Glutamaadi (neurotransmitteri) süntees, toimemehhanism, funktsioonid ja ohud



The glutamaat on neurotransmitter, millel on selgroogsete organismide närvisüsteemis kõige rikkalikum erutusfunktsioon. See mängib olulist rolli kõigis põnevates funktsioonides, mis tähendab, et see on seotud rohkem kui 90% -ga inimese aju sünaptilistest ühendustest..

Glutamaadi biokeemilisi retseptoreid võib jagada kolme klassi: AMPA retseptorid, NMDA retseptorid ja metabotroopsed glutamaadi retseptorid. Mõned eksperdid tuvastavad neljanda tüübi, mida tuntakse kainaadiretseptoritena. Neid leidub kõigis aju piirkondades, kuid need on mõnes piirkonnas eriti rikkalikud.

Glutamaat mängib olulist rolli sünaptilises plastilisuses. Seetõttu on see eriti seotud teatud arenenud kognitiivsete funktsioonidega, nagu mälu ja õppimine. Glutamatergilise sünapsi puhul esineb sellistes valdkondades nagu hipokampus või ajukoores tuntud plastilisuse konkreetne vorm, mida nimetatakse pikaajaliseks võimendamiseks..

Lisaks sellele on glutamaadil mõningane kasu tervisele, kui seda tarbitakse mõõduka söömise teel. Siiski võib see põhjustada ka mõningaid negatiivseid mõjusid, kui need on liigselt kontsentreeritud nii ajus kui ka toidus. Selles artiklis räägime teile kõike temast.

Indeks

  • 1 Kokkuvõte
  • 2 Toimemehhanism
    • 2.1 Ionotroopsed retseptorid
    • 2.2 Metabotroopsed retseptorid
    • 2.3 Retseptorid väljaspool kesknärvisüsteemi
  • 3 Funktsioonid
    • 3.1 Abi normaalse aju toimimiseks
    • 3.2 See on GABA eelkäija
    • 3.3 Parandab seedesüsteemi toimimist
    • 3.4 Reguleerib söögiisu ja küllastustsüklit
    • 3.5 Parandab immuunsüsteemi
    • 3.6 Parandab lihaste ja luude funktsiooni
    • 3.7 Võib pikendada eluiga
  • 4 Ohud
  • 5 Järeldus
  • 6 Viited

Süntees

Glutamaat on suure hulga valkude üks peamisi komponente. Sellepärast on see üks inimorganismi kõige suuremaid aminohappeid. Normaalsetes tingimustes on võimalik selle toitja kaudu piisavalt saada sellisest neurotransmitterist, nii et seda pole vaja sünteesida.

Siiski peetakse glutamaati mittesoluliseks aminohappeks. See tähendab, et hädaolukorras võib keha seda teistest ainetest metaboliseerida. Täpsemalt võib seda sünteesida alfa-ketoglutaarhappest, mis saadakse tsitraadi sidrunhappe tsükliga..

Aju tasandil ei suuda glutamaat ületada aju-aju barjääri. Kuid see liigub läbi kesknärvisüsteemi kõrge afiinsusega transpordisüsteemi kaudu. See aitab reguleerida teie kontsentratsiooni ja hoida selle aine kogust, mis on leitud aju vedelikes.

Kesknärvisüsteemis sünteesitakse glutamiin-glutamiinergilisest tsüklist glutamiinist glutamaat glutaminaasi ensüümi toimel. See võib toimuda nii presünaptilistes neuronites kui ka neid ümbritsevates gliaalrakkudes.

Teisest küljest on glutamaat ise teise suure tähtsusega neurotransmitteri (GABA) eelkäija. Transformatsioon viiakse läbi glutamaadi dekarboksülaasi ensüümi toimel.

Toimemehhanism

Glutamaat avaldab organismile mõju nelja erineva biokeemilise retseptori tüübi sidumiseks: AMPA retseptorid, NMDA retseptorid, metabotroopsed glutamaadi retseptorid ja kainaadi retseptorid. Enamik neist asub kesknärvisüsteemis.

Tegelikult asuvad enamik glutamaadi retseptoreid postünaptiliste rakkude dendriitidest; ja need on seotud molekulidega, mis vabanevad intrasünaptilises ruumis presünaptiliste rakkude poolt. Teisest küljest on need olemas ka sellistes rakkudes nagu astrotsüüdid ja oligodendrotsüüdid.

Glutamiinergilisi retseptoreid võib jagada kahte alatüüpi: ionotroopne ja metabotroopne. Järgmisena näeme, kuidas igaüks neist üksikasjalikumalt töötab.

Ionotroopsed retseptorid

Ionotroopsete glutamaadi retseptorite peamine ülesanne on võimaldada naatriumioonide, kaaliumi ja mõnikord ka kaltsiumi läbimist ajus vastusena glutamaadi sidemele. Kui side tekib, stimuleerib antagonist retseptori keskse pooride, ioonkanali, otsest toimet, mis võimaldab seega nende ainete läbipääsu..

