GLUTAMATAS (NEUROTRANSMITERIS): SINTEZĖ, VEIKIMAS, FUNKCIJOS - NEUROPSICHOLOGIJA - 2025

Glutamatas yra gausiai ekscitacinė neurotransmisijos nervų sistemos funkcijos stuburinių organizmų. Jis vaidina pagrindinį vaidmenį atliekant visas sužadinimo funkcijas, o tai reiškia, kad jis susijęs su daugiau nei 90% visų sinapsinių jungčių žmogaus smegenyse.

Biocheminius glutamato receptorius galima suskirstyti į tris klases: AMPA receptorius, NMDA receptorius ir metabotropinius glutamato receptorius. Kai kurie ekspertai nustato ketvirtąjį tipą, vadinamą kainato receptoriais. Jie randami visuose smegenų regionuose, tačiau ypač gausūs kai kuriuose regionuose.

Šaltinis: pixabay.com

Glutamatas vaidina pagrindinį vaidmenį sinapsiniame plastiškume. Dėl to jis ypač susijęs su tam tikromis pažangiausiomis pažinimo funkcijomis, tokiomis kaip atmintis ir mokymasis. Specifinė plastiškumo forma, vadinama ilgalaikiu potencijavimu, pasireiškia glutamaterginėse sinapsėse tokiose vietose kaip hipokampas ar žievė.

Be viso to, saikingai vartojant dietą, gliutamatas taip pat turi nemažai naudos sveikatai. Tačiau tai taip pat gali sukelti neigiamą poveikį, jei susikaupiate per daug - tiek smegenų lygyje, tiek maiste. Šiame straipsnyje mes jums papasakosime viską apie jį.

Sintezė

L-glutamato struktūra

Glutamatas yra vienas iš pagrindinių daugelio baltymų komponentų. Dėl šios priežasties tai yra viena gausiausių amino rūgščių visame žmogaus kūne. Esant normalioms sąlygoms, per dietą galima gauti pakankamai šio neurotransmiterio, todėl nereikia jo sintetinti.

Tačiau glutamatas laikomas nepakeičiama aminorūgštimi. Tai reiškia, kad nepaprastosios padėties metu kūnas gali ją metabolizuoti iš kitų medžiagų. Tiksliau, jis gali būti sintetinamas iš alfa-ketoglutaro rūgšties, gaunamos iš citrato rūgšties ciklo iš citrato.

Smegenų lygyje glutamatas pats savaime negali peržengti kraujo ir smegenų barjero. Tačiau jis juda per centrinę nervų sistemą, naudodamas didelio afiniteto transportavimo sistemą. Tai padeda reguliuoti jos koncentraciją ir išlaikyti pastovų šios medžiagos kiekį smegenų skysčiuose.

Centrinėje nervų sistemoje glutamatas sintetinamas iš glutamino, žinomu kaip „glutamato-glutaminerginis ciklas“, veikiant fermentui glutaminazei. Tai gali atsirasti tiek presinapsiniuose neuronuose, tiek glijos ląstelėse, kurios juos supa.

Kita vertus, pats glutamatas yra kito labai svarbaus neurotransmiterio GABA pirmtakas. Transformacijos procesas atliekamas veikiant glutamato dekarboksilazės fermentui.

Veiksmo mechanizmas

AMPA receptorius jungiasi prie L-gliutamato antagonisto, parodydamas PDB 3KG2 amino galą, ligandą surišantį domeną ir transmembraninį domeną. Curtis Neveu glutamatas daro poveikį kūnui, prisijungdamas prie keturių skirtingų tipų biocheminių receptorių: AMPA receptorių, NMDA receptorių, metabotropinių glutamato receptorių ir kainate receptorių. Dauguma jų yra centrinėje nervų sistemoje.

Iš tikrųjų didžioji dalis gliutamato receptorių yra ant postsinapsinių ląstelių dendritų; ir jie jungiasi prie molekulių, kurias presinapsinės ląstelės paleidžia į sinapsinę erdvę. Kita vertus, jų taip pat yra tokiose ląstelėse kaip astrocitai ir oligodendrocitai.

