Υποδοχείς Kainate: τι είναι και ποιες είναι οι λειτουργίες τους

Υποδοχείς Kainate Είναι υποδοχείς που βρίσκονται σε νευρώνες που ενεργοποιούνται παρουσία γλουταμινικού.

Δεν είναι πολύ γνωστά και η έρευνα, μέχρι σήμερα, συνεχίζει να προσπαθεί να αποσαφηνίσει τι υπονοούμενα έχει σε διάφορες διαταραχές, ιδιαίτερα την επιληψία και ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ και Πάρκινσον. Στη συνέχεια θα δούμε τι είναι γνωστό για αυτούς τους περίεργους ιοντοτροπικούς υποδοχείς.

• Σχετικό άρθρο: "Μουσκαρινικοί υποδοχείς: τι είναι και ποιες λειτουργίες έχουν;"

Τι είναι οι υποδοχείς καϊνικού;

Υποδοχείς Kainate Βρίσκονται στη νευρωνική μεμβράνη και ανταποκρίνονται στην παρουσία γλουταμικού.. Παραδοσιακά ταξινομήθηκαν ως υποδοχείς μη NMDA, μαζί με τον υποδοχέα AMPA.

Οι υποδοχείς Kainate είναι λιγότερο κατανοητοί από την επιστημονική κοινότητα σε σύγκριση με τους AMPA και NMDA, οι οποίοι είναι επίσης ιοντοτροπικοί υποδοχείς για τον νευροδιαβιβαστή γλουταμινικό.

Το γλουταμικό είναι γνωστό ότι δρα ως ο πρωταρχικός παράγοντας στις περισσότερες διεγερτικές συνάψεις. του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ). Είναι μια ουσία που μεσολαβεί στη συναπτική μετάδοση και, όταν σχηματίζεται το νευρικό σύστημα, συμμετέχει στις διαδικασίες ανάπτυξης και η νευρωνική ωρίμανση, εκτός από τη συμμετοχή στο σχηματισμό και την εξάλειψη των συνάψεων, και τη συμμετοχή στις διαδικασίες μάθησης και στο σχηματισμό του μνήμη.

Οι υποδοχείς που ενεργοποιούνται από αυτόν τον νευροδιαβιβαστή έχουν χωριστεί σε δύο οικογένειες: μεταβοτροπικούς και ιονοτροπικούς:

Τα μεταβοτροπικά συνδέονται με τις πρωτεΐνες G και ρυθμίζουν την παραγωγή ενδοκυτταρικών αγγελιαφόρων.

Τα ιοντοτροπικά, όπου θα βρεθούν οι υποδοχείς καϊνικού, σχηματίζουν ένα κανάλι κατιόντων με διαφορετική εκλεκτικότητα για ορισμένα ιόντα, είναι διαπερατό από πολλά ιόντα: νάτριο (Na+), κάλιο (K+) και ασβέστιο (Ca+2).

Μέσα στους ιοντοτροπικούς υποδοχείς γλουταμινικού είναι, όπως έχουμε ήδη σχολιάσει, οι υποδοχείς καϊνικού, οι Υποδοχείς NMDA (Ν-μεθυλο-D-ασπαρτικό οξύ) και υποδοχείς AMPA α-αμινο-3-υδροξυ-5-μεθυλ-4-ισοξαζολοπροπιονικό).

Οι μετασυναπτικοί υποδοχείς καϊνικού εμπλέκονται στην διεγερτική νευροδιαβίβαση, ενώ Τα προσινικά εμπλέκονται στην αναστολή, ρυθμίζοντας την απελευθέρωση του GABA μέσω ενός μηχανισμού προσυναπτικός.

Δομή

Είναι γνωστοί έως και πέντε τύποι υπομονάδων υποδοχέα καϊνικού: GluR5 (GRIK1), GluR6 (GRIK2), GluR7 (GRIK3), KA1 (GRIK4) και KA2 (GRIK5), οι οποίες είναι παρόμοιες με τις υπομονάδες υποδοχέα AMPA και NMDA.

