Sinteza glutamata (neurotransmitera), mehanizam djelovanja, funkcije i opasnosti



 glutamat je neurotransmiter s najobilnijom ekscitatornom funkcijom u živčanom sustavu organizma kralježnjaka. Ona igra temeljnu ulogu u svim uzbudljivim funkcijama, što znači da je povezano s više od 90% svih sinaptičkih veza u ljudskom mozgu.

Biokemijski receptori glutamata mogu se podijeliti u tri klase: AMPA receptori, NMDA receptori i metabotropni glutamatni receptori. Neki stručnjaci identificiraju četvrti tip, poznat kao kainatni receptori. Nalaze se u svim područjima mozga, ali su u nekim područjima posebno bogati.

Glutamat igra temeljnu ulogu u sinaptičkoj plastičnosti. Zbog toga je posebno povezana s nekim naprednim kognitivnim funkcijama kao što su pamćenje i učenje. Specifičan oblik plastičnosti, poznat kao dugoročno pojačavanje, javlja se na glutamatergičkim sinapama u područjima kao što su hipokampus ili korteks..

Uz sve to, glutamat također ima brojne zdravstvene prednosti kada se konzumira kroz umjereno jelo. Međutim, može uzrokovati i neke negativne učinke ako se koncentrira prekomjerno, kako u mozgu tako iu hrani. U ovom članku ćemo vam reći sve o njemu.

indeks

  • 1 Sažetak
  • 2 Mehanizam djelovanja
    • 2.1 Ionotropni receptori
    • 2.2 Metabotropni receptori
    • 2.3. Receptori izvan središnjeg živčanog sustava
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Pomoć za normalno funkcioniranje mozga
    • 3.2 To je prethodnik GABA-e
    • 3.3 Poboljšava funkcioniranje probavnog sustava
    • 3.4 Regulira ciklus apetita i sitosti
    • 3.5 Poboljšava imunološki sustav
    • 3.6 Poboljšava rad mišića i kostiju
    • 3.7 Može povećati dugovječnost
  • 4 Opasnosti
  • 5 Zaključak
  • 6 Reference

sinteza

Glutamat je jedna od glavnih komponenti velike količine proteina. Zbog toga je jedna od najobilnijih aminokiselina u cijelom ljudskom tijelu. U normalnim okolnostima, moguće je dobiti dovoljno tog neurotransmitera kroz hranjenje, na takav način da ga nije potrebno sintetizirati..

Međutim, glutamat se smatra ne-esencijalnom aminokiselinom. To znači da u hitnim slučajevima tijelo može metabolizirati iz drugih tvari. Konkretno, može se sintetizirati iz alfa-ketoglutarne kiseline, koja nastaje ciklusom limunske kiseline iz citrata.

Na razini mozga, glutamat nije u stanju sam prijeći krvno-moždanu barijeru. Međutim, ona se kreće kroz središnji živčani sustav preko visokog afiniteta transportnog sustava. To služi za reguliranje vaše koncentracije i održava konstantnu količinu ove tvari koja se nalazi u tekućinama mozga.

U središnjem živčanom sustavu, glutamat se sintetizira iz glutamina u procesu poznatom kao "glutamat-glutaminergički ciklus", djelovanjem enzima glutaminaze. To se može dogoditi kako u presinaptičkim neuronima, tako iu glijalnim stanicama koje ih okružuju.

S druge strane, glutamat je sam prekursor drugog neurotransmitera od velike važnosti, GABA. Postupak transformacije provodi se djelovanjem enzima glutamat dekarboksilaze.

Mehanizam djelovanja

Glutamat djeluje na organizam povezujući se s četiri različite vrste biokemijskih receptora: AMPA receptori, NMDA receptori, metabotropni receptori glutamata i kainatni receptori. Većina njih nalazi se unutar središnjeg živčanog sustava.

Zapravo, velika većina glutamatnih receptora nalazi se u dendritima postsinaptičkih stanica; i oni su povezani s molekulama oslobođenim u intrasinaptičkom prostoru presinaptičkim stanicama. S druge strane, oni su također prisutni u stanicama kao što su astrociti i oligodendrociti.

Glutaminergični receptori mogu se podijeliti u dva podtipa: ionotropni i metabotropni. Zatim ćemo vidjeti kako svaka od njih radi detaljnije.

Ionotropni receptori

Ionotropni receptori glutamata imaju glavnu funkciju dopuštanja prolaska natrijevih iona, kalija i ponekad kalcija u mozgu kao odgovor na glutamatnu vezu. Kada se producira veza, antagonist stimulira izravno djelovanje središnje pore receptora, ionskog kanala, koji tako omogućuje prolaz ovih tvari..

Prolaz natrija, kalija i kalcija uzrokuje postsinaptičku ekscitatornu struju. Ova struja depolarizira; i ako se aktivira dovoljno receptora glutamata, može se postići akcijski potencijal u postsinaptičkom neuronu.

