NMDA-receptorer i nervesystemet: hvad er de, og hvilke funktioner har de?

Vi ved, at vores neuroner kommunikerer med hinanden gennem synapser, hvor neurotransmittere er involveret. Den vigtigste excitatoriske neurotransmitter i hjernen er glutamat, som har forskellige typer receptorer. Her vil vi tale om en af ​​dem: NMDA-receptorer.

I denne artikel vil vi lære, hvad disse typer receptorer består af, hvilke egenskaber de præsenterer, hvordan de virker, og hvordan de er forbundet med hukommelse, indlæring og hjernens plasticitet. Men først vil vi lave en kort introduktion om de typer neurotransmittere, der findes, for at forstå, hvor glutamat er placeret.

• Relateret artikel: "Typer af neurotransmittere: funktioner og klassificering"

Hvad er neurotransmittere, og hvordan klassificeres de?

Neurotransmittere er biomolekyler, der muliggør overførsel af information mellem neuroner. (det vil sige neurotransmission), gennem en kemisk eller elektrisk proces (afhængigt af sagen) kaldet neuronal synapse.

Der findes mange typer neurotransmittere; Den mest accepterede klassifikation er den, der opdeler dem i tre store grupper:

1. aminer

Aminerne er til gengæld opdelt i kvaternære aminer (acetylcholin) og monoaminer (som igen er opdelt i: katekolaminer og indolaminer).

2. Aminosyrer

omfatte glutamatGABA, glycin og histamin.

3. Neuropeptider

For deres del omfatter neuropeptider endorfiner, enkephaliner, dynorfiner og vasopressin.

Glutamat og dets NMDA-receptorer

Som vi har set, er glutamat, også kaldet glutaminsyre, en neurotransmitter af aminosyretypen i hjernen. Glutamat er den excitatoriske neurotransmitter i hjernen par excellence., og er relateret til flere funktioner, især læring. Det er placeret i hele hjernen, og også i rygmarven.

Som alle neurotransmittere har glutamat forskellige typer receptorer, som er strukturer placeret på celler (f.eks. i neuroner), hvor neurotransmittere binder, hvilket tillader synapsen (som kan være elektrisk eller kemi).

At forstå det på en enkel måde og i store træk, synapser er de forbindelser mellem neuroner, der holder disse nerveceller i konstant kommunikation og som tillader transmission af information, som muliggør opnåelse af forskellige processer: tænkning, beslutningstagning, opmærksomhed, ræsonnement, tale...

Således har glutamat fire typer receptorer: NMDA-receptorer (hvoraf vi vil tale om i denne artikel), AMPA-receptorer, kainat og en type receptor metabotropisk.

NMDA-receptorer: generelle karakteristika

NMDA-receptorer er meget komplekse proteiner, der fungerer som glutamatreceptorer. På et funktionelt niveau er NMDA-receptorer sammen med AMPA-glutamatreceptorer grundlæggende relateret til to kognitive processer: indlæring og hukommelse. Specifikt er NMDA-receptorer essentielle, frem for alt, for hukommelsen. Udover, de er også stærkt forbundet med neural eller synaptisk plasticitet.

På den anden side har NMDA-receptorer også været relateret til oprindelsen af ​​forskellige patologier eller sygdomme, såsom: epilepsi, visse neurodegenerative sygdomme (såsom Alzheimers, Parkinsons og Huntingtons sygdom), skizofreni eller slagtilfælde.

• Du kan være interesseret i: "Hvad er det synaptiske hul, og hvordan virker det?"

Fungerer

Hvad står forkortelsen NMDA for? De er akronymet for "N-methyl D-aspartat", som er en selektiv agonist, der er ansvarlig for specifikt at binde denne type glutamatreceptor, men ikke andre. Når disse typer receptorer aktiveres, åbnes ikke-selektive ionkanaler for alle slags kationer (ioner med positiv elektrisk ladning).

Receptorerne aktiveres af en effektforskel, når magnesiumioner (Mg2+) kommer i kontakt. Dette trin tillader strømmen af ​​natriumioner (Na+), calcium (Ca2+) (disse i mindre mængde) og kalium (K+).

