GLUTAMÁT (NEUROTRANSZMITTER): SZINTÉZIS, HATÁS, FUNKCIÓK - NEUROPSYCHOLOGY - 2026

A glutamát a gerinces szervezetek idegrendszeri funkciójának leggyakoribb izgató neurotranszmittere. Alapvető szerepet játszik minden izgató funkcióban, ami azt jelenti, hogy az emberi agy összes szinaptikus kapcsolatának több mint 90% -ához kapcsolódik.

A biokémiai glutamátreceptorokat három osztályra lehet osztani: AMPA receptorok, NMDA receptorok és metabotróp glutamát receptorok. Egyes szakértők azonosítanak egy negyedik típust, az úgynevezett kainát receptorokat. Az összes agyrégióban megtalálhatók, de néhány területen különösen elterjedtek.

Forrás: pixabay.com

A glutamát alapvető szerepet játszik a szinaptikus plaszticitásban. Emiatt különösen kapcsolódik bizonyos fejlett kognitív funkciókhoz, mint például a memória és a tanulás. A plaszticitás speciális formája, amelyet hosszú távú potencírozásnak neveznek, a glutamaterg szinapszisokban fordul elő olyan területeken, mint például a hippokampusz vagy a kéreg.

Mindezek mellett a glutamátnak számos egészségügyi előnye is van, ha mérsékelten étrendben fogyasztják. Ugyanakkor okozhat bizonyos negatív hatásokat is, ha túl sokat koncentrálsz, mind az agyszintben, mind az ételekben. Ebben a cikkben mindent elmondunk róla.

Szintézis

Az L-glutamát felépítése

A glutamát számos fehérje fő alkotóeleme. Emiatt ez az egyik legbőségesebb aminosav az egész emberi testben. Normál körülmények között elegendő mennyiségű neurotranszmittert lehet beszerezni étrend útján, így nem szükséges szintetizálni.

A glutamátot azonban nem nélkülözhetetlen aminosavnak tekintik. Ez azt jelenti, hogy vészhelyzet esetén a test képes metabolizálni más anyagokból. Pontosabban szintetizálható alfa-ketoglutársavból, amelyet a citromsav-ciklus állít elő citrátból.

Agyi szinten a glutamát önmagában nem képes átjutni a vér-agy gáton. Ugyanakkor nagy affinitású transzportrendszer segítségével mozog a központi idegrendszeren. Ez arra szolgál, hogy szabályozza a koncentrációját, és folyamatosan tartsa az agyi folyadékokban található anyag mennyiségét.

A központi idegrendszerben a glutamát glutaminból szintetizálódik egy „glutamát-glutaminerg ciklus” néven ismert eljárás során, a glutamináz enzim hatására. Ez előfordulhat mind az presinaptikus idegsejtekben, mind a gliasejtekben, amelyek azokat körülveszik.

Másrészt, a glutamát önmagában egy másik nagyon fontos neurotranszmitter, a GABA előfutára. A transzformációs folyamatot a glutamát dekarboxiláz enzim hatására hajtjuk végre.

A cselekvés mechanizmusa

Az AMPA receptor egy L-glutamát antagonistához kötődik, amely az aminoterminális, ligandumkötő domént és transzmembrán domént, a PDB 3KG2-t mutatja. A Curtis Neveu glutamát négy különféle típusú biokémiai receptorhoz kötődve fejti ki hatását a testre: AMPA receptorok, NMDA receptorok, metabotróp glutamát receptorok és kainát receptorok. Legtöbbjük a központi idegrendszerben helyezkedik el.

Valójában a glutamát receptorok túlnyomó többsége a posztszinaptikus sejtek dendritein helyezkedik el; és olyan molekulákhoz kötődnek, amelyeket az presinaptikus sejtek az intraszinaptikus térbe szabadítanak fel. Másrészt, olyan sejtekben is vannak jelen, mint például asztrociták és oligodendrociták.

A glutamin receptorokat két altípusra lehet osztani: ionotrop és metabotrop. Az alábbiakban láthatjuk, hogyan működik mindegyik részletesebben.

Ionotropikus receptorok

Ionotropikus receptor.

Az ionotróp glutamát receptorok elsődleges funkciója az, hogy lehetővé teszik a nátrium-, kálium- és néha kalciumionok átjutását az agyon, a glutamát kötődésének válaszában. Amikor a kötés megtörténik, az antagonista stimulálja a receptor központi pórusának, egy ioncsatorna közvetlen hatását, ezáltal lehetővé téve ezen anyagok átjutását.

A nátrium-, kálium- és kalciumionok áthaladása szinaptikus gerjesztő áramot okoz. Ez az áram depolarizálódik; és ha elegendő glutamát receptor aktiválódik, akkor elérhetõ a posztszinaptikus neuron akciós potenciálja.

A glutamát receptorok minden típusa képes posztszinaptikus gerjesztő áram létrehozására. Ennek az áramnak a sebessége és időtartama azonban mindegyiknél eltérő. Így mindegyikük eltérő hatással van az idegrendszerre.

