谷氨酸的发现是一段充满传奇色彩的故事。1866年，德国化学家卡尔・海因里希・里特豪森从蛋白质水解产物中分离出了谷氨酸。不过，真正让谷氨酸声名远扬的，是1908年日本科学家池田菊苗的发现。池田菊苗从海带汤中提取出了谷氨酸，并敏锐地察觉到它所带来的独特味道。他将这种味道命名为“Umami”，也就是我们常说的鲜味。自此，谷氨酸开启了它在食品调味领域的辉煌篇章。
其实，谷氨酸也广泛存在于我们的大脑中。如果让你说出一种神经递质的名称，你最先想到的是什么？大多数人可能会首先想到多巴胺，事实上，我们大脑中超过90%的神经元使用谷氨酸作为神经递质。
谷氨酸是生物体内的“大忙人”，在蛋白质代谢过程中占据着举足轻重的地位，参与了动植物和微生物体内的许多重要化学反应。而在人体内，谷氨酸是负责学习和记忆的神经递质，与我们所有的感觉、思想和行为息息相关。视觉、听觉、嗅觉、味觉、冷热感等，我们对环境中一切事物的感知都依赖谷氨酸。对过去的记忆、对未来的计划、想象力、创造力、语言、洞察力、判断力、适当的社会行为、同理心——一切使我们成为我们的因素——都与大脑皮质中的谷氨酸能神经元网络的活动变化密不可分。谷氨酸能神经元还控制着我们的身体运动，并影响着包括心脏和肠道在内的其他身体器官。
大脑中的“画师”
大脑最重要的功能就是让生物体在环境中活动时，能够学习、记住和回忆周围环境及经历的细节。这一过程就好比我们在脑海中绘制了一幅“认知地图”，指引着我们在生活的迷宫中穿梭。而谷氨酸，便是绘制这幅地图的关键“画师”。
在大脑的海马区域，谷氨酸扮演着极为重要的角色。海马就像一个“记忆工厂”，负责将短期记忆转化为长期记忆，并将这些记忆存储起来。当我们接触新的知识、经历新的事物时，神经元之间的信息传递会变得异常活跃。谷氨酸作为主要的兴奋性神经递质，如同“信使”一般，在神经元之间快速传递着信号。它激活特定的受体，尤其是NMDA受体，参与了长时程增强（LTP）的形成。简单来说，LTP就像是给神经元之间的“通信线路”做了一次升级，让它们传递信息的效率大幅提高。这种神经元间通信效率的提升，被认为是学习和记忆的生物学基础。每一次新知识的输入，都伴随着谷氨酸的活跃，它影响神经元之间的突触连接和神经网络的形成，帮助强化神经元之间的连接，使得记忆得以在大脑中深深扎根。
在儿童的成长发育中，谷氨酸也是大脑发育的“助推器”，能够促进神经元的生长和分化，让孩子的大脑神经元如同茁壮成长的幼苗，不断发展壮大。在学习过程中，谷氨酸更是发挥着关键作用，它能够增强大脑的兴奋性，让孩子更加专注、思维更加敏捷，进而提升学习能力，助力孩子们学得更快更好。
若不能记住快乐，那快乐有何意义？
谷氨酸和多巴胺共同参与情绪调节。多巴胺通常与愉悦感和奖赏感相关联，当我们经历一些愉悦的事情，比如吃到美食、运动、得到赞扬等，大脑就会释放多巴胺，让我们感到快乐和满足。多巴胺会传递兴奋和开心的信息，激发和强化个体的行为动机，促进目标导向的行为。而谷氨酸则在学习和记忆中发挥关键作用，帮助我们记住这些积极的经历。当我们体验到积极的情绪时，多巴胺的水平会上升，让我们沉浸在快乐之中，而谷氨酸则如同一个“记忆助手”，将此时的场景、感受等信息记录下来，以便在未来重复这些带来愉悦的行为。例如，当你吃到美味的食物时，味蕾的刺激促使大脑释放多巴胺，让你瞬间感到满足，而谷氨酸则迅速“开工”，记住这种食物的味道、口感和进食时的环境氛围，让你下次再遇到类似的食物时，瞬间勾起美好的回忆，还想再吃。
一方面，谷氨酸能够促进多巴胺的释放，使得我们在学习、探索新事物的过程中，伴随着好奇心得到满足时的愉悦感，进一步强化了对该事物的记忆和追求欲望；另一方面，多巴胺水平的变化也可能影响谷氨酸在神经元之间传递信息的效率，当我们处于积极情绪状态下，二者协同作用，让大脑的学习和记忆功能达到最佳状态，帮助我们更好地适应环境、享受生活。可以说，多巴胺负责点亮快乐的瞬间，谷氨酸则负责将这些瞬间编织成美好的回忆，二者携手为我们的情绪和认知世界增添绚丽色彩。
