Toxikologische Auswirkung von Mononatriumglutamat auf die menschliche Gesundheit

Einführung

Monononatriumglutamat (MSG) ist ein Natriumsalz der Glutaminsäure und besteht in der Regel aus einem weißen Pulver. Wasser ionisiert es in freie Natriumionen und Glutaminsäure, die eine organische Verbindung mit fünf Kohlenstoffatomen ist. Sie hat eine Carboxylgruppe (-COOH) und eine Aminogruppe (-NH2), die an ein „Alpha“-Kohlenstoffatom (ein Kohlenstoffatom, das direkt an die -COOH-Gruppe gebunden ist) gebunden ist (David, 2008). Es handelt sich um eine Alpha-Aminosäure. Die Summenformel von MNG ist C3H8NNaO4 und seine Molmasse beträgt 169,11 gmol-1. MSG hat die gleiche Grundstruktur wie Aminosäuren, mit einer Amingruppe (-NH2) und einem Carboxylat-Ion anstelle der Carboxylgruppe (-COO-). MNG hat fast die gleiche Struktur wie Glutamat. Der Unterschied besteht darin, dass ein Wasserstoffatom in der Carboxylkette durch ein Natriumatom ersetzt wurde, daher der Name Mononatriumglutamat (Abbildung 1&2).

Monononatriumglutamat hat einen unverwechselbaren Geschmack, der aus dem Bereich der vier klassischen Geschmacksrichtungen süß, sauer, salzig und bitter herausfällt. Dieser Geschmack wird „Umami“ genannt, auf Chinesisch auch „Xien Wei“ oder auf Englisch „savory, „broth-like“ oder „meaty taste“. Aufgrund dieses besonderen Geschmacks verwenden viele Lebensmittelhersteller MNG, um den Geschmack ihrer Produkte zu verbessern. Vor kurzem haben Chaudhari et al. einen spezifischen Glutamat-Rezeptor auf der Zunge identifiziert. Drei umami-Substanzen (Glutamat, 5-Inosinat und 5-Guanylat) wurden von japanischen Wissenschaftlern entdeckt, aber umami wurde in Europa und Amerika lange Zeit nicht erkannt. In den späten 1900er Jahren wurde umami aufgrund von psychophysikalischen, elektrophysiologischen und biochemischen Studien international als fünfter Grundgeschmack anerkannt und es wurden drei umami-Rezeptoren (T1R1+T1R3, mGluR4 und mGluR1) identifiziert. Es besteht ein Synergismus zwischen Glutamat und den 5-Nukleotiden. Von den oben genannten Rezeptoren weist nur der T1R1+T1R3-Rezeptor diesen Synergismus auf. Da Glutamat und 5-Inosinat in verschiedenen Lebensmitteln enthalten sind, wird der Umami-Geschmack durch diesen Synergismus beim täglichen Verzehr hervorgerufen.

Die Sicherheit und Toxizität von MSG war in den letzten Jahren aufgrund von Berichten über unerwünschte Reaktionen bei Menschen, die MSG-haltige Lebensmittel gegessen haben, umstritten. Viele Studien hatten die unerwünschten Wirkungen von MNG bestätigt. Berichten zufolge kann MNG Kopfschmerzen, Erbrechen, Durchfall, ein Reizdarmsyndrom, Asthmaanfälle bei Asthmapatienten und Panikattacken auslösen. Obuchi et al. untersuchten die Wirkung von Knoblauchextrakten auf MSG-induzierte Fibrome bei Zwergratten und berichteten, dass MSG allein das Gesamtprotein, Cholesterin und Östradiol (Östrogen) erhöhte, was wiederum Fibrome bei den Ratten auslöste. Durch die Behandlung mit Knoblauchextrakten wurden die durch MNG induzierten Wirkungen jedoch nahezu vollständig aufgehoben bzw. abgeschwächt.

