NMDA receptory nervového systému: co to je a jaké funkce mají?

Víme, že naše neurony spolu komunikují prostřednictvím synapsí, kde jsou zapojeny neurotransmitery. Hlavním excitačním neurotransmiterem v mozku je glutamát, který má různé typy receptorů. Zde budeme hovořit o jednom z nich: NMDA receptory.

V tomto článku se dozvíme, z čeho se tyto typy receptorů skládají, jaké vlastnosti mají, jak fungují a jak jsou spojeny s pamětí, učením a plasticitou mozku. Nejprve však učiníme krátký úvod o typech neurotransmiterů, které existují, abychom pochopili, kde se glutamát nachází.

• Související článek: "Typy neurotransmiterů: funkce a klasifikace"

Co jsou neurotransmitery a jak jsou klasifikovány?

Neurotransmitery jsou biomolekuly, které umožňují přenos informací mezi neurony. (tj. neurotransmise), prostřednictvím chemického nebo elektrického procesu (v závislosti na případu) nazývaného neuronální synapse.

Existuje mnoho typů neurotransmiterů; Nejpřijímanější klasifikace je ta, která je rozděluje do tří velkých skupin:

1. aminy

Aminy se zase dělí na kvartérní aminy (acetylcholin) a monoaminy (které se zase dělí na: katecholaminy a indolaminy).

2. Aminokyseliny

zahrnout glutamát, GABA, glycin a histamin.

3. Neuropeptidy

Neuropeptidy zahrnují endorfiny, enkefaliny, dynorfiny a vasopresin.

Glutamát a jeho NMDA receptory

Jak jsme viděli, glutamát, také nazývaný kyselina glutamová, je mozkový neurotransmiter typu aminokyselin. Glutamát je excitační neurotransmiter v mozku par excellence.a souvisí s více funkcemi, zejména s učením. Nachází se v celém mozku a také v míše.

Jako všechny neurotransmitery má glutamát různé typy receptorů, což jsou struktury umístěné na buňkách (například v neuronech), kde se vážou neurotransmitery, což umožňuje synapsi (která může být elektrická popř chemie).

Abychom to pochopili jednoduchým způsobem a obecně řečeno, synapse jsou ta spojení mezi neurony, která udržují tyto nervové buňky v neustálé komunikaci a které umožňují přenos informací, což umožňuje dosažení různých procesů: myšlení, rozhodování, dávat pozor, uvažovat, mluvit...

Glutamát má tedy čtyři typy receptorů: NMDA receptory (z toho budeme hovořit v tomto článku), AMPA receptory, kainát a typ receptoru metabotropní.

NMDA receptory: obecná charakteristika

NMDA receptory jsou vysoce komplexní proteiny, které působí jako glutamátové receptory. Na funkční úrovni jsou receptory NMDA spolu s receptory glutamátu AMPA zásadně spojeny se dvěma kognitivními procesy: učením a pamětí. Konkrétně NMDA receptory jsou nezbytné především pro paměť. Kromě, jsou také silně spojeny s neurální nebo synaptickou plasticitou.

Na druhou stranu, NMDA receptory také souvisí s původem různých patologií nebo nemocí, jako jsou: epilepsie, některá neurodegenerativní onemocnění (jako je Alzheimerova, Parkinsonova a Huntingtonova choroba), schizofrenie nebo mrtvice.

• Mohlo by vás zajímat: "Co je synaptická mezera a jak funguje?"

Funkční

Co znamená zkratka NMDA? Jedná se o zkratku pro „N-methyl D-aspartát“, což je selektivní agonista odpovědný za specifickou vazbu tohoto typu glutamátového receptoru, ale ne na jiné. Když jsou tyto typy receptorů aktivovány, otevírají se neselektivní iontové kanály pro všechny druhy kationtů (ionty s kladným elektrickým nábojem).

Receptory jsou aktivovány rozdílem výkonu, když se dostanou do kontaktu ionty hořčíku (Mg2+). Tento krok umožňuje tok iontů sodíku (Na+), vápníku (Ca2+) (ty v menším množství) a draslíku (K+).

