NMDA receptory nervového systému: čo sú a aké funkcie majú?

Vieme, že naše neuróny medzi sebou komunikujú prostredníctvom synapsií, kde sú zapojené neurotransmitery. Hlavným excitačným neurotransmiterom v mozgu je glutamát, ktorý má rôzne typy receptorov. Tu budeme hovoriť o jednom z nich: NMDA receptory.

V tomto článku sa dozvieme, z čoho pozostávajú tieto typy receptorov, aké vlastnosti majú, ako fungujú a ako sú spojené s pamäťou, učením a plasticitou mozgu. Najprv si však urobíme krátky úvod o typoch neurotransmiterov, ktoré existujú, aby sme pochopili, kde sa glutamát nachádza.

• Súvisiaci článok: "Typy neurotransmiterov: funkcie a klasifikácia"

Čo sú neurotransmitery a ako sa klasifikujú?

Neurotransmitery sú biomolekuly, ktoré umožňujú prenos informácií medzi neurónmi. (teda neurotransmisia), prostredníctvom chemického alebo elektrického procesu (v závislosti od prípadu) nazývaného neurónová synapsia.

Existuje mnoho typov neurotransmiterov; Najakceptovanejšia klasifikácia je tá, ktorá ich rozdeľuje do troch veľkých skupín:

1. amíny

Amíny sa zase delia na kvartérne amíny (acetylcholín) a monoamíny (ktoré sa zase delia na: katecholamíny a indolamíny).

2. Aminokyseliny

zahrnúť glutamát, GABA, glycín a histamín.

3. Neuropeptidy

Neuropeptidy zahŕňajú endorfíny, enkefalíny, dynorfíny a vazopresín.

Glutamát a jeho NMDA receptory

Ako sme videli, glutamát, tiež nazývaný kyselina glutámová, je mozgový neurotransmiter typu aminokyseliny. Glutamát je excitačný neurotransmiter v mozgu par excellence.a súvisí s viacerými funkciami, najmä učením. Nachádza sa v celom mozgu a tiež v mieche.

Ako všetky neurotransmitery, glutamát má rôzne typy receptorov, čo sú štruktúry umiestnené na bunky (napríklad v neurónoch), kde sa viažu neurotransmitery, čo umožňuje synapsiu (ktorá môže byť elektrická resp chémia).

Aby sme to pochopili jednoduchým spôsobom a všeobecne povedané, synapsie sú tie spojenia medzi neurónmi, ktoré udržujú tieto nervové bunky v neustálej komunikácii a ktoré umožňujú prenos informácií, čo umožňuje dosahovanie rôznych procesov: myslenie, rozhodovanie, dávať pozor, uvažovať, hovoriť...

Glutamát má teda štyri typy receptorov: NMDA receptory (z toho budeme hovoriť v tomto článku), AMPA receptory, kainát a typ receptora metabotropný.

NMDA receptory: všeobecná charakteristika

NMDA receptory sú vysoko komplexné proteíny, ktoré pôsobia ako glutamátové receptory. Na funkčnej úrovni sú NMDA receptory spolu s AMPA glutamátovými receptormi zásadne spojené s dvoma kognitívnymi procesmi: učením a pamäťou. Konkrétne NMDA receptory sú nevyhnutné predovšetkým pre pamäť. okrem toho sú tiež silne spojené s nervovou alebo synaptickou plasticitou.

Na druhej strane, NMDA receptory tiež súvisia s pôvodom rôznych patológií alebo chorôb, ako sú: epilepsia, niektoré neurodegeneratívne ochorenia (ako je Alzheimerova, Parkinsonova a Huntingtonova choroba), schizofrénia alebo mŕtvica.

• Mohlo by vás zaujímať: "Čo je synaptická medzera a ako funguje?"

Fungovanie

Čo znamená skratka NMDA? Je to skratka pre „N-metyl D-aspartát“, čo je selektívny agonista zodpovedný za špecifickú väzbu tohto typu glutamátového receptora, ale nie iných. Keď sú tieto typy receptorov aktivované, neselektívne iónové kanály sa otvárajú pre všetky druhy katiónov (ióny s kladným elektrickým nábojom).

Receptory sa aktivujú rozdielom výkonu, keď sa dostanú do kontaktu ióny horčíka (Mg2+). Tento krok umožňuje tok iónov sodíka (Na+), vápnika (Ca2+) (tieto v menšom množstve) a draslíka (K+).

