yes, therapy helps!
Glutamat (neurotransmitter): definition og funktioner

Glutamat (neurotransmitter): definition og funktioner

Oktober 24, 2020

den glutamat medierer de fleste excitatoriske synapser i det centrale nervesystem (CNS). Det er den vigtigste mediator af sensorisk, motorisk, kognitiv, følelsesmæssig information og intervenerer i dannelsen af ​​minder og i deres genopretning, der er til stede i 80-90% af hjernens synapser.

I tilfælde af at det er ringe fortjeneste alt dette, intervenerer også i neuroplasticitet, læringsprocesser og er forløberen for GABA - den vigtigste hæmmende neurotransmitter af CNS-. Hvad mere kan et molekyle blive bedt om?

Hvad er glutamat?

sandsynligt har været en af ​​de mest omfattende undersøgte neurotransmittere i nervesystemet . I de seneste år har undersøgelsen været stigende på grund af dets forhold til forskellige neurodegenerative patologier (såsom Alzheimers sygdom), som har gjort det til et stærkt farmakologisk mål i forskellige sygdomme.


Det skal også nævnes, at i betragtning af kompleksiteten af ​​dets receptorer er dette en af ​​de mest komplicerede neurotransmittere at studere.

Synteseprocessen

Synteseprocessen af ​​glutamat har sin begyndelse i Krebs-cyklen eller cyklussen af ​​tricarboxylsyrer. Krebs-cyklen er en metabolisk vej eller for os at forstå, en række kemiske reaktioner med henblik på at frembringe cellulær respiration i mitokondrier . En metabolisk cyklus kan forstås som et urets mekanisme, hvor hvert gear opfylder en funktion, og den simple fejl i et stykke kan medføre, at uret ødelægger eller ikke markerer tiden godt. Cyklerne i biokemi er de samme. Et molekyle, ved hjælp af kontinuerlige enzymatiske reaktioner - urgear - ændrer sin form og sammensætning med det formål at give anledning til en cellulær funktion. Den vigtigste forløber for glutamat vil være alfa-ketoglutarat, som vil modtage en aminogruppe ved transaminering til at blive glutamat.


Det er også værd at nævne en anden ret betydelig forløber: glutamin. Når cellen frigiver glutamat i det ekstracellulære rum, genvinder astrocyterne - en type glialcelle - dette glutamat, som gennem et enzym kaldet glutaminsyntetase bliver glutamin. derefter, astrocyterne frigiver glutamin, som genvindes igen af ​​neuronerne, der skal transformeres tilbage til glutamat . Og muligvis mere end en vil spørge følgende: Og hvis de skal returnere glutamin tilbage til glutamat i neuronen, hvorfor ændrer astrocyten glutamin til dårlig glutamat? Nå ved jeg heller ikke. Måske er det at astrocytter og neuroner ikke er enige eller måske er neurovidenskab det komplicerede. I et af tilfældene ønskede jeg at gennemgå astrocyterne fordi deres samarbejde repræsenterer 40% af omsætning af glutamat, hvilket betyder at det meste af glutamatet udvindes af disse glialceller .


Der er andre forstadier og andre veje, hvorigennem glutamatet, der frigives til det ekstracellulære rum, genvindes. For eksempel er der neuroner, der indeholder en specifik glutamattransportør -EAAT1 / 2-, som direkte genvinder glutamatet til neuronen og tillader det excitatoriske signal at afslutte. For yderligere undersøgelse af syntesen og metabolismen af ​​glutamat anbefaler jeg at læse litteraturen.

Glutamatreceptorerne

Som vi ofte bliver undervist i, hver neurotransmitter har sine receptorer i den postsynaptiske celle . Receptorerne, der er placeret i cellemembranen, er proteiner, hvortil en neurotransmitter, hormon, neuropeptid etc. binder for at give anledning til en række forandringer i cellemetabolismen af ​​cellen, hvori den er placeret i receptoren. I neuroner placerer vi sædvanligvis receptorerne i postsynaptiske celler, selvom det ikke behøver at være sådan i virkeligheden.

