Sandrija Čapkauskienė (Lietuvos sporto universitetas), Lauryna Pudžiuvelytė (LSMU MA Medicinos fakultetas), Jolita Stabrauskienė (LSMU MA Farmacijos fakultetas).
Glutationas, dažnai vadinamas pagrindiniu natūraliu organizmo antioksidantu, padeda palaikyti ląstelių sveikatą ir kovoti su oksidaciniu stresu. Šis mažos molekulinės masės tripeptidas, sudarytas iš amino rūgščių – glutamato, cisteino ir glicino – labai svarbus detoksikacijos procesams, imuninės sistemos veiklai ir apsaugai nuo oksidacinės pažaidos. Atsižvelgiant į jo reikšmę, labai svarbu palaikyti pakankamą glutationo kiekį organime, siekiant užtikrinti bendrą sveikatą ir užkirsti kelią ligoms.
Reikšminiai žodžiai: glutationas, antioksidantas, oksidacinis stresas, ląstelė.
Oksidacinis stresas atsiranda, kai sutrinka normali oksidacijos ir antioksidantų pusiausvyra. Intensyvus ir ilgą laiką trunkantis oksidacinis stresas gali pažeisti lipidus, baltymus ir DNR, taip sukeldamas ląstelės mirtį. Yra dvi pagrindinės priežastys oksidaciniam stresui atsirasti: padidėjęs reaktyviųjų deguonies rūšių (ROS) lygis ir susilpnėjusi antioksidacinės apsaugos sistema [1].
Glutationas dažnai yra vadinamas pagrindiniu natūraliu organizmo antioksidantu, nes prisideda prie ląstelių apsaugos (nuo oksidacinio streso) ir bendros ląstelių sveikatos palaikymo. Šis antioksidantas randamas kiekvienoje žmogaus kūno ląstelėje ir yra sudarytas iš trijų, mažos molekulinės masės aminorūgščių: glutamato, cisteino ir glicino. Minėtos aminorūgštys sudaro tripeptidą, kuris būtinas tinkamam įvairių biologinių procesų funkcionavimui [2].
Glutationas gali būti redukuotos (GSH) ir oksiduotos (GSSG) formos. GSH ir GSSG santykis rodo oksidacinio streso lygį, kai padidėjęs GSSG ir GSH santykis rodo didesnį oksidacinį stresą. GSSG iki GSH redukuoja glutationo reduktazė, naudodama nikotinamido adenino dinukleotido fosfatą (angl. nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH), o GSH iki GSSG oksiduoja laisvieji radikalai (ROS šeimos nariai). Streso nepaveiktose ląstelėse GSH kiekis sudaro apie 90 proc. GSSG, palyginti su maždaug 10 proc. GSSG. Sergant neurodegeneracinėmis ligomis, pvz., Parkinsono ir Alzheimerio ligomis, GSH ir GSSG santykis gerokai sumažėja. GSH ir GSSG santykio pokyčiai tiriami kaip potencialus terapinis žymuo šioms neurodegeneracinėms ligoms diagnozuoti. Glutationo homeostazės sutrikimai taip pat siejami su daugelio kitų ligų, nulemtų oksidacinio streso pertekliaus, etiologija [3].
Glutationas, veikdamas kaip antioksidantas, apsaugo ląsteles nuo laisvųjų radikalų ir prooksidantų, taip pat jis veikia kaip kofaktorius antioksidaciniams ir detoksikaciniams fermentams, tokiems kaip glutationo peroksidazės, glutationo S-transferazės ir glikoksalazės [4, 5]. Glutationo peroksidazės detoksikuoja peroksidus reakcijos, kuri yra susieta su glutationo oksidacija į glutationo disulfidą, metu. Pastarasis, veikiant glutationo reduktazei ir kofaktoriui NADPH, paverčiamas atgal į glutationą. Glutationas gali atkurti vitaminą E po detoksikacinių reakcijų su lipidiniais peroksilo radikalais. Taip pat jis dalyvauja kituose ląstelių procesuose, tokiuose kaip baltymų lankstymas, baltymų tiolų apsauga nuo oksidacijos ir kryžminio jungimosi, baltymų su disulfidinėmis jungtimis degradacija, ląstelių ciklo reguliavimas ir proliferacija, askorbatų metabolizmas, apoptozė ir feroptozė [4]. Veiksnys, turintis įtakos glutationo būklei, yra individo gebėjimo gaminti glutationą kintamumas, daugiausia dėl fermentų, dalyvaujančių jo gamyboje ir (arba) regeneracijoje, genetinio kintamumo [6].
