NMDA-receptoren van het zenuwstelsel: wat zijn het en welke functies hebben ze?

We weten dat onze neuronen met elkaar communiceren via synapsen, waarbij neurotransmitters betrokken zijn. De belangrijkste prikkelende neurotransmitter in de hersenen is glutamaat, dat verschillende soorten receptoren heeft. Hier zullen we het hebben over een van hen: NMDA-receptoren.

In dit artikel zullen we leren waaruit dit soort receptoren bestaan, welke kenmerken ze hebben, hoe ze werken en hoe ze verband houden met geheugen, leren en hersenplasticiteit. Eerst zullen we echter een korte inleiding geven over de soorten neurotransmitters die er zijn, om te begrijpen waar glutamaat zich bevindt.

• Gerelateerd artikel: "Soorten neurotransmitters: functies en classificatie"

Wat zijn neurotransmitters en hoe worden ze geclassificeerd?

Neurotransmitters zijn biomoleculen die de overdracht van informatie tussen neuronen mogelijk maken. (dat wil zeggen neurotransmissie), via een chemisch of elektrisch proces (afhankelijk van het geval) dat neuronale synaps wordt genoemd.

Er zijn veel soorten neurotransmitters; De meest geaccepteerde classificatie is degene die ze in drie grote groepen verdeelt:

1. aminen

De amines zijn op hun beurt onderverdeeld in quaternaire amines (acetylcholine) en monoamines (die op hun beurt zijn onderverdeeld in: catecholamines en indolamines).

2. Aminozuren

omvatten de glutamaat, GABA, glycine en histamine.

3. Neuropeptiden

Van hun kant omvatten neuropeptiden endorfines, enkefalines, dynorfines en vasopressine.

Glutamaat en zijn NMDA-receptoren

Zoals we hebben gezien, is glutamaat, ook wel glutaminezuur genoemd, een hersenneurotransmitter van het aminozuurtype. Glutamaat is de prikkelende neurotransmitter in de hersenen bij uitstek., en is gerelateerd aan meerdere functies, vooral leren. Het bevindt zich door de hersenen en ook in het ruggenmerg.

Net als alle neurotransmitters heeft glutamaat verschillende soorten receptoren, dit zijn structuren op de cellen (bijvoorbeeld in neuronen) waar neurotransmitters binden, waardoor de synaps (die elektrisch of scheikunde).

Om het op een eenvoudige manier te begrijpen en, in grote lijnen, synapsen zijn die verbindingen tussen neuronen die deze zenuwcellen in constante communicatie houden en die de overdracht van informatie mogelijk maken, waardoor verschillende processen kunnen worden bereikt: denken, beslissingen nemen, opletten, redeneren, spreken...

Glutamaat heeft dus vier soorten receptoren: NMDA-receptoren (waarvan we zullen het in dit artikel hebben), AMPA-receptoren, kaïnaat en een type receptor metabotroop.

NMDA-receptoren: algemene kenmerken

NMDA-receptoren zijn zeer complexe eiwitten die werken als glutamaatreceptoren. Op functioneel niveau zijn NMDA-receptoren, samen met AMPA-glutamaatreceptoren, fundamenteel gerelateerd aan twee cognitieve processen: leren en geheugen. Specifiek zijn NMDA-receptoren vooral essentieel voor het geheugen. Daarnaast, ze zijn ook sterk verbonden met neurale of synaptische plasticiteit.

Aan de andere kant zijn NMDA-receptoren ook in verband gebracht met de oorsprong van verschillende pathologieën of ziekten, zoals: epilepsiebepaalde neurodegeneratieve ziekten (zoals de ziekte van Alzheimer, Parkinson en Huntington), schizofrenie of beroerte.

• Misschien ben je geïnteresseerd in: "Wat is de synaptische spleet en hoe werkt het?"

Werking

Waar staat de afkorting NMDA voor? Ze zijn het acroniem voor "N-methyl-D-aspartaat", een selectieve agonist die verantwoordelijk is voor het specifiek binden van dit type glutamaatreceptor, maar niet van andere. Wanneer dit soort receptoren worden geactiveerd, gaan niet-selectieve ionenkanalen open voor allerlei soorten kationen (ionen met een positieve elektrische lading).

De receptoren worden geactiveerd door een vermogensverschil wanneer magnesiumionen (Mg2+) in contact komen. Deze stap laat de stroom van natriumionen (Na+), calcium (Ca2+) (deze in kleinere hoeveelheden) en kalium (K+) toe.