Egbuonu et al. berichteten über eine Studie zur Untersuchung der Möglichkeiten der Verabreichung von Mononatriumglutamat in niedriger Konzentration bei der Induktion von Hepatotoxizität bei männlichen Albinoratten. In dieser Studie wurde festgestellt, dass die Behandlung von Ratten mit Mononatriumglutamat in einer niedrigen Konzentration (5 mg/kg Körpergewicht) hepatotoxisch sein kann, ohne dass es zu einer signifikanten Cholestase oder zu Pathologien der Knochen kommt. Onyema et al. berichteten, dass MSG in einer Dosis von 0,6 mg/kg Körpergewicht oxidativen Stress und Hepatotoxizität bei Ratten auslöste und dass Vitamin E den MSG-induzierten oxidativen Stress und die Hepatotoxizität abschwächte. Meraiyebu et al. berichteten, dass MSG die Anzahl der Blutplättchen, die Blutungszeit und die Gerinnungszeit bei MSG-behandelten Ratten erhöhte. Onyema et al. testeten die Hypothese, dass die Veränderung des Glukosestoffwechsels nach der Verabreichung von MSG zu den bei den Tieren beobachteten Veränderungen der Marker für oxidativen Stress beitragen könnte. Das Muster der Induktion von oxidativem Stress und der Veränderung der Enzyme des Glukosestoffwechsels bei den Tieren war ein Hinweis darauf, dass der durch MSG im Nierengewebe von Ratten induzierte oxidative Stress durch eine erhöhte Gewebeglukosekonzentration infolge einer verstärkten Glukoneogenese in den Nieren verursacht werden könnte. Nwajei et al. berichteten, dass vier ausgewählte, in Nigeria üblicherweise verzehrte Würzmittel (mit den Bezeichnungen IS, KC, SMC und BS) aufgrund des Vorhandenseins von MNG in diesen Würzmitteln die Wirkung einiger Sexualhormone beeinträchtigten: Testosteron, Östrogen und Progesteron bei Wistar-Albino-Ratten. Kolawole untersuchte die Wirkung von oral verabreichtem MNG auf die Nahrungsaufnahme, das Körpergewicht und einige biochemische und hämatologische Parameter bei erwachsenen Zieselratten und stellte fest, dass MNG in einer Dosierung von 5-15 mg/kg Körpergewicht nicht gesundheitsschädlich ist.

Herstellung von MNG

Die Chinesen verwenden seit etwa 2000 Jahren bestimmte Meeresalgen zur Verbesserung des Geschmacks von Lebensmitteln. Im Jahr 1908 wurde der geschmacksverstärkende Wirkstoff als Glutaminsäure identifiziert. Kurz darauf wurden Methoden zur Extraktion von Glutaminsäure aus Meeresalgen entwickelt. MNG wird durch einen Prozess der Proteinhydrolyse hergestellt, bei dem die Glutaminsäure durch enzymatische Fermentation oder den Einsatz von Chemikalien aus dem Protein freigesetzt wird. MNG wird auch durch einen Fermentationsprozess hergestellt, bei dem Bakterien in einem flüssigen Nährmedium aerob gezüchtet werden. Die Bakterien geben Glutaminsäure als Nebenprodukt des Stoffwechsels in das flüssige Nährmedium ab, in dem sie gezüchtet werden. Die Glutaminsäure wird dann durch Filtration, Konzentration, Ansäuerung und Kristallisation aus der Fermentationsbrühe abgetrennt und in ihr Natriumsalz umgewandelt.

Der Name „Mononatriumglutamat“ bezieht sich auf eine 99 % reine Kombination von Glutaminsäure und Natrium. Etwa 1,9 Millionen Tonnen Mononatriumglutamat werden weltweit pro Jahr durch Fermentation mit Corynebacterium glutamicum oder verwandten Arten hergestellt. Diese Bakterien sind Biotin-Auxotrophe, und Biotin (Vitamin B7) wird als Cofaktor verwendet. Die Hersteller bevorzugen die Verwendung von Zucker zur Herstellung von MNG. Einige der verwendeten Zuckerquellen sind Zuckerrohr, Stärkehydrolysate aus Mais oder Maniokknollen und andere. Ammoniak und Ammoniumsalze werden als Stickstoffquelle zugesetzt. Vitamine und andere Nährstoffe werden zur Vervollständigung des Prozesses zugesetzt. Die Anreicherung von Glutamat im Medium erfolgt nur unter biotinlimitierenden Bedingungen. Die Anforderungen an die Biotinbegrenzung verhinderten die Verwendung von Standardrohstoffen wie Zuckermelasse, da sie Biotin enthielten. Durch die Zugabe von Penicillin oder die Verwendung von Mikroorganismen, die auxotroph für Glycerin oder Oleat sind, können die Bakterien große Mengen an Glutamat ohne Biotinlimitierung produzieren (Abbildung 3).

Verunreinigungen in MNG

Natriumglutamat enthält neben L-Glutaminsäure auch D-Glutaminsäure, Pyroglutaminsäure und verschiedene andere Verunreinigungen.

D-Glutamat

Jede Aminosäure (außer Glycin) kann in zwei isomeren Formen vorkommen, da sich um das zentrale Kohlenstoffatom zwei verschiedene Enantiomere bilden können. Diese werden als L- und D-Formen bezeichnet, analog zu den links- und rechtshändigen Konfigurationen. Nur L-Aminosäuren werden in den Zellen hergestellt und in Proteine eingebaut. Einige D-Aminosäuren finden sich in den Zellwänden von Bakterien, aber nicht in Bakterienproteinen. Glutamat hat sowohl D- als auch L-Enantiomere, wobei nur das L-Glutamat-Enantiomer geschmacksverstärkende Eigenschaften hat. Hergestelltes Mononatriumglutamat enthält über 99,6 % der von Natur aus vorherrschenden L-Glutamatform, was einen höheren Anteil an freien Glutamationen in fermentierten, natürlich vorkommenden Lebensmitteln darstellt. Fermentierte Produkte wie Sojasoße, Steaksoße und Worcestershire-Soße haben den gleichen Glutamatgehalt wie Lebensmittel mit zugesetztem Mononatriumglutamat. 5 % oder mehr des Glutamats kann jedoch das D-Enantiomer sein. Nicht fermentierte, natürlich vorkommende Lebensmittel haben einen geringeren relativen Gehalt an D-Glutamat als fermentierte Produkte (Abbildung 4).

