Kainatni receptorji: kaj so in kakšne so njihove funkcije

Kainatni receptorji So receptorji v nevronih, ki se aktivirajo v prisotnosti glutamata.

Niso dobro znani in raziskave do danes še naprej poskušajo pojasniti, kakšne posledice ima pri različnih motnjah, zlasti epilepsiji in boleznih, kot sta Alzheimerjeva in Parkinson. Nato bomo videli, kaj je znanega o teh posebnih ionotropnih receptorjih.

• Sorodni članek: "Muskarinski receptorji: kaj so in kakšne funkcije imajo?"

Kaj so kainatni receptorji?

Kainatni receptorji Najdemo jih v nevronski membrani in se odzivajo na prisotnost glutamata.. Tradicionalno so bili razvrščeni kot receptorji, ki niso NMDA, skupaj z receptorjem AMPA.

Kainatne receptorje znanstvena skupnost manj razume v primerjavi z AMPA in NMDA, ki sta prav tako ionotropna receptorja za nevrotransmiter glutamat.

Znano je, da glutamat deluje kot primarno sredstvo v večini ekscitatornih sinaps. centralnega živčnega sistema (CNS). Je snov, ki posreduje sinaptični prenos in pri nastajanju živčnega sistema sodeluje v procesih rasti in zorenje nevronov, poleg tega, da sodelujejo pri nastajanju in izločanju sinaps, in sodelujejo pri učnih procesih in oblikovanju spomin.

Receptorji, ki jih aktivira ta nevrotransmiter, so razdeljeni v dve družini: metabotropne in ionotropne:

Metabotropiki so povezani z G proteini in uravnavajo proizvodnjo znotrajceličnih prenašalcev sporočil.

Ionotropiki, kjer bi našli kainatne receptorje, tvorijo kationski kanal z različno selektivnostjo za določene ione, ki je prepusten za več ionov: natrij (Na+), kalij (K+) in kalcij (Ca+2).

Znotraj ionotropnih glutamatnih receptorjev so, kot smo že omenili, kainatni receptorji, NMDA receptorji (N-metil-D-asparaginska kislina) in AMPA receptorji a-amino-3-hidroksi-5-metil-4-izoksazolpropionske kisline).

Postsinaptični kainatni receptorji so vključeni v ekscitatorno nevrotransmisijo, medtem ko presinatiki sodelujejo pri zaviranju, moduliranju sproščanja GABA preko mehanizma presinaptični.

Struktura

Znanih je do pet vrst podenot kainatnega receptorja: GluR5 (GRIK1), GluR6 (GRIK2), GluR7 (GRIK3), KA1 (GRIK4) in KA2 (GRIK5), ki so podobni receptorskim podenotam AMPA in NMDA.

Podenote 5 do 7 GluR lahko tvorijo homomerne kanale, to je, da je receptor sestavljen izključno iz ene vrste teh podenot; ali heteromerno, kar pomeni, da lahko obstaja več kot ena vrsta podenote. Podenoti KA1 in KA2 lahko tvorita funkcionalne receptorje samo v kombinaciji s podenotami GluR 5 do 7.

Molekularno gledano ionotropni glutamatni receptorji so integralni membranski proteini, sestavljeni iz štirih podenot, razporejenih v tetramer.

• Morda vas zanima: "NMDA receptorji živčnega sistema: kaj so in kakšne funkcije imajo?"

Distribucija

Kainatni receptorji so razporejeni po celotnem živčnem sistemu, čeprav se njihovi vzorci izražanja podenot, ki jih sestavljajo, razlikujejo glede na regijo:

1. podenota GluR5

Podenoto GluR5 najdemo predvsem v nevronih dorzalni koreninski gangliji, septalno jedro, piriformna in cingularna skorja, subikulum in Purkinjejeve celice cerebelarni.

• Morda vas zanima: "Purkinjejevi nevroni: njihove funkcije in značilnosti"

2. podenota GluR6

GluR6 je široko razširjen v zrnatih celicah malih možganov, dentatnega girusa in regije CA3 hipokampusa, kot tudi v striatumu.

3. podenota GluR7

Podenota GluR7 se redko nahaja v možganih, vendar je izražena, še posebej močno, v možganih. globoko možgansko skorjo in striatum, kot tudi inhibitorne nevrone v molekularni plasti mali možgani.

