Syntéza glutamátu (neurotransmiteru), mechanismus účinku, funkce a nebezpečí



 glutamátu je neurotransmiter s nejhojnější excitační funkcí v nervovém systému organizmů obratlovců. To hraje základní roli ve všech vzrušujících funkcích, který znamená, že to souvisí s více než 90% všech synaptických spojení v lidském mozku..

Biochemické receptory glutamátu mohou být rozděleny do tří tříd: receptory AMPA, receptory NMDA a receptory metabotropního glutamátu. Někteří experti identifikují čtvrtý typ, známý jako kainátové receptory. Oni jsou nalezeni ve všech oblastech mozku, ale oni jsou obzvláště hojní v některých oblastech.

Glutamát hraje zásadní roli v synaptické plasticitě. Z tohoto důvodu souvisí zejména s některými pokročilými kognitivními funkcemi, jako je paměť a učení. Specifická forma plasticity, známá jako dlouhodobá potenciace, se vyskytuje u glutamátergických synapsí v oblastech, jako je hipokampus nebo kortex..

Kromě toho všeho, glutamát má také řadu přínosů pro zdraví, když je konzumován prostřednictvím mírného stravování. Může však také způsobit některé negativní účinky, pokud se koncentruje nadměrně, a to jak v mozku, tak v potravinách. V tomto článku vám povíme vše o něm.

Index

  • 1 Shrnutí
  • 2 Mechanismus působení
    • 2.1 Ionotropní receptory
    • 2.2 Metabotropní receptory
    • 2.3 Receptory mimo centrální nervový systém
  • 3 Funkce
    • 3.1 Pomoc při normální funkci mozku
    • 3.2 Je to prekurzor GABA
    • 3.3 Zlepšuje fungování trávicího systému
    • 3.4 Reguluje cyklus chuti k jídlu a sytosti
    • 3.5 Zlepšuje imunitní systém
    • 3.6 Zlepšuje funkci svalů a kostí
    • 3.7 Může zvýšit životnost
  • 4 Nebezpečí
  • 5 Závěr
  • 6 Odkazy

Syntéza

Glutamát je jednou z hlavních složek velkého množství proteinů. Z tohoto důvodu je to jedna z nejhojnějších aminokyselin v celém lidském těle. Za normálních okolností je možné získat dostatek tohoto neurotransmiteru přes krmení takovým způsobem, že není nutné jej syntetizovat.

Nicméně glutamát je považován za neesenciální aminokyselinu. To znamená, že v době nouze může tělo metabolizovat z jiných látek. Konkrétně může být syntetizován z kyseliny alfa-ketoglutarové, která je tvořena cyklem kyseliny citrónové z citrátu..

Na úrovni mozku není glutamát sám schopen překonat hematoencefalickou bariéru. Nicméně, to se pohybuje přes centrální nervový systém přes vysoce afinitní dopravní systém. To slouží k regulaci koncentrace a udržení konstantního množství této látky, která se nachází v mozkových tekutinách.

V centrálním nervovém systému je glutamát syntetizován z glutaminu v procesu známém jako "glutamát-glutaminergní cyklus" působením enzymu glutaminázy. To může nastat jak v presynaptických neuronech, tak v gliových buňkách, které je obklopují.

Na druhou stranu, glutamát je sám o sobě prekurzorem jiného neurotransmiteru velkého významu, GABA. Transformační proces se provádí působením enzymu glutamát dekarboxylázy.

Mechanismus působení

Glutamát působí na organismus spojením se čtyřmi různými typy biochemických receptorů: receptory AMPA, receptory NMDA, receptory metabotropního glutamátu a receptory kainátu. Většina z nich se nachází v centrálním nervovém systému.

Ve skutečnosti je drtivá většina receptorů glutamátu lokalizována v dendritech postsynaptických buněk; a jsou spojeny s molekulami uvolněnými v intrasynaptickém prostoru presynaptickými buňkami. Na druhé straně jsou také přítomny v buňkách, jako jsou astrocyty a oligodendrocyty.

Glutaminergní receptory mohou být rozděleny do dvou subtypů: ionotropní a metabotropní. Dále uvidíme, jak každý z nich pracuje podrobněji.

Ionotropní receptory

Receptory ionotropního glutamátu mají hlavní funkci umožňující průchod iontů sodíku, draslíku a někdy vápníku v mozku v reakci na glutamátovou vazbu. Když je vazba vytvořena, antagonista stimuluje přímý účinek centrálního póru receptoru, iontového kanálu, který tak umožňuje průchod těchto látek..

Průchod iontů sodíku, draslíku a vápníku způsobuje postsynaptický excitační proud. Tento proud je depolarizující; a pokud je aktivováno dostatečné množství receptorů glutamátu, může být dosažen akční potenciál v postsynaptickém neuronu.