Im Gegensatz zu anderen D-Aminosäuren wird D-Glutamat nicht von den D-Aminosäure-Oxidasen oxidiert; daher ist der Entgiftungsweg für die Verarbeitung von D-Glutamat nicht verfügbar. Ebenso entgeht D-Glutamat beim Verzehr weitgehend den meisten Desaminierungsreaktionen (im Gegensatz zu seinem L-Gegenstück). Freies D-Glutamat wird in Säugetiergewebe in überraschend hohen Mengen gefunden, wobei D-Glutamat 9 % des gesamten in der Leber vorhandenen Glutamats ausmacht. D-Glutamat ist der potenteste natürliche Inhibitor der Glutathionsynthese, der bisher identifiziert wurde, und dies könnte der Grund für seine Lokalisierung in der Leber sein, da zirkulierendes D-Glutamat die Redox-Stabilität verändern kann.

Pyroglutaminsäure

Pyroglutaminsäure (PCA) ist auch als 5-Oxoprolin, Pidolsäure oder Pyroglutamat bekannt. Es handelt sich um ein häufiges, aber selten untersuchtes natürliches Aminosäurederivat, bei dem die freie Aminogruppe der Glutaminsäure oder des Glutamins zu einem Lactat zyklisiert. Es ist ein Metabolit des Glutathionzyklus, der durch die 5-Oxoprolinase in Glutamat umgewandelt wird. Pyroglutamat kommt in vielen Proteinen vor, darunter auch in bakteriellem Hodopsin. N-terminale Glutaminsäure und Glutaminresidue können spontan zu Pyroglutamat zyklisieren oder enzymatisch durch Glutaminylzyklasen umgewandelt werden. Pyroglutamat ist eine heterozyklische Verbindung und kommt im Plasma verschiedener Spezies, einschließlich des Menschen, vor. Lokale Injektionen von Pyroglutamat in sehr hohen Konzentrationen in das Gehirn induzierten jedoch neurotoxische Läsionen, die denen von Kianinsäure zu ähneln schienen (Abbildung 5).

Pyroglutaminsäure wird auch durch Glutamat in Gegenwart von γ-GCS, Glutaminsynthetase und Glutamat-5-Kinase-Enzymen gebildet. Das enzymgebundene phosphorylierte Glutamat ist das Zwischenprodukt in allen drei enzymatischen Reaktionen. Aktiviertes Glutamat wird auf ein Akzeptormolekül übertragen, nämlich Cystein, Ammoniak bzw. NADPH. Phosphoryliertes oder aktiviertes Glutamat ist sehr instabil und neigt zur spontanen Zyklisierung zu Pyroglutaminsäure. Wenn das Akzeptormolekül nicht vorhanden oder nicht verfügbar ist, führt die spontane Zyklisierung von aktiviertem Glutamat zur Bildung von Pyroglutaminsäure. Das γ-GCS, das den ersten Schritt der Glutathionbiosynthese katalysiert, aktiviert Glutamat, das in Abwesenheit von Cystein in Pyroglutaminsäure umgewandelt werden kann. In ähnlicher Weise wurde vorgeschlagen, dass in Methanotrophen unter Stress- und Stickstoffeinschränkungsbedingungen Pyroglutaminsäure aus Glutamat über Glutaminsynthetase gebildet wird, wie dies unter In-vitro-Bedingungen festgestellt wurde.

Mono- und Dichlorpropanole

3-Monochlorpropan-1,2-diol (3-MCPD) ist eine organisch-chemische Verbindung, die das häufigste Mitglied der als Chlorpropanole bekannten chemischen Lebensmittelverunreinigungen ist. Sie steht im Verdacht, beim Menschen krebserregend zu sein. Es entsteht vor allem in Lebensmitteln während der Proteinhydrolyse, wenn Salzsäure bei hohen Temperaturen zugesetzt wird, um die Aufspaltung der Proteine in Aminosäuren zu beschleunigen. Als Nebenprodukt dieses Prozesses kann Chlorid mit dem Glycerin-Grundgerüst von Lipiden reagieren und 3-MCPD bilden. Im Jahr 2000 führte das Joint Ministry of Agriculture, Fisheries and Food/Department of Health Food Safety and Standards Group (JFSSG) eine Untersuchung der im Vereinigten Königreich erhältlichen Sojasaucen und ähnlicher Produkte durch und stellte fest, dass mehr als die Hälfte der in Einzelhandelsgeschäften entnommenen Proben unterschiedliche Mengen an 3-MCPD enthielten. Im Jahr 2001 stellte die Food Standards Agency (FSA) des Vereinigten Königreichs bei Untersuchungen verschiedener Austernsaucen und Sojasaucen fest, dass 22 % der Proben 3-MCPD in Mengen enthielten, die deutlich über den von der Europäischen Union als sicher eingestuften Werten lagen. Etwa zwei Drittel dieser Proben enthielten auch ein zweites Chlorpropanol, das 1,3-Dichlorpropan-2-ol (1,3-DCP), das nach Ansicht von Experten in Lebensmitteln nicht enthalten sein sollte. Beide Chemikalien haben das Potenzial, Krebs zu verursachen, und die Agentur empfahl, die betroffenen Produkte aus den Regalen zu nehmen und zu meiden (Abbildung 6&7).

