Glutamat (neurotransmitter) syntese, virkningsmekanisme, funksjoner og farer



den glutamat er nevrotransmitteren med den mest omfattende excitatoriske funksjonen i nervesystemet hos vertebrate organismer. Det spiller en grunnleggende rolle i alle spennende funksjoner, noe som innebærer at den er relatert til mer enn 90% av alle synaptiske forbindelser i den menneskelige hjerne.

De biokjemiske reseptorene av glutamat kan deles inn i tre klasser: AMPA-reseptorer, NMDA-reseptorer og metabotrope glutamatreceptorer. Noen eksperter identifiserer en fjerde type, kjent som kainatreceptorer. De finnes i alle hjernegrupper, men de er spesielt store på enkelte områder.

Glutamat spiller en grunnleggende rolle i synaptisk plastisitet. På grunn av dette er det spesielt knyttet til visse avanserte kognitive funksjoner som minne og læring. En spesifikk form for plastisitet, kjent som langsiktig potensiering, oppstår ved glutamatergiske synapser i områder som hippocampus eller cortex..

I tillegg til alt dette har glutamat også en rekke helsemessige fordeler når den blir konsumert gjennom moderat spising. Det kan imidlertid også forårsake noen negative effekter hvis de konsentreres overdrevet, både i hjernen og i maten. I denne artikkelen forteller vi deg alt om ham.

index

  • 1 Sammendrag
  • 2 Handlingsmekanisme
    • 2.1 Ionotrope reseptorer
    • 2.2 Metabotrope reseptorer
    • 2.3 Reseptorer utenfor sentralnervesystemet
  • 3 funksjoner
    • 3.1 Hjelp til normal hjernefunksjon
    • 3.2 Det er en forløper for GABA
    • 3.3 Forbedrer fordøyelsessystemet
    • 3.4 Regulerer appetitten og matte syklusen
    • 3.5 Forbedrer immunforsvaret
    • 3.6 Forbedrer funksjonen til muskler og bein
    • 3.7 Kan øke levetiden
  • 4 farer
  • 5 Konklusjon
  • 6 Referanser

syntese

Glutamat er en av hovedkomponentene i en stor mengde proteiner. På grunn av dette er det en av de mest omfattende aminosyrene i hele menneskekroppen. Under normale omstendigheter er det mulig å skaffe nok av denne nevrotransmitteren gjennom fôringen, på en slik måte at det ikke er nødvendig å syntetisere det.

Imidlertid betraktes glutamat som en ikke-essensiell aminosyre. Dette betyr at kroppen i nødstilfeller kan metabolisere den fra andre stoffer. Spesifikt kan den syntetiseres fra alfa-ketoglutarsyre, som produseres av sitronsyre-syklusen fra sitrat.

På hjernenivå er glutamat ikke i stand til å krysse blod-hjernebarrieren av seg selv. Imidlertid beveger den seg gjennom sentralnervesystemet gjennom et transportsystem med høy affinitet. Dette tjener til å regulere konsentrasjonen og holde konstant mengden av dette stoffet som finnes i hjernevæsker.

I sentralnervesystemet syntetiseres glutamat fra glutamin i prosessen kjent som "glutamat-glutaminerg syklusen" gjennom virkningen av glutaminase-enzymet. Dette kan forekomme både i presynaptiske nevroner og i glialceller som omgir dem.

På den annen side er glutamat selv en forløper for en annen nevrotransmitter av stor betydning, GABA. Transformasjonsprosessen utføres gjennom virkningen av glutamat-dekarboksylase-enzymet.

Handlingsmekanisme

Glutamat utøver sin effekt på organismen ved å knytte til fire forskjellige typer biokjemiske reseptorer: AMPA-reseptorer, NMDA-reseptorer, metabotrope glutamatreceptorer og kainatreceptorer. De fleste av dem befinner seg i sentralnervesystemet.

Faktisk er det store flertallet av glutamatreseptorer lokalisert i dendritene av postsynaptiske celler; og de er knyttet til molekylene frigjort i det intrasynaptiske rommet av presynaptiske celler. På den annen side er de også tilstede i celler som astrocytter og oligodendrocytter.

Glutaminerge reseptorer kan deles inn i to subtyper: ionotropisk og metabotropisk. Neste vil vi se hvordan hver enkelt av dem fungerer mer detaljert.

Ionotrope reseptorer

De ionotrope glutamatreseptorene har hovedfunksjonen til å tillate passering av natriumioner, kalium og noen ganger kalsium i hjernen som svar på en glutamatbinding. Når bindingen blir produsert, stimulerer antagonisten den direkte virkning av den sentrale pore av reseptoren, en ionkanal, som således tillater passage av disse substansene.

