Acido glutammico: a cosa serve e dove si trova

Acido glutammico: a cosa serve e dove si trova
Ultima modifica 05.09.2023
INDICE
  1. Acido glutammico nel metabolismo umano
  2. Acido glutammico come neurotrasmettitore
  3. Circuiti di segnalazione glutammatergici non sinaptici cerebrali
  4. Acido glutammico come precursore del GABA
  5. Dove si trova l’acido glutammico? Alimenti ricchi
  6. Acido glutammico come additivo esaltatore di sapidità
  7. Cenni storici dell’acido glutammico
  8. Bibliografia

L'acido glutammico (simbolo Glu o E), è un α-amminoacido utilizzato da quasi tutti gli esseri viventi nella biosintesi delle proteine; si tratta, pertanto, di un aminoacido proteosintetico.

L'acido glutammico è un nutriente non essenziale per l'uomo, cioè il corpo umano può sintetizzarne abbastanza per soddisfare la richiesta metabolica globale.

Nella forma ionica nota come glutammato svolge un importante ruolo di neurotrasmettitore eccitatorio; nel sistema nervoso dei vertebrati è il più abbondante, dove svolge il ruolo di attivatore neurale.

L'acido glutammico serve inoltre come precursore della sintesi dell'acido gamma-aminobutirrico inibitorio (GABA), presente nei neuroni GABAergici.

La sua formula molecolare è C5H9NO4.

L'acido glutammico esiste in tre forme otticamente isomeriche; la forma L destrogira è solitamente ottenuta per idrolisi del glutine o dalle acque di scarico della produzione di zucchero di barbabietola o per fermentazione.

L'anione glutammato è anche responsabile del sapore umami negli alimenti e viene pertanto utilizzato negli aromi e insaporitori sottoforma di glutammato monosodico.

In Europa è classificato come additivo alimentare E620.

Il radicale corrispondente al glutammato è il glutamil.

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Acido glutammico nel metabolismo umano

Il glutammato è un composto chiave nel metabolismo cellulare.

Negli esseri umani, le proteine alimentari vengono digerite e assorbite in amminoacidi, che fungono da substrato per molte vie funzionali dei tessuti.

Un processo chiave nella degradazione degli amminoacidi è la transaminazione, nella quale il gruppo amminico di un amminoacido viene trasferito a un α-chetoacido, processo tipicamente catalizzato da un enzima transaminasi.

Un α-chetoacido molto comune è l'α-chetoglutarato, un intermedio nel ciclo dell'acido citrico. La transaminazione dell'α-chetoglutarato produce glutammato. L'α-chetoacido risultante è spesso impiegato come combustibile o come substrato per ulteriori processi metabolici.

Alanina + α-chetoglutarato ⇌ piruvato + glutammato

Aspartato + α-chetoglutarato ⇌ ossalacetato + glutammato

Sia il piruvato che l'ossalacetato sono componenti chiave del metabolismo cellulare, contribuendo come substrati o intermedi in processi fondamentali come la glicolisi, la gluconeogenesi e il ciclo dell'acido citrico.

Il glutammato svolge anche un ruolo importante nello smaltimento dell'azoto in eccesso o di scarto da parte dell'organismo. Il glutammato subisce la deaminazione, una reazione ossidativa catalizzata dall'enzima glutammato deidrogenasi, come segue:

glutammato + H2O + NADP+ → α-chetoglutarato + NADPH + NH3 + H+

L'ammoniaca (come ammonio) viene quindi escreta prevalentemente come urea, sintetizzata nel fegato. La transaminazione può quindi essere collegata alla deaminazione, consentendo di fatto di rimuovere l'azoto dai gruppi amminici degli amminoacidi, tramite il glutammato come intermedio, e infine espellerlo dall'organismo sotto forma di urea.

Il glutammato è anche un neurotrasmettitore (vedi sotto), che lo rende una delle molecole più abbondanti nel cervello. I tumori cerebrali maligni noti come glioma o glioblastoma sfruttano questo fenomeno utilizzando il glutammato come fonte di energia, soprattutto quando questi tumori diventano più dipendenti dal glutammato a causa di mutazioni nel gene IDH1.

Acido glutammico come neurotrasmettitore

Il glutammato è il neurotrasmettitore eccitatorio più abbondante nel sistema nervoso dei vertebrati. Nelle sinapsi chimiche, il glutammato è immagazzinato in vescicole. Gli impulsi nervosi innescano il rilascio di glutammato dalla cellula presinaptica.

