Дял:
Глутамат (невротрансмитер) синтез, механизъм на действие, функции и опасности
на глутамат е невротрансмитерът с най-разпространената възбудителна функция в нервната система на гръбначните организми. Тя играе основна роля във всички вълнуващи функции, което предполага, че тя е свързана с повече от 90% от всички синаптични връзки в човешкия мозък..
Биохимичните рецептори на глутамата могат да бъдат разделени на три класа: АМРА рецептори, NMDA рецептори и метаботропни глутаматни рецептори. Някои експерти идентифицират четвърти тип, известен като kainate рецептори. Те се срещат във всички райони на мозъка, но в някои области те са особено богати.
Глутаматът играе основна роля в синаптичната пластичност. Поради това, тя е особено свързана с някои напреднали когнитивни функции като памет и учене. Специфична форма на пластичност, известна като дългосрочно потенциране, се появява при глутаматергични синапси в области като хипокампа или кортекс..
В допълнение към всичко това, глутаматът също има редица ползи за здравето, когато се консумира чрез умерено хранене. Въпреки това, той може да предизвика и някои негативни ефекти, ако е концентриран прекомерно, както в мозъка, така и в храната. В тази статия ще ви разкажем всичко за него.
индекс
- 1 Резюме
- 2 Механизъм на действие
- 2.1 Йонотропни рецептори
- 2.2 Метаботропни рецептори
- 2.3 Рецептори извън централната нервна система
- 3 Функции
- 3.1 Помощ за нормална мозъчна функция
- 3.2 Това е предшественик на GABA
- 3.3 Подобрява функционирането на храносмилателната система
- 3.4 Регулира цикъла на апетит и ситост
- 3.5 Подобрява имунната система
- 3.6 Подобрява функцията на мускулите и костите
- 3.7 Може да увеличи дълголетието
- 4 Опасности
- 5 Заключение
- 6 Препратки
синтез
Глутаматът е един от основните компоненти на голямо количество протеини. Поради това е една от най-разпространените аминокиселини в цялото човешко тяло. При нормални обстоятелства е възможно да се получи достатъчно от този невротрансмитер чрез хранене, така че да не е необходимо да се синтезира..
Въпреки това, глутаматът се счита за несъществена аминокиселина. Това означава, че в спешни случаи тялото може да го метаболизира от други вещества. По-специално, той може да бъде синтезиран от алфа-кетоглутарова киселина, която се произвежда от цитрата на лимонената киселина от цитрат.
В мозъчното ниво, глутаматът не може сам да премине кръвно-мозъчната бариера. Обаче, тя се движи през централната нервна система чрез високо афинитетна транспортна система. Това служи за регулиране на концентрацията и поддържане на постоянно количество на това вещество, което се намира в мозъчните течности.
В централната нервна система глутаматът се синтезира от глутамин в процеса, известен като "глутамат-глутаминергичен цикъл", чрез действието на ензима глутаминаза. Това може да се случи както в пресинаптичните неврони, така и в глиалните клетки, които ги заобикалят.
От друга страна, глутаматът сам по себе си е предшественик на друг невротрансмитер от голямо значение, GABA. Процесът на трансформация се осъществява чрез действието на ензима глутамат декарбоксилаза.
Механизъм на действие
Глутаматът упражнява своя ефект върху организма, като се свързва с четири различни типа биохимични рецептори: AMPA рецептори, NMDA рецептори, метаботропни глутаматни рецептори и каинатни рецептори. Повечето от тях са разположени в централната нервна система.
Всъщност по-голямата част от глутаматните рецептори са разположени в дендритите на постсинаптичните клетки; и те са свързани с молекулите, освободени в интрасинаптичното пространство от пресинаптичните клетки. От друга страна, те също присъстват в клетки като астроцити и олигодендроцити.
Глутаминергичните рецептори могат да бъдат разделени на два подтипа: йонотропни и метаботропни. След това ще видим как всяка от тях работи по-подробно.
Йонотропни рецептори
Йонотропните глутаматни рецептори имат основната функция да позволяват преминаването на натриеви йони, калий и понякога калций в мозъка в отговор на глутаматна връзка. Когато връзката е произведена, антагонистът стимулира директното действие на централната пора на рецептора, йонния канал, който по този начин позволява преминаването на тези вещества..
Преминаването на натриеви, калиеви и калциеви йони причинява постсинаптичен възбуждащ ток. Този ток е деполяризиращ; и ако се активират достатъчно глутаматни рецептори, потенциалът за действие в постсинаптичния неврон може да бъде достигнат.
