Гліцин. Два різноспрямовані вектори

Препарат Гліцин (INN ― гліцин) згідно з АТС-класифікацією належить до лікарських засобів, що діють на нервову систему.
Гліцин ― це замінна амінокислота і нейротрансмітер: він діє через два різних рецептори і бере участь у декількох метаболічних процесах ЦНС (не тільки в біосинтезі білків, але й в інших численних біосинтетичних процесах, таких як утворення пуринів, порфіринів, креатину, етаноламіну, холіну, глутатіону та ін.) (Лелевич В.В., 2008). Гліцин давно відомий як інгібіторний нейротрансмітер, головним чином у спинному мозку (Curtis D.R. et al., 1968; Werman R. et al., 1968). У цій сфері активація гліцинергічними премотонейронами запускає м’язову атонію під час фази швидкого сну (REM), у період сну в цілому (Chase M.N. et al., 1989; Holstege J.C., Bongers C.M., 1991; Morales F.R. et al., 2006). Інший же механізм дії полягає в тому, що гліцин діє збудливо в якості алостеричного модулятора підтипу іонотропних глутаматних рецепторів N-метил-D-аспартату (NMDA) (Johnson J.V., Ascher P., 1987; Kleckner N.W., Dingledine R., 1988).
Достатня кількість гліцину синтезується de novo (у нервовій тканині із серину) або щодня надходить з їжею (Reeds PJ, 2000), екзогенний гліцин пасивно проникає через ГЕБ і модулює нейротрансмісію в ЦНС (Peterson S.L., 1994; Kawai N. et al., 2011). Оскільки глутаматергічна нейротрансмісія залучена в патофізіологію шизофренії, існують відомості, що пероральне введення високих доз гліцину ― середня доза близько 60 г/добу ― значно покращує когнітивні функції і зменшує вираженість негативних симптомів шизофренії (Heresco-Levy U. et al., 1999; Coyle J.T., Tsai G., 2004). І навпаки, низькі дози гліцину в дозі 3 г/добу перед сном суб’єктивно покращують якість сну і знижують сонливість і втому протягом дня в осіб з безсонням або обмеженим часом сну (Inagawa K. et al., 2006; Bannai M. et al., 2012). У результаті полісомнографічного дослідження також було зафіксовано, що аналогічна доза гліцину стабілізує стан сну (Yamadera W. et al., 2007) і скорочує латентність без будь-яких змін самої структури сну (Kawai N. et al., 2015).
Згідно з інструкцією Гліцин призначають в наступних випадках:

зниження розумової працездатності;
девіантні форми поведінки дітей і дорослих;
ішемічний інсульт і порушення мозкового кровообігу;
як допоміжний засіб при лікуванні алкоголізму (інструкція МОЗ України).

Безсоння? Механізм дії гліцину

У близько 30% населення в цілому відмічають симптоми безсоння (Ohayon M.M., 2002). Проблеми, викликані безсонням, включають когнітивну неефективність, сонливість, порушення настрою (Zammit G., 1988), порушення уваги і дефіцит пам’яті (Hauri P.J., 1997). Таким чином, лікування безсоння має вирішальне значення. Не так давно було зафіксовано, що гліцин суб’єктивно й об’єктивно поліпшував якість сну в осіб з повторними скаргами на сон (Inagawa K. et al., 2006; Yamadera W. et al., 2007). Гліцин є замінною амінокислотою, і в людей він продукується в достатній кількості за допомогою синтезу de novo. У людей синтезується близько 45 г ендогенного гліцину (Gersovitz M. et al., 1980) і 3–5 г гліцину надходить зі щоденного раціону. Використання гліцину як терапевтичного засобу для поліпшення якості сну є новим і безпечним підходом.
Щоб дослідити механізми, за допомогою яких гліцин діє на якість сну, на щурах оцінили можливість проникнення гліцину через ГЕБ (Kawai N. et al., 2012). У результаті було встановлено, що екзогенний гліцин пасивно дифундує через ГЕБ при неспецифічному транспортуванні. Крім того, гліцин поліпшував сон у щурів за рахунок зниження температури тіла, а зниження симпатичної активності веде до вазодилатації (Kawai N. et al., 2009; Bannai M., Kawai N., 2011). Гліцин впливає на деякі нейропептиди в супрахіазматичному ядрі (SCN) в ділянці гіпокампу. А супрахіазматичне ядро гіпоталамуса ― це головний генератор циркадних ритмів, що синхронізує роботу біологічного годинника у всьому організмі. Екзогенний гліцин головним чином діє на NMDA-рецептор (іонотропний рецептор глутамату) в SCN. Цей механізм може зумовити поліпшення якості сну. Було встановлено, що гліцин покращує якість сну у людей і щурів (Inagawa K. et al., 2006; Kawai N. et al., 2009; Bannai M., Kawai N., 2011), проте досі зв’язок між прийомом гліцину і циркадними ритмами залишається невідомим. Незважаючи на клінічні докази ефективності, деталі його механізму дії залишаються недостатньо зрозумілими.

