1. Profil cząsteczki
1.1. Definicja i budowa
Glicyna jest najmniejszym i najprostszym z dwudziestu aminokwasów białkowych: jej łańcuch boczny to pojedynczy atom wodoru. Z tej budowy wynika cecha wyjątkowa w tej grupie — brak węgla asymetrycznego, przez co glicyna nie występuje w postaciach L i D. Jest to jedyny aminokwas białkowy pozbawiony izomerii optycznej.
Prostota budowy przekłada się na funkcję strukturalną. Reszta glicynowa zajmuje mało miejsca i nadaje łańcuchowi białkowemu dużą swobodę obrotu, dlatego występuje tam, gdzie potrzebne jest ciasne upakowanie lub ostry zwrot łańcucha. Najlepszym przykładem jest kolagen, w którym co trzecia pozycja musi być zajęta przez glicynę — każdy inny aminokwas jest w tym miejscu za duży, by helisa mogła się domknąć.
1.2. Źródła i zapotrzebowanie
Glicyna pochodzi z trzech źródeł: z pożywienia, z syntezy z L-seryny przy udziale hydroksymetylotransferazy serynowej oraz — w mniejszym stopniu — z przemiany choliny, treoniny i hydroksyproliny.
Przez lata zaliczano ją do aminokwasów endogennych, czyli niewymagających podaży z pożywienia. Analizy bilansu metabolicznego zmieniły ten pogląd: łączne zapotrzebowanie na glicynę do syntezy kolagenu, glutationu, kreatyny, hemu i kwasów żółciowych przewyższa możliwości syntezy o kilka gramów na dobę. Współczesne opracowania określają ją zatem jako aminokwas warunkowo niezbędny, a stany niedoboru opisano między innymi w cukrzycy, insulinooporności, niedożywieniu białkowym, w ciąży donoszonej i przy nasilonej ekspozycji na ksenobiotyki [1].
Warto dodać, że niedobór glicyny i L-seryny występują zwykle razem, ponieważ oba aminokwasy łączy wspólny szlak przemian. Z tego względu w opracowaniach nowszych rozważa się podawanie ich łącznie, a nie samej glicyny [1, 2].
Źródłem pokarmowym o najwyższej zawartości są tkanki bogate w kolagen: skóra, chrząstki, kości, ścięgna oraz wywary z nich sporządzane. Zmiana sposobu odżywiania w kierunku mięsa mięśniowego, uboższego w kolagen, jest jedną z proponowanych przyczyn rozpowszechnienia niedoboru we współczesnej diecie.
1.3. Rys historyczny
Glicynę wyodrębnił Henri Braconnot w 1820 roku z hydrolizatu żelatyny, a nazwę nadano jej ze względu na słodki smak (gr. glykys — słodki). Była jednym z pierwszych poznanych aminokwasów.
Rola przekaźnikowa została ustalona znacznie później, w latach sześćdziesiątych XX wieku, wraz z opisem hamującego działania glicyny w rdzeniu kręgowym i wyjaśnieniem mechanizmu zatrucia strychniną. Ostatni etap przypada na lata osiemdziesiąte i dziewięćdziesiąte, kiedy wykazano, że receptor NMDA nie otwiera się bez przyłączenia glicyny — ta sama cząsteczka okazała się więc warunkiem przekaźnictwa pobudzającego.
2. Mechanizmy i funkcje
2.1. Receptor glicynowy — hamowanie
Receptor glicynowy należy do rodziny kanałów jonowych bramkowanych ligandem, tej samej co receptor GABA-A. Jego otwarcie wpuszcza do wnętrza neuronu jony chlorkowe, co hiperpolaryzuje błonę i zmniejsza pobudliwość komórki [3].
Rozmieszczenie tych receptorów odróżnia oba układy hamujące. Receptory GABA-A dominują w mózgowiu, natomiast glicynowe — w rdzeniu kręgowym, pniu mózgu i siatkówce. Podział ten ma następstwa praktyczne: glicyna odpowiada za hamowanie zwrotne motoneuronów, koordynację odruchów rdzeniowych, kontrolę napięcia mięśniowego oraz za atonię mięśni w fazie snu REM.
Dwie sytuacje kliniczne ilustrują znaczenie tego układu. Strychnina blokuje receptor glicynowy i znosi hamowanie motoneuronów, wywołując gwałtowne prężenia mięśni przy zachowanej świadomości. Toksyna tężcowa działa podobnie, lecz o jeden krok wcześniej — hamuje uwalnianie glicyny z zakończeń nerwowych. Objawy obu zatruć są zbliżone, ponieważ w obu przypadkach zawodzi ten sam mechanizm hamujący [3].