Všechny typy receptorů glutamátu jsou schopny produkovat postsynaptický excitační proud. Rychlost a doba trvání tohoto proudu je však u každého z nich jiná. Každý z nich má tedy na nervový systém různé účinky.

Metabotropní receptory

Receptory metabotropního glutamátu patří do podrodiny C proteinových receptorů G. Jsou rozděleny do tří skupin, které jsou v případě savců rozděleny do osmi subtypů..

Tyto receptory se skládají ze tří odlišných částí: extracelulární oblasti, transmembránové oblasti a intracelulární oblasti. V závislosti na tom, kde dochází k vazbě na molekuly glutamátu, dojde k odlišnému účinku na tělo nebo nervový systém.

Extracelulární oblast je tvořena modulem známým jako Venuše Flytrap, který je zodpovědný za vazbu glutamátu. Má také část bohatou na cystein, která hraje zásadní roli v přenosu aktuální změny směrem k transmembránové části.

Transmembránová oblast se skládá ze sedmi oblastí a její hlavní funkcí je spojení extracelulární zóny s intracelulární zónou, kde obvykle dochází k vazbě na proteiny..

Vazba molekul glutamátu v extracelulární oblasti způsobuje fosforylaci proteinů, které se dostanou do intracelulární oblasti. To ovlivňuje velký počet biochemických drah a iontových kanálů v buňce. Z tohoto důvodu mohou metabotropní receptory způsobit velmi široký rozsah fyziologických účinků.

Receptory mimo centrální nervový systém

Má se za to, že glutamátové receptory hrají zásadní roli v přijímání podnětů, které vyvolávají chuť "umami", jedné z pěti základních příchutí podle nejnovějšího výzkumu v této oblasti. Z tohoto důvodu je známo, že existují receptory tohoto druhu v jazyce, konkrétně v chuťových pohárcích.

Je také známo, že v srdeční tkáni jsou ionotropní glutamátové receptory, ačkoli jeho funkce v této oblasti není dosud známa. Disciplína známá jako "imunihistochemie" lokalizovala některé z těchto receptorů v terminálních nervech, gangliích, vodivých vláknech a některých myokardiocytech..

Na druhé straně je také možné nalézt malý počet těchto receptorů v určitých oblastech pankreatu. Jeho hlavní funkcí je regulovat vylučování látek, jako je inzulín a glukagon. To otevřelo dveře k výzkumu možnosti regulace diabetu pomocí antagonistů glutamátu.

Dnes také víme, že kůže má určité množství NMDA receptorů, které mohou být stimulovány k vyvolání analgetického účinku. Stručně řečeno, glutamát má velmi rozmanité účinky v celém těle a jeho receptory se nacházejí v celém těle.

Funkce

Již jsme zjistili, že glutamát je nejrozšířenějším neurotransmiterem v mozku savců. To je způsobeno především tím, že v našem organismu plní velké množství funkcí. Dále vám řekneme, které jsou hlavní.

Pomáhá normální funkci mozku

Glutamát je neurotransmiter, který má největší význam při regulaci normálních funkcí mozku. Prakticky všechny excitační neurony v mozku a míše jsou glutamátergické.

Glutamát vysílá signály do mozku i do celého těla. Tyto zprávy pomáhají s funkcemi, jako je paměť, učení nebo uvažování, kromě toho, že hrají sekundární roli v mnoha dalších aspektech fungování našeho mozku.

Například dnes víme, že s nízkou hladinou glutamátu není možné vytvořit nové vzpomínky. Mimoto abnormálně nízké množství tohoto neurotransmiteru může vyvolat záchvaty schizofrenie, epilepsie nebo psychiatrických problémů, jako je deprese a úzkost..

Dokonce i studie na myších ukazují, že abnormálně nízké hladiny glutamátu v mozku mohou souviset s poruchami autistického spektra.

Je to prekurzor GABA

Glutamát je také základem, který tělo používá k tvorbě dalšího neurotransmiteru s velkým významem, kyseliny gama-aminomaslové (GABA). Tato látka hraje vedle učení svalů velmi důležitou roli při učení. To je také spojováno s funkcemi takový jako spánek nebo relaxace.

Zlepšuje fungování trávicího systému

Glutamát může být absorbován z potravin, tento neurotransmiter je hlavním zdrojem energie buněk trávicího systému, stejně jako důležitým substrátem pro syntézu aminokyselin v této části těla..

Glutamát přítomný v potravinách způsobuje v těle několik základních reakcí. Například aktivuje nerv vagus tak, že podporuje tvorbu serotoninu v zažívacím systému. To zvyšuje pohyb střev, kromě zvýšení tělesné teploty a produkce energie.

