การสังเคราะห์กลูตาเมต (สารสื่อประสาท) กลไกการออกฤทธิ์หน้าที่และอันตราย

 กลูตาเมต เป็นสารสื่อประสาทที่มีฟังก์ชั่นการกระตุ้นมากที่สุดในระบบประสาทของสิ่งมีชีวิตที่มีกระดูกสันหลัง มันมีบทบาทพื้นฐานในฟังก์ชั่นที่น่าตื่นเต้นทั้งหมดซึ่งแสดงว่ามันเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อ synaptic มากกว่า 90% ในสมองมนุษย์.

ตัวรับทางชีวเคมีของกลูตาเมตสามารถแบ่งออกเป็นสามชั้น: ตัวรับ AMPA, ตัวรับ NMDA และตัวรับเมตาบอตทรอปิกทรอปิก ผู้เชี่ยวชาญบางคนระบุประเภทที่สี่หรือที่รู้จักกันในชื่อผู้รับ kainate พวกมันถูกพบในบริเวณสมองทั้งหมด แต่ก็มีอยู่มากมายในบางพื้นที่.

กลูตาเมตมีบทบาทพื้นฐานในพลาสติกซินแนปติก ด้วยเหตุนี้มันจึงเกี่ยวข้องโดยเฉพาะกับฟังก์ชั่นการเรียนรู้ขั้นสูงบางอย่างเช่นหน่วยความจำและการเรียนรู้ รูปแบบที่เฉพาะเจาะจงของพลาสติกที่เรียกว่า potentiation ระยะยาวเกิดขึ้นที่ synapes glutamatergic ในพื้นที่เช่นฮิบโปหรือเปลือกนอก.

นอกจากนี้กลูตาเมตยังมีประโยชน์ต่อสุขภาพจำนวนมากเมื่อบริโภคผ่านการรับประทานในระดับปานกลาง อย่างไรก็ตามมันยังสามารถทำให้เกิดผลกระทบบางอย่างถ้าเข้มข้นมากเกินไปทั้งในสมองและในอาหาร ในบทความนี้เราจะบอกคุณทุกอย่างเกี่ยวกับเขา.

ดัชนี

• 1 สรุป
• 2 กลไกการออกฤทธิ์
  • 2.1 ตัวรับ Ionotropic
  • 2.2 Metabotropic receptors
  • 2.3 ผู้รับภายนอกระบบประสาทส่วนกลาง
• 3 ฟังก์ชั่น
  • 3.1 ช่วยเรื่องการทำงานของสมองปกติ
  • 3.2 มันเป็นสารตั้งต้นของ GABA
  • 3.3 ปรับปรุงการทำงานของระบบย่อยอาหาร
  • 3.4 ควบคุมความอยากอาหารและวงจรความเต็มอิ่ม
  • 3.5 ปรับปรุงระบบภูมิคุ้มกัน
  • 3.6 ปรับปรุงการทำงานของกล้ามเนื้อและกระดูก
  • 3.7 สามารถเพิ่มอายุยืนได้
• 4 อันตราย
• 5 บทสรุป
• 6 อ้างอิง

การสังเคราะห์

กลูตาเมตเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของโปรตีนจำนวนมาก ด้วยเหตุนี้จึงเป็นหนึ่งในกรดอะมิโนที่มีมากที่สุดในร่างกายมนุษย์ ภายใต้สถานการณ์ปกติมันเป็นไปได้ที่จะได้รับสารสื่อประสาทนี้เพียงพอผ่านการให้อาหารในลักษณะที่ไม่จำเป็นต้องสังเคราะห์มัน.

อย่างไรก็ตามกลูตาเมตถือว่าเป็นกรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น ซึ่งหมายความว่าในยามฉุกเฉินร่างกายสามารถเมแทบอลิซึมจากสารอื่นได้ โดยเฉพาะสามารถสังเคราะห์ได้จากกรดอัลฟ่า - คีโตลลูทาริกซึ่งผลิตโดยวงจรกรดซิตริกจากซิเตรต.

ในระดับสมองกลูตาเมตไม่สามารถผ่านอุปสรรคเลือดสมองด้วยตัวเอง อย่างไรก็ตามมันเคลื่อนที่ผ่านระบบประสาทส่วนกลางผ่านระบบการขนส่งที่สัมพันธ์กันสูง สิ่งนี้ทำหน้าที่ควบคุมความเข้มข้นของคุณและรักษาปริมาณของสารนี้ที่พบในของเหลวในสมอง.