Konkrétně tok vápenatých iontů je nezbytný pro zlepšení procesů synaptické plasticity nebo plasticity mozku. Tento typ plasticity spočívá v tom, že vnější podněty způsobují posílení určitých synapsí a oslabení jiných.

Synaptická plasticita, cerebrální nebo neuronální, tedy umožňuje fungování neuronů správně, komunikovat mezi sebou a modulovat svou činnost podle prostředí a environmentální podněty. Stručně řečeno, umožňuje mozku přizpůsobit se změnám a také umožňuje maximalizovat jeho funkce.

Typ ionotropního receptoru

Na strukturální a funkční úrovni, NMDA receptory, také nazývané NMDAr, jsou ionotropní receptory. Ale pojďme trochu couvat; Existují tři typy mozkových receptorů: ionotropní (jako jsou NMDA receptory), metabotropní a autoreceptory. Ve srovnání s ostatními dvěma jsou ionotropní receptory rychlejší.

Jejich hlavní charakteristikou je, že fungují jako specifické iontové kanály pro určité ionty, to znamená, že jako kanál působí samotný receptor.

funkcí

NMDA receptory spolu s glutamátem souvisí s řadou funkcí nervového systému (NS). Jsou zodpovědné především za regulaci postsynaptického excitačního potenciálu buněk. Dále, jak jsme viděli, NMDA receptory hrají zásadní roli v procesech, jako je neuronální plasticita, paměť a učení.

Na druhou stranu některé studie také zmiňují roli, kterou hraje vazba glutamátu na NMDA receptory v procesech buněčné migrace.

1. Neuronální (nebo synaptická) plasticita

Neuronální plasticita a její vztah k NMDA receptorům byl široce studován. Je známo, že aktivace a konsolidace určitých synapsí, zejména během vývoje (i když i u dospělých) umožňují vyzrávání SN okruhů, tedy podporují jejich funkční spojení.

To vše se děje díky neuronální plasticitě, která do značné míry závisí na NMDA receptorech.

Přesněji řečeno, NMDA receptory jsou aktivovány velmi specifickým typem synaptické plasticity, nazývaným dlouhodobá potenciace (LTP). Většina procesů paměti a učení je založena na této formě plasticity.

2. Paměť

Pokud jde o jeho spojení s pamětí, bylo prokázáno, že NMDA receptory hrají zásadní roli v procesech zahrnujících tvorbu paměti; tento zahrnuje typ paměti nazývaný epizodická paměť (ten, který nám umožňuje vzpomenout si na prožité zážitky a který konfiguruje naši autobiografii).

• Mohlo by vás zajímat: "Typy paměti: jak lidský mozek ukládá vzpomínky?"

3. Učení se

Konečně, NMDA receptory jsou také spojeny s procesy učení a bylo vidět, jak jejich Před tímto typem procesu dochází k aktivaci, která zase souvisí s pamětí a plasticitou intelektuální.

Bibliografické odkazy:

• Flores-Soto, M.E., Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, R.E. & Beas-Zarate, C. (2012). Struktura a funkce podjednotek glutamátového receptoru typu NMDA. Neurology (anglické vydání), 27(5): 301-310.
• Morgado, I. (2005). Psychobiologie učení a paměti: základy a nedávné pokroky. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
• Rosenweig, M.R., Breedlove, S.M & Watson, N.V. (2005). Psychobiologie: Úvod do behaviorální, kognitivní a klinické neurovědy. Barcelona: Ariel.
• Stahl, S.M. (2002). Esenciální psychofarmakologie. Neurovědní základy a klinické aplikace. Barcelona: Ariel.
• Vyklick, V; Kořínek, M; Smejkalov, T.; Balik, A; Krausová, B; Kaniaková, M. (2014). Struktura, funkce a farmakologie kanálů NMDA receptorů. Česká republika: Fyziologický ústav v.v.i., Akademie věd ČR, 63 (Suppl. 1): S191-S203.