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谷胱甘肽

含γ-醯胺鍵和巰基的三肽

谷胱甘肽(glutathione,r-glutamyl cysteingl +glycine,GSH)是一種含γ-醯胺鍵和巰基三肽,由谷氨酸半胱氨酸甘氨酸徠組成。存在於幾乎身體的每一個細胞。谷胱甘肽能幫助保持正常的免疫系統的功能,並具有抗氧化作用和整合解毒作用,半胱氨酸上的巰基為其活性基團(故常簡寫為G-SH)。

谷胱甘肽有還原型(G-SH)和氧化型(G-S-S-G)兩種形式,在生理條件下以還原型谷胱甘肽占絕大多數。谷胱甘肽還原酶催化兩型間的互變。該酶的輔酶為磷酸戊糖旁路代謝提供的NADPH

簡介


谷胱甘肽(glutathione,GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸結合,含有巰基的三肽,具有抗氧化作用和整合解毒作用。半胱氨酸上的巰基為谷胱甘肽活性基團(故谷胱甘肽常簡寫為G-SH),易與某些藥物(如撲熱息痛)、毒素(如自由基、碘乙酸、芥子氣,鉛、汞、砷等重金屬)等結合,而具有整合解毒作用。故谷胱甘肽(尤其是肝細胞內的谷胱甘肽)能參與生物轉化作用,從而把機體內有害的毒物轉化為無害的物質,排泄出體外。谷胱甘肽還能幫助保持正常的免疫系統的功能。

功能


谷胱甘肽廣泛存在於動、植物中,在生物體內有著重要的作用。在麵包酵母小麥胚芽和動物肝臟中的含量很高,達100~1000mg/100g,在人體血液中含26~34mg/100g,雞血中含58~73mg/100g,豬血中含10~15mg/100g,在西紅柿、菠蘿、黃瓜中含量也較高(12~33mg/100g),而在甘薯、綠豆芽、洋蔥、香菇中含量較低(0.06~0.7mg/100g)。
機體新陳代謝產生的過多自由基會損傷生物膜,侵襲生命大分子,加快機體衰老,並誘發腫瘤或動脈粥樣硬化的產生。谷胱甘肽在人體內的生化防禦體系起重要作用,具有多方面的生理功能。它的主要生理作用是能夠清除掉人體內的自由基,做為體內一種重要的抗氧化劑,保護許多蛋白質和酶等分子中的巰基。GSH的結構中含有一個活潑的巰基-SH,易被氧化脫氫,這一特異結構使其成為體內主要的自由基清除劑。例如當細胞內生成少量H2O2時,GSH在谷胱甘肽過氧化物酶的作用下,把H2O2還原成H2O,其自身被氧化為GSSG,GSSG由存在於肝臟和紅細胞中的谷胱甘肽還原酶作用下,接受H還原成GSH,使體內自由基的清除反應能夠持續進行。
谷胱甘肽不僅能消除人體自由基,還可以提高人體免疫力。谷胱甘肽維護健康,抗衰老,在老人遲緩化的細胞上所發揮的功效比年輕人大。
谷胱甘肽還可以保護血紅蛋白不受過氧化氫氧化、自由基等氧化從而使它持續正常發揮運輸氧的能力。紅細胞中部分血紅蛋白在過氧化氫等氧化劑的作用下,其中二價鐵氧化為三價鐵,使血紅蛋白轉變為高鐵血紅蛋白,從而失去了帶氧能力。還原型谷胱甘肽既能直接與過氧化氫等氧化劑結合,生成水和氧化型谷胱甘肽,也能夠將高鐵血紅蛋白還原為血紅蛋白。人體紅細胞中谷胱甘肽的含量很多,這對保護紅細胞膜上蛋白質的巰基處於還原狀態,防止溶血具有重要意義。
谷胱甘肽保護酶分子中-SH基,有利於酶活性的發揮,並且能恢復已被破壞的酶分子中-SH基的活性功能,使酶重新恢復活性。谷胱甘肽還可以抑制乙醇侵害肝臟所產生的脂肪肝。
谷胱甘肽對於放射線、放射性藥物所引起的白細胞減少等癥狀,有強有力的保護作用。谷胱甘肽能與進入人體的有毒化合物、重金屬離子或致癌物質等相結合,並促進其排出體外,起到中和解毒作用。