MSG in Gewürzwürfeln

Lebensmittelgewürze sind Substanzen, die Lebensmitteln Geschmack verleihen, zum Beispiel Salz, Paprika und andere Gewürze. Gewürze sind pflanzliche Stoffe einheimischen oder exotischen Ursprungs, die aromatisch sind und einen scharfen, pikanten Geschmack haben und verwendet werden, um den Geschmack von Lebensmitteln zu verstärken oder ihnen die in ihnen enthaltene anregende Zutat hinzuzufügen.Gewürze können auch verwendet werden, um Kochsalz in einer Vielzahl von anderen industriell zubereiteten Lebensmitteln sowie bei der Zubereitung von Lebensmitteln sowohl in Restaurants, im Catering, in der heimischen Küche usw. zu ersetzen. Solche Würzmittel eignen sich besonders für Suppen, Rindfleisch und andere Speisen, in denen salzige und/oder würzige Gewürze verwendet werden. Die Zutatenmischung und die Gewürze, die verschiedenen Lebensmitteln zugesetzt werden, verändern die Zusammensetzung der Speisen.

Es gibt mehrere Marken von Würzmitteln, die auf dem freien Markt, in Straßengeschäften und Supermärkten erhältlich sind. Thereinclude: Star Maggi, Knorr, Royco, Doyin, Jumbo (Würfel), Onga, Mixpy, Benny, Aluba Shrimp Seasoning (in Pulverform), A-one, Vedan, Ajino-moto, Salsa und Tasty (Mononatriumglutamat). Aus Berichten geht hervor, dass die wichtigsten Wirkstoffe in Geschmacksverstärkern Salz (NaCl) und Mononatriumglutamat (MSG) sind. Andere Inhaltsstoffe sind unter anderem: Hydriertes Palmöl, Karamell, Farbstoff, Sojabohnen, Johannisbrot, Maltodextrin, Maisstärke, Hühnerfett, Dinatriumguanylat, Dinatriuminosilat, hydrolisiertes Pflanzen-/Gemüseprotein, Tomaten, natürliche Gewürze usw.

Chinesisches Restaurant-Syndrom

Das „Chinesische Restaurant-Syndrom“ (CRS) wurde erstmals vor über 40 Jahren beschrieben. Die ursprüngliche Beschreibung der Symptome, die etwa 20 Minuten nach dem Essen auftraten, umfasste ein Taubheitsgefühl oder Brennen im Nacken, das in beide Arme und manchmal in den vorderen Brustkorb ausstrahlte und mit einem allgemeinen Schwächegefühl und Herzklopfen verbunden war. Später wurden die Symptome Erröten, Schwindel, Synkope und Druck im Gesicht beschrieben. Kinder können mit Fieber, Krämpfen oder ständiger Unruhe reagieren.Es wurde weithin angenommen, dass Mononatriumglutamat mit CRS in Verbindung gebracht wird. In Übersichten über einschlägige Studien wurde jedoch festgestellt, dass die Studien, in denen MSG mit CRS in Verbindung gebracht wurde, nicht über ein robustes experimentelles Design verfügten, dass die Ergebnisse uneinheitlich waren und dass die Häufigkeit der Reaktionen auf die MSG-Aufnahme nicht hoch genug war, um den Nachweis zu erbringen, dass MSG der Auslöser von CRS ist. Es heißt, dass CRS bei Menschen auftritt, die empfindlich auf MSG reagieren.

Dieses Thema bleibt umstritten. Da MNG mit dem in vielen Lebensmitteln natürlich enthaltenen Glutamat identisch ist, wird es vom Körper auf die gleiche Weise aufgenommen und verstoffwechselt. Andererseits wurden schädliche Wirkungen mit der Einnahme von MNG in Verbindung gebracht, z. B. im Zusammenhang mit der Alzheimer- und Parkinson-Krankheit. Dies wurde von einer Konsenskonferenz unter der Leitung von Nobelpreisträger Professor Dr. Konrad Beyreuther verworfen, da MSG, das über die Nahrung aufgenommen wird, bei gesunden Menschen die Blut-Hirn-Schranke nicht überwinden kann.