Svi tipovi receptora glutamata mogu proizvesti postsinaptičku ekscitatornu struju. Međutim, brzina i trajanje ove struje su različite za svaku od njih. Dakle, svaka od njih ima različite učinke na živčani sustav.

Metabotropni receptori

Metabotropni receptori glutamata pripadaju podfamiliji C proteinskih receptora G. Oni su podijeljeni u tri skupine, koje su pak podijeljene u osam podtipova u slučaju sisavaca..

Ovi receptori se sastoje od tri različita dijela: izvanstanične regije, transmembranske regije i unutarstanične regije. Ovisno o tome gdje se javlja veza s molekulama glutamata, pojavit će se drugačiji učinak na tijelo ili živčani sustav.

Izvanstanična regija sastoji se od modula poznatog kao Venus Flytrap, koji je odgovoran za vezanje glutamata. Također ima dio bogat cisteinom koji ima temeljnu ulogu u prijenosu promjene struje prema transmembranskom dijelu.

Transmembransko područje sastoji se od sedam područja, a njegova glavna funkcija je povezivanje izvanstanične zone s unutarstaničnom zonom, gdje se obično događa vezanje proteina..

Vezanje glutamatnih molekula u izvanstaničnom području uzrokuje fosforilaciju proteina koji dosežu unutarstanične. To utječe na velik broj biokemijskih putova i ionskih kanala u stanici. Zbog toga metabotropni receptori mogu uzrokovati vrlo širok raspon fizioloških učinaka.

Receptori izvan središnjeg živčanog sustava

Vjeruje se da receptori glutamata igraju temeljnu ulogu u primanju podražaja koji izazivaju okus "umami", jednog od pet osnovnih okusa prema najnovijim istraživanjima u ovom području. Zbog toga se zna da postoje receptori ove vrste u jeziku, posebno u okusnim pupoljcima.

Također je poznato da u srčanom tkivu postoje ionotropni receptori glutamata, iako je njegova funkcija u ovom području još uvijek nepoznata. Disciplina poznata kao "imunihistokemija" locirala je neke od ovih receptora u terminalnim živcima, ganglijima, vodljivim vlaknima i nekim miokardiocitima.

S druge strane, također je moguće pronaći mali broj ovih receptora u određenim područjima pankreasa. Njegova glavna funkcija ovdje je regulirati izlučivanje tvari kao što su inzulin i glukagon. To je otvorilo vrata istraživanju mogućnosti reguliranja dijabetesa pomoću antagonista glutamata.

I danas znamo da koža ima određenu količinu NMDA receptora, što se može stimulirati da proizvede analgetski učinak. Ukratko, glutamat ima vrlo različit učinak u cijelom tijelu, a njegovi receptori se nalaze u cijelom tijelu.

funkcije

Već smo vidjeli da je glutamat najzastupljeniji neurotransmiter u mozgu sisavaca. To je uglavnom zbog činjenice da ispunjava veliki broj funkcija u našem organizmu. Zatim ćemo vam reći koje su glavne.

Pomaže u normalnom funkcioniranju mozga

Glutamat je neurotransmiter od najveće važnosti u reguliranju normalnih funkcija mozga. Gotovo svi ekscitacijski neuroni u mozgu i leđnoj moždini glutamatergični su.

Glutamat šalje signale mozgu kao i cijelom tijelu. Ove poruke pomažu s funkcijama kao što su pamćenje, učenje ili razmišljanje, osim što igraju sekundarnu ulogu u mnogim drugim aspektima funkcioniranja našeg mozga.

Na primjer, danas znamo da je s niskim razinama glutamata nemoguće formirati nova sjećanja. Osim toga, abnormalno niska količina ovog neurotransmitera može pokrenuti napade shizofrenije, epilepsije ili psihijatrijskih problema kao što su depresija i anksioznost..

Čak i studije s miševima pokazuju da abnormalno niske razine glutamata u mozgu mogu biti povezane s poremećajima iz autističnog spektra.

Ona je prethodnica GABA-e

Glutamat je također baza koju tijelo koristi za formiranje drugog neurotransmitera od velike važnosti, gama-aminobutirne kiseline (GABA). Ova tvar igra vrlo važnu ulogu u učenju, uz kontrakciju mišića. Također je povezana s funkcijama kao što su spavanje ili opuštanje.

Poboljšava funkcioniranje probavnog sustava

Glutamat se može apsorbirati iz hrane, ovaj neurotransmiter je glavni izvor energije stanica probavnog sustava, kao i važan supstrat za sintezu aminokiselina u ovom dijelu tijela..

Glutamat prisutan u hrani uzrokuje nekoliko temeljnih reakcija u cijelom tijelu. Na primjer, aktivira živac vagusa na takav način da potiče proizvodnju serotonina u probavnom sustavu. To potiče pokretanje crijeva, uz povećanje tjelesne temperature i proizvodnju energije.