Οι υπομονάδες GluR 5 έως 7 μπορούν να σχηματίσουν ομομερή κανάλια, δηλαδή, κάνοντας τον υποδοχέα να αποτελείται αποκλειστικά από έναν τύπο από αυτές τις υπομονάδες. ή ετερομερής, που σημαίνει ότι μπορεί να υπάρχουν περισσότεροι από ένας τύποι υπομονάδων. Οι υπομονάδες KA1 και KA2 μπορούν να σχηματίσουν λειτουργικούς υποδοχείς μόνο με συνδυασμό με τις υπομονάδες GluR 5 έως 7.

Μοριακά μιλώντας, οι ιοντοτροπικοί υποδοχείς γλουταμινικού είναι ενσωματωμένες μεμβρανικές πρωτεΐνες, που αποτελούνται από τέσσερις υπομονάδες διατεταγμένες σε ένα τετραμερές.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Υποδοχείς NMDA του νευρικού συστήματος: τι είναι και ποιες λειτουργίες έχουν;"

Διανομή

Οι υποδοχείς καϊνικού είναι κατανεμημένοι σε όλο το νευρικό σύστημα, αν και τα πρότυπα έκφρασης των υπομονάδων που τους αποτελούν διαφέρουν ανά περιοχή:

1. Υπομονάδα GluR5

Η υπομονάδα GluR5 βρίσκεται κυρίως σε νευρώνες του γάγγλια ραχιαίας ρίζας, διαφραγματικός πυρήνας, πυρόμορφος και κυκλικός φλοιός, υποκείμενο και κύτταρα Purkinje παρεγκεφαλικός.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Νευρώνες Purkinje: οι λειτουργίες και τα χαρακτηριστικά τους"

2. Υπομονάδα GluR6

Το GluR6 βρίσκεται ευρέως σε κοκκιώδη κύτταρα της παρεγκεφαλίδας, της οδοντωτής έλικας και της περιοχής CA3 του ιππόκαμπου, καθώς και στο ραβδωτό σώμα.

3. Υπομονάδα GluR7

Η υπομονάδα GluR7 βρίσκεται αραιά στον εγκέφαλο αλλά εκφράζεται, ιδιαίτερα έντονα, στον εγκέφαλο. βαθύς εγκεφαλικός φλοιός και ραβδωτό σώμα, καθώς και ανασταλτικοί νευρώνες στο μοριακό στρώμα του παρεγκεφαλίτιδα.

4. Υπομονάδες ΚΑ1 και ΚΑ2

Η υπομονάδα KA1 βρίσκεται στην περιοχή CA3 του ιππόκαμπος και έχει επίσης βρεθεί στην αμυγδαλή, τον ενδορινικό φλοιό και την οδοντωτή έλικα. Το KA2 βρίσκεται σε όλους τους πυρήνες του νευρικού συστήματος.

Αγωγιμότητα

Ο δίαυλος ιόντων που σχηματίζεται από υποδοχείς καϊνικού είναι διαπερατός από ιόντα νατρίου και καλίου. αγωγιμότητα του είναι παρόμοιο με αυτό των καναλιών υποδοχέα AMPA, περίπου 20 pS (petasiemens).

Ωστόσο, οι υποδοχείς καϊνικού διαφέρουν από το AMPA ως προς το δυναμικό Τα μετασυναπτικά δυναμικά που δημιουργούνται από τους υποδοχείς καϊνικού είναι πιο αργά από τα μετασυναπτικά δυναμικά των υποδοχέων καϊνικού. υποδοχείς AMPA.

συναπτική λειτουργία

Όπως σχολιάζαμε προηγουμένως, οι υποδοχείς καϊνάτη εμπλέκονται τόσο στην προσυναπτική όσο και στην μετασυναπτική δράση. Βρίσκονται σε μικρότερες ποσότητες στον εγκέφαλο από τους υποδοχείς AMPA και NMDA.

Η πιο πρόσφατη έρευνα ανακάλυψε ότι αυτοί οι τύποι υποδοχέων όχι μόνο έχουν α ιοντοτροπική λειτουργία, μεταβάλλοντας άμεσα την αγωγιμότητα της νευρωνικής μεμβράνης, αλλά μάλλον, εκτός, μπορεί να περιλαμβάνει αλλαγές σε μεταβοτροπικό επίπεδο, επηρεάζοντας την παραγωγή πρωτεϊνών.

