ГЛУТАМАТ (НЕУРОТРАНСМИТЕР): СИНТЕЗА, ДЕЛОВАЊЕ, ФУНКЦИЈЕ - НЕУРОПСИХОЛОГИЈА - 2025

Глутамат је најраспрострањенији ексцитаторски неуротрансмитер у нервном функцији система у кичмењака организмима. Он игра фундаменталну улогу у свим ексцитацијским функцијама, што имплицира да је повезан са више од 90% свих синаптичких веза у људском мозгу.

Биохемијски рецептори глутамата могу се поделити у три класе: АМПА рецепторе, НМДА рецепторе и метаботропне рецепторе глутамата. Неки стручњаци идентификују четврти тип, познат као каинатори. Има их у свим регионима мозга, али су посебно обилни у неким областима.

Извор: пикабаи.цом

Глутамат игра фундаменталну улогу у синаптичкој пластичности. Због тога је посебно повезана са одређеним напредним когнитивним функцијама као што су памћење и учење. Специфични облик пластичности, познат као дуготрајно потенцирање, јавља се у глутаматергичким синапсама у подручјима као што су хипокампус или кортекс.

Поред свега тога, глутамат има и бројне здравствене користи када се уноси у исхрани умјерено. Међутим, може изазвати и неке негативне ефекте ако се превише концентришете, и на нивоу мозга и у храни. У овом чланку ћемо вам рећи све о њему.

Синтеза

Структура Л-глутамата

Глутамат је једна од главних компоненти великог броја протеина. Због тога је једна од најобилнијих аминокиселина у целом људском телу. У нормалним околностима, могуће је набавити довољно овог неуротрансмитера путем исхране, тако да га није потребно синтетизовати.

Међутим, глутамат се сматра небитном аминокиселином. То значи да тело, у хитним случајевима, може да га метаболизује из других супстанци. Точније, може се синтетизовати из алфа-Кетоглутарне киселине, која се током циклуса лимунске киселине ствара из цитрата.

На нивоу мозга глутамат није способан да сам пређе крвно-мождану баријеру. Међутим, он се креће кроз централни нервни систем користећи високо афинитетни транспортни систем. Ово служи за регулисање његове концентрације и одржавање количине ове супстанце која се налази у можданим течностима константном.

У централном нервном систему глутамин се синтетише из глутамина у процесу познатом као "глутамат-глутаминергички циклус", дејством ензима глутаминазе. То се може јавити како у пресинаптичким неуронима тако и у глиалним ћелијама које их окружују.

Са друге стране, глутамат је сам претеча другог важног неуротрансмитера, ГАБА. Процес трансформације се изводи дејством ензима глутамата декарбоксилаза.

Механизам дејства

АМПА рецептор се везује за антагонист Л-глутамата који показује амино терминал, домен који веже лиганд и трансмембрански домен, ПДБ 3КГ2. Цуртис Невеу глутамат делује на тело везањем за четири различите врсте биохемијских рецептора: АМПА рецепторе, НМДА рецепторе, метаботропне рецепторе глутамата и рецепторе каината. Већина њих налази се унутар централног нервног система.

У ствари, велика већина глутаматних рецептора налази се на дендритима постсинаптичких ћелија; а везују се за молекуле које пресинаптичке ћелије ослобађају у интра-синаптички простор. С друге стране, такође су присутни у ћелијама као што су астроцити и олигодендроцити.

Глутамински рецептори се могу поделити у две подврсте: ионотропни и метаботропни. У наставку ћемо видети како сваки од њих детаљније делује.

Ионотропни рецептори

Ионотропни рецептор.

Ионотропни рецептори глутамата имају примарну функцију омогућавања да натријум, калијум, а понекад и јони калцијума пролазе кроз мозак као одговор на везивање глутамата. Када се догоди везивање, антагонист стимулише директно деловање централне поре рецептора, јонског канала, омогућавајући тако пролазак ових материја.

Пролаз јона натријума, калијума и калцијума изазива постинаптичку побудну струју. Ова струја деполаризира; и ако се активира довољан број глутаматних рецептора, може се достићи акцијски потенцијал на постсинаптичком неурону.

