Glutamato (neurotransmiterio) sintezė, veikimo mechanizmas, funkcijos ir pavojai

The glutamatas yra neurotransmiteris, turintis daugiausiai nervų sistemos stuburinių organizmų. Jis atlieka esminį vaidmenį visose įdomiose funkcijose, o tai reiškia, kad jis susijęs su daugiau nei 90% visų žmogaus smegenų sinaptinių jungčių.

Glutamato biocheminiai receptoriai gali būti suskirstyti į tris klases: AMPA receptoriai, NMDA receptoriai ir metabotropiniai glutamato receptoriai. Kai kurie ekspertai nurodo ketvirtąjį tipą, vadinamą kainato receptoriais. Jie randami visuose smegenų regionuose, tačiau kai kuriose srityse jie yra ypač gausūs.

Glutamatas vaidina esminį vaidmenį sinaptiniame plastikume. Dėl šios priežasties jis ypač susijęs su tam tikromis pažangiomis pažinimo funkcijomis, tokiomis kaip atmintis ir mokymasis. Specifinė plastiškumo forma, vadinama ilgalaikiu potencialumu, atsiranda glutamaterginės sinapso metu tokiose srityse kaip hipokampas arba žievė..

Be to, glutamatas taip pat turi daug naudos sveikatai, kai jis vartojamas vidutiniškai. Tačiau jis taip pat gali sukelti tam tikrą neigiamą poveikį, jei jis koncentruojamas per daug, tiek smegenyse, tiek maiste. Šiame straipsnyje mes apie tai viską pasakome.

Indeksas

• 1 Santrauka
• 2 Veikimo mechanizmas
  • 2.1 Jonotropiniai receptoriai
  • 2.2 Metabotropiniai receptoriai
  • 2.3 Už centrinės nervų sistemos ribų esantys receptoriai
• 3 Funkcijos
  • 3.1 Pagalba normaliai smegenų funkcijai
  • 3.2 Tai yra GABA pirmtakas
  • 3.3 Gerina virškinimo sistemos veikimą
  • 3.4 Reguliuoja apetito ir sotumo ciklą
  • 3.5 Gerina imuninę sistemą
  • 3.6 Pagerina raumenų ir kaulų funkciją
  • 3.7 Gali padidinti ilgaamžiškumą
• 4 Pavojai
• 5 Išvada
• 6 Nuorodos

Sintezė

Glutamatas yra vienas iš pagrindinių daugelio baltymų komponentų. Dėl šios priežasties jis yra vienas iš gausiausių amino rūgščių visame žmogaus organizme. Esant normalioms aplinkybėms, šėrimo metu galima gauti pakankamai šio neurotransmiterio taip, kad jo sintezė nebūtina..

Tačiau glutamatas laikomas neesminiu aminorūgštimi. Tai reiškia, kad nepaprastosios padėties atveju organizmas gali jį metabolizuoti iš kitų medžiagų. Konkrečiai, ji gali būti sintetinama iš alfa-ketoglutarūgšties, kuri gaminama citrinų rūgšties ciklu iš citrato.

Smegenų lygiu glutamatas pats negali patekti į kraujo ir smegenų barjerą. Tačiau ji per centrinę nervų sistemą per didelę afinitetinę transporto sistemą. Tai padeda reguliuoti jūsų koncentraciją ir išlaikyti pastovią šios medžiagos kiekį, kuris randamas smegenų skysčiuose.

Centrinėje nervų sistemoje glutamatas sintezuojamas iš glutamino, vadinamojo „glutamato-glutaminerginio ciklo“, veikiant glutaminazės fermentui. Tai gali atsitikti tiek presinaptiniuose neuronuose, tiek jų gliautinėse ląstelėse.

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

Veikimo mechanizmas

Glutamatas veikia organizmą, susiejant jį su keturiais skirtingais biocheminių receptorių tipais: AMPA receptoriais, NMDA receptoriais, metabotropiniais glutamato receptoriais ir kainato receptoriais. Dauguma jų yra centrinės nervų sistemos viduje.

Tiesą sakant, didžioji dalis glutamato receptorių yra postsinaptinių ląstelių dendrituose; ir jie yra susieti su molekulėmis, išlaisvintomis į intrinyninę erdvę iš presinaptinių ląstelių. Kita vertus, jie taip pat yra ląstelėse, tokiose kaip astrocitai ir oligodendrocitai.

Glutaminerginiai receptoriai gali būti suskirstyti į du potipius: ionotropinius ir metabotropinius. Toliau pamatysime, kaip kiekvienas iš jų veikia išsamiau.

Jonotropiniai receptoriai

Jonotropinių glutamato receptorių pagrindinė funkcija yra leisti pernešti natrio jonus, kalį ir kartais kalcio smegenis reaguojant į glutamato ryšį. Kai jungtis yra sukurta, antagonistas stimuliuoja tiesioginį centrinės receptorių poros, jonų kanalo, veikimą, kuris leidžia tokias medžiagas praeiti..

