Glutamate

Acide glutamique
Général
Nom IUPAC	Acide (S)-2-aminopentanedioïque
Synonymes	E (Glu)
No CAS	617-65-2 (racémique) 6893-26-1 (D) ou R(-) 56-86-0 (L) ou S(+)
No EINECS	200-293-7
Code ATC	AB01
No E	E620
FEMA	3285
Propriétés chimiques
Formule brute	C5H9NO4  [Isomères]
Masse molaire	147,1293 g∙mol-1 C 40,82 %, H 6,17 %, N 9,52 %, O 43,5 %,
pKa	2,16 4,15 9,58
Propriétés physiques
T° fusion	247 °C à 249 °C
Solubilité	Peu soluble dans l'éthanol
Masse volumique	1,538
Propriétés biochimiques
Codons	GAA, GAG
pH isoélectrique	3,22
Acide aminé essentiel	Non
Précautions
SIMDUT[1]
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT.
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'acide glutamique ou glutamate (la forme anionique de l'acide glutamique) est l'un des 20 acides-α-aminés naturels constituant les protéines. Sa chaîne latérale contient un résidu carboxyl, ce qui en fait un acide aminé "acide", dicarboxylique, polaire.

On l'abbrège Glu, ou E s'il est incorporé à une chaîne peptidique. Glx (Z) est une désignation commune à l'acide glutamique et à la glutamine (Gln, Q).

L'acide glutamique joue un rôle critique pour sa propre fonction cellulaire, mais n'est pas considéré comme un nutriment essentiel chez les humains car le corps peut le fabriquer à partir de composés plus simples, comme par transamination de l'α-cétoglutarate, produit intermédiaire de l'oxydation des sucres simples dans la mitochondrie (cycle de Krebs).

Sommaire 1 Neurotransmetteur 1.1 Neurotoxicité 2 Accès d'épilepsie 3 Alimentation 4 Utilisation expérimentale 5 Notes et références 6 Voir aussi 6.1 Articles connexes 6.2 Liens externes 6.3 Bibliographie

Neurotransmetteur

L'acide glutamique n'est pas seulement l'une des briques élémentaires utilisées pour la synthèse des protéines, c'est aussi le neurotransmetteur excitateur le plus répandu dans le système nerveux central (cerveau + moelle épinière) et un précurseur du GABA dans les neurones GABAergiques. Le glutamate active les récepteurs ionotropes AMPA, NMDA et kaïnate, ainsi que les récepteurs métabotropes L'acide glutamique lui même ne franchit que mal la barrière hémato-encéphalique, à moins d'avoir été transformé en L-glutamine utilisable par le cerveau comme carburant cellulaire et pour la synthèse protéique.

Le glutamate est soupçonné de jouer un rôle dans les fonctions cérébrales d'apprentissage et de mémorisation, mais en trop grande concentration il est susceptible d'entraîner des effets pathologiques comme ceux rencontrés dans la sclérose latérale amyotrophique, la maladie d'Alzheimer, le lathyrisme. De même le psychotrope phencyclidine (plus connu sous le nom de PCP ou poudre d'ange) est un inhibiteur non compétitif du glutamate pour le récepteur NMDA et il provoque un comportement semblable à la schizophrénie. Pour la même raison, des doses de Kétamine inférieures à celles utilisées en anesthésiologie entraînent des effets dissociatifs et des hallucinations.

L'action des glutamates se révèle très difficile à étudier de par sa nature éphémère. Une équipe de l'Université de Stanford a développé un nanodétecteur pour détecter la sortie neuronale du glutamate.

Ce détecteur, une protéine, possède une paire de lobes articulés autour d'une charnière, comme le piège de la plante carnivore Dionée attrape-mouche. Quand le glutamate se lie aux protéines, les lobes se referment. Deux protéines fluorescentes, extraites d'une méduse, sont fixées au détecteur. L'une d'entre-elles émet une luminescence bleue tout en excitant la seconde qui émet à son tour une luminescence jaune. Au moment où les lobes se referment sur le glutamate, la protéine bleue s'éloigne de la jaune diminuant l'intensité de la luminescence. Cette diminution signale que le glutamate est sorti du neurone. Ce détecteur ne peut, pour le moment, que se situer sur la surface de la cellule : il ne peut donc indiquer la présence de glutamate qu'à l'exterieur de la cellule^[2].

On peut provoquer par ultraviolet la libération d'une forme spécifique de glutamate à un endroit choisi d'un ou de plusieurs neurones. Cette méthode de photostimulation s'est révélée très efficace pour cartographier les connexions inter-neuronales.

Neurotoxicité

En concentrations excessives, le glutamate déclenche un processus dit d'excitotoxicité, délétère, voire mortel, pour les neurones, particulièrement en cas d'activation des récepteurs NMDA.