Све врсте глутаматних рецептора способне су да производе постинаптичку побудну струју. Међутим, брзина и трајање ове струје су различити за сваку од њих. Дакле, сваки од њих има различите ефекте на нервни систем.

Метаботропни рецептори

Метаботропни рецептори за глутамат припадају поддружини Ц. Протеински рецептори Ц. Подељени су у три групе, које су код сисара заузврат подељене у осам подтипова.

Ови рецептори се састоје од три различита дела: ванћелијског региона, трансмембранског региона и интраћелијског региона. У зависности од тога где се везује са молекулама глутамата, различит ефекат ће се појавити у телу или нервном систему.

Изванћелијска регија састоји се од модула познатог као „Венус флитрап“ који је одговоран за везање глутамата. Такође има део богат цистеином који игра фундаменталну улогу у преносу промене струје према делу трансмембране.

Трансмембрански регион састоји се од седам подручја, а његова главна функција је повезивање ванћелијске зоне са интраћелијском зоном, где се генерално врши спајање протеина.

Везивање молекула глутамата у ванћелијској регији узрокује фосфорилацију протеина који доспе до интраћелијског региона. Ово утиче на велики број биохемијских путева и јонских канала у ћелији. Због тога метаботропни рецептори могу изазвати врло широк спектар физиолошких ефеката.

Рецептори изван централног нервног система

Верује се да рецептори за глутамат играју кључну улогу у пријему надражаја који изазивају „умами“ укус, један од пет основних укуса према последњим истраживањима у овој области. Због тога се зна да рецептори ове класе постоје на језику, тачније на укуса.

Ионотропни рецептори за глутамат такође су познати у срчаном ткиву, мада њихова улога у овој области још увек није позната. Дисциплина позната као "имунхистохемија" пронашла је неке од тих рецептора у терминалним нервима, ганглијима, проводљивим влакнима и неким кардиомиоцитима.

С друге стране, такође је могуће пронаћи мали број ових рецептора у одређеним регионима панкреаса. Његова главна функција овде је да регулише излучивање супстанци попут инсулина и глукагона. Ово је отворило врата истраживању могућности регулисања дијабетеса коришћењем антагониста глутамата.

Данас такође знамо да кожа има одређену количину НМДА рецептора, што може да се стимулише да производи аналгетски ефекат. Укратко, глутамат има веома разнолике ефекте на организам, а његови рецептори су лоцирани у целом телу.

Карактеристике

Већ смо видели да је глутамат најбројнији неуротрансмитер у мозгу сисара. То се углавном дешава због чињенице да он испуњава велики број функција у нашем телу. Овде вам кажемо који су главни.

Подржава нормалну функцију мозга

Глутамат је најважнији неуротрансмитер у регулацији нормалних функција мозга. Скоро сви ексцитацијски неурони у мозгу и кичменој мождини су глутаматергични.

Глутамат шаље сигнале и мозгу и целом телу. Ове поруке помажу у функцијама као што су меморија, учење или резоновање, осим што играју споредну улогу у многим другим аспектима функционисања нашег мозга.

На пример, данас знамо да је са ниским нивоом глутамата немогуће формирати нова сећања. Даље, ненормално мала количина овог неуротрансмитера може изазвати нападе шизофреније, епилепсије или психијатријских проблема попут депресије и анксиозности.

Чак и студије са мишевима показују да ненормално ниски нивои глутамата у мозгу могу бити повезани са поремећајима спектра аутизма.

То је претеча ГАБА-е

Глутамат је такође база коју тело користи да би формирало још један врло важан неуротрансмитер, гама-аминобутерну киселину (ГАБА). Ова супстанца има веома важну улогу у учењу, поред контракције мишића. Такође је повезана са функцијама као што су спавање или опуштање.

Побољшава рад пробавног система

Глутамат се може апсорбовати из хране, будући да је овај неуротрансмитер главни извор енергије ћелија пробавног система, као и важан супстрат за синтезу аминокиселина у овом делу тела.

Глутамат у храни изазива неколико основних реакција у телу. На пример, активира вагусни нерв, на начин да се подстиче производња серотонина у дигестивном систему. Ово подстиче покрете црева, као и повећање телесне температуре и производње енергије.

