Kainaattireseptorit: mitä ne ovat ja mitkä ovat niiden tehtävät

Kainaattireseptorit Ne ovat hermosoluissa olevia reseptoreita, jotka aktivoituvat glutamaatin läsnä ollessa.

Niitä ei tunneta kovin hyvin, ja tutkimus jatkaa tähän päivään asti selvittääkseen mitä seurauksia on eri sairauksissa, erityisesti epilepsiassa ja sairauksissa, kuten Alzheimerin ja Parkinson. Seuraavaksi näemme, mitä näistä erikoisista ionotrooppisista reseptoreista tiedetään.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Muskariinireseptorit: mitä ne ovat ja mitä toimintoja niillä on?"

Mitä kainaattireseptorit ovat?

Kainaattireseptorit Niitä löytyy hermosolujen kalvosta ja ne reagoivat glutamaatin läsnäoloon.. Perinteisesti ne luokiteltiin ei-NMDA-reseptoreihin yhdessä AMPA-reseptorin kanssa.

Tiedeyhteisö ymmärtää kainaattireseptoreita vähemmän kuin AMPA ja NMDA, jotka ovat myös ionotrooppisia reseptoreita välittäjäaineen glutamaatille.

Glutamaatin tiedetään toimivan ensisijaisena aineena useimmissa eksitatorisissa synapseissa. keskushermostoon (CNS). Se on aine, joka välittää synaptista välitystä ja osallistuu hermoston muodostuessa kasvu- ja kasvuprosesseihin. hermosolujen kypsyminen, sen lisäksi, että se osallistuu synapsien muodostumiseen ja eliminointiin sekä osallistuu oppimisprosesseihin ja muisti.

Tämän välittäjäaineen aktivoimat reseptorit on jaettu kahteen perheeseen: metabotrooppisiin ja ionotrooppisiin:

Metabotrooppiset aineet kytkeytyvät G-proteiineihin ja säätelevät solunsisäisten lähettiaineiden tuotantoa.

Ionotrooppiset aineet, joissa kainaattireseptorit löytyisivät, muodostavat kationikanavan, jolla on erilainen selektiivisyys tietyille ioneilleläpäisee useita ioneja: natriumia (Na+), kaliumia (K+) ja kalsiumia (Ca+2).

Kuten olemme jo kommentoineet, ionotrooppisiin glutamaattireseptoreihin kuuluvat kainaattireseptorit, NMDA-reseptorit (N-metyyli-D-asparagiinihappo) ja AMPA-reseptorit a-amino-3-hydroksi-5-metyyli-4-isoksatsolipropioni).

Postsynaptiset kainaattireseptorit osallistuvat kiihottavaan neurotransmissioon, kun taas presinaatit ovat osallisina GABA: n estämisessä, moduloinnissa mekanismin kautta presynaptinen.

Rakenne

Jopa viisi kainaattireseptorin alayksikkötyyppiä tunnetaan: GluR5 (GRIK1), GluR6 (GRIK2), GluR7 (GRIK3), KA1 (GRIK4) ja KA2 (GRIK5), jotka ovat samanlaisia ​​kuin AMPA- ja NMDA-reseptorialayksiköt.

GluR-alayksiköt 5-7 voivat muodostaa homomeerisia kanaviaeli tehdään reseptori koostumaan yksinomaan näiden alayksiköiden yhdestä tyypistä; tai heteromeerinen, mikä tarkoittaa, että alayksiköitä voi olla useampi kuin yksi tyyppi. KA1- ja KA2-alayksiköt voivat muodostaa toiminnallisia reseptoreita vain yhdistymällä GluR-alayksiköiden 5-7 kanssa.

Molekyylisesti ionotrooppiset glutamaattireseptorit ovat integraalisia kalvoproteiineja, jotka koostuvat neljästä alayksiköstä, jotka on järjestetty tetrameeriin.

• Saatat olla kiinnostunut: "Hermoston NMDA-reseptorit: mitä ne ovat ja mitä toimintoja niillä on?"

Jakelu

Kainaattireseptorit ovat jakautuneet koko hermostoon, vaikka niiden ilmentymismallit niitä sisältävissä alayksiköissä vaihtelevat alueittain:

1. GluR5-alayksikkö

GluR5-alayksikkö löytyy pääasiassa hermosoluista selkäjuuren hermosolmu, väliseinän tuma, pyriform- ja cingulaattikuori, subiculum ja Purkinje-solut pikkuaivot.

• Saatat olla kiinnostunut: "Purkinjen neuronit: niiden toiminnot ja ominaisuudet"

2. GluR6-alayksikkö

GluR6:ta löytyy laajalti pikkuaivojen jyvässoluissa, hammaskivessä ja hippokampuksen CA3-alueellasekä striatumissa.

