Glutaminian (neuroprzekaźnik): definicja i funkcje

The glutaminian pośredniczy w większości synaps pobudzających Ośrodkowego Układu Nerwowego (OUN). Jest głównym mediatorem informacji sensorycznej, motorycznej, poznawczej, emocjonalnej i interweniuje w tworzeniu wspomnień i ich regeneracji, będąc w 80-90% synaps mózgu.

W przypadku, gdy jest to mało ważne, interweniuje również w neuroplastyczność, procesy uczenia się i jest prekursorem GABA - głównego hamującego neuroprzekaźnika CNS-. O co jeszcze można poprosić cząsteczkę?

Czym jest glutaminian?

Prawdopodobnie był jednym z najszerzej badanych neuroprzekaźników w układzie nerwowym , W ostatnich latach jego badania wzrastają ze względu na jego związek z różnymi patologiami neurodegeneracyjnymi (takimi jak choroba Alzheimera), co czyni go silnym celem farmakologicznym w różnych chorobach.

Należy również wspomnieć, że biorąc pod uwagę złożoność jego receptorów, jest to jeden z najbardziej skomplikowanych neurotransmiterów do badania.

Proces syntezy

Proces syntezy glutaminianu ma swój początek w cyklu Krebsa lub cyklu kwasów trójkarboksylowych. Cykl Krebsa jest ścieżką metaboliczną lub, abyśmy mogli zrozumieć, seria reakcji chemicznych w celu wytworzenia oddychania komórkowego w mitochondriach , Cykl metaboliczny można rozumieć jako mechanizm zegara, w którym każdy bieg spełnia funkcję, a proste uszkodzenie elementu może spowodować, że zegar zepsuł się lub nie oznaczył dobrze czasu. Cykle w biochemii są takie same. Cząsteczka, poprzez ciągłe reakcje enzymatyczne - przekładnie zegarowe -, zmienia swoją formę i skład w celu wywołania funkcji komórkowej. Głównym prekursorem glutaminianu będzie alfa-ketoglutaran, który otrzyma grupę aminową przez transaminację, aby stać się glutaminianem.

Warto również wspomnieć o innym dość znaczącym prekursorze: glutamina. Kiedy komórka uwalnia glutaminian do przestrzeni pozakomórkowej, astrocyty - rodzaj komórki glejowej - odzyskują ten glutaminian, który poprzez enzym zwany syntetazą glutaminową stanie się glutaminą. Następnie astrocyty uwalniają glutaminę, która jest odzyskiwana przez neurony i przekształcana z powrotem w glutaminian , I prawdopodobnie więcej niż jeden zapyta: A jeśli oni muszą oddać glutaminę z powrotem do glutaminianu w neuronie, dlaczego astrocyt zamienia glutaminę w słaby glutaminian? Cóż, ja też nie wiem. Być może jest tak, że astrocyty i neurony się nie zgadzają, a może Neurobiologia jest tak skomplikowana. W każdym z tych przypadków chciałem przejrzeć astrocyty, ponieważ ich współpraca stanowi 40% obrót glutaminianu, co oznacza, że większość glutaminianu jest odzyskiwana przez te komórki glejowe .

Istnieją inne prekursory i inne szlaki, poprzez które odzyskuje się glutaminian uwalniany do przestrzeni pozakomórkowej. Na przykład, istnieją neurony, które zawierają specyficzny transporter glutaminianu -EAAT1 / 2-, który bezpośrednio odzyskuje glutaminian do neuronu i umożliwia zakończenie sygnału pobudzającego. Do dalszych badań nad syntezą i metabolizmem glutaminianu polecam lekturę z literatury.

Receptory glutaminianu

Ponieważ często jesteśmy nauczani, każdy neuroprzekaźnik ma swoje receptory w komórce postsynaptycznej , Receptory zlokalizowane w błonie komórkowej są białkami, z którymi wiąże się neuroprzekaźnik, hormon, neuropeptyd itd., Co prowadzi do szeregu zmian w komórkowym metabolizmie komórki, w której znajduje się ona w receptorze. W neuronach zazwyczaj umieszczamy receptory w komórkach postsynaptycznych, chociaż nie musi tak być w rzeczywistości.

