Glutamat (neurotransmitter) syntese, virkningsmekanisme, funktioner og farer



den glutamat er neurotransmitteren med den mest rigelige excitatoriske funktion i nervesystemet hos hvirveldyrorganismer. Det spiller en grundlæggende rolle i alle spændende funktioner, hvilket indebærer, at det er relateret til mere end 90% af alle de synaptiske forbindelser i den menneskelige hjerne.

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

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

Ud over alt dette har glutamat også en række sundhedsmæssige fordele ved forbrug via moderat spisning. Det kan dog også forårsage nogle negative virkninger, hvis de koncentreres overdrevent både i hjernen og i fødevaren. I denne artikel fortæller vi alt om ham.

indeks

  • 1 Sammenfatning
  • 2 Handlingsmekanisme
    • 2.1 Ionotrope receptorer
    • 2.2 Metabotrope receptorer
    • 2.3 Receptorer uden for centralnervesystemet
  • 3 funktioner
    • 3.1 Hjælp til normal hjernefunktion
    • 3.2 Det er en forløber for GABA
    • 3.3 Forbedrer fordøjelsessystemet
    • 3.4 Regulerer appetit og mætningscyklus
    • 3.5 Forbedrer immunforsvaret
    • 3.6 Forbedrer funktionen af ​​muskler og knogler
    • 3.7 Kan øge levetiden
  • 4 farer
  • 5 Konklusion
  • 6 referencer

syntese

Glutamat er en af ​​hovedkomponenterne i en stor mængde proteiner. På grund af dette er det en af ​​de mest almindelige aminosyrer i hele menneskekroppen. Under normale omstændigheder er det muligt at opnå nok af denne neurotransmitter gennem fodring på en sådan måde, at det ikke er nødvendigt at syntetisere det.

Imidlertid betragtes glutamat som en ikke-essentiel aminosyre. Det betyder, at kroppen i tilfælde af nødsituation kan metabolisere det fra andre stoffer. Specifikt kan den syntetiseres fra alfa-ketoglutarsyre, som fremstilles af citronsyrecyklusen fra citrat.

På hjerneniveau er glutamat ikke i stand til at krydse blod-hjernebarrieren alene. Det bevæger sig imidlertid gennem centralnervesystemet gennem et transportsystem med høj affinitet. Dette tjener til at regulere din koncentration og holde konstant mængden af ​​dette stof, der findes i hjernevæsker.

I centralnervesystemet syntetiseres glutamat fra glutamin i processen kendt som "glutamat-glutaminergisk cyklus" gennem virkningen af ​​glutaminase-enzymet. Dette kan forekomme både i de presynaptiske neuroner og i glialcellerne, der omgiver dem.

På den anden side er glutamat selv en forløber for en anden neurotransmitter af stor betydning, GABA. Transformationsprocessen udføres gennem virkningen af ​​glutamat-decarboxylaseenzymet.

Handlingsmekanisme

Glutamat udøver sin virkning på organismen ved at knytte til fire forskellige typer biokemiske receptorer: AMPA-receptorer, NMDA-receptorer, metabotrope glutamatreceptorer og kainatreceptorer. De fleste af dem er placeret i centralnervesystemet.

Faktisk er langt størstedelen af ​​glutamatreceptorer placeret i dendritterne af postsynaptiske celler; og de er forbundet med molekylerne frigivet i det intrasynaptiske rum af de præsynaptiske celler. På den anden side er de også til stede i celler som astrocytter og oligodendrocytter.

Glutaminerge receptorer kan opdeles i to undertyper: ionotropiske og metabotropiske. Næste vil vi se, hvordan hver enkelt arbejder mere detaljeret.

Ionotrope receptorer

De ionotrope glutamatreceptorer har hovedfunktionen til at tillade passage af natriumioner, kalium og undertiden calcium i hjernen som reaktion på en glutamatbinding. Når bindingen fremstilles stimulerer antagonisten den direkte virkning af den centrale pore af receptoren, en ionkanal, som således tillader passage af disse stoffer.

