Dołącz do czytelników
Brak wyników

Suplementy

28 czerwca 2019

NR 3 (Czerwiec 2019)

Kwas alfa-ketoglutarowy – wyjątkowa molekuła

0 42

Kwas alfa-ketoglutarowy (AKG) jest organicznym związkiem chemicznym, kwasem dikarboksylowym, naturalnie występuje w organizmie człowieka. Jest związkiem pośrednim w jednym z najważniejszych szlaków metabolicznych zachodzących w organizmie – cyklu Krebsa, w którym podlega przemianom chemicznym [1]. 
Codzienna dieta nie zawiera AKG, tylko jego prekursory. Jedynym źródłem tego związku dla organizmu jest jego synteza przez mikrobiom jelitowy lub suplementacja wraz z dietą. AKG jest metabolizowany w enterocytach błony śluzowej jelit. Z uwagi na swoje chemiczne i funkcjonalne właściwości AKG jest bardzo interesującym związkiem w kontekście aplikacyjnym. Wykorzystanie AKG (czystego kwasu lub w kompleksach np. z aminokwasami), jako dodatku do żywności, jest ściśle powiązane z jego właściwościami prozdrowotnymi. 

AKG i ochrona komórek przed stresem oksydacyjnym

Wolne rodniki, znane również jako reaktywne formy tlenu (ROS), są ważnymi mediatorami w procesach degradacji komórek i ich śmierci. Uczestniczą w szeregu stanów patologicznych, atakując różne makrocząsteczki komórkowe. ROS powodują peroksydację lipidów tworzących błonę komórkową, strukturalne i funkcjonalne zmiany w białkach, a nawet uszkodzenia kwasów nukleinowych. Dane literaturowe wskazują, że w przypadkach indukowanego stresu oksydacyjnego w warunkach in vitro lub in vivo, AKG wykazuje silne właściwości przeciwutleniające, co świadczy o tym, że może stanowić skuteczną broń przeciwko ROS [2]. 

AKG a metabolizm białek

AKG jest kluczową cząsteczką w efektywnym metabolizmie białek. Bierze udział w transaminacji aminokwasów jako główny akceptor grup aminowych. W wyniku tych transformacji powstają glutaminian i ketokwas. Glutaminian następnie podlega oksydatywnej deaminacji, która prowadzi do całkowitego usunięcia z organizmu grup aminowych w postaci amoniaku. Natomiast powstający w wyniku transaminacji ketokwas może być wykorzystany do produkcji energii lub stanowić substrat w syntezie kwasów tłuszczowych lub glukozy [3]. Utlenienie glutaminianu przez dehydrogenazę glutaminianową jest główną reakcją umożliwiającą usunięcie azotu z ustrojowej puli aminokwasów w formie toksycznego amoniaku (NH4+), który następnie zostaje przekształcony do mniej toksycznego mocznika w cyklu mocznikowym w wątrobie. W reakcji utleniania glutaminianu akceptorem protonu i dwóch elektronów jest NAD+ lub NADP+. Wynikiem tej transformacji oprócz amoniaku jest alfa-ketoglutaran. Wysoki poziom amoniaku we krwi aktywuje reakcję katalizowaną przez syntazę glutaminową, w wyniku której grupa aminowa zostaje przyłączona do kwasu glutaminowego i powstaje glutamina. Wówczas spada stężenie kwasu glutaminowego w organizmie, który jest ważnym neuroprzekaźnikiem. Z kolei spadek stężenia kwasu glutaminowego przyczynia się do odwrócenia reakcji katalizowanej przez dehydrogenazę glutaminianu, w wyniku której kwas alfa-ketoglutarowy oraz amoniak przekształcane są w glutaminian. AKG jako prekursor glutaminy bierze udział w procesach związanych z katabolizmem (rozkładem) białek [4]. 
Szczególnie ma znaczenie w procesach regeneracyjnych, po urazach, ciężkich infekcjach i poparzeniach lub po zabiegach chirurgicznych. W wielu niezależnych badaniach klinicznych podjęto próby podawania AKG w celu łagodzenia skutków tych stanów patologicznych, zwłaszcza przez wprowadzenie do diety suplementów z ornityną alfa-ketoglutaranu (OKG) [5]. 

AKG jako środek immunomodulujący

Glutamina jest znanym immunogenem in vivo i modulatorem wzrostu i funkcji komórek odpornościowych in vitro [6]. AKG reguluje funkcję komórek układu immunologicznego (monocytów, neutrofili, makrofagów) zaangażowanych we wczesną odpowiedź immunologiczną [7]. Dodatkowo glutamina stanowi „paliwo” dla limfocytów, stymulując ich proliferację i wytwarzanie glutationu lub cytokin. Wykazano, że AKG, jako homolog glutaminy, ma również właściwości wzmacniające odporność – wpływa zarówno na niespecyficzną, jak i specyficzną odpowiedź immunologiczną, szczególnie w sytuacjach stresowych [8, 9]. 

Wpływ AKG na tkankę kostną

W ostatnich latach opublikowano wiele prac naukowych, które sugerują, że AKG może mieć pożądane działanie na tkankę kostną. Badania in vivo prowadzone przez Tatara i współpracowników w latach 2006 i 2007 wykazały, że uzupełnienie diety w AKG podczas wzrostu ma pozytywny wpływ na rozwój układu kostnego – przyczynia się do poprawy właściwości mechanicznych kości [10]. W badaniach kobiet w okresie menopauzy zaobserwowano, że podawanie suplementów zawierających AKG (w połączeniu z wapniem) hamowało resorpcję kości i zmniejszało prawdopodobieństwo występowania osteoporozy. U kobiet leczonych solą sodową kwasu alfa-ketoglutarowego po 24 tygodniach leczenia zaobserwowano zwiększenie gęstości kości odcinka lędźwiowego kręgosłupa (w porównaniu do grupy kontrolnej) [11]. Wyniki powyższych badań sugerują, że AKG nie tylko może hamować resorpcję kości, ale może również wspomagać rekonstrukcję tkanki kostnej w stanach osteopenii i osteoporozy. Wprawdzie pozytywny wpływ AKG na gęstość i siłę kości jest dobrze udokumentowany w wielu badaniach in vivo, to mechanizm działania nie został do tej pory wyjaśniony [12]. Dodatkowo uważa się, że AKG może przyczynić się do zwiększenia puli aminokwasów niezbędnych do syntezy kolagenu typu I, a tym samym mieć pozytywny wpływ na jakość kości [13].

AKG jako czynnik przeciwnowotworowy

Literatura naukowa donosi, że AKG i jego strukturalne analogi mogą być zaangażowane w regulację szlaków sygnałowych zaangażowanych w promowanie procesu kancer...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • Roczną prenumeratę dwumiesięcznika Food Forum w wersji papierowej lub cyfrowej,
  • Nielimitowany dostęp do pełnego archiwum czasopisma,
  • Możliwość udziału w cyklicznych Konsultacjach Dietetycznych Online,
  • Specjalne dodatki do czasopisma: Food Forum CASEBOOK...
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy