Glutamaatti (neurotransmitteri): määritelmä ja toiminnot

glutamaatti välittää useimpien keskushermostosysteemien (CNS) kiihottavia synapseja. Se on aistien, motoristen, kognitiivisten ja emotionaalisten tietojen keskeinen välittäjä ja osallistuu muistojen muodostumiseen ja niiden elpymiseen, ja se on 80-90% aivojen synapseista.

Siinä tapauksessa, että se on vain vähän hyötyä tästä, se myös puuttuu neuroplastiikkaan, oppimisprosesseihin ja on GABA: n - keskeinen CNS-inhibiittorinen neurotransmitteri - esiaste. Mitä muuta molekyyliä voidaan pyytää?

Mikä on glutamaatti?

todennäköinen on ollut yksi hermoston laajimmin tutkituista hermovälittäjäaineista . Viime vuosina tutkimus on lisääntynyt, koska se on suhteessa erilaisiin neurodegeneratiivisiin sairauksiin (kuten Alzheimerin tautiin), mikä on tehnyt sen tehokkaaksi farmakologiseksi kohteeksi useissa sairauksissa.

On myös mainittava, että sen reseptorien monimutkaisuus huomioon ottaen tämä on yksi monimutkaimmista neurotransmittereistä, joita on tutkittava.

Synteesiprosessi

Glutamaatin synteesiprosessilla on alku Krebs-syklissä tai trikarboksyylihappojen kierroksella. Krebs-sykli on aineenvaihdullinen polku tai meidän on ymmärrettävä, kemiallisia reaktioita peräkkäin, jotta soluvälin hengitys saadaan aikaan mitokondrioissa . Aineenvaihduntajakso voidaan ymmärtää kellon mekanismiksi, jossa jokainen vaihde täyttää toiminnon ja kappaleen yksinkertainen vika voi aiheuttaa kellon pilaantumiselle tai ei merkitä aikaa hyvin. Biokemian syklit ovat samat. Mooli, jatkuvien entsymaattisten reaktioiden avulla - kello-hammaspyörät - muuttaa muotoaan ja koostumustaan ​​solukkofunktion aikaansaamiseksi. Glutamaatin pääasiallinen prekursori on alfa-ketoglutaraatti, joka saa aminoryhmän transaminaatiolla glutamaattiin.

On myös syytä mainita toinen varsin merkittävä edeltäjä: glutamiini. Kun solu vapauttaa glutamaatin solunulkoiseen tilaan, astrosyytit - tyypin gliasolut - palauttavat tämän glutamaatin, joka glutamiinisyntetaasilla kutsutun entsyymin kautta tulee glutamiini. sitten, astrosyytit vapauttavat glutamiinin, jota neuronit takaisin talteen takaisin muunnetaan takaisin glutamaattiin . Ja ehkä enemmän kuin yksi kysyy seuraavalta: Ja jos he joutuvat palauttamaan glutamiinin takaisin neuroniin glutamaatille, miksi astrosyytti muuttaa glutamiinia köyhäksi glutamaatiksi? No, en tiedäkäänkään. Ehkä se on, että astrosyytit ja neuronit eivät ole samaa mieltä tai ehkä neurotiede on monimutkainen. Kaikissa tapauksissa halusin tarkastella astrosyyttejä, koska niiden yhteistyö edustaa 40% liikevaihto glutamaattia, mikä tarkoittaa sitä nämä gliaaliset solut palauttavat suurimman osan glutamaatista .

On olemassa muita esiasteita ja muita reittejä, joiden kautta solunulkoiseen tilaan vapautuva glutamaatti otetaan talteen. Esimerkiksi on olemassa neuroneja, jotka sisältävät spesifisen glutamaattimäritin -EAAT1 / 2-, jotka suoraan palauttavat glutamaatin neuroniin ja sallivat eksitatorisen signaalin päättymisen. Jotta voidaan tutkia edelleen glutamaatin synteesiä ja metaboliaa, suosittelen lukemaan kirjallisuutta.

Glutamaattireseptorit

Kuten usein opetetaan, jokaisella neurotransmitterilla on sen reseptorit postsynaptiseen soluun . Solukalvon sisällä olevat reseptorit ovat proteiineja, joihin neurotransmitteri, hormoni, neuropeptidi jne. Sitoutuu, jolloin saadaan aikaan useita muutoksia sen solun aineenvaihdunnassa, jossa se sijaitsee reseptorissa. Neuroneissa sijoitamme yleensä reseptorit postsynaptisiin soluihin, vaikkakaan ei tosiasiassa tarvitse olla näin.