Metabolismus von Nahrungsglutamat

Glutamat ist der Hauptbestandteil von Nahrungsprotein und wird auch in vielen Lebensmitteln als Zusatzstoff in Form von Mononatriumglutamat aufgenommen. Untersuchungen an Menschen und Tieren haben gezeigt, dass Glutamat ein wichtiger oxidativer Brennstoff für den Darm ist und dass Glutamat aus der Nahrung bei der ersten Passage durch den Darm in großem Umfang mobilisiert wird. Glutamat ist auch eine wichtige Vorstufe für bioaktive Moleküle, einschließlich Glutathion, und fungiert als wichtiger Neurotransmitter. Mehrere Studien haben gezeigt, dass Glutamat im Darm extensiv metabolisiert wird. Glutamat ist der wichtigste erregende Neurotransmitter im Körper, und im Magen-Darm-Trakt und im enterischen Nervensystem wurden mehrere Glutamatrezeptoren und -transporter gefunden. Jüngste Studien haben auch gezeigt, dass zwei vesikuläre Glutamattransporter (VGLUTs), VGLUTs1 und VGLUTs2, im enterischen Nerven- und Pankreasgewebe vorhanden sind. Es hat sich gezeigt, dass der Darm, insbesondere der Darm, auch ein wichtiger Ort für den Abbau mehrerer Aminosäuren ist, vor allem der nicht-essentiellen Aminosäuren Glutamin, Glutamat und Aspartat.

Eine wichtige Unterscheidung ist jedoch, dass Aminosäuren zwar sowohl in der Leber als auch im Darmgewebe abgebaut werden, dass aber das Ausmaß, in dem sie vollständig zu Kohlendioxid oxidiert werden, unterschiedlich ist. Glutamat ist eine Schlüsselaminosäure, die den hepatischen Aminosäurenkatabolismus und die Gluconeogenese verbindet, da viele Aminosäuren zunächst durch Transaminierung zu Glutamat abgebaut werden. Es wird angenommen, dass der intestinale Glutamatstoffwechsel hauptsächlich in den Epithelzellen der Schleimhaut, den Enterozyten, stattfindet (Abbildung 8).

Glutamat ist ein wichtiges metabolisches Bindeglied zwischen dem Tricarbonsäurezyklus (TCA-Zyklus) und dem Harnstoffzyklus, der an der Erzeugung von Zellenergie und der Stickstoffentsorgung beteiligt ist (Abbildung 9). Mit der Nahrung aufgenommenes GLU und AKG werden durch die Transporter Excitatory Amino Acid Carrier-1 (EAAC-1) und Na-Dicarboxylatecotransporter-1 (NaDC-1) aus dem Darmlumen in den Enterozyten transportiert. Innerhalb des Enterozyten können sowohl GLU als auch AKG transaminiert und in die Mitochondrien transportiert werden, wo sie oxidativ zu CO2 umgewandelt werden.

Eine seit langem bestehende Besorgnis über den Verzehr von Glutamat in der Nahrung, insbesondere von Mononatriumglutamat (MSG), ist das nachgewiesene und potenzielle Risiko der Neurotoxizität. Einige haben ernsthafte Bedenken hinsichtlich des potenziellen Risikos von ernährungsbedingtem MSG, parenteralem Glutamat, und seiner Auswirkungen auf menschliche Krankheiten, wie z. B. Fettleibigkeit, geäußert. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung zu erkennen, dass der Nachweis der Neurotoxizität in mehreren Versuchsmodellen nur bei extrem hohen enteralen und parenteralen Glutamatmengen erbracht wurde.

Glutamat wird wie andere Aminosäuren, die mit der Nahrung aufgenommen werden, normalerweise im Dünndarm nach der proteolytischen Verdauung absorbiert und metabolisiert. Einige Aminosäuren, insbesondere MSG, werden jedoch in freier Form aufgenommen und können daher anders verstoffwechselt werden, wenn sie der Magenschleimhaut vorgelegt werden.

Wirkungen von MSG

Glutamatrezeptoren sind synaptische Rezeptoren, die sich auf den Membranen neuronaler Zellen befinden. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Exzitotoxizität und sind an mehreren neurologischen Erkrankungen beteiligt. Da sie im zentralen Nervensystem weit verbreitet sind, wurden sie mit vielen neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht, und mehrere andere Erkrankungen wurden mit Genmutationen der Glutamatrezeptoren oder mit der Aktivität von Rezeptor-Autoantigenen/Antikörpern in Verbindung gebracht.

Exzitotoxizität ist ein Prozess der Überstimulation von Glutamatrezeptoren, der zu neuronalen Schäden und Neurodegeneration führen kann. Excitotoxine sind Aminosäuren wie Glutamat, Aspartat und Cystein, die, wenn sie auf Neuronen einwirken, diese überreizen und absterben lassen. Im Gegensatz zu glutaminsäurehaltigen Proteinen in Lebensmitteln wird Glutamat im Magen-Darm-Trakt (GIT) sehr schnell resorbiert. Das absorbierte Glutamat kann die Glutamatkonzentration im Blutplasma erhöhen. Seine Konzentrationen im Plasma liegen bei 50-100μmol/L, im gesamten Gehirn bei 10.000-12.000μmol/L, aber nur bei 0,5-2 μmol/L in extrazellulären Flüssigkeiten (ECF). Die niedrigen EKT-Konzentrationen, die für eine optimale Gehirnfunktion unerlässlich sind, werden von Neuronen, Astrozyten und der Blut-Hirn-Schranke (BHS) aufrechterhalten.

