Kainate-receptorer: hvad er de, og hvad er deres funktioner

Kainat-receptorer De er receptorer, der findes i neuroner, der aktiveres i nærvær af glutamat.

De er ikke særlig kendte, og forskning fortsætter den dag i dag med at forsøge at belyse, hvilken implikation har ved forskellige lidelser, især epilepsi og sygdomme som Alzheimers og Parkinson. Dernæst vil vi se, hvad der er kendt om disse ejendommelige ionotrope receptorer.

• Relateret artikel: "Muskarine receptorer: hvad er de, og hvilke funktioner har de?"

Hvad er kainat-receptorer?

Kainat-receptorer De findes i den neuronale membran og reagerer på tilstedeværelsen af ​​glutamat.. Traditionelt blev de klassificeret som ikke-NMDA-receptorer sammen med AMPA-receptoren.

Kainat-receptorer er mindre forstået af det videnskabelige samfund sammenlignet med AMPA og NMDA, som også er ionotrope receptorer for neurotransmitteren glutamat.

Glutamat er kendt for at fungere som det primære middel ved de fleste excitatoriske synapser. af centralnervesystemet (CNS). Det er et stof, der medierer synaptisk transmission og, når nervesystemet dannes, deltager i vækst- og neuronal modning, ud over at være involveret i dannelsen og elimineringen af ​​synapser, og være involveret i læreprocesserne og dannelsen af hukommelse.

De receptorer, der aktiveres af denne neurotransmitter, er blevet opdelt i to familier: metabotrope og ionotrope:

Metabotropika er koblet til G-proteiner og regulerer produktionen af ​​intracellulære budbringere.

De ionotrope stoffer, hvor kainat-receptorerne ville blive fundet, danne en kationkanal med forskellig selektivitet for visse ioner, der er permeabel for flere ioner: natrium (Na+), kalium (K+) og calcium (Ca+2).

Inden for de ionotrope glutamatreceptorer er, som vi allerede har kommenteret, kainatreceptorerne, NMDA-receptorer (N-methyl-D-asparaginsyre) og AMPA-receptorer a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionsyre).

Postsynaptiske kainat-receptorer er involveret i excitatorisk neurotransmission, mens presinatika er involveret i den inhiberende, modulerende frigivelsen af ​​GABA gennem en mekanisme præsynaptisk.

Struktur

Op til fem typer kainatreceptorunderenheder er kendt: GluR5 (GRIK1), GluR6 (GRIK2), GluR7 (GRIK3), KA1 (GRIK4) og KA2 (GRIK5), som ligner AMPA- og NMDA-receptorunderenheder.

GluR-underenheder 5 til 7 kan danne homomere kanalerdet vil sige at gøre receptoren udelukkende sammensat af én type af disse underenheder; eller heteromer, hvilket betyder, at der kan være mere end én type underenhed. KA1- og KA2-underenhederne kan kun danne funktionelle receptorer ved at kombinere med GluR-underenhederne 5 til 7.

Molekylært set de ionotrope glutamatreceptorer er integrale membranproteiner, der består af fire underenheder arrangeret i en tetramer.

• Du kan være interesseret i: "NMDA-receptorer i nervesystemet: hvad er de, og hvilke funktioner har de?"

Fordeling

Kainat-receptorer er fordelt over hele nervesystemet, selvom deres ekspressionsmønstre for underenhederne, der omfatter dem, er forskellige efter region:

1. GluR5 underenhed

GluR5-underenheden findes primært i neuroner af dorsale rodganglier, septal nucleus, pyriform og cingulate cortex, subiculum og Purkinje-celler cerebellar.

• Du kan være interesseret i: "Purkinje neuroner: deres funktioner og egenskaber"

2. GluR6 underenhed

GluR6 er udbredt i granulatceller i cerebellum, dentate gyrus og CA3-regionen af ​​hippocampus, såvel som i striatum.

3. GluR7 underenhed

GluR7-underenheden findes sparsomt i hjernen, men kommer især til udtryk i hjernen. dyb cerebral cortex og striatum, samt hæmmende neuroner i det molekylære lag af lillehjernen.