Naatriumi, kaaliumi ja kaltsiumi ioonide läbimine põhjustab postünaptilise erutusvoolu. See vool on depolariseeriv; ja kui glutamaadi retseptorid on piisavalt aktiveeritud, võib saavutada sünnipotentsiaali postsünaptilises neuronis.

Kõik glutamaadi retseptorite tüübid on võimelised tekitama postünaptilist erutusvoolu. Siiski on selle voolu kiirus ja kestus igaühe puhul erinev. Seega on igal neist närvisüsteemile erinev mõju.

Metabotroopsed retseptorid

Metabotroopsed glutamaadi retseptorid kuuluvad valgu retseptorite G alamperekonda C. Nad on jagatud kolme rühma, mis omakorda on jagatud kaheksaks alatüübiks imetajate puhul..

Need retseptorid koosnevad kolmest erinevast osast: ekstratsellulaarsest piirkonnast, transmembraansest piirkonnast ja rakusisestest piirkondadest. Sõltuvalt sellest, kus toimub seos glutamaadi molekulidega, tekib erinev mõju kehale või närvisüsteemile.

Ekstratsellulaarne piirkond koosneb moodulist, mida nimetatakse Venus Flytrapiks, mis vastutab glutamaadi sidumise eest. Sellel on ka tsüsteiinis sisalduv osa, mis mängib olulist rolli praeguse muutuse edastamisel transmembraansele osale.

Transmembraanne piirkond koosneb seitsmest piirkonnast ja selle peamine ülesanne on ühendada rakuväline tsoon rakusisese tsooniga, kus toimub tavaliselt valgu sidumine..

Glutamaadi molekulide seondumine ekstratsellulaarses piirkonnas põhjustab intratsellulaarse valguga valkude fosforüülimise. See mõjutab paljusid rakus biokeemilisi radasid ja ioonikanaleid. Seetõttu võivad metabotroopsed retseptorid põhjustada väga erinevaid füsioloogilisi toimeid.

Retseptorid väljaspool kesknärvisüsteemi

Arvatakse, et glutamaadi retseptorid mängivad olulist rolli stiimulite vastuvõtmisel, mis kutsuvad esile "umami" maitset, mis on üks viiest põhilisest maitsest selles valdkonnas. Sellest tulenevalt on teada, et sellises keeles on retseptoreid, eriti maitsepungades.

Samuti on teada, et südame koes on ionotroopseid glutamaadi retseptoreid, kuigi selle funktsioon selles valdkonnas on veel teadmata. "Immunihistokeemia" all tuntud distsipliin on leidnud mõned neist retseptoritest terminali närvide, ganglionide, juhtivate kiudude ja mõnede müokardiotsüütide suhtes..

Teisest küljest on ka pankrease teatud piirkondades võimalik leida väike arv neid retseptoreid. Selle peamine ülesanne on reguleerida selliste ainete nagu insuliin ja glükagoon sekretsiooni. See on avanud võimaluse uurida diabeedi reguleerimise võimalust glutamaadi antagonistide abil.

Me teame ka täna, et nahal on teatud kogus NMDA retseptoreid, mida saab stimuleerida valuvaigistava toime tekitamiseks. Lühidalt öeldes on glutamaadil kogu kehas väga erinevad toimed ning selle retseptorid paiknevad kogu kehas.

Funktsioonid

Oleme juba näinud, et glutamaat on imetajate ajus kõige levinum neurotransmitter. See on peamiselt tingitud asjaolust, et see täidab meie organismis palju funktsioone. Järgmisena räägime teile, mis on peamised.

See aitab normaalset aju funktsiooni

Glutamaat on aju normaalsete funktsioonide reguleerimisel kõige olulisem neurotransmitter. Peaaegu kõik aju ja seljaaju ärritavad neuronid on glutamatergilised.

Glutamaat saadab signaale nii ajus kui ka kogu kehas. Need sõnumid aitavad kaasa sellistele funktsioonidele nagu mälu, õppimine või mõtlemine, lisaks mängivad sekundaarset rolli paljudes teistes meie aju toimimise aspektides..

Näiteks tänapäeval me teame, et madala glutamaadi tasemega on võimatu moodustada uusi mälestusi. Lisaks võib selle neurotransmitteri ebanormaalselt madal kogus põhjustada skisofreenia, epilepsia või psühhiaatriliste probleemide nagu depressioon ja ärevus..

Isegi hiirtega läbi viidud uuringud näitavad, et ebanormaalselt madalad glutamaadi tasemed ajus võivad olla seotud autismi spektri häiretega.

See on GABA eelkäija

Glutamaat on ka alus, mida organism kasutab teise suure tähtsusega neurotransmitteri moodustamiseks, gamma-aminovõihape (GABA). Sellel ainel on lisaks lihaste kokkutõmbumisele väga oluline roll õppimisel. See on seotud ka selliste funktsioonidega nagu uni või lõõgastumine.

Parandab seedesüsteemi toimimist

Glutamaat võib imenduda toidust, kuna see neurotransmitter on seedesüsteemi rakkude peamine energiaallikas, samuti oluline substraat aminohapete sünteesimiseks selles kehaosas..