Vi læres også i det første løb, at der er to typer af hovedreceptorer: ionotrope og metabotrope. Ionotropi er dem, hvor deres ligand er bundet - "nøglen" af receptoren - de åbner kanaler, der tillader passage af ioner i cellen. Metabotropics, på den anden side, når liganden er bundet, forårsager ændringer i cellen ved hjælp af anden budbringere. I denne anmeldelse vil jeg tale om de vigtigste typer af ionotrope receptorer af glutamat, selv om jeg anbefaler undersøgelsen af ​​bibliografien for viden om metabotrope receptorer. Her citerer jeg de vigtigste ionotrope receptorer:

  • NMDA modtager.
  • AMPA modtager.
  • Kainado modtager.

NMDA- og AMPA-receptorerne og deres tætte forhold

Det antages, at begge typer receptorer er makromolekyler dannet af fire transmembrane domæner - det vil sige, de dannes af fire underenheder, der krydser lipid-dobbeltlaget af cellemembranen - og begge er glutamatreceptorer, der åbner positivt ladede kationkanaler. Men alligevel er de væsentligt forskellige.

En af deres forskelle er tærsklen, hvor de aktiveres. For det første er AMPA-receptorer meget hurtigere at aktivere; mens NMDA-receptorer ikke kan aktiveres, før neuronen har et membranpotentiale på ca. -50mV - en neuron, når den inaktiveres, er sædvanligvis omkring -70mV. For det andet vil trinkationerne være forskellige i hvert enkelt tilfælde. AMPA-receptorer opnår meget højere membranpotentialer end NMDA-receptorer, som sammenblandes meget mere beskeden. Til gengæld vil NMDA-modtagere opnå meget mere vedvarende aktiveringer i tide end AMPA. Derfor AMPA'erne aktiveres hurtigt og producerer stærkere excitatoriske potentialer, men de deaktiveres hurtigt . Og de af NMDA er langsomme at aktivere, men de klarer at holde de excitatoriske potentialer, de genererer meget længere.

For at forstå det bedre, lad os forestille os, at vi er soldater, og at vores våben repræsenterer de forskellige modtagere. Forestil dig, at det ekstracellulære rum er en grøft. Vi har to typer våben: revolver og granater. Granaterne er enkle og hurtige at bruge: Du fjerner ringen, strimlerne og venter på, at den eksploderer. De har en masse ødelæggende potentiale, men når vi har smidt dem væk, er det forbi. Revolveren er et våben, der tager sin tid at indlæse, fordi du skal fjerne tromlen og sætte kuglerne en efter en. Men når vi har indlæst det, har vi seks skud, som vi kan overleve i et stykke tid, men med meget mindre potentiale end en granat. Vores hjernerevolvere er NMDA-modtagerne, og vores granater er AMPA-ene.

Overskuddet af glutamat og dets farer

De siger, at intet er godt, og i tilfælde af glutamat er opfyldt. derefter vi vil nævne nogle patologier og neurologiske problemer, hvor et overskud af glutamat er relateret .

1. Glutamatanaloger kan forårsage exotoksicitet

Glutamatlignende stoffer - det vil sige, de har samme funktion som glutamat - ligesom NMDA - som NMDA-receptoren skylder sit navn på - kan forårsage høje doser neurodegenerative virkninger i de mest sårbare hjernegrupper såsom hypotalamusens bueformede kerne. Mekanismerne involveret i denne neurodegenerering er forskellige og involverer forskellige typer glutamatreceptorer.

2. Nogle neurotoksiner, som vi kan indtage i vores kost, udøver neuronal død gennem overskydende glutamat

Forskellige giftstoffer hos nogle dyr og planter udøver deres virkninger gennem glutamatets nervestier. Et eksempel er giften fra frøene til Cycas Circinalis, en giftig plante, som vi kan finde på Stillehavsøen Guam. Denne gift forårsagede en stor forekomst af amyotrofisk lateral sklerose på denne ø, hvor dens indbyggere indtog den dagligt og troede, at den var godartet.

