Badania wskazują, że zdrowy dorosły człowiek syntetyzuje endogennie około 2–3 gramy glicyny dziennie. Stanowi to ok. 35% całkowitej puli glicyny w ustroju.
Czynniki wpływające na syntezę glicyny
Na tempo biosyntezy glicyny i jej dostępność w organizmie wpływa szereg czynników fizjologicznych i środowiskowych:
- Wiek: U osób starszych endogenna synteza oraz dostępność glicyny mogą być niższe, a jednocześnie zapotrzebowanie wyższe. Sugeruje się, że standardowa podaż może nie pokrywać potrzeb u seniorów (4). Wynika to m.in. z gorszego wchłaniania/składników diety, słabszej regulacji enzymów oraz zwiększonej degradacji kolagenu z wiekiem. W efekcie osoby w podeszłym wieku mogą bardziej korzystać na dodatkowej podaży glicyny (5).
- Dieta: Ilość glicyny dostarczana z pożywieniem waha się w zależności od rodzaju diety. Przeciętnie dorosły mężczyzna spożywa około 2,3–3,1 g glicyny dziennie z dietą, przy czym dolne wartości dotyczą wegan/wegetarian, a wyższe mięsożerców (6 ). Glicyna obficie występuje w białkach kolagenowych (żelatyna, skóra, tkanka łączna mięs), dlatego dieta bogata w galaretki, wywary kostne czy podroby dostarcza jej więcej, podczas gdy typowa dieta uboga w te elementy – mniej. Co istotne, dostępność prekursorów wpływa na szybkość syntezy endogennej – np. cholina jest metabolizowana częściowo do glicyny, więc jej niedobór w diecie może ograniczać wytwarzanie glicyny ( 7 ). Również obecność folianów i witaminy B6 (kofaktorów SHMT) warunkuje sprawność przemiany seryny w glicynę.
- Aktywność fizyczna: Wysiłek fizyczny i trening wpływają na obroty białek i aminokwasów. Intensywna aktywność (zwłaszcza sport wyczynowy, trening siłowy czy długotrwały wysiłek wytrzymałościowy) zwiększa obroty kolagenu, kreatyny i innych metabolitów zależnych od glicyny. U sportowców zapotrzebowanie na glicynę może rosnąć ze względu na nasilone procesy regeneracji tkanek (mikrouszkodzenia mięśni, ścięgien) i syntezy nowych białek (8). Istnieją przesłanki, że w warunkach wysokiego stresu fizycznego (np. trening na poziomie wyczynowym) normalna synteza i typowa dieta mogą nie zapewniać optymalnej ilości glicyny, stąd rozważa się większą podaż w takich przypadkach (9).
- Stan zdrowia: Różne stany chorobowe i fizjologiczne wpływają na gospodarkę glicyną. Choroby metaboliczne (np. otyłość, insulinooporność, cukrzyca typu 2, niealkoholowe stłuszczenie wątroby) często przebiegają z obniżonym stężeniem glicyny we krwi (10). Mechanizmy nie są do końca jasne, ale mogą obejmować zwiększone zużycie glicyny do detoksykacji (sprzęganie z kwasami żółciowymi i wydalanie szkodliwych metabolitów) oraz do syntezy glutationu w warunkach stresu oksydacyjnego. Również przewlekły stres i choroby psychiczne mogą modyfikować zapotrzebowanie – przykładowo u chorych na schizofrenię obserwowano korzyści z podawania dużych dawek glicyny, co sugeruje specyficzne zapotrzebowanie w warunkach zaburzeń neurochemicznych (11). Innym szczególnym stanem jest ciąża – w trzecim trymestrze rosnące zapotrzebowanie płodu na kolagen i białka powoduje, że glicyna staje się warunkowo niezbędna (szacunkowo wymagane jest >~30 mg/kg mc. dziennie z diety), zwłaszcza jeśli spożycie białka jest tylko na poziomie minimum ( 12 ).
Zapotrzebowanie a endogenna synteza – czy organizm wytwarza dość glicyny?