Konkrétne tok iónov vápnika je nevyhnutný na zlepšenie procesov synaptickej plasticity alebo plasticity mozgu. Tento typ plasticity spočíva v tom, že vonkajšie podnety spôsobujú posilnenie niektorých synapsií a oslabenie iných.

Synaptická plasticita, cerebrálna alebo neurónová, teda umožňuje fungovanie neurónov správne, komunikujú medzi sebou a modulujú svoju činnosť podľa prostredia a environmentálne podnety. Skrátka, umožňuje mozgu prispôsobiť sa zmenám a tiež umožňuje maximalizovať jeho funkcie.

Typ ionotropného receptora

Na štrukturálnej a funkčnej úrovni, NMDA receptory, tiež nazývané NMDAr, sú ionotropné receptory. Ale poďme trochu späť; Existujú tri typy mozgových receptorov: ionotropné (ako sú NMDA receptory), metabotropné a autoreceptory. V porovnaní s ostatnými dvoma sú ionotropné receptory rýchlejšie.

Ich hlavnou charakteristikou je, že fungujú ako špecifické iónové kanály pre určité ióny, to znamená, že ako kanál pôsobí samotný receptor.

funkcie

NMDA receptory spolu s glutamátom súvisia s množstvom funkcií nervového systému (NS). Sú zodpovedné najmä za reguláciu postsynaptického excitačného potenciálu buniek. Okrem toho, ako sme videli, NMDA receptory hrajú zásadnú úlohu v procesoch, ako je plasticita neurónov, pamäť a učenie.

Na druhej strane, niektoré štúdie tiež uvádzajú úlohu, ktorú zohráva väzba glutamátu na NMDA receptory v procesoch bunkovej migrácie.

1. Neurónová (alebo synaptická) plasticita

Neurónová plasticita a jej vzťah s NMDA receptormi bola široko študovaná. Je známe, že aktivácia a konsolidácia určitých synapsií, najmä počas vývoja (aj keď aj u dospelých), umožňujú dozrievanie SN okruhov, teda podporujú ich funkčné spojenia.

To všetko sa deje vďaka neuronálnej plasticite, ktorá do značnej miery závisí od NMDA receptorov.

Presnejšie povedané, NMDA receptory sú aktivované veľmi špecifickým typom synaptickej plasticity, nazývaným dlhodobá potenciácia (LTP). Väčšina procesov pamäte a učenia je založená na tejto forme plasticity.

2. Pamäť

Čo sa týka jeho spojenia s pamäťou, ukázalo sa, že NMDA receptory hrajú zásadnú úlohu v procesoch zahŕňajúcich tvorbu pamäte; toto zahŕňa typ pamäte nazývaný epizodická pamäť (ten, ktorý nám umožňuje zapamätať si prežité zážitky a ktorý konfiguruje našu autobiografiu).

• Mohlo by vás zaujímať: "Typy pamäte: ako ľudský mozog ukladá spomienky?"

3. Učenie

Nakoniec, NMDA receptory sú tiež spojené s procesmi učenia a bolo vidieť, ako ich Pred týmto typom procesu dochádza k aktivácii, ktorá zase súvisí s pamäťou a plasticitou cerebrálne.

Bibliografické odkazy:

• Flores-Soto, M.E., Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, R.E. & Beas-Zarate, C. (2012). Štruktúra a funkcia podjednotiek glutamátového receptora typu NMDA. Neurology (anglické vydanie), 27 (5): 301-310.
• Morgado, I. (2005). Psychobiológia učenia a pamäte: základy a najnovšie pokroky. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
• Rosenweig, M.R., Breedlove, S.M & Watson, N.V. (2005). Psychobiológia: Úvod do behaviorálnej, kognitívnej a klinickej neurovedy. Barcelona: Ariel.
• Stahl, S.M. (2002). Základná psychofarmakológia. Neurovedecké základy a klinické aplikácie. Barcelona: Ariel.
• Vyklick, V; Kořínek, M; Smejkalov, T.; Balik, A; Krausová, B; Kaniaková, M. (2014). Štruktúra, funkcia a farmakológia kanálov NMDA receptorov. Česká republika: Fyziologický ústav v.v.i., Akadémia vied Českej republiky, 63 (Suppl. 1): S191-S203.