Glutamat (neurotransmitter) definisjon og funksjoner

den glutamat medierer de fleste excitatoriske synapsene i det sentrale nervesystemet (CNS). Det er den viktigste mediatoren av sensorisk, motorisk, kognitiv, emosjonell informasjon og intervenerer i dannelsen av minner og i deres gjenoppretting, og er tilstede i 80-90% av hjernesynapsene. 

I tilfelle det er lite merit alt dette, inngår også i nevroloplastisk, læringsprosesser og er forløperen til GABA - den viktigste hemmende nevrotransmitteren til CNS-. Hva mer kan et molekyl bli bedt om??

Hva er glutamat?

sannsynlig har vært en av de mest omfattende studerte nevrotransmittere i nervesystemet. I de senere år studien er økende på grunn av sitt forhold med forskjellige nevrodegenerative sykdommer (for eksempel Alzheimers sykdom), som har gjort seg et potent medikament mål i diverse sykdommer. 

Det bør også nevnes at i lys av kompleksiteten til reseptorene, er dette en av de mest kompliserte neurotransmittere å studere.

Synteseprosessen

Synteseprosessen av glutamat har sin begynnelse i Krebs syklusen eller syklusen av trikarboksylsyrer. Krebs syklusen er en metabolsk bane eller for oss å forstå, en rekke kjemiske reaksjoner for å produsere cellulær respirasjon i mitokondriene. En metabolsk syklus kan forstås som mekanismen til en klokke, hvor hvert utstyr oppfyller en funksjon, og den enkle feilen i et stykke kan føre til at klokken ødelegger eller ikke markerer tiden godt. Syklusene i biokjemi er de samme. Et molekyl, ved hjelp av kontinuerlige enzymatiske reaksjoner - klokkeutvekslinger - endrer form og sammensetning med sikte på å gi opphav til en mobilfunksjon. Den viktigste forløperen til glutamat vil være alfa-ketoglutarat, som vil motta en aminogruppe ved transaminering for å bli glutamat.

Det er også verdt å nevne en annen ganske betydelig forløper: glutamin. Når cellen frigjør glutamat i det ekstracellulære rommet, gjenoppretter astrocytene en type glialcelle dette glutamatet, som gjennom et enzym kalt glutaminsyntetase, blir glutamin. deretter, Astrocytene frigjør glutamin, som gjenvinnes igjen av nevronene som skal transformeres tilbake til glutamat. Og kanskje mer enn en vil spørre følgende: Og hvis de må returnere glutamin tilbake til glutamat i nevronet, hvorfor snur astrocyten glutamin til dårlig glutamat? Vel, jeg vet heller ikke. Kanskje det er at astrocyter og nevroner ikke er enige eller kanskje Neurovitenskap er så komplisert. I noen tilfeller ville jeg vurdere astrocytene fordi deres samarbeid representerer 40% av omsetning av glutamat, noe som betyr at det meste av glutamatet gjenvinnes av disse glialcellene.

Det er andre forløpere og andre veier gjennom hvilke glutamatet som frigjøres til det ekstracellulære rommet, gjenvinnes. For eksempel er det nevroner som inneholder en spesifikk glutamattransportør -EAAT1 / 2- som direkte gjenoppretter glutamatet til nevronet og tillater det eksitatoriske signalet å ende. For videre studier av glutamatsyntese og metabolisme anbefaler jeg å lese bibliografien.

Glutamatreseptorene

Som de vanligvis lærer oss, hver nevrotransmitter har sine reseptorer i den postsynaptiske cellen. Reseptorene, som er lokalisert i cellemembranen, er proteiner som en nevrotransmitter, hormon, neuropeptid, etc. binder for å gi opphav til en rekke forandringer i cellemetabolismen av cellen der den er lokalisert i reseptoren. I nevroner plasserer vi vanligvis reseptorene i postsynaptiske celler, selv om det ikke må være den måten faktisk. 