Passasjen av natrium-, kalium- og kalsiumioner forårsaker en postsynaptisk eksitatorisk strøm. Denne gjeldende er depolariserende; og hvis nok glutamatreseptorer aktiveres, kan handlingspotensialet i postsynaptisk nevron nås.

Alle typer glutamatreseptorer er i stand til å produsere en postsynaptisk eksitatorisk strøm. Men hastigheten og varigheten til denne nåværende er forskjellig for hver av dem. Dermed har hver av dem forskjellige effekter på nervesystemet.

Metabotrope reseptorer

De metabotrope glutamatreseptorer tilhører subfamilien C av proteinreseptorene G. De er delt inn i tre grupper, som igjen er delt inn i åtte subtyper i tilfelle av pattedyr.

Disse reseptorene består av tre forskjellige deler: den ekstracellulære regionen, transmembranområdet og den intracellulære regionen. Avhengig av hvor koblingen med glutamatmolekylene oppstår, vil det oppstå en annen effekt på kroppen eller nervesystemet.

Den ekstracellulære regionen består av en modul kjent som Venus Flytrap, som er ansvarlig for bindende glutamat. Det har også en del rik på cystein som spiller en grunnleggende rolle i overføringen av den nåværende forandringen mot transmembrane delen.

Den transmembrane regionen består av syv områder, og hovedfunksjonen er å koble den ekstracellulære sonen med den intracellulære sonen, hvor proteinkobling vanligvis skjer..

Bindingen av glutamatmolekyler i den ekstracellulære regionen forårsaker at proteiner som når intracellulæret fosforyleres. Dette påvirker et stort antall biokjemiske veier og ionkanaler i cellen. På grunn av dette kan metabotrope reseptorer forårsake et meget bredt spekter av fysiologiske effekter.

Reseptorer utenfor sentralnervesystemet

Det antas at glutamatreseptorer spiller en viktig rolle i mottak av stimuli som provoserer "umami" smaken, en av de fem grunnleggende smaker i henhold til den nyeste forskningen på dette området. På grunn av dette er det kjent at det finnes reseptorer av denne typen på språket, spesielt i smaksløkene.

Det er også kjent at det er ionotrope glutamatreseptorer i hjertevev, selv om dets funksjon i dette området fremdeles er ukjent. Disciplinen kjent som "immunihistokjemi" har funnet noen av disse reseptorene i terminale nerver, ganglier, ledende fibre og noen myokardiocytter.

På den annen side er det også mulig å finne et lite antall av disse reseptorene i visse områder av bukspyttkjertelen. Hovedfunksjonen her er å regulere sekresjonen av stoffer som insulin og glukagon. Dette har åpnet døren for å undersøke muligheten for å regulere diabetes ved bruk av glutamatantagonister.

Vi vet også i dag at huden har en viss mengde NMDA-reseptorer, som kan stimuleres til å gi en smertestillende effekt. Kort sagt, glutamat har svært varierte effekter gjennom hele kroppen, og reseptorene er plassert i hele kroppen.

funksjoner

Vi har allerede sett at glutamat er den mest omfattende nevrotransmitteren i hjernen til pattedyr. Dette skyldes hovedsakelig at det oppfyller et stort antall funksjoner i vår organisme. Neste forteller vi deg hvilke som er de viktigste.

Det hjelper normal hjernefunksjon

Glutamat er nevrotransmitteren av største betydning når det gjelder regulering av normale hjernefunksjoner. Nesten alle excitatoriske nevroner i hjernen og ryggmargen er glutamatergiske.

Glutamat sender signaler til hjernen så vel som gjennom hele kroppen. Disse meldingene hjelper til med funksjoner som minne, læring eller resonnement, i tillegg til å spille en sekundær rolle i mange andre aspekter ved hjernens funksjon.

For eksempel, i dag vet vi at med lave nivåer av glutamat er det umulig å danne nye minner. I tillegg kan en unormalt lav mengde av denne nevrotransmitteren utløse angrep av schizofreni, epilepsi eller psykiatriske problemer som depresjon og angst.

Selv studier med mus viser at unormalt lave nivåer av glutamat i hjernen kan være relatert til autisme spektrumforstyrrelser.

Det er en forløper for GABA

Glutamat er også basen som brukes av kroppen til å danne en annen nevrotransmitter av stor betydning, gamma-aminosmørsyre (GABA). Dette stoffet spiller en svært viktig rolle i læring, i tillegg til muskelkontraksjon. Det er også forbundet med funksjoner som søvn eller avslapping.

Forbedrer fordøyelsessystemet

Glutamat kan absorberes fra mat, denne nevrotransmitteren er den viktigste energikilden til cellene i fordøyelsessystemet, samt et viktig substrat for syntese av aminosyrer i denne delen av kroppen..

