Sintesis glutamat (neurotransmitter), mekanisme tindakan, fungsi dan bahaya

The glutamat adalah neurotransmitter dengan fungsi penggambaran paling banyak dalam sistem saraf organisma vertebrata. Ia memainkan peranan penting dalam semua fungsi yang menarik, yang menunjukkan bahawa ia berkaitan dengan lebih daripada 90% daripada semua sambungan sinaptik dalam otak manusia.

Reseptor biokimia glutamat boleh dibahagikan kepada tiga kelas: reseptor AMPA, reseptor NMDA, dan reseptor glutamat metabotropik. Sesetengah pakar mengenal pasti jenis keempat, dikenali sebagai reseptor kainate. Mereka ditemui di semua kawasan otak, tetapi mereka sangat banyak di beberapa kawasan.

Glutamate memainkan peranan penting dalam keplastikan sinaptik. Oleh sebab itu, ia terutama berkaitan dengan fungsi kognitif lanjutan seperti memori dan pembelajaran. Bentuk plastis yang spesifik, dikenali sebagai potentiation jangka panjang, berlaku pada sinaps glutamatergik di kawasan-kawasan seperti hippocampus atau korteks..

Sebagai tambahan kepada semua ini, glutamat juga mempunyai beberapa manfaat kesihatan apabila dimakan melalui makan sederhana. Walau bagaimanapun, ia juga boleh menyebabkan beberapa kesan negatif jika tertumpu secara berlebihan, baik di dalam otak dan dalam makanan. Dalam artikel ini kita memberitahu anda semua tentang dia.

Indeks

• 1 Ringkasan
• 2 Mekanisme tindakan
  • 2.1 Reseptor Ionotropik
  • 2.2 Reseptor metabotropik
  • 2.3 Reseptor di luar sistem saraf pusat
• 3 Fungsi
  • 3.1 Bantuan untuk fungsi otak normal
  • 3.2 Ia merupakan pelopor GABA
  • 3.3 Meningkatkan fungsi sistem pencernaan
  • 3.4 Mengawal selera makan dan kesejahteraan
  • 3.5 Meningkatkan sistem imun
  • 3.6 Meningkatkan fungsi otot dan tulang
  • 3.7 Boleh meningkatkan umur panjang
• 4 Bahaya
• 5 Kesimpulan
• 6 Rujukan

Sintesis

Glutamat adalah salah satu komponen utama protein yang banyak. Oleh kerana itu, ia adalah salah satu daripada asid amino paling banyak di seluruh tubuh manusia. Di bawah keadaan biasa, adalah mungkin untuk mendapatkan cukup neurotransmitter ini melalui pemberian makanan, sedemikian rupa sehingga tidak perlu untuk mensintesiskannya.

Walau bagaimanapun, glutamat dianggap sebagai asid amino yang tidak penting. Ini bermakna, semasa kecemasan, tubuh dapat memetabolismenya dari bahan lain. Khususnya, ia boleh disintesis daripada asid alpha-ketoglutaric, yang dihasilkan oleh kitaran asid sitrik dari sitrat.

Di peringkat otak, glutamat tidak dapat menyeberangi penghalang darah-otak dengan sendirinya. Walau bagaimanapun, ia bergerak melalui sistem saraf pusat melalui sistem pengangkutan afiniti yang tinggi. Ini berfungsi untuk mengawal kepekatan anda dan tetap tetap jumlah bahan ini yang terdapat dalam cecair otak.

Dalam sistem saraf pusat, glutamat disintesis dari glutamin dalam proses yang dikenali sebagai "kitaran glutamat-glutaminergik", melalui tindakan enzim glutaminase. Ini boleh berlaku dalam neuron presinaptik, dan di sel-sel glial yang mengelilinginya.

Sebaliknya, glutamat sendiri adalah pelopor neurotransmitter lain yang sangat penting, GABA. Proses transformasi dilakukan melalui tindakan enzim decarboxylase glutamat.

