ตัวรับ NMDA ของระบบประสาท: พวกมันคืออะไรและมีหน้าที่อะไร?

เรารู้ว่าเซลล์ประสาทของเราสื่อสารกันผ่านไซแนปส์ซึ่งเกี่ยวข้องกับสารสื่อประสาท สารสื่อประสาทกระตุ้นหลักในสมองคือกลูตาเมตซึ่งมีตัวรับหลายประเภท ที่นี่เราจะพูดถึงหนึ่งในนั้น: ตัวรับ NMDA.

ในบทความนี้ เราจะมาเรียนรู้ว่าตัวรับประเภทเหล่านี้ประกอบด้วยอะไรบ้าง ลักษณะอย่างไร ทำงานอย่างไร และเชื่อมโยงอย่างไรกับความจำ การเรียนรู้ และความเป็นพลาสติกของสมอง อย่างไรก็ตาม อันดับแรก เราจะแนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับประเภทของสารสื่อประสาทที่มีอยู่ เพื่อทำความเข้าใจว่ากลูตาเมตอยู่ที่ไหน

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ประเภทของสารสื่อประสาท: หน้าที่และการจำแนก"

สารสื่อประสาทคืออะไรและจำแนกอย่างไร?

สารสื่อประสาทเป็นสารชีวโมเลกุลที่ช่วยให้การส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาท (นั่นคือสารสื่อประสาท) โดยผ่านกระบวนการทางเคมีหรือทางไฟฟ้า (แล้วแต่กรณี) ที่เรียกว่าไซแนปส์ของเซลล์ประสาท

สารสื่อประสาทมีหลายประเภท การจำแนกประเภทที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดคือประเภทที่แบ่งพวกเขาออกเป็นสามกลุ่มใหญ่:

1. เอมีน

ในทางกลับกัน เอมีนจะแบ่งออกเป็นเอมีนสี่ส่วน (อะซิติลโคลีน) และโมโนเอมีน (ซึ่งจะแบ่งออกเป็น: คาเทโคลามีนและอินโดลามีน)

2. กรดอะมิโน

ได้แก่ กลูตาเมต,กาบา, ไกลซีนและฮีสตามีน.

3. นิวโรเปปไทด์

ในส่วนของนิวโรเปปไทด์นั้นรวมถึง เอ็นโดรฟิน เอนคีฟาลิน ไดนอร์ฟิน และวาโซเพรสซิน.

กลูตาเมตและตัวรับ NMDA

ดังที่เราได้เห็นแล้วว่ากลูตาเมตหรือที่เรียกว่ากรดกลูตามิกเป็นสารสื่อประสาทในสมองประเภทกรดอะมิโน กลูตาเมตเป็นสารสื่อประสาทกระตุ้นในสมองที่เป็นเลิศและเกี่ยวข้องกับการทำงานหลายอย่างโดยเฉพาะการเรียนรู้ มันตั้งอยู่ทั่วสมองและไขสันหลัง

เช่นเดียวกับสารสื่อประสาททั้งหมด กลูตาเมตมีตัวรับประเภทต่างๆ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่อยู่บนตัวรับ เซลล์ (เช่น ในเซลล์ประสาท) ที่ซึ่งสารสื่อประสาทจับกัน ทำให้เกิดไซแนปส์ (ซึ่งอาจเป็นไฟฟ้าหรือ เคมี).

ให้เข้าใจอย่างง่ายๆและพูดกว้างๆ ไซแนปส์คือการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทที่ทำให้เซลล์ประสาทเหล่านี้มีการสื่อสารอย่างต่อเนื่อง และที่อนุญาตให้มีการส่งข้อมูลซึ่งช่วยให้บรรลุผลสำเร็จของกระบวนการต่างๆ: การคิด การตัดสินใจ การเอาใจใส่ การใช้เหตุผล การพูด...

