GLUTAMAT (NEUROTRANSMITTER): SYNTESE, HANDLING, FUNKTIONER - NEUROPSYKOLOGI - 2025

Den glutamat er den mest rigelige excitatoriske neurotransmitter i nervesystemet funktion i hvirveldyr organismer. Det spiller en grundlæggende rolle i alle ophidsende funktioner, hvilket indebærer, at det er relateret til mere end 90% af alle synaptiske forbindelser i den menneskelige hjerne.

Biokemiske glutamatreceptorer kan opdeles i tre klasser: AMPA-receptorer, NMDA-receptorer og metabotropiske glutamatreceptorer. Nogle eksperter identificerer en fjerde type, kendt som kainatreceptorer. De findes i alle hjerneområder, men er især rigelige i nogle områder.

Kilde: pixabay.com

Glutamat spiller en grundlæggende rolle i synaptisk plasticitet. På grund af dette er det især relateret til visse avancerede kognitive funktioner, såsom hukommelse og læring. En specifik form for plasticitet, kendt som langvarig potentiering, forekommer ved glutamatergiske synapser i områder såsom hippocampus eller cortex.

Ud over alt dette har glutamat også en række sundhedsmæssige fordele, når de indtages gennem diæt med moderation. Imidlertid kan det også medføre nogle negative virkninger, hvis du koncentrerer dig for meget, både hjernenniveau og i mad. I denne artikel fortæller vi dig alt om ham.

syntese

Struktur af L-glutamat

Glutamat er en af ​​hovedkomponenterne i et stort antal proteiner. På grund af dette er det en af ​​de mest rigelige aminosyrer i hele menneskekroppen. Under normale omstændigheder er det muligt at få nok af denne neurotransmitter gennem diæt, så det ikke er nødvendigt at syntetisere den.

Imidlertid betragtes glutamat som en ikke-essentiel aminosyre. Dette betyder, at kroppen i nødsituationer kan metabolisere den fra andre stoffer. Specifikt kan den syntetiseres ud fra alfa-Ketoglutarsyre, der fremstilles ved citronsyrecyklus fra citrat.

På hjerneniveau er glutamat ikke i stand til at krydse blod-hjerne-barrieren af ​​sig selv. Imidlertid bevæger det sig gennem centralnervesystemet ved hjælp af et transportsystem med høj affinitet. Dette tjener til at regulere dets koncentration og holde mængden af ​​dette stof, der findes i hjernevæsker konstant.

I det centrale nervesystem syntetiseres glutamat ud fra glutamin i en proces, der er kendt som den "glutamat-glutaminergiske cyklus" gennem virkningen af ​​enzymet glutaminase. Dette kan forekomme både i presynaptiske neuroner og i gliacellerne, der omgiver dem.

På den anden side er glutamat i sig selv en forløber for en anden meget vigtig neurotransmitter, GABA. Transformationsprocessen udføres ved virkningen af ​​glutamatdekarboxylase-enzymet.

Handlingsmekanisme

AMPA-receptoren binder til en L-glutamat-antagonist, der viser det aminoterminale, ligandbindende domæne og transmembrane domæne, PDB 3KG2. Curtis Neveu Glutamate udøver sin virkning på kroppen ved at binde til fire forskellige typer biokemiske receptorer: AMPA-receptorer, NMDA-receptorer, metabotrope glutamatreceptorer og kainatreceptorer. De fleste af dem er placeret i det centrale nervesystem.

Faktisk er det store flertal af glutamatreceptorer lokaliseret på dendriterne fra postsynaptiske celler; og de binder til molekyler frigivet i det intra-synaptiske rum af presynaptiske celler. På den anden side er de også til stede i celler, såsom astrocytter og oligodendrocytter.

Glutaminreceptorer kan opdeles i to undertyper: ionotropiske og metabotrope. Nedenfor ser vi, hvordan hver af dem fungerer mere detaljeret.

Ionotrope receptorer

Ionotrop receptor.

De ionotropiske glutamatreceptorer har den primære funktion at lade natrium-, kalium- og undertiden kalciumioner passere gennem hjernen som reaktion på glutamatbinding. Når binding sker, stimulerer antagonisten den direkte virkning af receptorens centrale pore, en ionkanal, hvilket muliggør passage af disse stoffer.

Overgangen af ​​natrium-, kalium- og calciumioner forårsager en postsynaptisk eksiterende strøm. Denne strøm er depolariserende; og hvis et tilstrækkeligt antal glutamatreceptorer aktiveres, kan handlingspotentialet i den postsynaptiske neuron nås.

