Närvisüsteemi NMDA retseptorid: mis need on ja millised funktsioonid neil on?

Teame, et meie neuronid suhtlevad üksteisega sünapside kaudu, kus on kaasatud neurotransmitterid. Peamine ergastav neurotransmitter ajus on glutamaat, millel on erinevat tüüpi retseptoreid. Siin räägime ühest neist: NMDA retseptorid.

Sellest artiklist õpime, millest seda tüüpi retseptorid koosnevad, millised omadused neil on, kuidas nad töötavad ja kuidas need on seotud mälu, õppimise ja aju plastilisusega. Esmalt teeme siiski lühikese sissejuhatuse olemasolevate neurotransmitterite tüüpide kohta, et mõista, kus glutamaat asub.

• Seotud artikkel: "Neurotransmitterite tüübid: funktsioonid ja klassifikatsioon"

Mis on neurotransmitterid ja kuidas neid klassifitseeritakse?

Neurotransmitterid on biomolekulid, mis võimaldavad neuronite vahel teabe edastamist. (st neurotransmissioon) keemilise või elektrilise protsessi kaudu (olenevalt juhtumist), mida nimetatakse neuronaalseks sünapsiks.

Neurotransmittereid on mitut tüüpi; Kõige aktsepteeritum klassifikatsioon on see, mis jagab need kolme suurde rühma:

1. amiinid

Amiinid omakorda jagunevad kvaternaarseteks amiinideks (atsetüülkoliin) ja monoamiinideks (mis omakorda jagunevad: katehhoolamiinideks ja indolamiinideks).

2. Aminohapped

sisaldama glutamaat, GABA, glütsiin ja histamiin.

3. Neuropeptiidid

Omalt poolt hõlmavad neuropeptiidid endorfiinid, enkefaliinid, dünorfiinid ja vasopressiin.

Glutamaat ja selle NMDA retseptorid

Nagu nägime, on glutamaat, mida nimetatakse ka glutamiinhappeks, aminohappe tüüpi aju neurotransmitter. Glutamaat on ajus par excellence ergastav neurotransmitter.ja on seotud mitme funktsiooniga, eriti õppimisega. See paikneb kogu ajus ja ka seljaajus.

Nagu kõigil neurotransmitteritel, on ka glutamaadil erinevat tüüpi retseptoreid, mis on struktuurid, mis paiknevad rakud (näiteks neuronites), kus neurotransmitterid seonduvad, võimaldades sünapsi (mis võib olla elektriline või keemia).

Et mõista seda lihtsalt ja laias laastus, sünapsid on need ühendused neuronite vahel, mis hoiavad neid närvirakke pidevas suhtluses ja mis võimaldavad edastada infot, mis võimaldab saavutada erinevaid protsesse: mõtlemine, otsuste tegemine, tähelepanu pööramine, arutlemine, rääkimine...

Seega on glutamaadil nelja tüüpi retseptoreid: NMDA-retseptorid (millest me räägime selles artiklis), AMPA retseptoritest, kainaadist ja teatud tüüpi retseptoritest metabotroopne.

NMDA retseptorid: üldised omadused

NMDA retseptorid on väga keerulised valgud, mis toimivad glutamaadi retseptoritena. Funktsionaalsel tasandil on NMDA retseptorid koos AMPA glutamaadi retseptoritega põhimõtteliselt seotud kahe kognitiivse protsessiga: õppimise ja mäluga. Täpsemalt on NMDA retseptorid olulised eelkõige mälu jaoks. Pealegi, need on tugevalt seotud ka neuraalse või sünaptilise plastilisusega.

Teisest küljest on NMDA retseptoreid seostatud ka erinevate patoloogiate või haiguste päritoluga, näiteks: epilepsia, teatud neurodegeneratiivsed haigused (nagu Alzheimeri tõbi, Parkinsoni tõbi ja Huntingtoni tõbi), skisofreenia või insult.

• Teid võivad huvitada: "Mis on sünaptiline lõhe ja kuidas see toimib?"

Toimimine

Mida tähendab akronüüm NMDA? Need on "N-metüül-D-aspartaadi" akronüümid, mis on selektiivne agonist, mis vastutab seda tüüpi glutamaadi retseptorite spetsiifilise sidumise eest, kuid mitte teiste retseptoritega. Seda tüüpi retseptorite aktiveerimisel avanevad mitteselektiivsed ioonikanalid igasuguste katioonide jaoks (positiivse elektrilaenguga ioonid).

Magneesiumiioonide (Mg2+) kokkupuutel aktiveeruvad retseptorid võimsusdiferentsiaaliga. See samm võimaldab voolata naatriumiioone (Na+), kaltsiumi (Ca2+) (neid väiksemas koguses) ja kaaliumi (K+).