4. KA1 og KA2 underenheder

KA1-underenheden er placeret i CA3-regionen i hippocampus og det er også blevet fundet i amygdala, entorhinal cortex og dentate gyrus. KA2 findes i alle kerner i nervesystemet.

Ledningsevne

Ionkanalen, der dannes af kainat-receptorer, er permeabel for natrium- og kaliumioner. dens ledningsevne svarer til AMPA-receptorkanalerne, ca. 20 pS (petasiemens).

Imidlertid adskiller kainatreceptorer sig fra AMPA ved, at potentialerne De postsynaptiske potentialer genereret af kainatreceptorerne er langsommere end kainatreceptorernes postsynaptiske potentialer. AMPA-receptorer.

synaptisk funktion

Som vi tidligere kommenterede, kainat-receptorer er involveret i både præsynaptisk og postsynaptisk handling. De findes i mindre mængder i hjernen end AMPA- og NMDA-receptorer.

Den seneste forskning har opdaget, at disse typer receptorer ikke kun har en ionotrop funktion, der direkte ændrer ledningsevnen af ​​den neuronale membran, men snarere, udover, kan involvere ændringer på metabotropisk niveau, hvilket påvirker proteinproduktionen.

Det skal siges, at kainat er et excitotoksisk stof og forårsager anfald og neuronal skade, fænomener, der ligner meget dem, der ses i neuronerne hos mennesker, der lider af epilepsi. Det er derfor, og under hensyntagen til, at alt dette er tæt forbundet med glutamat neurotransmission problemer, forskningen problemer i kainat-receptorer er blevet forbundet med forskellige psykologiske lidelser, medicinske problemer og sygdomme neurodegenerativ.

Til dato har problemer med kainatreceptorers synaptiske funktion været relateret til iskæmi, hypoglykæmi, epilepsi, Alzheimers sygdom, Parkinsons sygdom, skizofreni, bipolar lidelse, autismespektrumforstyrrelser, Huntingtons chorea og amyotrofisk lateral sklerose (ELA.) De fleste undersøgelser har fundet disse sammenhænge med mutationer i GluK underenheder 1 til 5.

Neuronal plasticitet

Kainat-receptorer spiller en ret beskeden rolle i synapser sammenlignet med AMPA-receptorer. De har en meget subtil rolle i synaptisk plasticitet, hvilket påvirker sandsynligheden for, at den postsynaptiske celle vil sende et svar på en fremtidig stimulus.

Aktivering af kainat-receptorer på den præsynaptiske celle kan påvirke mængden af ​​neurotransmittere at blive frigivet i det synaptiske hul. Denne effekt kan opstå hurtigt og vare længe, ​​og gentagen stimulering af kainat-receptorer kan føre til afhængighed over tid.

Bibliografiske referencer:

• Dingledine R, Borges K, Bowie D, Traynelis SF (marts 1999). "Glutamatreceptor-ionkanalerne". Farmakologiske anmeldelser. 51 (1): 7–61. PMID 10049997. Arkiveret fra originalen (abstrakt) 2009-02-13. Hentet 2007-12-28.
• Huettner JE (august 2003). "Kainate-receptorer og synaptisk transmission". Fremskridt i neurobiologi. 70 (5): 387–407. doi: 10.1016/S0301-0082(03)00122-9
• Entreprenør A, Mulle C, Swanson GT (marts 2011). "Kainate-modtagere bliver myndige: milepæle for to årtiers forskning". Tendenser inden for neurovidenskab. 34 (3): 154–63. doi: 10.1016/j.tins.2010.12.002
• Fritsch B, Reis J, Gasior M, Kaminski RM, Rogawski MA (april 2014). "Rolle af GluK1 kainat-receptorer i anfald, epileptiske udledninger og epileptogenese". Journal of Neuroscience. 34 (17): 5765–75.
• Rodriguez-Moreno, Antonio. (2003). Kainate-modtagere. Deres funktion i reguleringen af ​​GABAergisk synaptisk transmission i hippocampus. Magasinet neurologi. 36. 852-9.