Některé studie ukazují, že použití perorálních doplňků glutamátu může zlepšit trávení u pacientů s problémy v tomto ohledu. Kromě toho tato látka může také chránit žaludeční stěnu před škodlivým účinkem některých léků na to..

Reguluje cyklus chuti k jídlu a sytosti

I když přesně nevíme, jak k tomuto efektu dochází, glutamát má velmi důležitý regulační účinek na chuť k jídlu a sytost.

Jejich přítomnost v potravinách nás tak činí hladovějšími a chceme jíst více; ale také to způsobuje, že se po přijetí cítíme více nasyceni.

Zlepšuje imunitní systém

Některé z buněk imunitního systému mají také glutamátové receptory; například T buňky, B buňky, makrofágy a dendritické buňky. To naznačuje, že tento neurotransmiter hraje důležitou roli v přirozeném i adaptivním imunitním systému.

Některé studie užívající tuto látku jako léčivo ukázaly, že může mít velmi příznivý účinek při onemocněních, jako je rakovina nebo bakteriální infekce. Navíc se zdá, že chrání do jisté míry také neurodegenerativní poruchy, jako je Alzheimerova choroba.

Zlepšuje funkci svalů a kostí

Dnes víme, že glutamát hraje klíčovou roli v růstu a vývoji kostí, stejně jako při udržování vašeho zdraví.

Tato látka zabraňuje vzniku buněk, které poškozují kosti, jako jsou osteoklasty; a mohou být použity k léčbě onemocnění, jako je osteoporóza u lidí.

Na druhou stranu také víme, že glutamát hraje zásadní roli ve svalové funkci. Během cvičení je například tento neurotransmiter zodpovědný za poskytování energie svalovým vláknům a produkci glutathionu.

Může zvýšit životnost

Některé nedávné studie naznačují, že glutamát může mít velmi příznivý vliv na proces stárnutí buněk. I když ještě nebyly s lidmi testovány, pokusy na zvířatech ukazují, že zvýšení této látky ve stravě může snížit míru úmrtnosti.

Předpokládá se, že tento účinek je způsoben glutamátem, který zpomaluje nástup příznaků stárnutí buněk, což je jedna z hlavních příčin úmrtí souvisejících s věkem..

Nebezpečí

Když se přirozené hladiny glutamátu mění v mozku nebo v těle, je možné trpět všemi druhy problémů. To se děje bez ohledu na to, zda je v těle méně látky, než potřebujeme, jako by se hladiny zvyšovaly přehnaně.

Tak například změna hladiny glutamátu v těle je spojena s duševními poruchami, jako je deprese, úzkost a schizofrenie. Navíc se také zdá, že souvisí s autismem, Alzheimerovou chorobou a všemi typy neurodegenerativních onemocnění.

Na druhé straně, na fyzické úrovni se zdá, že přebytek této látky by byl spojen s problémy, jako je obezita, rakovina, diabetes nebo amyotrofická laterální skleróza. Mohlo by to mít také velmi škodlivé účinky na zdraví některých složek těla, jako jsou svaly a kosti..

Všechna tato nebezpečí by byla na jedné straně spojena s přebytkem čistého glutamátu ve stravě (ve formě glutamátu sodného, ​​který se zdá být schopen překonat hematoencefalickou bariéru). Kromě toho by se také musely zabývat nadbytkem pórovitosti v této stejné bariéře.

Závěr

Glutamát je jednou z nejdůležitějších látek produkovaných naším tělem a hraje zásadní roli ve všech typech funkcí a procesů. E

v tomto článku jste se naučili, jak funguje a jaké jsou jeho hlavní přínosy; ale také nebezpečí, které má, když se nachází v příliš vysokém množství v našem těle.

Odkazy

  1. "Co je glutamát?" Vyšetření funkcí, cest a excitace glutamátového neurotransmiteru "v: Neurohacker." Citováno dne: 26. února 2019 z Neurohacker: neurohacker.com.
  2. "Přehled systému glutamátergie" v: Národní centrum pro biotechnologické informace. Citováno: 26. února 2019 z Národního centra pro biotechnologické informace: ncbi.nlm.nih.gov.
  3. "Glutamátový receptor" v: Wikipedia. Citováno dne: 26. února 2019 z Wikipedie: Wikipedia.org.
  4. "8 důležitých rolí glutamátu + proč je to špatné v přebytku" v: Self Hacked. Citováno dne: 26. února 2019 od uživatele Self Hacked: selfhacked.com.
  5. "Glutamát (neurotransmitter)" v: Wikipedia. Citováno dne: 26. února 2019 z Wikipedie: Wikipedia.org.