作用機制


GSH作為一種細胞內重要的調節代謝物質,其既是甘油醛磷酸脫氫酶的輔基,又是乙二醛酶及丙糖脫氫酶的輔酶,參與體內三羧酸循環糖代謝,並能激活多種酶,如巰基(SH)酶-輔酶等,從而促進糖類、脂肪和蛋白質代謝。GSH分子特點是具有活性巰基(-SH),是最重要的功能集團,可參與機體多種重要的生化反應,保護體內重要酶蛋白巰基不被氧化、滅活,保證能量代謝、細胞利用。同時,其通過巰基與體內的自由基結合,可直接使自由基還原成酸性物質,從而加速自由基的排泄,並對抗自由基對重要臟器的損害。Haddad等研究發現,GSH參與了脂多糖誘導的細胞因子轉錄的調節及I-KB/NF-KB信號通路的調節。Armstrong等發現,GSH含量的降低是一種潛在的凋亡早期激活信號,隨後產生的氧自由基促使細胞發生凋亡。

應用


谷胱甘肽具有廣譜解毒作用,不僅可用於藥物,更可作為功能性食品的基料,在延緩衰老、增強免疫力、抗腫瘤等功能性食品廣泛應用。

臨床藥物

已人工研製開發出了谷胱甘肽藥物,廣泛應用於臨床,除利用其巰基以螯合重金屬、氟化物、芥子氣等毒素中毒外,還用在肝炎、溶血性疾病以及角膜炎、白內障和視網膜疾病等,作為治療或輔助治療的藥物。近年來,西方科學家,尤其是日本學者發現谷胱甘肽具有抑制艾滋病毒的功能。
最新研究還表明,GSH能夠糾正乙醯膽鹼膽鹼酯酶的不平衡,起到抗過敏作用,還可防止皮膚老化及色素沉著,減少黑色素的形成,改善皮膚抗氧化能力並使皮膚產生光澤,另外,GSH在治療眼角膜病及改善性功能方面也有很好作用。

與維生素C

另外,維生素C也是體內一種重要的抗氧化劑。由於維生素C能可逆地加氫或脫氫,故維生素C在體內許多氧化還原反應中有重要作用。例如,許多酶的活性基團是巰基(-SH),維生素C能夠維持-SH處於還原狀態而保持酶的活性;維生素C可以使氧化型谷胱甘肽轉變為還原型谷胱甘肽(GSH),使機體代謝產生的過氧化氫(H2O2)還原;維生素C還可保護維生素A、E及某些B族維生素免受氧化。因此,運用谷胱甘肽時,與維生素C並用,能夠提高其功效。

食品

添加谷胱甘肽可起到意想不到的作用
1、加入到面製品中,可起到還原作用。不僅使製造麵包的時間縮短至原來的二分之一或三分之一,勞動條件大幅度改善,並起到食品營養的強化作用及其他功能。
2、將其加入到酸奶和嬰幼兒食品中,相當於維生素C,可起到穩定劑的作用。
3、將其拌到魚糕中,可防止色澤加深。
4、加到肉製品和乾酪等食品中,具有強化風味的效果。