Metabotropikus receptorok

A metabolitropikus glutamátreceptorok a G-proteinreceptorok C alcsaládjába tartoznak, ezeket három csoportra osztják, amelyeket az emlősök esetében viszont nyolc altípusba osztanak.

Ezek a receptorok három különálló részből állnak: az extracelluláris régióból, a transzmembrán régióból és az intracelluláris régióból. Attól függően, hogy hol történik a kötés a glutamát molekulákkal, eltérő hatás lép fel a testben vagy az idegrendszerben.

Az extracelluláris régió egy "Venus flytrap" néven ismert modulból áll, amely a glutamát kötéséért felelős. Ciszteinben gazdag része is van, amely alapvető szerepet játszik az áramváltás átvitelében a transzmembrán része felé.

A transzmembrán régió hét területből áll, és fő feladata az extracelluláris zóna összekapcsolása az intracelluláris zónával, ahol általában a fehérjekapcsolódás történik.

A glutamát molekulák kötődése az extracelluláris régióban az intracelluláris régiót elérő fehérjék foszforilációjához vezet. Ez számos biokémiai útvonalat és ioncsatornát érint a sejtben. Emiatt a metabotropikus receptorok nagyon sokféle fiziológiai hatást okozhatnak.

A központi idegrendszeren kívüli receptorok

Úgy gondolják, hogy a glutamátreceptorok kulcsszerepet játszanak az „umami” ízét kiváltó ingerek befogadásában, amely az ezen a területen végzett legújabb kutatások szerint az öt alapanyag közül egy. Emiatt ismert, hogy ezen osztályba tartozó receptorok léteznek a nyelven, különösen az ízlelőbimbókon.

Az ionotróp glutamát receptorokról szintén ismert, hogy léteznek a szívszövetben, bár szerepe ezen a területen még nem ismert. Az "immunhisztokémia" néven ismert tudományág ezen receptorok egy részét a végső idegekben, ganglionokban, vezetőképes rostokban és néhány cardiomyocytában találta meg.

Másrészről, a hasnyálmirigy bizonyos területein is megtalálható néhány ilyen receptor. Fő feladata itt az olyan anyagok szekréciójának szabályozása, mint az inzulin és a glukagon. Ez megnyitotta a kaput a cukorbetegség glutamát antagonisták alkalmazásával történő szabályozásának lehetőségeire vonatkozó kutatások számára.

Ma is azt tudjuk, hogy a bőrnek bizonyos mennyiségű NMDA-receptorja van, amelyek stimulálhatók fájdalomcsillapító hatás elérésére. Röviden: a glutamátnak nagyon sokféle hatása van a testben, és receptorai az egész testben megtalálhatók.

Jellemzők

Már láttuk, hogy a glutamát a leggyakoribb neurotranszmitter az emlősök agyában. Ennek oka elsősorban az a tény, hogy a szervezetben számos funkciót tölt be. Itt mondjuk meg, melyek a legfontosabbak.

Támogatja az agy normál működését

A glutamát a legfontosabb neurotranszmitter a normál agyi funkciók szabályozásában. Az agyban és a gerincvelőben gyakorlatilag az összes izgató neuron glutamatergikus.

A glutamát jeleket továbbít mind az agyra, mind az egész testre. Ezek az üzenetek olyan funkciókkal segítik a memóriát, a tanulást vagy az érvelést, amellett, hogy másodlagos szerepet játszanak agyunk működésének sok más aspektusában.

Például ma tudjuk, hogy alacsony glutamátszintekkel lehetetlen új emlékeket létrehozni. Ezen túlmenően, a rendellenesen alacsony mennyiségű neurotranszmitter szkizofrénia, epilepszia vagy pszichiátriai problémák, például depresszió és szorongás rohamait kiválthatja.

Még az egerekkel végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy az agyban a kórosan alacsony glutamátszint összekapcsolható az autizmus spektrum zavaraival.

Ez a GABA előfutára

A glutamát az a bázis, amelyet a test egy másik nagyon fontos neurotranszmitter, a gamma-amino-vajsav (GABA) létrehozására használ. Ez az anyag az izmok összehúzódása mellett nagyon fontos szerepet játszik a tanulásban. Ez olyan funkciókkal is összefügg, mint az alvás vagy a pihenés.

Javítja az emésztőrendszer működését

A glutamát felszívódhat az élelemből, mivel ez a neurotranszmitter az emésztőrendszer sejtjeinek fő energiaforrása, valamint fontos szubsztrát az aminosavak szintéziséhez a test ezen részén.

Az élelmiszerekben található glutamát számos alapvető reakciót okoz a testben. Például aktiválja a vagusideget, oly módon, hogy elősegítse a szerotonin termelését az emésztőrendszerben. Ez ösztönzi a bélmozgást, valamint a testhőmérséklet és az energiatermelés fokozását.