Natrio, kalio ir kalcio jonų pasiskirstymas sukelia postinaptinę eksitacinę srovę. Ši srovė yra depolarizuojanti; ir jei yra aktyvuotas pakankamai glutamato receptorių, galima pasiekti postinaptinio neurono veikimo potencialą.

Visų tipų glutamato receptoriai gali sukurti postinaptinę eksitacinę srovę. Tačiau šio srovės greitis ir trukmė kiekvienam iš jų skiriasi. Taigi kiekvienas iš jų turi skirtingą poveikį nervų sistemai.

Metabotropiniai receptoriai

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

Šiuos receptorius sudaro trys skirtingos dalys: ekstraląstelinis regionas, transmembraninis regionas ir ląstelinis regionas. Priklausomai nuo to, kur atsiranda ryšys su glutamato molekulėmis, atsiras kitoks poveikis organizmui ar nervų sistemai.

Ekstraląstelinis regionas susideda iš modulio, vadinamo „Venus Flytrap“, kuris yra atsakingas už glutamato prijungimą. Ji taip pat turi daug cisteino turinčią dalį, kuri atlieka esminį vaidmenį perduodant dabartinį pokytį į transmembraninę dalį..

Transmembraninis regionas susideda iš septynių sričių, o jo pagrindinė funkcija yra prijungti ekstraląstelinę zoną su ląstelėje esančia zona, kurioje paprastai vyksta baltymų jungimas..

Glutamato molekulių jungimasis ekstraląsteliniame regione sukelia baltymų, kurie pasiekia ląstelę, fosforilinimą. Tai turi įtakos daugeliui biocheminių takų ir jonų kanalų. Dėl to metabotropiniai receptoriai gali sukelti labai platų fiziologinį poveikį.

Receptoriai už centrinės nervų sistemos ribų

Manoma, kad glutamato receptoriai vaidina pagrindinį vaidmenį priimant stimulus, kurie sukelia „umami“ skonį, vieną iš penkių pagrindinių skonių pagal naujausius šios srities tyrimus. Dėl šios priežasties yra žinoma, kad kalbama apie tokius receptorius, ypač skonio pumpuruose.

Taip pat žinoma, kad širdies audiniuose yra jonotropinių glutamato receptorių, nors jo funkcija šioje srityje vis dar nežinoma. „Imunihistochemija“ žinoma, kad kai kurie iš šių receptorių yra galutinis nervai, ganglijos, laidūs pluoštai ir kai kurie miokardiocitai..

Kita vertus, tam tikruose kasos regionuose taip pat galima rasti nedidelį šių receptorių skaičių. Jos pagrindinė funkcija yra reguliuoti tokių medžiagų, kaip insulinas ir gliukagonas, sekreciją. Tai atvėrė duris tirti galimybę reguliuoti diabetą naudojant glutamato antagonistus.

Šiandien mes taip pat žinome, kad oda turi tam tikrą kiekį NMDA receptorių, kurie gali būti stimuliuojami, kad sukeltų analgetinį poveikį. Trumpai tariant, glutamato poveikis organizmui yra labai įvairus, o jo receptoriai yra organizme.

Funkcijos

Mes jau matėme, kad glutamatas yra labiausiai paplitęs neurotransmiteris žinduolių smegenyse. Taip yra daugiausia dėl to, kad mūsų organizme ji atlieka daug funkcijų. Toliau pasakysime, kurie yra pagrindiniai.

Jis padeda normaliai smegenų veiklai

Glutamatas yra svarbiausias neurotransmiteris reguliuojant normalias smegenų funkcijas. Beveik visi smegenų ir nugaros smegenų sužadinimo neuronai yra glutamaterginiai.

Glutamatas siunčia signalus į smegenis ir visą kūną. Šie pranešimai padeda su tokiomis funkcijomis kaip atmintis, mokymasis arba motyvavimas, o ne tik atlieka antrinį vaidmenį daugelyje kitų mūsų smegenų veikimo aspektų..

Pavyzdžiui, šiandien mes žinome, kad su mažu glutamato kiekiu neįmanoma kurti naujų prisiminimų. Be to, neįprastai mažas šio neurotransmiterio kiekis gali sukelti šizofrenijos, epilepsijos ar psichikos sutrikimų, tokių kaip depresija ir nerimas, išpuolius..

Netgi tyrimai su pelėmis rodo, kad neįprastai mažas glutamato kiekis smegenyse gali būti susijęs su autizmo spektro sutrikimais.

Tai yra GABA pirmtakas

Glutamatas taip pat yra pagrindas, kurį organizmas naudoja kitam labai svarbiam neurotransmiteriui, gama-amino rūgšties rūgščiai (GABA). Ši medžiaga atlieka labai svarbų vaidmenį mokantis, be raumenų susitraukimo. Jis taip pat susijęs su tokiomis funkcijomis kaip miegas ar atsipalaidavimas.

Pagerina virškinimo sistemos veikimą

Glutamatas gali būti absorbuojamas iš maisto, šis neurotransmiteris yra pagrindinis virškinimo sistemos ląstelių energijos šaltinis, taip pat svarbus substratas aminorūgščių sintezei šioje kūno dalyje..

