Glutamāta (neirotransmitera) sintēze, darbības mehānisms, funkcijas un apdraudējumi



The glutamāts ir neirotransmiters, kuram ir vislielākā excitācijas funkcija mugurkaulnieku organismu nervu sistēmā. Tam ir būtiska loma visās aizraujošajās funkcijās, kas nozīmē, ka tas ir saistīts ar vairāk nekā 90% no visiem sinapsiskajiem savienojumiem cilvēka smadzenēs.

Glutamāta bioķīmiskos receptorus var iedalīt trīs klasēs: AMPA receptorus, NMDA receptorus un metabotropiskos glutamāta receptorus. Daži eksperti identificē ceturto veidu, kas pazīstams kā kainātu receptori. Tie ir atrodami visos smadzeņu reģionos, bet dažās jomās tie ir īpaši bagāti.

Glutamātam ir būtiska loma sinaptiskajā plastitātē. Tādēļ tas ir īpaši saistīts ar noteiktām progresīvām kognitīvām funkcijām, piemēram, atmiņu un mācīšanos. Īpaša plastiskuma forma, kas pazīstama kā ilgtermiņa potencēšana, notiek pie glutamatergiskās sinapses tādās jomās kā hipokamps vai garoza..

Papildus tam, glutamātam ir arī vairāki ieguvumi veselībai, ja to lieto ar mērenu ēšanu. Tomēr tas var izraisīt arī negatīvas sekas, ja tās koncentrējas pārmērīgi gan smadzenēs, gan pārtikā. Šajā rakstā mēs jums visu pastāstām.

Indekss

  • 1 Kopsavilkums
  • 2 Darbības mehānisms
    • 2.1. Jonotropie receptori
    • 2.2 Metabotropie receptori
    • 2.3. Receptori ārpus centrālās nervu sistēmas
  • 3 Funkcijas
    • 3.1. Palīdzība normālai smadzeņu funkcijai
    • 3.2 Tas ir GABA priekštecis
    • 3.3 Uzlabo gremošanas sistēmas darbību
    • 3.4. Regulē ēstgribu un sāta ciklu
    • 3.5 Uzlabo imūnsistēmu
    • 3.6 Uzlabo muskuļu un kaulu darbību
    • 3.7. Var palielināt ilgmūžību
  • 4 Briesmas
  • 5 Secinājums
  • 6 Atsauces

Sintēze

Glutamāts ir viens no galvenajiem proteīnu daudzumiem. Tādēļ tā ir viena no visbiežāk sastopamajām aminoskābēm visā cilvēka organismā. Normālos apstākļos, izmantojot barošanu, ir iespējams iegūt pietiekami daudz šī neirotransmitera tā, ka nav nepieciešams to sintezēt.

Tomēr glutamātu uzskata par nebūtisku aminoskābi. Tas nozīmē, ka ārkārtas situācijās organisms to var metabolizēt no citām vielām. Konkrēti, to var sintezēt no alfa-ketoglutarskābes, ko ražo citronskābes ciklā no citrāta.

Smadzeņu līmenī glutamāts nespēj šķērsot asins-smadzeņu barjeru. Tomēr tā caur centrālo nervu sistēmu pārvietojas, izmantojot augstas afinitātes transporta sistēmu. Tas kalpo, lai regulētu jūsu koncentrāciju un saglabātu nemainīgu šīs vielas daudzumu, kas atrodams smadzeņu šķidrumos.

Centrālajā nervu sistēmā glutamātu sintezē no glutamīna procesā, kas pazīstams kā "glutamāta-glutamīnerģiskais cikls", izmantojot glutamināzes enzīmu. Tas var notikt gan presinaptīvajos neironos, gan gliemeņu šūnās, kas tos ieskauj.

No otras puses, glutamāts pats par sevi ir cita ļoti svarīga neirotransmitera, GABA, priekštecis. Pārveidošanas process tiek veikts ar glutamāta dekarboksilāzes fermenta darbību.

Darbības mehānisms

Glutamāts iedarbojas uz organismu, saistot to ar četriem dažādiem bioķīmisko receptoru veidiem: AMPA receptoriem, NMDA receptoriem, metabotropajiem glutamāta receptoriem un kaināta receptoriem. Lielākā daļa no tām atrodas centrālās nervu sistēmas ietvaros.

