Glutamaat (neurotransmitter) synthese, werkingsmechanisme, functies en gevaren



de glutamaat is de neurotransmitter met de meest voorkomende exciterende functie in het zenuwstelsel van gewervelde organismen. Het speelt een fundamentele rol in alle opwindende functies, wat impliceert dat het gerelateerd is aan meer dan 90% van alle synaptische verbindingen in het menselijk brein.

De biochemische receptoren van glutamaat kunnen worden onderverdeeld in drie klassen: AMPA-receptoren, NMDA-receptoren en metabotrope glutamaatreceptoren. Sommige deskundigen identificeren een vierde type, bekend als kaïnaatreceptoren. Ze zijn te vinden in alle hersengebieden, maar ze zijn vooral overvloedig in sommige gebieden.

Glutamaat speelt een fundamentele rol in synaptische plasticiteit. Hierdoor is het vooral gerelateerd aan bepaalde geavanceerde cognitieve functies zoals geheugen en leren. Een specifieke vorm van plasticiteit, die bekend staat als langetermijnpotentiatie, vindt plaats bij glutamaterge synapsen in gebieden zoals de hippocampus of cortex..

Naast dit alles, heeft glutamaat ook een aantal gezondheidsvoordelen wanneer het wordt geconsumeerd door middel van een matig eten. Het kan echter ook enkele negatieve effecten veroorzaken als het te veel wordt geconcentreerd, zowel in de hersenen als in het voedsel. In dit artikel vertellen we je alles over hem.

index

  • 1 Samenvatting
  • 2 Werkingsmechanisme
    • 2.1 Ionotrope receptoren
    • 2.2 Metabotropische receptoren
    • 2.3 Receptoren buiten het centrale zenuwstelsel
  • 3 functies
    • 3.1 Hulp bij normale hersenfunctie
    • 3.2 Het is een voorloper van GABA
    • 3.3 Verbetert de werking van het spijsverteringsstelsel
    • 3.4 Reguleert de eetlust en verzadigingscyclus
    • 3.5 Verbetert het immuunsysteem
    • 3.6 Verbetert de functie van spieren en botten
    • 3.7 Kan de levensduur verlengen
  • 4 gevaren
  • 5 Conclusie
  • 6 Referenties

synthese

Glutamaat is een van de belangrijkste componenten van een grote hoeveelheid eiwitten. Vanwege dit is het een van de meest voorkomende aminozuren in het hele menselijk lichaam. Onder normale omstandigheden is het mogelijk om genoeg van deze neurotransmitter te verkrijgen via de voeding, op een zodanige manier dat het niet nodig is om het te synthetiseren.

Glutamaat wordt echter als een niet-essentieel aminozuur beschouwd. Dit betekent dat het lichaam in noodsituaties het kan metaboliseren uit andere stoffen. Concreet kan het worden gesynthetiseerd uit alfa-ketoglutaarzuur, dat wordt geproduceerd door de citroenzuurcyclus van citraat.

Op hersenniveau is glutamaat niet in staat om zelf de bloed-hersenbarrière te doorkruisen. Het beweegt echter door het centrale zenuwstelsel via een transportsysteem met hoge affiniteit. Dit dient om uw concentratie te reguleren en de hoeveelheid van deze stof die wordt aangetroffen in hersenvocht constant te houden.

In het centrale zenuwstelsel wordt glutamaat gesynthetiseerd uit glutamine in het proces dat bekend staat als de "glutamaat-glutaminerge cyclus", door de werking van het glutaminase-enzym. Dit kan zowel in de presynaptische neuronen als in de gliacellen die hen omringen voorkomen.

Aan de andere kant is glutamaat zelf een voorloper van een andere neurotransmitter van groot belang, GABA. Het transformatieproces wordt uitgevoerd door de werking van het glutamaat-decarboxylase-enzym.

Werkingsmechanisme

Glutamaat oefent zijn effect op het organisme uit door te koppelen aan vier verschillende soorten biochemische receptoren: AMPA-receptoren, NMDA-receptoren, metabotrope glutamaatreceptoren en kaïnaatreceptoren. De meesten van hen bevinden zich in het centrale zenuwstelsel.