La toxicité peut être due à :

• un influx excessif et incontrôlé de Ca²⁺ dans la cellule, dépassant sa capacité de stockage. Il s'ensuit des altérations mitochondriales, conduisant à une libération de cytochrome p450, menant à l'apoptose.
• une surexpression de facteurs de transcription de gènes pro-apoptotiques, ou une répression des facteurs anti-apoptotiques, médié par le glutamate et le calcium.

Ces théories se basent sur l'observation post-mortem de neurodégénération chez des patients épileptiques connus.

Accès d'épilepsie

Le glutamate a été impliqué dans les crises d'épilepsie, au vu de la dépolarisation foudroyante (une seconde) qu'il provoque in vitro par microinjection intraneuronale, laquelle dépolarisation reproduit le phénomène de shift de dépolarisation paroxystique observé sur EEG lors d'une crise in vivo.

Un mécanisme suggéré est la baisse du potentiel membranaire de repos au niveau du foyer épileptique, qui provoquerait l'ouverture de canaux voltage-dépendants, provoquant un influx de glutamate qui entretiendrait la dépolarisation.

Alimentation

L'acide glutamique est responsable de l'un des cinq goûts de base, umami (savoureux), les quatre autres étant sucré, salé, acide et amer. Il est naturellement présent dans les aliments de base comme la viande et le fromage : par exemple la morue (9,4g/100g), le parmesan (8,7g/100g) et le lait (7,6g/100g)^[3].

C'est un additif alimentaire autorisé par l'union européenne, sous forme acide (E620) ou bien de sel (de E621 à E625)^[4].

Le glutamate monosodique (sel sodique de l'acide glutamique) apporte une saveur semblable. Il est utilisé pour cette raison comme additif alimentaire. Quelques cas d'intolérance au glutamate monosodique ont été rapportés, mais aucune recherche n'a permis d'établir un rapport glutamate monosodique=intolérances de façon concluante.

De manière générale, le glutamate monosodique a longtemps été décrit comme responsable du "syndrome du restaurant chinois" du fait que la cuisine asiatique est très riche en glutamate cette affection de type migraine importante associée à une sensation de forte soif, survenant une à deux heures après ingestion et pouvant durer trois jours. La puissance de cette migraine n'est pas forcément proportionnelle à la dose ingérée, quelques milligrammes suffisent. Son lien direct avec l'ingestion de glutamate n'est pas scientifiquement prouvé à peu près une personne sur 5 000 serait sensible à son ingestion, mais curieusement une sur 50 000 dans les pays asiatiques. De nombreux aliments utilises dans la cuisine occidentale sont riches en glutamate monosodique comme l'asperge verte (106mg/100g), la coquille saint jacques (140mg/100g) et la tomate (246 mg/100g) et malgré leur fort taux en glutamate ils ne sont pas connus pour etre des declencheurs de migraines.

Il est actuellement utilisé couramment en combinaison avec des arômes dans les apéritifs (goût bacon, goût fromage, ...). Cela permet de réhausser le goût de bacon, le goût fromage etc. Il est rare de trouver un apéritif qui n'en contienne pas. On en trouve aussi dans certaines capsules de médicaments mais pas pour ses fonctions gustatives.

Utilisation expérimentale

Le glutamate monosodique est utilisé dans le cadre d'expérience pour induire l'obésité de rats avec des objectifs expérimentaux tels que la détermination des mécanismes de l'obésité^[5].Si il y avait une corrélation directe entre la consommation de glutamate monosodique et la progression de l'indice de masse corporelle, les populations consommant le plus de glutamate, a savoir les populations asiatiques auraient un fort taux d'obésité dans leur population alors qu'au contraire dans les pays consommant le moins de glutamate le taux d'obésité est plus important.

Certains auteurs ont effectué des études de toxicité chez le rat et ont observé des cécités chez les animaux soumis à de fortes doses de glutamate. Mais depuis l'évaluation de ces études par les autorités sanitaires ont révélés que les doses de glutamate injectées directement dans le cerveau des rats correspondaient à des injections de 2kg de glutamate par jour pour une personne de 70 kg (alors que le niveau maximal autorisé dans l'alimentation est de 10g/kg voir directive 95/2)et que la barrière sang/cerveau n'avait pas été respectée le glutamate ingéré dans l'alimentation ne passant pas la barrière sang/cerveau.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Lactamisation
• Umami
• Glutamate monosodique

Liens externes

• (en) http://www.chemie.fu-berlin.de/chemistry/bio/aminoacid/glu_en.html
• (fr) Danger et description
• (fr) Texte législatif Européen sur l'utilisation des additifs alimentaires 95/2 EC

Bibliographie

Acide aminé

Ala | Arg | Asn | Asp | Cys | Glu | Gln | Gly | His | Ile | Leu | Lys | Met | Phe | Pro | Ser | Thr | Trp | Tyr | Val

Acide aminé essentiel | Protéine | Peptide | Code génétique

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