Alle typer glutamatreceptorer er i stand til at producere en postsynaptisk excitatorisk strøm. Hastigheden og varigheden af ​​denne strøm er imidlertid forskellige for hver af dem. Således har hver af dem forskellige effekter på nervesystemet.

Metabotropiske receptorer

Metabotropiske glutamatreceptorer hører til C-underfamilien af ​​G.-proteinreceptorer, de er opdelt i tre grupper, som igen er opdelt i otte undertyper for pattedyr.

Disse receptorer består af tre forskellige dele: den ekstracellulære region, transmembranregionen og den intracellulære region. Afhængig af hvor forbindelsen med glutamatmolekylerne forekommer, vil der forekomme en anden effekt i kroppen eller i nervesystemet.

Den ekstracellulære region består af et modul kendt som "Venus flytrap", der er ansvarlig for binding af glutamat. Det har også en del rig på cystein, der spiller en grundlæggende rolle i overførslen af ​​strømændringen mod den del af transmembranen.

Transmembranområdet består af syv områder, og dets hovedfunktion er at forbinde den ekstracellulære zone med den intracellulære zone, hvor proteinkobling generelt forekommer.

Bindingen af ​​glutamatmolekyler i den ekstracellulære region medfører, at proteinerne, der når det intracellulære område, fosforyleres. Dette påvirker et stort antal biokemiske veje og ionkanaler i cellen. På grund af dette kan metabotrope receptorer forårsage en meget bred vifte af fysiologiske virkninger.

Receptorer uden for det centrale nervesystem

Glutamatreceptorer menes at spille en nøglerolle i modtagelsen af ​​stimuli, der fremkalder "umami" -smag, en af ​​de fem basale smagsoplevelser ifølge den seneste forskning på dette område. På grund af dette vides receptorer fra denne klasse at findes på tungen, specifikt på smagsløgene.

Det vides også, at der findes ionotropiske glutamatreceptorer i hjertevæv, selvom deres rolle i dette område stadig er ukendt. Den disciplin, der er kendt som "immunhistokemi", har lokaliseret nogle af disse receptorer i terminale nerver, ganglier, ledende fibre og nogle kardiomyocytter.

På den anden side er det også muligt at finde et lille antal af disse receptorer i visse områder i bugspytkirtlen. Dets vigtigste funktion her er at regulere udskillelsen af ​​stoffer som insulin og glucagon. Dette har åbnet døren til forskning i muligheden for at regulere diabetes ved hjælp af glutamatantagonister.

Vi ved også i dag, at huden har en vis mængde NMDA-receptorer, som kan stimuleres til at give en smertestillende effekt. Kort sagt, glutamat har meget varierede effekter i kroppen, og dets receptorer er placeret i hele kroppen.

Funktioner

Vi har allerede set, at glutamat er den mest rigelige neurotransmitter i pattedyrhjernen. Dette skyldes hovedsageligt, at det udfører et stort antal funktioner i vores krop. Her fortæller vi, hvilke der er de vigtigste.

Understøtter normal hjernefunktion

Glutamat er den vigtigste neurotransmitter ved regulering af normale hjernefunktioner. Næsten alle exciterende neuroner i hjernen og rygmarven er glutamatergiske.

Glutamat sender signaler både til hjernen og i hele kroppen. Disse meddelelser hjælper med funktioner som hukommelse, læring eller ræsonnement, ud over at spille en sekundær rolle i mange andre aspekter af vores hjernes funktion.

For eksempel ved vi i dag, at det med lave glutamatniveauer er umuligt at danne nye minder. Desuden kan en unormalt lav mængde af denne neurotransmitter udløse angreb af skizofreni, epilepsi eller psykiatriske problemer såsom depression og angst.

Selv studier med mus viser, at unormalt lave niveauer af glutamat i hjernen kan knyttes til autismespektrumforstyrrelser.

Det er en forløber for GABA

Glutamat er også den base, som kroppen bruger til at danne en anden meget vigtig neurotransmitter, gamma-aminobutyric acid (GABA). Dette stof spiller en meget vigtig rolle i læring ud over muskelkontraktion. Det er også forbundet med funktioner som søvn eller afslapning.

Forbedrer fordøjelsessystemets funktion

Glutamat kan absorberes fra mad, idet denne neurotransmitter er den vigtigste energikilde for fordøjelsessystemets celler samt et vigtigt substrat til syntese af aminosyrer i denne del af kroppen.

Glutamatet i mad forårsager flere grundlæggende reaktioner i kroppen. F.eks. Aktiverer den vagusnerven på en sådan måde, at produktionen af ​​serotonin i fordøjelsessystemet fremmes. Dette tilskynder til tarmbevægelse såvel som stigende kropstemperatur og energiproduktion.