In feite bevindt de overgrote meerderheid van de glutamaatreceptoren zich in de dendrieten van postsynaptische cellen; en ze zijn gekoppeld aan de moleculen die door de presynaptische cellen in de intrasynaptische ruimte worden vrijgegeven. Aan de andere kant zijn ze ook aanwezig in cellen zoals astrocyten en oligodendrocyten.

Glutaminerge receptoren kunnen worden onderverdeeld in twee subtypen: ionotroop en metabotropisch. Vervolgens zullen we zien hoe elk van hen in meer detail werkt.

Ionotrope receptoren

De ionotrope glutamaatreceptoren hebben de hoofdfunctie van het laten passeren van natriumionen, kalium en soms calcium in de hersenen als reactie op een glutamaatbinding. Wanneer de binding wordt geproduceerd, stimuleert de antagonist de directe werking van de centrale porie van de receptor, een ionkanaal, dat aldus de passage van deze substanties mogelijk maakt.

De passage van natrium-, kalium- en calciumionen veroorzaakt een postsynaptische excitatorische stroom. Deze stroom is depolariserend; en als voldoende glutamaatreceptoren geactiveerd zijn, kan het actiepotentiaal in het postsynaptische neuron worden bereikt.

Alle soorten glutamaatreceptoren zijn in staat om een ​​postsynaptische opwindingsstroom te produceren. De snelheid en de duur van deze stroom verschillen echter voor elk van hen. Daarom heeft elk van hen verschillende effecten op het zenuwstelsel.

Metabotropische receptoren

De metabotrope glutamaatreceptoren behoren tot de subfamilie C van de eiwitreceptoren G. Ze zijn verdeeld in drie groepen, die op hun beurt zijn onderverdeeld in acht subtypen in het geval van zoogdieren.

Deze receptoren zijn samengesteld uit drie verschillende delen: het extracellulaire gebied, het transmembraangebied en het intracellulaire gebied. Afhankelijk van waar de link met de glutamaatmoleculen optreedt, zal een ander effect op het lichaam of het zenuwstelsel optreden.

Het extracellulaire gebied bestaat uit een module die bekend staat als de Venus Flytrap, die verantwoordelijk is voor het binden van glutamaat. Het heeft ook een deel dat rijk is aan cysteïne en dat een fundamentele rol speelt bij de overdracht van de huidige verandering naar het transmembraan gedeelte.

Het transmembraangebied bestaat uit zeven gebieden en de hoofdfunctie ervan is om de extracellulaire zone te verbinden met de intracellulaire zone, waar proteïnekoppeling gewoonlijk plaatsvindt..

De binding van glutamaatmoleculen in het extracellulaire gebied zorgt ervoor dat de eiwitten die het intracellulaire bereik bereiken, worden gefosforyleerd. Dit beïnvloedt een groot aantal biochemische routes en ionkanalen in de cel. Hierdoor kunnen metabotrope receptoren een zeer breed scala aan fysiologische effecten veroorzaken.

Receptoren buiten het centrale zenuwstelsel

Er wordt aangenomen dat glutamaatreceptoren een fundamentele rol spelen bij de ontvangst van de stimuli die de "umami" -smaak provoceren, een van de vijf basissmaken volgens het laatste onderzoek op dit gebied. Hierdoor is het bekend dat er receptoren van deze soort in de taal zijn, met name in de smaakpapillen.

Het is ook bekend dat er ionotrope glutamaatreceptoren in hartweefsel zijn, hoewel de functie ervan op dit gebied nog steeds onbekend is. De discipline die bekend staat als "immunihistochemie" heeft enkele van deze receptoren gevonden in terminale zenuwen, ganglia, geleidende vezels en sommige myocardiocyten.

