NMDA-receptorer i nervsystemet: vad är de och vilka funktioner har de?

Vi vet att våra nervceller kommunicerar med varandra genom synapser, där signalsubstanser är inblandade. Den främsta excitatoriska signalsubstansen i hjärnan är glutamat, som har olika typer av receptorer. Här kommer vi att prata om en av dem: NMDA-receptorer.

I den här artikeln kommer vi att lära oss vad dessa typer av receptorer består av, vilka egenskaper de har, hur de fungerar och hur de är kopplade till minne, inlärning och hjärnans plasticitet. Men först kommer vi att göra en kort introduktion om vilka typer av signalsubstanser som finns, för att förstå var glutamat finns.

• Relaterad artikel: "Typer av signalsubstanser: funktioner och klassificering"

Vad är neurotransmittorer och hur klassificeras de?

Neurotransmittorer är biomolekyler som möjliggör överföring av information mellan neuroner. (det vill säga neurotransmission), genom en kemisk eller elektrisk process (beroende på fallet) som kallas neuronal synaps.

Det finns många typer av signalsubstanser; Den mest accepterade klassificeringen är den som delar in dem i tre stora grupper:

1. aminer

Aminerna är i sin tur indelade i kvartära aminer (acetylkolin) och monoaminer (som i sin tur är uppdelade i: katekolaminer och indolaminer).

2. Aminosyror

inkludera glutamatGABA, glycin och histamin.

3. Neuropeptider

För sin del inkluderar neuropeptider endorfiner, enkefaliner, dynorfiner och vasopressin.

Glutamat och dess NMDA-receptorer

Som vi har sett är glutamat, även kallat glutaminsyra, en neurotransmittor av aminosyratyp i hjärnan. Glutamat är den excitatoriska signalsubstansen i hjärnan par excellence., och är relaterad till flera funktioner, särskilt inlärning. Det finns i hela hjärnan, och även i ryggmärgen.

Liksom alla neurotransmittorer har glutamat olika typer av receptorer, som är strukturer som ligger på celler (till exempel i neuroner) där neurotransmittorer binder, vilket möjliggör synapsen (som kan vara elektrisk eller kemi).

För att förstå det på ett enkelt sätt och i stort sett, synapser är de kopplingar mellan neuroner som håller dessa nervceller i konstant kommunikation och som tillåter överföring av information, vilket möjliggör uppnåendet av olika processer: tänka, fatta beslut, uppmärksamma, resonera, tala...

Således har glutamat fyra typer av receptorer: NMDA-receptorer (varav vi kommer att prata om i den här artikeln), AMPA-receptorer, kainat och en typ av receptor metabotropisk.

NMDA-receptorer: allmänna egenskaper

NMDA-receptorer är mycket komplexa proteiner som fungerar som glutamatreceptorer. På en funktionell nivå är NMDA-receptorer, tillsammans med AMPA-glutamatreceptorer, i grunden relaterade till två kognitiva processer: inlärning och minne. Specifikt är NMDA-receptorer väsentliga, framför allt, för minnet. Förutom, de är också starkt kopplade till neural eller synaptisk plasticitet.

Å andra sidan har NMDA-receptorer också varit relaterade till ursprunget till olika patologier eller sjukdomar, såsom: epilepsi, vissa neurodegenerativa sjukdomar (såsom Alzheimers, Parkinsons och Huntingtons sjukdom), schizofreni eller stroke.

• Du kanske är intresserad av: "Vad är det synaptiska gapet och hur fungerar det?"

Fungerande

Vad står förkortningen NMDA för? De är förkortningen för "N-metyl D-aspartat", som är en selektiv agonist som är ansvarig för att specifikt binda denna typ av glutamatreceptor, men inte andra. När dessa typer av receptorer aktiveras öppnas icke-selektiva jonkanaler för alla typer av katjoner (joner med positiv elektrisk laddning).

Receptorerna aktiveras av en effektskillnad när magnesiumjoner (Mg2+) kommer i kontakt. Detta steg tillåter flödet av natriumjoner (Na+), kalcium (Ca2+) (dessa i mindre mängd) och kalium (K+).