ดังนั้น กลูตาเมตจึงมีตัวรับสี่ประเภท: ตัวรับ NMDA (ซึ่งในจำนวนนี้ เราจะพูดถึงในบทความนี้), ตัวรับ AMPA, ไคเนท และตัวรับชนิดหนึ่ง เมตาบอโทรปิก

ตัวรับ NMDA: ลักษณะทั่วไป

ตัวรับ NMDA เป็นโปรตีนที่มีความซับซ้อนสูงซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับกลูตาเมต ในระดับการทำงาน ตัวรับ NMDA พร้อมด้วยตัวรับกลูตาเมตของ AMPA มีความเกี่ยวข้องโดยพื้นฐานกับกระบวนการรับรู้สองกระบวนการ ได้แก่ การเรียนรู้และความจำ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวรับ NMDA มีความสำคัญเหนือสิ่งอื่นใดสำหรับหน่วยความจำ นอกจาก, พวกมันยังเชื่อมโยงอย่างมากกับความเป็นพลาสติกของประสาทหรือซินแนปติก.

ในทางกลับกัน ตัวรับ NMDA ยังเกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดของโรคหรือโรคต่างๆ เช่น: โรคลมบ้าหมู, โรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทบางชนิด (เช่น อัลไซเมอร์ พาร์กินสัน และโรคฮันติงตัน) โรคจิตเภท หรือโรคหลอดเลือดสมอง

• คุณอาจจะสนใจ: "Synaptic Gap คืออะไร และทำงานอย่างไร"

กำลังทำงาน

NMDA ย่อมาจากอะไร? เป็นตัวย่อของ “N-methyl D-aspartate”ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเลือกที่รับผิดชอบในการจับตัวรับกลูตาเมตชนิดนี้อย่างเฉพาะเจาะจง แต่ไม่ใช่ชนิดอื่น เมื่อตัวรับประเภทนี้ทำงาน ช่องไอออนแบบไม่เลือกจะเปิดสำหรับไอออนบวกทุกชนิด (ไอออนที่มีประจุไฟฟ้าบวก)

ตัวรับจะทำงานโดยความแตกต่างของพลังงาน เมื่อไอออนของแมกนีเซียม (Mg2+) สัมผัสกัน ขั้นตอนนี้ ช่วยให้การไหลเวียนของโซเดียมไอออน (Na+) แคลเซียม (Ca2+) (ในปริมาณที่น้อยกว่า) และโพแทสเซียม (K+).

การไหลของแคลเซียมไอออนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีความจำเป็นต่อการปรับปรุงกระบวนการของ synaptic plasticity หรือ plasticity ของสมอง ความเป็นพลาสติกประเภทนี้ประกอบด้วยความจริงที่ว่าสิ่งเร้าภายนอกทำให้เกิดการเสริมความแข็งแกร่งของซินแนปส์บางอย่างและการลดลงของสิ่งอื่น

ดังนั้น synaptic plasticity, cerebral หรือ neuronal จึงช่วยให้เซลล์ประสาททำงานได้ ได้อย่างถูกต้อง สื่อสารกัน และปรับเปลี่ยนกิจกรรมตามสภาพแวดล้อมและ สิ่งเร้าจากสิ่งแวดล้อม กล่าวโดยสรุปคือ ช่วยให้สมองปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงและยังช่วยให้การทำงานของสมองมีประสิทธิภาพสูงสุด

ตัวรับไอโอโนโทรปิกชนิดหนึ่ง

ในระดับโครงสร้างและหน้าที่ ตัวรับ NMDA หรือที่เรียกว่า NMDAr เป็นตัวรับไอโอโนโทรปิก. แต่ขอสำรองข้อมูลสักหน่อย ตัวรับสมองมีสามประเภท: ionotropic (เช่นตัวรับ NMDA), metabotropic และตัวรับอัตโนมัติ เมื่อเปรียบเทียบกับอีกสองตัว ตัวรับไอโอโนโทรปิกจะเร็วกว่า

ลักษณะสำคัญของพวกมันคือทำหน้าที่เป็นช่องไอออนิกเฉพาะสำหรับไอออนบางตัว นั่นคือ ตัวรับทำหน้าที่เป็นช่องทาง

