GLUTAMAT (NEUROTRANSMITTER): SINTESIS, TINDAKAN, FUNGSI - NEUROPSIKOLOGI - 2025

The glutamat adalah neurotransmitter berangsang banyak yang paling dalam fungsi sistem saraf dalam organisma vertebrata. Ini memainkan peranan penting dalam semua fungsi rangsangan, yang menyiratkan bahawa ia berkaitan dengan lebih dari 90% dari semua sambungan sinaptik di otak manusia.

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

Sumber: pixabay.com

Glutamat memainkan peranan penting dalam keplastikan sinaptik. Oleh kerana itu, ia terutama berkaitan dengan fungsi kognitif lanjutan tertentu seperti memori dan pembelajaran. Bentuk keplastikan tertentu, yang dikenali sebagai potensiasi jangka panjang, berlaku pada sinapsis glutamatergik di kawasan seperti hippocampus atau korteks.

Selain semua ini, glutamat juga mempunyai sejumlah manfaat kesihatan ketika dimakan melalui diet secara sederhana. Walau bagaimanapun, ia juga boleh menyebabkan beberapa kesan negatif jika anda terlalu banyak menumpukan perhatian, baik pada tahap otak dan makanan. Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda semua tentang dia.

Sintesis

Struktur L-Glutamat

Glutamat adalah salah satu komponen utama sebilangan besar protein. Oleh kerana itu, ia adalah salah satu asid amino yang paling banyak terdapat di seluruh tubuh manusia. Dalam keadaan biasa, mungkin terdapat cukup neurotransmitter melalui diet, sehingga tidak perlu mensintesisnya.

Walau bagaimanapun, glutamat dianggap sebagai asid amino yang tidak penting. Ini bermaksud, pada masa kecemasan, tubuh dapat memetabolismekannya dari bahan lain. Secara khusus, ia dapat disintesis dari asid alpha-Ketoglutaric, yang dihasilkan oleh kitaran asid sitrik dari sitrat.

Pada tahap otak, glutamat tidak mampu melintasi penghalang darah-otak dengan sendirinya. Walau bagaimanapun, ia bergerak melalui sistem saraf pusat menggunakan sistem pengangkutan pertalian tinggi. Ini berfungsi untuk mengatur kepekatannya dan memastikan jumlah bahan ini yang terdapat dalam cecair otak tetap berterusan.

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

Sebaliknya, glutamat sendiri merupakan pendahulu kepada neurotransmitter yang sangat penting, GABA. Proses transformasi dilakukan dengan tindakan enzim glutamat decarboxylase.

Mekanisme tindakan

Reseptor AMPA mengikat antagonis L-glutamat yang menunjukkan terminal amino, domain pengikat ligan, dan domain transmembran, PDB 3KG2. Curtis Neveu Glutamate memberikan kesannya pada tubuh dengan mengikat empat jenis reseptor biokimia: reseptor AMPA, reseptor NMDA, reseptor glutamat metabotropik, dan reseptor kainate. Sebilangan besar dari mereka terletak di dalam sistem saraf pusat.

Sebenarnya, sebahagian besar reseptor glutamat terletak di dendrit sel postynaptic; dan mereka mengikat molekul yang dilepaskan ke ruang intra-sinaptik oleh sel presinaptik. Sebaliknya, mereka juga terdapat dalam sel seperti astrosit dan oligodendrocytes.

Reseptor glutamin boleh dibahagikan kepada dua subtipe: ionotropik dan metabotropik. Di bawah ini kita akan melihat bagaimana masing-masing berfungsi dengan lebih terperinci.

Reseptor ionotropik

Reseptor ionotropik.

Reseptor glutamat ionotropik mempunyai fungsi utama membiarkan ion natrium, kalium, dan kadang-kadang ion kalsium melewati otak sebagai tindak balas terhadap pengikatan glutamat. Apabila pengikatan berlaku, antagonis merangsang tindakan langsung pori pusat reseptor, saluran ion, sehingga memungkinkan masuknya bahan-bahan ini.

Saluran ion natrium, kalium dan kalsium menyebabkan arus eksitasi postynaptic. Arus ini adalah depolarisasi; dan jika bilangan reseptor glutamat yang mencukupi diaktifkan, potensi tindakan pada neuron postynaptic dapat dicapai.

Semua jenis reseptor glutamat mampu menghasilkan arus eksitasi postynaptic. Walau bagaimanapun, kelajuan dan jangka masa arus ini berbeza bagi masing-masing. Oleh itu, masing-masing mempunyai kesan yang berbeza pada sistem saraf.

Reseptor metabotropik

Reseptor glutamat metabotropik tergolong dalam subkeluargaan reseptor protein G. Mereka dibahagikan kepada tiga kumpulan, yang seterusnya dibahagikan kepada lapan subtipe dalam hal mamalia.