Całkowite dzienne zapotrzebowanie organizmu na glicynę szacuje się na znacząco większe niż ilość syntetyzowana wewnętrznie. Glicyna jest potrzebna do wielu procesów: przede wszystkim do produkcji kolagenu (który stanowi 25–30% białka w ustroju), ale także do syntezy innych białek oraz ważnych związków (np. glutationu, kreatyny, puryn, hemu, koniugacja kwasów żółciowych). Z obliczeń wynika, że na samą syntezę kolagenu dorosły człowiek potrzebuje ok. 12 g glicyny dziennie, a dodatkowy ~1 g/dzień na pozostałe białka strukturalne ( 13). Ponadto synteza kluczowych metabolitów (glutation, kreatyna itp.) zużywa kolejne ~1,5 g glicyny na dobę ( 14 ). Sumarycznie daje to zapotrzebowanie rzędu 14–15 g glicyny dziennie dla optymalnego przebiegu wszystkich procesów metabolicznych.
Tymczasem zdolność endogennej produkcji glicyny jest ograniczona. Jak wspomniano, organizm syntetyzuje tylko ~3 g/dobę, a przeciętna dieta dostarcza kolejne ~2–3 g (o ile nie jest wyjątkowo bogata w kolagen) ( 15 ) (16). To pozostawia znaczny niedobór. Szacunki wskazują, że dzienny deficyt glicyny wynosi około 8–10 gramów – o tyle mniej glicyny dostarczamy/syntetyzujemy, niż wynosi pełne zapotrzebowanie (17). Innymi słowy, normalne mechanizmy nie pokrywają całkowitego zapotrzebowania organizmu. Z tego powodu niektórzy badacze proponują traktować glicynę jako aminokwas warunkowo niezbędny – tj. w pewnych okolicznościach wymaga uzupełnienia z dietą mimo, że klasycznie jest uznawana za „niezbędną” tylko w niewielkim stopniu ( 18 ). Meléndez-Hevia i wsp. określili zdolność biosyntezy glicyny jako „słabe ogniwo metabolizmu” ograniczające tempo powstawania kolagenu – według ich analizy u 70-kg człowieka występuje chroniczny niedobór ~10 g glicyny dziennie, którego nie pokrywa zwykła dieta ( 19 ).
W praktyce oznacza to, że endogenna synteza glicyny nie jest wystarczająca do pełnego pokrycia dziennego zapotrzebowania na ten aminokwas, zwłaszcza w kontekście intensywnej syntezy kolagenu i innych wymagających procesów. Organizm radzi sobie z tym niedoborem do pewnego stopnia (np. adaptacyjnym ograniczeniem mniej krytycznych procesów, recyklingiem aminokwasów z rozpadu tkanek), jednak odbywa się to kosztem optymalnego funkcjonowania niektórych układów.
Konsekwencje niedoboru endogennej glicyny
Brak wystarczającej podaży glicyny (z syntezy endogennej + diety) nie wywołuje ostrego stanu chorobowego od razu, ale przewlekły niedobór glicyny może stopniowo negatywnie wpływać na zdrowie i funkcjonowanie organizmu. Do najważniejszych konsekwencji zaliczamy:
- Ograniczenie syntezy kolagenu i osłabienie tkanki łącznej: Glicyna stanowi co trzecią resztę aminokwasową kolagenu, zatem jej niedostatek upośledza produkcję nowych włókien kolagenowych. Chrząstki stawowe i kości szczególnie cierpią na niedobór kolagenu – w chorobie zwyrodnieniowej stawów (osteoartrozie) stwierdzono, że synteza kolagenu jest zwiększona kompensacyjnie, ale i tak niewystarczająca w stosunku do przyspieszonej degradacji ( 20 ) ( 21 ). Uważa się, że słaba dostępność glicyny może być jedną z przyczyn tej niewydolności naprawczej. Badania in vitro wykazały, iż dodatek wysokich stężeń glicyny znacząco nasila wytwarzanie kolagenu typu II przez chondrocyty, co wskazuje na poważny deficyt glicyny potrzebnej do syntezy macierzy chrząstki ( 22). W praktyce przewlekły niedobór glicyny może przyczyniać się do osłabienia stawów, ścięgien, więzadeł oraz kości – sprzyjając rozwojowi osteoartrozy, osteoporozy i pogorszeniu jakości skóry (utrata sprężystości, gorsze gojenie ran). Autorzy jednego z przeglądów stwierdzili wprost, że u ludzi występuje powszechny cichy niedobór glicyny objawiający się osłabieniem „układu mechanicznego” organizmu (tkanki łącznej) (23).
