GLUTAMATE (NEUROTRANSMITTER): SYNTHESIS, PAGKILOS, PAG-ANDAR - NEUROPSYCHOLOGY - 2025

Ang glutamate ay ang pinaka-masaganang excitatory neurotransmitter sa sistema ng nerbiyos na gumana sa mga vertebrate organismo. Ito ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa lahat ng mga paggana ng excitatory, na nagpapahiwatig na nauugnay ito sa higit sa 90% ng lahat ng mga koneksyon sa synaptic sa utak ng tao.

Ang mga biochemical glutamate receptor ay maaaring nahahati sa tatlong klase: ang mga receptor ng AMPA, ang mga receptor ng NMDA, at ang mga receptor ng metabotropic glutamate. Ang ilang mga eksperto ay nakikilala ang isang ika-apat na uri, na kilala bilang mga receptor ng kainate. Ang mga ito ay matatagpuan sa lahat ng mga rehiyon ng utak, ngunit lalo na masagana sa ilang mga lugar.

Pinagmulan: pixabay.com

Ang Glutamate ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa synaptic plasticity. Dahil dito, lalo na itong nauugnay sa ilang mga advanced na cognitive function tulad ng memorya at pagkatuto. Ang isang tiyak na anyo ng plasticity, na kilala bilang pangmatagalang potentiation, ay nangyayari sa mga glutamatergic synapses sa mga lugar tulad ng hippocampus o cortex.

Bilang karagdagan sa lahat ng ito, ang glutamate ay mayroon ding bilang ng mga benepisyo sa kalusugan kapag natupok sa pamamagitan ng diyeta sa katamtaman. Gayunpaman, maaari rin itong maging sanhi ng ilang mga negatibong epekto kung mas puro ka concentrate, parehong antas ng utak at sa pagkain. Sa artikulong ito sasabihin namin sa iyo ang lahat tungkol sa kanya.

Sintesis

Istraktura ng L-Glutamate

Ang Glutamate ay isa sa mga pangunahing sangkap ng isang malaking bilang ng mga protina. Dahil dito, ito ay isa sa mga pinaka-masaganang amino acid sa buong katawan ng tao. Sa ilalim ng normal na mga kalagayan, posible na makakuha ng sapat na ito ng neurotransmitter sa pamamagitan ng diyeta, upang hindi kinakailangan na synthesize ito.

Gayunpaman, ang glutamate ay itinuturing na isang hindi kinakailangang amino acid. Nangangahulugan ito na, sa mga oras ng emerhensiya, mai-metabolize ito ng katawan mula sa iba pang mga sangkap. Partikular, maaari itong synthesized mula sa alpha-Ketoglutaric acid, na ginawa ng citric acid cycle mula sa citrate.

Sa antas ng utak, ang glutamate ay hindi may kakayahang tumawid sa hadlang ng dugo-utak sa kanyang sarili. Gayunpaman, gumagalaw ito sa gitnang sistema ng nerbiyos gamit ang isang sistema ng transportasyon na may mataas na pagkakaugnay. Naghahain ito upang ayusin ang konsentrasyon nito at panatilihin ang dami ng sangkap na ito na matatagpuan sa mga likido sa utak.

Sa gitnang sistema ng nerbiyos, ang glutamate ay synthesized mula sa glutamine sa isang proseso na kilala bilang "glutamate-glutaminergic cycle", sa pamamagitan ng pagkilos ng enzyme glutaminase. Maaari itong mangyari kapwa sa mga presynaptic neuron at sa mga glial cells na pumapalibot sa kanila.

Sa kabilang banda, ang glutamate mismo ay isang paunang-una sa isa pang napakahalagang neurotransmitter, ang GABA. Ang proseso ng pagbabago ay isinasagawa ng pagkilos ng glutamate decarboxylase enzyme.

Mekanismo ng pagkilos

Ang receptor ng AMPA ay nagbubuklod sa isang L-glutamate antagonist na nagpapakita ng amino terminal, ligand-binding domain, at transmembrane domain, PDB 3KG2. Ang Curtis Neveu Glutamate ay nagpapakita ng epekto nito sa katawan sa pamamagitan ng pagbubuklod sa apat na magkakaibang uri ng biochemical receptors: mga AMPA receptors, NMDA receptors, metabotropic glutamate receptors, at kainate receptors. Ang karamihan sa mga ito ay matatagpuan sa loob ng gitnang sistema ng nerbiyos.

Sa katunayan, ang karamihan sa mga glutamate receptor ay matatagpuan sa dendrites ng mga postynaptic cells; at nagbubuklod sila sa mga molekula na pinakawalan sa intra-synaptic space ng mga presynaptic cells. Sa kabilang banda, naroroon din sila sa mga cell tulad ng mga astrocytes at oligodendrocytes.

