NMDA-reseptorer i nervesystemet: hva er de og hvilke funksjoner har de?

Vi vet at nevronene våre kommuniserer med hverandre gjennom synapser, hvor nevrotransmittere er involvert. Den viktigste eksitatoriske nevrotransmitteren i hjernen er glutamat, som har forskjellige typer reseptorer. Her skal vi snakke om en av dem: NMDA-reseptorer.

I denne artikkelen vil vi lære hva disse typene reseptorer består av, hvilke egenskaper de har, hvordan de fungerer, og hvordan de er knyttet til hukommelse, læring og hjerneplastisitet. Men først vil vi lage en kort introduksjon om hvilke typer nevrotransmittere som finnes, for å forstå hvor glutamat befinner seg.

Relatert artikkel: "Typer nevrotransmittere: funksjoner og klassifisering"

Hva er nevrotransmittere og hvordan klassifiseres de?

Nevrotransmittere er biomolekyler som muliggjør overføring av informasjon mellom nevroner. (det vil si nevrotransmisjon), gjennom en kjemisk eller elektrisk prosess (avhengig av tilfellet) kalt neuronal synapse.

Det finnes mange typer nevrotransmittere; Den mest aksepterte klassifiseringen er den som deler dem inn i tre store grupper:

instagram story viewer

1. aminer

Aminene er på sin side delt inn i kvartære aminer (acetylkolin) og monoaminer (som igjen er delt inn i: katekolaminer og indolaminer).

2. Aminosyrer

inkludere glutamat, GABA, glycin og histamin.

3. Nevropeptider

På sin side inkluderer nevropeptider endorfiner, enkefaliner, dynorfiner og vasopressin.

Glutamat og dets NMDA-reseptorer

Som vi har sett, er glutamat, også kalt glutaminsyre, en aminosyre-type hjernenevrotransmitter. Glutamat er den eksitatoriske nevrotransmitteren i hjernen par excellence., og er relatert til flere funksjoner, spesielt læring. Det er lokalisert i hele hjernen, og også i ryggmargen.

Som alle nevrotransmittere, har glutamat forskjellige typer reseptorer, som er strukturer plassert på celler (for eksempel i nevroner) hvor nevrotransmittere binder seg, slik at synapsen (som kan være elektrisk eller kjemi).

For å forstå det på en enkel måte og stort sett, synapser er de forbindelsene mellom nevroner som holder disse nervecellene i konstant kommunikasjon og som tillater overføring av informasjon, som muliggjør oppnåelse av forskjellige prosesser: å tenke, ta beslutninger, ta hensyn, resonnere, snakke ...

Dermed har glutamat fire typer reseptorer: NMDA-reseptorer (hvorav vi vil snakke om i denne artikkelen), AMPA-reseptorer, kainat og en type reseptor metabotropisk.

NMDA-reseptorer: generelle egenskaper

NMDA-reseptorer er svært komplekse proteiner som fungerer som glutamatreseptorer. På et funksjonelt nivå er NMDA-reseptorer, sammen med AMPA-glutamatreseptorer, fundamentalt relatert til to kognitive prosesser: læring og hukommelse. Spesifikt er NMDA-reseptorer viktige, fremfor alt, for hukommelsen. I tillegg, de er også sterkt knyttet til nevral eller synaptisk plastisitet.

På den annen side har NMDA-reseptorer også vært relatert til opprinnelsen til forskjellige patologier eller sykdommer, for eksempel: epilepsi, visse nevrodegenerative sykdommer (som Alzheimers, Parkinsons og Huntingtons sykdom), schizofreni eller hjerneslag.

Du kan være interessert i: "Hva er det synaptiske gapet og hvordan fungerer det?"

Fungerer

Hva står forkortelsen NMDA for? De er akronymet for "N-methyl D-aspartate", som er en selektiv agonist som er ansvarlig for spesifikt å binde denne typen glutamatreseptorer, men ikke andre. Når disse typene reseptorer aktiveres, åpnes ikke-selektive ionekanaler for alle slags kationer (ioner med positiv elektrisk ladning).

Reseptorene aktiveres av en effektdifferensial når magnesiumioner (Mg2+) kommer i kontakt. Dette trinnet tillater flyt av natriumioner (Na+), kalsium (Ca2+) (disse i mindre mengde) og kalium (K+).