- Zmniejszenie syntezy glutationu i nasilenie stresu oksydacyjnego: Glicyna jest jednym z trzech aminokwasów niezbędnych do syntezy glutationu (tripeptydu pełniącego kluczową rolę w obronie antyoksydacyjnej komórek). Badania wskazują, że dostępność glicyny może ograniczać tempo powstawania glutationu – stężenie glicyny w tkankach bywa niższe niż Km (stała Michaelisa) enzymu syntetazy glutationu, co oznacza, że przy niedoborze tego aminokwasu synteza glutationu zwalnia ( 24 ). W stanach zwiększonego stresu oksydacyjnego (np. cukrzyca, insulinooporność, stany zapalne) organizm potrzebuje więcej glutationu, a niewystarczająca podaż glicyny może prowadzić do jego niedoboru. Rzeczywiście u pacjentów z cukrzycą typu 2 stwierdzono nawet ~50% niższą szybkość syntezy glutationu i wyczerpane zasoby tego antyoksydantu w porównaniu do zdrowych ( 25 ) ( 26 ) – jedną z przyczyn jest przypuszczalnie ograniczona dostępność glicyny. Konsekwencją niskiego poziomu glutationu jest nagromadzenie wolnych rodników i peroksydantów, co uszkadza komórki (stres oksydacyjny) i pogłębia zaburzenia metaboliczne. Zauważono korelację: osoby o niskim poziomie glicyny (np. otyłe, z zespołem metabolicznym) częściej wykazują podwyższone markery stanu zapalnego, insulinooporność i inne cechy stresu oksydacyjnego (27).
- Zaburzenia detoksykacji i funkcji metabolicznych: Glicyna uczestniczy w unieszkodliwianiu wielu związków poprzez tworzenie z nimi sprzężonych metabolitów wydalanych z moczem lub żółcią (np. kwas benzoesowy jest sprzęgany z glicyną do kwasu hipurowego). Jej chroniczny niedobór może więc upośledzać zdolność organizmu do eliminacji niektórych toksyn i produktów przemiany materii – np. w otyłości obserwuje się gorsze usuwanie nadmiarowych kwasów organicznych tą drogą (28). Ponadto glicyna jest zaangażowana w syntezę kwasów żółciowych; niedobór może zmieniać profil żółci i pośrednio pogarszać trawienie tłuszczów oraz regulację cholesterolu.
- Osłabienie odpowiedzi immunologicznej i regeneracji: Glicyna wykazuje właściwości przeciwzapalne i immunomodulujące – potrafi zmniejszać produkcję cytokin prozapalnych i reagować z receptorami hamującymi reakcje zapalne ( 29 ) ( 30 ). Jej niski poziom może sprzyjać utrzymywaniu się przewlekłego stanu zapalnego. Ponadto poprzez wpływ na kolagen w tkankach niedobór glicyny osłabia barierę strukturalną organizmu. Kolagen w macierzy pozakomórkowej działa jak mechaniczna bariera dla drobnoustrojów – gdy jest go mniej lub jest uszkodzony, patogeny (bakterie, wirusy) łatwiej naciekają tkanki (31) (32). Stwierdzono, że wzmocnienie macierzy kolagenowej (np. inhibicja kolagenaz rozkładających kolagen) poprawia odporność tkanek na infekcje wirusowe (33). Można zatem wnioskować, że przewlekły niedobór glicyny – skutkujący gorszą odbudową kolagenu – potencjalnie może zwiększać podatność na infekcje i wydłużać gojenie uszkodzeń. Co więcej, badania kliniczne sugerują, że uzupełnienie glicyny może zmniejszać częstość infekcji: w jednym z obserwacji osoby przyjmujące 10 g glicyny dziennie przez kilka miesięcy zgłaszały brak lub znaczne ograniczenie nawracających infekcji (przeziębienia, grypa) w porównaniu do okresu sprzed suplementacji (34) (35).