ฟังก์ชั่น

ตัวรับ NMDA ร่วมกับกลูตาเมตเกี่ยวข้องกับการทำงานหลายอย่างของระบบประสาท (NS) พวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบหลักในการควบคุมศักยภาพของเซลล์กระตุ้นโพสต์ซินแนปติก. นอกจากนี้ ดังที่เราได้เห็นแล้วว่าตัวรับ NMDA มีบทบาทสำคัญในกระบวนการต่างๆ เช่น ความเป็นพลาสติกของเซลล์ประสาท ความจำ และการเรียนรู้

ในทางกลับกัน การศึกษาบางชิ้นยังกล่าวถึงบทบาทของกลูตาเมตที่จับกับตัวรับ NMDA ในกระบวนการย้ายเซลล์

1. ความเป็นพลาสติกของเซลล์ประสาท (หรือซินแนปติก)

มีการศึกษาความเป็นพลาสติกของเซลล์ประสาทและความสัมพันธ์กับตัวรับ NMDA อย่างกว้างขวาง เป็นที่ทราบกันดีว่าการเปิดใช้งานและการรวมของ synapses บางอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการพัฒนา (แม้ว่าในผู้ใหญ่ด้วย) พวกมันทำให้วงจร SN สุกเต็มที่ นั่นคือส่งเสริมการเชื่อมต่อการทำงาน

ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความเป็นพลาสติกของเส้นประสาทซึ่งขึ้นอยู่กับตัวรับ NMDA เป็นส่วนใหญ่

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวรับ NMDA ถูกกระตุ้นโดย synaptic plasticity ชนิดหนึ่งที่เรียกว่า long-term potentiation (LTP) หน่วยความจำและกระบวนการเรียนรู้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับรูปแบบของพลาสติกนี้

2. หน่วยความจำ

เกี่ยวกับการเชื่อมโยงกับหน่วยความจำ ตัวรับ NMDA ได้รับการแสดงให้มีบทบาทสำคัญในกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการสร้างหน่วยความจำ นี้ รวมถึงประเภทของหน่วยความจำที่เรียกว่าหน่วยความจำตอน (อันที่ช่วยให้เราจดจำประสบการณ์ที่มีชีวิตและกำหนดค่าอัตชีวประวัติของเรา)

• คุณอาจจะสนใจ: "ประเภทของหน่วยความจำ: สมองของมนุษย์จัดเก็บความทรงจำอย่างไร?"

3. การเรียนรู้

ในที่สุด ตัวรับ NMDA ยังเชื่อมโยงกับกระบวนการเรียนรู้ และได้รับการเห็นว่าเป็นอย่างไร การเปิดใช้งานเกิดขึ้นก่อนกระบวนการประเภทนี้ ซึ่งเกี่ยวข้องกับหน่วยความจำและพลาสติก สมอง

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• Flores-Soto, M.E., Chaparro-Huerta, V., Escoto-Delgadillo, M., Vazquez-Valls, E., González-Castañeda, R.E. & บีส-ซาราเต, C. (2012). โครงสร้างและหน้าที่ของหน่วยย่อยตัวรับกลูตาเมตชนิด NMDA ประสาทวิทยา (ฉบับภาษาอังกฤษ), 27(5): 301-310.
• มอร์กาโด, ไอ. (2005). จิตวิทยาการเรียนรู้และความจำ: พื้นฐานและความก้าวหน้าล่าสุด รายได้ Neurol, 40 (5): 289-297.
• Rosenweig, M.R., Breedlove, S.M & Watson, N.V. (2548). Psychobiology: ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับพฤติกรรม ความรู้ความเข้าใจ และประสาทวิทยาศาสตร์ทางคลินิก บาร์เซโลน่า: เอเรียล
• สตาห์ล, เอส.เอ็ม. (2545). เภสัชจิตเวชที่จำเป็น ฐานประสาทวิทยาศาสตร์และการประยุกต์ใช้ทางคลินิก บาร์เซโลน่า: เอเรียล
• ไวคลิค, วี; โคริเน็ก ม.; Smejkalov, T.; บาลิค, เอ; ครูโซวา บี; คาเนียโควา, ม. (2014). โครงสร้าง หน้าที่ และเภสัชวิทยาของช่องรับ NMDA สาธารณรัฐเช็ก: สถาบันสรีรวิทยา v.v.i., Academy of Sciences of the Czech, 63 (Suppl. 1): S191-S203.