Ensimmäisessä kilpailussa opetetaan myös, että on olemassa kahta pääreseptorityyppiä: ionotrooppinen ja metabotrooppinen. Ionotropiat ovat niitä, joissa kun niiden ligandi on sitoutunut - reseptorin "avain", ne avaavat kanavia, jotka sallivat ionien kulkeutumisen soluun. Metabotropiat, toisaalta, kun ligandi on sidottu, aiheuttavat muutoksia solussa toisen lähettimen avulla. Tässä tarkastelussa puhun Glutamaatin ionotrooppisten reseptoreiden päätyypeistä, vaikka suosittelen myös tutkimusta kirjallisuudesta metabotrooppisille reseptoreille. Tässä lainaan tärkeimmät ionotrooppiset reseptorit:

• NMDA-vastaanotin.
• AMPA-vastaanotin.
• Kainado-vastaanotin.

NMDA- ja AMPA-reseptorit ja niiden läheiset suhteet

Uskotaan, että molemmat reseptityypit ovat makromolekyylejä, jotka muodostuvat neljästä transmembraanidomeenista, eli ne muodostuvat neljästä alayksiköstä, jotka kulkevat solukalvon lipidikaksoiskerroksen läpi ja molemmat ovat glutamaattireseptoreita, jotka avaavat positiivisesti varautuneita kationikanavia. Mutta kuitenkin he ovat huomattavasti erilaisia.

Yksi niiden eroista on kynnys, jolla ne aktivoidaan. Ensinnäkin AMPA-reseptorit aktivoituvat paljon nopeammin; kun taas NMDA-reseptoreita ei voida aktivoida, ennen kuin hermosolujen membraanipotentiaali on noin -50 mV - neuroni, kun se on inaktivoitu, on tavallisesti noin -70 mV. Toiseksi vaihekationit ovat kussakin tapauksessa erilaiset. AMPA-reseptorit saavuttavat paljon paremmat membraanipotentiaalit kuin NMDA-reseptorit, jotka yhdistyvät paljon vaatimattomammin. Vastaavasti NMDA-vastaanottimet saavuttavat paljon pidemmät aktivoinnit ajoissa kuin AMPA: n. siksi AMPA: n ominaisuudet aktivoidaan nopeasti ja tuottavat voimakkaampia viritysmahdollisuuksia, mutta ne poistetaan nopeasti . Ne, jotka ovat NMDA: ssa, ovat hitaita aktivoimaan, mutta he onnistuvat pitämään heidät herättävissä potentiaaleissaan paljon kauemmin.

Jotta voimme ymmärtää sitä paremmin, kuvitellaan, että olemme sotilaita ja että aseemme edustavat erilaisia ​​vastaanottimia. Kuvittele, että ekstrasellulaarinen tila on kaivanto. Meillä on kahdenlaisia ​​aseita: revolveri ja kranaatit. Kranaatit ovat yksinkertaisia ​​ja helppoja käyttää: irrotat renkaan ja nauhojen ja odottakaa sen räjähtämisen. Heillä on paljon tuhoisaa potentiaalia, mutta kun heitämme heidät kaikki pois, se on ohi. Revolveri on ase, joka vie aikaa ladata, koska sinun täytyy poistaa rumpu ja laittaa luodit yksi kerrallaan. Mutta kun olemme ladanneet sen, meillä on kuusi laukausta, joiden avulla voimme selviytyä jonkin aikaa, vaikka paljon vähemmän potentiaalia kuin kranaatti. Aivot-revolverit ovat NMDA-vastaanottimet ja kranaatit ovat AMPA-kantoja.

Liialliset glutamaatti ja sen vaarat

He sanovat, että ylimääräinen ei ole hyvä, ja jos glutamaatti täyttyy. sitten mainitsemme joitain patologioita ja neurologisia ongelmia, joissa liiallinen glutamaatti liittyy .

1. Glutamaattianalogit voivat aiheuttaa eksotoksisuutta

Glutamaattimäisten lääkkeiden - toisin sanoen niillä on sama tehtävä kuin glutamaatti - kuten NMDA -, johon NMDA-reseptori on hänen nimensä takia - voivat aiheuttaa suuria annoksia neurodegeneratiivisia vaikutuksia haavoittuvimmilla aivojen alueilla kuten hypotalamuksen kaareva ydin. Tähän neurodegenerointiin liittyvät mekanismit ovat erilaisia ​​ja sisältävät erilaisia ​​glutamaattireseptoreita.

2. Jotkut neurotoksiinit, joita voimme ruokkia ruokavaliomme, tekevät neuronaalisen kuoleman ylimääräisen glutamaatin kautta

Joidenkin eläinten ja kasvien erilaiset myrkyt vaikuttavat glutamaatin hermoväylillä. Esimerkki on Cycas Circinalisin, myrkyllisen kasvin siementen, joka löytyy Tyynenmeren Guamin saarelta. Tämä myrkky aiheutti suurta esiintyvyyttä Amyotrophic Lateral Sclerosis -tapahtumassa tällä saarella, jossa sen asukkaat nauttivat siitä päivittäin uskomalla olevansa hyväntahtoisia.