ในระบบประสาทส่วนกลางกลูตาเมตถูกสังเคราะห์จากกลูตามีนในกระบวนการที่รู้จักกันในชื่อ "วงจรกลูตาเมต - กลูตามีนเซอร์จิค" ผ่านการทำงานของเอนไซม์กลูตามิเนส สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในเซลล์ประสาท presynaptic และในเซลล์ glial ที่ล้อมรอบพวกเขา.

ในทางกลับกันกลูตาเมตเป็นสารตั้งต้นของสารสื่อประสาทอื่นที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง GABA กระบวนการเปลี่ยนรูปจะดำเนินการผ่านการกระทำของเอนไซม์กลูตาเมต decarboxylase.

กลไกการออกฤทธิ์

กลูตาเมตมีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตโดยการเชื่อมโยงกับตัวรับชีวเคมีสี่ประเภท: ตัวรับ AMPA, ตัวรับ NMDA, ตัวรับเมตาบอตทรอปิกโทรปิกและตัวรับไคเนท ส่วนใหญ่ตั้งอยู่ภายในระบบประสาทส่วนกลาง.

ในความเป็นจริงตัวรับกลูตาเมตส่วนใหญ่ตั้งอยู่ใน dendrites ของเซลล์ postsynaptic และพวกมันเชื่อมโยงกับโมเลกุลที่ปล่อยออกมาในช่องว่าง intrasynaptic โดยเซลล์ presynaptic ในทางกลับกันพวกมันยังมีอยู่ในเซลล์เช่น astrocytes และ oligodendrocytes.

ตัวรับ Glutaminergic สามารถแบ่งออกเป็นสองชนิดย่อย: ionotropic และ metabotropic ต่อไปเราจะดูว่าแต่ละคนทำงานอย่างละเอียดมากขึ้นได้อย่างไร.

ตัวรับ ionotropic

ตัวรับกลูตาเมต ionotropic มีหน้าที่หลักในการยอมให้ทางเดินของไอออนโซเดียมโพแทสเซียมและแคลเซียมบางครั้งในสมองเพื่อตอบสนองต่อพันธะกลูตาเมต เมื่อพันธะถูกสร้างขึ้นคู่อริจะกระตุ้นการทำงานโดยตรงของรูขุมขนที่ศูนย์กลางของตัวรับซึ่งเป็นช่องไอออนซึ่งช่วยให้สามารถผ่านสารเหล่านี้ได้.

ทางเดินของโซเดียมโพแทสเซียมและแคลเซียมไอออนทำให้เกิดกระแส excitatory postsynaptic กระแสนี้กำลังทำการสลับขั้ว และถ้ามีการเปิดใช้งานตัวรับกลูตาเมตมากพอจะทำให้เกิดการกระทำที่มีศักยภาพในเซลล์ประสาท postsynaptic.

เครื่องรับกลูตาเมตทุกประเภทสามารถผลิตกระแสกระตุ้นแบบ Postynaptic ได้ อย่างไรก็ตามความเร็วและระยะเวลาของกระแสนี้จะแตกต่างกันสำหรับแต่ละคน ดังนั้นแต่ละคนมีผลต่อระบบประสาทที่แตกต่างกัน.

ตัวรับ Metabotropic

ตัวรับกลูตาเมตเมตาบอตโทรปิกเป็นของอนุวงศ์ C ของตัวรับโปรตีนจีพวกมันถูกแบ่งออกเป็นสามกลุ่มซึ่งจะแบ่งออกเป็นแปดชนิดย่อยในกรณีของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม.

ตัวรับเหล่านี้ประกอบด้วยสามส่วนที่แตกต่างกัน: ภาคนอกเซลล์, ภาคเมมเบรนและภาคภายในเซลล์ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่การเชื่อมโยงกับโมเลกุลกลูตาเมตเกิดขึ้นจะมีผลต่อร่างกายหรือระบบประสาทที่แตกต่างกัน.