Reseptor ini terdiri dari tiga bahagian yang berbeza: kawasan ekstraselular, wilayah transmembran, dan wilayah intraselular. Bergantung pada di mana ikatan dengan molekul glutamat berlaku, kesan yang berbeza akan berlaku di dalam badan atau di sistem saraf.

Kawasan ekstraselular terdiri dari modul yang dikenal sebagai "Venus flytrap" yang bertanggung jawab untuk mengikat glutamat. Ia juga memiliki bahagian yang kaya akan sistein yang memainkan peranan mendasar dalam transmisi perubahan arus ke bahagian transmembran.

Kawasan transmembran terdiri dari tujuh daerah, dan fungsi utamanya adalah untuk menghubungkan zon ekstraselular dengan zon intraselular, di mana penggabungan protein umumnya terjadi.

Pengikatan molekul glutamat di kawasan ekstraselular menyebabkan protein yang mencapai kawasan intraselular difosforilasi. Ini mempengaruhi sebilangan besar laluan biokimia dan saluran ion di dalam sel. Oleh kerana itu, reseptor metabotropik boleh menyebabkan kesan fisiologi yang sangat luas.

Reseptor di luar sistem saraf pusat

Reseptor glutamat dipercayai memainkan peranan penting dalam menerima rangsangan yang menimbulkan rasa "umami", salah satu daripada lima rasa asas menurut penyelidikan terbaru di kawasan ini. Oleh kerana itu, reseptor kelas ini diketahui ada di lidah, khususnya pada selera.

Reseptor glutamat ion juga diketahui wujud dalam tisu jantung, walaupun peranannya di kawasan ini masih belum diketahui. Disiplin yang dikenali sebagai "immunhistochemistry" telah menempatkan beberapa reseptor ini di saraf terminal, ganglia, serat konduktif, dan beberapa kardiomiosit.

Sebaliknya, terdapat juga sebilangan kecil reseptor ini di kawasan pankreas tertentu. Fungsi utamanya di sini adalah untuk mengatur rembesan zat seperti insulin dan glukagon. Ini telah membuka pintu untuk meneliti kemungkinan mengatur diabetes menggunakan antagonis glutamat.

Kita juga tahu hari ini bahawa kulit mempunyai sejumlah reseptor NMDA, yang dapat dirangsang untuk menghasilkan kesan analgesik. Ringkasnya, glutamat mempunyai kesan yang sangat berbeza di seluruh badan, dan reseptornya terdapat di seluruh badan.

ciri-ciri

Kita telah melihat bahawa glutamat adalah neurotransmitter paling banyak di otak mamalia. Ini terutama disebabkan oleh fakta bahawa ia memenuhi sebilangan besar fungsi dalam tubuh kita. Di sini kami memberitahu anda yang mana yang utama.

Menyokong fungsi otak yang normal

Glutamat adalah neurotransmitter yang paling penting dalam mengatur fungsi otak normal. Hampir semua neuron rangsangan di otak dan saraf tunjang adalah glutamatergik.

Glutamat menghantar isyarat ke otak dan ke seluruh badan. Mesej ini membantu dengan fungsi seperti memori, pembelajaran, atau penaakulan, selain memainkan peranan sekunder dalam banyak aspek lain dari fungsi otak kita.

Sebagai contoh, hari ini kita tahu bahawa dengan tahap glutamat rendah adalah mustahil untuk membentuk kenangan baru. Tambahan pula, jumlah neurotransmitter yang rendah ini boleh mencetuskan serangan skizofrenia, epilepsi, atau masalah psikiatri seperti kemurungan dan kegelisahan.

Malah kajian dengan tikus menunjukkan bahawa tahap glutamat rendah di otak dapat dikaitkan dengan gangguan spektrum autisme.

Ia adalah pendahulu kepada GABA

Glutamat juga merupakan asas yang digunakan oleh tubuh untuk membentuk neurotransmitter yang sangat penting, asid gamma-aminobutyric (GABA). Bahan ini memainkan peranan yang sangat penting dalam pembelajaran, selain pengecutan otot. Ia juga dikaitkan dengan fungsi seperti tidur atau berehat.

Meningkatkan fungsi sistem pencernaan

Glutamat dapat diserap dari makanan, menjadi neurotransmitter ini sumber tenaga utama untuk sel-sel sistem pencernaan, dan juga substrat penting untuk sintesis asid amino di bahagian tubuh ini.

Glutamat dalam makanan menyebabkan beberapa reaksi mendasar di seluruh badan. Sebagai contoh, ia mengaktifkan saraf vagus, sedemikian rupa sehingga pengeluaran serotonin dalam sistem pencernaan dipromosikan. Ini mendorong pergerakan usus, serta meningkatkan suhu badan dan pengeluaran tenaga.

