Glutamiinihappo
Glutamiinihappo (CHNO) eli 2-aminopentaanidihappo (lyhenne Glu tai E) on yksi luonnon 20 yleisimmästä aminohaposta. Se tunnetaan myös anioni-nimellään glutamaatti. Glutamiinihappo on asparagiinihapon ohella toinen kahdesta happamasta aminohaposta ja se esiintyy fysiologisessa pH:ssa aina negatiivisena ionina. Se on glutamiinin karboksyylihappomuoto. Glutamiinihapporadikaali on nimeltään glutamyyli. Glutamiinihapon CAS-numero on 56-86-0 ja elintarvikkeissa käytettävä glutamiinin natriumsuolan E-koodi on E620.
Glutamiinihappo on ei-välttämätön aminohappo, jonka ihmisen elimistö pystyy syntetisoimaan esimerkiksi alaniinin tai aspartaatin ja alfa-ketoglutaraatin yhdistämällä.
Glutamiinhapon isomeeri L-glutamaatti toimii aivokudoksessa proteiinien ja pienten peptidien rakennusaineena, hermovälittäjäaineena, solujen välisen ionisen ja osmoottisen toiminnan säätelijänä, välivaiheena energia-aineenvaihdunta-ketjussa, gamma-aminovoihapon GABA:n esiasteena, ammoniakin detoksifikaatiossa sekä liiallisissa määrin hermomyrkkynä.
Se toimii lisäksi mm. rasvahappojen, foolihapon, glutationi-tripeptidin rakennusaineena ja sillä on merkittävä rooli kipuviestien välittämisessä sekä hermosolujen vaurioihin liittyen.
Aivoissa L-glutamaatti voi syntetisoitua seitsemällä eri tavalla, myös vastakkaiseen suuntaan takaisin l-glutamaatiksi. Aspartaattiaminotransferaasientsyymin avulla aspartaatista ja alfa-ketoglutaraatista, glutamaatti-dehydrogenaasin avulla vedestä ja glutamaatista, sekä GABA-, alaniini- tai ornitiini-aminotransferaasientsyymin avulla, asparagiini-syntetaasilla, tai vain yhteen suuntaan ornitiinista l-glutamaatiksi pyrrolideoni-dehydrogenaasilla. Muualla elimistössä se johtuu glutamiinistä.
L-glutamaatti ei pysty läpäisemään veri-aivoestettä. Aivojen verisuonten seinämissä, kapillaarisessa endoteelissä on kuitenkin ainakin yhdeksän erilaista aminohappojen siirtoon erikoistunutta kalvoproteiinijärjestelmää. Järjestelmien avulla elimistö säätää aivojen L-glutamaattitasoja, ja monet niistä voivat siirtää useita muitakin aminohappoja veri-aivoesteen yli.
Glutamiinihappo on aivojen pääasiallinen kiihottava eli eksitoiva hermovälittäjäaine. Glutamaatti on avainroolissa hermoston kestoherkistymisessä ja vaikuttaa mm. oppimiseen ja muistiin.
Glutamaatti on voimakkaasti glutamaattireseptoreita aktivoiva. L-Glutamaatilla on suurina pitoisuuksina hermo- ja gliasolujen kuolemaa aiheuttava neurotoksinen luonne.
Glia- ja hermosolujen solukalvojen pinnoilla olevat EAAT- (kiihdyttävä aminohappo transportteri) ja VGLUT- (vesikkeli glutamaatti transportteri) tyyppiset glutamaattitransportterit siirtävät nopeasti glutamaattia solujen välisestä tilasta solujen sisään. Aivovauriossa tai muussa vastaavanlaisessa epänormaalissa terveydentilassa transportterit saattavat toimia vastakkaiseen suuntaan ja näitä soluja kiihdyttävän glutamaatin pitoisuus solujen välisessä tilassa kasvaa. Glutamaatti saa aikaan solujen ulkopinnan NMDA-reseptorien aktivoitumisen ja kalsiumionien (Ca) virtaamisen reseptorien Ca-ionikanavien kautta solujen sisään, joka voi johtaa lopulta solujen kuolemaan mahdollisesti ainakin seuraavanlaisten vauriomekanismien kautta:
Aivojen normaalien glutamaattitasojen pienestäkin häiritsemisestä voi seurata voimallinen vaikutus käytökseen ja muihin aivojen toimintaan liittyviin ominaisuuksiin. On kuitenkin huomattava, että glutamaatin nauttiminen suun kautta lisäaineena ei juurikaan vaikuta sen pitoisuuksiin keskushermostossa mainitusta kolmesta syystä: Ainetta on elimistössä runsaimmin luonnostaankin juuri hermostossa, se ei läpäise veriaivokynnystä ja elimistö osaa syntetisoida sitä itse.
Glutamaatti ruoassa ei sinänsä ole turvallisuusriski, vaikka siitä on herännyt paljon keskustelua ja se on jopa kielletty joissain Suomen kouluissa. Yliherkkyysreaktioita se voi joillekin aiheuttaa.
Glutamiinihapon natriumsuolaa, natriumglutamaattia, käytetään arominvahventeena (lisäaine E621). Makuaistin viides perusmaku, umami, tunnistaa nimenomaan natriumglutamaatin.
Glutamiinihappoa on runsaasti hiivauutteessa, jota sitäkin käytetään arominvahventeena.