Цей багатогранний гліцин

У 1820 р. французький хімік Х. Браконно був першим, хто виділив гліцин з кислих гідролізатів білка (Wang W. et al., 2013). Гліцин має солодкий смак, як глюкоза, його назва походить від грецького слова «glykys». Гліцин отримують шляхом лужного гідролізу желатину за допомогою гідроксиду калію. А. Кахурс хімічно синтезував гліцин з монохлороцтової кислоти та аміаку і визначив його структуру (Wu G. et al., 2013). Гліцин ― це проста аліфатична амінокислота, єдина протеїногенна амінокислота, яка не має оптичних ізомерів. Якщо в організмі людини виявлено незначну недостатність гліцину, то цей факт не завдає шкоди здоров’ю, але гострий його дефіцит може призвести до порушення імунної відповіді, низького зросту, порушення обміну речовин і небажаного впливу на здоров’я людини в цілому (Lewis R.M. et al., 2004). Отже, гліцин вважається умовно незамінною амінокислотою для людини та інших ссавців для посилення їх росту.
Гліцин відіграє дуже важливу роль в обміні речовин і харчуванні багатьох ссавців і людей. Із загального вмісту амінокислот в організмі людини 11,5% представлено гліцином, а 20% загального амінокислотного азоту в білках організму ― гліцин. Зазвичай при рості людського тіла 80% всього гліцину використовується для синтезу білка. У колагені кожна третя амінокислота є гліцином, залишки гліцину об’єднують потрійну спіраль колагену (Yan B.X. et al., 1997). У ЦНС гліцин відіграє важливу роль у якості нейротрансмітера, тим самим контролюючи прийом їжі, поведінку і повний гомеостаз тіла (Rajendra S. et al., 1997). Гліцин регулює імунну функцію, вироблення супероксиду і синтез цитокінів шляхом зміни внутрішньоклітинного рівня Ca²⁺ (Zhong Z. et al., 2003). Кон’югування жовчних кислот у людей полегшується гліцином; тим самим гліцин опосередковано відіграє вирішальну роль в абсорбції і перетравленні жиророзчинних вітамінів і ліпідів.
Гліцин чинить протизапальну дію при ішемії, травмі і трансплантації (Zhong Z. et al., 2003). Крім того, відомо, що гліцин перешкоджає збільшенню вмісту жирних кислот у щурів, які отримували раціон з високим вмістом сахарози (El Hafidi M. et al., 2004).

