Glutamaatti (neurotransmitteri) määritelmä ja toiminnot

glutamaatti välittää useimpia keskushermoston (CNS) excitatorisia synapseja. Se on aistinvaraisen, motorisen, kognitiivisen, emotionaalisen tiedon tärkein välittäjä ja puuttuu muistojen muodostumiseen ja niiden toipumiseen, kun se on läsnä 80-90%: ssa aivojen synapseista. 

Siinä tapauksessa, että kaikki tämä on ansainnut, se vaikuttaa myös neuroplastisuuteen, oppimisprosessiin ja on GNS: n, CNS: n tärkeimmän estävän välittäjäaineen, edeltäjä. Mitä muuta molekyyliä voidaan pyytää??

Mikä on glutamaatti?

todennäköinen on ollut yksi herkimmistä neurotransmittareista hermostossa. Viime vuosina sen tutkimus on lisääntynyt, koska se on yhteydessä erilaisiin neurodegeneratiivisiin patologioihin (kuten Alzheimerin tautiin), joka on tehnyt siitä voimakkaan farmakologisen kohteen eri sairauksiin.. 

On myös syytä mainita, että sen reseptorien monimutkaisuuden vuoksi tämä on yksi monimutkaisimmista tutkittavista neurotransmittereistä..

Synteesimenetelmä

Glutamaatin synteesimenetelmällä on alkua Krebs-syklissä tai trikarboksyylihappojen kierrossa. Krebsin sykli on aineenvaihdunta, tai meidän on ymmärrettävä, kemiallisia reaktioita peräkkäin solujen hengityksen tuottamiseksi mitokondrioissa. Metabolista sykliä voidaan ymmärtää kellon mekanismiksi, jossa jokainen vaihde täyttää toiminnon ja kappaleen yksinkertainen vika voi aiheuttaa kellon pilaantumisen tai merkitsemisen ajan hyvin. Biokemian syklit ovat samat. Molekyyli jatkuvien entsymaattisten reaktioiden avulla - kellon hammaspyörät - muuttaa muotoa ja koostumusta solutoiminnon aikaansaamiseksi. Glutamaatin pääasiallinen prekursori on alfa-ketoglutaraatti, joka saa aminoryhmän transaminaation avulla glutamaatiksi.

On myös syytä mainita toinen varsin merkittävä prekursori: glutamiini. Kun solu vapauttaa glutamaattia solunulkoiseen tilaan, astrosyytit, jotka ovat glylaattisolujen talteenottoa, joka glutamiinisyntetaasiksi kutsutun entsyymin kautta tulee glutamiiniksi. sitten, astrosyytit vapauttavat glutamiinin, joka palautuu takaisin glutamaatiksi muunnettaviksi tulevista neuroneista. Ja ehkä useampi kuin yksi kysyy seuraavaa: Ja jos heidän on palautettava glutamiini takaisin glutamaattiin neuronissa, miksi astrosyytti muuttuu glutamiiniksi huonoksi glutamaatiksi? En tiedä myöskään. Ehkä se on, että astrosyytit ja neuronit eivät ole yhtä mieltä tai ehkä neurotiede on monimutkainen. Kaikissa tapauksissa halusin tarkastella astrosyyttejä, koska niiden yhteistyö on 40% liikevaihto glutamaattia, mikä tarkoittaa sitä suurin osa glutamaatista kerääntyy näillä glialisoluilla.

On olemassa muita esiasteita ja muita reittejä, joilla glutamaatti otetaan talteen, joka vapautuu solunulkoiseen tilaan. Esimerkiksi on neuroneja, jotka sisältävät spesifisen glutamaatti- transporterin -EAAT1 / 2-, joka palauttaa suoraan glutamaatin neuroniin ja sallii herätyssignaalin päättymisen. Glutamaatin synteesin ja aineenvaihdunnan jatkotutkimusta varten suosittelen kirjallisuuden lukemista.

Glutamaattireseptorit

Kuten he yleensä opettavat meitä, kullakin neurotransmitterilla on reseptorit postsynaptisessa solussa. Solumembraanissa olevat reseptorit ovat proteiineja, joihin neurotransmitteri, hormoni, neuropeptidi jne. Sitoutuvat, jotta saadaan aikaan useita muutoksia solun aineenvaihdunnassa, jossa se sijaitsee reseptorissa. Neuroneissa asetamme reseptorit yleensä postsynaptisiin soluihin, vaikka sen ei tarvitse olla näin todellisuudessa. 