Passagen af ​​natrium-, kalium- og calciumioner forårsager en postsynaptisk excitatorisk strøm. Denne strøm er depolariserende; og hvis der er aktiveret nok glutamatreceptorer, kan man nå frem til handlingspotentialet i postsynaptisk neuron.

Alle typer af glutamatreceptorer er i stand til at producere en excitatorisk postsynaptisk strøm. Imidlertid er hastigheden og varigheden af ​​denne strøm forskellig for hver af dem. Således har hver af dem forskellige virkninger på nervesystemet.

Metabotrope receptorer

De metabotrope glutamatreceptorer tilhører subfamilien C af proteinreceptorerne G. De er opdelt i tre grupper, der igen er opdelt i otte subtyper i tilfælde af pattedyr.

Disse receptorer er sammensat af tre forskellige dele: det ekstracellulære område, transmembranområdet og det intracellulære område. Afhængigt af hvor forbindelsen med glutamatmolekylerne opstår, vil der opstå en anden virkning på kroppen eller nervesystemet.

Den ekstracellulære region består af et modul kendt som Venus Flytrap, som er ansvarlig for bindende glutamat. Det har også en del rig på cystein, som spiller en grundlæggende rolle i transmissionen af ​​den nuværende ændring i transmembrandelen.

Den transmembrane region består af syv områder, og dens hovedfunktion er at forbinde den ekstracellulære zone med den intracellulære zone, hvor proteinkobling normalt finder sted..

Bindingen af ​​glutamatmolekyler i den ekstracellulære region bevirker, at proteinerne, der når den intracellulære, phosphoryleres. 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 effekter.

Receptorer uden for centralnervesystemet

Det antages, at glutamatreceptorer spiller en afgørende rolle i modtagelsen af ​​stimuli, der fremkalder "umami" smagen, en af ​​de fem grundlæggende smag ifølge den seneste forskning på dette område. På grund af dette er det kendt, at der er receptorer af denne art på sproget, specielt i smagsløgene.

Det er også kendt, at der er ionotrope glutamatreceptorer i hjertevæv, selv om dets funktion på dette område stadig er ukendt. Disciplinen kendt som "immunhistokemi" har placeret nogle af disse receptorer i terminale nerver, ganglier, ledende fibre og nogle myocardiocytter.

Desuden er det muligt at finde et lille antal af disse receptorer i visse regioner i bugspytkirtlen. Hovedfunktionen her er at regulere udskillelsen af ​​stoffer som insulin og glucagon. Dette har åbnet døren for at undersøge 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 producere en analgesisk effekt. Kort sagt har glutamat meget varierede virkninger i hele kroppen, og dets receptorer er placeret i hele kroppen.

funktioner

Vi har set, at glutamat er den mest rigelige i pattedyrs hjerne neurotransmitter. Dette skyldes hovedsagelig, at det opfylder et stort antal funktioner i vores organisme. Næste fortæller vi, hvilke er de vigtigste.

Det hjælper normal hjernefunktion

Glutamat er neurotransmitteren af ​​største betydning for regulering af normale hjernefunktioner. Næsten alle excitatoriske neuroner i hjernen og rygmarven er glutamatergiske.

Glutamat sender signaler til hjernen såvel som i hele kroppen. Disse meddelelser hjælper med funktioner som hukommelse, læring eller ræsonnement, udover at spille en sekundær rolle i mange andre aspekter af hjernens funktion.

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

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

Det er en forløber for GABA

Glutamat er også basen der bruges af kroppen til at danne en anden neurotransmitter af stor betydning, gamma-aminosmørsyre (GABA). Dette stof spiller en meget vigtig rolle i læring, udover muskelkontraktion. Det er også forbundet med funktioner som søvn eller afslapning.

Forbedrer fordøjelsessystemet

Glutamat kan absorberes fra mad, denne neurotransmitter er den vigtigste energikilde for cellerne i fordøjelsessystemet, samt et vigtigt substrat for syntesen af ​​aminosyrer i denne del af kroppen..