Πρέπει να ειπωθεί ότι το καϊνικό είναι μια διεγερτοτοξική ουσία και προκαλεί επιληπτικές κρίσεις και νευρωνικές βλάβες, φαινόμενα πολύ παρόμοια με αυτά που παρατηρούνται στους νευρώνες ατόμων που πάσχουν από επιληψία. Γι' αυτό και λαμβάνοντας υπόψη ότι όλα αυτά συνδέονται στενά με προβλήματα νευροδιαβίβασης γλουταμινικού, η έρευνα προβλήματα στους υποδοχείς καϊνικού έχουν συνδεθεί με διάφορες ψυχολογικές διαταραχές, ιατρικά προβλήματα και ασθένειες νευροεκφυλιστικό.

Μέχρι σήμερα, έχουν συσχετιστεί προβλήματα στη συναπτική λειτουργία των υποδοχέων καϊνικού ισχαιμία, υπογλυκαιμία, επιληψία, νόσος Alzheimer, νόσος του Πάρκινσον, σχιζοφρένεια, διπολική διαταραχή, διαταραχές του φάσματος του αυτισμού, χορεία Huntington και αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ELA.) Οι περισσότερες μελέτες έχουν βρει αυτές τις σχέσεις με μεταλλάξεις στις υπομονάδες GluK 1 έως 5.

Νευρωνική πλαστικότητα

Οι υποδοχείς Kainate παίζουν έναν μάλλον μέτριο ρόλο στις συνάψεις σε σύγκριση με τους υποδοχείς AMPA. Έχουν έναν πολύ λεπτό ρόλο στη συναπτική πλαστικότητα, επηρεάζοντας την πιθανότητα το μετασυναπτικό κύτταρο να στείλει μια απάντηση σε ένα μελλοντικό ερέθισμα.

Η ενεργοποίηση των υποδοχέων καϊνικού στο προσυναπτικό κύτταρο μπορεί να επηρεάσει την ποσότητα των νευροδιαβιβαστών να απελευθερωθεί στο συναπτικό χάσμα. Αυτό το αποτέλεσμα μπορεί να συμβεί γρήγορα και να διαρκέσει για μεγάλο χρονικό διάστημα και η επαναλαμβανόμενη διέγερση των υποδοχέων καϊνικού μπορεί να οδηγήσει σε εθισμό με την πάροδο του χρόνου.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

• Dingledine R, Borges K, Bowie D, Traynelis SF (Μάρτιος 1999). «Τα κανάλια ιόντων υποδοχέα γλουταμικού». Φαρμακολογικές Επισκοπήσεις. 51 (1): 7–61. PMID 10049997. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (περίληψη) στις 13-02-2009. Ανακτήθηκε 28-12-2007.
• Huettner JE (Αύγουστος 2003). «Καϊνικοί υποδοχείς και συναπτική μετάδοση». Πρόοδος στη Νευροβιολογία. 70 (5): 387–407. doi: 10.1016/S0301-0082(03)00122-9
• Ανάδοχος A, Mulle C, Swanson GT (Μάρτιος 2011). «Οι δέκτες Kainate που ενηλικιώνονται: ορόσημα έρευνας δύο δεκαετιών». Τάσεις στις Νευροεπιστήμες. 34 (3): 154–63. doi: 10.1016/j.tins.2010.12.002
• Fritsch B, Reis J, Gasior M, Kaminski RM, Rogawski MA (Απρίλιος 2014). "Ο ρόλος των υποδοχέων καϊνικού GluK1 σε επιληπτικές κρίσεις, επιληπτικές εκκρίσεις και επιληπτογένεση". The Journal of Neuroscience. 34 (17): 5765–75.
• Ροντρίγκεζ-Μορένο, Αντόνιο. (2003). Δέκτες Kainate. Η λειτουργία τους στη ρύθμιση της GABAergic συναπτικής μετάδοσης στον ιππόκαμπο. Περιοδικό Νευρολογίας. 36. 852-9.