“亦正亦邪”的神经递质
谷氨酸作为一种非必需氨基酸，在人体的能量代谢中起着至关重要的作用。当身体需要能量时，谷氨酸可以通过转氨作用生成α-酮戊二酸，进而投身于三羧酸循环（TCA循环），为机体源源不断地输送能量，堪称身体的“能量补给站”。在蛋白质合成方面，谷氨酸更是不可或缺的“建筑材料”，它与其他氨基酸携手合作，构建出人体所需的各种蛋白质，从肌肉组织的构建到酶的合成，都有谷氨酸忙碌的身影。此外，谷氨酸还通过参与重要的抗氧化剂谷胱甘肽的合成，参与我们体内的抗氧化作用，如同为身体穿上了一层“防护铠甲”，抵御氧化应激带来的损伤，守护细胞的健康。
然而，任何事物都讲究“过犹不及”，谷氨酸也不例外。过量摄入谷氨酸可能会引发一系列健康问题。由于它是一种兴奋性神经递质，过量时可能导致神经系统过度兴奋，使人出现头痛、头晕、心慌等不适症状。长期过量摄入，还可能对神经系统造成更为严重的损害，影响神经细胞的正常功能。并且，过量的谷氨酸会干扰人体对其他氨基酸的正常代谢，打破体内的代谢平衡，进而影响身体各项机能的正常运转。
“管住嘴、迈开腿”也能让大脑更健康
在追求健康生活的道路上，运动和间歇性禁食犹如一对“黄金搭档”，为我们的身体和大脑带来诸多益处，而它们对谷氨酸能神经元网络的积极影响更是不容小觑。
先来说说运动。当我们迈开脚步奔跑、尽情挥洒汗水时，身体内部正发生着一场奇妙的“变革”。运动能够促使大脑释放一种名为脑源性神经营养因子（BDNF）的物质，它就像是大脑的 “超级肥料”，滋养着神经元，促进神经元的生长、存活与分化。对谷氨酸能神经元而言，BDNF的增加意味着它们能够更好地发挥功能。运动刺激了与运动奖励机制紧密相连的谷氨酸能通路，使得谷氨酸能神经元活跃度大幅提升，进而投射到 VTA 的多巴胺神经元，激活大脑的奖励系统，让我们在运动中产生愉悦感，这种愉悦感又进一步激励我们坚持运动，形成良性循环。
再谈谈间歇性禁食。近年来，间歇性禁食作为一种备受瞩目的健康策略，逐渐走进大众视野。它并非传统意义上的节食挨饿，而是通过合理调整进食和禁食的时间间隔，为身体带来意想不到的变化。从大脑健康角度来看，间歇性禁食能够改善脑生理和病理状况，对认知功能产生有益影响。研究表明，在健康老年小鼠、阿尔茨海默病的啮齿动物模型及患者研究中，间歇性禁食都展现出了提升认知的潜力。禁食期间，身体从依赖葡萄糖供能逐渐转变为利用酮体供能，这种代谢转变激活了一系列适应性反应。在神经元层面，间歇性禁食能够增强内质网应激反应，驱动脑源性神经营养因子等可塑性基因的表达。如同在运动中一样，脑源性神经营养因子的增加对谷氨酸能神经元网络有着深远影响，它可以促进海马等关键脑区的长时程增强，提升神经元之间信息传递的效率，巩固学习与记忆能力。而且，间歇性禁食还可能通过调节肠道微生物群，增加肠道中有益物质的产生，这些物质可以间接促进神经元的再生与修复，为谷氨酸能神经元网络的稳定运行提供有力支持。
运动和间歇性禁食就像是两把钥匙，解锁了谷氨酸能神经元网络的诸多潜能，为我们的大脑健康注入源源不断的活力，让我们在保持良好身体状态的同时，拥有更加敏锐的思维和强大的认知能力。
分子中的“扫地僧”
谷氨酸这个看似平凡的小分子，却在我们生活的方方面面展现出了非凡的魅力。从舌尖上的美味到大脑中的奇妙化学反应，从医学领域的治病救人到农业生产的增产抗逆，它的身影无处不在。
随着科学研究的不断深入，我们对谷氨酸的认识也在不断扩展。未来，我们有理由相信，谷氨酸将继续在医学、营养学和健康科学领域发挥其独特的价值，为我们的健康和福祉带来更多的惊喜和突破。让我们期待并探索谷氨酸在未来如何继续塑造我们的生活，同时，也让我们在日常生活中更加关注和珍惜这一神奇的分子，以实现身体和大脑的最佳健康状态。
