NMDA-рецептори нервової системи: що це таке і які функції вони виконують?

Ми знаємо, що наші нейрони спілкуються один з одним через синапси, де задіяні нейромедіатори. Основним збуджуючим нейромедіатором у мозку є глутамат, який має різні типи рецепторів. Тут ми поговоримо про одну з них: NMDA рецептори.

У цій статті ми дізнаємося, з чого складаються ці типи рецепторів, які характеристики вони мають, як вони працюють і як вони пов’язані з пам’яттю, навчанням і пластичністю мозку. Однак спочатку ми зробимо короткий вступ про типи нейромедіаторів, які існують, щоб зрозуміти, де знаходиться глутамат.

• Пов'язана стаття: "Види нейромедіаторів: функції та класифікація"

Що таке нейромедіатори і як вони класифікуються?

Нейромедіатори - це біомолекули, які забезпечують передачу інформації між нейронами. (тобто нейротрансмісія) через хімічний або електричний процес (залежно від випадку), який називається нейронним синапсом.

Існує багато типів нейромедіаторів; Найбільш прийнятною є класифікація, яка поділяє їх на три великі групи:

1. аміни

Аміни, у свою чергу, поділяються на четвертинні аміни (ацетилхолін) і моноаміни (які, у свою чергу, поділяються на: катехоламіни та індоламіни).

2. Амінокислоти

включити глутамат, ГАМК, гліцин і гістамін.

3. Нейропептиди

Зі свого боку нейропептиди включають ендорфіни, енкефаліни, динорфіни та вазопресин.

Глутамат і його NMDA рецептори

Як ми бачили, глутамат, також званий глутаміновою кислотою, є нейромедіатором мозку амінокислотного типу. Глутамат є збуджуючим нейромедіатором головного мозку.і пов’язане з кількома функціями, особливо навчанням. Він розташований у всьому мозку, а також у спинному мозку.

Як і всі нейромедіатори, глутамат має різні типи рецепторів, які є структурами, розташованими на клітин (наприклад, у нейронах), де нейромедіатори зв’язуються, уможливлюючи синапс (який може бути електричним або хімія).

Щоб зрозуміти це просто і, в широкому сенсі, синапси - це зв'язки між нейронами, які підтримують постійний зв'язок цих нервових клітин і які дозволяють передавати інформацію, що забезпечує досягнення різних процесів: мислення, прийняття рішень, уважність, міркування, мовлення...

Таким чином, глутамат має чотири типи рецепторів: рецептори NMDA (з яких про які ми поговоримо в цій статті), рецептори AMPA, каїнат і тип рецептора метаботропний.

NMDA-рецептори: загальна характеристика

Рецептори NMDA є високоскладними білками, які діють як рецептори глутамату. На функціональному рівні рецептори NMDA разом із рецепторами глутамату AMPA фундаментально пов’язані з двома когнітивними процесами: навчанням і пам’яттю. Зокрема, рецептори NMDA важливі, перш за все, для пам'яті. Крім того, вони також тісно пов'язані з нервовою або синаптичною пластичністю.

З іншого боку, рецептори NMDA також пов’язані з походженням різних патологій або захворювань, таких як: епілепсія, певні нейродегенеративні захворювання (такі як хвороба Альцгеймера, Паркінсона та Хантінгтона), шизофренія або інсульт.

• Вас може зацікавити: "Що таке синаптичний розрив і як він працює?"

Функціонування

Що означає абревіатура NMDA? Це абревіатура від «N-метил D-аспартат»., який є селективним агоністом, відповідальним за специфічне зв’язування цього типу рецепторів глутамату, але не інших. Коли ці типи рецепторів активуються, відкриваються неселективні іонні канали для всіх видів катіонів (іонів з позитивним електричним зарядом).

Рецептори активуються диференціалом потужності, коли іони магнію (Mg2+) вступають у контакт. Цей крок забезпечує потік іонів натрію (Na+), кальцію (Ca2+) (у меншій кількості) і калію (K+).