藥品


商品名稱

阿拓莫蘭、汀諾、松泰斯、泰特、古拉定

製劑規格

片劑:0.1 g;粉針劑:0.3 g、0.6 g 。

藥理作用

谷胱甘肽是含有巰基的三肽化合物,在人體內具有活化氧化還原系統、激活酶、解毒作用等重要生理活性。谷胱甘肽在體內以還原型和氧化型兩種形式存在,其活性成分為還原型谷胱甘肽參與體內三羧酸循環及糖代謝,促進體內產生高能量,起到輔酶作用。還原型谷胱甘肽是甘油醛磷酸脫氧酶的輔基,又是乙二醛酶及磷酸丙糖脫氨酶的輔酶。還原型谷胱甘肽能激活體內的SH酶等,促進碳水化合物、脂肪及蛋白質的代謝以調節細胞膜的代謝過程。還原型谷胱甘肽能與多種外源性、內源性有毒物質結合生成減毒物質。

適應證

本品用於慢性肝臟疾病的輔助治療。包括病毒性,藥物毒性、酒精毒性引起的肝臟損害.也可用於有機磷、氨基或硝基芳香化合物中毒。

用法用量

口服
置於頰黏膜與齒齦間含服,成人每日3次,每次0.4 g(4片),一般12周為1個療程。
肌注及靜脈給葯
(1)可用於化療(順鉑、環磷醯胺阿黴素柔紅黴素博來黴素)的輔助用藥,可以減輕化療造成的損傷而不影響療效,從而增加化療的劑量。
首次給藥劑量1500 mg/m,溶於100 ml生理鹽水或5%葡萄糖注射液,15分鐘內靜脈輸注;在第2 ~ 5天,肌注,600 mg每天。環磷醯胺治療后,應立即靜脈15分鐘輸注以減輕化療對泌尿系統的影響。對於順鉑治療,還原型谷胱甘肽劑量不超過35mg/mg順鉑,以免影響化療,或遵醫囑。
(2)可用於酒精、病毒、藥物及其他化學物質導致的肝損傷的輔助治療。
①對於病毒性肝炎,1200 mg,1次/日,靜脈滴注,30天;②重症肝炎,1200 ~ 2400 mg,1次/日,靜脈滴注,30天;③活動性肝硬化、1200mg,1次/日,靜脈滴注,30天;④脂肪肝,1800 mg,1次/日,靜脈滴注,30天;⑤酒精性肝炎,1800 mg,1次/日,靜脈滴注,14 ~ 30天;⑥藥物性肝炎、1200 ~ 1800 mg,1次/日,靜脈滴注,14 ~ 30天。
(3)用於放療輔助用藥,照射后給葯,劑量1500 mg/m,或遵醫囑。
(4)可用於低氧血症的治療,劑量500 mg/m,溶於100 ml生理鹽水,靜脈給葯,以後每天300 ~ 600mg肌注維持。
(5)使用注意:(300~600 mg)肌注時必須完全溶於溶解液,溶解液需清澈無色。靜脈注射給葯,藥物能夠被溶解液溶解然後緩慢注射,靜脈滴注給葯至少需要20 ml溶解液。

不良反應

1.輕度口腔黏膜白斑、潰瘍、舌苔剝脫和疼痛等口腔不適。
2.罕見突發性皮疹。
3.偶爾有食慾缺乏,噁心,嘔吐,上腹痛等症。停葯后消失,注射局部輕度疼痛。

注意事項

1.當發生口腔不良反應時,建議停用本品。
2.放在兒童不易觸及的地方。
3.苯丙酮尿病人慎用。
4.溶解后的溶液立即使用,剩餘的藥液不能再用。
5.肌內注射僅限於需要此途徑給葯時使用,並應避免同一部位反覆注射。