Glutamino receptorius galima suskirstyti į du potipius: jonotropinius ir metabolotropinius. Žemiau pamatysime, kaip kiekvienas iš jų veikia išsamiau.

Jonotropiniai receptoriai

Jonotropiniai receptoriai.

Ionotropinių glutamato receptorių pagrindinė funkcija yra leisti natrio, kalio ir kartais kalcio jonus praeiti per smegenis reaguojant į glutamato jungimąsi. Kai jungiasi, antagonistas stimuliuoja tiesioginį receptoriaus centrinės poros, jonų kanalo, veikimą, tokiu būdu leisdamas praeiti šioms medžiagoms.

Natrio, kalio ir kalcio jonų praleidimas sukelia postsinapsinę sužadinimo srovę. Ši srovė depoliarizuojasi; ir jei suaktyvinamas pakankamas skaičius gliutamato receptorių, gali būti pasiektas postsinapsinio neurono veikimo potencialas.

Visų tipų gliutamato receptoriai gali sukelti postsinapsinę sužadinimo srovę. Tačiau kiekvienos iš jų srovės greitis ir trukmė skiriasi. Taigi, kiekvienas iš jų turi skirtingą poveikį nervų sistemai.

Metabotropiniai receptoriai

Metabotropiniai glutamato receptoriai priklauso G baltymų receptorių C pošeimiui.Jie yra suskirstyti į tris grupes, kurios savo ruožtu yra padalintos į aštuonis potipius žinduolių atveju.

Šiuos receptorius sudaro trys skirtingos dalys: tarpląstelinė sritis, transmembraninė sritis ir tarpląstelinė sritis. Priklausomai nuo to, kur vyksta ryšys su gliutamato molekulėmis, skirtingas poveikis pasireikš kūne ar nervų sistemoje.

Tarpląstelinis regionas yra sudarytas iš modulio, vadinamo „Veneros skraiste“, atsakingo už glutamato surišimą. Joje taip pat gausu cisteino, kuris vaidina pagrindinį vaidmenį perduodant srovės pokyčius transmembranos daliai.

Transmembraninę sritį sudaro septyni plotai, o jos pagrindinė funkcija yra sujungti tarpląstelinę zoną su tarpląsteline zona, kurioje paprastai vyksta baltymų jungimasis.

Dėl glutamato molekulių prisijungimo tarpląsteliniame regione baltymai, pasiekiantys tarpląstelinę sritį, fosforiluojasi. Tai paveikia daugybę biocheminių kelių ir jonų kanalų ląstelėje. Dėl šios priežasties metabotropiniai receptoriai gali sukelti labai platų fiziologinį poveikį.

Receptoriai už centrinės nervų sistemos ribų

Manoma, kad glutamato receptoriai vaidina pagrindinį vaidmenį priimant dirgiklius, kurie sukelia „umami“ skonį - vieną iš penkių pagrindinių skonių, remiantis naujausiais šios srities tyrimais. Dėl šios priežasties žinoma, kad šios klasės receptoriai egzistuoja ant liežuvio, ypač dėl skonio pumpurų.

Ionotropiniai glutamato receptoriai taip pat egzistuoja širdies audinyje, nors jų vaidmuo šioje srityje vis dar nežinomas. Disciplina, žinoma kaip „imunohistochemija“, nustatė kai kuriuos iš šių receptorių galiniuose nervuose, ganglijose, laidžiuose pluoštuose ir kai kuriuose kardiomiocituose.

Kita vertus, tam tikruose kasos regionuose taip pat galima rasti nedaug šių receptorių. Pagrindinė jo funkcija čia yra reguliuoti tokių medžiagų kaip insulinas ir gliukagonas sekreciją. Tai atvėrė duris tyrimams dėl galimybės sureguliuoti diabetą naudojant gliutamato antagonistus.