Neke studije pokazuju da upotreba oralnih dodataka glutamatu može poboljšati probavu u bolesnika s problemima u tom pogledu. Osim toga, ova tvar također može zaštititi stijenku želuca od štetnog djelovanja određenih lijekova na njega..

Regulira ciklus apetita i sitosti

Iako ne znamo točno kako se taj učinak događa, glutamat ima vrlo važan regulatorni učinak na krug apetita i sitosti.

Dakle, njihova prisutnost u hrani čini nas gladnijima i želimo više jesti; ali to također uzrokuje da se osjećamo više zasićeni nakon što ga uzmemo.

Poboljšava imunološki sustav

Neke stanice imunološkog sustava također imaju receptore glutamata; na primjer, T stanice, B stanice, makrofagi i dendritičke stanice. To sugerira da ovaj neurotransmiter ima važnu ulogu u urođenom i adaptivnom imunološkom sustavu.

Neke studije koje su koristile ovu tvar kao lijek pokazale su da može imati vrlo koristan učinak na bolesti poput raka ili bakterijskih infekcija. Osim toga, čini se da u određenoj mjeri štiti i od neurodegenerativnih poremećaja, kao što je Alzheimerova bolest.

Poboljšava rad mišića i kostiju

Danas znamo da glutamat igra ključnu ulogu u rastu i razvoju kostiju, kao iu održavanju vašeg zdravlja..

Ova tvar sprječava pojavu stanica koje pogoršavaju kosti, kao što su osteoklasti; i mogu se koristiti za liječenje bolesti kao što je osteoporoza kod ljudi.

S druge strane, također znamo da glutamat igra temeljnu ulogu u funkcioniranju mišića. Tijekom vježbanja, na primjer, ovaj neurotransmiter je odgovoran za davanje energije mišićnim vlaknima i proizvodnju glutationa.

Može povećati dugovječnost

Naposljetku, neke nedavne studije ukazuju da glutamat može imati vrlo blagotvoran učinak na proces starenja stanica. Iako još nisu testirani s ljudima, pokusi na životinjama pokazuju da povećanje ove tvari u prehrani može smanjiti stope smrtnosti.

Vjeruje se da je ovaj učinak zbog glutamata koji odgađa početak simptoma starenja stanica, što je jedan od vodećih uzroka smrti povezane s dobi..

opasnosti

Kada se prirodne razine glutamata promijene u mozgu ili tijelu, moguće je da se pretrpe sve vrste problema. To se događa bez obzira je li u tijelu manje tvari nego što nam je potrebno, kao da se razine povećavaju na pretjeran način.

Tako je, na primjer, promjena razine glutamata u tijelu povezana s mentalnim poremećajima kao što su depresija, tjeskoba i shizofrenija. Osim toga, čini se da je povezan s autizmom, Alzheimerovom bolešću i svim vrstama neurodegenerativnih bolesti.

S druge strane, na fizičkoj razini čini se da bi višak ove tvari bio povezan s problemima kao što su pretilost, rak, dijabetes ili amiotrofna lateralna skleroza. Također može imati vrlo štetne učinke na zdravlje pojedinih dijelova tijela, kao što su mišići i kosti..

Sve te opasnosti bile bi povezane, s jedne strane, s viškom čistog glutamata u prehrani (u obliku mononatrijevog glutamata, koji izgleda da može prijeći krvno-moždanu barijeru). Osim toga, oni bi također trebali raditi s viškom poroznosti u toj istoj barijeri.

zaključak

Glutamat je jedna od najvažnijih supstanci koje proizvodi naše tijelo i igra temeljnu ulogu u svim vrstama funkcija i procesa. E

u ovom članku ste naučili kako to funkcionira i koje su njegove glavne prednosti; ali i opasnosti koje ima kada se nađu u prevelikim količinama u našem tijelu.

reference

  1. "Što je glutamat?" Pregled funkcija, putova i uzbuđenja glutamatnog neurotransmitera "u: Neurohacker. Preuzeto: 26. veljače 2019. od tvrtke Neurohacker: neurohacker.com.
  2. "Pregled Glutamatergijskog sustava" u: Nacionalnom centru za biotehnološke informacije. Preuzeto: 26. veljače 2019. iz Nacionalnog centra za biotehnološke informacije: ncbi.nlm.nih.gov.
  3. "Glutamatni receptor" u: Wikipediji. Preuzeto: 26. veljače 2019. s Wikipedije: en.wikipedia.org.
  4. "8 važnih uloga glutamata + zašto je loše u višku" u: Self Hacked. Preuzeto: 26. veljače 2019. iz Self Hacked: selfhacked.com.
  5. "Glutamat (neurotransmiter)" u: Wikipediji. Preuzeto: 26. veljače 2019. s Wikipedije: en.wikipedia.org.