Nogle undersøgelser viser, at brugen af ​​orale glutamattilskud kan forbedre fordøjelsen hos patienter med problemer i denne henseende. Derudover kan dette stof også beskytte mavevæggen mod den skadelige virkning, som visse medikamenter har på den.

Regulerer cyklus af appetit og metthed

Selvom vi ikke ved nøjagtigt, hvordan denne effekt opstår, har glutamat en meget vigtig regulerende effekt på appetitkredsløbet og metthed.

Dermed får dens tilstedeværelse i mad os til at føle os mere sultne og ønsker at spise mere; men det får os også til at føle os mere tilfredse efter at have taget det.

Forbedrer immunforsvaret

Nogle af cellerne i immunsystemet har også glutamatreceptorer; for eksempel T-celler, B-celler, makrofager og dendritiske celler. Dette antyder, at denne neurotransmitter spiller en vigtig rolle i både det medfødte og det adaptive immunsystem.

Nogle undersøgelser, der bruger dette stof som medicin, har vist, at det kan have en meget fordelagtig virkning på sygdomme som kræft eller bakterieinfektioner. Derudover ser det ud til også at beskytte mod neurodegenerative lidelser, såsom Alzheimers.

Forbedrer muskel- og knogelfunktion

I dag ved vi, at glutamat spiller en grundlæggende rolle i vækst og udvikling af knogler samt i at bevare deres helbred.

Dette stof forhindrer udseendet af celler, der forringes knogler, såsom osteoklaster; og det kunne bruges til at behandle sygdomme, såsom osteoporose hos mennesker.

På den anden side ved vi også, at glutamat spiller en grundlæggende rolle i muskelfunktionen. Under træning er for eksempel denne neurotransmitter ansvarlig for at levere energi til muskelfibre og producere glutathion.

Kan øge levetiden

Endelig antyder nogle nylige studier, at glutamat kan have en meget fordelagtig virkning på cellernes aldringsproces. Selvom det endnu ikke er testet hos mennesker, viser dyreforsøg, at en stigning i dette stof i kosten kan reducere dødeligheden.

Denne virkning antages at skyldes glutamat, der forsinker begyndelsen af ​​symptomer på cellulær aldring, som er en af ​​de største årsager til aldersrelateret død.

farer

Når de naturlige niveauer af glutamat ændres i hjernen eller kroppen, er det muligt at lide alle slags problemer. Dette sker, uanset om der er mindre stof i kroppen end vi har brug for, eller hvis niveauerne hæves på en overdrevet måde.

For eksempel har ændringer i glutamatniveauer i kroppen været forbundet med psykiske lidelser såsom depression, angst og schizofreni. Derudover ser det ud til at være relateret til autisme, Alzheimers og alle slags neurodegenerative sygdomme.

På den anden side ser det ud til, at et overskud af dette stof er forbundet med problemer såsom fedme, kræft, diabetes eller amyotrof lateral sklerose på fysisk plan. Det kan også have meget skadelige virkninger på sundheden for visse komponenter i kroppen, såsom muskler og knogler.

Alle disse farer vil på den ene side være relateret til overskuddet af rent glutamat i kosten (i form af monosodium glutamat, som ser ud til at være i stand til at krydse blod-hjerne-barrieren). Derudover vil de også have at gøre med et overskud af porøsitet i denne samme barriere.

konklusion

Glutamat er et af de vigtigste stoffer produceret af vores krop, og det spiller en grundlæggende rolle i alle slags funktioner og processer. OG

n denne artikel har du lært, hvordan det fungerer, og hvad dets vigtigste fordele er; men også de farer, det har, når det findes i for høje mængder i vores krop.

Referencer

1. "Hvad er glutamat? En undersøgelse af funktionerne, veje og excitation af glutamatneurotransmitteren ”i: Neurohacker. Hentet den: 26. februar 2019 fra Neurohacker: neurohacker.com.
2. "Oversigt over det glutamatergiske system" i: National Center for Biotechnology Information. Hentet den: 26. februar 2019 fra National Center for Biotechnology Information: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Glutamatreceptor" på: Wikipedia. Hentet den: 26. februar 2019 fra Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. "8 vigtige roller med glutamat + hvorfor det er dårligt i overskydende" i: Selvhakket. Hentet den: 26. februar 2019 fra Self Hacked: selfhacked.com.
5. "Glutamate (neurotransmitter)" på: Wikipedia. Hentet den: 26. februar 2019 fra Wikipedia: en.wikipedia.org.