Glutamatet til stede i mat forårsaker flere grunnleggende reaksjoner i hele kroppen. For eksempel aktiverer den vagusnerven på en slik måte at den fremmer produksjonen av serotonin i fordøyelsessystemet. Dette fremmer tarmbevegelser, i tillegg til økt kroppstemperatur og energiproduksjon.

Noen studier viser at bruken av orale kosttilskudd av glutamat kan forbedre fordøyelsen hos pasienter med problemer i denne forbindelse. I tillegg kan dette stoffet også beskytte magevegget mot den skadelige effekten av visse medisiner på den..

Regulerer appetitten og matte syklusen

Selv om vi ikke vet nøyaktig hvordan denne effekten oppstår, har glutamat en svært viktig regulatorisk effekt på appetitten og mattekretsen.

Dermed får deres nærvær i mat oss til å føle oss mer sultne, og vi vil spise mer; men det får oss også til å føle seg mer tilfreds etter å ha tatt den.

Forbedrer immunforsvaret

Noen av cellene i immunsystemet har også glutamatreseptorer; for eksempel T-celler, B-celler, makrofager og dendritiske celler. Dette antyder at denne nevrotransmitteren spiller en viktig rolle i både de medfødte og adaptive immunsystemene.

Noen studier som bruker dette stoffet som medisin, har vist at det kan ha en svært gunstig effekt i sykdommer som kreft eller bakterielle infeksjoner. I tillegg synes det å beskytte til en viss grad fra nevrogenerative forstyrrelser, som for eksempel Alzheimers.

Forbedrer funksjonen til muskler og bein

I dag vet vi at glutamat spiller en nøkkelrolle i vekst og utvikling av bein, så vel som i opprettholdelsen av helsen din.

Dette stoffet forhindrer utseendet på celler som forverrer bein, slik som osteoklaster; og kan brukes til å behandle sykdommer som osteoporose hos mennesker.

På den annen side vet vi også at glutamat spiller en grunnleggende rolle i muskelfunksjonen. Under treningen, for eksempel, er denne nevrotransmitteren ansvarlig for å gi energi til muskelfibre og produsere glutation.

Kan øke levetiden

Til slutt, noen nyere studier tyder på at glutamat kan ha en svært gunstig effekt på aldringsprosessen av celler. Selv om det ennå ikke er testet med mennesker, viser dyreforsøk at en økning i dette stoffet i dietten kan redusere dødelighetsgraden.

Det antas at denne effekten skyldes glutamat som forsinker utbruddet av symptomer på celleldring, noe som er en av de viktigste årsakene til aldersrelatert død.

farer

Når naturlige nivåer av glutamat blir endret i hjernen eller i kroppen, er det mulig å lide alle slags problemer. Dette skjer om det er mindre mengde stoff i kroppen enn vi trenger, som om nivåene stiger på en overdrevet måte.

For eksempel har forandringen i glutamatnivåer i kroppen vært forbundet med psykiske lidelser som depresjon, angst og schizofreni. I tillegg synes det også å være relatert til autisme, Alzheimers og alle typer neurodegenerative sykdommer.

På den annen side synes det på fysisk nivå at et overskudd av dette stoffet vil være forbundet med problemer som fedme, kreft, diabetes eller amyotrofisk lateralsklerose. Det kan også ha svært skadelige virkninger på helsen til visse komponenter i kroppen, som muskler og ben..

Alle disse farene vil være relatert på den ene side til overflødig ren glutamat i dietten (i form av mononatriumglutamat, som synes å kunne krysse blod-hjernebarrieren). I tillegg vil de også ha å gjøre med et overskudd av porøsitet i samme barriere.

konklusjon

Glutamat er et av de viktigste stoffene som produseres av kroppen vår, og spiller en grunnleggende rolle i alle typer funksjoner og prosesser. E

n denne artikkelen har du lært hvordan det fungerer og hva de viktigste fordelene er med; men også farene som den har når den er funnet i for store mengder i kroppen vår.

referanser

  1. "Hva er glutamat? En undersøkelse av funksjonene, veier og excitasjon av glutamat-neurotransmitteren "i: Neurohacker. Hentet på: 26. februar 2019 fra Neurohacker: neurohacker.com.
  2. "Oversikt over Glutamatergic System" i: National Center for Biotechnology Information. Hentet: 26. februar 2019 fra Nasjonalt senter for bioteknologi Informasjon: ncbi.nlm.nih.gov.
  3. "Glutamatreseptor" i: Wikipedia. Hentet på: 26. februar 2019 fra Wikipedia: en.wikipedia.org.
  4. "8 viktige roller av glutamat + hvorfor det er dårlig i overflødig" i: selvhacket. Hentet på: 26. februar 2019 fra Self Hacked: selfhacked.com.
  5. "Glutamat (nevrotransmitter)" i: Wikipedia. Hentet på: 26. februar 2019 fra Wikipedia: en.wikipedia.org.