Glutamát (neurotranszmitter) meghatározása és funkciói

az glutamát közvetíti a központi idegrendszer (CNS) legtöbb excitációs szinapszisát. A szenzoros, motoros, kognitív, érzelmi információk fő közvetítője, és az agyi szinapszisok 80-90% -ában jelen van az emlékek kialakulásában és helyreállításában.. 

Abban az esetben, ha mindez kevésbé érdemes, a neuroplasztikában, a tanulási folyamatokban is beavatkozik, és a GABA - a központi idegrendszer fő gátló neurotranszmitterének - előfutára. Mi mást is kérhet egy molekula??

Mi a glutamát?

valószínű az idegrendszer egyik legszélesebb körben vizsgált neurotranszmittere. Az utóbbi években tanulmánya növekszik a neurodegeneratív kórképekkel (például Alzheimer-kórral) való kapcsolatának köszönhetően, amely a különböző betegségekben hatásos farmakológiai célpontot jelentett.. 

Érdemes megemlíteni, hogy a receptorok összetettsége miatt ez az egyik legbonyolultabb tanulmányozó neurotranszmitter..

A szintézis folyamat

A glutamát szintézisének folyamata a Krebs-ciklusban vagy a trikarbonsavak ciklusában kezdődik. A Krebs-ciklus egy anyagcsere út, vagy ahhoz, hogy megértsük, a kémiai reakciók egymás utáni sorrendje a mitokondriumokban a celluláris légzés létrehozása érdekében. Az anyagcsere-ciklus egy óra mechanizmusának tekinthető, amelyben minden egyes fogaskerék egy funkciót tölt be, és egy darab egyszerű meghibásodása az óra megrongálódásához vagy az időkerüléshez vezethet. A biokémiai ciklusok azonosak. Egy molekula folyamatos enzimatikus reakciók révén - óra-fogaskerekek - megváltoztatja formáját és összetételét, hogy sejtfunkciót hozzon létre. A glutamát fő prekurzora az alfa-ketoglutarát, amely aminocsoportot kap a transzaminnal történő glutamáttá válás céljából..

Érdemes megemlíteni egy másik jelentős prekurzort: glutamint. Amikor a sejt glutamátot szabadít fel az extracelluláris térbe, az asztrociták - a glutaminsav-glükamát nevű enzim révén - glutaminná válnak. majd, az asztrociták felszabadítják a glutamint, melyet a glutamáttá transzformálandó neuronok ismét felismernek. És talán egynél több is megkérdezi a következőket: És ha vissza kell adniuk a glutamint a glutamáttal a neuronban, akkor miért fordul elő az asztrocita glutamin a rossz glutamáttá? Nos, nem is tudom. Talán az, hogy az asztrociták és a neuronok nem értenek egyet, vagy talán a Neurotudomány bonyolult. Az esetek bármelyikében meg akartam vizsgálni az asztrocitákat, mert együttműködésük 40% -át teszi ki forgalom glutamát, ami azt jelenti, hogy a glutamát legtöbbjét ezek a gliasejtek kinyerik.

Vannak más prekurzorok és más útvonalak is, amelyek révén a glutamátot kinyerjük, és az extracelluláris térbe jut. Vannak például olyan neuronok, amelyek specifikus glutamát transzporter -EAAT1 / 2-t tartalmaznak, amelyek közvetlenül visszanyerik a glutamátot a neuronhoz, és lehetővé teszik a gerjesztő jel végét. A glutamát szintézisének és metabolizmusának további tanulmányozásához javaslom a bibliográfia olvasását.

A glutamát receptorok

Ahogy általában tanítanak minket, minden neurotranszmitternek a receptorai vannak a posztszinaptikus sejtben. A sejtmembránban elhelyezkedő receptorok olyan fehérjék, amelyekhez egy neurotranszmitter, hormon, neuropeptid stb. Kötődik, és így számos változást idéz elő a sejt sejt metabolizmusában, amelyben a receptor található. A neuronokban általában a posztszinaptikus sejtekbe helyezzük a receptorokat, bár a valóságban nem kell így lennie. 