Aan de andere kant is het ook mogelijk om een ​​klein aantal van deze receptoren in bepaalde regio's van de pancreas te vinden. De belangrijkste functie hier is om de afscheiding van stoffen zoals insuline en glucagon te reguleren. Dit heeft de deur geopend naar onderzoek naar de mogelijkheid om diabetes te reguleren met behulp van glutamaatantagonisten.

We weten ook dat de huid een bepaalde hoeveelheid NMDA-receptoren bevat, die kunnen worden gestimuleerd om een ​​analgetisch effect te produceren. Kort gezegd, glutamaat heeft zeer gevarieerde effecten door het hele lichaam en de receptoren bevinden zich door het hele lichaam.

functies

We hebben al gezien dat glutamaat de meest voorkomende neurotransmitter is in de hersenen van zoogdieren. Dit komt voornamelijk door het feit dat het een groot aantal functies vervult in ons organisme. Vervolgens vertellen we je welke de belangrijkste zijn.

Het helpt de normale hersenfunctie

Glutamaat is de neurotransmitter van het grootste belang bij het reguleren van normale hersenfuncties. Vrijwel alle exciterende neuronen in de hersenen en het ruggenmerg zijn glutamatergisch.

Glutamaat stuurt signalen naar de hersenen en door het hele lichaam. Deze berichten helpen met functies zoals geheugen, leren of redeneren, naast het spelen van een ondergeschikte rol in vele andere aspecten van het functioneren van onze hersenen.

Tegenwoordig weten we bijvoorbeeld dat het met lage niveaus van glutamaat onmogelijk is om nieuwe herinneringen te vormen. Bovendien kan een abnormaal lage hoeveelheid van deze neurotransmitter aanvallen van schizofrenie, epilepsie of psychiatrische problemen zoals depressie en angst veroorzaken..

Zelfs studies met muizen laten zien dat abnormaal lage niveaus van glutamaat in de hersenen mogelijk verband houden met stoornissen in het autismespectrum.

Het is een voorloper van GABA

Glutamaat is ook de basis die door het lichaam wordt gebruikt om een ​​andere neurotransmitter van groot belang te vormen, gamma-aminoboterzuur (GABA). Deze stof speelt een zeer belangrijke rol bij het leren, naast spiercontractie. Het wordt ook geassocieerd met functies zoals slaap of ontspanning.

Verbetert de werking van het spijsverteringsstelsel

Glutamaat kan worden opgenomen door voedsel, deze neurotransmitter is de belangrijkste energiebron van de cellen van het spijsverteringsstelsel, evenals een belangrijk substraat voor de synthese van aminozuren in dit deel van het lichaam..

Het glutamaat dat in voedsel aanwezig is, veroorzaakt verschillende fundamentele reacties door het hele lichaam. Het activeert bijvoorbeeld de nervus vagus zodanig dat het de aanmaak van serotonine in het spijsverteringsstelsel bevordert. Dit bevordert de stoelgang, naast het verhogen van de lichaamstemperatuur en energieproductie.

Sommige studies tonen aan dat het gebruik van orale supplementen van glutamaat de spijsvertering kan verbeteren bij patiënten met problemen in dit opzicht. Bovendien kan deze stof ook de maagwand beschermen tegen het schadelijke effect van bepaalde medicijnen daarop..

Reguleert de eetlust en verzadigingscyclus

Hoewel we niet precies weten hoe dit effect optreedt, heeft glutamaat een zeer belangrijk regulerend effect op het eetlust- en verzadigingscircuit.

Daardoor maakt hun aanwezigheid in voedsel ons hongeriger en willen we meer eten; maar het zorgt er ook voor dat we ons meer verzadigd voelen nadat we het hebben genomen.

Verbetert het immuunsysteem

Sommige cellen van het immuunsysteem hebben ook glutamaatreceptoren; bijvoorbeeld T-cellen, B-cellen, macrofagen en dendritische cellen. Dit suggereert dat deze neurotransmitter een belangrijke rol speelt in zowel het aangeboren als het adaptieve immuunsysteem.

