גלוטתיון הוא נוגד החמצון הטבעי בתפוצה הרחבה ביותר ובעל התכולה הגבוהה ביותר בתאים אנושיים. גלוטתיון יכול לנטרל פרוקסידים ורדיקלים חופשיים של חמצן בתאים, להגן על שומני ממברנת התא, DNA ואנזימי סולפהדריל מפני חמצון, ולהבטיח תפקוד תקין של פונקציות פיזיולוגיות מולקולריות.
1. מהו גלוטתיון?
פפטיד ושם
פפטיד הוא תרכובת שנוצרת על ידי חומצות אמינו המחוברות בקשרי פפטיד, והיא גם תוצר ביניים של הידרוליזה של חלבון. ההבדל מחלבון הוא שהפפטידים פשוטים יותר בהרכבם וקטנים יותר במשקלם המולקולרי, כך שקל יותר להיספג בגוף האדם.
ניתן לקרוא לפפטידים על פי מספר חומצות האמינו מהן הם מורכבים: תרכובת שנוצרת מהתייבשות עיבוי של שתי מולקולות חומצות אמינו נקראת דיפפטיד, ובאופן דומה ישנם טריפפטידים, טטרפפטידים, פנטפפטידים וכו'. פפטידים המורכבים משלושה או יותר מולקולות חומצות אמינו נקראות פוליפפטידים.
יש גם מינוח לפיו פפטידים המורכבים מ-2 עד 10 חומצות אמינו נקראים אוליגופפטידים (פפטידים מולקולות קטנות), 10 עד 50 חומצות אמינו נקראות פוליפפטידים, ויותר מ-50 חומצות אמינו נקראות חלבונים.
פפטידים מולקולות קטנות נקראים גם פפטידים פעילים מולקולות קטנות בגלל פעילותם החזקה והספיגה הקלה שלהם,והם זכו ליותר ויותר תשומת לב מחקרית.
גלוטתיון
גלוטתיון מופחת (GSH) הוא טריפפטיד מולקולה קטנה המורכב מחומצה גלוטמית, ציסטאין וגליצין. בני אדם יכולים לסנתז גלוטתיון בתאים שלהם.
בהתאם, גלוטתיון מחומצן (GSSG) הוא דיסולפיד הנוצר על ידי שתי מולקולות של GSH.
יותר מ-90% מהגלוטתיון בגוף האדם קיים בצורה מופחתת, והשאר קיים בצורה מחומצנת. חמצון גלוטתיון ורדוקטאז מזרזים את ההמרה ההדדית של השניים. היחס בין שני המצבים של גלוטתיון משקף את רמת הלחץ החמצוני הסלולרי. ערך GSSG:GSH גבוה מדי מצביע על כך שהתא נמצא בלחץ חמצוני גבוה מדי.
S-Glutathionylation: ממנגנונים מולקולריים לתוצאות בריאותיות
2. הפצת גלוטתיון
כמעט כל תא בגוף האדם מכיל GSH. פיזורו בגוף הוא שני רק למולקולות המים. GSH הוא התיול עם התוכן הגבוה ביותר בתאי בעלי חיים. הריכוז בתאים כלליים הוא בין 0.5 ל-2 mM. לכבד, כאיבר ניקוי הרעלים הגדול ביותר בגוף האדם, יש תכולת GSH של עד 10 מ"מ. ריכוז ה-GSH החוץ-תאי משתנה ממקום למקום, וה-GSH בפלזמה נמצא בטווח המיקרומולארי.
לגלוטתיון תפקיד חשוב גם בבעלי חיים וצמחים אחרים. התוכן בשמרי אפייה, נבט חיטה וכבד של בעלי חיים הוא 100 ~ 1000 מ"ג/100 גרם, בדם עוף הוא מכיל 58 ~ 73 מ"ג/100 גרם, ובדם חזיר הוא מכיל 10 ~ 15 מ"ג/100 גרם.
3. פונקציות חשובות של גלוטתיון
לגלוטתיון יש שלושה תפקידים עיקריים: נוגד חמצון, ניקוי רעלים ושיפור מערכת החיסון.
נוגד חמצון
עודף רדיקלים חופשיים של חמצן וחמצן המצטברים בגוף האדם יובילו לחמצון של חלבונים, שומנים ו-DNA. מתח חמצוני קשור לעיתים קרובות למחלות כמו דלקת פרקים, פיברוזיס ריאתי, מחלת פרקינסון, טרשת נפוצה, סרטן והזדקנות. לכן, יש צורך לקחת מספיק נוגדי חמצון כדי להילחם נגד הנזק הפוטנציאלי הנגרם על ידי רדיקלים חופשיים.
גלוטתיון הוא נוגד החמצון הטבעי בתפוצה הרחבה ביותר ובעל התכולה הגבוהה ביותר בתאים אנושיים. גלוטתיון יכול לנטרל פרוקסידים ורדיקלים חופשיים של חמצן בתאים, להגן על שומני קרום התא, DNA ואנזימי סולפהדריל מפני חמצון, ולהבטיח תפקוד תקין של תפקודים פיזיולוגיים מולקולריים. פונקציה זו מושגת בעיקר באמצעות פעילות הסולפהדריל בציסטאין.