Ensimmäisessä kilpailussa opetetaan myös, että on olemassa kahdenlaisia ​​pääreseptoreita: ionotrooppisia ja metabotrooppisia. Ionotrooppiset aineet ovat sellaisia, joissa, kun niiden ligandi on sidottu, reseptorin "avain" - ne avaavat kanavia, jotka mahdollistavat ionien kulun soluun. Metabotrooppiset toisaalta, kun ligandi on sidottu, aiheuttaa muutoksia soluun toisen lähettiläiden avulla. Tässä katsauksessa puhun glutamaatin ionotrooppisten reseptorien tärkeimmistä tyypeistä, vaikka suosittelen bibliografian tutkimista metabotrooppisten reseptorien tuntemiseksi. Tässä lainaan tärkeimpiä ionotrooppisia reseptoreita:

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

NMDA- ja AMPA-reseptorit ja niiden läheinen suhde

Uskotaan, että molemmat reseptorityypit ovat neljän transmembraanidomeenin muodostamia makromolekyylejä, toisin sanoen ne muodostuvat neljästä alayksiköstä, jotka kulkevat solukalvon lipidikaksokerroksen läpi - ja molemmat ovat glutamaattireseptoreita, jotka avaavat positiivisesti varautuneet kationikanavat. Mutta silti ne eroavat merkittävästi.

Yksi niiden eroista on kynnys, jolla ne aktivoidaan. Ensinnäkin AMPA-reseptorit ovat paljon nopeampia aktivoida; kun taas NMDA-reseptoreita ei voida aktivoida ennen kuin neuronilla on noin -50 mV: n kalvopotentiaali - inaktivoitu neuroni on tavallisesti noin -70 mV. Toiseksi askelkationit ovat erilaiset kussakin tapauksessa. AMPA-reseptorit saavuttavat paljon korkeammat membraanipotentiaalit kuin NMDA-reseptorit, jotka yhdistyvät paljon vaatimattomammin. Vastineeksi NMDA-vastaanottimet saavuttavat paljon kestävämpiä aktivointeja kuin AMPA: n. siksi, AMPA: n aktiviteetit aktivoituvat nopeasti ja tuottavat voimakkaampia ärsytyspotentiaaleja, mutta ne deaktivoidaan nopeasti. Ja NMDA: n aktivoituminen on hidasta, mutta he pystyvät pitämään ne herättävät potentiaalit paljon kauemmin..

Ymmärtääksemme paremmin, kuvitellaan, että olemme sotilaita ja että aseemme edustavat eri vastaanottimia. Kuvittele, että solunulkoinen tila on kaivanto. Meillä on kahdenlaisia ​​aseita: revolveri ja kranaatit. Kranaatit ovat helppoja ja helppokäyttöisiä: poistat renkaan, nauhat ja odota, että se räjähtää. Heillä on paljon tuhoavaa potentiaalia, mutta kun olemme heittäneet ne pois, se on ohi. Revolveri on ase, joka vie aikaa ladata, koska sinun on poistettava rumpu ja laitettava luodit yksi kerrallaan. Mutta kun olemme ladanneet sen, meillä on kuusi laukausta, joiden avulla voimme selviytyä jonkin aikaa, vaikkakin paljon vähemmän potentiaalia kuin kranaatti. Aivojen revolverimme ovat NMDA-vastaanottimia ja granaattimme ovat AMPA: n vastaanottimia.

Glutamaatin ylimäärä ja sen vaarat

He sanovat, että ylimääräinen mikään ei ole hyvä ja glutamaatin tapauksessa täyttyminen. sitten mainitsemme joitakin patologioita ja neurologisia ongelmia, joissa glutamaatin ylimääräinen määrä liittyy.

1. Glutamaattianalogit voivat aiheuttaa eksotoksisuutta

Glutamaattianalogiset lääkkeet - toisin sanoen niillä on sama tehtävä kuin glutamaatilla - kuten NMDA -, joihin NMDA-reseptori on saanut nimensä- voi aiheuttaa suuria annoksia neurodegeneratiivisia vaikutuksia haavoittuvimmilla aivojen alueilla kuten hypotalamuksen kaareva ydin. Tähän neurodegeneraatioon liittyvät mekanismit ovat erilaisia ​​ja niihin liittyy erilaisia ​​glutamaattireseptoreita.

2. Jotkut neurotoksiinit, joita voimme ruokkia ruokavaliossa, aiheuttavat neuronaalista kuolemaa liiallisen glutamaatin kautta

Eräiden eläinten ja kasvien erilaiset myrkyt vaikuttavat glutamaatin hermotien kautta. Esimerkkinä on myrkky Cycas Circinalis, myrkyllinen kasvi, jonka voimme löytää Tyynenmeren Guam-saarella. Tämä myrkky aiheutti suurta esiintyvyyttä amyotrooppisella sivuttaiskleroosilla tällä saarella, jossa sen asukkaat nauttivat sen päivittäin uskomalla olevan hyvänlaatuinen.