Az első versenyen azt is tanítják, hogy két fő típusú receptor van: ionotróp és metabotróp. Ionotropikumok azok, amelyekben a ligandum kötődésükkor a receptor "kulcsja" - olyan csatornákat nyitnak meg, amelyek lehetővé teszik az ionok átjutását a sejtbe. A metabotrópok viszont, ha a ligandumot kötik, a második üzenetváltó segítségével változásokat okoz a sejtben. Ebben a vizsgálatban a glutamát ionotróp receptorainak fő típusairól fogok beszélni, bár ajánlom a bibliográfia tanulmányozását a metabotróp receptorok ismerete érdekében. Itt idézem a fő ionotróp receptorokat:

• NMDA vevő.
• AMPA vevő.
• Kainado vevő.

Az NMDA és az AMPA receptorok és azok szoros kapcsolata

Úgy véljük, hogy mindkét típusú receptor makromolekula, melyet négy transzmembrán domén képez, azaz négy alegységből áll, amelyek a sejtmembrán lipid kettősrétegén haladnak át, és mindkettő glutamát receptor, amely pozitív töltésű kationcsatornákat nyit. De még így is jelentősen eltérnek egymástól.

Az egyik különbség az, hogy a küszöbértéket aktiválják. Először is, az AMPA receptorok sokkal gyorsabban aktiválhatók; míg az NMDA-receptorok nem aktiválódhatnak addig, amíg a neuron membránpotenciálja körülbelül -50 mV - az inaktivált neuron általában -70 mV körül van. Másodszor, a lépéskationok minden esetben eltérőek lesznek. Az AMPA receptorok sokkal nagyobb membránpotenciálokat érnek el, mint az NMDA receptorok, ami sokkal szerényebbé válik. Cserébe az NMDA-vevők sokkal hosszabb ideig tartósan aktiválódnak, mint az AMPA. ezért, az AMPAéi gyorsan aktiválódnak és erősebb ingerlési potenciált hoznak létre, de gyorsan deaktiválódnak. És az NMDA-k lassan aktiválódnak, de sikerül megtartaniuk az általuk generált izgalmas potenciált..

Hogy jobban megértsük, képzeljük el, hogy katonák vagyunk, és hogy fegyvereink a különböző vevőket képviselik. Képzeld el, hogy az extracelluláris tér egy árok. Kétféle fegyverünk van: revolver és gránátok. A gránátok egyszerűek és gyorsan használhatók: eltávolítja a gyűrűt, a csíkokat, és várja meg, hogy felrobbanjon. Sok romboló potenciállal rendelkeznek, de miután eldobtuk őket, vége. A revolver olyan fegyver, amely időt vesz igénybe, mert a dobot el kell távolítania és a golyókat egyenként el kell helyeznie. De ha egyszer betöltöttük, hat lövésünk van, amellyel egy ideig fennmaradhatunk, bár sokkal kisebb potenciállal rendelkezünk, mint egy gránát. Agyi revolverjeink az NMDA-vevők, és gránátjaink az AMPA-hoz tartoznak.

A glutamát feleslegei és veszélyei

Azt mondják, hogy a többlet semmi sem jó, és a glutamát esetében teljesül. majd megemlítünk néhány patológiát és neurológiai problémát, amelyekben a glutamát feleslege összefügg.

1. A glutamát analógok exotoxicitást okozhatnak

A glutamát-analóg gyógyszerek - azaz ugyanolyan funkciójuk, mint a glutamát - mint az NMDA -, amelyeknek az NMDA-receptorának a neve- nagy dózisú neurodegeneratív hatásokat okozhat a legkiszolgáltatottabb agyi régiókban például a hipotalamusz ívelt magja. A neurodegenerációban szerepet játszó mechanizmusok különbözőek és különböző típusú glutamát receptorokat tartalmaznak.

2. Néhány neurotoxin, amit táplálkozunk a táplálékban, neuronális halált okoz a glutamát feleslegén

Egyes állatok és növények különböző méregei hatással vannak a glutamát idegpályáin. Példa erre a Cycas Circinalis magjai, a mérgező növény, amely megtalálható a Csendes-óceáni Guam szigetén. Ez a méreg okozza az amyotróf oldalsó szklerózis nagy előfordulását ebben a szigetben, ahol a lakói naponta elfogyasztották azt, és azt hitték, hogy jóindulatú.