3. GluR7-alayksikkö

GluR7-alayksikköä löytyy harvakseltaan aivoissa, mutta se ekspressoituu erityisen voimakkaasti aivoissa. syvä aivokuori ja aivojuovio sekä estävät neuronit aivokalvon molekyylikerroksessa pikkuaivot.

4. KA1- ja KA2-alayksiköt

KA1-alayksikkö sijaitsee CA3-alueella hippokampus ja sitä on löydetty myös amygdalasta, entorhinaalisesta aivokuoresta ja hammaskivestä. KA2 löytyy kaikista hermoston ytimistä.

Johtokyky

Kainaattireseptorien muodostama ionikanava läpäisee natrium- ja kaliumioneja. sen johtavuus on samanlainen kuin AMPA-reseptorikanavat, noin 20 pS (petasiemens).

Kainaattireseptorit eroavat kuitenkin AMPA: sta potentiaalisuudeltaan Kainaattireseptorien synnyttämät postsynaptiset potentiaalit ovat hitaampia kuin kainaattireseptorien postsynaptiset potentiaalit. AMPA-reseptorit.

synaptinen toiminto

Kuten aiemmin kommentoimme, kainaattireseptorit ovat mukana sekä presynaptisessa että postsynaptisessa toiminnassa. Niitä löytyy aivoista pienempiä määriä kuin AMPA- ja NMDA-reseptoreita.

Viimeisimmät tutkimukset ovat havainneet, että tämän tyyppisillä reseptoreilla ei ole vain a ionotrooppinen toiminta, joka muuttaa suoraan hermosolujen kalvon johtavuutta, vaan pikemminkin sitä paitsi, voi sisältää muutoksia metabotrooppisella tasolla, mikä vaikuttaa proteiinin tuotantoon.

On sanottava, että kainaatti on eksitotoksinen aine ja aiheuttaa kohtauksia ja hermosolujen vaurioita, jotka ovat hyvin samanlaisia ​​kuin epilepsiasta kärsivien ihmisten hermosoluissa. Tästä syystä ja ottaen huomioon, että tämä kaikki liittyy läheisesti glutamaatin hermovälitysongelmiin, tutkimus kainaattireseptorien ongelmat on yhdistetty erilaisiin psyykkisiin häiriöihin, lääketieteellisiin ongelmiin ja sairauksiin hermostoa rappeuttava.

Tähän mennessä kainaattireseptorien synaptisen toiminnan ongelmia on liittynyt iskemia, hypoglykemia, epilepsia, Alzheimerin tauti, Parkinsonin tauti, skitsofrenia, kaksisuuntainen mielialahäiriö, autismikirjon häiriöt, Huntingtonin korea ja amyotrofinen lateraaliskleroosi (ELA.) Useimmat tutkimukset ovat löytäneet nämä suhteet mutaatioihin GluK-alayksiköissä 1–5.

Neuronaalinen plastisuus

Kainaattireseptoreilla on melko vaatimaton rooli synapseissa AMPA-reseptoreihin verrattuna. Niillä on hyvin hienovarainen rooli synaptisessa plastisuudessa, mikä vaikuttaa todennäköisyyteen, että postsynaptinen solu lähettää vastauksen tulevaan ärsykkeeseen.

Kainaattireseptorien aktivaatio presynaptisessa solussa voi vaikuttaa välittäjäaineiden määrään vapautua synaptiseen aukkoon. Tämä vaikutus voi ilmaantua nopeasti ja kestää pitkään, ja toistuva kainaattireseptorien stimulointi voi johtaa riippuvuuteen ajan myötä.

Bibliografiset viittaukset:

• Dingledine R, Borges K, Bowie D, Traynelis SF (maaliskuu 1999). "Glutamaattireseptori-ionikanavat". Farmakologiset arvostelut. 51 (1): 7–61. PMID 10049997. Arkistoitu alkuperäisestä (abstrakti) 2009-02-13. Haettu 28.12.2007.
• Huettner JE (elokuu 2003). "Kainaattireseptorit ja synaptinen siirto". Edistystä neurobiologiassa. 70 (5): 387–407. doi: 10.1016/S0301-0082(03)00122-9
• Urakoitsija A, Mulle C, Swanson GT (maaliskuu 2011). "Kainate-vastaanottimet tulevat täysi-ikäisiksi: virstanpylväitä kahden vuosikymmenen tutkimuksessa". Neurotieteiden trendit. 34 (3): 154–63. doi: 10.1016/j.tins.2010.12.002
• Fritsch B, Reis J, Gasior M, Kaminski RM, Rogawski MA (huhtikuu 2014). "GluK1-kainaattireseptorien rooli kohtauksissa, epileptisissa purkauksissa ja epileptogeneesissä". The Journal of Neuroscience. 34 (17): 5765–75.
• Rodriguez-Moreno, Antonio. (2003). Kainate vastaanottimet. Niiden tehtävä GABAergisen synaptisen transmission säätelyssä hippokampuksessa. Neurologia-lehti. 36. 852-9.