W pierwszej rasie uczono nas również, że istnieją dwa rodzaje głównych receptorów: jonotropowy i metabotropowy. Ionotropy to te, w których, gdy ich ligand jest związany - "klucz" receptora - otwierają kanały, które umożliwiają przejście jonów do komórki. Z drugiej strony, metabotropy, gdy ligand jest związany, powodują zmiany w komórce za pośrednictwem drugich posłańców. W tym przeglądzie opowiem o głównych typach receptorów jonotropowych glutaminianu, chociaż zalecam studiowanie bibliografii w celu poznania receptorów metabotropowych. Tutaj przytaczam główne receptory jonotropowe:

• Odbiornik NMDA.
• Odbiornik AMPA.
• Odbiornik Kainado.

Receptory NMDA i AMPA i ich bliskie relacje

Uważa się, że oba typy receptorów są makrocząsteczkami utworzonymi przez cztery domeny transbłonowe - co oznacza, że ​​są utworzone przez cztery podjednostki, które przechodzą przez dwuwarstwę lipidową błony komórkowej - i oba są receptorami glutaminianu, które otwierają się dodatnio naładowanymi kanałami kationowymi. Ale mimo to są znacząco różne.

Jedną z ich różnic jest próg, przy którym są aktywowane. Po pierwsze, receptory AMPA są znacznie szybsze do aktywacji; podczas gdy receptory NMDA nie mogą być aktywowane dopóki neuron nie będzie miał potencjału błonowego około -50mV - neuron, gdy inaktywacja zwykle wynosi około -70 mV. Po drugie, kationy etapowe będą się różnić w każdym przypadku. Receptory AMPA osiągają znacznie wyższe potencjały błony niż receptory NMDA, które łączą się znacznie skromniej. W zamian odbiorniki NMDA osiągną znacznie dłuższe aktywacje w czasie niż odbiorniki AMPA. Dlatego te z AMPA są szybko aktywowane i wytwarzają silniejsze potencjały pobudzające, ale są szybko dezaktywowane , A te z NMDA wolno się aktywują, ale udaje im się utrzymać potencjał pobudzający, który generują znacznie dłużej.

Aby lepiej to zrozumieć, wyobraźmy sobie, że jesteśmy żołnierzami i że nasza broń reprezentuje różnych odbiorców. Wyobraź sobie, że przestrzeń zewnątrzkomórkowa to rów. Mamy dwa rodzaje broni: rewolwer i granaty. Granaty są proste i szybkie w użyciu: usuwasz pierścień, paski i czekasz, aż eksploduje. Mają wiele destrukcyjnego potencjału, ale kiedy już je wszystkie wyrzucimy, to koniec. Rewolwer jest bronią, której załadowanie zajmuje dużo czasu, ponieważ musisz wyjąć bęben i umieścić pociski jeden po drugim. Ale po załadowaniu mamy sześć strzałów, dzięki którym możemy przetrwać przez jakiś czas, choć z dużo mniejszym potencjałem niż granat. Nasze rewolwery mózgowe to odbiorniki NMDA, a nasze granaty to AMPA.

Nadmiar glutaminianu i jego niebezpieczeństwa

Mówią, że w nadmiarze nic nie jest dobre, a w przypadku glutaminianu jest spełnione. Dalej wspomnimy o niektórych patologiach i problemach neurologicznych, z którymi związany jest nadmiar glutaminianu .

1. Analogi glutaminianów mogą powodować egzotoksyczność

Leki podobne do glutaminianu - to znaczy, mają taką samą funkcję jak glutaminian - jak NMDA - na które receptor NMDA zawdzięcza swoją nazwę - może powodować wysokie dawki efektów neurodegeneracyjnych w najbardziej wrażliwych obszarach mózgu takie jak łukowate jądro podwzgórza. Mechanizmy biorące udział w tej neurodegeneracji są różnorodne i obejmują różne typy receptorów glutaminianowych.

2. Niektóre neurotoksyny, które możemy spożywać w naszej diecie, powodują śmierć neuronów poprzez nadmiar glutaminianu

Różne trucizny niektórych zwierząt i roślin wywierają wpływ na szlaki nerwowe glutaminianu. Przykładem jest trucizna nasion Cycas Circinalis, trującej rośliny, którą możemy znaleźć na pacyficznej wyspie Guam. Ta trucizna spowodowała duże rozpowszechnienie stwardnienia zanikowego bocznego na tej wyspie, na której jej mieszkańcy przyjmowali ją codziennie, uważając ją za łagodną.