3. Glutamaatti edistää isänmaalliseen kuolemaan

Glutamaatti on tärkein neurotransmitteri akuuteissa aivohäiriöissä, kuten sydänkohtauksessa , sydämenpysähdys, pre / perinataalinen hypoksia. Näissä tapahtumissa, joissa hapen puute aivokudoksessa, neuronit pysyvät pysyvässä depolarisaatiossa; koska erilaiset biokemialliset prosessit. Tämä johtaa glutamaatin pysyvään vapautumiseen soluista, minkä jälkeen glutamaattireseptorien jatkuva aktivointi. NMDA-reseptori on erityisen läpäisevä kalsiumille verrattuna muihin ionotrooppisiin reseptoreihin, ja ylimäräinen kalsium johtaa neuronaaliseen kuolemaan. Siksi glutamatergisten reseptorien hyperaktiivisuus johtaa neuronaaliseen kuolemaan johtuen intraneuronisen kalsiumin lisääntymisestä.

4. Epilepsia

Glutamaatin ja epilepsian välinen suhde on hyvin dokumentoitu. Epileptisen aktiivisuuden katsotaan olevan erityisen riippuvainen AMPA-reseptoreista, vaikkakin epilepsia etenee, NMDA-reseptorit tulevat tärkeiksi.

Onko glutamaatti hyvä? Onko glutamaatti huono?

Yleensä kun lukee tällaista tekstiä, se päätyy humanisoimaan molekyylit merkitsemällä ne "hyviksi" tai "huonoiksi" - joilla on nimi ja niitä kutsutaan anthropomorphism, erittäin muodikas takaisin keskiajalla. Todellisuus on kaukana näistä yksinkertaisista tuomioista.

Yhteiskunnassa, jossa olemme luoneet käsitteen "terveys", on helppoa, että jotkut luonnon mekanismit tekevät meistä epämukavaksi. Ongelmana on, että luonto ei ymmärrä "terveyttä". Olemme luoneet tämän lääketieteen, lääketeollisuuden ja psykologian kautta. Se on sosiaalinen käsite, ja kuten mikä tahansa yhteiskunnallinen konsepti, se riippuu yhteiskunnan kehityksestä, oli se ihminen tai tieteellinen. Edistystä osoittavat, että glutamaatti liittyy lukuisiin patologioihin kuten Alzheimerin tauti tai skitsofrenia.Tämä ei ole ihmisen evoluution paha silmä, vaan se on biokemiallinen käsitys, jota luonto ei vielä ymmärrä: ihmiskunta 2000-luvulla.

Ja kuten aina, miksi tutkia tätä? Tässä tapauksessa mielestäni vastaus on hyvin selvä. Koska glutamaatin rooli on erilaisissa neurodegeneratiivisissa patologeissa, se johtaa tärkeään - vaikkakin monimutkaiseen - farmakologiseen tavoitteeseen . Joitakin esimerkkejä näistä taudeista, vaikka emme ole puhuneet heistä tässä tarkastelussa, koska luulen, että voit kirjoittaa merkintää yksinomaan tähän, ovat Alzheimerin tauti ja skitsofrenia. Olen subjektiivisesti etsinyt skitsofrenian uusia huumeita, jotka ovat erityisen kiinnostavia pohjimmiltaan kahdesta syystä: tämän taudin esiintyvyydestä ja siihen liittyvistä terveyskustannuksista; ja nykyisten psykoosilääkkeiden haitalliset vaikutukset, jotka usein estävät terapeuttista sitoutumista.

Teksti muokannut ja muokannut Frederic Muniente Peix

Kirjallisuusviitteet:

kirjat:

• Siegel, G. (2006). Perus neurokemia. Amsterdam: Elsevier.

artikkeleita:

• Citri, A. & Malenka, R. (2007). Synaptinen plastisuus: Useat muodot, funktiot ja mekanismit, Neuropsychopharmacology, 33 (1), 18-41. //dx.doi.org/10.1038/sj.npp.1301559
• Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Synaptic vs. ekstrasynaptinen NMDA-reseptorin signalointi: vaikutukset neurodegeneratiivisiin häiriöihin. Nature Reviews Neuroscience, 11 (10), 682-696. //dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Synaptic vs. ekstrasynaptinen NMDA-reseptorin signalointi: vaikutukset neurodegeneratiivisiin häiriöihin. Nature Reviews Neuroscience, 11 (10), 682-696. //dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• Kerchner, G. & Nicoll, R. (2008). Silent synapses ja positiivisen mekanismin syntyminen LTP: lle. Nature Reviews Neuroscience, 9 (11), 813 - 825. //dx.doi.org/10.1038/nrn2501
• Papouin, T. & Oliet, S. (2014). Organisation, kontrollointi ja funktio extrasynaptic NMDA-reseptorit.Pilosofinen transaktiot of the Royal Society B: Biologiset Sciences, 369 (1654), 20130601-20130601. //dx.doi.org/10.1098/rstb.2013.0601

Alkoholi, aivot ja glutamaatti | #100faktaaalkoholista - 69 (Maaliskuu 2024).