Всички типове глутаматни рецептори са способни да произвеждат постсинаптичен възбуждащ ток. Въпреки това, скоростта и продължителността на този ток са различни за всяка от тях. Така всеки от тях има различно въздействие върху нервната система.
Метаботропни рецептори
Метаботропните глутаматни рецептори принадлежат към подсемейството С на протеиновите рецептори G. Те са разделени в три групи, които от своя страна са разделени на осем подтипа в случая на бозайници..
Тези рецептори са съставени от три отделни части: извънклетъчната област, трансмембранната област и вътреклетъчната област. В зависимост от това къде се осъществява връзката с молекулите на глутамата, ще има различен ефект върху тялото или нервната система.
Извънклетъчната област се състои от модул, известен като Venus Flytrap, който е отговорен за свързването на глутамат. Той също така има част, богата на цистеин, която играе основна роля в предаването на промяната на тока към трансмембранната част.
Трансмембранният регион се състои от седем области, като основната му функция е да свърже извънклетъчната зона с вътреклетъчната зона, където обикновено се осъществява свързване на протеини..
Свързването на глутаматните молекули в извънклетъчната област предизвиква фосфорилиране на протеините, които достигат до вътреклетъчните. Това засяга голям брой биохимични пътища и йонни канали в клетката. Поради това метаботропните рецептори могат да предизвикат много широк спектър от физиологични ефекти.
Рецептори извън централната нервна система
Счита се, че глутаматните рецептори играят основна роля в получаването на стимулите, които провокират вкуса на "умами", един от петте основни вкуса според последните изследвания в тази област. Поради това е известно, че има рецептори от този вид на езика, по-специално в вкусовите рецептори.
Известно е също, че в сърдечната тъкан съществуват йонотропни глутаматни рецептори, въпреки че функцията му в тази област все още е неизвестна. Дисциплината, известна като "имунистохимия", е разположила някои от тези рецептори в крайните нерви, ганглии, проводящи влакна и някои миокардиоцити..
От друга страна, също така е възможно да се намери малък брой от тези рецептори в някои области на панкреаса. Неговата основна функция тук е да регулира отделянето на вещества като инсулин и глюкагон. Това отвори вратата за изследване на възможността за регулиране на диабета, използвайки глутамат антагонисти.
Днес също така знаем, че кожата има определено количество NMDA рецептори, които могат да бъдат стимулирани да произвеждат аналгетичен ефект. Накратко, глутаматът има много различни ефекти в цялото тяло, а неговите рецептори се намират в цялото тяло.
функции
Вече видяхме, че глутаматът е най-разпространеният невротрансмитер в мозъка на бозайниците. Това се дължи главно на факта, че изпълнява голям брой функции в нашия организъм. След това ви казваме кои са основните.
Той помага за нормалната мозъчна функция
Глутаматът е най-важният невротрансмитер в регулирането на нормалните мозъчни функции. Почти всички възбудителни неврони в мозъка и гръбначния мозък са глутаматергични.
Глутаматът изпраща сигнали до мозъка, както и до целия организъм. Тези съобщения помагат с функции като памет, учене или разсъждение, освен че играят второстепенна роля в много други аспекти на функционирането на мозъка ни.
Например днес знаем, че при ниски нива на глутамат е невъзможно да се формират нови спомени. В допълнение, необичайно ниското количество на този невротрансмитер може да предизвика атаки на шизофрения, епилепсия или психиатрични проблеми като депресия и тревожност..
Дори проучвания с мишки показват, че необичайно ниските нива на глутамат в мозъка могат да бъдат свързани с нарушения на аутистичния спектър.
Той е предшественик на GABA
Глутаматът също е базата, използвана от организма за образуване на друг невротрансмитер от голямо значение, гама-аминомаслена киселина (GABA). Тази субстанция играе много важна роля в обучението, в допълнение към мускулната контракция. Той е свързан и с функции като сън или релаксация.
Подобрява функционирането на храносмилателната система
Глутаматът може да се абсорбира от храната, като този невротрансмитер е основният енергиен източник на клетките на храносмилателната система, както и важен субстрат за синтеза на аминокиселини в тази част на тялото..
Присъстващият в храната глутамат причинява няколко основни реакции в тялото. Например, той активира блуждаещия нерв по такъв начин, че насърчава производството на серотонин в храносмилателната система. Това насърчава движението на червата, в допълнение към повишаване на телесната температура и производството на енергия.