Receptor glicynowy jest przedmiotem prac nad lekami przeciwbólowymi, ponieważ hamowanie glicynergiczne w rogach tylnych rdzenia ogranicza przewodzenie bodźców bólowych; jego osłabienie towarzyszy bólowi neuropatycznemu [3].
2.2. Miejsce glicynowe receptora NMDA — pobudzenie
Receptor NMDA wymaga do otwarcia dwóch cząsteczek jednocześnie: glutaminianu oraz koagonisty wiążącego się z odrębnym miejscem na podjednostce GluN1. Koagonistą tym jest glicyna albo D-seryna. Sam glutaminian nie wystarcza — bez koagonisty kanał pozostaje zamknięty.
Podział ról między oba koagonisty zależy od okolicy mózgu i rodzaju synapsy: w wielu synapsach dojrzałych przeważa D-seryna dostarczana przez astrocyty, natomiast glicyna działa głównie w miejscach pozasynaptycznych. Rozróżnienie to nabrało znaczenia wraz z ustaleniem, że o sile sygnału decyduje nie samo obsadzenie miejsca wiążącego, lecz rozmieszczenie receptorów w błonie i ich przemieszczanie się między pulą synaptyczną a pozasynaptyczną — czyli parametry zmieniające się w skali minut wraz z aktywnością neuronu [9]. Stężenie glicyny w szczelinie jest przy tym utrzymywane na niskim poziomie przez transporter GlyT1, zlokalizowany na komórkach gleju.
Ten szczegół otworzył kierunek terapeutyczny. Zahamowanie GlyT1 podnosi miejscowe stężenie glicyny i nasila przekaźnictwo przez receptor NMDA, co jest pożądane w zaburzeniach przebiegających z jego niedoczynnością — przede wszystkim w schizofrenii z przewagą objawów negatywnych [6]. Zagadnienie to rozwija sekcja 3.3.
2.3. Funkcje metaboliczne
Poza układem nerwowym glicyna jest substratem kilku szlaków o dużym znaczeniu praktycznym:
| Szlak | Rola glicyny | Znaczenie |
| Synteza glutationu | jeden z trzech aminokwasów tripeptydu | u osób starszych najczęstszy czynnik ograniczający syntezę [5, 8] |
| Kolagen | co trzecia reszta w potrójnej helisie | skóra, chrząstki, kości, ściany naczyń |
| Kreatyna | wraz z argininą i metioniną | zaopatrzenie energetyczne mięśni i mózgu |
| Hem | substrat syntazy kwasu δ-aminolewulinowego | hemoglobina, cytochromy, katalaza |
| Kwasy żółciowe | sprzęganie — powstają glikocholany | trawienie tłuszczów → [Żółć] |
| Puryny | element szkieletu pierścienia | synteza DNA i RNA |
| Sprzęganie ksenobiotyków | tworzenie kwasu hipurowego z benzoesanem | II faza biotransformacji |
| Jednowęglowe jednostki | przemiana z L-seryną przez SHMT | metylacja, synteza kwasów nukleinowych [1] |
Zestawienie to wyjaśnia, dlaczego zapotrzebowanie na glicynę jest tak wysokie i dlaczego przy jego niedostatku pierwsze ustępują funkcje o najmniejszym priorytecie — zwykle synteza glutationu. Ta zależność stała się podstawą badań opisanych w sekcji 3.6.
2.4. Działanie cytoprotekcyjne i przeciwzapalne
Glicyna wykazuje działanie ochronne wobec komórek narażonych na niedokrwienie, niedotlenienie i czynniki toksyczne. Mechanizm wiąże się z obecnością kanałów chlorkowych bramkowanych glicyną w makrofagach, komórkach Kupffera i komórkach śródbłonka; ich otwarcie ogranicza napływ wapnia i tłumi odpowiedź zapalną [1].
W modelach doświadczalnych opisywano ochronny wpływ glicyny w uszkodzeniu wątroby, uszkodzeniu niedokrwienno-reperfuzyjnym i we wstrząsie. Dane pochodzą jednak głównie z badań na zwierzętach, dlatego przenoszenie ich na praktykę wymaga ostrożności.
3. Zaburzenia i modyfikacja
3.1. Niedobór
Niedobór glicyny rzadko przybiera postać odrębnej jednostki chorobowej, a częściej stanowi element obrazu innych stanów:
| Stan | Mechanizm |
| Wiek podeszły | spadek syntezy przy niezmienionym zapotrzebowaniu; ograniczenie syntezy glutationu [5] |
| Cukrzyca i insulinooporność | obniżone stężenia glicyny należą do najlepiej powtarzalnych zmian metabolomicznych [1] |
| Niedożywienie białkowe | brak substratu |
| Ciąża donoszona | wysokie zapotrzebowanie płodu |
| Nasilona ekspozycja na ksenobiotyki | zużycie w reakcjach sprzęgania [1] |
| Dieta uboga w kolagen | pomijanie tkanek łącznych w diecie opartej na mięsie mięśniowym |
Objawy nie są swoiste i obejmują pogorszenie gojenia, obniżoną wydolność antyoksydacyjną oraz — w badaniach — podwyższone stężenie homocysteiny i deoksysfingolipidów [1].
