Glutamaatti (neurotransmitteri) synteesi, toimintamekanismi, toiminnot ja vaarat

 glutamaatti on selkärankaisten organismien hermoston hermoston välittäjäaine. Sillä on keskeinen rooli kaikissa jännittävissä toiminnoissa, mikä tarkoittaa, että se liittyy yli 90 prosenttiin kaikista ihmisen aivojen synaptisista yhteyksistä.

Glutamaatin biokemialliset reseptorit voidaan jakaa kolmeen luokkaan: AMPA-reseptorit, NMDA-reseptorit ja metabotrooppiset glutamaattireseptorit. Jotkut asiantuntijat tunnistavat neljännen tyypin, joka tunnetaan kainaattireseptoreina. Niitä esiintyy kaikilla aivojen alueilla, mutta ne ovat erityisen runsaasti joillakin alueilla.

Glutamaatilla on keskeinen rooli synaptisessa plastisuudessa. Tämän vuoksi se liittyy erityisesti tiettyihin kehittyneisiin kognitiivisiin toimintoihin, kuten muistiin ja oppimiseen. Glutamatergisten synapsien kohdalla esiintyy erityistä plastisuuden muotoa, jota kutsutaan pitkäaikaiseksi potentiaatioksi, kuten hippokampuksessa tai aivokuoressa..

Kaiken tämän lisäksi glutamaatilla on myös useita terveyshyötyjä, kun niitä käytetään maltillisen syömisen kautta. Se voi kuitenkin aiheuttaa myös kielteisiä vaikutuksia, jos ne ovat keskittyneet liikaa sekä aivoissa että elintarvikkeissa. Tässä artikkelissa kerrotaan teille kaikesta hänestä.

indeksi

• 1 Yhteenveto
• 2 Toimintatapa
  • 2.1 Ionotrooppiset reseptorit
  • 2.2 Metabotrooppiset reseptorit
  • 2.3 Keskushermoston ulkopuolella olevat reseptorit
• 3 Toiminnot
  • 3.1 Aivojen normaalin toiminnan apu
  • 3.2 Se on GABA: n esiaste
  • 3.3 Parantaa ruoansulatuskanavan toimintaa
  • 3.4 Säätää ruokahalua ja kylläisyyttä
  • 3.5 Parantaa immuunijärjestelmää
  • 3.6 Parantaa lihasten ja luiden toimintaa
  • 3.7 Voi lisätä pitkäikäisyyttä
• 4 Vaarat
• 5 Päätelmä
• 6 Viitteet

synteesi

Glutamaatti on yksi suurten proteiinien pääkomponenteista. Tämän vuoksi se on yksi ihmisen elimistön monipuolisimmista aminohapoista. Normaaleissa olosuhteissa on mahdollista saada riittävästi tätä neurotransmitteria ruokinnan kautta siten, että sitä ei tarvitse syntetisoida.

Glutamaattia pidetään kuitenkin välttämättömänä aminohappona. Tämä tarkoittaa, että hätätilanteessa keho voi metaboloida sen muista aineista. Tarkemmin sanottuna se voidaan syntetisoida alfa-ketoglutarihaposta, joka on tuotettu sitraattihapposyklillä sitraatista.

Aivojen tasolla glutamaatti ei pysty ylittämään veri-aivoestettä itse. Kuitenkin se liikkuu keskushermostoon korkean affiniteetin kuljetusjärjestelmän kautta. Tällä pyritään säätelemään pitoisuuksia ja pitämään vakiona tämän aineen määrä, joka löytyy aivojen nesteistä.

Keskushermostoon glutamaatti syntetisoidaan glutamiinista prosessissa, joka tunnetaan nimellä "glutamaatti-glutaminerginen sykli" glutaminaasientsyymin vaikutuksesta. Tämä voi tapahtua sekä presynaptisissa hermosoluissa että niiden ympärillä olevissa glia- soluissa.

Toisaalta glutamaatti on itse asiassa toisen erittäin tärkeän neurotransmitterin, GABA: n, esiaste. Transformointi suoritetaan glutamaattidekarboksylaasientsyymin vaikutuksesta.

Toimintamekanismi

Glutamaatti vaikuttaa organismiin liittämällä siihen neljä erilaista biokemiallista reseptoria: AMPA-reseptorit, NMDA-reseptorit, metabotrooppiset glutamaattireseptorit ja kainaattireseptorit. Useimmat niistä sijaitsevat keskushermostossa.