Kaltsiumiioonide vool on eriti oluline sünaptilise plastilisuse või aju plastilisuse protsesside suurendamiseks. Seda tüüpi plastilisus seisneb selles, et välised stiimulid põhjustavad teatud sünapside tugevnemist ja teiste nõrgenemist.

Seega võimaldab aju- või neuronaalne sünaptiline plastilisus neuronitel toimida õigesti, omavahel suhtlema ja oma tegevust vastavalt keskkonnale ja keskkonna stiimulid. Lühidalt öeldes võimaldab see ajul muutustega kohaneda ja ka selle funktsioone maksimeerida.

Teatud tüüpi ionotroopne retseptor

Struktuurilisel ja funktsionaalsel tasandil NMDA retseptorid, mida nimetatakse ka NMDAr-iks, on ionotroopsed retseptorid. Aga võtame natuke tagasi; Aju retseptoreid on kolme tüüpi: ionotroopsed (nagu NMDA retseptorid), metabotroopsed ja autoretseptorid. Võrreldes kahe teisega on ionotroopsed retseptorid kiiremad.

Nende peamine omadus on see, et nad toimivad teatud ioonide jaoks spetsiifiliste ioonkanalitena, see tähendab, et retseptor ise toimib kanalina.

funktsioonid

NMDA retseptorid koos glutamaadiga on seotud paljude närvisüsteemi (NS) funktsioonidega. Nad vastutavad peamiselt rakkude postsünaptilise ergastava potentsiaali reguleerimise eest. Lisaks, nagu oleme näinud, mängivad NMDA retseptorid olulist rolli sellistes protsessides nagu neuronaalne plastilisus, mälu ja õppimine.

Teisest küljest mainivad mõned uuringud ka glutamaadi NMDA retseptoritega seondumise rolli rakkude migratsiooniprotsessides.

1. Neuronaalne (või sünaptiline) plastilisus

Neuronaalset plastilisust ja selle seost NMDA retseptoritega on laialdaselt uuritud. On teada, et teatud sünapside aktiveerimine ja konsolideerimine, eriti arengu ajal (kuigi ka täiskasvanutel) võimaldavad nad SN-i ahelate küpsemist, st soodustavad nende funktsionaalseid ühendusi.

Kõik see toimub tänu neuronite plastilisusele, mis sõltub suuresti NMDA retseptoritest.

Täpsemalt, NMDA retseptoreid aktiveerib väga spetsiifiline sünaptiline plastilisus, mida nimetatakse pikaajaliseks võimendamiseks (LTP). Enamik mälu- ja õppimisprotsesse põhinevad sellel plastilisuse vormil.

2. Mälu

Seoses mäluga on näidatud, et NMDA retseptorid mängivad olulist rolli mälu moodustamise protsessides; see hõlmab teatud tüüpi mälu, mida nimetatakse episoodiliseks mäluks (see, mis võimaldab meil meenutada elatud kogemusi ja mis konfigureerib meie autobiograafiat).

• Teid võivad huvitada: "Mälu tüübid: kuidas inimese aju mälestusi talletab?"

3. Õppimine

Lõpuks on NMDA retseptorid seotud ka õppeprotsessidega ja on näha, kuidas nende Aktiveerimine toimub enne seda tüüpi protsessi, mis on omakorda seotud mälu ja plastilisusega peaaju.

Bibliograafilised viited:

• Flores-Soto, M.E., Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, R.E. ja Beas-Zarate, C. (2012). NMDA-tüüpi glutamaadi retseptori subühikute struktuur ja funktsioon. Neurology (ingliskeelne väljaanne), 27(5): 301-310.
• Morgado, mina. (2005). Õppimise ja mälu psühhobioloogia: põhialused ja hiljutised edusammud. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
• Rosenweig, M.R., Breedlove, S.M. ja Watson, N.V. (2005). Psühhobioloogia: Sissejuhatus käitumuslikku, kognitiivset ja kliinilist neuroteadust. Barcelona: Ariel.
• Stahl, S.M. (2002). Oluline psühhofarmakoloogia. Neuroteaduslikud alused ja kliinilised rakendused. Barcelona: Ariel.
• Vyklick, V; Korinek, M; Smejkalov, T.; Balik, A; Krausova, B; Kaniakova, M. (2014). NMDA retseptori kanalite struktuur, funktsioon ja farmakoloogia. Tšehhi Vabariik: Füsioloogiainstituut v.v.i., Tšehhi Teaduste Akadeemia, 63 (Suppl. 1): S191-S203.