Toidus olev glutamaat põhjustab kogu organismis mitmeid olulisi reaktsioone. Näiteks aktiveerib see vaguse närvi nii, et see soodustab serotoniini tootmist seedesüsteemis. See soodustab soole liikumist lisaks kehatemperatuuri ja energia tootmise suurenemisele.

Mõned uuringud näitavad, et glutamaadi suukaudsete toidulisandite kasutamine võib parandada seedimist patsientidel, kellel on selles osas probleeme. Lisaks võib see aine kaitsta mao seina teatud ravimite kahjuliku toime eest..

Reguleerib söögiisu ja küllastustsüklit

Kuigi me ei tea täpselt, kuidas see toime ilmneb, on glutamaadil väga oluline regulatiivne mõju söögiisu ja küllastusvõimele.

Seega tunneb nende kohalolek toiduaines end näljasena ja tahame rohkem süüa; kuid see põhjustab ka meid, kui tunneme end pärast selle võtmist rohkem rahulikult.

Parandab immuunsüsteemi

Mõnedel immuunsüsteemi rakkudel on ka glutamaadi retseptorid; näiteks T-rakud, B-rakud, makrofaagid ja dendriitrakud. See viitab sellele, et sellel neurotransmitteril on oluline roll nii sünnipärane kui ka adaptiivne immuunsüsteem.

Mõned uuringud, mis kasutavad seda ainet ravimina, on näidanud, et sellel võib olla väga kasulik toime sellistele haigustele nagu vähk või bakteriaalsed infektsioonid. Lisaks tundub, et see kaitseb teatud määral ka neurodegeneratiivseid häireid, nagu Alzheimeri tõbi.

Parandab lihaste ja luude funktsiooni

Täna teame, et glutamaadil on oluline roll luude kasvus ja arengus, samuti teie tervise säilitamisel.

See aine takistab luude, näiteks osteoklastide, halvenemist; ja seda võib kasutada selliste haiguste raviks nagu osteoporoos inimestel.

Teiselt poolt teame ka, et glutamaadil on lihasfunktsioonis oluline roll. Treeningu ajal on see neurotransmitter vastutav lihaste kiudude energia varustamise ja glutatiooni tootmise eest.

Võib pikendada eluiga

Lõpuks näitavad mõned hiljutised uuringud, et glutamaadil võib olla väga kasulik mõju rakkude vananemisprotsessile. Kuigi loomkatsed ei ole veel testitud, näitavad loomkatsed, et selle aine suurenemine dieedis võib vähendada suremust.

Arvatakse, et see toime on tingitud glutamaadist, mis aeglustab rakkude vananemise sümptomite tekkimist, mis on üks vanusega seotud surma põhjustajaid..

Ohud

Kui ajus või kehas muutuvad looduslikud glutamaadi tasemed, on võimalik kannatada igasuguseid probleeme. See juhtub, kas kehas on vähem ainet, kui me vajame, justkui tasemed tõusevad liialdatud viisil.

Seega on näiteks glutamaadi sisalduse muutus organismis seotud psüühiliste häiretega, nagu depressioon, ärevus ja skisofreenia. Lisaks tundub see olevat seotud autismi, Alzheimeri tõve ja kõigi neurodegeneratiivsete haigustega.

Teisest küljest tundub füüsilisel tasandil, et selle aine liigne sisaldus on seotud selliste probleemidega nagu rasvumine, vähk, diabeet või amüotroofne lateraalskleroos. Samuti võib see avaldada väga kahjulikku mõju keha teatavate komponentide, nagu lihaste ja luude tervisele..

Kõik need ohud oleksid seotud ühest küljest puhta glutamaadi liiaga dieedis (naatriumglutamaadi kujul, mis näib olevat võimeline ületama aju-aju barjääri). Lisaks sellele peaksid nad olema seotud ka sama barjääri liigse poorsusega.

Järeldus

Glutamaat on üks tähtsamaid aineid, mida meie keha toodab ja millel on oluline roll igasugustes funktsioonides ja protsessides. E

n selles artiklis olete õppinud, kuidas see toimib ja millised on selle peamised eelised; aga ka ohte, mis tal on, kui see on meie kehas liiga suurte koguste leidmisel.

Viited

  1. "Mis on glutamaat? Glutamaadi neurotransmitteri funktsioonide, radade ja ergastuse uurimine "Neurohackeris". Välja otsitud: 26. veebruaril 2019 Neurohackerilt: neurohacker.com.
  2. "Glutamatergilise süsteemi ülevaade": Riiklik biotehnoloogia teabe keskus. Välja otsitud: 26. veebruaril 2019 Riikliku Biotehnoloogia Teabe Keskusest: ncbi.nlm.nih.gov.
  3. "Glutamaadi retseptor": Wikipedia. Välja otsitud: 26. veebruaril 2019 Wikipediast: en.wikipedia.org.
  4. "8 olulised rollid glutamaadist + miks see on ülemäärane": Self Hacked. Välja otsitud: 26. veebruaril 2019 alates Self Hacked: selfhacked.com.
  5. "Glutamaat (neurotransmitter)" in: Wikipedia. Välja otsitud: 26. veebruaril 2019 Wikipediast: en.wikipedia.org.