Kāda ir atšķirība starp cisteīnu un glutationu?

Ja atšķirība jāatceras vienā skatienā, noderīgāk ir salīdzināt nevis funkcijas, bet gan uzbūvi un izcelsmi, jo tieši no tām izriet viss pārējais.

Cisteīns olbaltumvielās veic uzdevumu, ko neviena cita aminoskābe nevar aizstāt. Divas cisteīna molekulas, kas atrodas tuvu viena otrai salocītā olbaltumvielā, var savienoties ar disulfīda tiltiņu, un šie tiltiņi notur molekulas telpisko formu.

Tieši šī īpašība izskaidro matu un nagu īpašības. Keratīnā ir daudz cisteīna, un tā disulfīda tiltiņi padara šķiedru izturīgu. Uz šā paša principa balstās matu ķīmiskā ilgviļņošana: tiltiņi tiek pārrauti un pēc tam atjaunoti citā formā. Tas izskaidro arī raksturīgo sēra smaržu, degot matiem vai spalvai.

Uzturā cisteīns nāk galvenokārt no olbaltumvielām, kas bagātas ar sēru saturošām aminoskābēm: olām, gaļas, zivīm, pienaproduktiem, pākšaugiem un graudaugiem. Organisms to var arī izveidot pats no metionīna, izmantojot transsulfurācijas ceļu, kurā nepieciešams B6 vitamīns.

Glutations ir visbagātīgākais tiolu savienojums šūnas iekšienē, un tā koncentrācija ir īpaši augsta aknās, kas ir organisma galvenā ķīmiskās apstrādes vieta. Tā darbība balstās uz spēju atdot ūdeņradi un pašai pārvērsties oksidētā formā, kas pēc tam tiek atjaunota.

Antioksidanta loma nozīmē, ka glutations neitralizē peroksīdus un citus reaktīvus savienojumus, pirms tie paspēj bojāt membrānas, olbaltumvielas vai DNS. Šajā darbā tas sadarbojas ar fermentu, kura darbībai nepieciešams selēns, un ar otru fermentu, kas glutationu atjauno, izmantojot NADPH.

Otra, ne mazāk svarīga loma ir svešvielu izvadīšana. Aknās fermenti piesaista glutationu pie toksiskiem savienojumiem un zāļu vielmaiņas produktiem, padarot tos ūdenī šķīstošus un izvadāmus ar žulti vai urīnu. Tieši šis mehānisms izšķir paracetamola pārdozēšanas iznākumu: parastās devās tā toksiskais starpprodukts tiek piesaistīts glutationam un izvadīts, bet pārdozēšanas gadījumā glutationa krājumi izsīkst un starpprodukts bojā aknu šūnas.

Sintēze notiek gandrīz visās šūnās, bet visintensīvāk aknās. Tā sastāv no diviem soļiem, un abiem nepieciešams ATF.

1. Glutamīnskābe un cisteīns tiek savienoti ar fermentu, ko sauc par glutamāta un cisteīna ligāzi; šis solis nosaka visa ceļa ātrumu.
2. Iegūtajam divu aminoskābju savienojumam tiek pievienots glicīns, un rodas gatavs glutations.
3. Gatavā molekula strādā, atdodot ūdeņradi un pārejot oksidētā formā, kurā divas molekulas ir savienotas ar disulfīda tiltiņu.
4. Glutationa reduktāze, izmantojot NADPH, oksidēto formu pārvērš atpakaļ darbīgajā formā.
5. Daļa glutationa tiek izmantota svešvielu piesaistīšanai un izvadīta kopā ar tām, tāpēc sintēze jāuztur pastāvīgi.

Tieši cisteīns visbiežāk ir tā sastāvdaļa, kuras trūkums bremzē glutationa ražošanu. Glutamīnskābes un glicīna šūnā parasti ir pietiekami, bet brīvā cisteīna koncentrācija ir zema, jo tas ir ķīmiski aktīvs un lielos daudzumos šūnai nav izdevīgs.

Tādēļ cisteīnu medicīnā ievada nevis brīvā veidā, bet gan atvasinājuma formā, kas ir stabilāka un labāk panesama. Šo atvasinājumu lieto kā pretlīdzekli paracetamola pārdozēšanas gadījumā un kā līdzekli, kas padara krēpas šķidrākas, jo tas pārrauj disulfīda tiltiņus gļotu olbaltumvielās. Abos gadījumos darbojas viens un tas pats ķīmiskais princips.

Cisteīns tiek uzskatīts par nosacīti neaizstājamu aminoskābi. Parastos apstākļos organisms to izveido no metionīna, bet atsevišķās situācijās šī spēja ir nepietiekama: priekšlaicīgi dzimušiem bērniem, dažos smagos aknu bojājumos un iedzimtos traucējumos, kad transsulfurācijas ceļa ferments nedarbojas.