Ang mga receptor ng glutamine ay maaaring nahahati sa dalawang subtypes: ionotropic at metabotropic. Sa ibaba makikita natin kung paano gumagana ang bawat isa sa kanila nang mas detalyado.

Ang mga receptor ng Ionotropic

Ang Ionotropic receptor.

Ang mga Ionotropic glutamate receptor ay may pangunahing pag-andar na pinahihintulutan ang sodium, potassium, at kung minsan ang mga ion ng calcium ay dumaan sa utak bilang tugon sa glutamate na nagbubuklod. Kapag nangyayari ang pagbubuklod, pinasisigla ng antagonist ang direktang aksyon ng sentral na butil ng receptor, isang channel ng ion, kaya pinapayagan ang pagpasa ng mga sangkap na ito.

Ang pagpasa ng mga sodium, potassium at calcium ion ay nagdudulot ng isang postynaptic excitatory kasalukuyang. Ang kasalukuyang ito ay nagpapawalang-bisa; at kung ang isang sapat na bilang ng mga glutamate receptor ay isinaaktibo, maaaring makuha ang potensyal na pagkilos sa mga postynaptic neuron.

Ang lahat ng mga uri ng glutamo receptor ay may kakayahang gumawa ng isang postynaptic excitatory kasalukuyang. Gayunpaman, ang bilis at tagal ng kasalukuyang ito ay naiiba para sa bawat isa sa kanila. Kaya, ang bawat isa sa kanila ay may iba't ibang mga epekto sa nervous system.

Metaporropic receptors

Ang metabotropic glutamate receptors ay nabibilang sa C subfamily ng mga g-receptor na protina ng G. Ang mga ito ay nahahati sa tatlong mga grupo, na kung saan ay nahahati sa walong subtypes sa kaso ng mga mammal.

Ang mga receptor na ito ay binubuo ng tatlong magkakaibang bahagi: ang extracellular region, ang rehiyon ng transmembrane, at ang intracellular region. Depende sa kung saan nangyayari ang bono na may mga molekulang molekula, magkakaibang epekto ang magaganap sa katawan o sa nerbiyos na sistema.

Ang rehiyon ng extracellular ay binubuo ng isang module na kilala bilang "Venus flytrap" na responsable para sa nagbubuklod na glutamo. Mayroon din itong bahagi na mayaman sa cysteine ​​na gumaganap ng isang pangunahing papel sa paghahatid ng pagbabago ng kasalukuyang patungo sa bahagi ng transmembrane.

Ang rehiyon ng transmembrane ay binubuo ng pitong mga lugar, at ang pangunahing pag-andar nito ay upang ikonekta ang extracellular zone na may intracellular zone, kung saan ang pangkalahatang pagkabit ng protina ay nangyayari.

Ang pagbubuklod ng mga molekula ng glutamo sa extracellular region ay nagiging sanhi ng mga protina na umaabot sa intracellular region na maging phosphorylated. Naaapektuhan nito ang isang malaking bilang ng mga biochemical pathway at ion channel sa cell. Dahil dito, ang mga metaporropic receptor ay maaaring maging sanhi ng isang malawak na hanay ng mga epekto sa physiological.

Mga tatanggap sa labas ng gitnang sistema ng nerbiyos

Ang mga receptor ng glutamate ay pinaniniwalaang gumaganap ng isang pangunahing papel sa pagtanggap ng mga stimuli na nagpapahiwatig ng "umami" na lasa, isa sa limang pangunahing lasa ayon sa pinakabagong pananaliksik sa lugar na ito. Dahil dito, ang mga receptor ng klase na ito ay kilala na umiiral sa dila, partikular sa mga buds ng panlasa.

Ang Ionotropic glutamate receptor ay kilala rin na umiiral sa cardiac tissue, kahit na ang kanilang papel sa lugar na ito ay hindi pa kilala. Ang disiplina na kilala bilang "immunhistochemistry" ay matatagpuan ang ilan sa mga receptor na ito sa mga nerbiyos ng terminal, ganglia, conductive fibers, at ilang mga cardiomyocytes.

Sa kabilang banda, posible ring makahanap ng isang maliit na bilang ng mga receptor na ito sa ilang mga rehiyon ng pancreas. Ang pangunahing pagpapaandar dito ay upang ayusin ang pagtatago ng mga sangkap tulad ng insulin at glucagon. Binuksan nito ang pintuan upang magsaliksik sa posibilidad ng pag-regulate ng diabetes gamit ang glutamate antagonist.

