Hermoston NMDA-reseptorit: mitä ne ovat ja mitä toimintoja niillä on?

Tiedämme, että neuronimme kommunikoivat keskenään synapsien kautta, joissa välittäjäaineet ovat mukana. Pääasiallinen kiihottava välittäjäaine aivoissa on glutamaatti, jolla on erilaisia ​​reseptoreita. Tässä puhumme yhdestä niistä: NMDA-reseptorit.

Tässä artikkelissa opimme, mistä tämäntyyppiset reseptorit koostuvat, mitä ominaisuuksia niillä on, miten ne toimivat ja miten ne liittyvät muistiin, oppimiseen ja aivojen plastisuuteen. Ensin kuitenkin teemme lyhyen esittelyn olemassa olevista välittäjäainetyypeistä ymmärtääksemme, missä glutamaatti sijaitsee.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Välittäjäaineiden tyypit: toiminnot ja luokitus"

Mitä välittäjäaineet ovat ja miten ne luokitellaan?

Välittäjäaineet ovat biomolekyylejä, jotka mahdollistavat tiedonsiirron hermosolujen välillä. (eli neurotransmissio) kemiallisen tai sähköisen prosessin kautta (tapauksesta riippuen), jota kutsutaan hermosynapsiksi.

Välittäjäaineita on monenlaisia; Yleisin luokitus on se, joka jakaa ne kolmeen suureen ryhmään:

1. amiinit

Amiinit puolestaan ​​jaetaan kvaternaarisiin amiineihin (asetyylikoliini) ja monoamiineihin (jotka puolestaan ​​​​jaetaan: katekoliamiinit ja indoamiinit).

2. Aminohappoja

sisältää glutamaattiGABA, glysiini ja histamiini.

3. Neuropeptidit

Omalta osaltaan neuropeptideihin kuuluvat endorfiinit, enkefaliinit, dynorfiinit ja vasopressiini.

Glutamaatti ja sen NMDA-reseptorit

Kuten olemme nähneet, glutamaatti, jota kutsutaan myös glutamiinihapoksi, on aminohappotyyppinen aivojen välittäjäaine. Glutamaatti on kiihottava välittäjäaine aivoissa par excellence., ja liittyy useisiin toimintoihin, erityisesti oppimiseen. Se sijaitsee koko aivoissa ja myös selkäytimessä.

Kuten kaikilla välittäjäaineilla, glutamaatilla on erityyppisiä reseptoreita, jotka ovat rakenteita, jotka sijaitsevat hermovälittäjänä solut (esimerkiksi neuroneissa), joihin välittäjäaineet sitoutuvat mahdollistaen synapsin (joka voi olla sähkö- tai kemia).

Ymmärtääksesi sen yksinkertaisella tavalla ja yleisesti ottaen synapsit ovat neuronien välisiä yhteyksiä, jotka pitävät nämä hermosolut jatkuvassa yhteydessä ja jotka mahdollistavat tiedon välittämisen, mikä mahdollistaa erilaisten prosessien saavuttamisen: ajattelun, päätöksenteon, huomion kiinnittämisen, päättelyn, puhumisen...

Siten glutamaatilla on neljän tyyppisiä reseptoreita: NMDA-reseptorit (joista puhumme tässä artikkelissa), AMPA-reseptoreista, kainaatista ja reseptorin tyypistä metabotrooppinen.

NMDA-reseptorit: yleiset ominaisuudet

NMDA-reseptorit ovat erittäin monimutkaisia ​​proteiineja, jotka toimivat glutamaattireseptoreina. Toiminnallisella tasolla NMDA-reseptorit ja AMPA-glutamaattireseptorit liittyvät pohjimmiltaan kahteen kognitiiviseen prosessiin: oppimiseen ja muistiin. Erityisesti NMDA-reseptorit ovat välttämättömiä ennen kaikkea muistille. Sitä paitsi, ne liittyvät myös vahvasti hermo- tai synaptiseen plastisuuteen.

Toisaalta NMDA-reseptoreita on myös liitetty erilaisten patologioiden tai sairauksien alkuperään, kuten: epilepsia, tietyt neurodegeneratiiviset sairaudet (kuten Alzheimerin, Parkinsonin ja Huntingtonin tauti), skitsofrenia tai aivohalvaus.

• Saatat olla kiinnostunut: "Mikä on synaptinen aukko ja miten se toimii?"

Toiminta

Mitä lyhenne NMDA tarkoittaa? Ne ovat lyhenne sanoista "N-metyyli-D-aspartaatti", joka on selektiivinen agonisti, joka vastaa spesifisesti tämän tyyppisen glutamaattireseptorin sitomisesta, mutta ei muita. Kun tämäntyyppiset reseptorit aktivoituvat, ei-selektiiviset ionikanavat avautuvat kaikenlaisille kationeille (ioneille, joilla on positiivinen sähkövaraus).