Mekanisme tindakan

Glutamate memberi kesan kepada organisma dengan menghubungkan kepada empat jenis reseptor biokimia: reseptor AMPA, reseptor NMDA, reseptor glutamat metabotropik, dan reseptor kainate. Kebanyakannya terletak di dalam sistem saraf pusat.

Sebenarnya, sebahagian besar reseptor glutamat terletak di dendrites sel postsynaptic; dan ia dikaitkan dengan molekul yang dilepaskan di ruang intrasynaptic oleh sel presinaptik. Sebaliknya, mereka juga terdapat dalam sel seperti astrocytes dan oligodendrocytes.

Reseptor glutaminergik boleh dibahagikan kepada dua subtipe: ionotropik dan metabotropik. Seterusnya kita akan melihat bagaimana setiap kerja mereka lebih terperinci.

Reseptor Ionotropik

Reseptor glutamat ionotropik mempunyai fungsi utama untuk membolehkan laluan ion natrium, kalium dan kadangkala kalsium di dalam otak sebagai tindak balas kepada ikatan glutamat. Apabila ikatan dihasilkan, antagonis merangsang tindakan langsung dari liang pusat reseptor, saluran ion, yang membolehkan laluan bahan-bahan ini.

Laluan ion natrium, kalium dan kalsium menyebabkan arus pengujaan postsynaptic. Current ini adalah depolarizing; dan jika reseptor glutamat yang cukup diaktifkan, potensi tindakan dalam neuron postsynaptik dapat dicapai.

Semua jenis reseptor glutamat mampu mengeluarkan arus pasang surut. Walau bagaimanapun, kelajuan dan tempoh semasa ini adalah berbeza bagi setiap daripada mereka. Oleh itu, setiap daripada mereka mempunyai kesan yang berbeza terhadap sistem saraf.

Reseptor metabotropik

Reseptor glutamat metabotropik tergolong dalam subfamili C dari reseptor protein G. Mereka dibahagikan kepada tiga kumpulan, yang seterusnya dibahagikan kepada lapan subtipe dalam kes mamalia.

Reseptor ini terdiri daripada tiga bahagian yang berbeza: rantau ekstraselular, rantau transmembran, dan rantau intrasel. Bergantung kepada di mana hubungannya dengan molekul glutamat berlaku, kesan yang berlainan kepada badan atau sistem saraf akan berlaku.

Kawasan ekstraselular terdiri daripada modul yang dikenali sebagai Venus Flytrap, yang bertanggungjawab untuk mengikat glutamat. Ia juga mempunyai bahagian yang kaya dengan sistein yang memainkan peranan penting dalam penghantaran perubahan semasa ke arah bahagian transmembran.

Rantau transmembrane terdiri daripada tujuh kawasan, dan fungsi utamanya adalah untuk menyambung zon ekstraselular dengan zon intraselular, di mana gandingan protein biasanya berlaku..

Mengikat molekul glutamat di kawasan ekstraselular menyebabkan protein yang mencapai intrasel adalah fosforilasi. Ini memberi kesan kepada banyak laluan biokimia dan saluran ion dalam sel. Oleh itu, reseptor metabotropik boleh menyebabkan pelbagai kesan fisiologi yang sangat luas.

Reseptor di luar sistem saraf pusat

Adalah dipercayai bahawa reseptor glutamat memainkan peranan penting dalam penerimaan rangsangan yang menimbulkan rasa "umami", salah satu daripada lima perasa asas mengikut penyelidikan terkini dalam bidang ini. Disebabkan ini, diketahui bahawa terdapat reseptor jenis ini dalam bahasa, khususnya dalam selera.

Ia juga diketahui bahawa terdapat reseptor glutamat ionotropik dalam tisu jantung, walaupun fungsinya di kawasan ini masih belum diketahui. Disiplin yang dikenali sebagai "imunihistokimia" telah menemui beberapa reseptor ini dalam saraf terminal, ganglia, gentian konduktif, dan sesetengah miokardiosit.

Sebaliknya, ia juga mungkin untuk mencari sebilangan kecil reseptor ini di kawasan tertentu pankreas. Fungsi utamanya adalah mengawal selia bahan-bahan seperti insulin dan glukagon. Ini telah membuka pintu untuk penyelidikan tentang kemungkinan mengawal kencing manis menggunakan antagonis glutamat.