Šiandien taip pat žinome, kad oda turi tam tikrą kiekį NMDA receptorių, kuriuos galima stimuliuoti, kad būtų sukurtas analgezinis poveikis. Trumpai tariant, glutamatas daro labai skirtingą poveikį visame kūne, o jo receptoriai yra visame kūne.

funkcijos

Mes jau matėme, kad glutamatas yra gausiausias neuromediatorius žinduolių smegenyse. Taip yra daugiausia dėl to, kad jis atlieka daugybę funkcijų mūsų kūne. Čia mes jums pasakysime, kurie yra pagrindiniai.

Palaiko normalią smegenų veiklą

Glutamatas yra svarbiausias neuromediatorius, reguliuojantis normalias smegenų funkcijas. Beveik visi sužadinantys neuronai smegenyse ir nugaros smegenyse yra glutamaterginiai.

Glutamatas siunčia signalus tiek smegenims, tiek visam kūnui. Šios žinutės padeda atlikti tokias funkcijas kaip atmintis, mokymasis ar samprotavimai, be to, jos atlieka antraeilį vaidmenį daugelyje kitų mūsų smegenų funkcionavimo aspektų.

Pavyzdžiui, šiandien mes žinome, kad esant žemam gliutamato kiekiui neįmanoma sukurti naujų prisiminimų. Be to, neįprastai mažas šio neurotransmiterio kiekis gali sukelti šizofrenijos, epilepsijos ar psichinių problemų, tokių kaip depresija ir nerimas, priepuolius.

Tyrimai su pelėmis netgi rodo, kad nenormaliai žemas glutamato kiekis smegenyse gali būti susijęs su autizmo spektro sutrikimais.

Tai yra GABA pirmtakas

Glutamatas taip pat yra bazė, kurią kūnas naudoja formuodamas kitą labai svarbų neurotransmiterį - gama-aminosviesto rūgštį (GABA). Ši medžiaga, be raumenų susitraukimo, vaidina labai svarbų vaidmenį mokantis. Tai taip pat siejama su tokiomis funkcijomis kaip miegas ar poilsis.

Gerina virškinimo sistemos darbą

Glutamatas gali būti absorbuojamas iš maisto, nes jis yra pagrindinis virškinimo sistemos ląstelių energijos šaltinis, taip pat svarbus aminorūgščių sintezės šioje kūno vietoje substratas.

Maiste esantis glutamatas sukelia keletą pagrindinių organizmo reakcijų. Pavyzdžiui, jis suaktyvina makšties nervą taip, kad būtų skatinama serotonino gamyba virškinimo sistemoje. Tai skatina tuštinimąsi, taip pat padidina kūno temperatūrą ir energijos gamybą.

Kai kurie tyrimai rodo, kad geriamųjų glutamato papildų vartojimas gali pagerinti virškinimą pacientams, turintiems problemų šiuo atžvilgiu. Be to, ši medžiaga taip pat gali apsaugoti skrandžio sienelę nuo žalingo tam tikrų vaistų poveikio jai.

Reguliuoja apetito ir sotumo ciklą

Nors mes tiksliai nežinome, kaip pasireiškia šis poveikis, glutamatas daro labai svarbų poveikį apetito apytakai ir sotumui.

Taigi jo buvimas maiste verčia jaustis alkanam ir norėti daugiau valgyti; bet tai taip pat verčia mus jaustis labiau patenkintiems.

Gerina imuninę sistemą

Kai kurios imuninės sistemos ląstelės taip pat turi glutamato receptorius; pavyzdžiui, T ląstelės, B ląstelės, makrofagai ir dendritinės ląstelės. Tai rodo, kad šis neurotransmiteris vaidina svarbų vaidmenį tiek įgimtoje, tiek prisitaikančioje imuninėje sistemoje.

Kai kurie tyrimai, naudojant šią medžiagą kaip vaistą, parodė, kad ji gali turėti labai teigiamą poveikį tokioms ligoms kaip vėžys ar bakterinės infekcijos. Be to, atrodo, kad jis tam tikru mastu apsaugo ir nuo neurodegeneracinių sutrikimų, tokių kaip Alzheimerio liga.