Maisto glutamatas sukelia keletą esminių reakcijų organizme. Pavyzdžiui, jis suaktyvina makšties nervą taip, kad jis skatina serotonino gamybą virškinimo sistemoje. Tai skatina žarnyno judėjimą, be to, didėja kūno temperatūra ir energijos gamyba.

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

Reguliuoja apetito ir sotumo ciklą

Nors tiksliai nežinome, kaip šis poveikis pasireiškia, glutamatas turi labai svarbų reguliavimo poveikį apetito ir sotumo grandinei..

Taigi, jų buvimas maiste verčia jaustis labiau alkanas ir norime daugiau valgyti; tačiau tai taip pat verčia mus jaustis labiau pasitenkinti.

Pagerina imuninę sistemą

Kai kuriose imuninės sistemos ląstelėse taip pat yra glutamato receptorių; pavyzdžiui, T ląstelės, B ląstelės, makrofagai ir dendritinės ląstelės. Tai rodo, kad šis neurotransmiteris vaidina svarbų vaidmenį tiek įgimtoje, tiek adaptyvioje imuninėje sistemoje.

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

Pagerina raumenų ir kaulų funkciją

Šiandien mes žinome, kad glutamatas vaidina pagrindinį vaidmenį kaulų augime ir vystymesi, taip pat išlaikant jūsų sveikatą.

Ši medžiaga užkerta kelią kaulų, pvz., Osteoklastų, ląstelių išvaizdai; ir gali būti naudojami ligoms, tokioms kaip osteoporozė, gydyti.

Kita vertus, mes taip pat žinome, kad glutamatas atlieka pagrindinį vaidmenį raumenų funkcijose. Fizinio krūvio metu šis neurotransmiteris yra atsakingas už energijos tiekimą raumenų skaiduloms ir glutationo gamybą.

Gali padidinti ilgaamžiškumą

Galiausiai, kai kurie neseniai atlikti tyrimai rodo, kad glutamatas gali turėti labai teigiamą poveikį ląstelių senėjimo procesui. Nors bandymai su žmonėmis dar nebuvo išbandyti, eksperimentai su gyvūnais rodo, kad padidinus šios medžiagos kiekį mityboje gali sumažėti mirtingumas.

Manoma, kad šis poveikis atsiranda dėl glutamato, lėtinančio ląstelių senėjimo simptomų atsiradimą, kuris yra viena iš pagrindinių mirties priežasčių..

Pavojai

Kai natūralūs glutamato kiekiai yra pakitę smegenyse arba organizme, galima patirti visas problemas. Taip atsitinka, jei organizme yra mažiau medžiagos, nei mums reikia, lyg lygiai padidėtų.

Taigi, pavyzdžiui, glutamato koncentracijos pokyčiai organizme siejami su psichikos sutrikimais, tokiais kaip depresija, nerimas ir šizofrenija. Be to, ji taip pat yra susijusi su autizmu, Alzheimerio liga ir visomis neurodegeneracinėmis ligomis.

Kita vertus, fiziniu lygmeniu atrodo, kad šios medžiagos perteklius būtų susijęs su tokiomis problemomis kaip nutukimas, vėžys, diabetas arba amyotrofinė lateralinė sklerozė. Jis taip pat gali turėti labai neigiamą poveikį tam tikrų kūno sudedamųjų dalių sveikatai, pvz., Raumenims ir kaulams..

Visi šie pavojai būtų susiję, viena vertus, su gryno glutamato pertekliumi dietoje (mononatrio glutamato pavidalu, kuris, atrodo, gali kirsti kraujo ir smegenų barjerą). Be to, jie taip pat turėtų būti susiję su to paties barjero poringumu.

Išvada

Glutamatas yra viena iš svarbiausių mūsų kūno gaminamų medžiagų ir atlieka esminį vaidmenį visose funkcijose ir procesuose. E

n šiame straipsnyje jūs sužinojote, kaip jis veikia ir kokie yra jo pagrindiniai privalumai; bet ir pavojus, kuriuos jis turi, kai mūsų kūno sudėtyje yra per daug.

Nuorodos

1. "Kas yra glutamatas? „Glutamato neurotransmiterio funkcijų, takų ir sužadinimo tyrimas“: „Neurohacker“. Gauta: 2019 m. Vasario 26 d. Iš Neurohacker: neurohacker.com.
2. „Glutamaterginės sistemos apžvalga“: Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. Gauta: 2019 m. Vasario 26 d. Iš Nacionalinio biotechnologijos informacijos centro: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Glutamato receptorius": Vikipedijoje. Gauta: 2019 m. Vasario 26 d. Iš Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. "8 Svarbūs Glutamato vaidmenys + Kodėl tai yra bloga pertekliumi": „Self Hacked“. Gauta: 2019 m. Vasario 26 d. Iš Self Hacked: selfhacked.com.
5. "Glutamatas (neurotransmiteris)": Vikipedijoje. Gauta: 2019 m. Vasario 26 d. Iš Wikipedia: en.wikipedia.org.