Receptory kainowe: czym są i jakie są ich funkcje

Receptory kainowe Są to receptory znajdujące się w neuronach, które są aktywowane w obecności glutaminianu.

Nie są one zbyt dobrze znane, a badania do dziś trwają, próbując wyjaśnić, jakie implikacje ma w różnych zaburzeniach, zwłaszcza epilepsji i chorobach, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona. Następnie zobaczymy, co wiadomo o tych osobliwych receptorach jonotropowych.

• Powiązany artykuł: „Receptory muskarynowe: czym są i jakie pełnią funkcje?"

Co to są receptory kainowe?

Receptory kainowe Znajdują się one w błonie neuronalnej i reagują na obecność glutaminianu.. Tradycyjnie były one klasyfikowane jako receptory inne niż NMDA, razem z receptorem AMPA.

Receptory kainianowe są mniej rozumiane przez społeczność naukową w porównaniu z AMPA i NMDA, które są również receptorami jonotropowymi dla neuroprzekaźnika glutaminianu.

Wiadomo, że glutaminian działa jako główny czynnik w większości synaps pobudzających. ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Jest substancją pośredniczącą w przewodnictwie synaptycznym, a podczas kształtowania się układu nerwowego bierze udział w procesach wzrostu i dojrzewanie neuronów, oprócz bycia zaangażowanym w tworzenie i eliminację synaps oraz bycia zaangażowanym w procesy uczenia się i tworzenie pamięć.

Receptory aktywowane przez ten neuroprzekaźnik zostały podzielone na dwie rodziny: metabotropowe i jonotropowe:

Metabotropiki są sprzężone z białkami G i regulują produkcję przekaźników wewnątrzkomórkowych.

Ionotropiki, w których można by znaleźć receptory kainowe, tworzą kanał kationowy o różnej selektywności dla określonych jonów, będąc przepuszczalnym dla kilku jonów: sodu (Na+), potasu (K+) i wapnia (Ca+2).

W obrębie jonotropowych receptorów glutaminianu znajdują się, jak już wspomnieliśmy, receptory kainianowe, Receptory NMDA (kwasu N-metylo-D-asparaginowego) i receptory AMPA a-amino-3-hydroksy-5-metylo-4-izoksazolopropionowy).

Postsynaptyczne receptory kainianowe biorą udział w neuroprzekaźnictwie pobudzającym, podczas gdy presinatyki biorą udział w hamowaniu, modulując uwalnianie GABA poprzez mechanizm presynaptyczny.

Struktura

Znanych jest do pięciu typów podjednostek receptora kainianowego: GluR5 (GRIK1), GluR6 (GRIK2), GluR7 (GRIK3), KA1 (GRIK4) i KA2 (GRIK5), które są podobne do podjednostek receptorów AMPA i NMDA.

Podjednostki GluR od 5 do 7 mogą tworzyć kanały homomeryczne, to jest uczynienie receptora złożonym wyłącznie z jednego rodzaju tych podjednostek; lub heteromeryczne, co oznacza, że ​​może istnieć więcej niż jeden typ podjednostki. Podjednostki KA1 i KA2 mogą tworzyć funkcjonalne receptory tylko poprzez połączenie z podjednostkami GluR od 5 do 7.

Mówiąc molekularnie, jonotropowe receptory glutaminianu są integralnymi białkami błonowymi, złożonymi z czterech podjednostek ułożonych w tetramer.

• Możesz być zainteresowany: "Receptory NMDA układu nerwowego: czym są i jakie pełnią funkcje?"

Dystrybucja

Receptory kainowe są rozmieszczone w całym układzie nerwowym, chociaż ich wzorce ekspresji podjednostek, które je zawierają, różnią się w zależności od regionu:

1. podjednostka GluR5

Podjednostka GluR5 znajduje się głównie w neuronach zwoje korzeni grzbietowych, jądro przegrody, kora gruszkowata i zakrętu obręczy, podpora i komórki Purkinjego móżdżkowy.

• Możesz być zainteresowany: "Neurony Purkinjego: ich funkcje i charakterystyka"

2. podjednostka GluR6

GluR6 jest powszechnie spotykany w komórkach ziarnistych móżdżku, zakręcie zębatym i regionie CA3 hipokampa, jak również w prążkowiu.

3. podjednostka GluR7

Podjednostka GluR7 występuje rzadko w mózgu, ale jest szczególnie silnie wyrażana w mózgu. głębokiej kory mózgowej i prążkowia, a także neuronów hamujących w warstwie molekularnej móżdżek.