Flödet av kalciumjoner är specifikt viktigt för att förbättra processerna för synaptisk plasticitet eller hjärnans plasticitet. Denna typ av plasticitet består i det faktum att yttre stimuli orsakar förstärkning av vissa synapser och försvagning av andra.

Således tillåter synaptisk plasticitet, cerebral eller neuronal, neuroner att fungera korrekt, kommunicera med varandra och modulera sin aktivitet efter miljön och den miljöstimulans. Kort sagt låter det hjärnan anpassa sig till förändringar och gör det också möjligt att maximera dess funktioner.

En typ av jonotrop receptor

På en strukturell och funktionell nivå, NMDA-receptorer, även kallade NMDAr, är jonotropa receptorer. Men låt oss backa lite; Det finns tre typer av hjärnreceptorer: jonotropa (som NMDA-receptorer), metabotropa och autoreceptorer. Jämfört med de andra två är jonotropa receptorer snabbare.

Deras huvudsakliga kännetecken är att de fungerar som specifika jonkanaler för vissa joner, det vill säga att själva receptorn fungerar som en kanal.

funktioner

NMDA-receptorer, tillsammans med glutamat, är relaterade till en mängd funktioner i nervsystemet (NS). De är huvudsakligen ansvariga för att reglera den postsynaptiska excitatoriska potentialen hos celler. Dessutom, som vi har sett, spelar NMDA-receptorer en viktig roll i processer som neuronal plasticitet, minne och inlärning.

Å andra sidan nämner vissa studier också rollen som glutamatbindning till NMDA-receptorer spelar i cellmigreringsprocesser.

1. Neuronal (eller synaptisk) plasticitet

Neuronal plasticitet och dess förhållande till NMDA-receptorer har studerats brett. Det är känt att aktivering och konsolidering av vissa synapser, särskilt under utveckling (även om det också är hos vuxna) möjliggör de mognaden av SN-kretsarna, det vill säga de främjar deras funktionella anslutningar.

Allt detta sker tack vare neuronal plasticitet, som till stor del beror på NMDA-receptorer.

Närmare bestämt aktiveras NMDA-receptorer av en mycket specifik typ av synaptisk plasticitet, kallad långsiktig potentiering (LTP). De flesta minnes- och inlärningsprocesser är baserade på denna form av plasticitet.

2. Minne

När det gäller dess koppling till minne har NMDA-receptorer visat sig spela en viktig roll i processer som involverar minnesbildning; detta inkluderar en typ av minne som kallas episodiskt minne (den som låter oss minnas levda upplevelser och som konfigurerar vår självbiografi).

• Du kanske är intresserad av: "Typer av minne: hur lagrar den mänskliga hjärnan minnen?"

3. Inlärning

Slutligen är NMDA-receptorer också kopplade till inlärningsprocesser, och man har sett hur deras Aktivering sker före denna typ av process, som i sin tur är relaterad till minne och plasticitet cerebral.

Bibliografiska referenser:

• Flores-Soto, M.E., Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, R.E. & Beas-Zarate, C. (2012). Struktur och funktion av NMDA-typ glutamatreceptorsubenheter. Neurology (engelsk upplaga), 27(5): 301-310.
• Morgado, I. (2005). Psykobiologi av lärande och minne: grunder och senaste framsteg. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
• Rosenweig, M.R., Breedlove, S.M & Watson, N.V. (2005). Psykobiologi: En introduktion till beteendevetenskaplig, kognitiv och klinisk neurovetenskap. Barcelona: Ariel.
• Stahl, S.M. (2002). Essentiell psykofarmakologi. Neurovetenskapliga grunder och kliniska tillämpningar. Barcelona: Ariel.
• Vyklick, V; Korinek, M; Smejkalov, T.; Balik, A; Krausova, B; Kaniakova, M. (2014). Struktur, funktion och farmakologi för NMDA-receptorkanaler. Tjeckien: Institute of Physiology v.v.i., Tjeckiens vetenskapsakademi, 63(Suppl. 1): S191-S203.