Ο αμφιβληστροειδής θέτει μεγάλη ενεργειακή ζήτηση στο σώμα, εν μέρει λόγω της δραστηριότητας των φωτοϋποδοχέων. Αυτά τα εξειδικευμένα κύτταρα είναι υπεύθυνα για τη λήψη φωτός και τη μετάδοση οπτικών πληροφοριών στον εγκέφαλο. Ο θάνατος των φωτοϋποδοχέων είναι η αιτία απώλειας όρασης σε πολλές ασθένειες του αμφιβληστροειδούς και δεν υπάρχουν αποτελεσματικές θεραπείες που να βελτιώνουν την επιβίωσή τους.
Σε μια δημοσίευση στο eLife, ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν μελέτησαν την εξάρτηση των φωτοϋποδοχέων από το αμινοξύ γλουταμίνη (glutamine). Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι η διατήρηση της ισορροπίας των αμινοξέων σε αυτά τα κύτταρα είναι σημαντική για την υγεία των φωτοϋποδοχέων.
Οι ενεργειακές απαιτήσεις των φωτοϋποδοχέων τα καθιστούν ευάλωτα σε μικρές αλλαγές στον μεταβολισμό. Προηγούμενες μελέτες επικεντρώθηκαν στη γλυκόζη ως κύρια πηγή καυσίμου για αυτά τα κύτταρα. Προς το παρόν, μια θεραπεία που εκμεταλλεύεται την εξάρτηση των φωτοϋποδοχέων από τη γλυκόζη δοκιμάζεται σε μια κλινική δοκιμή για ασθενείς με εκφύλιση του αμφιβληστροειδούς.
«Οι φωτοϋποδοχείς είναι ένα από τα πιο μεταβολικά απαιτητικά κύτταρα στο σώμα, γεγονός που μας οδήγησε να αναρωτηθούμε αν εξαρτώνται από πηγές καυσίμου εκτός από τη γλυκόζη για την επιβίωσή τους», δήλωσε ο Thomas Wubben, επίκουρος καθηγητής οφθαλμολογίας και οπτικών επιστημών. «Εξετάσαμε τη γλουταμίνη επειδή είναι το πιο άφθονο αμινοξύ στο αίμα».
Η γλουταμίνη είναι ένα αμινοξύ που μπορεί να παραχθεί από το σώμα. Τροφοδοτεί διάφορες οδούς, βοηθώντας τα κύτταρα να συνθέσουν άλλα αμινοξέα (όπως το γλουταμινικό οξύ και το ασπαρτικό οξύ), των πρωτεϊνών και του DNA.
Για να επιβεβαιώσουν τον ρόλο της γλουταμίνης στην όραση, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ποντίκια που δεν είχαν το ένζυμο γλουταμινάση, το οποίο διασπά τη γλουταμίνη σε γλουταμινικό οξύ το οποίο είναι ένας σημαντικός νευροδιαβιβασής. Συνέκριναν αυτά τα ποντίκια με ποντίκια ελέγχου μετρώντας το πάχος των αμφιβληστροειδών τους. Τα ποντίκια που δεν είχαν γλουταμινάση είχαν ταχεία μείωση του πάχους του αμφιβληστροειδούς με απώλεια αριθμού και λειτουργίας των φωτοϋποδοχέων.
Η γλουταμίνη παίζει ρόλο σε διάφορες κυτταρικές διεργασίες. Για να κατανοήσουν γιατί η γλουταμίνη είναι σημαντική για την επιβίωση των φωτοϋποδοχέων, η ομάδα μέτρησε τα επίπεδα διαφορετικών μορίων σε ποντίκια ελέγχου και σε εκείνα που δεν είχαν γλουταμινάση. Όταν τα ποντίκια δεν είχαν αυτό το ένζυμο, είχαν χαμηλότερα επίπεδα γλουταμινικού οξέος και ασπαρτικού οξέος. Αυτά τα αμινοξέα, με τη σειρά τους, βοηθούν τα κύτταρα να παράγουν πρωτεΐνες που απαιτούνται για τη λειτουργία των φωτοϋποδοχέων.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι τα μειωμένα επίπεδα αμινοξέων ενεργοποίησαν την ολοκληρωμένη απόκριση στο στρες, η οποία είναι γνωστό ότι προκαλεί κυτταρικό θάνατο εάν παραμείνει ενεργή για πολύ καιρό. Όταν ανέστειλαν την απόκριση στο στρες, η ομάδα διαπίστωσε ότι το πάχος του αμφιβληστροειδούς αυξήθηκε.
«Εστιάζουμε τώρα στην κατανόηση των οδών που εξαρτώνται από τη γλουταμίνη και εάν μπορούν να στοχευθούν από φάρμακα ή συμπληρώματα», δήλωσε ο Wubben. Οι οδοί μετατροπής γλουταμίνης σε γλουταμινικό οξύ επηρεάζονται αρνητικά σε μοντέλα ανθρώπινης νόσου του αμφιβληστροειδούς. «Είναι πιθανό η επαναφορά του μεταβολισμού να μπορεί να βοηθήσει στην πρόληψη της απώλειας όρασης και της τύφλωσης».
Η γλουταμίνη είναι το πιο άφθονο αμινοξύ στο σώμα και υποστηρίζει πολλές λειτουργίες του βοηθώντας σε καταστάσεις έντονου στρες, π.χ. μετά από έντονη άσκηση, τραυματισμό ή χειρουργική επέμβαση. Συμμετέχει σε πολλές βιοχημικές διαδικασίες. Συμμετέχει στην πρωτεϊνοσύνθεση και υποστηρίζει την υγεία του εντέρου. Χρησιμεύει ως δότης αζώτου σε πολλές αναβολικές διεργασίες που οδηγούν στον σχηματισμό αζωτούχων ενώσεων, όπως για παράδειγμα στη σύνθεση πουρινών. Χρησιμοποιείται για μεταφορά και απομάκρυνση της αμμωνίας στο αίμα, αλλά και ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ενέργειας από τα κύτταρα, μαζί με τη γλυκόζη. Αποτελεί σημαντική πηγή ενέργειας για το νευρικό σύστημα. Στον εγκέφαλο μπορεί να μετατραπεί σε γλουταμινικό οξύ, ένα άλλο αμινοξύ που υποστηρίζει την υγιή εγκεφαλική λειτουργία.
Οι τροφές με τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε γλουταμίνη είναι τα κρέατα και τα γαλακτοκομικά προϊόντα, αλλά και τα όσπρια, η σόγια και το σιτάρι. Σπάνια παρουσιάζονται χαμηλά επίπεδα γλουταμίνης στους ανθρώπους και, συνήθως, σχετίζονται είτε με την πολύ μικρή κατανάλωση πρωτεϊνούχων τροφίμων είτε με λοιμώξεις και ορισμένες διαταραχές.
