グルタメート（神経伝達物質）：定義と機能

ザ・ グルタミン酸 中枢神経系（CNS）のほとんどの興奮性シナプスを仲介します。 これは、感覚、運動、認知、感情の情報の主要なメディエーターであり、記憶の形成とその回復に関与しており、脳シナプスの80〜90％に存在します。

これはすべてほとんどメリットがないかのように、神経可塑性、学習プロセスにも介入し、 GABA –中枢神経系の主な抑制性神経伝達物質。 分子についてこれ以上何を求めることができますか？

グルタメートとは何ですか？

おそらく 神経系で最も広く研究されている神経伝達物質の1つです. 近年、その研究は、さまざまな神経変性病態（ アルツハイマー病）、それはそれを様々な病気の強力な創薬ターゲットにしました。

その受容体の複雑さを考えると、これは研究するのに最も複雑な神経伝達物質の1つであることも言及する価値があります。

合成プロセス

グルタメート合成プロセスは、クレブス回路またはトリカルボン酸回路で始まります。 クレブス回路は代謝経路であり、私たちが理解しているように、 ミトコンドリアで細胞呼吸を起こすための一連の化学反応. 代謝サイクルは、各歯車が 機能と部品の単純な故障は、時計が損傷するかどうかを引き起こす可能性があります 時間。 生化学のサイクルは同じです。 分子は、時計の歯車である連続的な酵素反応によって、細胞機能を生み出すためにその形状と組成を変化させます。 主なグルタメート前駆体はα-ケトグルタル酸であり、アミノ基転移によってアミノ基を受け取り、グルタメートになります。

別の非常に重要な前駆体であるグルタミンについても言及する価値があります。 細胞がグルタメートを細胞外空間に放出すると、アストロサイト-細胞の一種 グリア-グルタミンシンテターゼと呼ばれる酵素を介して、このグルタミン酸を回収します グルタミン。 後で、 グルタミンは星状細胞によって放出され、ニューロンによって回収されてグルタミン酸に戻されます. そしておそらく複数の人が次のことを尋ねるでしょう：そして彼らがニューロンでグルタミンをグルタミン酸に戻さなければならないのなら、なぜ星状細胞は貧しいグルタミン酸をグルタミンに変換するのですか？ まあ、私も知りません。 おそらくそれは星状細胞とニューロンが一致しないということであるか、あるいはおそらくそれは 神経科学 それはとても複雑です いずれにせよ、アストロサイトのコラボレーションがアストロサイトの40％を占めるため、アストロサイトのレビューをしたいと思いました。

売上高 グルタミン酸、つまり グルタミン酸のほとんどはこれらのグリア細胞によって回収されます.

細胞外空間に放出されたグルタミン酸が回収される他の前駆体および他の経路があります。 たとえば、特定のグルタミン酸トランスポーター–EAAT1 / 2–を含むニューロンがあり、これはグルタミン酸をニューロンに直接回復し、興奮性シグナルを終結させることができます。 グルタミン酸の合成と代謝のさらなる研究については、参考文献を読むことをお勧めします。

グルタミン酸受容体

彼らがいつも教えてくれるように、 各神経伝達物質はシナプス後細胞に受容体を持っています. 細胞膜にある受容体は、神経伝達物質であるホルモンが結合するタンパク質です。 神経ペプチドなど、それが位置する細胞の細胞代謝に一連の変化を引き起こす 受容体。 ニューロンでは、受容体をシナプス後細胞に配置しますが、実際にはそのようにする必要はありません。

彼らはまた、通常、最初の年に、受容体にはイオノトロピックとメタボトロピックの2つの主要なタイプがあることを教えてくれます。 イオノトロピックは、それらのリガンド（受容体の「鍵」）が結合すると、細胞へのイオンの通過を可能にするチャネルを開くものです。 一方、メタボトロピックは、リガンドが結合すると、セカンドメッセンジャーを介して細胞に変化を引き起こします。 このレビューでは、イオンチャネル型グルタミン酸受容体の主なタイプについて説明しますが、代謝型受容体を理解するために文献を研究することをお勧めします。 主なイオノトロピック受容体は次のとおりです。

• NMDAレシーバー。
• AMPAレシーバー。
• カイナドキャッチャー。

NMDAおよびAMPA受容体とそれらの密接な関係

どちらのタイプの受容体も、4つの膜貫通ドメインで構成される高分子であると考えられています。つまり、4つのサブユニットで構成されています。 それらは細胞膜の脂質二重層を通過します-そして両方とも陽イオンチャネルを開くグルタミン酸受容体です-正に帯電したイオン。 しかし、それでも、それらは大幅に異なります。

それらの違いの1つは、それらがアクティブ化されるしきい値です。 まず、AMPA受容体ははるかに速く活性化されます。 NMDA受容体は、ニューロンの膜電位が約-50mVになるまで活性化できませんが、不活性化されたときのニューロンは通常約-70mV-です。 第二に、陽イオンのステップはそれぞれの場合で異なります。 AMPA受容体は、NMDA受容体よりもはるかに高い膜電位を達成します。NMDA受容体は、はるかに穏やかに協調します。 その見返りとして、NMDA受容体は、AMPA受容体よりもはるかに持続的な活性化を長期にわたって達成します。 したがって、 AMPAのものはすぐに活性化し、より強い興奮性の可能性を生み出しますが、すぐに非活性化します. そして、NMDAのものは活性化するのに時間がかかりますが、彼らは彼らが生成する興奮性の可能性をはるかに長く維持することができます。