Itse asiassa valtaosa glutamaattireseptoreista sijaitsee postsynaptisten solujen dendriitteissä; ja ne on liitetty molekyyleihin, jotka presynaptiset solut vapauttavat intrasynaptisessa tilassa. Toisaalta ne ovat myös läsnä soluissa, kuten astrosyytteissä ja oligodendrosyyteissä.

Glutaminergiset reseptorit voidaan jakaa kahteen alatyyppiin: ionotrooppiseen ja metabotrooppiseen. Seuraavaksi näemme, miten kukin niistä toimii yksityiskohtaisemmin.

Ionotrooppiset reseptorit

Ionotrooppisten glutamaattireseptorien pääasiallisena tehtävänä on sallia natriumionien, kaliumin ja joskus kalsiumin kulkeutuminen aivoissa vasteena glutamaattisidokselle. Kun sidos tuotetaan, antagonisti stimuloi reseptorin keskiporun, ionikanavan, suoraa vaikutusta, mikä sallii näiden aineiden kulkeutumisen.

Natrium-, kalium- ja kalsiumionien kulkeutuminen aiheuttaa postynaptisen eksitatorivirran. Tämä virta on depolarisoiva; ja jos glutamaattireseptoreita on riittävästi aktivoitu, voidaan saavuttaa postsynaptisen neuronin toimintapotentiaali.

Kaikentyyppiset glutamaattireseptorit pystyvät tuottamaan postynaptisen eksitatorivirran. Tämän virran nopeus ja kesto on kuitenkin erilainen. Näin ollen jokaisella niistä on erilaiset vaikutukset hermostoon.

Metabotrooppiset reseptorit

Metabotrooppiset glutamaattireseptorit kuuluvat proteiinireseptorien G alaryhmään C. Ne on jaettu kolmeen ryhmään, jotka puolestaan ​​jakautuvat kahdeksaan alatyyppiin nisäkkäiden tapauksessa..

Nämä reseptorit koostuvat kolmesta erillisestä osasta: solunulkoisesta alueesta, transmembraanialueesta ja solunsisäisestä alueesta. Riippuen siitä, missä yhteys glutamaattimolekyyleihin tapahtuu, tapahtuu erilainen vaikutus kehoon tai hermostoon.

Solunulkoinen alue koostuu moduulista, joka tunnetaan nimellä Venus Flytrap, joka vastaa glutamaatin sitomisesta. Siinä on myös runsaasti kysteiiniä sisältävä osa, jolla on keskeinen rooli nykyisen muutoksen siirtämisessä transmembraaniosaan päin..

Transmembraaninen alue koostuu seitsemästä alueesta, ja sen päätehtävä on liittää solunulkoinen vyöhyke solunsisäiseen vyöhykkeeseen, jossa proteiinikytkentä tapahtuu yleensä..

Glutamaattimolekyylien sitoutuminen solunulkoiseen alueeseen aiheuttaa proteiinien, jotka saavuttavat solunsisäisen, fosforyloitumisen. Tämä vaikuttaa suureen määrään solun biokemiallisia reittejä ja ionikanavia. Tämän vuoksi metabotrooppiset reseptorit voivat aiheuttaa hyvin monenlaisia ​​fysiologisia vaikutuksia.

Keskushermoston ulkopuolella olevat reseptorit

Uskotaan, että glutamaattireseptoreilla on keskeinen rooli sellaisten ärsykkeiden vastaanottamisessa, jotka provosoivat "umami" -muotoa, joka on yksi viidestä perusmaustasta tämän alan viimeisimpien tutkimusten mukaan. Tämän vuoksi tiedetään, että kielellä on tällaisia ​​reseptoreita, erityisesti makuhermoja.

On myös tunnettua, että sydänkudoksessa on ionotrooppisia glutamaattireseptoreita, vaikka sen toiminta tällä alueella on vielä tuntematon. "Immunihistokemialla" tunnettu kurinalaisuus on sijoittanut joitakin näistä reseptoreista terminaalisten hermojen, ganglioiden, johtavien kuitujen ja joidenkin sydänlihassolujen kanssa..

