Глутамин и глутамат: их центральная роль в клеточном метаболизме и функционировании клеток

Глюкоза широко признана основным питательным субстратом, необходимым для поддержания и обеспечения функций клеток. Однако мы предлагаем считать аминокислоты с пятиуглеродным скелетом — глутамин и глутамат — не менее важными для поддержания и обеспечения клеточных функций. Глутамин выполняет множество функций: служит субстратом для синтеза белка и анаболическим предшественником роста мышц; участвует в поддержании кислотно-основного равновесия в почках; служит субстратом для синтеза мочевины в печени и глюконеогенеза в печени и почках; является окислительным топливом для кишечника и клеток иммунной системы; обеспечивает перенос азота между органами; служит предшественником для синтеза нейромедиаторов, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, а также для образования глутатиона. Многие из этих функций связаны с превращением глутамина в глутамат. Мы предполагаем, что уникальные особенности концентрации этих аминокислот и путей их метаболизма позволяют им участвовать в широком спектре процессов, связанных со специализированными функциями клеток, использующих глутамин. В этом обзоре мы освещаем особенности метаболизма глутамина и глутамата в разных типах таких клеток и показываем, как ключевые метаболические процессы связаны с функциями клеток.