Някои проучвания показват, че употребата на орални добавки на глутамат може да подобри храносмилането при пациенти с проблеми в това отношение. В допълнение, това вещество може да защити стомашната стена от вредното въздействие на някои лекарства върху него..
Регулира цикъла на апетит и ситост
Ние не знаем как точно се случва, този ефект, глутамат играе важна регулаторна ефект върху апетита на веригата и ситост.
Така тяхното присъствие в храната ни кара да се чувстваме по-гладни и искаме да ядем повече; но също така ни кара да се чувстваме по-ситно след като го приемем.
Подобрява имунната система
Някои от клетките на имунната система също имат глутаматни рецептори; например, Т клетки, В клетки, макрофаги и дендритни клетки. Това предполага, че този невротрансмитер играе важна роля както в вродената, така и в адаптивната имунна система.
Някои проучвания, използващи това вещество като лекарство, показват, че той може да има много благоприятен ефект при заболявания като рак или бактериални инфекции. Освен това, изглежда, че тя до известна степен предпазва от невродегенеративни нарушения, като например Алцхаймер.
Подобрява функцията на мускулите и костите
Днес знаем, че глутаматът играе ключова роля в растежа и развитието на костите, както и в поддържането на вашето здраве..
Това вещество предотвратява появата на клетки, които влошават костите, като остеокласти; и може да се използва за лечение на заболявания като остеопороза при хора.
От друга страна, ние също знаем, че глутаматът играе основна роля в мускулната функция. По време на тренировка, например, този невротрансмитер е отговорен за осигуряване на енергия за мускулните влакна и за производство на глутатион.
Може да увеличи дълголетието
Накрая, някои скорошни проучвания показват, че глутаматът може да има много благоприятен ефект върху процеса на стареене на клетките. Въпреки че все още не са тествани с хора, експериментите с животни показват, че увеличаването на това вещество в храната може да намали смъртността.
Смята се, че този ефект се дължи на глутамат, забавящ появата на симптоми на стареене на клетките, което е една от водещите причини за смърт, свързана с възрастта..
опасности
Когато естествените нива на глутамат се променят в мозъка или в тялото, е възможно да пострадате от всякакви проблеми. Това се случва дали има по-малко количество вещество в организма, отколкото ни е необходимо, като че ли нивата се повишават прекомерно.
Така, например, промяна в нивата на глутамат в тялото е свързано с психични разстройства като депресия, безпокойство и шизофрения. В допълнение, той също така изглежда, че е свързана с аутизъм, Алцхаймер и всички видове невродегенеративни заболявания.
Освен това, физически изглежда, че твърде много от това вещество да бъде свързано с проблеми като затлъстяване, рак, диабет, или амиотрофична латерална склероза. Тя също може да окаже вредно въздействие върху здравето на определени компоненти на тялото, като мускулите и костите.
Всички тези опасности ще бъдат свързани, от една страна, с излишъка на чист глутамат в храната (под формата на мононатриев глутамат, който изглежда може да премине през кръвно-мозъчната бариера). В допълнение, те също трябва да се справят с излишък на порьозност в същата тази бариера.
заключение
Глутаматът е едно от най-важните вещества, произвеждани от нашето тяло и играе основна роля във всички видове функции и процеси. E
В тази статия сте научили как работи и какви са основните му предимства; но и опасностите, които има, когато се намира в твърде големи количества в нашето тяло.
препратки
- - Какво е глутамат? Преглед на функциите, пътищата и възбуждането на глутаматния невротрансмитер "в: Neurohacker. Възстановен на: 26 февруари 2019 г. от Neurohacker: neurohacker.com.
- "Преглед на глутаматергичната система" в: Национален център за биотехнологична информация. Възстановен: 26 февруари 2019 г. от Националния център за биотехнологична информация: ncbi.nlm.nih.gov.
- "Глутаматен рецептор" в: Уикипедия. Възстановен на: 26 февруари 2019 г. от Уикипедия: en.wikipedia.org.
- "8 важни роли на глутамат + Защо е лошо в излишък" в: Self Hacked. Възстановен на: 26 февруари 2019 от Self Hacked: selfhacked.com.
- "Глутамат (невротрансмитер)" в: Уикипедия. Възстановен на: 26 февруари 2019 г. от Уикипедия: en.wikipedia.org.