Pagerina raumenų ir kaulų funkcijas

Šiandien mes žinome, kad glutamatas vaidina pagrindinį vaidmenį augiant ir plėtojant kaulus, taip pat palaikant jų sveikatą.

Ši medžiaga neleidžia atsirasti ląstelėms, kurios pablogina kaulus, tokioms kaip osteoklastai; ir jis galėtų būti naudojamas gydyti tokias ligas kaip žmonių osteoporozė.

Kita vertus, mes taip pat žinome, kad glutamatas vaidina pagrindinį vaidmenį raumenų funkcijose. Pvz., Mankštos metu šis neurotransmiteris yra atsakingas už energijos tiekimą raumenų skaiduloms ir gliutationo gaminimą.

Gali padidinti ilgaamžiškumą

Galiausiai, kai kurie naujausi tyrimai rodo, kad glutamatas gali turėti labai teigiamą poveikį ląstelių senėjimo procesui. Nors jis dar nebuvo ištirtas žmonėms, eksperimentai su gyvūnais rodo, kad padidėjus šios medžiagos kiekiui maiste gali sumažėti mirtingumas.

Manoma, kad šis poveikis atsiranda dėl glutamato, atitolinančio ląstelių senėjimo simptomus, kurie yra viena pagrindinių su amžiumi susijusių mirties priežasčių.

Pavojai

Kai smegenyse ar kūne pasikeičia natūralus gliutamato lygis, galima patirti visokių problemų. Taip atsitinka, jei kūne yra mažiau medžiagų, nei mums reikia, arba jei lygis padidinamas perdėtai.

Taigi, pavyzdžiui, gliutamato lygio pokyčiai organizme buvo siejami su psichiniais sutrikimais, tokiais kaip depresija, nerimas ir šizofrenija. Be to, ji taip pat atrodo susijusi su autizmu, Alzheimerio liga ir visomis neurodegeneracinėmis ligomis.

Kita vertus, fiziniu lygmeniu atrodo, kad šios medžiagos perteklius bus susijęs su tokiomis problemomis kaip nutukimas, vėžys, diabetas ar amiotrofinė šoninė sklerozė. Tai taip pat gali labai pakenkti kai kurių kūno komponentų, tokių kaip raumenys ir kaulai, sveikatai.

Visi šie pavojai, viena vertus, būtų susiję su gryno glutamato pertekliumi maiste (mononatrio glutamato pavidalu, kuris, atrodo, gali peržengti kraujo ir smegenų barjerą). Be to, jie taip pat turėtų būti susiję su per dideliu poringumu toje pačioje užtvaroje.

išvada

Glutamatas yra viena iš svarbiausių medžiagų, kurią gamina mūsų kūnas, ir jis vaidina pagrindinį vaidmenį atliekant bet kokias funkcijas ir procesus. IR

n iš šio straipsnio sužinojote, kaip jis veikia ir kokie jo pagrindiniai pranašumai; bet ir pavojai, kuriuos jo organizme randama per daug.

Nuorodos

1. „Kas yra glutamatas? Gliutamato neurotransmiterio funkcijų, kelių ir sužadinimo tyrimas “, aprašytas: Neurohacker. Gauta: 2019 m. Vasario 26 d. Iš „Neurohacker“: neurohacker.com.
2. „Glutamaterginės sistemos apžvalga“: Nacionaliniame biotechnologijų informacijos centre. Gauta: 2019 m. Vasario 26 d. Iš Nacionalinio biotechnologijų centro informacijos: ncbi.nlm.nih.gov.
3. „Glutamato receptoriai“: Vikipedijoje. Gauta: 2019 m. Vasario 26 d. Iš Vikipedijos: en.wikipedia.org.
4. „8 svarbūs glutamato vaidmenys + kodėl perteklius blogas“: „Įsilaužęs“. Gauta: 2019 m. Vasario 26 d. Iš „Self Hacked“: selfhacked.com.
5. „Glutamatas (neurotransmiteris)“: Vikipedijoje. Gauta: 2019 m. Vasario 26 d. Iš Vikipedijos: en.wikipedia.org.