Traucējumi var rasties jebkurā posmā: cisteīna veidošanā, glutationa sintēzē, tā atjaunošanā vai cisteīna izvadīšanā caur nierēm.

Homocistinūrija rodas, ja nedarbojas ferments, kas sāk cisteīna veidošanu no homocisteīna. Tad asinīs uzkrājas homocisteīns, bet cisteīns kļūst par obligāti ar uzturu uzņemamu aminoskābi. Cistinūrija ir cita slimība: tajā nieres nespēj atpakaļ uzsūkt cistīnu, tas kristalizējas un veido nierakmeņus. Cistinoze ir trešais stāvoklis, kurā cistīns uzkrājas šūnu iekšienē.

Glutationa pusē traucējumi ir retāki, bet nopietni. Ja trūkst glutationa sintēzes fermenta vai ja šūnā nepietiek NADPH, kā tas notiek glikozes 6 fosfāta dehidrogenāzes deficīta gadījumā, sarkanās asins šūnas kļūst neaizsargātas pret oksidatīvu slodzi un var strauji sabrukt.

Ar šiem stāvokļiem strādā dažādi speciālisti: iedzimtus vielmaiņas traucējumus vada ģenētiķis un vielmaiņas slimību ārsts, nierakmeņus urologs, hemolīzi hematologs, bet paracetamola pārdozēšanu ārstē neatliekamās palīdzības un toksikoloģijas speciālisti. Aizdomas par pārdozēšanu ir neatliekams stāvoklis, un palīdzība jāmeklē nekavējoties, pat ja cilvēks jūtas labi.

Ikdienas praksē glutationa līmeni nemēra, jo tas ir šūnu iekšējs rādītājs un asinīs neatspoguļo audu stāvokli. Vērtē citus, netiešus rādītājus.

• Aminoskābju spektrs asinīs un urīnā: izmanto iedzimtu vielmaiņas traucējumu diagnostikā.
• Homocisteīna līmenis asinīs: paaugstinās, ja traucēts ceļš no metionīna uz cisteīnu.
• Cistīna noteikšana urīnā un nierakmens sastāva analīze: apstiprina cistinūriju.
• Aknu rādītāji un asins recēšanas rādītāji: parāda aknu šūnu bojājuma apjomu pārdozēšanas gadījumā.
• Paracetamola koncentrācija asinīs noteiktā laikā pēc lietošanas: izšķir nepieciešamību pēc pretlīdzekļa.
• Jaundzimušo skrīnings: atklāj vairākus sēra aminoskābju vielmaiņas traucējumus jau pirmajās dzīves dienās.

Tuvi nosaukumi šajā tēmā ir īpaši mānīgi, jo tie atšķiras ar vienu burtu, bet apzīmē dažādas vielas.

• Cisteīns un cistīns: cistīns ir divi cisteīni, kas savienoti ar disulfīda tiltiņu, un tieši tas veido nierakmeņus.
• Glutations, glutamīns un glutamīnskābe: trīs dažādas vielas, no kurām tikai glutamīnskābe ietilpst glutationa sastāvā.
• Metionīns: arī sēru saturoša aminoskābe, bet tā ir patiesi neaizstājama un kalpo par izejvielu cisteīnam.
• Homocisteīns: starpprodukts ceļā no metionīna uz cisteīnu, kas nav olbaltumvielu sastāvdaļa.
• Glutations nav olbaltumviela: tas ir tripeptīds, ko veido fermenti, nevis ribosomas.

Glutationa uzbūvē ir viena neparasta detaļa. Glutamīnskābe ar cisteīnu ir savienota nevis ar parasto peptīdsaiti, bet gan caur sānu ķēdes karboksilgrupu. Gremošanas fermenti šādu saiti neatpazīst tikpat viegli kā parastu, un tieši tāpēc molekula organismā ir salīdzinoši izturīga.

No tā izriet arī iemesls, kāpēc jautājums par glutationa uzņemšanu tablešu veidā ir sarežģītāks, nekā šķiet. Lai glutations strādātu, tam jāatrodas šūnas iekšienē, nevis asinīs, un vienkārša koncentrācijas paaugstināšana asinīs to neatrisina. Pieeja, kas medicīnā ir izmantota daudzus gadus, ir cita: piegādāt cisteīnu stabilā formā un ļaut šūnai glutationu uzbūvēt pašai.

Tāpēc apgalvojumi par glutationu saturošu piedevu spēju „iztīrīt organismu“ ir jāvērtē piesardzīgi. Aknu spēju apstrādāt svešvielas nosaka ne tikai glutationa daudzums, bet arī fermentu darbība, NADPH pieejamība un selēna nodrošinājums. Uztura bagātinātāji nav zāles un neaizstāj ārsta vērtējumu, ja ir aknu sūdzības.