Zentralnervensystem (ZNS)

Glutamat ist der exzitatorische Neurotransmitter im Zentralnervensystem (ZNS) von Säugetieren und spielt eine wichtige Rolle bei physiologischen und pathologischen Prozessen. Zu den Glutamatrezeptoren gehören drei Familien ionotroper Rezeptoren (N-Methyl-Daspartat, α-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionsäure und Kainat) und drei Gruppen metabotroper Rezeptoren (mGluR). Sie sind über das gesamte zentrale Nervensystem verteilt, einschließlich der Amygdala, des Hippocampus und des Hypothalamus, wo sie zahlreiche lebenswichtige metabolische und autonome Funktionen regulieren. Im Gehirn dient Glutamat neben seiner allgemeinen Rolle im Protein- und Energiestoffwechsel auch als Neurotransmitter.

Neurotransmitter werden in Nervenenden gespeichert und von Nervenzellen verwendet, um andere Nervenzellen oder Zielzellen wie Muskel- oder endokrine Zellen zu hemmen oder zu erregen. Ende der 1960er Jahre wurden Bedenken geäußert, dass hohe Dosen von MNG die Hirnfunktion beeinträchtigen könnten, und es wurde über die Möglichkeit von durch MNG verursachten Hirnläsionen durch Injektion oder Fütterung bei Nagetieren berichtet. Die sehr hohe Konzentration von Glutamat im Zytosol und in glutamathaltigen Vesikeln erfordert aus folgendem Grund strenge homöostatische Mechanismen. Glutamat ist der wichtigste exzitatorische Neurotransmitter, doch muss der Glutamatspiegel in der extrazellulären Flüssigkeit niedrig gehalten werden (

Fettleibigkeit

Daten aus Tierversuchen, bei denen die neonatale Verabreichung vonMSG ein Modell für Fettleibigkeit mit gestörter Glukosetoleranz und Insulinresistenz lieferte, führten zu Bedenken hinsichtlich der Fettleibigkeit beim Menschen bei Verwendung vonMSG in der Nahrung. Es wurden mehrere Hypothesen über die Mechanismen der Beeinflussung des Stoffwechsels durch MSG aufgestellt. Der potenzielle Zusammenhang zwischen MSG und Fettleibigkeit umfasst die Wirkung von MSG auf den Energiehaushalt, indem es die Verzehrbarkeit von Lebensmitteln erhöht und die hypothalamische Signalkaskade der Leptinwirkung stört.

MSG erhöht Berichten zufolge die mRNA-Expression von Interleukin-6, Tumornekrosefaktor-alpha, Resistin und Leptin im viszeralen Fettgewebe, erhöht die Insulin-, Resistin- und Leptinspiegel im Serum und beeinträchtigt die Glukosetoleranz. Durch die Stimulierung der orosensorischen Rezeptoren und die Verbesserung der Schmackhaftigkeit von Mahlzeiten beeinflusst es die Gewichtszunahme. Mononatriumglutamat (MSG) bewirkt eine Verringerung der Sekretion von Wachstumshormonen, was zu einem verkümmerten Wachstum und zu irreversiblem Übergewicht führt, das im Wesentlichen auf die Anhäufung überschüssiger Fette im Fettgewebe zurückzuführen ist, die durch einen hohen Cholesterinspiegel entstehen und zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen und endokrinologischen Störungen führen (Abbildung 10).

Reproduktionssystem

Testosteron ist ein Hormon aus der Gruppe der Androgene, das die Spermatogenese über Androgenrezeptoren im Hoden direkt stimuliert. Progesteron ist ein weibliches Sexualhormon, das aus Pregnenolon synthetisiert wird, das wiederum aus Cholesterin gewonnen wird. Es gehört zu der Gruppe der Steroidhormone, die als Gestagene bezeichnet werden. Es spielt eine zentrale Rolle beim Eisprung, der Schwangerschaft, der Einnistung und der Regulierung der Gebärmutterfunktionen. Östrogene sind Steroidhormone, die hauptsächlich von den Eierstöcken (den Granulosazellen der Ovarialfollikel und des Gelbkörpers) und der Plazenta (während der Schwangerschaft) produziert werden. Die ovarielle Östrogensynthese wird durch das Follikelstimulierende Hormon (FSH) stimuliert. MSG hat toxische Wirkungen auf die Hoden, indem es eine signifikante Oligozoospermie verursacht und die abnormale Spermienmorphologie in einer dosisabhängigen Weise bei männlichen Wistar-Ratten erhöht. Die Hepatozyten haben Stoffwechselfunktionen, die sich mit sehr wesentlichen Prozessen wie Entgiftung, Desaminierung, Transaminierung, Entfernung von Ammoniak in Form von Harnstoff, Biosynthese und Freisetzung von nicht-essentiellen Aminosäuren und Plasmaproteinen mit Ausnahme von Immunglobulinen beschäftigen, Glukoneogenese, Speicherung von Glykogen, Umwandlung von Kohlenhydraten und Proteinen in Lipide, Synthese von Lipoproteinen, Phospholipiden und Cholesterin, Oxidation von Fettsäuren, Speicherung von Eisen in Form von Ferritin sowie Speicherung der Vitamine A, D und B12. Zur Untersuchung des Leberstatus wurden verschiedene Funktionstests entwickelt. Zur Untersuchung des Leberstatus wurden mehrere Enzyme bestimmt, wie die Alanin-Aminotransferase (ALT) und die Aspartat-Aminotransferase (AST). Darüber hinaus wurden einige andere Tests wie die Messung der Serum-Milchdehydrogenase (LDH), der Gamma-Glutamyl-Transpeptidase (GGT), der alkalischen Phosphatasen und der 5-Nukleotidase-Aktivität durchgeführt. Die Verwendung dieses Stoffes als Geschmacksverstärker hat sich im Laufe der Zeit als hepatotoxisch erwiesen.