Strømmen af ​​calciumioner er specifikt afgørende for at forbedre processerne af synaptisk plasticitet eller hjerneplasticitet. Denne type plasticitet består i, at ydre stimuli forårsager styrkelse af visse synapser og svækkelse af andre.

Synaptisk plasticitet, cerebral eller neuronal, tillader således neuroner at fungere korrekt, kommunikere med hinanden og modulere deres aktivitet i henhold til omgivelserne og miljømæssige stimuli. Kort sagt giver det hjernen mulighed for at tilpasse sig ændringer og gør det også muligt at maksimere dens funktioner.

En type ionotrop receptor

På et strukturelt og funktionelt niveau, NMDA-receptorer, også kaldet NMDAr, er ionotrope receptorer. Men lad os bakke lidt op; Der er tre typer hjernereceptorer: ionotrope (såsom NMDA-receptorer), metabotrope og autoreceptorer. Sammenlignet med de to andre er ionotrope receptorer hurtigere.

Deres hovedegenskab er, at de fungerer som specifikke ionkanaler for visse ioner, det vil sige, at receptoren selv fungerer som en kanal.

funktioner

NMDA-receptorer er sammen med glutamat relateret til en lang række funktioner i nervesystemet (NS). De er hovedsageligt ansvarlige for at regulere det postsynaptiske excitatoriske potentiale af celler. Ydermere, som vi har set, spiller NMDA-receptorer en væsentlig rolle i processer som neuronal plasticitet, hukommelse og indlæring.

På den anden side nævner nogle undersøgelser også den rolle, som glutamatbinding til NMDA-receptorer spiller i cellemigrationsprocesser.

1. Neuronal (eller synaptisk) plasticitet

Neuronal plasticitet og dens forhold til NMDA-receptorer er blevet undersøgt bredt. Det er kendt, at aktivering og konsolidering af visse synapser, især under udvikling (selvom også hos voksne) muliggør de modningen af ​​SN-kredsløbene, det vil sige, de fremmer deres funktionelle forbindelser.

Alt dette sker takket være neuronal plasticitet, som i høj grad afhænger af NMDA-receptorer.

Mere specifikt aktiveres NMDA-receptorer af en meget specifik type synaptisk plasticitet, kaldet langtidsforstærkning (LTP). De fleste hukommelses- og læreprocesser er baseret på denne form for plasticitet.

2. Hukommelse

Med hensyn til dets forbindelse med hukommelse, har NMDA-receptorer vist sig at spille en væsentlig rolle i processer, der involverer hukommelsesdannelse; det her omfatter en type hukommelse kaldet episodisk hukommelse (den, der giver os mulighed for at huske levede oplevelser, og som konfigurerer vores selvbiografi).

• Du kan være interesseret i: "Hukommelsestyper: hvordan gemmer den menneskelige hjerne erindringer?"

3. Læring

Endelig er NMDA-receptorer også knyttet til læreprocesser, og det er set, hvordan deres Aktivering sker før denne type proces, som igen er relateret til hukommelse og plasticitet cerebral.

Bibliografiske referencer:

• Flores-Soto, M.E., Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, R.E. & Beas-Zarate, C. (2012). Struktur og funktion af NMDA-type glutamatreceptorunderenheder. Neurology (engelsk udgave), 27(5): 301-310.
• Morgado, I. (2005). Psykobiologi af læring og hukommelse: grundlæggende og seneste fremskridt. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
• Rosenweig, M.R., Breedlove, S.M. & Watson, N.V. (2005). Psykobiologi: En introduktion til adfærdsmæssig, kognitiv og klinisk neurovidenskab. Barcelona: Ariel.
• Stahl, S.M. (2002). Væsentlig psykofarmakologi. Neurovidenskabelige baser og kliniske anvendelser. Barcelona: Ariel.
• Vyklick, V; Korinek, M; Smejkalov, T.; Balik, A; Krausova, B; Kaniakova, M. (2014). Struktur, funktion og farmakologi af NMDA-receptorkanaler. Tjekkiet: Institut for Fysiologi v.v.i., Det Tjekkiske Videnskabsakademi, 63(Suppl. 1): S191-S203.