Podsumowując, konsekwencje niedoboru endogennej glicyny są subtelne, ale wielowymiarowe – obejmują upośledzenie syntezy kluczowych białek strukturalnych i antyoksydantów, co z czasem może przekładać się na przyspieszenie procesów degeneracyjnych (starzenie się stawów, skóry), gorszą regenerację i zwiększoną podatność na choroby przewlekłe (np. zespół metaboliczny).
Suplementacja glicyny – czy jest zalecana?
Biorąc pod uwagę powyższe informacje, pojawia się pytanie, czy celowe jest uzupełnianie glicyny poprzez suplementację, aby pokryć zidentyfikowany deficyt.
- Zapotrzebowanie uzupełniające: Literatura sugeruje, że aby zlikwidować dzienny niedobór glicyny, należałoby dostarczać dodatkowo ok. 7–10 g glicyny dziennie z zewnątrz (dieta lub suplementy). Autorzy pracy analizującej ograniczenia biosyntezy glicyny rekomendują nawet ~10 g/dobę tego aminokwasu jako suplement diety, argumentując to koniecznością wsparcia „układu mechanicznego” organizmu (tkanki łącznej) i innych procesów metabolicznych (36) ( 37 ). Innymi słowy, taka dawka miałaby zrównoważyć różnicę między faktyczną podażą a zapotrzebowaniem organizmu.
- Badania kliniczne i obserwacje: W kontrolowanych badaniach interwencyjnych testowano wpływ suplementacji glicyny. Przykładowo, podawanie 0,1 g/kg mc. glicyny (ok. 7 g dla osoby 70-kg) przez 2 tygodnie, wraz z cysteiną (NAC), u pacjentów z cukrzycą przywróciło prawidłową syntezę glutationu i zwiększyło jego poziom w tkankach ( 38 ). Inne próby wykazały, że dodatkowe 3 g glicyny przed snem poprawia jakość snu i funkcje poznawcze następnego dnia (efekt nootropowy i prorelaksacyjny glicyny) – sugeruje to korzystny wpływ nawet umiarkowanych dawek na układ nerwowy (39). Najbardziej spektakularne rezultaty dotyczą jednak układu kostno-stawowego: w eksperymentach in vitro wysokie stężenia glicyny istotnie zwiększały wytwarzanie kolagenu przez chondrocyty ( 40 ), zaś obserwacje kliniczne (choć nie zawsze randomizowane) wskazują na poprawę stanu stawów przy suplementacji. W jednym z raportów długotrwałe przyjmowanie ~10 g glicyny dziennie przez osoby z chorobą zwyrodnieniową stawów wiązało się ze zmniejszeniem dolegliwości bólowych (spadek indeksu WOMAC o >70% po 4 miesiącach) oraz poprawą ruchomości (41). U kobiet z osteoporozą odnotowano wzrost gęstości kości – ubytek masy kostnej zmniejszył się z ~20% do ok. 3–5% po dwóch latach takiej suplementacji (42) (43). Choć dane te pochodzą z obserwacji otwartych, są spójne z hipotezą, że dodatkowa glicyna wspomaga odbudowę kolagenu w kościach i chrząstkach, sprzyjając ich regeneracji.
- Bezpieczeństwo dawek: Glicyna jest generalnie dobrze tolerowana. W badaniach neurologicznych pacjentom ze schizofrenią podawano bardzo wysokie dawki – do 60 g na dobę (podzielone na 2 x 30 g) – i nie stwierdzono poważnych skutków ubocznych (44). Również sportowcy (maratończycy) otrzymujący 30 g glicyny dziennie (3 x 10 g) nie doświadczyli negatywnych objawów (45). Tak duże dawki mogą jednak powodować u niektórych przejściowe dolegliwości żołądkowo-jelitowe (glicyna ma słodkawy smak i w większych ilościach może wywołać mdłości lub biegunkę). Dawki rzędu 3–10 g/dobę są na ogół uznawane za bezpieczne i dobrze tolerowane u dorosłych. Mimo to długoterminowe bezpieczeństwo przewlekłego suplementowania wysokich dawek nie jest jeszcze w pełni zbadane – brak jest szeroko zakrojonych badań oceniających np. wpływ wieloletniej suplementacji glicyny na układ sercowo-naczyniowy czy nerwowy. Pojawiły się pojedyncze sygnały ostrzegawcze: w jednej analizie retrospektywnej zasugerowano związek między regularną wysoką podażą glicyny a nieco wyższym ryzykiem udaru (46). Ponadto w kontekście klinicznym znane są przypadki zaburzeń (np. encefalopatii) przy podaniu dużych ilości glicyny dożylnie podczas zabiegów – świadczy to, że nadmiar glicyny może być neurotoksyczny, gdy przekroczone zostaną mechanizmy buforujące (glicyna jest neuroprzekaźnikiem hamującym w OUN). W warunkach doustnej suplementacji ryzyko takie jest znikome, ponieważ zdrowe nerki łatwo wydalają nadmiar aminokwasów.