Toisaalta on myös mahdollista löytää pieni määrä näitä reseptoreita tietyillä haiman alueilla. Sen pääasiallisena tehtävänä on säätää insuliinin ja glukagonin erittymistä. Tämä on avannut oven tutkimukselle diabeteksen säätämisen mahdollisuudesta käyttämällä glutamaattiantagonisteja.

Tiedämme myös tänään, että iholla on tietty määrä NMDA-reseptoreita, joita voidaan stimuloida tuottamaan kipua lievittävä vaikutus. Lyhyesti sanottuna glutamaatilla on hyvin erilaisia ​​vaikutuksia koko kehossa, ja sen reseptorit sijaitsevat koko kehossa.

tehtävät

Olemme jo nähneet, että glutamaatti on nisäkkäiden aivoissa eniten välittäjäaine. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että se täyttää suuren määrän toimintoja organismissamme. Seuraavaksi kerromme teille, mitkä ovat tärkeimmät.

Se auttaa normaalia aivotoimintaa

Glutamaatti on neurotransmitteri, jolla on suurin merkitys normaalien aivotoimintojen säätämisessä. Lähes kaikki aivojen ja selkäytimen ärsyttävät neuronit ovat glutamatergisiä.

Glutamaatti lähettää signaaleja sekä aivoihin että koko kehoon. Nämä viestit auttavat sellaisten toimintojen, kuten muistin, oppimisen tai päättelyn, lisäksi toissijaisen roolin lisäksi monissa muissa aivojen toiminnan näkökohdissa.

Esimerkiksi nykyään tiedämme, että alhaisilla glutamaattitasoilla on mahdotonta muodostaa uusia muistoja. Lisäksi epätavallisen pieni määrä tätä neurotransmitteria voi laukaista skitsofrenian, epilepsian tai psykiatristen ongelmien, kuten masennuksen ja ahdistuneisuuden, iskut.

Jopa hiirillä tehdyt tutkimukset osoittavat, että epänormaalin alhaiset glutamaattitasot aivoissa voivat liittyä autismin taajuushäiriöihin.

Se on GABA: n esiaste

Glutamaatti on myös perusta, jota keho käyttää muodostamaan toisen erittäin tärkeän neurotransmitterin, gamma-aminovoihapon (GABA). Tällä aineella on erittäin tärkeä rooli oppimisen lisäksi lihasten supistumisen lisäksi. Se liittyy myös toimintoihin, kuten nukkumaan tai rentoutumiseen.

Parantaa ruoansulatuskanavan toimintaa

Glutamaatti voidaan imeytyä ruoasta, koska tämä neurotransmitteri on ruoansulatuskanavan solujen tärkein energialähde ja tärkeä substraatti aminohappojen synteesille tässä kehon osassa..

Elintarvikkeessa oleva glutamaatti aiheuttaa useita perustavanlaatuisia reaktioita koko kehossa. Esimerkiksi se aktivoi emättimen hermoa siten, että se edistää serotoniinin tuotantoa ruoansulatuskanavassa. Tämä edesauttaa suolen liikkeitä kasvavan kehon lämpötilan ja energiantuotannon lisäksi.

Jotkut tutkimukset osoittavat, että glutamaatin suun kautta otettavien ravintolisien käyttö voi parantaa ruoansulatusta potilailla, joilla on ongelmia tässä suhteessa. Lisäksi tämä aine voi myös suojata mahan seinää tiettyjen lääkkeiden haitalliselta vaikutukselta..

Säätelee ruokahalua ja kylläisyyttä

Vaikka emme tiedä tarkasti, miten tämä vaikutus tapahtuu, glutamaatilla on erittäin tärkeä sääntelyvaikutus ruokahalun ja kylläisyyden piiriin.

Niinpä heidän läsnäolo ruoassa saa meidät tuntemaan nälkäisemme ja haluamme syödä enemmän; mutta se myös saa meidät tuntemaan olonsa tyydyttävämmäksi sen jälkeen, kun se on otettu.

Parantaa immuunijärjestelmää

Joillakin immuunijärjestelmän soluilla on myös glutamaattireseptoreita; esimerkiksi T-solut, B-solut, makrofagit ja dendriittisolut. Tämä viittaa siihen, että tällä neurotransmitterilla on tärkeä rooli sekä synnynnäisissä että adaptiivisissa immuunijärjestelmissä.