เขตนอกเซลล์ประกอบด้วยโมดูลที่เรียกว่า Venus Flytrap ซึ่งมีหน้าที่ในการจับกลูตาเมต นอกจากนี้ยังมีส่วนที่อุดมไปด้วยซิสเตอีนที่มีบทบาทพื้นฐานในการส่งการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันไปสู่ส่วนของสเทมเบรน.

ภูมิภาคทรานส์ - เบรนถูกสร้างขึ้นจากเจ็ดพื้นที่และหน้าที่หลักคือการเชื่อมต่อเขตนอกเซลล์กับเขตเซลล์ภายในซึ่งการมีเพศสัมพันธ์ของโปรตีนมักจะเกิดขึ้น.

การจับโมเลกุลของกลูตาเมตในพื้นที่นอกเซลล์ทำให้โปรตีนที่ไปถึงภายในเซลล์นั้นเป็นฟอสโฟรีเลชัน สิ่งนี้มีผลต่อวิถีทางชีวเคมีจำนวนมากและช่องไอออนในเซลล์ ด้วยเหตุนี้ตัวรับเมตาบอตทรอปิกอาจทำให้เกิดผลกระทบทางสรีรวิทยาในวงกว้างมาก.

ตัวรับนอกระบบประสาทส่วนกลาง

เชื่อกันว่าตัวรับกลูตาเมตมีบทบาทพื้นฐานในการรับสิ่งเร้าที่กระตุ้นรสชาติ "อูมามิ" ซึ่งเป็นหนึ่งในห้ารสชาติพื้นฐานตามการวิจัยล่าสุดในพื้นที่นี้ ด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่ทราบกันดีว่ามีตัวรับชนิดนี้ในภาษาโดยเฉพาะในตารับรส.

เป็นที่ทราบกันดีว่ามีตัวรับไอโซโทปกลูตาเมตในเนื้อเยื่อหัวใจแม้ว่าจะยังไม่ทราบการทำงานในบริเวณนี้ วินัยที่รู้จักกันในนาม "immunihistochemistry" ตั้งอยู่ที่ตัวรับสัญญาณเหล่านี้บางส่วนในเส้นประสาทเทอร์มินัล, ปม, เส้นใยนำไฟฟ้าและ myocardiocytes บางชนิด.

ในทางกลับกันก็เป็นไปได้ที่จะหาตัวรับจำนวนเล็กน้อยเหล่านี้ในบางพื้นที่ของตับอ่อน หน้าที่หลักของที่นี่คือควบคุมการหลั่งสารอินซูลินและกลูคากอน นี่เป็นการเปิดประตูสู่การวิจัยเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการควบคุมโรคเบาหวานด้วยการใช้กลูตาเมตคู่อริ.

เรายังทราบกันดีอยู่แล้วว่าผิวหนังมีตัวรับ NMDA จำนวนหนึ่งซึ่งสามารถกระตุ้นให้เกิดอาการปวดได้ ในระยะสั้นกลูตาเมตมีผลกระทบที่แตกต่างกันมากทั่วร่างกายและตัวรับมันตั้งอยู่ทั่วร่างกาย.

ฟังก์ชั่น

เราได้เห็นแล้วว่ากลูตาเมตเป็นสารสื่อประสาทที่มีมากที่สุดในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นี่คือสาเหตุหลักมาจากความจริงที่ว่ามันเติมเต็มฟังก์ชั่นจำนวนมากในสิ่งมีชีวิตของเรา ต่อไปเราจะบอกคุณว่าใครเป็นคนหลัก.

ช่วยให้สมองทำงานปกติ

กลูตาเมตเป็นสารสื่อประสาทที่มีความสำคัญที่สุดในการควบคุมการทำงานของสมองปกติ เซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นอย่างแท้จริงในสมองและไขสันหลังนั้นมีกลูตามาเทอจิค.

กลูตาเมตส่งสัญญาณไปยังสมองเช่นเดียวกับทั่วร่างกาย ข้อความเหล่านี้ช่วยในการทำงานเช่นความจำการเรียนรู้หรือการใช้เหตุผลนอกเหนือจากการมีบทบาทรองในด้านอื่น ๆ ของการทำงานของสมองของเรา.

ตัวอย่างเช่นทุกวันนี้เรารู้ว่ากลูตาเมตในระดับต่ำเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างความทรงจำใหม่ นอกจากนี้สารสื่อประสาทชนิดนี้ในปริมาณที่ต่ำผิดปกติสามารถก่อให้เกิดการโจมตีของโรคจิตเภท, โรคลมชักหรือปัญหาทางจิตเวชเช่นภาวะซึมเศร้าและความวิตกกังวล.