Потік іонів кальцію, зокрема, необхідний для посилення процесів синаптичної пластичності або пластичності мозку. Цей вид пластичності полягає в тому, що зовнішні подразники викликають посилення одних синапсів і ослаблення інших.

Таким чином, синаптична пластичність, церебральна або нейрональна, дозволяє нейронам функціонувати правильно, спілкуватися один з одним і модулювати свою діяльність відповідно до середовища та подразники зовнішнього середовища. Коротше кажучи, це дозволяє мозку адаптуватися до змін, а також дозволяє максимізувати його функції.

Тип іонотропного рецептора

На структурно-функціональному рівні, Рецептори NMDA, також звані NMDAr, є іонотропними рецепторами. Але давайте трохи відступимо; Існує три типи рецепторів головного мозку: іонотропні (наприклад, рецептори NMDA), метаботропні та ауторецептори. Порівняно з двома іншими, іонотропні рецептори працюють швидше.

Їх основна характеристика полягає в тому, що вони функціонують як специфічні іонні канали для певних іонів, тобто сам рецептор діє як канал.

функції

Рецептори NMDA разом з глутаматом пов'язані з безліччю функцій нервової системи (НС). Вони в основному відповідають за регуляцію постсинаптичного збуджувального потенціалу клітин. Крім того, як ми бачили, NMDA-рецептори відіграють важливу роль у таких процесах, як пластичність нейронів, пам'ять і навчання.

З іншого боку, деякі дослідження також згадують про роль зв'язування глутамату з NMDA-рецепторами в процесах клітинної міграції.

1. Нейронна (або синаптична) пластичність

Пластичність нейронів та її взаємозв’язок з NMDA-рецепторами широко вивчена. Відомо, що активація і консолідація певних синапсів, особливо під час розвитку (хоча також і у дорослих), вони роблять можливим дозрівання ланцюгів SN, тобто вони сприяють їх функціональним зв'язкам.

Все це відбувається завдяки пластичності нейронів, яка багато в чому залежить від рецепторів NMDA.

Точніше, NMDA-рецептори активуються дуже специфічним типом синаптичної пластичності, що називається довготривалим потенціюванням (LTP). Більшість процесів пам'яті та навчання засновані на цій формі пластичності.

2. Пам'ять

Що стосується зв’язку з пам’яттю, було показано, що рецептори NMDA відіграють важливу роль у процесах, пов’язаних із формуванням пам’яті; це включає тип пам'яті, який називається епізодичною пам'яттю (той, який дозволяє нам згадувати прожитий досвід і який налаштовує нашу автобіографію).

• Вас може зацікавити: "Типи пам'яті: як людський мозок зберігає спогади?"

3. навчання

Нарешті, рецептори NMDA також пов'язані з процесами навчання, і було видно, як вони Активація відбувається перед цим типом процесу, який, у свою чергу, пов’язаний з пам’яттю та пластичністю церебральний.

Бібліографічні посилання:

• Флорес-Сото, М.Е., Чапарро-Уерта, В., Еското-Дельгаділло, М., Васкес-Вальс, Е., Гонсалес-Кастаньеда, Р.Е. & Beas-Zarate, C. (2012). Структура та функція субодиниць глутаматного рецептора типу NMDA. Неврологія (Англійське видання), 27(5): 301-310.
• Моргадо, І. (2005). Психобіологія навчання та пам'яті: основи та останні досягнення. Rev Neurol, 40 (5): 289-297.
• Розенвейг, М. Р., Брідлав, С. М. і Уотсон, Н. В. (2005). Психобіологія: вступ до поведінкової, когнітивної та клінічної нейронаук. Барселона: Аріель.
• Шталь, С.М. (2002). Основна психофармакологія. Нейронаукові основи та клінічні застосування. Барселона: Аріель.
• Виклик, В; Корінек, М.; Смєйкалов Т.; Балик, А; Краусова Б.; Канякова, М. (2014). Структура, функція та фармакологія NMDA-рецепторних каналів. Чеська Республіка: Інститут фізіології v.v.i. Академії наук Чехії, 63 (Додаток. 1): S191-S203.