Sommige studies die deze stof als geneesmiddel gebruiken, hebben aangetoond dat het een zeer gunstig effect kan hebben bij ziekten zoals kanker of bacteriële infecties. Bovendien lijkt het ook tot op zekere hoogte te beschermen tegen neurodegeneratieve stoornissen, zoals de ziekte van Alzheimer.

Verbetert de functie van spieren en botten

Vandaag weten we dat glutamaat een sleutelrol speelt in de groei en ontwikkeling van botten, evenals in het onderhoud van uw gezondheid..

Deze stof voorkomt het verschijnen van cellen die botten beschadigen, zoals osteoclasten; en zou kunnen worden gebruikt om ziekten zoals osteoporose bij mensen te behandelen.

Aan de andere kant weten we ook dat glutamaat een fundamentele rol speelt in de spierfunctie. Tijdens inspanning is deze neurotransmitter verantwoordelijk voor het leveren van energie aan spiervezels en het produceren van glutathion.

Kan de levensduur verlengen

Ten slotte suggereren enkele recente onderzoeken dat glutamaat een zeer gunstig effect kan hebben op het verouderingsproces van cellen. Hoewel nog niet getest met mensen, tonen dierproeven aan dat een toename van deze stof in het dieet de sterftecijfers kan verlagen.

Er wordt aangenomen dat dit effect te wijten is aan glutamaat dat het begin van symptomen van celveroudering vertraagt, wat een van de belangrijkste oorzaken is van aan leeftijd gerelateerde sterfte.

gevaren

Wanneer natuurlijke niveaus van glutamaat in de hersenen of in het lichaam worden veranderd, is het mogelijk om allerlei problemen te krijgen. Dit gebeurt of er minder substantie in het lichaam is dan we nodig hebben, alsof de niveaus op een overdreven manier stijgen.

Zo is bijvoorbeeld de verandering in glutamaatgehaltes in het lichaam in verband gebracht met psychische stoornissen zoals depressie, angst en schizofrenie. Bovendien lijkt het ook verband te houden met autisme, Alzheimer en alle soorten neurodegeneratieve ziekten.

Aan de andere kant lijkt het erop dat op fysiek niveau een overmaat van deze stof in verband wordt gebracht met problemen zoals obesitas, kanker, diabetes of amyotrofische laterale sclerose. Het kan ook zeer nadelige effecten hebben op de gezondheid van bepaalde lichaamsdelen, zoals spieren en botten..

Al deze gevaren zouden enerzijds verband houden met de overmaat aan zuiver glutamaat in de voeding (in de vorm van mononatriumglutamaat, dat de bloed-hersenbarrière lijkt te kunnen passeren). Bovendien zouden ze ook te maken hebben met een overmaat aan porositeit in dezelfde barrière.

conclusie

Glutamaat is een van de belangrijkste stoffen die door ons lichaam worden aangemaakt en speelt een fundamentele rol in allerlei functies en processen. E

n dit artikel heb je geleerd hoe het werkt en wat de belangrijkste voordelen zijn; maar ook de gevaren die het heeft als het in te grote hoeveelheden in ons lichaam wordt aangetroffen.

referenties

  1. "Wat is glutamaat? Een onderzoek van de functies, routes en excitatie van de glutamaat neurotransmitter "in: Neurohacker. Opgehaald op: 26 februari 2019 van Neurohacker: neurohacker.com.
  2. "Overzicht van het glutamaterge systeem" in: Nationaal centrum voor biotechnologische informatie. Ontvangen: 26 februari 2019 van het National Center for Biotechnology Information: ncbi.nlm.nih.gov.
  3. "Glutamaatreceptor" in: Wikipedia. Opgehaald op: 26 februari 2019 vanuit Wikipedia: en.wikipedia.org.
  4. "8 Belangrijke rollen van glutamaat + Waarom het erg is in het teveel" in: zichzelf gehackt. Opgehaald op: 26 februari 2019 van Self Hacked: selfhacked.com.
  5. "Glutamaat (neurotransmitter)" in: Wikipedia. Opgehaald op: 26 februari 2019 vanuit Wikipedia: en.wikipedia.org.