作用


⑴解毒
輻射病及輻射防護
⑶保護肝臟
⑷抗過敏
⑸改善某些疾病的病程和癥狀
⑹養顏美容護膚
⑺增加視力及眼科疾病
⑻抗衰老作用

食物


在很多水果中都含有谷胱甘肽,如番茄(俗稱西紅柿)、櫻桃、聖女果(俗稱小西紅柿)等。所以,在日常生活中多吃些水果,是有益於延緩衰老、延年益壽的。

檢測標準


Glutathionum
C10H17N3O6SMr:307.3
DEFINITION
谷胱甘肽
定義描述
L-r谷氨醯基-L-半胱氨醯基甘氨酸
含量:按乾燥品計算,98.0%-101.0%
性狀
外觀性狀:白色或幾乎白色結晶性粉末或無色的結晶。
溶解度:易溶於水,微溶於96%乙醇及二氯甲烷。
鑒別
A 比旋度符合特定的光學旋轉測定(見測定項)。
B 紅外吸收光譜檢測(2.2.24)
對比:谷胱甘肽CRS.
測定
溶液S:取該品5.0g,蒸餾水R溶解並稀釋至50ml。
溶液澄清度溶液S澄清(2.2.1),無色(2.2.2,Method II)
比旋度(2.2.7)-15.5~-17.5(干品物質)
取該品1.0g,蒸餾水R溶解並稀釋至25.0ml。
有關物質採用毛細管電泳法(2.2.47)
溶液應臨用前新鮮配製
毛細管
-材料:石英(未塗層)
-尺寸:有效長度0.5m,總長:0.6m,內徑75 μm
溫度:25℃
電解質溶液:取無水磷酸二氫鈉R1.50g,加水R230.0ml,用磷酸R調節PH值為1.80。加水R稀釋至150.0ml,檢測PH值,如有必要,用磷酸R或氫氧化鈉溶液R調節PH值。
檢測:採用分光光度計在200 nm處檢測
新毛細管的預處理:在首次進樣前在壓力138Kpa下用0.1mol/L鹽酸溶液前沖洗毛細管20min,138Kpa壓力下用水R沖洗10分鐘已達到全平衡狀態,用電解質溶液在350kpa條件下沖洗40min,在電壓20kv條件下保持60min。
預處理的毛細管:138 kPa壓力下,用電解質溶液沖洗毛細管40min;
批間沖洗:138 kPa壓力下,依次用水R沖洗毛細管1min,0.1mol/L氫氧化鈉溶液沖洗2min;水R沖洗1min,0.1mol/L鹽酸溶液沖洗3min,最後用電解質溶液沖洗10min;
進樣:3.45 kPa壓力下維持5s;注入電解質溶液(空白溶液),對照溶液(b)、(c)和供試溶液a、b
遷移:電壓為20KV
運行時間:45min
相對遷移率:相對於內標物質(約14min)
雜質A=約0.77
雜質B=約1.04;雜質E=約1.2
雜質C=約1.26;雜質D=約1.3
系統適用性
解析度:內標物質產生的峰與對照溶液C中那個雜質B產生的峰之間最低為1.5,如有必要,使用稀氫氧化鈉溶液上調PH值
峰-谷比:最低位2.5.其中:HP=雜質D產生的基線峰以上的高度
HV=對照溶液中谷胱甘肽產生的峰的分離曲線的最低點以上的高度
如有必要採用磷酸下調PH。
電泳法測定以上項目,供試溶液a在與內標物質在相同的遷移時間裡沒有出現峰(可用苯丙氨酸峰進行校正)
限度供試溶液B
校正面積:相對遷移時間除以所有峰面積之和
校正因子:
雜質A、B、E:
氯化物不得大於200ppm
取溶液S2.5ml,加水R稀釋至15ml。
硫酸鹽不得大於300ppm
取溶液S2.5ml,加蒸餾水R稀釋至15ml
銨鹽不得超過200ppm
鐵不得超過10ppm