4. podenote KA1 in KA2

Podenota KA1 se nahaja v regiji CA3 hipokampus našli pa so ga tudi v amigdali, entorinalnem korteksu in zobatem girusu. KA2 se nahaja v vseh jedrih živčnega sistema.

Prevodnost

Ionski kanal, ki ga tvorijo kainatni receptorji, je prepusten za natrijeve in kalijeve ione. njegovo prevodnost je podoben kanalom receptorjev AMPA, približno 20 pS (petasiemens).

Vendar pa se kainatni receptorji razlikujejo od AMPA po potencialih Postsinaptični potenciali, ki jih ustvarjajo kainatni receptorji, so počasnejši od postsinaptičnih potencialov kainatnih receptorjev. AMPA receptorji.

sinaptična funkcija

Kot smo že komentirali, kainatni receptorji so vključeni v presinaptično in postsinaptično delovanje. V možganih jih najdemo v manjših količinah kot receptorje AMPA in NMDA.

Najnovejše raziskave so odkrile, da te vrste receptorjev nimajo le a ionotropno funkcijo, ki neposredno spreminja prevodnost nevronske membrane, temveč, poleg tega lahko vključuje spremembe na metabotropni ravni, ki vplivajo na proizvodnjo beljakovin.

Povedati je treba, da je kainat ekscitotoksična snov in povzroča epileptične napade in poškodbe nevronov, pojave, ki so zelo podobni tistim v nevronih ljudi, ki trpijo za epilepsijo. Zato in ob upoštevanju, da je vse to tesno povezano s problemi nevrotransmisije glutamata, raziskava težave z kainatnimi receptorji so bile povezane z različnimi psihološkimi motnjami, zdravstvenimi težavami in boleznimi nevrodegenerativne.

Doslej so težave v sinaptični funkciji kainatnih receptorjev povezovali s ishemija, hipoglikemija, epilepsija, Alzheimerjeva bolezen, Parkinsonova bolezen, shizofrenija, bipolarna motnja, motnje avtističnega spektra, Huntingtonova horea in amiotrofična lateralna skleroza (ELA.) Večina študij je odkrila te povezave z mutacijami v podenotah GluK od 1 do 5.

Nevronska plastičnost

Kainatni receptorji imajo precej skromno vlogo v sinapsah v primerjavi z AMPA receptorji. Imajo zelo subtilno vlogo pri sinaptični plastičnosti, saj vplivajo na verjetnost, da bo postsinaptična celica poslala odziv na prihodnji dražljaj.

Aktivacija kainatnih receptorjev na presinaptični celici lahko vpliva na količino nevrotransmiterjev da se sprosti v sinaptično vrzel. Ta učinek se lahko pojavi hitro in traja dolgo časa, ponavljajoča se stimulacija kainatnih receptorjev pa lahko sčasoma povzroči zasvojenost.

Bibliografske reference:

• Dingledine R, Borges K, Bowie D, Traynelis SF (marec 1999). "Ionski kanali glutamatnega receptorja". Farmakološki pregledi. 51 (1): 7–61. PMID 10049997. Arhivirano iz izvirnika (povzetek) dne 2009-02-13. Pridobljeno 28.12.2007.
• Huettner JE (avgust 2003). "Kainatni receptorji in sinaptični prenos". Napredek v nevrobiologiji. 70 (5): 387–407. doi: 10.1016/S0301-0082(03)00122-9
• Izvajalec A, Mulle C, Swanson GT (marec 2011). "Kainate sprejemniki postajajo zreli: mejniki dveh desetletij raziskav". Trendi v nevroznanostih. 34 (3): 154–63. doi: 10.1016/j.tins.2010.12.002
• Fritsch B, Reis J, Gasior M, Kaminski RM, Rogawski MA (april 2014). "Vloga kainatnih receptorjev GluK1 pri napadih, epileptičnih izpustih in epileptogenezi". Journal of Neuroscience. 34 (17): 5765–75.
• Rodriguez-Moreno, Antonio. (2003). Kainate sprejemniki. Njihova funkcija pri uravnavanju GABAergičnega sinaptičnega prenosa v hipokampusu. Nevrološka revija. 36. 852-9.