それをよりよく理解するために、私たちが兵士であり、私たちの武器がさまざまな受容体を表していると想像してみましょう。 細胞外空間が塹壕であると想像してみましょう。 リボルバーと手榴弾の2種類の武器があります。 手榴弾はシンプルですばやく使用できます。リングを取り外して捨て、爆発するのを待ちます。 それらには多くの破壊的な可能性がありますが、私たちがそれらをすべて捨てると、それは終わりです。 リボルバーは、ドラムを外して弾丸を一発ずつ入れる必要があるため、装填に時間がかかる武器です。 しかし、それをロードすると、手榴弾よりもはるかに可能性は低いものの、しばらく生き残ることができる6つのショットがあります。 私たちの脳リボルバーはNMDA受容体であり、手榴弾はAMPA受容体です。

グルタミン酸の過剰とその危険性

彼らは、過剰には何も良いことはなく、グルタミン酸の場合はそれが満たされると言います。 その後、 過剰なグルタミン酸が関連しているいくつかの病状と神経学的問題を引用します.

1. グルタミン酸類似体は外毒性を引き起こす可能性があります

グルタミン酸に類似した薬-つまり、NMDA受容体の名前の由来であるNMDAなどのグルタミン酸と同じ機能を果たします- 最も脆弱な脳領域で高用量で神経変性効果を引き起こす可能性があります 視床下部の弓状核など。 この神経変性に関与するメカニズムは多様であり、さまざまな種類のグルタミン酸受容体が関与しています。

2. 私たちが食事で摂取できるいくつかの神経毒は、過剰なグルタメートを介して神経細胞死を引き起こします

一部の動植物のさまざまな毒物は、グルタミン酸神経経路を介してその効果を発揮します。 一例は、太平洋のグアム島で見つけることができる有毒植物であるCycasCircinalisの種子からの毒です。 この毒は高い有病率を引き起こしました 筋萎縮性側索硬化症 住民が毎日それを摂取したこの島で、それは良性であると信じていました。

3. グルタメートは虚血性神経細胞死に寄与する

グルタメートは、心臓発作などの急性脳障害における主要な神経伝達物質です。、心停止、出生前/周産期の低酸素症。 脳組織に酸素が不足しているこれらのイベントでは、ニューロンは永続的な脱分極の状態のままです。 異なる生化学的プロセスによる。 これにより、細胞からグルタメートが恒久的に放出され、続いてグルタミン酸受容体が持続的に活性化されます。 NMDA受容体は、他のイオノトロピック受容体と比較してカルシウムを特に透過し、過剰なカルシウムは神経細胞死を引き起こします。 したがって、グルタミン酸受容体の活動亢進は、神経細胞内カルシウムの増加による神経細胞死につながります。

4. てんかん

グルタメートとてんかんの関係は十分に文書化されています。 てんかんの活動は特にAMPA受容体に関連していると考えられていますが、てんかんが進行するにつれてNMDA受容体が重要になります。

グルタミン酸は良いですか？ グルタミン酸は悪いですか？

通常、このタイプのテキストを読むと、彼は分子に「良い」または「悪い」というラベルを付けることによって分子を人間化することになります。これには名前があり、 擬人化、中世に戻って非常にファッショナブル。 現実は、これらの単純な判断からはかなりかけ離れています。

私たちが「健康」の概念を生み出した社会では、自然のメカニズムのいくつかが私たちを悩ませることは簡単です。 問題は、自然が「健康」を理解していないことです。 私たちはこれを医学、製薬業界、心理学を通じて作成しました。 それは社会的概念であり、すべての社会的概念と同様に、人間的であれ科学的であれ、社会の進歩の対象となります。 進歩は、グルタメートが多くの病状に関連していることを示しています アルツハイマー病や 統合失調症. これは人間にとっての進化の邪眼ではなく、自然がまだ理解していない概念の生化学的ミスマッチです。21世紀の人間社会です。

そしていつものように、なぜこれを研究するのですか？ この場合、答えは非常に明確だと思います。 グルタメートがさまざまな神経変性病態において持つ役割のために、それは重要な-複雑ではあるが-薬理学的標的をもたらす. これらの病気のいくつかの例は、私が考えるので、このレビューではそれらについて話しませんでしたが エントリがこれについて独占的に書かれる可能性があることは、アルツハイマー病であり、 統合失調症。 主観的に、私はのための新薬の検索を見つけます 2つの主な理由による統合失調症：この病気の有病率と医療費 キャリー; そして現在の抗精神病薬の副作用は、多くの場合、治療の遵守を妨げます。

Frederic MunientePeixによって修正および編集されたテキスト

書誌参照：

書籍：

• シーゲル、G。 (2006). 基本的な神経化学。 アムステルダム：エルゼビア。

記事：

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