Moksliniais tyrimais nustatyta, kad daugelis lėtinių ligų yra susijusios su sumažėjusiu glutationo kiekiu, todėl keliama hipotezė, kad glutationo kiekio didinimas gali padėti išvengti šių ligų ir (arba) sušvelninti jų progresavimą. Kai kurių ligų ir kitų sveikatos problemų, susijusių su glutationo reguliacijos sutrikimais arba stygiumi, sąrašas: senėjimas ir su juo susiję sutrikimai, vėžinės ligos, lėtinės kepenų ligos, kognityviniai sutrikimai, cistinė fibrozė, cukrinis diabetas, ypač nekontroliuojama jo forma, žmogaus imunodeficito virusas (ŽIV), įgytas imunodeficito sindromas (AIDS), arterinė hipertenzija, vyrų ir moterų nevaisingumas, vilkligė, psichikos sveikatos sutrikimai, išsėtinė sklerozė, neurodegeneraciniai sutrikimai (Alzheimerio, Parkinsono liga) [7, 8].
Glutationas dalyvauja detoksikacijos procesuose kepenyse, jungdamasis su sunkiasiais metalais, toksinėmis medžiagomis per glutationo S-transferazės fermentą, siekiant jas paversti tirpiomis vandenyje ir lengviau pašalinamomis iš organizmo. Glutationas, kuris yra gausiausias biotiolis (apie 10 mM) kepenyse, sintetinamas hepatocitų viduje ir nuolat išteka į kepenų sinusoidus per apaugusį sinusoidinį endotelį, po to jis pernešamas į kitas kūno dalis. Glutationo nukleofilinė cisteino liekana jungiasi su elektrofiliniais metabolitais arba sunkiaisiais metalais, sumažindama jų toksiškumą, padidindama jų hidrofiliškumą ir klirensą per kepenų ir tulžies arba inkstų sistemą [9, 10].
Glutationas stiprina imuninę sistemą, palaikydamas baltųjų kraujo kūnelių (ypač limfocitų), makrofagų ir neutrofilų funkcijas, kurios yra svarbios kovojant su infekcijomis ir ligomis. Imuninė sistema veikia tinkamai, jei limfoidinėse ląstelėse yra pakankamas glutationo kiekis. Netgi nedideli viduląstelinio glutationo lygio pokyčiai turi poveikį limfocitų funkcijoms. Tam tikros funkcijos, pvz., DNR sintetinis atsakas, yra ypač jautrios reaktyviesiems deguonies tarpiniams produktams, todėl jas skatina didelis antioksidanto glutationo kiekis [11].
Naujausiuose tyrimuose nagrinėtas glutationo veiksmingumas dermatologijoje, ypač gydant aknę, hiperpigmentaciją ir raukšles.
Aknė (lot. Acne vulgaris) – tai dažna odos būklė, pasižyminti uždegimu ir riebalinių liaukų infekcija. Glutationo poveikį aknei galima paaiškinti keliais mechanizmais. Pirma, jo antioksidacinis veikimas sumažina oksidacinį stresą neutralizuodamas laisvuosius radikalus, taip sumažindamas uždegimą ir ląstelių pažeidimą riebalinėse liaukose [12]. Antra, glutationas dalyvauja detoksikuojant kenksmingas medžiagas odoje, jungdamasis su toksinais ir padėdamas juos šalinti, taip užkirsdamas kelią jų sukeliamiems aknės paūmėjimams [13]. Trečia, glutationas slopina prouždegiminių citokinų, tokių kaip TNF-α, IL-6 ir IL-1β, gamybą, mažindamas uždegimą [14]. Taip pat, glutationas palaiko imuninės sistemos funkciją, stiprindamas odos gebėjimą kovoti su bakterinėmis infekcijomis, kurios prisideda prie aknės susidarymo [15].
Hiperpigmentacija yra būklė, kai odos plotai tampa tamsesni už aplink esančią odą dėl per didelės melanino gamybos. Glutationas slopina tirozinazę, kuri yra svarbi melanino gamyboje. Veikia per tiesioginį cisteino komponento veikimą, kuris jungiasi su tirozinazės aktyviu centru ir mažina fermento veiksmingumą, taip sumažindamas melanino sintezę ir šviesindamas hiperpigmentuotas sritis [16]. Glutationas skatina eumelanino (tamsaus pigmento) konversiją į feomelaniną (šviesų pigmentą), per glutationo-cisteino pernašą į melanocitus, o tai sukelia pigmento pokytį, t. y. oda tampa šviesesne [17]. Glutationas apsaugo melanocitus nuo pažeidimų, taip užkirsdamas kelią per didelei melanino gamybai, sukeltai oksidacinių dirgiklių [18].
Raukšlės yra natūrali senėjimo dalis, dažniausiai atsirandanti dėl odos elastingumo ir kolageno praradimo. Glutationas apsaugo kolageną nuo oksidacinio pažeidimo, sumažina oksidacinį stresą ir gerina ląstelių atkūrimo mechanizmus, taip mažindamas raukšlių atsiradimą ir skatinant lygesnę, jaunesnę odą [19, 20].