4. podjednostki KA1 i KA2

Podjednostka KA1 znajduje się w regionie CA3 hipokamp znaleziono go również w ciele migdałowatym, korze śródwęchowej i zakręcie zębatym. KA2 znajduje się we wszystkich jądrach układu nerwowego.

Przewodnictwo

Kanał jonowy utworzony przez receptory kainianowe jest przepuszczalny dla jonów sodu i potasu. jego przewodnictwo jest podobny do kanałów receptora AMPA, około 20 pS (petasiemens).

Jednak receptory kainianowe różnią się od AMPA tym, że mają potencjały Potencjały postsynaptyczne generowane przez receptory kainowe są wolniejsze niż potencjały postsynaptyczne receptorów kainowych. Receptory AMPA.

funkcja synaptyczna

Jak już wcześniej komentowaliśmy, receptory kainowe biorą udział zarówno w działaniu presynaptycznym, jak i postsynaptycznym. Występują w mózgu w mniejszych ilościach niż receptory AMPA i NMDA.

Najnowsze badania wykazały, że tego typu receptory nie tylko mają funkcja jonotropowa, bezpośrednio zmieniająca przewodnictwo błony neuronalnej, ale raczej Oprócz, może obejmować zmiany na poziomie metabotropowym, wpływające na produkcję białek.

Należy powiedzieć, że kainian jest substancją ekscytotoksyczną i powoduje drgawki i uszkodzenia neuronów, zjawiska bardzo podobne do tych obserwowanych w neuronach osób cierpiących na epilepsję. Dlatego i biorąc pod uwagę, że wszystko to jest ściśle związane z problemami neurotransmisji glutaminianu, badania problemy z receptorami kainowymi zostały powiązane z różnymi zaburzeniami psychicznymi, problemami medycznymi i chorobami neurodegeneracyjny.

Dotychczas opisano problemy związane z funkcją synaptyczną receptorów kainowych niedokrwienie, hipoglikemia, padaczka, choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, schizofrenia, zaburzenie afektywne dwubiegunowe, zaburzenia ze spektrum autyzmu, pląsawica Huntingtona i stwardnienie zanikowe boczne (ELA.) Większość badań wykazała te zależności z mutacjami w podjednostkach GluK od 1 do 5.

Plastyczność neuronów

Receptory kainianowe odgrywają raczej skromną rolę w synapsach w porównaniu z receptorami AMPA. Odgrywają bardzo subtelną rolę w plastyczności synaptycznej, wpływając na prawdopodobieństwo, że komórka postsynaptyczna wyśle ​​odpowiedź na przyszły bodziec.

Aktywacja receptorów kainianowych na komórce presynaptycznej może wpływać na ilość neuroprzekaźników zostać uwolniony do szczeliny synaptycznej. Efekt ten może wystąpić szybko i trwać długo, a wielokrotna stymulacja receptorów kainianowych może z czasem doprowadzić do uzależnienia.

Odniesienia bibliograficzne:

• Dingledine R, Borges K, Bowie D, Traynelis SF (marzec 1999). „Kanały jonowe receptora glutaminianu”. Recenzje farmakologiczne. 51 (1): 7–61. PMID 10049997. Zarchiwizowane od oryginału (streszczenia) w dniu 13.02.2009. Źródło 2007-12-28 .
• Huettner JE (sierpień 2003). „Receptory kainianowe i transmisja synaptyczna”. Postęp w neurobiologii. 70 (5): 387–407. doi: 10.1016/S0301-0082(03)00122-9
• Wykonawca A, Mulle C, Swanson GT (marzec 2011). „Dojrzewanie odbiorników Kainate: kamienie milowe dwóch dekad badań”. Trendy w neuronaukach. 34 (3): 154–63. doi: 10.1016/j.tins.2010.12.002
• Fritsch B, Reis J, Gasior M, Kaminski RM, Rogawski MA (kwiecień 2014). „Rola receptorów kainianowych GluK1 w napadach, wyładowaniach padaczkowych i epileptogenezie”. Journal of Neuroscience. 34 (17): 5765–75.
• Rodriguez-Moreno, Antonio. (2003). Odbiorniki kainowe. Ich funkcja w regulacji transmisji synaptycznej GABAergicznej w hipokampie. Magazyn neurologiczny. 36. 852-9.