แม้แต่การศึกษากับหนูก็แสดงให้เห็นว่าระดับกลูตาเมตในสมองต่ำผิดปกติอาจเกี่ยวข้องกับความผิดปกติของออทิสติกสเปกตรัม.

มันเป็นสารตั้งต้นของ GABA

กลูตาเมตยังเป็นฐานที่ร่างกายใช้ในการสร้างสารสื่อประสาทอีกชนิดที่มีความสำคัญอย่างยิ่งคือกรดแกมม่า - อะมิโนบีนทริก (GABA) สารนี้มีบทบาทสำคัญในการเรียนรู้นอกเหนือจากการหดตัวของกล้ามเนื้อ มันเกี่ยวข้องกับฟังก์ชั่นเช่นการนอนหลับหรือการพักผ่อน.

ปรับปรุงการทำงานของระบบย่อยอาหาร

กลูตาเมตสามารถดูดซึมจากอาหารสารสื่อประสาทนี้เป็นแหล่งพลังงานหลักของเซลล์ของระบบย่อยอาหารเช่นเดียวกับสารตั้งต้นที่สำคัญสำหรับการสังเคราะห์กรดอะมิโนในส่วนนี้ของร่างกาย.

กลูตาเมตที่อยู่ในอาหารทำให้เกิดปฏิกิริยาพื้นฐานหลายอย่างทั่วร่างกาย ตัวอย่างเช่นมันเปิดใช้งานเส้นประสาทเวกัสในลักษณะที่จะส่งเสริมการผลิตของเซโรโทนินในระบบย่อยอาหาร สิ่งนี้ส่งเสริมการเคลื่อนไหวของลำไส้นอกเหนือจากการเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายและการผลิตพลังงาน.

บางการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการใช้อาหารเสริมในช่องปากของกลูตาเมตสามารถปรับปรุงการย่อยอาหารในผู้ป่วยที่มีปัญหาในเรื่องนี้ นอกจากนี้สารนี้ยังสามารถป้องกันผนังกระเพาะอาหารจากอันตรายของยาบางชนิดกับมัน.

ควบคุมความอยากอาหารและวงจรความอิ่มแปล้

แม้ว่าเราจะไม่ทราบแน่ชัดว่าผลกระทบนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรกลูตาเมตมีผลต่อกฎระเบียบที่สำคัญมากต่อความอยากอาหารและวงจรความอิ่มแปล้.

ดังนั้นการปรากฏตัวของพวกเขาในอาหารทำให้เรารู้สึกหิวมากขึ้นและเราต้องการที่จะกินมากขึ้น แต่มันก็ทำให้เรารู้สึกอิ่มมากขึ้นหลังจากทานแล้ว.

ปรับปรุงระบบภูมิคุ้มกัน

เซลล์บางส่วนของระบบภูมิคุ้มกันก็มีตัวรับกลูตาเมตด้วยเช่นกัน ตัวอย่างเช่นเซลล์ T, เซลล์ B, macrophages และเซลล์ dendritic สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าสารสื่อประสาทนี้มีบทบาทสำคัญทั้งในระบบภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติและการปรับตัว.

การศึกษาบางอย่างที่ใช้สารนี้เป็นยาได้แสดงให้เห็นว่าสามารถมีผลประโยชน์อย่างมากในโรคเช่นโรคมะเร็งหรือการติดเชื้อแบคทีเรีย นอกจากนี้ยังดูเหมือนว่าจะป้องกันในระดับหนึ่งจากความผิดปกติของระบบประสาทเช่นอัลไซเม.

ปรับปรุงการทำงานของกล้ามเนื้อและกระดูก

วันนี้เรารู้ว่ากลูตาเมตมีบทบาทสำคัญในการเจริญเติบโตและการพัฒนาของกระดูกเช่นเดียวกับการบำรุงรักษาสุขภาพของคุณ.

สารนี้ป้องกันการปรากฏตัวของเซลล์ที่เสื่อมสภาพของกระดูกเช่น osteoclasts; และสามารถใช้รักษาโรคต่าง ๆ เช่นโรคกระดูกพรุนในมนุษย์.