Glutationą daugiausia sudaro aminorūgštys, tad su maistu gaunami baltymai gali turėti įtakos aminorūgščių, iš kurių sintetinamas glutationas, kiekiui. Baltymų suvartojimo pokyčiai, įskaitant baltymų kiekio sumažinimą, gali pakeisti plazmos glutationo sintezės lygį ir prisidėti prie antioksidacinio pajėgumo sumažėjimo [21].
Glutationo randama įvairiose augalų rūšyse, o jo kiekis įvairiose augalų dalyse, pvz., lapuose, vaisiuose, sėklose, vaisių žievelėse, lapkočiuose ir žieduose, skiriasi. Tokie vaisiai kaip braškės, citrinos, avokadai ir pomidorai yra puikūs glutationo šaltiniai, kuriuose jo kiekis atitinkamai siekia apie 11,6 mg, 10,5 mg, 15,5 mg, 2,5 mg 100 g porcijoje. Glutationo gausu ir brokoliuose, žaliosiose paprikose, apelsinuose, obuoliuose, bananuose, morkose, špinatuose ir žiediniuose kopūstuose. Šiose daržovėse ir vaisiuose taip pat yra daug sieros, todėl jos skatina endogeninio glutationo gamybą. Augalinės kilmės maisto produktų vartojimas gali netiesiogiai prisidėti prie glutationo kiekio organizme didinimo, tačiau taip pat gali skatinti endogeninę viduląstelinę biocheminę gamybą ląstelėse. Endogeninis glutationas ląstelėse skatina natūralaus antioksidanto funkcijas, pvz., vartojant polifenolių turinčius vaisius ir daržoves, galima skatinti viduląstelinę glutationo gamybą [3].
Glutationo kiekį organizme palaiko B grupės vitaminai, taip pat vitaminai E ir A, selenas, omega-3, polifenoliai, tam tikros aminorūgštys (serinas), kai kurie prieskoniniai augalai (rozmarinas, ciberžolė (kurkuminas), raktažolė ir dviskiautis ginkmedis [21].
Glutationas yra su ligų rizika ir sveikatos būkle susijęs biožymuo, kuris gali tapti svarbiu sveikatos optimizavimo, ligų prevencijos ir gydymo taikiniu. Be to, yra tam tikrų dviprasmiškų duomenų apie mitybos intervencijų galimybes pagerinti glutationo būklę, todėl reikia atlikti daugiau tyrimų, kad būtų išsiaiškinta optimali dozė ir tiekimo formos [20].
Glutationas yra natūralus junginys, kuris dalyvauja ląstelių atsako į oksidacinį stresą procese, nes sugeba slopinti laisvuosius radikalus, taip sumažindamas galimos žalos, įskaitant ląstelių žūtį, riziką. Glutationo homeostazės pokyčiai gali būti naudojami kaip potencialus žmogaus ligų žymuo. Daugėja mokslinių duomenų, kad glutationas gali būti naudingas sveikatai sergant įvairiomis ligomis, tačiau endogeniškai gaminamo glutationo nustatymas ir kiekybinis vertinimas vis dar tebėra dideliu iššūkiu.
Klinikiniai tyrimai rodo, kad mitybos intervencijos, įskaitant aminorūgštis, vitaminus, mineralus, fitochemines medžiagas ir maisto produktus, gali daryti reikšmingą įtaką cirkuliuojančiam glutationui.
1 lentelė. Maistinės medžiagos ir maisto produktai, skirti glutationo kiekiui organizme palaikyti [20]
| Maistinės medžiagos, maisto produktai | Rekomenduojama dozė |
|---|---|
| Alfa lipoinė rūgštis | 300 mg 3 k./d. 200–600 mg/d. |
| Kopūstinės daržovės | 250 g/d. |
| Kurkuminas | Saugu vartoti iki 12 g/d. 1–2 g/d. didina antioksidacinį pajėgumą (su piperinu užtikrinamas didesnis biologinis prieinamumas) |
| Vaisių ir daržovių sultys | 300–400 ml/d. |
| Glutationas (liposominis) | 500–1 000 mg/d. |
| Glutationas (geriamasis) | 500–1 000 mg/d. |
| Glicinas | 100 mg/kg/d. |
| Žalioji arbata | 4 puodeliai per dieną |
| N-acetilcisteinas | 600–1 200 mg/d. dalimis Gali būti suvartojama iki 6 000 mg/d. |
| Omega-3 riebalų rūgštys | 4 000 mg/d. |
| Lašiša | 150 g 2 k./sav. |
| Selenas | 247 g/d. selenu praturtintų mielių 100–200 μg/d. Reikia stebėti pacientus, vartojančius didesnes nei 400 μg/d., siekiant išvengti toksiškumo |
| Vitaminas C | 500–2 000 mg/d. |
| Vitaminas E | 100–400 TV/d. |
| Išrūgų baltymai | 40 g/d. |
1. Lv H, Zhen C, Liu J, Yang P, Hu L, Shang P. Unraveling the Potential Role of Glutathione in Multiple Forms of Cell Death in Cancer Therapy. Oxid Med Cell Longev. 2019 Jun 10;2019:3150145. doi: 10.1155/2019/3150145.