Faktiski lielākā daļa glutamāta receptoru atrodas postsinaptisko šūnu dendritos; un tie ir saistīti ar molekulām, ko presinaptīvās šūnas atbrīvo intrasynaptiskajā telpā. No otras puses, tās ir arī šūnās, piemēram, astrocītos un oligodendrocītos.

Glutaminergiskos receptorus var iedalīt divos apakštipos: ionotropos un metabotropos. Tālāk mēs redzēsim, kā katra no tām strādā sīkāk.

Jonotropi receptori

Ionotropajiem glutamāta receptoriem galvenā funkcija ir ļaut nātrija joniem, kālijam un dažreiz kalcijam šķērsot smadzenēs, reaģējot uz glutamāta saiti. Kad saite tiek veidota, antagonists stimulē receptoru centrālās poras - jonu kanāla - tiešo iedarbību, kas tādējādi ļauj šo vielu šķērsot.

Nātrija, kālija un kalcija jonu pāreja izraisa postinaptisku eksitējošo strāvu. Šī strāva ir depolarizācija; un, ja ir aktivizēts pietiekams daudzums glutamāta receptoru, var sasniegt postinaptiskā neirona darbības potenciālu.

Visi glutamāta receptoru tipi spēj radīt postinaptisku eksitējošo strāvu. Tomēr šīs strāvas ātrums un ilgums katram no tiem ir atšķirīgs. Tādējādi katram no tiem ir atšķirīga ietekme uz nervu sistēmu.

Metabotropie receptori

Metabotropiskie glutamāta receptori pieder pie G proteīna receptoru apakšgrupas C. Tie ir sadalīti trīs grupās, kas savukārt ir sadalītas astoņos apakštipos zīdītāju gadījumā..

Šie receptori sastāv no trim atšķirīgām daļām: ekstracelulārais reģions, transmembrāns un intracelulārais reģions. Atkarībā no tā, kur notiek saikne ar glutamāta molekulām, rodas atšķirīga ietekme uz ķermeni vai nervu sistēmu.

Ekstracelulārais reģions sastāv no moduļa, kas pazīstams kā Venus Flytrap, kas ir atbildīgs par glutamāta saistīšanu. Tam ir arī daļa ar cistīnu bagātu daļu, kurai ir būtiska nozīme pašreizējās pārmaiņas transmembrānas daļā..

Transmembrānas reģions sastāv no septiņām zonām, un tās galvenā funkcija ir savienot ekstracelulāro zonu ar intracelulāro zonu, kur parasti notiek proteīnu savienošana..

Glutamāta molekulu saistīšanās ekstracelulārajā reģionā izraisa proteīnus, kas sasniedz intracelulāro, fosforilē. Tas ietekmē lielu skaitu bioķīmisko ceļu un jonu kanālu šūnā. Šī iemesla dēļ metabotropie receptori var izraisīt ļoti plašu fizioloģisko iedarbību.

Receptori ārpus centrālās nervu sistēmas

Tiek uzskatīts, ka glutamāta receptoriem ir būtiska loma to stimulu uzņemšanā, kas izraisa "umami" garšu, kas ir viens no pieciem galvenajiem aromātiem saskaņā ar jaunākajiem pētījumiem šajā jomā. Šā iemesla dēļ ir zināms, ka valodā ir šāda veida receptori, īpaši garšas pumpuros.

Ir zināms arī tas, ka sirds audos ir jonotropiskie glutamāta receptori, lai gan tās funkcija šajā jomā vēl nav zināma. Disciplīna, kas pazīstama kā "imunhihochemija", ir izvietojusi dažus no šiem receptoriem terminālajos nervos, ganglijos, vadošajās šķiedrās un dažos miokardiocītos..

No otras puses, ir iespējams atrast nelielu skaitu šo receptoru noteiktos aizkuņģa dziedzera reģionos. Tās galvenā funkcija šeit ir regulēt tādu vielu kā insulīna un glikagona sekrēciju. Tas pavēra iespēju pētīt diabēta regulēšanas iespēju, izmantojot glutamāta antagonistus.