2 GSH + R2O2 → GSSG + 2 ROH (R=H, אלקיל)
GSH + R. ← 0.5 GSSG + RH
GSH גם מעורב באופן נרחב בתגובות חיזור שונות בתאים, תוך ביטול הנזק של חומרים מחמצנים למבנה קרום תאי הדם האדומים ושמירה על יציבות מבנה קרום תאי הדם האדומים.
ניקוי רעלים
קבוצת התיול של GSH יכולה להכיל רעלים כמו מתכות כבדות, פלואוריד וגז חרדל, והיא משמשת לעתים קרובות לשילוב עם רעלים או תרופות כדי לחסל תופעות לוואי רעילות [5]. לכן, תכולת GSH בתאי כבד גבוהה בהרבה מזו שבתאים אחרים.
חוסר GSH יאיץ אפופטוזיס של תאי כבד ויוביל לכבד שומני. תוסף GSH יכול להעלות את רמות החלבון, האנזימים והבילירובין בדם של חולים עם כבד שומני כרוני, והזרקה תוך ורידית של GSH יכולה להפחית את רמת המלונדיאלדהיד, סמן לנזק לכבד.
שפר חסינות
GSH לא רק מגן על תאי מערכת החיסון מפני נזק, אלא גם ממלא תפקיד חשוב בוויסות האיזון של מערכת החיסון. ההשתקפות הישירה שלו היא ההשפעה המגנה על טלומרים של תאים חיסוניים, אשר נתמכה על ידי נתונים קליניים (ראה איור למטה).
השפעת ה-GSH על מערכת החיסון מתבטאת גם בקידום הפעלה, שגשוג והתמיינות של תאי T, וממלאת תפקיד חשוב בשמירה על חסינות תאי T.
ל-GSH יש גם השפעה אנטי-ויראלית ישירה. טיפול אדג'ובנטי משופר GSH לחולי COVID-19 יכול לשפר את התגובה החיסונית של המטופל ולהפחית את הסיכוי לפתח מחלה קשה.
בנוסף לשלוש הנקודות הנ"ל, GSH מעורב גם בוויסות מטבולי, העברת אותות עצביים, התפשטות תאים ואפופטוזיס, וניתן לומר שהוא כל סיבוב. GSH יכול להקל על דלקות פרקים וכאבים, ויכולותיו נוגדות החמצון וניקוי הרעלים זכו זמן רב לפרסום נרחב בשל השפעות ההלבנה שלהם.
4. כיצד לשמור על רמות Gsh
הזדקנות, סרטן, סיסטיק פיברוזיס, לב וכלי דם, דלקות, חוסר איזון חיסוני, מחלות ניווניות וכו' יצרכו יתר על המידה GSH בגוף. הרגלי אכילה רעים, מחלות כרוניות, זיהומים ויראליים ומתח מתמשך יזרזו גם הם את אובדן הגלוטתיון. חוסר ב-GSH יוביל להצטברות של רדיקלים חופשיים, רעלנים וכדומה, מה שיהפוך אותו לרגיש יותר לזיהומים חיידקיים וויראליים, תגובות דלקתיות והזדקנות מוקדמת וכו' ויפול למעגל קסמים.
אם ה-GSH של גוף האדם יורד מתחת ל-70% מהרמה הרגילה, יהיה קשה לשמור על תפקודים פיזיולוגיים תקינים.
כדי לשמור על רמת GSH יציבה בגוף, הדרך היחידה היא "להגדיל הכנסה" ו"להפחית הוצאות".
"הפחתת הוצאה" משמעה שמירה על הרגלי חיים בריאים, הפחתת יצירת רדיקלים חופשיים והפחתת החשיפה לרעלים בסביבה, כגון אלכוהול, ממתיקים מלאכותיים, ניטריטים, קרינה אלקטרונית, זיהום אוויר ועוד, ובכך להפחית צריכה מופרזת של GSH. .
"הגדלת ההכנסה" היא לספק לגוף האדם הון מספיק נוגדי חמצון וניקוי רעלים על ידי השלמה מתאימה של GSH כדי לשפר את חסינות הגוף. בנוסף לאכילת מזונות עשירים ב-GSH, ניתן גם לאכול יותר מזונות המכילים גופרית, ויטמינים C, D, E וסלניום.
עם זאת, הבעיה הגדולה ביותר עם גלוטתיון כיום היא הזמינות הביולוגית הנמוכה ביותר שלו דרך הפה. לעתים קרובות הוא עובר הידרוליזה במערכת העיכול ואינו יכול להיכנס לתאים כדי למלא תפקיד. לכן, GSH הנלקח ממזון קשה להיספג ולניצול. כאשר הוא חסר, נדרשת תוספת נוספת כדי להשיג את אפקט השיפור. בעת בחירת תוספי מזון, כדאי לשים לב גם לצורת המינון. באופן כללי, טכנולוגיות אספקת תרופות כגון ליפוזומים ואריזות דו-שכבתיות של מיקרופוספוליפידים יכולות לספק תרופות טוב יותר לאתר היעד, ובכך להפעיל את יעילותן.