Jotkut tutkimukset, joissa tätä ainetta käytetään lääkkeenä, ovat osoittaneet, että sillä voi olla erittäin hyödyllinen vaikutus sairauksiin, kuten syöpään tai bakteeri-infektioihin. Lisäksi se näyttää myös suojaavan tietyssä määrin neurodegeneratiivisia häiriöitä, kuten Alzheimerin tautia.

Parantaa lihasten ja luiden toimintaa

Tänään tiedämme, että glutamaatilla on keskeinen rooli luiden kasvussa ja kehittymisessä sekä terveyden ylläpidossa.

Tämä aine estää solujen, kuten osteoklastien, hajoamisen; ja sitä voitaisiin käyttää sellaisten sairauksien kuten osteoporoosin hoitoon ihmisillä.

Toisaalta tiedämme myös, että glutamaatilla on keskeinen rooli lihasten toiminnassa. Harjoituksen aikana tämä neurotransmitteri on vastuussa energian tuottamisesta lihaskuiduille ja glutationin tuottamisesta.

Voi lisätä pitkäikäisyyttä

Lopuksi eräät tuoreet tutkimukset viittaavat siihen, että glutamaatilla voi olla erittäin hyödyllinen vaikutus solujen vanhenemisprosessiin. Vaikka eläinkokeissa ei ole vielä testattu ihmisillä, tämän aineen lisääntyminen ruokavaliossa voi vähentää kuolleisuutta.

Uskotaan, että tämä vaikutus johtuu glutamaatista, joka viivästyttää solujen ikääntymisen oireiden alkamista, mikä on yksi ikään liittyvän kuoleman johtavista syistä..

vaarat

Kun luonnolliset glutamaattitasot muuttuvat aivoissa tai kehossa, on mahdollista kärsiä kaikenlaisia ​​ongelmia. Näin tapahtuu, jos elimistössä on vähemmän aineita kuin mitä tarvitsemme, ikään kuin tasot nousevat liioiteltua.

Siten esimerkiksi glutamaattitasojen muutos kehossa on liittynyt mielenterveyshäiriöihin, kuten masennukseen, ahdistukseen ja skitsofreniaan. Lisäksi se näyttää myös liittyvän autismiin, Alzheimerin tautiin ja kaikkiin neurodegeneratiivisiin sairauksiin.

Toisaalta fyysisellä tasolla näyttää siltä, ​​että tämän aineen ylimääräinen määrä liittyisi sellaisiin ongelmiin kuin lihavuus, syöpä, diabetes tai amyotrofinen lateraaliskleroosi. Se voi myös vaikuttaa erittäin haitallisesti tiettyjen kehon osien, kuten lihasten ja luiden, terveyteen..

Kaikki nämä vaarat liittyisivät toisaalta puhtaan glutamaatin ylimäärään ruokavaliossa (mononatriumglutamaatin muodossa, joka näyttää voivan ylittää veri-aivoesteen). Lisäksi niillä olisi oltava liiallinen huokoisuus samassa esteessä.

johtopäätös

Glutamaatti on yksi tärkeimmistä kehomme tuottamista aineista, ja sillä on keskeinen rooli kaikenlaisissa toiminnoissa ja prosesseissa. E

n tässä artikkelissa olet oppinut, miten se toimii ja mitkä ovat sen tärkeimmät edut; mutta myös vaarat, joita sillä on, kun se löytyy liian suurista määristä kehossamme.

viittaukset

1. "Mikä on glutamaatti? Glutamaatti-neurotransmitterin toimintojen, kulkureittien ja herätyksen tutkiminen "Neurohackerissa". Haettu osoitteesta: 26. helmikuuta 2019 Neurohacker: neurohacker.com.
2. "Glutamatergisen järjestelmän yleiskatsaus": Kansallinen bioteknologian informaatiokeskus. Haettu: 26. helmikuuta 2019 kansallisesta bioteknologian tiedotuskeskuksesta: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Glutamaattireseptori": Wikipediassa. Haettu osoitteesta: 26. helmikuuta 2019 Wikipediasta: en.wikipedia.org.
4. "8 Merkittävät glutamaatti-roolit + miksi se on huonosti liiallinen": Self Hacked. Haettu osoitteesta: 26. helmikuuta 2019 Self Hacked: selfhacked.com.
5. "Glutamaatti (neurotransmitteri)": Wikipedia. Haettu osoitteesta: 26. helmikuuta 2019 Wikipediasta: en.wikipedia.org.