Неке студије показују да употреба оралних додатака глутамата може побољшати варење код пацијената са проблемима у овом погледу. Уз то, ова супстанца такође може заштитити стомачни зид од штетног дејства одређених лекова на њега.

Регулише циклус апетита и ситости

Иако не знамо тачно како се дешава овај ефекат, глутамат има врло важан регулаторни утицај на склоп апетита и ситост.

Дакле, његово присуство у храни чини нас гладнијима и желимо више јести; али такође нас чини задовољнијима након узимања.

Побољшава имуни систем

Неке ћелије имуног система такође имају глутаматне рецепторе; на пример, Т ћелије, Б ћелије, макрофаги и дендритичке ћелије. Ово сугерише да овај неуротрансмитер игра важну улогу и у урођеном и у адаптивном имунолошком систему.

Неке студије које користе ову супстанцу као лек показале су да она може имати веома повољан утицај на болести попут рака или бактеријских инфекција. Поред тога, чини се да у одређеној мери штити и од неуродегенеративних поремећаја, попут Алзхеимерове болести.

Побољшава рад мишића и костију

Данас знамо да глутамат игра основну улогу у расту и развоју костију, као и у одржавању њиховог здравља.

Ова супстанца спречава појаву ћелија које пропадају кости, попут остеокласта; и могла би се користити за лечење болести попут остеопорозе код људи.

Са друге стране, такође знамо да глутамат игра фундаменталну улогу у функцији мишића. На пример, током вежбања, овај неуротрансмитер је одговоран за снабдевање енергије мишићним влакнима и производњу глутатиона.

Може повећати дуговечност

Најзад, нека недавна истраживања показују да глутамат може имати врло повољан утицај на процес старења ћелија. Иако то још није тестирано на људима, експерименти на животињама показују да повећање ове материје у исхрани може смањити стопу смртности.

Верује се да је овај ефекат последица глутамата који одлаже појаву симптома станичног старења, што је један од водећих узрока смрти повезане са старењем.

Опасности

Када се природни нивои глутамата мењају у мозгу или телу, могуће је претрпети све врсте проблема. То се догађа без обзира да ли је у телу мање материје него што нам је потребно, или ако се ниво подиже на претеран начин.

Тако су, на пример, промене нивоа глутамата у телу повезане са менталним поремећајима као што су депресија, анксиозност и шизофренија. Поред тога, чини се да је повезан и са аутизмом, Алзхеимеровом болешћу и свим врстама неуродегенеративних болести.

С друге стране, на физичком нивоу изгледа да би вишак ове материје био повезан са проблемима као што су гојазност, рак, дијабетес или амиотрофична латерална склероза. Такође би могао имати врло штетне ефекте на здравље одређених компоненти тела, као што су мишићи и кости.

Све ове опасности биле би повезане, с једне стране, са вишком чистог глутамата у исхрани (у облику мононатријум глутамата, који је изгледа способан да пређе крвно-мождану баријеру). Поред тога, они би такође морали да имају вишак порозности у истој баријери.

закључак

Глутамат је једна од најважнијих супстанци које производи наше тело и игра темељну улогу у свим врстама функција и процеса. И

н у овом чланку сте научили како то функционише и које су његове главне предности; али и опасности које он има када га налазимо у превисоким количинама у нашем телу.

Референце

1. „Шта је глутамат? Испитивање функција, пута и ексцитације неуротрансмитера глутамата “у: Неурохацкер. Преузето: 26. фебруара 2019. са Неурохацкер: неурохацкер.цом.
2. "Преглед глутатергичког система" у: Националном центру за информације о биотехнологији. Преузето: 26. фебруара 2019. из Националног центра за информације о биотехнологији: нцби.нлм.них.гов.
3. "Рецептор за глутамат" на: Википедиа. Преузето: 26. фебруара 2019. са Википедије: ен.википедиа.орг.
4. "8 важних улога глутамата + зашто је лоше у вишку" у: Селф Хацкед. Преузето: 26. фебруара 2019. са Селф Хацкед: селфхацкед.цом.
5. "Глутамат (неуротрансмитер)" на: Википедиа. Преузето: 26. фебруара 2019. са Википедије: ен.википедиа.орг.