Nephrotoxizität

Studien an Tieren deuten darauf hin, dass die chronische Aufnahme von Mononatriumglutamat Nierenschäden durch oxidativen Stress hervorruft. Oxidativer Stress wird durch eine übermäßige Produktion oder eine verminderte Eliminierung freier Radikale in den Zellen verursacht, von denen die meisten Sauerstoffradikale und andere reaktive Sauerstoffspezies (ROS) sind. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind jedoch immer noch unklar, obwohl es immer mehr Beweise und einen Konsens gibt, dass α-Ketogluterat-Dehydrogenase, Glutamatrezeptoren und Cystein-Glutamat-Antiporter eine wichtige Rolle bei der Hochregulierung von oxidativem Stress bei MSG-induzierter Nierentoxizität spielen. Der Ernährungsstoffwechsel und verschiedene extrazelluläre und intrazelluläre Faktoren wie Hormone, Zytokine und Entgiftungsprozesse tragen zu oxidativem Stress bei, so dass ein übermäßiger renaler Glutamatstoffwechsel bei chronischer MSG-Aufnahme eine Quelle für ROS sein kann. In der Niere von chronisch MSG-exponierten Ratten wurden ein verminderter Gehalt an wichtigen Antioxidantenenzymen und eine erhöhte Lipidperoxidation nachgewiesen. Außerdem hat sich gezeigt, dass hohe Glutamatdosen eine signifikante Toxizität in Nierenkulturzellen auslösen.

Die Bildung von ROS in der Niere von MSG-exponierten Tieren war ein Hauptfaktor für die nephrotoxische Wirkung, die zu zellulären und funktionellen Schäden führt. Paul et al. fanden reduzierte Aktivitäten von Superoxid-Dismutase, Katalase, Glutathion-S-Transferase und Glutathion (GSH) in den Nieren von Tieren nach MSG-Verabreichung. Sie berichteten auch, dass Marker für Lipidperoxidation wie Malondialdehyd (MDA) und konjugierte Diene in MSG-behandeltem Nierengewebe erhöht waren. Es ist möglich, dass MSG zu einer übermäßigen Produktion von freien Radikalen führt und die endogenen Antioxidantien nicht ausreichen, um den Bedarf zu decken. Darüber hinaus haben einige Studien die lindernde Wirkung von Vitamin C, E und Qiercetin auf MSG-behandelte Nieren festgestellt. Die Mechanismen, über die diese Antioxidantien diese Wirkungen entfalten, sind noch nicht vollständig geklärt. Diese Antioxidantien scheinen jedoch eine Schlüsselrolle bei der Bekämpfung von Entzündungsreaktionen in den Nieren zu spielen, indem sie die Aktivität von Entzündungsenzymen und die Ausschüttung von Zytokinen verringern oder die Aktivität von NF-KB hemmen.

Vorbeugung toxischer Wirkungen von MSG

Der Verzehr von MSG zwischen 0,3 und 1 Gramm täglich gilt als sicher. In Studien mit Mäusen variierte dies jedoch je nach Gewicht. Die Verbraucherschutzbehörden raten gesunden Personen, den häufigen Konsum von MNG zu vermeiden. Es wurde berichtet, dass folgende Maßnahmen die toxische Wirkung von MNG minimieren.

Häufige Einnahme von Vitamin C

MSG ist als toxisch bekannt, insbesondere für das Nervengewebe. Es verursacht den Zelltod durch oxidativen Stress. Mit den bekannten Vorteilen von Vitamin C kann es die nachteiligen Auswirkungen von MSG verringern. Die Forschung hat gezeigt, dass Vitamin C ein Antioxidans ist, das in der Lage ist, im Körper gebildete freie Radikale zu beseitigen. Vitamin C kann Superoxid, Wasserstoffperoxid und Hydroxylradikale abfangen. Es wurde berichtet, dass Vitamin C die Auswirkungen von MNG auf die Leber rückgängig machen kann, indem es einen deutlichen Rückgang der ungesunden Wachstumszellen bewirkt und Mutationen von Tumorsuppressorgenen reduziert. Es wurde auch berichtet, dass es eine schützende Wirkung auf die Leber hat.

