Receptory NMDA układu nerwowego: czym są i jakie pełnią funkcje?

Wiemy, że nasze neurony komunikują się ze sobą poprzez synapsy, w których uczestniczą neuroprzekaźniki. Głównym pobudzającym neuroprzekaźnikiem w mózgu jest glutaminian, który ma różne typy receptorów. Tutaj porozmawiamy o jednym z nich: Receptory NMDA.

W tym artykule dowiemy się, z czego składają się te typy receptorów, jakie mają cechy, jak działają i jak są powiązane z pamięcią, uczeniem się i plastycznością mózgu. Najpierw jednak zrobimy krótkie wprowadzenie na temat istniejących rodzajów neuroprzekaźników, aby zrozumieć, gdzie znajduje się glutaminian.

• Powiązany artykuł: „Rodzaje neuroprzekaźników: funkcje i klasyfikacja"

Czym są neuroprzekaźniki i jak są klasyfikowane?

Neuroprzekaźniki to biocząsteczki, które umożliwiają przekazywanie informacji między neuronami. (czyli neuroprzekaźnictwo), poprzez proces chemiczny lub elektryczny (w zależności od przypadku) zwany synapsą neuronalną.

Istnieje wiele rodzajów neuroprzekaźników; Najbardziej akceptowaną klasyfikacją jest ta, która dzieli je na trzy duże grupy:

1. aminy

Aminy z kolei dzielą się na aminy czwartorzędowe (acetylocholina) i monoaminy (te z kolei dzielą się na: katecholaminy i indolaminy).

2. Aminokwasy

zawierać glutaminian, GABA, glicyna i histamina.

3. neuropeptydy

Ze swojej strony neuropeptydy obejmują endorfiny, enkefaliny, dynorfiny i wazopresyna.

Glutaminian i jego receptory NMDA

Jak widzieliśmy, glutaminian, zwany także kwasem glutaminowym, jest neuroprzekaźnikiem mózgowym typu aminokwasu. Glutaminian jest pobudzającym neuroprzekaźnikiem w mózgu par excellence.i wiąże się z wieloma funkcjami, zwłaszcza z uczeniem się. Znajduje się w całym mózgu, a także w rdzeniu kręgowym.

Jak każdy neuroprzekaźnik, glutaminian posiada różne typy receptorów, które są strukturami zlokalizowanymi na powierzchni komórki (na przykład w neuronach), w których wiążą się neuroprzekaźniki, umożliwiając synapsę (która może być elektryczna lub chemia).

Aby zrozumieć to w prosty sposób i, ogólnie mówiąc, synapsy to te połączenia między neuronami, które utrzymują te komórki nerwowe w ciągłej komunikacji i które pozwalają na przekazywanie informacji, co umożliwia realizację różnych procesów: myślenia, podejmowania decyzji, zwracania uwagi, rozumowania, mówienia...

Tak więc glutaminian ma cztery typy receptorów: receptory NMDA (z których omówimy w tym artykule), receptory AMPA, kainian i rodzaj receptora metabotropowy.

Receptory NMDA: ogólna charakterystyka

Receptory NMDA to wysoce złożone białka, które działają jak receptory glutaminianu. Na poziomie funkcjonalnym receptory NMDA, wraz z receptorami glutaminianu AMPA, są zasadniczo powiązane z dwoma procesami poznawczymi: uczeniem się i pamięcią. W szczególności receptory NMDA są niezbędne przede wszystkim dla pamięci. Oprócz, są one również silnie powiązane z plastycznością nerwową lub synaptyczną.

Z drugiej strony receptory NMDA zostały również powiązane z pochodzeniem różnych patologii lub chorób, takich jak: padaczka, niektóre choroby neurodegeneracyjne (takie jak choroba Alzheimera, Parkinsona i Huntingtona), schizofrenia lub udar.

• Możesz być zainteresowany: "Co to jest przerwa synaptyczna i jak działa?"

Funkcjonowanie

Co oznacza skrót NMDA? Są akronimem „N-metylo-D-asparaginianu”, który jest selektywnym agonistą odpowiedzialnym za specyficzne wiązanie tego typu receptora glutaminianu, ale nie innych. Kiedy te typy receptorów są aktywowane, nieselektywne kanały jonowe otwierają się dla wszystkich rodzajów kationów (jonów o dodatnim ładunku elektrycznym).

Receptory są aktywowane przez różnicę mocy, gdy jony magnezu (Mg2+) wchodzą w kontakt. Ten krok umożliwia przepływ jonów sodu (Na+), wapnia (Ca2+) (te w mniejszej ilości) i potasu (K+).