Odrębnym zagadnieniem są wrodzone zaburzenia przemiany. Hiperglicynemia nieketotyczna, wynikająca z wady układu rozkładu glicyny, prowadzi do jej gromadzenia w ośrodkowym układzie nerwowym i ciężkiej encefalopatii noworodkowej — jest to przykład sytuacji, w której nadmiar tego aminokwasu jest szkodliwy.
3.2. Nadmiar
Glicyna podawana doustnie ma szeroki margines bezpieczeństwa, a dawki rzędu kilkunastu gramów na dobę były w badaniach dobrze tolerowane [1, 5]. Objawy niepożądane ograniczają się zwykle do dolegliwości żołądkowo-jelitowych.
Wyjątkiem o znaczeniu historycznym jest zespół poresekcyjny (TUR), występujący po przezcewkowej resekcji gruczołu krokowego z użyciem płynu płuczącego zawierającego glicynę. Wchłonięcie dużej objętości płynu wywoływało hiponatremię i zaburzenia neurologiczne — z tego powodu odstąpiono od stosowania takich płynów.
3.3. Rola w patogenezie i zastosowania kliniczne
Schizofrenia. Glutaminianowa teoria schizofrenii zakłada niedostateczne przekaźnictwo przez receptor NMDA. Ponieważ receptor ten wymaga koagonisty, zwiększenie dostępności glicyny stanowi punkt uchwytu leczenia. Najlepiej zbadaną substancją jest sarkozyna (N-metyloglicyna), inhibitor transportera GlyT1 [6]. W badaniu z randomizacją przeprowadzonym w Łodzi sześciomiesięczne dołączenie sarkozyny do leczenia przeciwpsychotycznego u chorych z przewagą objawów negatywnych wiązało się ze zmianą parametrów glutaminianergicznych w hipokampie, ocenianych spektroskopią rezonansu magnetycznego [7]. Przegląd systematyczny ocenia ten kierunek jako obiecujący wobec objawów negatywnych, ale nie potwierdza wpływu na deficyty poznawcze, a liczbę publikacji określa jako nieproporcjonalną do wartości dowodów [6].
Ból neuropatyczny — osłabienie hamowania glicynergicznego w rogach tylnych rdzenia jest jednym z mechanizmów nadwrażliwości bólowej [3].
Zespół metaboliczny — niskie stężenie glicyny towarzyszy insulinooporności, choć kierunek zależności przyczynowej pozostaje nierozstrzygnięty [1].
Starzenie — niedobór glutationu wynikający z ograniczonej podaży glicyny i cysteiny jest jednym z lepiej udokumentowanych elementów starzenia metabolicznego [5, 8].
3.4. Jak zbadać
| Badanie | Zastosowanie | Ograniczenia |
| Aminogram osocza | stężenie glicyny i L-seryny | badanie rzadko wykonywane w praktyce ambulatoryjnej; interpretacja wymaga doświadczenia |
| Glicyna w płynie mózgowo-rdzeniowym | rozpoznanie hiperglicynemii nieketotycznej | wskazanie wąskie, głównie neonatologiczne |
| Glutation w erytrocytach, wskaźnik GSH/GSSG | pośrednia ocena zaplecza redukcyjnego | brak ustalonych progów decyzyjnych |
| Homocysteina | pośrednio — przemiany jednowęglowe [1] | wiele innych przyczyn podwyższenia |
W praktyce nie oznacza się stężenia glicyny w celu podjęcia decyzji o suplementacji. Przesłanką pozostaje ocena sytuacji klinicznej: wiek, sposób odżywiania, stan zapalny i zapotrzebowanie na syntezę glutationu.