3. A glutamát az iszkémiával járul hozzá a neuronális halálhoz

A glutamát a legfontosabb neurotranszmitter az akut agyi rendellenességekben, például a szívrohamban, szívmegállás, pre / perinatális hipoxia. Azokban az esetekben, amikor az agyszövetben oxigénhiány van, a neuronok állandó depolarizációs állapotban maradnak; különböző biokémiai folyamatok miatt. Ez a glutamát végleges felszabadulásához vezet a sejtekből, a glutamát receptorok későbbi aktiválásával. Az NMDA receptor különösen a kalciumhoz képest átjárható más ionotróp receptorokhoz képest, és a felesleges kalcium neuronális halálhoz vezet. Ezért a glutamaterg receptorok hiperaktivitása neuronális halálhoz vezet az intraneuronális kalcium növekedése miatt..

4. Epilepszia

A glutamát és az epilepszia közötti kapcsolat jól dokumentált. Úgy véljük, hogy az epilepsziás aktivitás különösen az AMPA receptorokhoz kapcsolódik, bár az epilepszia előrehaladtával az NMDA receptorok fontosak..

Jó a glutamát? A glutamát rossz?

Általában, ha ezt a szöveget olvassa, végül a molekulákat humanizálja úgy, hogy azokat „jó” vagy „rossz” címkével jelöli meg, amely neve antropomorfizmus, nagyon divatos a középkorban. A valóság messze van ezektől az egyszerűsített ítéletektől. 

Egy olyan társadalomban, ahol az „egészség” fogalmát létrehoztuk, a természet egyes mechanizmusai könnyen kényelmetlenek lehetnek. A probléma az, hogy a természet nem érti az „egészséget”. Létrehoztuk ezt a gyógyszert, a gyógyszeripart és a pszichológiát. Szociális fogalom, és mint minden társadalmi koncepció a társadalmak fejlődésének függvénye, legyen az emberi vagy tudományos. Az előrelépések azt mutatják, hogy a glutamát jó számú patológiához kapcsolódik mint az Alzheimer-kór vagy a skizofrénia. Ez nem az evolúció gonosz szeme az emberi lénynek, hanem egy olyan fogalom biokémiai ellentmondása, hogy a természet még mindig nem érti: az emberi társadalom a 21. században.

És mint mindig, miért érdemes ezt tanulmányozni? Ebben az esetben úgy gondolom, hogy a válasz nagyon világos. A glutamát különböző neurodegeneratív kórképekben betöltött szerepe miatt fontos, bár összetett farmakológiai célt is eredményez.. Néhány példa ezekre a betegségekre, bár nem beszéltünk róluk ezekről a felülvizsgálatokról, mert úgy gondolom, hogy csak erről tudna írni, az Alzheimer-kór és a skizofrénia. Szubjektív módon a skizofrénia számára új gyógyszerek keresése különösen érdekes, alapvetően két okból: ennek a betegségnek az elterjedtsége és az ezzel járó egészségügyi költségek; és a jelenlegi antipszichotikumok káros hatásai, amelyek sok esetben akadályozzák a terápiás tapadást.

Szöveg szerkesztette és szerkesztette Frederic Muniente Peix

Irodalmi hivatkozások:

könyvek:

• Siegel, G. (2006). Alapvető neurokémia. Amszterdam: Elsevier.

cikkek:

• Citri, A. & Malenka, R. (2007). Szinaptikus plaszticitás: több forma, funkciók és mechanizmusok, Neuropsychopharmacology, 33 (1), 18-41. http://dx.doi.org/10.1038/sj.npp.1301559
• Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Synaptic versus extrasynaptic NMDA receptor jelzés: a neurodegeneratív rendellenességekre gyakorolt ​​hatás. Nature Reviews Neuroscience, 11 (10), 682-696. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Synaptic versus extrasynaptic NMDA receptor jelzés: a neurodegeneratív rendellenességekre gyakorolt ​​hatás. Nature Reviews Neuroscience, 11 (10), 682-696. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• Kerchner, G. & Nicoll, R. (2008). Csendes szinapszisok és egy posztszinaptikus mechanizmus kialakulása az LTP számára. Nature Reviews Neuroscience, 9 (11), 813-825. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2501
• Papouin, T. & Oliet, S. (2014). Az extrasynaptikus NMDA receptorok szervezése, ellenőrzése és működése. A Royal Society filozófiai tranzakciói B: Biológiai tudományok, 369 (1654), 20130601-20130601. http://dx.doi.org/10.1098/rstb.2013.0601