Vitamin E

Vitamin E ist ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Ernährung. Es übt eine schützende Wirkung gegen Krankheiten aus, die auf seine starke antioxidative Eigenschaft zurückzuführen ist. Als Antioxidans schützt es vor den schädlichen Auswirkungen freier Radikale, die zur Entstehung von Krankheiten beitragen können. Untersuchungen haben gezeigt, dass MNG oxidativen Stress verursacht und dass Vitamin E den oxidativen Stress deutlich reduziert. Bei Säugetieren stabilisiert es die Membranen und fängt Lipid-Peroxy-Radikale und Singulett-Sauerstoff ab.

Knoblauch

Knoblauch gehört zur Familie der Zwiebeln (Allium sativum) und ist reich an Antioxidantien, was seine zahlreichen gesundheitlichen Vorteile erklärt. Knoblauch enthält auch Enzyme, Kalzium, Kupfer, Eisen, Mangan, Phosphor, Kalium und Selen. Zu den Vitaminen in Knoblauch gehören Vitamin A, Vitamin B1 (Thiamin), Vitamin B2 (Riboflavin), Vitamin B6 und Vitamin C.

Curcuma longa (Kurkuma)

Curcuma longa, auch Kurkuma genannt, ist eine mehrjährige, krautige Pflanze aus der Familie der Ingwergewächse (Zingiberaceae), die arhizomatös wächst. Curcuma longa wird in der traditionellen Medizin für eine Vielzahl von Beschwerden verwendet, darunter Wundheilung, Infektionen der Harnwege und des Magen-Darm-Trakts sowie Leberbeschwerden. Curcumin wurde als der aktivste Bestandteil von Curcuma longa definiert und hat nachweislich eine beträchtliche gastroprotektive, anti-ulzerogene und therapeutische Wirkung bei Magengeschwüren. Ein Bericht von Airaodion et al. zeigte, dass Kurkuma aufgrund des Vorhandenseins von Flavonoiden und anderen Antioxidantien bei der Prävention von Magengeschwüren wirksam ist. Aufgrund seiner oben genannten Inhaltsstoffe ist Kurkuma in der Lage, die Wirkung von MNG auf den Körper aufzuheben.

Ingwer

Ingwer (Zingiber officinale) wird als Gewürz in Lebensmitteln und Getränken und in der traditionellen Medizin als Karminativum, Fiebersenker und zur Behandlung von Schmerzen, Rheuma und Bronchitis verwendet.Seine Extrakte wurden ausgiebig auf ein breites Spektrum biologischer Aktivitäten untersucht, darunter antibakterielle, schmerzlindernde und entzündungshemmende Wirkungen, Antiangiogenese und Antitumor. Er wurde auch zur Behandlung von Magen-Darm-Erkrankungen, einschließlich der Entstehung von Magengeschwüren, eingesetzt. Es wurde auch berichtet, dass Ingwer aufgrund seiner flavonoiden und antioxidativen Eigenschaften eine wichtige Rolle bei der Vorbeugung von Magengeschwüren spielt. Mit diesen biologischen Aktivitäten ist Ingwer in der Lage, die Auswirkungen von MNG auf die menschliche Gesundheit zu minimieren.

Moschusbohnen

Moschusbohnen (Parkia biglobosa) werden in der Küche als Gewürz verwendet. Sie ist sehr beliebt bei den Yoruba in Nigeria, wo sie „iru“ genannt wird. Sie kann frisch oder getrocknet sein. Getrocknete Johannisbrotbohnen sind schwächer in Geschmack und Schärfe als frische. Johannisbrot ist reich an Lipiden (29%), Proteinen (35%) und Kohlenhydraten (16%). Sie ist eine gute Quelle für Kalzium und Fett für die Landbevölkerung. Während der Gärung steigt der Gehalt an reduzierenden Zuckern, und der Gesamtgehalt an freien Aminosäuren nimmt zunächst ab. Johannisbrot kann bequem anstelle von MNG-haltigen Würzmitteln verwendet werden.

Schlussfolgerung

Diese Studie hat gezeigt, dass Mononatriumglutamat für die menschliche Gesundheit gefährlich ist, da es mit dem Chinese RestaurantSyndrom (CRS) in Verbindung gebracht wird. Die regelmäßige Einnahme von MNG über einen längeren Zeitraum kann zu Erkrankungen wie Hepatotoxizität, Nierenschäden, Geschwülsten, Fettleibigkeit usw. führen. Es sollte mehr Bewusstsein für die gefährlichen Auswirkungen von MNG geschaffen werden, um die Menschen aufzuklären, und es sollten natürliche Alternativen für MNG gefördert werden.

Interessenkonflikt

Kein Interessenkonflikt.

Anerkennung

Keine.