Met name de stroom van calciumionen is essentieel om de processen van synaptische plasticiteit of hersenplasticiteit te verbeteren. Dit type plasticiteit bestaat uit het feit dat externe prikkels de versterking van bepaalde synapsen en de verzwakking van andere veroorzaken.

Aldus stelt synaptische plasticiteit, cerebraal of neuronaal, neuronen in staat te functioneren correct met elkaar communiceren en hun activiteit afstemmen op de omgeving en de omgeving omgevingsprikkels. Kortom, het stelt de hersenen in staat zich aan te passen aan veranderingen en zorgt er ook voor dat hun functies worden gemaximaliseerd.

Een type ionotrope receptor

Op structureel en functioneel niveau NMDA-receptoren, ook wel NMDAr genoemd, zijn ionotrope receptoren. Maar laten we een beetje teruggaan; Er zijn drie soorten hersenreceptoren: ionotrope (zoals NMDA-receptoren), metabotrope en autoreceptoren. In vergelijking met de andere twee zijn ionotrope receptoren sneller.

Hun belangrijkste kenmerk is dat ze functioneren als specifieke ionische kanalen voor bepaalde ionen, dat wil zeggen dat de receptor zelf als een kanaal fungeert.

functies

NMDA-receptoren zijn, samen met glutamaat, gerelateerd aan een groot aantal functies van het zenuwstelsel (ZS). Ze zijn voornamelijk verantwoordelijk voor het reguleren van het postsynaptische prikkelende potentieel van cellen. Bovendien spelen NMDA-receptoren, zoals we hebben gezien, een essentiële rol in processen zoals neuronale plasticiteit, geheugen en leren.

Aan de andere kant vermelden sommige studies ook de rol die glutamaatbinding aan NMDA-receptoren speelt bij celmigratieprocessen.

1. Neuronale (of synaptische) plasticiteit

Neuronale plasticiteit en zijn relatie met NMDA-receptoren is uitgebreid bestudeerd. Het is bekend dat de activering en consolidatie van bepaalde synapsen, vooral tijdens de ontwikkeling (hoewel ook bij volwassenen), maken ze de rijping van de SN-circuits mogelijk, dat wil zeggen, ze bevorderen hun functionele verbindingen.

Dit alles gebeurt dankzij neuronale plasticiteit, die grotendeels afhangt van NMDA-receptoren.

Meer specifiek worden NMDA-receptoren geactiveerd door een zeer specifiek type synaptische plasticiteit, langetermijnpotentiëring (LTP) genoemd. De meeste geheugen- en leerprocessen zijn gebaseerd op deze vorm van plasticiteit.

2. Geheugen

Wat betreft de link met het geheugen, is aangetoond dat NMDA-receptoren een essentiële rol spelen in processen waarbij geheugenvorming betrokken is; dit bevat een type geheugen dat episodisch geheugen wordt genoemd (degene die ons in staat stelt om geleefde ervaringen te onthouden en die onze autobiografie vormt).

• Misschien ben je geïnteresseerd in: "Soorten geheugen: hoe slaat het menselijk brein herinneringen op?"

3. Aan het leren

Ten slotte zijn NMDA-receptoren ook gekoppeld aan leerprocessen, en men heeft gezien hoe hun Activering vindt plaats vóór dit type proces, dat op zijn beurt verband houdt met geheugen en plasticiteit cerebraal.

Bibliografische referenties:

• Flores-Soto, ME, Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, RE & Beas-Zarate, C. (2012). Structuur en functie van glutamaatreceptorsubeenheden van het NMDA-type. Neurologie (Engelse uitgave), 27(5): 301-310.
• Morgado, ik. (2005). Psychobiologie van leren en geheugen: grondbeginselen en recente ontwikkelingen. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
• Rosenweig, M.R., Breedlove, S.M & Watson, N.V. (2005). Psychobiologie: een inleiding tot gedrags-, cognitieve en klinische neurowetenschap. Barcelona: Ariël.
• Stahl, SM (2002). Essentiële psychofarmacologie. Neurowetenschappelijke grondslagen en klinische toepassingen. Barcelona: Ariël.
• Vyklick, V; Korinek, M; Smejkalov, T.; Balik, A; Krausova, B; Kaniakova, M. (2014). Structuur, functie en farmacologie van NMDA-receptorkanalen. Tsjechische Republiek: Instituut voor Fysiologie v.v.i., Academie van Wetenschappen van de Tsjechische Republiek, 63 (Suppl. 1): S191-S203.