Arī šodien mēs zinām, ka ādai ir noteikts NMDA receptoru daudzums, ko var stimulēt, lai radītu pretsāpju efektu. Īsāk sakot, glutamātam ir ļoti dažāda iedarbība visā ķermenī, un tā receptori atrodas visā ķermenī.

Funkcijas

Mēs jau esam redzējuši, ka glutamāts ir visizplatītākais neirotransmiters zīdītāju smadzenēs. Tas galvenokārt ir saistīts ar to, ka mūsu organismā tā pilda daudzas funkcijas. Tālāk mēs jums sakām, kas ir galvenie.

Tas palīdz normālai smadzeņu funkcijai

Glutamāts ir neirotransmiters, kam ir vislielākā nozīme normālu smadzeņu funkciju regulēšanā. Praktiski visi smadzeņu un muguras smadzeņu ierosinātāji ir glutamaterģiski.

Glutamāts nosūta signālus smadzenēm, kā arī visā ķermenī. Šie ziņojumi palīdz ar tādām funkcijām kā atmiņa, mācīšanās vai pamatojums, turklāt tam ir sekundāra loma daudzos citos mūsu smadzeņu darbības aspektos..

Piemēram, mūsdienās mēs zinām, ka ar zemu glutamāta līmeni nav iespējams izveidot jaunas atmiņas. Turklāt neparasti zems šī neirotransmitera daudzums var izraisīt šizofrēnijas, epilepsijas vai psihisku traucējumu, piemēram, depresijas un trauksmes, uzbrukumus..

Pat pētījumi ar pelēm liecina, ka neparasti zems glutamāta līmenis smadzenēs var būt saistīts ar autisma spektra traucējumiem.

Tas ir GABA priekštecis

Glutamāts ir arī pamats, ko organisms izmanto, lai izveidotu citu ļoti svarīgu neirotransmiteru, gamma-aminovājskābi (GABA). Šai vielai papildus muskuļu kontrakcijai ir ļoti svarīga loma mācībās. Tas ir saistīts arī ar tādām funkcijām kā miega vai relaksācijas.

Uzlabo gremošanas sistēmas darbību

Glutamātu var uzsūkt no pārtikas, kas ir galvenais gremošanas sistēmas šūnu enerģijas avots, kā arī svarīgs aminoskābju sintēzes substrāts šajā ķermeņa daļā..

Pārtikas glutamāts izraisa vairākas būtiskas reakcijas visā organismā. Piemēram, tā aktivizē maksts nervu tā, ka tas veicina serotonīna veidošanos gremošanas sistēmā. Tas veicina zarnu kustību, kā arī palielina ķermeņa temperatūru un enerģijas ražošanu.

Daži pētījumi liecina, ka glutamāta perorālo piedevu lietošana var uzlabot gremošanu pacientiem ar problēmām šajā jomā. Turklāt šī viela var aizsargāt kuņģa sienu no dažu zāļu kaitīgās iedarbības uz to..

Regulē ēstgribu un sāta ciklu

Lai gan mēs precīzi nezinām, kā šī ietekme notiek, glutamātam ir ļoti svarīga regulējošā ietekme uz apetīti un sāta sajūtu..

Tādējādi viņu klātbūtne pārtikā liek mums justies vairāk izsalkušiem un mēs vēlamies ēst vairāk; bet tas arī liek mums justies mierīgākiem pēc tā uzņemšanas.

Uzlabo imūnsistēmu

Dažām imūnsistēmas šūnām ir arī glutamāta receptori; piemēram, T šūnas, B šūnas, makrofāgi un dendritiskās šūnas. Tas liecina, ka šim neirotransmiteram ir svarīga loma gan iedzimtajās, gan adaptīvās imūnsistēmās.

Daži pētījumi, kuros šo vielu lieto kā zāles, ir parādījuši, ka tas var ļoti labvēlīgi ietekmēt tādas slimības kā vēzis vai bakteriālas infekcijas. Turklāt šķiet, ka tas zināmā mērā aizsargā arī no neirodeģeneratīviem traucējumiem, piemēram, Alcheimera slimību.