3. Glutaminian przyczynia się do śmierci neuronów przez niedokrwienie

Glutaminian jest głównym neuroprzekaźnikiem w ostrych zaburzeniach mózgu, takich jak zawał serca , zatrzymanie akcji serca, niedotlenienie przed / okołoporodowe. W tych zdarzeniach, w których nie ma tlenu w tkance mózgowej, neurony pozostają w stanie permanentnej depolaryzacji; z powodu różnych procesów biochemicznych. Prowadzi to do stałego uwalniania glutaminianu z komórek, a następnie do przedłużonej aktywacji receptorów glutaminianu. Receptor NMDA jest szczególnie przepuszczalny dla wapnia w porównaniu z innymi receptorami jonotropowymi, a nadmiar wapnia prowadzi do śmierci neuronów. Zatem nadaktywność receptorów glutaminergicznych prowadzi do śmierci neuronów z powodu wzrostu wapnia wewnątrzneruralnego.

4. Padaczka

Związek między glutaminianem a padaczką jest dobrze udokumentowany. Uważa się, że aktywność epileptyczna jest szczególnie związana z receptorami AMPA, chociaż wraz z rozwojem epilepsji, stają się ważne receptory NMDA.

Czy glutaminian jest dobry? Czy glutaminian jest zły?

Zwykle, gdy czyta się ten typ tekstu, kończy się on uczłowieczeniem cząsteczek przez oznaczenie ich "dobrym" lub "złym" - który ma nazwę i jest nazywany antropomorfizm, bardzo modne w średniowieczu. Rzeczywistość jest daleka od tych uproszczonych sądów.

W społeczeństwie, w którym stworzyliśmy pojęcie "zdrowia", niektóre mechanizmy natury mogą sprawić, że poczujemy się niekomfortowo. Problem polega na tym, że natura nie rozumie "zdrowia". Stworzyliśmy to poprzez medycynę, przemysł farmaceutyczny i psychologię. Jest to koncepcja społeczna i jak każda koncepcja społeczna podlega postępowi społeczeństw, czy to ludzkich, czy naukowych. Postępy pokazują, że glutaminian jest związany z dużą liczbą patologii jak Alzheimer lub Schizofrenia.To nie jest złe oko ewolucji dla człowieka, jest raczej biochemicznym niedopasowaniem koncepcji, której natura wciąż nie rozumie: społeczeństwa ludzkiego w XXI wieku.

I jak zwykle, po co to studiować? W tym przypadku myślę, że odpowiedź jest bardzo jasna. Ze względu na rolę glutaminianu w różnych patologiach neurodegeneracyjnych, powoduje to ważny - choć również złożony - cel farmakologiczny , Niektóre przykłady tych chorób, chociaż nie mówiliśmy o nich w tej recenzji, ponieważ myślę, że można napisać wyłącznie na ten temat, to choroba Alzheimera i schizofrenia. Subiektywnie uważam, że poszukiwanie nowych leków na schizofrenię jest szczególnie interesujące z dwóch powodów: częstości występowania tej choroby i związanych z nią kosztów opieki zdrowotnej; oraz niekorzystne działanie obecnych leków przeciwpsychotycznych, które w wielu przypadkach utrudniają przestrzeganie zaleceń terapeutycznych.

Tekst zredagowany i zredagowany przez Frederica Muniente Peix

Bibliografia:

Książki:

• Siegel, G. (2006). Podstawowa neurochemia. Amsterdam: Elsevier.

Artykuły:

• Citri, A. i Malenka, R. (2007). Plastyczność synaptyczna: wiele postaci, funkcji i mechanizmów, Neuropsychopharmacology, 33 (1), 18-41. //dx.doi.org/10.1038/sj.npp.1301559
• Hardingham, G. i Bading, H. (2010). Synaptyczna lub pozasynaptyczna sygnalizacja receptora NMDA: implikacje dla zaburzeń neurodegeneracyjnych. Nature Reviews Neuroscience, 11 (10), 682-696. //dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• Hardingham, G. i Bading, H. (2010). Synaptyczna lub pozasynaptyczna sygnalizacja receptora NMDA: implikacje dla zaburzeń neurodegeneracyjnych. Nature Reviews Neuroscience, 11 (10), 682-696. //dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• Kerchner, G. & Nicoll, R. (2008). Cicha synaps i pojawienie się mechanizmu postsynaptycznego dla LTP. Nature Reviews Neuroscience, 9 (11), 813-825. //dx.doi.org/10.1038/nrn2501
• Papouin, T. i Oliet, S. (2014). Organizacja, kontrola i funkcja pozasynaptycznych receptorów NMDA. Filozoficzne transakcje Royal Society B: Biological Sciences, 369 (1654), 20130601-20130601. //dx.doi.org/10.1098/rstb.2013.0601

Dlaczego po alkoholu jesteśmy pijani? (Kwiecień 2024).