Vi er også undervist i det første løp om at det er to typer hovedreceptorer: ionotropisk og metabotropisk. Ionotropi er de som når deres ligand er bundet - "nøkkelen" til reseptoren - de åpner kanaler som tillater passage av ioner inn i cellen. Metabotropics, derimot, når liganden er bundet, forårsaker endringer i cellen ved hjelp av andre budbringere. I denne anmeldelsen vil jeg snakke om hovedtyper av ionotrope reseptorer av glutamat, selv om jeg anbefaler studiet av bibliografien for kunnskap om metabotrope reseptorer. Her citerer jeg de viktigste ionotrope reseptorene:

• NMDA mottaker.
• AMPA mottaker.
• Kainado mottaker.

NMDA- og AMPA-reseptorene og deres nært forhold

Det antas at begge reseptortyper er makromolekyler som dannes ved hjelp av fire transmembranområdene -es sier, er dannet av fire delenheter som krysser lipidbilaget i membranen og begge er CELLULAR glutamatreseptorer kationkanaler åpne -ioner positivt ladde. Men likevel er de vesentlig forskjellige.

En av forskjellene er terskelen der de er aktivert. For det første er AMPA-reseptorer mye raskere å aktivere; mens NMDA-reseptorer ikke kan aktiveres før nevronen har et membranpotensial på ca. -50mV - en nevron når den inaktiveres er vanligvis rundt -70mV. For det andre vil trinnkatene være forskjellige i hvert tilfelle. AMPA-reseptorer oppnår mye høyere membranpotensialer enn NMDA-reseptorer, som sammenkaller mye mer beskjeden. Til gjengjeld vil NMDA-mottakere oppnå mye mer vedvarende aktiveringer i tid enn AMPA. derfor, de av AMPA aktiveres raskt og produserer sterkere eksitatoriske potensialer, men de deaktiveres raskt. Og de av NMDA er sakte å aktivere, men de klarer å opprettholde mye lengre eksitatoriske potensialer som genererer.

For å forstå det bedre, la oss forestille oss at vi er soldater, og at våre våpen representerer de forskjellige mottakerne. Tenk deg at det ekstracellulære rommet er en grøft. Vi har to typer våpen: revolver og granater. Granatene er enkle og raske å bruke: Du fjerner ringen, strimlene og venter på at den eksploderer. De har mye ødeleggende potensial, men når vi har kastet dem alle sammen, er det over. Revolveren er et våpen som tar seg tid til å laste fordi du må fjerne trommelen og sette kulene en etter én. Men når vi har lastet det, har vi seks skudd som vi kan overleve for en stund, men med mye mindre potensial enn en granat. Våre hjernerevolvere er NMDA-reseptorene, og våre granater er AMPA.

Overskuddene av glutamat og dets farer

De sier at i overkant er ingenting bra, og i tilfelle glutamat er oppfylt. deretter Vi vil nevne noen patologier og nevrologiske problemer der et overskudd av glutamat er relatert.

1. Glutamatanaloger kan forårsake eksotoksisitet

Glutamatlignende stoffer - det vil si, de har samme funksjon som glutamat - som NMDA - som NMDA-mottakeren skylder sitt navn- kan forårsake høye doser nevrodegenerative effekter i de mest sårbare hjernegruppene slik som hypotalamus bueformede kjerne. Mekanismene involvert i denne neurodegenerasjonen er forskjellige og involverer forskjellige typer glutamatreseptorer.

2. Noen nevrotoksiner som vi kan innta i kostholdet, utøver nevronal død gjennom overflødig glutamat

Ulike giftstoffer av noen dyr og planter utøver deres effekt gjennom nerveveiene til glutamat. Et eksempel er giftet av frøene til Cycas Circinalis, en giftig plante som vi kan finne på Stillehavsøya Guam. Denne giftet forårsaket en stor forekomst av amyotrofisk lateral sklerose i denne øya der dens innbyggere inntok det daglig og trodde det var godartet.