檢測手段


谷胱甘肽檢測方法較多,比較常用的有碘量法、DTNB(Ellman試劑)法、亞硝基鐵氰化鈉法、熒光法、四氧嘧啶法和高效液相色譜法( HPLC)。上述方法各有優點,在檢測GSH含量時可根據實際情況,選擇適合、靈敏、精確的檢測方法。
DTNB比色法
原理:DTNB與谷胱甘肽的巰基反應生成黃色的5 - 硫代 - 2 - 硝基苯甲酸,在412 nm波長處有最大吸收峰,而DTNB在400nm以上幾乎沒有吸收峰。向含有谷胱甘肽的試樣中加入少量的DTNB,將反應液在412 nm處測定吸收值,根據吸收值的大小即可求得谷胱甘肽含量。
方法步驟:
1、DTNB貯存液配製:將0.01 mol/L的DTNB溶解於0.05 mol/L的磷酸緩衝液(pH7.0)中形成DTNB貯存液。
2、DTNB分析液配製:將DTNB貯存液用0.5 mol/L、pH8.0的Tris - HCl緩衝液稀釋100倍,配成DTNB分析液,避光放置,現配現用。
3、操作步驟:取谷胱甘肽標準品溶液或待測樣品溶液(0.1 ~ 3.0 mol/L)0.5 mL,加入到1.5 mL濃度為0.15 mol/L的NaOH溶液中,再加入3%的甲醛溶液05mL,在pH8.0、25℃下反應2 min,反應結束后,取反應液0.5 mL加入DTNB分析液,在25℃下反應5 min,于波長412 nm下測定吸收值。根據兩者的吸光度,計算差值,代入標準曲線,計算出谷胱甘肽的含量。
碘量分析法
原理:利用谷胱甘肽的還原性與碘酸鉀進行反應,當谷胱甘肽完全反應時,碘酸鉀將碘化鉀氧化為碘,碘使澱粉指示劑變成藍色,即為滴定終點。
操作步驟:精確稱取谷胱甘肽樣品0.05 mg,放入10 mL燒杯,用2%的HPO3溶解,移入100 mL容量瓶,用水定容至100 mL。吸取上述溶液5 mL放入100 mL 三角瓶內,再加入2% HPO3液5 mL使之成為10 mL,然後向其中加入5%碘化鉀1 mL及澱粉指示劑2滴。採用0.001 mol/L的碘酸鉀滴定,以消耗0.001 mol/L碘酸鉀的數值與理論值2.445 mL一致時,則成品中谷胱甘肽含量為100% 。
原理:高效液相色譜法是由於溶質在同定相和流動相之間的分配係數、親和力、分子大小、吸附能力等不同,而進行連續分離的過程。
操作步驟:
①色譜條件
色譜柱:Kromasil C18柱(4.6 mm × 250 mm,5 μm) 。
流動相:磷酸二氫鈉和辛烷磺酸鈉混合溶液(磷酸二氫鈉3.0 g、辛烷磺酸鈉1.0 g,加水溶解並定容至500 mL,用磷酸調溶液pH為3):乙腈 = 96:4(體積比) 。
檢測波長:210 nm,流速0.8 mL/min,柱溫30℃,進樣量10 μL 。
②製作標準溶液
準確稱取谷胱甘肽標準品適量,用去離子水溶解於容量瓶中,混合均勻,定容,製成25 μg/mL、50 μg/mL、100 Vg/mL、200 μg/mL、400 μg/mL、800 μg/mL系列濃度樣品液,作為標準溶液。
③樣品製備
準確稱取谷胱甘肽樣品,加去離子水,混合均勻,製成濃度為25 ~ 800 μg/mL的樣品溶液,作為分析溶液。
④繪製標準曲線
將配置的谷胱甘肽標準液,分別吸取10 μL進樣測定,以谷胱甘肽谷胱甘肽生產技術濃度和峰面積繪製其標準曲線,根據標準曲線得出該曲線的回歸方程。峰面積的變化應與谷胱甘肽的質量濃度呈線性關係,其擬合度應達0.9995以上。
⑤樣品的測定
取谷胱甘肽樣品分析液10 μL,用高效液相色譜儀進樣測定,得到樣品溶液的峰面積,根據回歸方程計算出谷胱甘肽的含量。