3. Glutamat bidrager til neuronal død ved iskæmi

Glutamat er den vigtigste neurotransmitter i akutte hjerneforstyrrelser som hjerteanfald , hjertestop, præ / perinatal hypoxi. I disse hændelser, hvor der er mangel på ilt i hjernevæv, forbliver neuronerne i en tilstand af permanent depolarisering; på grund af forskellige biokemiske processer. Dette fører til permanent frigivelse af glutamat fra cellerne med den efterfølgende vedvarende aktivering af glutamatreceptorerne. NMDA-receptoren er især permeabel for calcium sammenlignet med andre ionotrope receptorer, og overskydende calcium fører til neuronal død. Derfor fører hyperaktiviteten af ​​glutamatergiske receptorer til neuronal død som følge af stigningen i intraneuronalt calcium.

4. Epilepsi

Forholdet mellem glutamat og epilepsi er veldokumenteret. Det antages, at epileptisk aktivitet er specielt relateret til AMPA-receptorer, selvom epilepsi skrider frem, bliver NMDA-receptorer vigtige.

Er glutamat godt? Er glutamat dårlig?

Normalt, når man læser denne type tekst, ender det med at humanisere molekylerne ved at mærke dem "godt" eller "dårligt" - der har et navn og kaldes antropomorfisme, meget fashionabelt tilbage i middelalderen. Virkeligheden ligger langt fra disse forenklede domme.

I et samfund, hvor vi har skabt et begrebet "sundhed", er det nemt for nogle af naturens mekanismer at gøre os ubehagelige. Problemet er, at naturen ikke forstår "sundhed". Vi har skabt det gennem medicin, farmaceutisk industri og psykologi. Det er et socialt begreb, og som ethvert socialt begreb er underlagt samfundets fremskridt, hvad enten det er menneskeligt eller videnskabeligt. Fremskridtene viser, at glutamat er relateret til et stort antal patologier som Alzheimers eller skizofreni.Dette er ikke et ondt øje med evolutionen for mennesket, men det er snarere et biokemisk misforhold mellem et koncept, som naturen stadig ikke forstår: Det menneskelige samfund i det 21. århundrede.

Og som altid, hvorfor studere dette? I dette tilfælde mener jeg, at svaret er meget klart. På grund af glutamats rolle i forskellige neurodegenerative patologier resulterer det i et vigtigt - men også komplekst - farmakologisk mål . Nogle eksempler på disse sygdomme, selvom vi ikke har talt om dem i denne anmeldelse, fordi jeg tror, ​​at du kun kunne skrive en indgang udelukkende herom, er Alzheimers sygdom og skizofreni. Subjektivt finder jeg, at søgningen efter nye lægemidler til skizofreni er særligt interessant for grundlæggende to grunde: forekomsten af ​​denne sygdom og de involverede sundhedsomkostninger; og de negative virkninger af nuværende antipsykotika, der i mange tilfælde forhindrer terapeutisk adhærens.

Tekst redigeret og redigeret af Frederic Muniente Peix

Bibliografiske referencer:

bøger:

  • Siegel, G. (2006). Grundlæggende neurokemi. Amsterdam: Elsevier.

artikler:

  • Citri, A. & Malenka, R. (2007). Synaptisk plasticitet: Flere former, funktioner og mekanismer. Neuropsykopharmacology, 33 (1), 18-41. //dx.doi.org/10.1038/sj.npp.1301559
  • Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Synaptisk versus ekstrasynaptisk NMDA-receptorsignalering: Implikationer for neurodegenerative sygdomme. Natur Anmeldelser Neurovidenskab, 11 (10), 682-696. //dx.doi.org/10.1038/nrn2911
  • Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Synaptisk versus ekstrasynaptisk NMDA-receptorsignalering: Implikationer for neurodegenerative sygdomme. Natur Anmeldelser Neurovidenskab, 11 (10), 682-696. //dx.doi.org/10.1038/nrn2911
  • Kerchner, G. & Nicoll, R. (2008). Tydelige synapser og fremkomsten af ​​en postsynaptisk mekanisme for LTP. Natur Anmeldelser Neurovidenskab, 9 (11), 813-825. //dx.doi.org/10.1038/nrn2501
  • Papouin, T. & Oliet, S. (2014). Organisation, kontrol og funktion af ekstrasynaptiske NMDA receptorer.Philosofiske transaktioner af Royal Society B: Biological Sciences, 369 (1654), 20130601-20130601. //dx.doi.org/10.1098/rstb.2013.0601

2-Minute Neuroscience: Glutamate (Oktober 2020).


Relaterede Artikler