ในทางกลับกันเราก็รู้ว่ากลูตาเมตมีบทบาทพื้นฐานในการทำงานของกล้ามเนื้อ ในระหว่างการออกกำลังกายสารสื่อประสาทนี้มีหน้าที่ในการให้พลังงานกับเส้นใยกล้ามเนื้อและผลิตกลูตาไธโอน.

อาจเพิ่มอายุขัย

ในที่สุดการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ชี้ให้เห็นว่ากลูตาเมตมีผลดีมากต่อกระบวนการชราภาพของเซลล์ แม้ว่ายังไม่ได้ทำการทดสอบกับมนุษย์การทดลองในสัตว์แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของสารนี้ในอาหารสามารถลดอัตราการตายได้.

เป็นที่เชื่อกันว่าผลกระทบนี้เกิดจากกลูตาเมตชะลอการเริ่มมีอาการของเซลล์เสื่อมสภาพซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับอายุ.

อันตราย

เมื่อระดับกลูตาเมตตามธรรมชาติถูกเปลี่ยนแปลงในสมองหรือในร่างกายก็เป็นไปได้ที่จะประสบปัญหาทุกประเภท สิ่งนี้เกิดขึ้นไม่ว่าจะมีปริมาณสารในร่างกายน้อยกว่าที่เราต้องการเช่นถ้าระดับเพิ่มขึ้นในทางที่พูดเกินจริง.

ยกตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนแปลงของระดับกลูตาเมตในร่างกายมีความสัมพันธ์กับความผิดปกติทางจิตเช่นภาวะซึมเศร้าความวิตกกังวลและโรคจิตเภท นอกจากนี้ดูเหมือนว่าจะเกี่ยวข้องกับออทิซึมอัลไซเมอร์และโรคทางระบบประสาททุกประเภท.

ในอีกระดับทางกายภาพดูเหมือนว่าส่วนเกินของสารนี้จะเกี่ยวข้องกับปัญหาเช่นโรคอ้วนโรคมะเร็งเบาหวานหรือเส้นโลหิตตีบด้านข้าง amyotrophic นอกจากนี้ยังอาจมีผลเสียมากต่อสุขภาพขององค์ประกอบบางอย่างของร่างกายเช่นกล้ามเนื้อและกระดูก.

อันตรายทั้งหมดเหล่านี้จะเกี่ยวเนื่องกับกลูตาเมตบริสุทธิ์ในอาหาร (ในรูปของโมโนโซเดียมกลูตาเมตซึ่งดูเหมือนว่าสามารถข้ามกำแพงเลือดสมอง) ได้ นอกจากนี้พวกเขายังต้องเกี่ยวข้องกับความพรุนในกำแพงเดียวกันนี้ด้วย.

ข้อสรุป

กลูตาเมตเป็นสารสำคัญที่สุดที่ร่างกายของเราผลิตและมีบทบาทพื้นฐานในการทำงานและกระบวนการทุกชนิด E

n บทความนี้คุณได้เรียนรู้วิธีการทำงานและประโยชน์หลักของมันคืออะไร แต่ยังอันตรายที่มันมีเมื่อพบในปริมาณที่มากเกินไปในร่างกายของเรา.

การอ้างอิง

1. กลูตาเมตคืออะไร? การตรวจสอบฟังก์ชั่นทางเดินและการกระตุ้นของสารสื่อประสาทกลูตาเมต "ใน: Neurohacker สืบค้นเมื่อ: 26 กุมภาพันธ์ 2019 จาก Neurohacker: neurohacker.com.
2. "ภาพรวมของระบบ Glutamatergic" ใน: ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ สืบค้นแล้ว: 26 กุมภาพันธ์ 2019 จากศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Glutamate receptor" ใน: วิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อ: 26 กุมภาพันธ์ 2019 จาก Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. "8 บทบาทที่สำคัญของกลูตาเมต + ทำไมมันแย่ในส่วนที่เกิน" ใน: แฮ็กตนเอง สืบค้นเมื่อ: 26 กุมภาพันธ์ 2019 จาก Self Hacked: selfhacked.com.
5. "กลูตาเมต (สารสื่อประสาท)" ใน: Wikipedia สืบค้นเมื่อ: 26 กุมภาพันธ์ 2019 จาก Wikipedia: en.wikipedia.org.