косвенно играет решающую роль в абсорбции и переваривании жирорастворимых витаминов и липидов.
Глицин оказывает противовоспалительное действие при ишемии, травме и трансплантации (Zhong Z. et al., 2003 ). Кроме того, известно, что глицин снижает увеличение содержания жирных кислот у крыс, получавших рацион с высоким содержанием сахарозы (El Hafidi M. et al., 2004 ).

Терапия нарушений со стороны ЖКТ. Исследования действия глицина

Jacob и соавторы (2003) сообщили, что глицин защищает слизистую оболочку желудка от повреждения во время брыжеечной ишемии путем подавления апоптоза (Jacob T. et al., 2003). Кишечник имеет несколько типов мембранных транспортных систем, которые используют глицин в качестве субстрата для увеличения клеточного поглощения. Рецептор GLYT1 содержит в базолатеральной мембране энтероцитов, и его основной функцией является импорт глицина в клетки. Роль глицина в клетках заключается в обеспечении основных потребностей энтероцитов (Christie G.R. et al., 2001). Говард и соавторы (2010) использовали эпителиальные клеточные линии кишечника человека для изучения функции GLYT1 в цитопротекторном действии глицина для борьбы с оксидативным стрессом (Howard A. et al., 2009). Если экзогенный глицин вводят до окислительного стимулирования, он защищает внутриклеточные уровни глутатиона, не нарушая скорость поглощения глицина. Защита внутриклеточных уровней глутатиона зависит от уникальной активности рецептора GLYT1. Рецептор GLYT1 обеспечивает необходимые требования для внутриклеточного накопления глицина.
Tsune с соавторами (2003) зафиксировали, что глицин защищает слизистую оболочку кишечника от повреждения, вызванных тринитробензолсульфоновой кислотой (ТНБС) или декстрансульфатом натрия (ДСН); все это было продемонстрировано в химических моделях колита. Раздражение эпителия и его повреждение, вызванные ТНБС или ДСН, были благополучно устранены глицином (Tsune I. et al., 2003). Говард и соавторы (2010) сообщили, что прямое воздействие глицина на эпителиальные клетки кишечника может оказывать особое влияние на полный воспалительный статус кишечника за счет значительного изменения окислительно-восстановительного статуса, который полностью отличается от противовоспалительного действия глицина на несколько молекулярных мишеней других клеточных популяций слизистой оболочки. Было установлено, что после введения ТНБС через 2 дня перорального приема глицина очень эффективно снижается воспаление, что свидетельствует о терапевтических и профилактических преимуществах глицина. Способность глицина изменять многие типы клеток еще более подчеркивает трудность разделения нескольких его функциональных режимов при уменьшении выраженности травм и воспаления.

Лечение рака: глицин

Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) и пероксисомальные пролифераторы являются очень хорошими промоторами опухолей, поскольку они увеличивают пролиферацию клеток. Клетки Купфера являются хорошими источниками митогенных цитокинов, таких как TNF-α. Глицин же, поступающий извне в организм, может подавлять пролиферацию клеток, вызванную WY-14643, который является пероксисомальным пролифератором. Синтезируемый клетками Купфера TNF-α и активация ядерного фактора κB блокируются глицином. 65% опухолевого роста имплантированных меланомой клеток ингибируется глицином, что указывает на то, что глицин обладает противораковым свойством (Rose M.L. et al., 1999).

Выводы. Глицин ― самая простая из аминокислот

Глицин обладает широким спектром защитных свойств от различных травм и заболеваний. Как и многие другие незаменимые в питании аминокислоты, глицин играет очень важную роль в контроле эпигенетики. Для него характерно много важных физиологических функций, он является предшественником ряда важных метаболитов, таких как глутатион, порфирины, пурины, гем и креатин. Глицин действует как нейротрансмиттер в ЦНС и выполняет много функций, таких как антиоксидантная, противовоспалительная, криопротективная и иммуномодулирующая. Экзогеный глицин в правильно подобранной дозе успешно применяется для уменьшения выраженности некоторых метаболических нарушений у лиц с сердечно-сосудистыми заболеваниями, различными воспалительными заболеваниями, раком, сахарным диабетом и ожирением. Однако необходимы дополнительные исследования для изучения роли глицина при заболеваниях, в которых участвуют провоспалительные цитокины, свободные радикалы, а также отмечаются реперфузия или ишемия. Глицин обладает огромным потенциалом (Gundersen R.Y. et al., 2005).
В последние годы в результате исследований было зафиксировано, что глицин защищает органы и ткани при общих воспалительных состояниях. Молекулярные механизмы до конца не выяснены, но, вероятно, будет доминировать его связывание со специфическими рецепторами на клеточной поверхности иммунокомпетентных клеток. Глициновые рецепторы были выявлены на моноцитах, макрофагах, на большинстве типов лейкоцитов. По аналогии с тем, что происходит в нейронах, глицин, по-видимому, ингибирует активацию лейкоцитов путем гиперполяризации клеточной мембраны. Это снижает синтез медиаторов воспаления и эффекторных веществ, таких как TNF-гамма и свободные радикалы кислорода. Подобные механизмы и эффекты были выявлены в эндотелиальных клетках, гепатоцитах и почечных канальцах (Yngvar Gundersen et al., 2004). Глицин является простым легко доступным и недорогим препаратом с незначительными и безвредными побочными эффектами. Разнообразие биологической активности хорошо задокументировано в литературе. Несмотря на это, глицин занимает лишь скромное место в клинической медицине (Gundersen R.Y. et al., 2005).