Kami juga tahu hari ini bahawa kulit mempunyai sejumlah reseptor NMDA, yang boleh dirangsang untuk menghasilkan kesan analgesik. Pendek kata, glutamat mempunyai kesan yang sangat bervariasi di seluruh badan, dan reseptornya terletak di seluruh badan.

Fungsi

Kami telah melihat bahawa glutamat adalah neurotransmitter paling banyak di otak mamalia. Hal ini disebabkan oleh fakta bahawa ia memenuhi sejumlah besar fungsi dalam organisma kita. Seterusnya kami beritahu anda yang utama.

Ia membantu fungsi otak normal

Glutamate adalah neurotransmitter yang paling penting dalam mengawal fungsi otak normal. Hampir semua neuron bersemangat di dalam otak dan saraf tunjang adalah glutamatergik.

Glutamat menghantar isyarat kepada otak serta seluruh badan. Mesej-mesej ini membantu fungsi-fungsi seperti ingatan, pembelajaran, atau penalaran, selain memainkan peranan sekunder dalam banyak aspek lain fungsi otak kita.

Sebagai contoh, pada masa kini kita tahu bahawa dengan tahap glutamat yang rendah, mustahil untuk membentuk kenangan baru. Di samping itu, jumlah yang luar biasa neurotransmitter ini boleh mencetuskan serangan terhadap skizofrenia, epilepsi, atau masalah psikiatri seperti kemurungan dan kecemasan.

Malah kajian dengan tikus menunjukkan bahawa kadar glutamat yang tidak normal di dalam otak mungkin berkaitan dengan gangguan spektrum autisme.

Ia merupakan pelopor GABA

Glutamat juga asas yang digunakan oleh tubuh untuk membentuk satu lagi neurotransmitter yang sangat penting, gamma-aminobutyric acid (GABA). Bahan ini memainkan peranan penting dalam pembelajaran, sebagai tambahan kepada penguncupan otot. Ia juga dikaitkan dengan fungsi-fungsi seperti tidur atau bersantai.

Meningkatkan fungsi sistem pencernaan

Glutamat boleh diserap dari makanan, neurotransmiter ini menjadi sumber utama sel-sel sistem pencernaan, serta substrat penting untuk sintesis asid amino di bahagian tubuh ini..

Glutamat yang terdapat di dalam makanan menyebabkan beberapa tindak balas asas di seluruh badan. Sebagai contoh, ia mengaktifkan saraf vagus, sedemikian rupa sehingga ia mempromosikan penghasilan serotonin dalam sistem pencernaan. Ini menggalakkan pergerakan usus, sebagai tambahan kepada peningkatan suhu badan dan pengeluaran tenaga.

Sesetengah kajian menunjukkan bahawa penggunaan suplemen oral glutamat dapat meningkatkan pencernaan pada pesakit yang menghadapi masalah dalam hal ini. Di samping itu, bahan ini juga boleh melindungi dinding perut daripada kesan berbahaya ubat-ubatan tertentu di atasnya..

Mengatur selera makan dan kesejahteraan

Walaupun kita tidak tahu dengan tepat bagaimana kesan ini berlaku, glutamat mempunyai kesan pengawalseliaan yang sangat penting pada selera makan dan lekas satiety.

Oleh itu, kehadiran mereka dalam makanan membuat kita merasa lebih lapar dan kita mahu makan lebih banyak; tetapi ia juga menyebabkan kita berasa lebih kenyang selepas mengambilnya.

Meningkatkan sistem imun

Sesetengah sel sistem imun juga mempunyai reseptor glutamat; sebagai contoh, sel T, sel B, makrofaj, dan sel dendritik. Ini menunjukkan bahawa neurotransmitter ini memainkan peranan yang penting dalam kedua-dua sistem imun yang semula jadi dan penyesuaian.

Beberapa kajian menggunakan bahan ini sebagai ubat telah menunjukkan bahawa ia boleh mempunyai kesan yang sangat baik dalam penyakit seperti kanser atau jangkitan bakteria. Di samping itu, ia juga seolah-olah melindungi tahap tertentu daripada gangguan neurodegeneratif, seperti Alzheimer.