Il glutammato agisce sui recettori ionotropici e metabotropici (accoppiati a proteine G). Nella cellula postsinaptica opposta, i recettori del glutammato, come il recettore NMDA o il recettore AMPA, legano il glutammato e vengono attivati.

A causa del suo ruolo nella plasticità sinaptica, il glutammato è coinvolto nelle funzioni cognitive come l'apprendimento e la memoria nel cervello.

La forma di plasticità nota come long term potentiation avviene nelle sinapsi glutamatergiche nell'ippocampo, nella neocorteccia e in altre parti del cervello.

Il glutammato funziona non solo come trasmettitore poit-to-point, ma anche attraverso un crosstalk sinaptico di spill-over tra le sinapsi, in cui la somma del glutammato rilasciato da una sinapsi vicina crea segnali extrasinaptici.

Inoltre, il glutammato svolge un ruolo importante nella regolazione dei coni di crescita e nella sinaptogenesi, durante lo sviluppo del cervello, come originariamente descritto da Mark Mattson.

Circuiti di segnalazione glutammatergici non sinaptici cerebrali

È stato scoperto che il glutammato extracellulare nel cervello della Drosophila regola il clustering dei recettori del glutammato postsinaptico, attraverso un processo che coinvolge la desensibilizzazione dei recettori.

Un gene espresso nelle cellule gliali trasporta attivamente il glutammato nello spazio extracellulare, mentre, nei recettori metabotropici del glutammato del gruppo II che stimolano il nucleo accumbens, è stato scoperto che questo gene riduce i livelli di glutammato extracellulare.

Ciò solleva l'ipotesi che il glutammato extracellulare svolga un ruolo "simile al sistema endocrino" come parte di un sistema omeostatico più ampio.

Acido glutammico come precursore del GABA

Il glutammato funge anche da precursore per la sintesi dell'acido gamma-aminobutirrico inibitorio (GABA) nei neuroni GABA-ergici. Questa reazione è catalizzata dall'enzima glutammato decarbossilasi (GAD), che è più abbondante nel cervelletto e nel pancreas.

La sindrome dell'uomo rigido è un disturbo neurologico causato da anticorpi anti-GAD, che porta a una diminuzione della sintesi di GABA e, quindi, a una compromissione della funzione motoria come rigidità muscolare e spasmi.

Poiché il pancreas ha un GAD abbondante, nel pancreas si verifica una distruzione immunologica diretta e i pazienti avranno il diabete mellito.

Acido glutammico per la crescita delle piante

L'auxigro è un preparato per la crescita delle piante che contiene il 30% di acido glutammico.

Dove si trova l’acido glutammico? Alimenti ricchi

Tutte le carni rosse, il pollame, il pesce, le uova, i latticini e il kombu sono ottime fonti di acido glutammico.

Possono essere fonti di acido glutammico anche alcuni alimenti vegetali ricchi di proteine. Dal 30% al 35% del glutine è composta da acido glutammico.

Il 95% del glutammato alimentare viene metabolizzato dalle cellule intestinali in un primo passaggio.

Acido glutammico come additivo esaltatore di sapidità

L'acido glutammico, essendo un costituente delle proteine, è presente negli alimenti, ma può essere percepito al gusto solo quando è presente in forma non legata.

Quantità significative di acido glutammico libero sono presenti in un'ampia varietà di alimenti, inclusi formaggi e salsa di soia, e l'acido glutammico è responsabile dell'umami, uno dei cinque gusti fondamentali del senso del gusto umano.

L'acido glutammico viene spesso utilizzato come additivo alimentare e esaltatore di sapidità sotto forma di sale sodico, noto come glutammato monosodico (MSG).

Cenni storici dell’acido glutammico

L'acido glutammico fu scoperto e identificato nel 1866 dal chimico tedesco Karl Heinrich Ritthausen, che trattò il glutine di frumento (da cui prese il nome) con acido solforico.

Nel 1908, il ricercatore giapponese Kikunae Ikeda dell'Università Imperiale di Tokyo identificò i cristalli marroni rimasti dopo l'evaporazione di una grande quantità di brodo di kombu come acido glutammico. Al palato, questi cristalli riproducevano un particolare sapore, presente soprattutto nelle alghe. Il professor Ikeda ha definito questo sapore umami. Ha quindi brevettato un metodo per produrre il sale cristallino dell'acido glutammico, cioè il glutammato monosodico.

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Autore

Dott. Riccardo Borgacci

Dott. Riccardo Borgacci

Dietista e Scienziato Motorio
Laureato in Scienze motorie e in Dietistica, esercita in libera professione attività di tipo ambulatoriale come dietista e personal trainer