W szczególności przepływ jonów wapnia jest niezbędny do wzmocnienia procesów plastyczności synaptycznej lub plastyczności mózgu. Ten rodzaj plastyczności polega na tym, że bodźce zewnętrzne powodują wzmocnienie jednych synaps, a osłabienie innych.

Zatem plastyczność synaptyczna, mózgowa lub neuronalna, umożliwia funkcjonowanie neuronów prawidłowo, komunikują się ze sobą i modulują swoją aktywność w zależności od otoczenia i środowiska bodźce środowiskowe. Krótko mówiąc, pozwala mózgowi dostosować się do zmian, a także umożliwia maksymalizację jego funkcji.

Rodzaj receptora jonotropowego

Na poziomie strukturalnym i funkcjonalnym Receptory NMDA, zwane także NMDAr, są receptorami jonotropowymi. Ale cofnijmy się trochę; Istnieją trzy typy receptorów mózgowych: jonotropowe (takie jak receptory NMDA), metabotropowe i autoreceptory. W porównaniu z pozostałymi dwoma receptory jonotropowe są szybsze.

Ich główną cechą jest to, że działają jako specyficzne kanały jonowe dla niektórych jonów, to znaczy sam receptor działa jako kanał.

Funkcje

Receptory NMDA, wraz z glutaminianem, są związane z wieloma funkcjami układu nerwowego (NS). Odpowiadają głównie za regulację postsynaptycznego potencjału pobudzającego komórek. Ponadto, jak widzieliśmy, receptory NMDA odgrywają istotną rolę w procesach takich jak plastyczność neuronów, pamięć i uczenie się.

Z drugiej strony niektóre badania wspominają również o roli, jaką odgrywa wiązanie glutaminianu z receptorami NMDA w procesach migracji komórek.

1. Plastyczność neuronalna (lub synaptyczna).

Plastyczność neuronów i jej związek z receptorami NMDA były szeroko badane. Wiadomo, że aktywacja i konsolidacja niektórych synaps, zwłaszcza podczas rozwoju (choć także u dorosłych) umożliwiają dojrzewanie obwodów SN, czyli promują ich funkcjonalne połączenia.

Wszystko to dzieje się dzięki plastyczności neuronów, która w dużej mierze zależy od receptorów NMDA.

Mówiąc dokładniej, receptory NMDA są aktywowane przez bardzo specyficzny rodzaj plastyczności synaptycznej, zwany długotrwałym wzmocnieniem (LTP). Większość procesów zapamiętywania i uczenia się opiera się na tej formie plastyczności.

2. Pamięć

Jeśli chodzi o związek z pamięcią, wykazano, że receptory NMDA odgrywają zasadniczą rolę w procesach obejmujących tworzenie pamięci; Ten obejmuje rodzaj pamięci zwany pamięcią epizodyczną (tego, który pozwala nam pamiętać przeżyte doświadczenia i konfiguruje naszą autobiografię).

• Możesz być zainteresowany: "Rodzaje pamięci: jak ludzki mózg przechowuje wspomnienia?"

3. Uczenie się

Wreszcie, receptory NMDA są również powiązane z procesami uczenia się i zaobserwowano, w jaki sposób ich działanie Aktywacja następuje przed tego typu procesem, co z kolei wiąże się z pamięcią i plastycznością mózgowy.

Odniesienia bibliograficzne:

• Flores-Soto, ME, Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, RE & Beas-Zarate, C. (2012). Struktura i funkcja podjednostek receptora glutaminianu typu NMDA. Neurology (wydanie angielskie), 27(5): 301-310.
• Morgado, I. (2005). Psychobiologia uczenia się i pamięci: podstawy i najnowsze osiągnięcia. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
• Rosenweig, MR, Breedlove, SM & Watson, NV (2005). Psychobiologia: wprowadzenie do neuronauki behawioralnej, poznawczej i klinicznej. Barcelona: Ariel.
• Stahl, SM (2002). Niezbędna psychofarmakologia. Neuronaukowe podstawy i zastosowania kliniczne. Barcelona: Ariel.
• Vyklick, V; Korinek, M; Smejkałow, T.; Balik, A; Krausowa, B.; Kaniakowa, M. (2014). Struktura, funkcja i farmakologia kanałów receptora NMDA. Republika Czeska: Instytut Fizjologii vvi, Czeska Akademia Nauk, 63 (Suppl. 1): S191-S203.