NMDA receptori živčanog sustava: što su i koje funkcije imaju?

Znamo da naši neuroni komuniciraju jedni s drugima putem sinapsi, gdje su uključeni neurotransmiteri. Glavni ekscitacijski neurotransmiter u mozgu je glutamat, koji ima različite vrste receptora. Ovdje ćemo govoriti o jednom od njih: NMDA receptori.

U ovom ćemo članku naučiti od čega se sastoje ove vrste receptora, koje karakteristike predstavljaju, kako rade i kako su povezani s pamćenjem, učenjem i plastičnošću mozga. Međutim, prvo ćemo napraviti kratak uvod o vrstama neurotransmitera koji postoje, kako bismo razumjeli gdje se nalazi glutamat.

• Povezani članak: "Vrste neurotransmitera: funkcije i podjela"

Što su neurotransmiteri i kako su klasificirani?

Neurotransmiteri su biomolekule koje omogućuju prijenos informacija između neurona. (odnosno neurotransmisija), kroz kemijski ili električni proces (ovisno o slučaju) koji se naziva neuronska sinapsa.

Postoje mnoge vrste neurotransmitera; Najprihvaćenija klasifikacija je ona koja ih dijeli u tri velike skupine:

1. amini

Amini se pak dijele na kvaterne amine (acetilkolin) i monoamine (koji se pak dijele na: kateholamine i indolamine).

2. Aminokiseline

uključiti glutamat, GABA, glicin i histamin.

3. Neuropeptidi

Sa svoje strane, neuropeptidi uključuju endorfini, enkefalini, dinorfini i vazopresin.

Glutamat i njegovi NMDA receptori

Kao što smo vidjeli, glutamat, koji se naziva i glutaminska kiselina, moždani je neurotransmiter tipa aminokiseline. Glutamat je ekscitacijski neurotransmiter u mozgu par excellence., a povezan je s višestrukim funkcijama, posebice učenjem. Nalazi se u cijelom mozgu, a također i u leđnoj moždini.

Kao i svi neurotransmiteri, glutamat ima različite vrste receptora, koji su strukture smještene na stanice (na primjer u neuronima) gdje se vežu neurotransmiteri, omogućujući sinapsu (koja može biti električna ili kemija).

Da bismo ga razumjeli na jednostavan način i, šire govoreći, sinapse su one veze između neurona koje održavaju te živčane stanice u stalnoj komunikaciji i koji omogućuju prijenos informacija, što omogućuje postizanje različitih procesa: razmišljanje, donošenje odluka, obraćanje pažnje, rasuđivanje, govor...

Dakle, glutamat ima četiri vrste receptora: NMDA receptore (od kojih o čemu ćemo govoriti u ovom članku), AMPA receptorima, kainatu i vrsti receptora metabotropni.

NMDA receptori: opće karakteristike

NMDA receptori su vrlo složeni proteini koji djeluju kao glutamatni receptori. Na funkcionalnoj razini, NMDA receptori, zajedno s AMPA glutamat receptorima, temeljno su povezani s dva kognitivna procesa: učenjem i pamćenjem. Konkretno, NMDA receptori su bitni prije svega za pamćenje. Osim, također su snažno povezani s neuralnom ili sinaptičkom plastičnošću.

S druge strane, NMDA receptori su također povezani s podrijetlom različitih patologija ili bolesti, kao što su: epilepsija, određene neurodegenerativne bolesti (kao što su Alzheimerova, Parkinsonova i Huntingtonova bolest), shizofrenija ili moždani udar.

• Možda će vas zanimati: "Što je sinaptički jaz i kako funkcionira?"

Funkcioniranje

Što označava akronim NMDA? Oni su akronim za "N-metil D-aspartat", koji je selektivni agonist odgovoran za specifično vezanje ove vrste glutamatnih receptora, ali ne i drugih. Kada se ove vrste receptora aktiviraju, otvaraju se neselektivni ionski kanali za sve vrste kationa (ioni s pozitivnim električnim nabojem).

Receptori se aktiviraju razlikom snage, kada ioni magnezija (Mg2+) dođu u kontakt. Ovaj korak omogućuje protok iona natrija (Na+), kalcija (Ca2+) (ovi u manjoj količini) i kalija (K+).