Meningkatkan fungsi otot dan tulang

Hari ini kita tahu bahawa glutamat memainkan peranan utama dalam pertumbuhan dan perkembangan tulang, serta dalam menjaga kesihatan anda.

Bahan ini menghalang penampilan sel yang merosakkan tulang, seperti osteoklas; dan boleh digunakan untuk merawat penyakit seperti osteoporosis pada manusia.

Sebaliknya, kita juga tahu bahawa glutamat memainkan peranan penting dalam fungsi otot. Semasa latihan, sebagai contoh, neurotransmitter ini bertanggungjawab untuk menyediakan tenaga kepada gentian otot dan menghasilkan glutation.

Boleh meningkatkan umur panjang

Akhirnya, kajian beberapa kajian menunjukkan bahawa glutamat boleh memberi kesan yang sangat baik terhadap proses penuaan sel. Walaupun belum diuji dengan manusia, eksperimen haiwan menunjukkan bahawa peningkatan dalam bahan ini dalam diet dapat mengurangkan kadar kematian.

Adalah dipercayai bahawa kesan ini disebabkan oleh glutamat melambatkan permulaan gejala penuaan sel, yang merupakan salah satu penyebab utama kematian berkaitan dengan usia.

Bahaya

Apabila tahap semula jadi glutamat diubah di dalam otak atau di dalam badan, mungkin mengalami pelbagai masalah. Ini berlaku sama ada terdapat sedikit bahan dalam tubuh daripada yang kita perlukan, seolah-olah tahap meningkat dengan cara yang dibesar-besarkan.

Oleh itu, sebagai contoh, perubahan dalam tahap glutamin dalam tubuh telah dikaitkan dengan gangguan mental seperti kemurungan, kecemasan dan skizofrenia. Di samping itu, ia juga sepertinya berkaitan dengan autisme, Alzheimer dan semua jenis penyakit neurodegenerative.

Sebaliknya, pada peringkat fizikal nampaknya lebihan zat ini dikaitkan dengan masalah seperti obesiti, kanser, diabetes, atau sklerosis lateral amyotrophik. Ia juga boleh mempunyai kesan yang sangat memudaratkan kesihatan komponen tertentu badan, seperti otot dan tulang..

Semua bahaya ini akan dikaitkan, di satu pihak, kepada lebihan glutamat tulen dalam diet (dalam bentuk monosodium glutamat, yang seolah-olah dapat melepasi halangan otak darah). Di samping itu, ia juga perlu dilakukan dengan kelebihan keliangan dalam halangan yang sama.

Kesimpulannya

Glutamat adalah salah satu bahan yang paling penting yang dihasilkan oleh badan kita, dan memainkan peranan penting dalam semua jenis fungsi dan proses. E

n artikel ini, anda telah belajar bagaimana ia berfungsi dan manfaat utamanya; tetapi juga bahaya yang ada ketika ia didapati dalam jumlah terlalu tinggi dalam tubuh kita.

Rujukan

1. "Apakah glutamat? Pemeriksaan fungsi, laluan dan pengujaan neurotransmiter glutamat "dalam: Neurohacker. Diperoleh pada: 26 Februari 2019 dari Neurohacker: neurohacker.com.
2. "Tinjauan Sistem Glutamatergik" di: Pusat Maklumat Bioteknologi Negara. Diambil: 26 Februari 2019 dari Pusat Maklumat Bioteknologi Kebangsaan: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Reseptor glutamat" dalam: Wikipedia. Diperoleh pada: 26 Februari, 2019 dari Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. "8 Peranan Penting Glutamat + Kenapa Ia Berlebihan dalam Kelebihan" dalam: Self Hacked. Diperoleh pada: 26 Februari, 2019 dari Self Hacked: selfhacked.com.
5. "Glutamat (neurotransmitter)" dalam: Wikipedia. Diperoleh pada: 26 Februari, 2019 dari Wikipedia: en.wikipedia.org.