Egyes tanulmányok azt mutatják, hogy az orális glutamát-kiegészítők használata javíthatja az emésztést az ezzel kapcsolatos problémákkal küzdő betegek esetében. Ezenkívül ez az anyag megvédi a gyomorfalat is az egyes gyógyszerek káros hatásaitól.

Szabályozza az étvágy és a telítettség körét

Bár nem tudjuk pontosan, hogy ez a hatás hogyan alakul ki, a glutamátnak nagyon fontos szabályozó hatása van az étvágyra és a telítettségre.

Így az ételben való jelenléte éhesebbnek érzi magunkat és többet akar enni; de ez elégedettebbé is teszi számunkra a bevétel után.

Javítja az immunrendszert

Az immunrendszer egyes sejtjeiben glutamát receptorok is vannak; például T-sejtek, B-sejtek, makrofágok és dendritikus sejtek. Ez arra utal, hogy ez a neurotranszmitter fontos szerepet játszik mind a veleszületett, mind az adaptív immunrendszerben.

Egyes vizsgálatok azt mutatták, hogy ezt az anyagot gyógyszerként használják, és nagyon kedvező hatást gyakorolhat olyan betegségekre, mint a rák vagy a bakteriális fertőzések. Ezenkívül úgy tűnik, hogy bizonyos mértékben megvédi a neurodegeneratív rendellenességeket, mint például az Alzheimer-kórt.

Javítja az izmok és a csontok működését

Ma tudjuk, hogy a glutamát alapvető szerepet játszik a csontok növekedésében és fejlődésében, valamint egészségük megőrzésében.

Ez az anyag megakadályozza a csontokat rontó sejtek, például osteoclastok megjelenését; és felhasználható olyan betegségek kezelésére, mint például az emberek csontritkulása.

Másrészt azt is tudjuk, hogy a glutamát alapvető szerepet játszik az izomműködésben. Edzés közben például ez a neurotranszmitter felelős az izomrostok energiáért és a glutation előállításáért.

Növelheti a hosszú élettartamot

Végül, néhány nemrégiben végzett tanulmány szerint a glutamát nagyon jótékony hatással lehet a sejtek öregedési folyamatára. Noha az embernél még nem tesztelték, az állatkísérletek azt mutatják, hogy ennek az anyagnak az étrendben történő növekedése csökkentheti a halálozási arányt.

Ez a hatás feltételezhetően annak következménye, hogy a glutamát késlelteti a sejtek öregedésének tüneteit, amely az életkorral összefüggő halálozás egyik vezető oka.

veszélyei

Ha a glutamát természetes szintje megváltozik az agyban vagy a testben, mindenféle problémát szenvedhet. Ez akkor fordul elő, ha kevesebb anyag van a testben, mint amire szükségünk van, vagy ha a szintet túlzottan emeljük.

Így például a test glutamátszintjének változásai mentális rendellenességekkel, például depresszióval, szorongással és skizofréniával társultak. Ezenkívül úgy tűnik, hogy az autizmussal, az Alzheimer-kórral és mindenféle neurodegeneratív betegséggel kapcsolatos.

Másrészt fizikai szinten úgy tűnik, hogy ennek az anyagnak a feleslege olyan problémákkal jár, mint az elhízás, rák, cukorbetegség vagy amyotrophiás laterális szklerózis. Nagyon káros hatással lehet a test egyes alkotóelemeinek, például az izmok és a csontok egészségére is.

Mindezek a veszélyek egyrészt a tiszta glutamát túlzott mértékű étrendjéhez kapcsolódnak (mononátrium-glutamát formájában, amely úgy tűnik, hogy képes átjutni a vér-agy gáton). Ezen túlmenően ugyanabban a gátban a porozitás túlzott mértékével is összefüggenek.

következtetés

A glutamát a testünk által termelt egyik legfontosabb anyag, és alapvető szerepet játszik mindenféle funkcióban és folyamatban. ÉS

n e cikkből megtudta, hogyan működik, és mi a fő előnye; hanem a veszélyeit is, amikor a testben túl nagy mennyiségben találják meg.

Irodalom

1. "Mi a glutamát? A glutamát neurotranszmitter funkcióinak, útjainak és gerjesztésének vizsgálata ”című cikkben: Neurohacker. Beérkezés időpontja: 2019. február 26, a Neurohacker webhelyről: neurohacker.com.
2. "A glutamatergikus rendszer áttekintése" itt: Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ. Beérkezés: 2019. február 26-án, a Nemzeti Biotechnológiai Központtól Információ: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Glutamát receptor" itt: Wikipedia. Visszakeresés időpontja: 2019. február 26, a Wikipedia-ról: en.wikipedia.org.
4. "A glutamát 8 fontos szerepe + miért rossz a túlzott mennyiség": in: Self Hacked. Beszerzés dátuma: 2019. február 26, a Self Hacked oldalról: selfhacked.com.
5. "Glutamát (neurotranszmitter)": Wikipedia. Beolvasva: 2019. február 26-án, a Wikipedia-ról: en.wikipedia.org.