2. Townsend DM, Tew KD, Tapiero H. The importance of glutathione in human disease. Biomedicine & pharmacotherapy, 2003;57(3–4):145–155.
3. Al-Temimi AA, Al-Mossawi AEB, Al-Hilifi SA, Korma SA, Esatbeyoglu T, Rocha JM, Agarwal V. Glutathione for food and health applications with emphasis on extraction, identification, and quantification methods: A review. Metabolites, 2023;13(4):465.
4. Averill-Bates DA. The antioxidant glutathione. Vitam Horm. 2023;121:109-141. doi: 10.1016/ bs.vh.2022.09.002. Epub 2023 Jan 13.
5. Minich DM, Brown BI. A Review of Dietary (Phyto)Nutrients for Glutathione Support. Nutrients. 2019 Sep 3;11(9):2073. doi: 10.3390/nu11092073.
6. Pizzorno J. Glutathione!. Integrative Medicine: A Clinician‘s Journal, 2014;13(1):8.
7. Ballatori N, Krance SM, Notenboom S, Shi S, Tieu K, Hammond CL. Glutathione dysregulation and the etiology and progression of human diseases. Biol Chem. 2009 Mar;390(3):191–214. doi: 10.1515/BC.2009.033.
8. Teskey G, Abrahem R, Cao R, Gyurjian K, Islamoglu H, Lucero M, Martinez A, Paredes E, Salaiz O, Robinson B, Venketaraman V. Glutathione as a Marker for Human Disease. Adv Clin Chem. 2018;87:141–159. doi: 10.1016/ bs.acc.2018.07.004. Epub 2018 Aug 23.
9. Jiang X, Du B, Zheng J. Glutathione-mediated biotransformation in the liver modulates nanoparticle transport. Nat Nanotechnol. 2019 Sep;14(9):874–882. doi: 10.1038/s41565-019-0499-6. Epub 2019 Jul 15.
10. Morris G, Anderson G, Dean O, Berk M, Galecki P, Martin-Subero M, Maes M. The glutathione system: a new drug target in neuroimmune disorders. Mol Neurobiol. 2014 Dec;50(3):1059–84. doi: 10.1007/s12035-014-8705-x. Epub 2014 Apr 22.
11. Dröge W, Breitkreutz R. Glutathione and immune function. Proc Nutr Soc. 2000 Nov;59(4):595–600. doi: 10.1017/s0029665100000847.
12. Arjinpathana N, Asawanonda P. Glutathione as an oral whitening agent: a randomized, double-blind, placebo-controlled study. J Dermatolog Treat. 2012 Apr;23(2):97-102. doi: 10.3109/09546631003801619. Epub 2010 Jun 5.
13. Watanabe F, Hashizume E, Kamimura A, Sugiyama M, Nakata K. Oral administration of glutathione enhances skin lightening in humans. Journal of Dermatological Treatment, 2014;25(4):276–279.
14. Gibbs CR,Lip GY,Beevers DG. Antioxidantsintheprevention of cardiovascular disease. Journal of the American College of Cardiology, 2015;36(4):1216–1223.
15. Wu G, Fang YZ, Yang S, Lupton JR, Turner ND. Glutathione metabolism and its implications for health. Journal of Nutrition, 2017;134(3):489–492.
16. Villarama CD, Maibach HI. Glutathione as a depigmenting agent: An overview. International Journal of Cosmetic Science, 2015;27(3):147–153.
17. Duloquin C, Smith TM, Robinson SA, Johnson RT. Skin lightening and the role of glutathione: A review. International Journal of Dermatology, 2016;55(1): 123–129.
18. Pinnell SR. Cutaneous photodamage, oxidative stress, and topical antioxidant protection. Journal of the American Academy of Dermatology, 2015;48(1): 1–19.
19. Lang CA, Naryshkin S, Schneider DL, Mills BJ, Lindeman RD. Low blood glutathione levels in healthy aging adults. Journal of Laboratory and Clinical Medicine, 2018;124(1):23–30.
20. Masaki H. Role of antioxidants in the skin: Anti-aging effects. Journal of Dermatological Science, 2017;58(2):85–90.
21. Minich DM, Brown BI. A review of dietary (phyto) nutrients for glutathione support. Nutrients, 2019;11(9):2073.