Uzlabo muskuļu un kaulu darbību

Šodien mēs zinām, ka glutamātam ir svarīga loma kaulu augšanā un attīstībā, kā arī veselības saglabāšanā.

Šī viela novērš kaulu parādīšanos, piemēram, osteoklastus; un to var izmantot, lai ārstētu tādas slimības kā osteoporoze cilvēkiem.

No otras puses, mēs arī zinām, ka glutamātam ir būtiska loma muskuļu funkcijā. Vingrošanas laikā, piemēram, šis neirotransmiters ir atbildīgs par enerģijas piegādi muskuļu šķiedrām un glutationa ražošanu.

Var palielināt ilgmūžību

Visbeidzot, daži jaunākie pētījumi liecina, ka glutamātam var būt ļoti labvēlīga ietekme uz šūnu novecošanas procesu. Lai gan eksperimenti ar dzīvniekiem vēl nav pārbaudīti, eksperimenti ar dzīvniekiem liecina, ka šīs vielas palielināšanās diētā var samazināt mirstības līmeni.

Tiek uzskatīts, ka šī ietekme ir saistīta ar glutamātu, kas aizkavē šūnu novecošanās simptomu rašanos, kas ir viens no galvenajiem ar vecumu saistītā nāves cēloņiem..

Briesmas

Kad smadzenēs vai organismā tiek mainīti dabīgie glutamāta līmeņi, ir iespējams ciest no visa veida problēmām. Tas notiek, ja organismā ir mazāks vielas daudzums, nekā nepieciešams, it kā līmeņi palielinās pārspīlēti.

Tādējādi, piemēram, izmaiņas glutamāta līmeņos organismā ir saistītas ar garīgiem traucējumiem, piemēram, depresiju, trauksmi un šizofrēniju. Turklāt šķiet, ka tas ir saistīts arī ar autismu, Alcheimera slimību un visiem neirodeģeneratīvo slimību veidiem.

No otras puses, fiziskā līmenī šķiet, ka šīs vielas pārpalikums būtu saistīts ar tādām problēmām kā aptaukošanās, vēzis, diabēts vai amyotrofisks laterālais skleroze. Tam var būt arī ļoti kaitīga ietekme uz dažu ķermeņa sastāvdaļu, piemēram, muskuļu un kaulu, veselību..

Visas šīs briesmas, no vienas puses, būtu saistītas ar tīra glutamāta pārpalikumu diētā (mononātrija glutamāta veidā, kas, šķiet, var šķērsot asins un smadzeņu barjeru). Turklāt tiem būtu jābūt saistītiem ar porainības pārpalikumu šajā pašā barjerā.

Secinājums

Glutamāts ir viena no svarīgākajām vielām, ko ražo mūsu ķermenis, un tai ir būtiska nozīme visu veidu funkcijās un procesos. E

n šajā rakstā jūs uzzinājāt, kā tā darbojas un kādas ir tās galvenās priekšrocības; bet arī briesmām, kādas tam ir, kad mūsu ķermenī tiek konstatēts pārāk liels daudzums.

Atsauces

  1. "Kas ir glutamāts? Glutamāta neirotransmitera funkciju, ceļu un ierosmes pārbaude "Neurohacker". Saturs iegūts: 2019. gada 26. februārī no Neurohacker: neurohacker.com.
  2. "Glutamaterģiskās sistēmas pārskats": Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. Izgūti: 2019. gada 26. februārī no Nacionālā biotehnoloģijas informācijas centra: ncbi.nlm.nih.gov.
  3. "Glutamāta receptors": Vikipēdijā. Saturs iegūts: 2019. gada 26. februārī no Wikipedia: en.wikipedia.org.
  4. "8 Nozīmīgas glutamāta lomas + Kāpēc tas ir slikti pārmērīgi": Self Hacked. Saturs iegūts: 2019. gada 26. februārī no Self Hacked: selfhacked.com.
  5. "Glutamāts (neirotransmiters)": Wikipedia. Saturs iegūts: 2019. gada 26. februārī no Wikipedia: en.wikipedia.org.