- Czy warto suplementować?: Obecnie nie ma oficjalnych zaleceń dotyczących suplementacji glicyny u ogółu zdrowej populacji, ponieważ formalnie jest ona aminokwasem endogennym. Jednak coraz więcej badań wskazuje, że korzyści z dodatkowej glicyny mogą przeważać w pewnych grupach lub sytuacjach. Suplementację rozważa się zwłaszcza u osób starszych, sportowców, osób na dietach ubogich w białko zwierzęce oraz pacjentów z chorobami przebiegającymi z przewlekłym stanem zapalnym czy stresem oksydacyjnym (otyłość, cukrzyca, choroby stawów) (47) (48). W tych populacjach endogenna synteza zdecydowanie nie pokrywa zapotrzebowania, a badania pokazują, że dodatek glicyny poprawia parametry zdrowotne (np. wrażliwość na insulinę, profil lipidowy, markery stanu zapalnego) (49). Co ważne, suplementacja glicyny jest względnie tania i łatwo dostępna, a dawki rzędu 5–10 g są zwykle dobrze tolerowane. W świetle aktualnej wiedzy można stwierdzić, że doustna suplementacja glicyny w dawce ok. 3–10 g na dobę jest bezpieczna i bywa zalecana przez badaczy celem uzupełnienia jej niedoborów ( 50 ) (51). Szczególnie może to dotyczyć sytuacji zwiększonego zapotrzebowania (wiek podeszły, ciąża – po konsultacji z lekarzem, intensywny trening, dieta wegańska) lub występowania objawów mogących sugerować niedobór (np. przewlekłe problemy ze stawami, słaba regeneracja, nasilony stres oksydacyjny w chorobach metabolicznych). Zawsze jednak należy zachować ostrożność i obserwować organizm – w razie wątpliwości skonsultować suplementację z lekarzem lub dietetykiem.
Podsumowanie: Ludzki organizm wytwarza endogennie tylko ok. 2–3 g glicyny dziennie (52), co stanowi ułamek szacowanego zapotrzebowania (~10–15 g). W normalnych warunkach niedobór ten częściowo uzupełnia dieta (1.5–3 g/dobę), lecz i tak u większości osób występuje brak kilku gramów glicyny dziennie (53). Ten chroniczny niedobór nie powoduje ostrej choroby, ale może ograniczać pewne procesy (np. syntezę kolagenu i glutationu), co z czasem sprzyja problemom zdrowotnym (degeneracja stawów, stres oksydacyjny, zaburzenia metaboliczne) ( 54 ) ( 55 ). Liczne nowe badania (PubMed) sugerują, że dodatkowa podaż glicyny może być korzystna – suplementacja ~10 g/dobę pomaga pokryć deficyt i wykazuje pozytywny wpływ na tkankę łączną oraz metabolizm ( 56 ) (57). Przy rozważaniu suplementacji należy jednak pamiętać o indywidualnych potrzebach i zachować zdrowy rozsądek, ponieważ oficjalne wytyczne nie zostały jeszcze ustanowione, a bardzo wysokie dawki powinny być stosowane ostrożnie.
Źródła: W powyższym opracowaniu wykorzystano najnowsze publikacje naukowe dostępne w bazach PubMed i ScienceDirect. Wszystkie przytoczone wartości liczbowe i wnioski poparte są cytowanymi źródłami naukowymi.