3. Glutamaatti edistää iskemian aiheuttamaa neuronaalista kuolemaa

Glutamaatti on tärkein välittäjäaine akuuteissa aivohäiriöissä, kuten sydänkohtauksessa, sydänpysähdys, pre- / perinataalinen hypoksia. Näissä tapahtumissa, joissa aivokudoksessa on happea, neuronit pysyvät pysyvässä depolarisaatiossa; biokemiallisten prosessien vuoksi. Tämä johtaa glutamaatin pysyvään vapautumiseen soluista, minkä jälkeen glutamaattireseptorit aktivoituvat jatkuvasti. NMDA-reseptori on erityisen läpäisevä kalsiumille verrattuna muihin ionotrooppisiin reseptoreihin, ja ylimääräinen kalsium johtaa neuronaaliseen kuolemaan. Siksi glutamatergisten reseptorien hyperaktiivisuus johtaa neuronaaliseen kuolemaan johtuen intranuronaalisen kalsiumin lisääntymisestä..

4. Epilepsia

Glutamaatin ja epilepsian välinen suhde on hyvin dokumentoitu. Epileptisen aktiivisuuden katsotaan liittyvän erityisesti AMPA-reseptoreihin, vaikka epilepsia etenee NMDA-reseptoreista tärkeäksi..

Onko glutamaatti hyvä? Onko glutamaatti huono?

Yleensä, kun luet tällaista tekstiä, lopetat molekyylit humanisoimalla ne merkitsemällä ne "hyviksi" tai "huonoiksi", joilla on nimi ja jota kutsutaan anthropomorphism, hyvin muodikas takaisin keskiaikaan. Todellisuus on kaukana näistä yksinkertaisista tuomioista. 

Yhteiskunnassa, jossa olemme luoneet käsitteen "terveys", joidenkin luonnonmekanismien on helppo saada meidät epämukavaksi. Ongelmana on, että luonto ei ymmärrä "terveyttä". Olemme luoneet sen lääketieteen, lääketeollisuuden ja psykologian kautta. Se on sosiaalinen käsite, ja koska jokainen yhteiskunnallinen käsite riippuu yhteiskuntien edistymisestä, olipa kyse sitten ihmisestä tai tieteestä. Edistykset osoittavat, että glutamaatti liittyy hyvään määrään patologioita kuten Alzheimerin tai skitsofrenian. Tämä ei ole ihmisen evoluutiomerkki, vaan se on käsitteen, jonka luonto ei vieläkään ymmärrä, biokemiallinen ristiriita: ihmisen yhteiskunta 2000-luvulla.

Ja kuten aina, miksi tutkia tätä? Tässä tapauksessa mielestäni vastaus on hyvin selvä. Glutamaatin roolin vuoksi erilaisissa neurodegeneratiivisissa patologioissa se johtaa tärkeään - mutta myös monimutkaiseen - farmakologiseen kohteeseen. Alzheimerin tauti ja skitsofrenia ovat joitakin esimerkkejä näistä taudeista, vaikka emme ole keskustelleet niistä tässä katsauksessa, koska luulen, että voisitte kirjoittaa vain tästä merkinnän. Subjektiivisesti mielestäni skitsofrenian uusien lääkkeiden etsintä on erityisen mielenkiintoista pääasiassa kahdesta syystä: tämän taudin esiintyvyys ja siihen liittyvät terveyskustannukset; ja nykyisten antipsykoottisten aineiden haitalliset vaikutukset, jotka usein estävät terapeuttista kiinnittymistä.

Teksti muokattu ja muokannut Frederic Muniente Peix

Kirjalliset viitteet:

kirjat:

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

artikkeleita:

• Citri, A. & Malenka, R. (2007). Synaptinen plastisuus: useat muodot, toiminnot ja mekanismit, Neuropsychopharmacology, 33 (1), 18-41. http://dx.doi.org/10.1038/sj.npp.1301559
• Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Synaptinen vs. ekstrasynaptinen NMDA-reseptorin signalointi: vaikutukset neurodegeneratiivisiin häiriöihin. Nature Reviews Neuroscience, 11 (10), 682-696. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Synaptinen vs. ekstrasynaptinen NMDA-reseptorin signalointi: vaikutukset neurodegeneratiivisiin häiriöihin. Nature Reviews Neuroscience, 11 (10), 682-696. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• Kerchner, G. & Nicoll, R. (2008). Äänetön synapsi ja posynaptisen mekanismin syntyminen LTP: lle. Nature Reviews Neuroscience, 9 (11), 813-825. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2501
• Papouin, T. & Oliet, S. (2014). Extrasynaptisten NMDA-reseptorien organisointi, ohjaus ja toiminta. Royal Society B: Biologiset tieteet, 369 (1654), 20130601-20130601. http://dx.doi.org/10.1098/rstb.2013.0601