3.5. Modyfikacja behawioralna i dietetyczna
- Wykorzystanie tkanek bogatych w kolagen — wywary kostne, galarety, skóra i chrząstki są najbogatszym źródłem pokarmowym
- Dostateczna podaż białka ogółem — niedobór glicyny nasila się przy niskiej podaży białka
- Higiena snu — glicyna wpływa na sen przez obniżenie temperatury głębokiej ciała, a więc mechanizm ten wspiera także chłodniejsza sypialnia [4]
- Kontrola glikemii — insulinooporność wiąże się z obniżonym stężeniem glicyny [1]
- Ograniczenie narażenia na ksenobiotyki — reakcje sprzęgania zużywają pulę glicyny [1]
- Wysiłek fizyczny — zwiększa zapotrzebowanie na kreatynę i glutation, a więc pośrednio na glicynę
3.6. Wsparcie suplementacyjne
Zastrzeżenie. Glicyna należy do nielicznych suplementów, w których proste uzasadnienie mechanistyczne pokrywa się z danymi z badań u ludzi — ale zakres tych danych jest wąski i dotyczy przede wszystkim jakości snu oraz zaopatrzenia w glutation u osób starszych. Deklaracje wykraczające poza te dwa obszary pozostają hipotezami.
| Substancja | Mechanizm wpływu | Kierunek | Siła dowodu |
| Glicyna | Glycine | 3 g przed snem poprawiało subiektywną jakość snu i skracało zasypianie, prawdopodobnie przez obniżenie temperatury głębokiej ciała [4] | ↑ | B |
| Glicyna + NAC | GlyNAC | 16-tygodniowa suplementacja u osób starszych poprawiła stężenie glutationu, wykładniki stresu oksydacyjnego, insulinowrażliwość i sprawność fizyczną w badaniu z randomizacją [5] | ↑ | B |
| NAC | N-acetylocysteina | dostarcza drugiego składnika ograniczającego syntezę glutationu — cysteiny [5, 8] | ↑ | B |
| Sarkozyna | N-metyloglicyna | inhibitor transportera GlyT1; badana jako leczenie wspomagające objawów negatywnych schizofrenii [6, 7] | ↑ | B |
| Kolagen | Peptydy kolagenowe | bogate źródło glicyny i proliny; wykorzystywane w syntezie tkanki łącznej | ↑ | B |
| Żelatyna | ta sama pula aminokwasów co kolagen, forma tańsza | ↑ | C |
| L-seryna | prekursor glicyny; przy niedoborze zaleca się rozważenie podania łącznego zamiast samej glicyny [1, 2] | ↑ | C |
| Magnez | Magnesium | glicynian magnezu łączy nośnik aminokwasowy z pierwiastkiem — dobra tolerancja żołądkowa | ↑ | C |
| Kwas alfa-liponowy | ALA | wspiera regenerację glutationu, którego glicyna jest składnikiem [8] | ↑ | B |
| Kreatyna | Creatine | zmniejsza zużycie glicyny na syntezę własną kreatyny | ~ | C |
| Pirydoksyna | Witamina B6 | kofaktor hydroksymetylotransferazy serynowej przekształcającej serynę w glicynę [1] | ↑ | C |
Trzy uwagi praktyczne.
- Dane dotyczące snu pochodzą z badań o niewielkiej liczebności i opierają się na ocenie subiektywnej; nie wykazano wpływu na strukturę snu ocenianą polisomnograficznie [4].
- Wyniki dotyczące połączenia glicyny z N-acetylocysteiną pochodzą w większości z jednego ośrodka i wymagają potwierdzenia niezależnego, mimo obiecującej wielkości efektu [5].
- Sarkozyna nie jest suplementem obojętnym — działa na przekaźnictwo glutaminianergiczne i była badana jako leczenie wspomagające pod nadzorem psychiatry, a nie jako preparat do samodzielnego stosowania [6, 7].
4. Karta praktyczna
Jak to zbadać
Oznaczanie stężenia glicyny nie należy do badań rutynowych; aminogram osocza wykonuje się przy podejrzeniu zaburzeń przemiany aminokwasów, a glicynę w płynie mózgowo-rdzeniowym — wyłącznie w diagnostyce hiperglicynemii nieketotycznej u noworodków. Przesłanką do rozważenia suplementacji jest sytuacja kliniczna, a nie wynik laboratoryjny.
Na co uważać
- Glicyna działa dwukierunkowo — hamująco przez własny receptor i pobudzająco jako koagonista receptora NMDA; przypisywanie jej jednego kierunku działania jest błędem.
- Dane o poprawie snu dotyczą oceny subiektywnej i niewielkich grup badanych [4].
- Sarkozyna wpływa na przekaźnictwo glutaminianergiczne i wymaga nadzoru lekarskiego [6, 7].
- W hiperglicynemii nieketotycznej podaż glicyny jest przeciwwskazana.
- Preparaty kolagenowe są źródłem glicyny, ale nie „odbudowują kolagenu” wybiórczo w wybranej tkance — dostarczają aminokwasów do ogólnej puli.
- Niedobór glicyny współistnieje zwykle z niedoborem L-seryny; podawanie samej glicyny w dużych dawkach może obciążać przemiany jednowęglowe [1].