Glutamatet til stede i fødevarer forårsager flere grundlæggende reaktioner i hele kroppen. For eksempel aktiverer den vagusnerven på en sådan måde, at den fremmer produktionen af ​​serotonin i fordøjelsessystemet. Dette fremmer afføring, ud over øget kropstemperatur og energiproduktion.

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

Regulerer appetit og mætningscyklus

Selv om vi ikke ved præcis, hvordan denne effekt opstår, har glutamat en meget vigtig regulatorisk effekt på appetit- og mæthedskredsløbet.

Således får deres tilstedeværelse i mad os til at føle sig mere sultne, og vi vil gerne spise mere; men det får os også til at føle sig mere tilfreds efter at have taget det.

Forbedrer immunsystemet

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

Nogle undersøgelser, der bruger dette stof som medicin, har vist, at det kan have en meget gavnlig effekt i sygdomme som kræft eller bakterieinfektioner. Desuden synes det også at beskytte til en vis grad fra neurodegenerative lidelser, såsom Alzheimers.

Forbedrer funktionen af ​​muskler og knogler

I dag ved vi, at glutamat spiller en nøglerolle i vækst og udvikling af knogler såvel som i opretholdelsen af ​​dit helbred.

Dette stof forhindrer forekomsten af ​​celler, der forringer knogler, såsom osteoklaster; og kunne bruges til at behandle sygdomme som osteoporose hos mennesker.

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

Kan øge levetiden

Endelig tyder nogle nyere undersøgelser på, at glutamat kan have en meget gavnlig virkning på aldringsprocessen hos celler. Selv om det endnu ikke er testet hos mennesker, viser dyreforsøg, at en stigning i dette stof i kosten kan reducere dødeligheden.

Det antages, at denne effekt skyldes glutamat, der forsinker starten af ​​symptomer på celleagring, hvilket er en af ​​de førende årsager til aldersrelateret død.

farer

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

For eksempel er forandringen i glutamatniveauer i kroppen blevet forbundet med psykiske lidelser såsom depression, angst og skizofreni. Desuden synes det også at være relateret til autisme, Alzheimers og alle typer neurodegenerative sygdomme.

På den anden side forekommer det på det fysiske plan, at et overskud af dette stof ville være forbundet med problemer som fedme, cancer, diabetes eller amyotrofisk lateralsklerose. Det kan også have meget skadelige virkninger for sundheden af ​​visse komponenter i kroppen, såsom muskler og knogler..

Alle disse farer vil være relateret på den ene side til overskuddet af rent glutamat i kosten (i form af mononatriumglutamat, som synes at være i stand til at krydse blod-hjernebarrieren). Derudover ville de også have at gøre med et overskud af porøsitet i samme barriere.

konklusion

Glutamat er et af de vigtigste stoffer, der produceres af vores krop, og spiller en grundlæggende rolle i alle former for funktioner og processer. E

I denne artikel har du lært, hvordan det virker, og hvad dens vigtigste fordele er; men også de farer, den har, når den findes i for store mængder i vores krop.

referencer

  1. "Hvad er glutamat? En undersøgelse af funktionerne, veje og excitation af glutamat-neurotransmitteren "i: Neurohacker. Hentet den 26. februar 2019 fra Neurohacker: neurohacker.com.
  2. "Oversigt over Glutamatergic System" i: National Center for Bioteknologi Information. Hentet: 26. februar 2019 fra National Center for Biotechnology Information: ncbi.nlm.nih.gov.
  3. "Glutamate receptor" i: Wikipedia. Hentet den: 26. februar 2019 fra Wikipedia: en.wikipedia.org.
  4. "8 vigtige roller af glutamat + hvorfor det er dårligt i overskud" i: selvhacket. Hentet den 26. februar 2019 fra Self Hacked: selfhacked.com.
  5. "Glutamat (neurotransmitter)" i: Wikipedia. Hentet den: 26. februar 2019 fra Wikipedia: en.wikipedia.org.