3. Glutamat bidrar til nevronaldød med iskemi

Glutamat er den viktigste nevrotransmitteren i akutte hjernesykdommer som hjerteinfarkt, hjertestans, pre / perinatal hypoksi. I disse hendelsene der det er mangel på oksygen i hjernevevet, forblir nevronene i en tilstand av permanent depolarisering; på grunn av ulike biokjemiske prosesser. Dette fører til permanent frigjøring av glutamat fra cellene, med den påfølgende vedvarende aktivering av glutamatreseptorene. NMDA-reseptoren er spesielt permeabel for kalsium sammenlignet med andre ionotrope reseptorer, og overskudd av kalsium fører til nevronaldød. Derfor fører hyperaktiviteten til glutamatergiske reseptorer til nevronal død på grunn av økningen av intraneuronalt kalsium.

4. Epilepsi

Forholdet mellom glutamat og epilepsi er godt dokumentert. Det antas at epileptisk aktivitet er spesielt relatert til AMPA-reseptorer, selv om epilepsi utvikler seg, blir NMDA-reseptorer viktige.

Er glutamat bra? Er glutamat dårlig?

Vanligvis, når man leser denne typen tekst, ender det med å humanisere molekylene ved å merke dem "godt" eller "dårlig" - som har et navn og kalles Antropomorfisme, veldig fasjonable tilbake i middelalderen. Virkeligheten er langt fra disse forenklede dommene. 

I et samfunn der vi har generert et konsept for "helse", er det enkelt for noen av naturmekanismene å gjøre oss ubehagelige. Problemet er at naturen ikke forstår "helse". Vi har skapt det gjennom medisin, farmasøytisk industri og psykologi. Det er et sosialt konsept, og som ethvert sosialt konsept er underlagt samfunnets fremgang, enten det er menneskelig eller vitenskapelig. Fremskrittene viser at glutamat er relatert til et stort antall patologier som Alzheimers eller Schizofreni. Dette er ikke et vondt øye for evolusjonen til mennesket, men det er snarere en biokjemisk avvik mellom et konsept som naturen fortsatt ikke forstår: menneskelig samfunn i det 21. århundre.

Og som alltid, hvorfor studere dette? I dette tilfellet tror jeg svaret er veldig klart. På grunn av rollen som glutamat i ulike neurodegenerative patologier, resulterer det i et viktig - men også komplekst - farmakologisk mål. Noen eksempler på disse sykdommene, selv om vi ikke har snakket om dem i denne anmeldelsen fordi jeg tror du kan skrive en oppføring utelukkende om dette, er Alzheimers sykdom og schizofreni. Motiverende, jeg finner søket etter nye medisiner for schizofreni spesielt interessant for i utgangspunktet to grunner: forekomsten av denne sykdommen og helsekostnaden involvert; og de negative virkningene av nåværende antipsykotika som i mange tilfeller hindrer terapeutisk adherens.

Tekst redigert og redigert av Frederic Muniente Peix

Bibliografiske referanser:

bøker:

• Siegel, G. (2006). Grunnleggende nevrokemi. Amsterdam: Elsevier.

artikler:

• Citri, A. & Malenka, R. (2007). Synaptisk plastisitet: Flere former, funksjoner og mekanismer. Neuropsykofarmakologi, 33 (1), 18-41. http://dx.doi.org/10.1038/sj.npp.1301559
• Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Synaptisk versus ekstrasynaptisk NMDA-reseptorsignalering: implikasjoner for neurodegenerative lidelser. Naturanmeldelser Neurovitenskap, 11 (10), 682-696. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• Hardingham, G. & Bading, H. (2010). Synaptisk versus ekstrasynaptisk NMDA-reseptorsignalering: implikasjoner for neurodegenerative lidelser. Naturanmeldelser Neurovitenskap, 11 (10), 682-696. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• Kerchner, G. & Nicoll, R. (2008). Tydelige synapser og fremveksten av en postsynaptisk mekanisme for LTP. Naturanmeldelser Neurovitenskap, 9 (11), 813-825. http://dx.doi.org/10.1038/nrn2501
• Papouin, T. & Oliet, S. (2014). Organisasjon, kontroll og funksjon av ekstrasynaptiske NMDA-reseptorer. Filosofiske transaksjoner av Royal Society B: Biological Sciences, 369 (1654), 20130601-20130601. http://dx.doi.org/10.1098/rstb.2013.0601