Alam din natin ngayon na ang balat ay may isang tiyak na halaga ng mga receptor ng NMDA, na maaaring mapasigla upang makabuo ng isang analgesic effect. Sa madaling sabi, ang glutamate ay may iba't ibang mga epekto sa buong katawan, at ang mga receptor nito ay matatagpuan sa buong katawan.

Mga Tampok

Nakita na natin na ang glutamate ay ang pinaka-masaganang neurotransmitter sa utak ng mammalian. Pangunahin ito dahil sa ang katunayan na tinutupad nito ang isang malaking bilang ng mga pag-andar sa ating katawan. Narito sinabi namin sa iyo kung alin ang pangunahing.

Sinusuportahan ang normal na pag-andar ng utak

Ang Glutamate ay ang pinakamahalagang neurotransmitter sa pag-regulate ng normal na pag-andar ng utak. Halos lahat ng nabibigkas na mga neuron sa utak at gulugod ay glutamatergic.

Ang glutamate ay nagpapadala ng mga signal pareho sa utak at sa buong katawan. Ang mga mensahe na ito ay nakakatulong sa mga pag-andar tulad ng memorya, pag-aaral, o pangangatuwiran, bilang karagdagan sa paglalaro ng pangalawang papel sa maraming iba pang mga aspeto ng paggana ng ating utak.

Halimbawa, alam natin ngayon na may mga mababang antas ng glutamo ay imposible na bumuo ng mga bagong alaala. Bukod dito, ang isang abnormally mababang halaga ng neurotransmitter na ito ay maaaring mag-trigger ng mga pag-atake ng schizophrenia, epilepsy, o mga problema sa saykayatriko tulad ng depression at pagkabalisa.

Kahit na ang mga pag-aaral na may mga daga ay nagpapakita na ang abnormally mababang antas ng glutamate sa utak ay maaaring maiugnay sa mga karamdaman sa autism spectrum.

Ito ay isang hudyat sa GABA

Ang Glutamate din ang batayang ginagamit ng katawan upang mabuo ang isa pang napakahalagang neurotransmitter, gamma-aminobutyric acid (GABA). Ang sangkap na ito ay gumaganap ng isang napakahalagang papel sa pag-aaral, bilang karagdagan sa pag-urong ng kalamnan. Kaugnay din ito sa mga pag-andar tulad ng pagtulog o pagpapahinga.

Nagpapabuti ng paggana ng sistema ng pagtunaw

Ang glutamate ay maaaring makuha mula sa pagkain, dahil ang neurotransmitter na ito ang pangunahing mapagkukunan ng enerhiya para sa mga cell ng digestive system, pati na rin isang mahalagang substrate para sa synthesis ng mga amino acid sa bahaging ito ng katawan.

Ang glutamate sa pagkain ay nagdudulot ng maraming pangunahing reaksyon sa buong katawan. Halimbawa, binubuo nito ang vagus nerve, sa paraang ang promosyon ng serotonin sa sistema ng digestive. Pinasisigla nito ang mga paggalaw ng bituka, pati na rin ang pagtaas ng temperatura ng katawan at paggawa ng enerhiya.

Ang ilang mga pag-aaral ay nagpapakita na ang paggamit ng mga suplemento ng oral glutamate ay maaaring mapabuti ang panunaw sa mga pasyente na may mga problema sa bagay na ito. Bilang karagdagan, ang sangkap na ito ay maaari ring protektahan ang pader ng tiyan mula sa nakakapinsalang epekto ng ilang mga gamot dito.

Kinokontrol ang ikot ng gana at kasiyahan

Bagaman hindi namin alam nang eksakto kung paano naganap ang epekto na ito, ang glutamate ay may isang napakahalagang epekto ng regulasyon sa circuit ng gana sa pagkain at kasiyahan.

Sa gayon, ang pagkakaroon nito sa pagkain ay nagpapasaya sa atin sa gutom at nais na kumain ng higit pa; ngunit ito rin ang nagpapasaya sa atin pagkatapos makunan.

Nagpapabuti ng immune system

Ang ilan sa mga cell ng immune system ay mayroon ding glutamate receptors; halimbawa, T cells, B cells, macrophage, at dendritic cells. Ipinapahiwatig nito na ang neurotransmitter na ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa kapwa may katuturan at adaptive na mga immune system.

Ang ilang mga pag-aaral na gumagamit ng sangkap na ito bilang isang gamot ay nagpakita na maaari itong magkaroon ng isang napaka-kapaki-pakinabang na epekto sa mga sakit tulad ng cancer o impeksyon sa bakterya. Bilang karagdagan, lumilitaw din na protektahan ang ilang mga lawak laban sa mga neurodegenerative disorder, tulad ng Alzheimer's.