Терапія порушень з боку ШКТ. Дослідження дії гліцину

Т. Jacob і співавтори (2003) повідомили, що гліцин захищає слизову оболонку шлунка від пошкодження під час брижової ішемії шляхом пригнічення апоптозу (Jacob T. et al., 2003). Кишечник має кілька типів мембранних транспортних систем, які використовують гліцин у якості субстрату для збільшення клітинного поглинання. Рецептор GLYT1 міститься в базолатеральній мембрані ентероцитів, і його основною функцією є імпорт гліцину в клітини. Роль гліцину в клітинах полягає в забезпеченні основних потреб ентероцитів (Christie G.R. et al., 2001). А. Говард і співавтори (2010) використовували епітеліальні клітинні лінії кишечнику людини для вивчення функції GLYT1 у цитопротекторній дії гліцину для боротьби з оксидативним стресом (Howard A. et al., 2009). Якщо екзогенний гліцин вводять до окисного стимулювання, він захищає внутрішньоклітинні рівні глутатіону, не порушуючи швидкість поглинання гліцину. Захист внутрішньоклітинних рівнів глутатіону залежить від унікальної активності рецептора GLYT1. Рецептор GLYT1 забезпечує необхідні вимоги для внутрішньоклітинного накопичення гліцину.
І. Tsune із співавторами (2003) зафіксували, що гліцин захищає слизову оболонку кишечнику від пошкодження, викликаного тринітробензолсульфоновою кислотою (ТНБС) або декстрансульфатом натрію (ДСН); усе це було продемонстровано в хімічних моделях коліту. Подразнення епітелію і його пошкодження, викликані ТНБС або ДСН, були усунені гліцином (Tsune I. et al., 2003). Говард і співавтори (2010) повідомили, що прямий вплив гліцину на епітеліальні клітини кишечнику може зумовлювати особливий вплив на повний запальний статус кишечнику за рахунок значної зміни окиснювально-відновного статусу, який повністю відрізняється від протизапальної дії гліцину на кілька молекулярних мішеней інших клітинних популяцій слизової оболонки. Було встановлено, що після введення ТНБС через 2 дні перорального прийому гліцину дуже ефективно знижується запалення, що свідчить про терапевтичні та профілактичні переваги гліцину. Здатність гліцину змінювати багато типів клітин ще більше підкреслює труднощі поділу декількох його функціональних режимів при зменшенні вираженості травм і запалення.

Лікування раку: гліцин

Поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК) і пероксисомальні проліфератори є дуже хорошими промоторами пухлин, оскільки вони підвищують проліферацію клітин. Клітини Купфера є хорошими джерелами мітогенних цитокінів, таких як TNF-α. Гліцин, що надходить ззовні в організм, може пригнічувати проліферацію клітин, викликану WY-14643, який є пероксисомальним проліфератором. TNF-α, що синтезується клітинами Купфера, і активація ядерного чинника κB блокуються гліцином. 65% пухлинного росту імплантованих меланомою клітин інгібується гліцином, що вказує на те, що гліцин має протиракову властивість (Rose M.L. et al., 1999).

Висновки. Гліцин ― найпростіша з амінокислот

Гліцин має широкий спектр захисних властивостей від різних травм і захворювань. Як і багато інших незамінних у харчуванні амінокислот, гліцин відіграє дуже важливу роль у контролі епігенетики. Для нього характерно багато важливих фізіологічних функцій, він є попередником ряду важливих метаболітів, таких як глутатіон, порфірини, пурини, гем і креатин. Гліцин діє як нейротрансмітер у ЦНС і виконує багато функцій, таких як антиоксидантна, протизапальна, кріопротекторна й імуномодулювальна. Екзогенний гліцин у правильно підібраній дозі успішно застосовується для зменшення вираженості деяких метаболічних порушень у осіб із серцево-судинними захворюваннями, різними запальними захворюваннями, раком, цукровим діабетом і ожирінням. Однак необхідні додаткові дослідження для вивчення ролі гліцину при захворюваннях, у яких беруть участь прозапальні цитокіни, вільні радикали, а також відзначаються реперфузія або ішемія. Гліцин має величезний потенціал (Gundersen R.Y. et al., 2005).
В останні роки в результаті досліджень було зафіксовано, що гліцин захищає органи і тканини при загальних запальних станах. Молекулярні механізми до кінця не з’ясовані, але, ймовірно, буде домінувати його зв’язування зі специфічними рецепторами на клітинній поверхні імунокомпетентних клітин. Гліцинові рецептори були виявлені на моноцитах, макрофагах, на більшості типів лейкоцитів. За аналогією з тим, що відбувається в нейронах, гліцин, ймовірно, пригнічує активацію лейкоцитів шляхом гіперполяризації клітинної мембрани. Це знижує синтез медіаторів запалення й ефекторних речовин, таких як TNF-гамма і вільні радикали кисню. Подібні механізми й ефекти були виявлені в ендотеліальних клітинах, гепатоцитах і ниркових канальцях (Yngvar Gundersen et al., 2004). Гліцин є простим легко доступним і недорогим препаратом із незначними і нешкідливими побічними ефектами. Різноманітність біологічної активності добре задокументовано в літературі. Незважаючи на це, гліцин займає лише скромне місце в клінічній медицині (Gundersen R.Y. et al., 2005).

Аналоги Гліцин