Konkretno, protok iona kalcija bitan je za poboljšanje procesa sinaptičke plastičnosti ili plastičnosti mozga. Ova vrsta plastičnosti sastoji se u tome što vanjski podražaji uzrokuju jačanje jednih sinapsi, a slabljenje drugih.

Dakle, sinaptička plastičnost, cerebralna ili neuronska, omogućuje funkcioniranje neurona ispravno, komunicirati jedni s drugima i modulirati svoje aktivnosti prema okolini i podražaje okoline. Ukratko, omogućuje mozgu da se prilagodi promjenama i također omogućuje maksimiziranje njegovih funkcija.

Vrsta ionotropnog receptora

Na strukturnoj i funkcionalnoj razini, NMDA receptori, koji se nazivaju i NMDAr, su ionotropni receptori. No vratimo se malo natrag; Postoje tri vrste moždanih receptora: ionotropni (kao što su NMDA receptori), metabotropni i autoreceptori. U usporedbi s druga dva, ionotropni receptori su brži.

Njihova glavna karakteristika je da funkcioniraju kao specifični ionski kanali za određene ione, odnosno sam receptor djeluje kao kanal.

funkcije

NMDA receptori, zajedno s glutamatom, povezani su s mnoštvom funkcija živčanog sustava (NS). Oni su uglavnom odgovorni za regulaciju postsinaptičkog ekscitacijskog potencijala stanica. Nadalje, kao što smo vidjeli, NMDA receptori igraju bitnu ulogu u procesima kao što su neuronska plastičnost, pamćenje i učenje.

S druge strane, neke studije spominju i ulogu vezanja glutamata na NMDA receptore u procesima migracije stanica.

1. Neuronska (ili sinaptička) plastičnost

Neuronska plastičnost i njezin odnos s NMDA receptorima naširoko su proučavani. Poznato je da aktivacija i konsolidacija određenih sinapsi, posebno tijekom razvoja (iako i kod odraslih) omogućuju sazrijevanje SN sklopova, odnosno pospješuju njihovu funkcionalnu povezanost.

Sve se to događa zahvaljujući plastičnosti neurona, koja uvelike ovisi o NMDA receptorima.

Točnije, NMDA receptori se aktiviraju vrlo specifičnom vrstom sinaptičke plastičnosti, koja se naziva dugotrajno potenciranje (LTP). Većina procesa pamćenja i učenja temelji se na ovom obliku plastičnosti.

2. Memorija

Što se tiče veze s pamćenjem, pokazalo se da NMDA receptori igraju bitnu ulogu u procesima koji uključuju formiranje pamćenja; ovaj uključuje vrstu pamćenja koje se naziva epizodno pamćenje (onaj koji nam omogućuje da se prisjetimo proživljenih iskustava i koji konfigurira našu autobiografiju).

• Možda će vas zanimati: "Vrste pamćenja: kako ljudski mozak pohranjuje sjećanja?"

3. Učenje

Konačno, NMDA receptori također su povezani s procesima učenja, a vidjelo se kako oni Aktivacija se događa prije ove vrste procesa, što je pak povezano s pamćenjem i plastičnošću moždani.

Bibliografske reference:

• Flores-Soto, M.E., Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, R.E. & Beas-Zarate, C. (2012). Struktura i funkcija podjedinica receptora glutamata tipa NMDA. Neurologija (englesko izdanje), 27(5): 301-310.
• Morgado, I. (2005). Psihobiologija učenja i pamćenja: osnove i najnoviji napredak. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
• Rosenweig, M.R., Breedlove, S.M i Watson, N.V. (2005). Psihobiologija: Uvod u bihevioralne, kognitivne i kliničke neuroznanosti. Barcelona: Ariel.
• Stahl, S.M. (2002). Esencijalna psihofarmakologija. Neuroznanstvene osnove i kliničke primjene. Barcelona: Ariel.
• Vyklick, V; Korinek, M; Smejkalov, T.; Balik, A; Krausova, B; Kaniakova, M. (2014). Struktura, funkcija i farmakologija NMDA receptorskih kanala. Češka Republika: Institut za fiziologiju v.v.i., Akademija znanosti Češke, 63 (Suppl. 1): S191-S203.