Nagpapabuti ng pag-andar ng kalamnan at buto

Ngayon alam natin na ang glutamate ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa paglaki at pag-unlad ng mga buto, pati na rin sa pagpapanatili ng kanilang kalusugan.

Pinipigilan ng sangkap na ito ang hitsura ng mga cell na nagpapalala sa mga buto, tulad ng mga osteoclast; at maaari itong magamit upang gamutin ang mga sakit tulad ng osteoporosis sa mga tao.

Sa kabilang banda, alam din natin na ang glutamate ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa pag-andar ng kalamnan. Sa panahon ng ehersisyo, halimbawa, ang neurotransmitter na ito ay may pananagutan sa pagbibigay ng enerhiya sa mga fibers ng kalamnan at paggawa ng glutathione.

Maaaring taasan ang kahabaan ng buhay

Sa wakas, iminumungkahi ng ilang mga pag-aaral kamakailan na ang glutamate ay maaaring magkaroon ng isang napaka-kapaki-pakinabang na epekto sa proseso ng pag-iipon ng mga cell. Bagaman hindi pa ito nasubok sa mga tao, ipinapakita ng mga eksperimento sa hayop na ang isang pagtaas sa sangkap na ito sa diyeta ay maaaring mabawasan ang mga rate ng namamatay.

Ang epektong ito ay pinaniniwalaan dahil sa glutamate na antalahin ang simula ng mga sintomas ng cellular aging, na kung saan ay isa sa mga nangungunang sanhi ng pagkamatay na may kaugnayan sa edad.

Mga Panganib

Kapag ang likas na antas ng glutamate ay binago sa utak o katawan, posible na magdusa ng lahat ng mga uri ng problema. Nangyayari ito kung mayroong mas kaunting sangkap sa katawan kaysa sa kailangan natin, o kung ang mga antas ay nakataas sa isang pinalaking paraan.

Kaya, halimbawa, ang mga pagbabago sa mga antas ng glutamate sa katawan ay nauugnay sa mga karamdaman sa pag-iisip tulad ng pagkalungkot, pagkabalisa, at schizophrenia. Bilang karagdagan, tila nauugnay din ito sa autism, Alzheimer's at lahat ng uri ng mga sakit na neurodegenerative.

Sa kabilang banda, sa isang pisikal na antas tila ang labis na sangkap na ito ay maiugnay sa mga problema tulad ng labis na katabaan, kanser, diabetes, o amyotrophic lateral sclerosis. Maaari rin itong magkaroon ng napakasirang epekto sa kalusugan ng ilang mga sangkap ng katawan, tulad ng mga kalamnan at buto.

Ang lahat ng mga panganib na ito ay maiuugnay, sa isang banda, sa labis na purong glutamate sa diyeta (sa anyo ng monosodium glutamate, na tila may kakayahang tumawid sa hadlang ng dugo-utak). Bilang karagdagan, kailangan din nilang gawin sa labis na porosity sa parehong hadlang.

konklusyon

Ang Glutamate ay isa sa pinakamahalagang sangkap na ginawa ng ating katawan, at gumaganap ito ng isang pangunahing papel sa lahat ng uri ng mga pag-andar at proseso. AT

n sa artikulong ito natutunan mo kung paano ito gumagana at kung ano ang pangunahing pakinabang nito; ngunit din ang mga panganib na mayroon ito kapag natagpuan sa sobrang mataas na halaga sa ating katawan.

Mga Sanggunian

1. "Ano ang glutamate? Isang pagsusuri sa mga pag-andar, mga daanan at paggulo ng glutamate neurotransmitter "sa: Neurohacker. Nakuha noong: Pebrero 26, 2019 mula sa Neurohacker: neurohacker.com.
2. "Pangkalahatang-ideya ng Glutamatergic System" sa: Pambansang Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. Nakuha noong: Pebrero 26, 2019 mula sa National Center for Biotechnology Impormasyon: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Glutamate receptor" sa: Wikipedia. Nakuha noong: Pebrero 26, 2019 mula sa Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. "8 Mahahalagang Papel ng Glutamate + Bakit Ito ay Masama sa Sobrang" sa: Self hacked. Nakuha noong: Pebrero 26, 2019 mula sa Self Hacked: selfhacked.com.
5. "Glutamate (neurotransmitter)" sa: Wikipedia. Nakuha noong: Pebrero 26, 2019 mula sa Wikipedia: en.wikipedia.org.