Reseptorit aktivoituvat teho-eron vaikutuksesta, kun magnesiumionit (Mg2+) joutuvat kosketuksiin. Tämä vaihe mahdollistaa natriumionien (Na+), kalsiumin (Ca2+) (näitä vähemmän) ja kaliumin (K+) virtauksen.

Erityisesti kalsiumionien virtaus on välttämätöntä synaptisen plastisuuden tai aivojen plastisuuden prosessien tehostamiseksi. Tämän tyyppinen plastisuus koostuu siitä, että ulkoiset ärsykkeet aiheuttavat tiettyjen synapsien vahvistumista ja toisten heikkenemistä.

Siten synaptinen plastisuus, aivo- tai hermosolu, mahdollistaa hermosolujen toiminnan oikein, kommunikoivat keskenään ja muokkaavat toimintaansa ympäristön ja sen mukaan ympäristön ärsykkeitä. Lyhyesti sanottuna se mahdollistaa aivojen sopeutumisen muutoksiin ja mahdollistaa myös sen toimintojen maksimoimisen.

Eräänlainen ionotrooppinen reseptori

Rakenteellisella ja toiminnallisella tasolla NMDA-reseptorit, joita kutsutaan myös NMDAriksi, ovat ionotrooppisia reseptoreita. Mutta palataanpa hieman; Aivoreseptoreita on kolmenlaisia: ionotrooppiset (kuten NMDA-reseptorit), metabotrooppiset ja autoreseptorit. Verrattuna kahteen muuhun ionotrooppiset reseptorit ovat nopeampia.

Niiden pääominaisuus on, että ne toimivat spesifisinä ionikanavina tietyille ioneille, eli itse reseptori toimii kanavana.

toimintoja

NMDA-reseptorit, yhdessä glutamaatin kanssa, liittyvät moniin hermoston (NS) toimintoihin. Ne ovat pääasiassa vastuussa solujen postsynaptisen virityspotentiaalin säätelystä. Lisäksi, kuten olemme nähneet, NMDA-reseptoreilla on olennainen rooli prosesseissa, kuten hermosolujen plastisuus, muisti ja oppiminen.

Toisaalta joissakin tutkimuksissa mainitaan myös glutamaatin NMDA-reseptoreihin sitoutumisen rooli solujen migraatioprosesseissa.

1. Neuronaalinen (tai synaptinen) plastisuus

Neuronaalista plastisuutta ja sen suhdetta NMDA-reseptoreihin on tutkittu laajasti. Tiedetään, että tiettyjen synapsien aktivointi ja lujittaminen, erityisesti kehityksen aikana (tosin myös aikuisilla) ne mahdollistavat SN-piirien kypsymisen, eli edistävät niiden toiminnallisia yhteyksiä.

Kaikki tämä tapahtuu hermosolujen plastisuuden ansiosta, joka riippuu suurelta osin NMDA-reseptoreista.

Tarkemmin sanottuna NMDA-reseptoreita aktivoi hyvin spesifinen synaptinen plastisuus, jota kutsutaan pitkäaikaiseksi potentiaatioksi (LTP). Useimmat muisti- ja oppimisprosessit perustuvat tähän plastisuuden muotoon.

2. Muisti

Mitä tulee sen yhteyteen muistiin, NMDA-reseptorien on osoitettu olevan olennainen rooli muistin muodostukseen liittyvissä prosesseissa; Tämä sisältää eräänlaisen muistin, jota kutsutaan episodimuistiksi (se, jonka avulla voimme muistaa elämiä kokemuksia ja joka määrittää omaelämäkerramme).

• Saatat olla kiinnostunut: "Muistityypit: miten ihmisen aivot tallentavat muistoja?"

3. Oppiminen

Lopuksi, NMDA-reseptorit ovat myös yhteydessä oppimisprosesseihin, ja on nähty, kuinka ne Aktivointi tapahtuu ennen tämäntyyppistä prosessia, mikä puolestaan ​​liittyy muistiin ja plastisuuteen aivojen.

Bibliografiset viittaukset:

• Flores-Soto, M.E., Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, R.E. & Beas-Zarate, C. (2012). NMDA-tyypin glutamaattireseptorin alayksiköiden rakenne ja toiminta. Neurology (englanninkielinen painos), 27(5): 301-310.
• Morgado, minä. (2005). Oppimisen ja muistin psykobiologia: perusteet ja viimeaikainen kehitys. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
• Rosenweig, M.R., Breedlove, S.M. & Watson, N.V. (2005). Psykobiologia: Johdatus käyttäytymiseen, kognitiiviseen ja kliiniseen neurotieteeseen. Barcelona: Ariel.
• Stahl, S.M. (2002). Olennainen psykofarmakologia. Neurotieteelliset perusteet ja kliiniset sovellukset. Barcelona: Ariel.
• Vyklick, V; Korinek, M; Smejkalov, T.; Balik, A; Krausova, B; Kaniakova, M. (2014). NMDA-reseptorikanavien rakenne, toiminta ja farmakologia. Tšekki: Institute of Physiology v.v.i., Academy of Sciences of the Czech, 63 (Suppl. 1): S191-S203.