Strømmen av kalsiumioner er spesielt viktig for å forbedre prosessene med synaptisk plastisitet eller hjerneplastisitet. Denne typen plastisitet består i det faktum at ytre stimuli forårsaker styrking av visse synapser, og svekkelse av andre.

Synaptisk plastisitet, cerebral eller neuronal, gjør at nevroner kan fungere korrekt, kommuniser med hverandre og modulerer deres aktivitet i henhold til miljøet og miljøstimuli. Kort sagt lar det hjernen tilpasse seg endringer og gjør det også mulig å maksimere funksjonene.

En type ionotrop reseptor

På et strukturelt og funksjonelt nivå, NMDA-reseptorer, også kalt NMDAr, er ionotrope reseptorer. Men la oss rygge litt; Det er tre typer hjernereseptorer: ionotropiske (som NMDA-reseptorer), metabotropiske og autoreseptorer. Sammenlignet med de to andre er ionotropiske reseptorer raskere.

Hovedkarakteristikken deres er at de fungerer som spesifikke ioniske kanaler for visse ioner, det vil si at reseptoren i seg selv fungerer som en kanal.

funksjoner

NMDA-reseptorer, sammen med glutamat, er relatert til en rekke funksjoner i nervesystemet (NS). De er hovedsakelig ansvarlige for å regulere det postsynaptiske eksitatoriske potensialet til celler. Videre, som vi har sett, spiller NMDA-reseptorer en viktig rolle i prosesser som nevronal plastisitet, hukommelse og læring.

På den annen side nevner noen studier også rollen som spilles av glutamatbinding til NMDA-reseptorer i cellemigrasjonsprosesser.

1. Nevronal (eller synaptisk) plastisitet

Nevronal plastisitet og dens forhold til NMDA-reseptorer har blitt mye studert. Det er kjent at aktivering og konsolidering av visse synapser, spesielt under utvikling (selv om det også er hos voksne), muliggjør de modning av SN-kretsene, det vil si at de fremmer deres funksjonelle forbindelser.

Alt dette skjer takket være nevronal plastisitet, som i stor grad avhenger av NMDA-reseptorer.

Mer spesifikt aktiveres NMDA-reseptorer av en veldig spesifikk type synaptisk plastisitet, kalt langsiktig potensering (LTP). De fleste hukommelses- og læringsprosesser er basert på denne formen for plastisitet.

2. Hukommelse

Når det gjelder koblingen til hukommelsen, har NMDA-reseptorer vist seg å spille en viktig rolle i prosesser som involverer minnedannelse; dette inkluderer en type minne kalt episodisk minne (den som lar oss huske levde opplevelser og som konfigurerer selvbiografien vår).

Du kan være interessert i: "Typer minne: hvordan lagrer den menneskelige hjernen minner?"

3. Læring

Endelig er NMDA-reseptorer også knyttet til læringsprosesser, og man har sett hvordan deres Aktivering skjer før denne typen prosesser, som i sin tur er relatert til hukommelse og plastisitet cerebral.

Bibliografiske referanser:

Flores-Soto, M.E., Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, R.E. & Beas-Zarate, C. (2012). Struktur og funksjon av NMDA-type glutamatreseptorunderenheter. Neurology (engelsk utgave), 27(5): 301-310.
Morgado, I. (2005). Psykobiologi for læring og hukommelse: grunnleggende og nyere fremskritt. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
Rosenweig, M.R., Breedlove, S.M. & Watson, N.V. (2005). Psykobiologi: En introduksjon til atferdsmessig, kognitiv og klinisk nevrovitenskap. Barcelona: Ariel.
Stahl, S.M. (2002). Essensiell psykofarmakologi. Nevrovitenskapelige grunnlag og kliniske anvendelser. Barcelona: Ariel.
Vyklick, V; Korinek, M; Smejkalov, T.; Balik, A; Krausova, B; Kaniakova, M. (2014). Struktur, funksjon og farmakologi til NMDA-reseptorkanaler. Tsjekkia: Institute of Physiology v.v.i., Academy of Sciences of the Czech, 63(Suppl. 1): S191-S203.