Physiological mechanisms of nonessential proteinogenic amino acids and their significance for neurology
https://doi.org/10.34680/2076-8052.2022.4(129).61-65
Abstract
More than 200 amino acids are known to be of natural origin, and only 20 of them are proteinogenic. Proteinogenic amino acids and their metabolites perform important physiological functions in the processes of neurotransmission, neurotrophy, and neuroprotection. Neurotransmission refers to the propagation of nerve impulses through neurotransmitters, and neurotrophic effect refers to the growth and renewal of nervous tissue. The neuroprotective effect is characterized by the prevention of apoptosis of neurons and glia, inhibition of neurodegenerative processes. Many amino acids exert neurological effects through N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors, some directly — glutamine, aspartate, glycine; others indirectly — alanine. Ionotropic NMDA receptors play a significant role in the correct transmission of nerve signals by regulating the duration of the excitatory potential. Based on this, proteinogenic amino acids and their metabolites play an important role in the functioning of the nervous system. The work carried out a comprehensive analysis of the molecular mechanisms of action of proteinogenic non-essential amino acids and their derivatives based on molecular, biological, and physiological data from scientific literature.
About the Authors
T. I. Okonenko
Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого
Russian Federation
Russian Federation
K. Yu. Kartysheva
Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого
Russian Federation
Russian Federation
G. A. Antropova
Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого
Russian Federation
Russian Federation
A. P. Novikova
Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Лысиков Ю.А. Аминокислоты в питании человека // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2012. №2. С.88–105.
2. Хныченко Л.К., Сапронов Н.С. Фармакологическая активность аминокислоты таурина // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2004. Т.3, №4. С.15–19.
3. Громова О.А., Торшин И.Ю., Гусев Е.И. и др. Молекулярные механизмы воздействия аминокислот в составе Церебролизина на нейротрансмиссию. Нейротрофические и нейропротективные эффекты аминокислот // Трудный пациент. 2010. Т.8, №4. С.25–31.
4. Червяков А.В., Захарова М.Н., Пестов Н.Б. Роль D-аминокислот в патогенезе нейродегенеративных заболеваний и при нормальном старении // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2014. Т.8, №2. С.51–58.
5. Алексеева Е.В. Изменение содержания глутаминовой кислоты в плазме крови у больных в критическом состоянии при гипоксии // Вестник современной клинической медицины. 2016. Т.9, №5. С.14–25. DOI: https://doi.org/10.20969/VSKM.2016.9(5).14-25
6. Dalangin R., Kim A., Campbell R.E. The role of amino acids in neurotransmission and fluorescent tools for their detection // International journal of molecular sciences. 2020. Vol.21(17). Article number: 6197. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms21176197
7. Seckler J.M., Lewis S.J. Advances in D-Amino acids in neurological research // International journal of molecular sciences. 2020. Vol.21(19). Article number: 7325. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms21197325
8. Tuncer M.C., Hatipoglu E.S., Ozturk H. et al. The effects of L-arginine on neurological function, histopathology, and expression of hypoxia-inducible factor-1 alpha following spinal cord ischemia in rats // European Surgical Research. 2005. Vol.37. P.323–329. DOI: https://doi.org/10.1159/000090331
9. Armengou A., Hurtado O., Leira R. et al. L-arginine levels in blood as a marker of nitric oxide-mediated brain damage in acute stroke: a clinical and experimental study // Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2003. Vol.23(8). P.978–984. DOI: https://doi.org/10.1097/01.WCB.0000080651.64357.C6
10. Rozman M. Aspartic acid side chain effect: experimental and theoretical insight // Journal American Society for Mass Spectrometry. 2007. Vol.18(1). P.121–127. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jasms.2006.09.009
11. Errico F., D'Argenio V., Sforazzini F. et al. A role for D-aspartate oxidase in schizophrenia and in schizophreniarelated symptoms induced by phencyclidine in mice // Translational Psychiatry. 2015. Vol.5(2). Article number: e512. DOI: https://doi.org/10.1038/tp.2015.2
12. Чуновалова В.И. Тормозные нейромедиаторы // Междунар. студенческий научный вестник. 2020. №3. [Электронный ресурс]. URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=20069 (дата обращения: 13.09.2022).
13. Потупчик Т., Веселова О., Эверт Л. и др. Спектр фармакологических эффектов глицина // Врач. 2015. №12. С.14–16.
14. Шейбак Л.Н. «Катехоламиновый всплеск» и его значение для новорожденных // Проблемы здоровья и экологии. 2015. №3(45). С.24–28.
15. Дорошенко А.С., Солодков А.П., Шебеко В.И. Влияние N-ацетил-L-цистеина на роль супероксид-анионов в регуляции тонуса коронарных сосудов и сократительной функции миокарда при стрессе // Медицинский журнал. 2005. №4(14). С.48–50.
16. Шейбак В.М., Шейбак Л.Н. Биологическая роль таурина в организме млекопитающих // Медицинские новости. 2005. №10. С.15–18.
17. Nguyen T.T., Bhattarai J.P., Park S.J. Han S.K. Activation of glycine and extrasynaptic GABA(A) receptors by taurine onthe substantia gelatinosa neurons of the trigeminal subnucleus caudalis // Neural plasticity. 2013. Vol.2013: Article number: 740581. DOI: https://doi.org/10.1155/2013/740581
Review
For citations:
Okonenko T.I., Kartysheva K.Yu., Antropova G.A., Novikova A.P. Physiological mechanisms of nonessential proteinogenic amino acids and their significance for neurology. Title in english. 2022;(4(129)):61-65. (In Russ.) https://doi.org/10.34680/2076-8052.2022.4(129).61-65
Views:
72
Email this article 