Beberapa kajian menunjukkan bahawa penggunaan suplemen glutamat oral dapat meningkatkan pencernaan pada pesakit yang mengalami masalah dalam hal ini. Selain itu, bahan ini juga dapat melindungi dinding perut dari kesan berbahaya ubat-ubatan tertentu di atasnya.

Mengatur kitaran selera makan dan kenyang

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

Oleh itu, kehadirannya dalam makanan menjadikan kita merasa lebih lapar dan ingin makan lebih banyak; tetapi juga membuat kita merasa lebih puas setelah mengambilnya.

Meningkatkan sistem ketahanan badan

Sebilangan sel sistem imun juga mempunyai reseptor glutamat; sebagai contoh, sel T, sel B, makrofag, dan sel dendritik. Ini menunjukkan bahawa neurotransmitter ini memainkan peranan penting dalam sistem imun bawaan dan adaptif.

Beberapa kajian yang menggunakan bahan ini sebagai ubat menunjukkan bahawa ia boleh memberi kesan yang sangat baik kepada penyakit seperti barah atau jangkitan bakteria. Di samping itu, tampaknya juga dapat melindungi dari gangguan neurodegeneratif, seperti Alzheimer.

Meningkatkan fungsi otot dan tulang

Hari ini kita tahu bahawa glutamat memainkan peranan penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tulang, serta menjaga kesihatannya.

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

Sebaliknya, kita juga tahu bahawa glutamat memainkan peranan penting dalam fungsi otot. Sebagai contoh, semasa bersenam, neurotransmitter ini bertanggungjawab untuk membekalkan tenaga kepada serat otot dan menghasilkan glutathione.

Boleh meningkatkan umur panjang

Akhirnya, beberapa kajian baru-baru ini menunjukkan bahawa glutamat dapat memberi kesan yang sangat baik terhadap proses penuaan sel. Walaupun belum diuji pada manusia, eksperimen haiwan menunjukkan bahawa peningkatan zat ini dalam makanan dapat menurunkan kadar kematian.

Kesan ini dipercayai disebabkan oleh glutamat yang menunda permulaan gejala penuaan selular, yang merupakan salah satu penyebab utama kematian yang berkaitan dengan usia.

Bahaya

Apabila tahap glutamat semula jadi diubah di otak atau badan, ada kemungkinan untuk mengalami semua jenis masalah. Ini berlaku sama ada terdapat sedikit zat dalam tubuh daripada yang kita perlukan, atau jika tahapnya meningkat dengan cara yang berlebihan.

Oleh itu, sebagai contoh, perubahan tahap glutamat dalam badan telah dikaitkan dengan gangguan mental seperti kemurungan, kegelisahan, dan skizofrenia. Selain itu, ia juga berkaitan dengan autisme, Alzheimer dan semua jenis penyakit neurodegeneratif.

Sebaliknya, pada tahap fizikal nampaknya kelebihan zat ini dikaitkan dengan masalah seperti kegemukan, barah, diabetes, atau sklerosis lateral amyotrophic. Ia juga boleh memberi kesan buruk terhadap kesihatan komponen tubuh tertentu, seperti otot dan tulang.

Semua bahaya ini berkaitan, di satu pihak, dengan kelebihan glutamat murni dalam diet (dalam bentuk monosodium glutamat, yang sepertinya dapat melintasi penghalang darah-otak). Di samping itu, mereka juga mempunyai kaitan dengan keliangan berlebihan dalam halangan yang sama.

kesimpulan

Glutamat adalah salah satu zat terpenting yang dihasilkan oleh tubuh kita, dan memainkan peranan penting dalam semua jenis fungsi dan proses. DAN

Dalam artikel ini anda telah belajar bagaimana ia berfungsi dan apa faedah utamanya; tetapi juga bahaya yang dialaminya ketika didapati dalam jumlah yang terlalu tinggi di dalam badan kita.

Rujukan

1. "Apa itu glutamat? Pemeriksaan fungsi, laluan dan pengujaan neurotransmitter glutamat ”dalam: Neurohacker. Diakses pada: 26 Februari 2019 dari Neurohacker: neurohacker.com.
2. "Gambaran Keseluruhan Sistem Glutamatergik" di: Pusat Maklumat Bioteknologi Nasional. Diakses pada: 26 Februari 2019 dari Pusat Maklumat Bioteknologi Nasional: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Reseptor glutamat" dalam: Wikipedia. Diakses pada: 26 Februari 2019 dari Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. "8 Peranan Penting Glutamat + Mengapa Buruk dalam Lebihan" dalam: Diri Diretas. Diakses pada: 26 Februari 2019 dari Self Hacked: selfhacked.com.
5. "Glutamat (neurotransmitter)" dalam: Wikipedia. Diakses pada: 26 Februari 2019 dari Wikipedia: en.wikipedia.org.