GLUTAMAT (NÖROTRANSMITER): SENTEZ, EYLEM, IŞLEVLER - NÖROPSIKOLOJI - 2024

Glutamat omurgalı canlılarda sinir sistemi işlevlerinin en bol uyarıcı nörotransmiterdir. Tüm uyarıcı işlevlerde temel bir rol oynar, bu da insan beynindeki tüm sinaptik bağlantıların% 90'ından fazlasıyla ilişkili olduğu anlamına gelir.

Biyokimyasal glutamat reseptörleri üç sınıfa ayrılabilir: AMPA reseptörleri, NMDA reseptörleri ve metabotropik glutamat reseptörleri. Bazı uzmanlar, kainat reseptörleri olarak bilinen dördüncü bir tip tanımlar. Tüm beyin bölgelerinde bulunurlar, ancak özellikle bazı bölgelerde bol miktarda bulunurlar.

Kaynak: Pixabay.com

Glutamat, sinaptik plastisitede temel bir rol oynar. Bu nedenle, özellikle hafıza ve öğrenme gibi bazı gelişmiş bilişsel işlevlerle ilgilidir. Uzun vadeli kuvvetlendirme olarak bilinen spesifik bir plastisite formu, hipokamp veya korteks gibi bölgelerdeki glutamaterjik sinapslarda meydana gelir.

Tüm bunlara ek olarak, glutamatın ölçülü olarak diyet yoluyla tüketildiğinde bir takım sağlık yararları da vardır. Bununla birlikte, hem beyin seviyesinde hem de yiyeceklerde çok fazla konsantre olursanız, bazı olumsuz etkilere de neden olabilir. Bu yazıda size onun hakkında her şeyi anlatacağız.

sentez

L-Glutamatın Yapısı

Glutamat, çok sayıda proteinin ana bileşenlerinden biridir. Bu nedenle tüm insan vücudunda en bol bulunan amino asitlerden biridir. Normal şartlar altında, bu nörotransmiterden yeterli miktarda diyet yoluyla elde etmek mümkündür, böylece onu sentezlemeye gerek kalmaz.

Bununla birlikte, glutamat, gerekli olmayan bir amino asit olarak kabul edilir. Bu, acil durumlarda vücudun onu diğer maddelerden metabolize edebileceği anlamına gelir. Spesifik olarak sitrattan sitrik asit döngüsü ile üretilen alfa-Ketoglutarik asitten sentezlenebilir.

Beyin seviyesinde, glutamat kan-beyin bariyerini kendi başına geçemez. Bununla birlikte, yüksek afiniteli bir taşıma sistemi kullanarak merkezi sinir sistemi boyunca hareket eder. Bu, konsantrasyonunu düzenlemeye ve beyin sıvılarında bulunan bu maddenin miktarını sabit tutmaya yarar.

Merkezi sinir sisteminde, glutamat, glutaminaz enziminin etkisiyle "glutamat-glutaminerjik döngü" olarak bilinen bir süreçte glutaminden sentezlenir. Bu hem presinaptik nöronlarda hem de onları çevreleyen glial hücrelerde meydana gelebilir.

Öte yandan, glutamatın kendisi başka bir çok önemli nörotransmiter olan GABA'nın öncüsüdür. Dönüşüm işlemi, glutamat dekarboksilaz enziminin etkisiyle gerçekleştirilir.

Hareket mekanizması

AMPA reseptörü, amino terminali, ligand bağlama alanı ve transmembran alanı PDB 3KG2'yi gösteren bir L-glutamat antagonistine bağlanır. Curtis Neveu Glutamate vücut üzerindeki etkisini dört farklı biyokimyasal reseptöre bağlanarak gösterir: AMPA reseptörleri, NMDA reseptörleri, metabotropik glutamat reseptörleri ve kainat reseptörleri. Çoğu, merkezi sinir sistemi içinde bulunur.

Aslında, glutamat reseptörlerinin büyük çoğunluğu postsinaptik hücrelerin dendritleri üzerinde bulunur; ve presinaptik hücreler tarafından intra-sinaptik boşluğa salınan moleküllere bağlanırlar. Öte yandan astrositler ve oligodendrositler gibi hücrelerde de bulunurlar.

Glutamin reseptörleri iki alt tipe ayrılabilir: iyonotropik ve metabotropik. Aşağıda her birinin nasıl çalıştığını daha ayrıntılı olarak göreceğiz.

İyonotropik reseptörler

İyonotropik reseptör.

İyonotropik glutamat reseptörlerinin birincil işlevi, glutamat bağlanmasına yanıt olarak sodyum, potasyum ve bazen de kalsiyum iyonlarının beyinden geçmesine izin verir. Bağlanma meydana geldiğinde, antagonist, reseptörün merkezi gözeneğinin, bir iyon kanalının doğrudan etkisini uyarır ve böylece bu maddelerin geçişine izin verir.

Sodyum, potasyum ve kalsiyum iyonlarının geçişi postsinaptik uyarıcı bir akıma neden olur. Bu akım depolarize ediyor; ve yeterli sayıda glutamat reseptörü aktive edilirse, postsinaptik nörondaki aksiyon potansiyeline ulaşılabilir.

Tüm glutamat reseptörleri, postsinaptik uyarıcı bir akım üretebilir. Ancak bu akımın hızı ve süresi her biri için farklıdır. Dolayısıyla her birinin sinir sistemi üzerinde farklı etkileri vardır.

Metabotropik reseptörler

Metabotropik glutamat reseptörleri, G protein reseptörlerinin C alt ailesine aittir ve memelilerde sırasıyla sekiz alt türe ayrılan üç gruba ayrılırlar.

Bu reseptörler üç farklı bölümden oluşur: hücre dışı bölge, transmembran bölge ve hücre içi bölge. Glutamat molekülleri ile bağın nerede oluştuğuna bağlı olarak, vücutta veya sinir sisteminde farklı bir etki meydana gelecektir.

Hücre dışı bölge, glutamatın bağlanmasından sorumlu olan "Venüs sinek kapanı" olarak bilinen bir modülden oluşur. Ayrıca, akım değişiminin transmembran kısmına iletilmesinde temel bir rol oynayan sistein bakımından zengin bir kısmı vardır.

Transmembran bölge yedi bölgeden oluşur ve ana işlevi hücre dışı bölgeyi, genellikle protein eşleşmesinin meydana geldiği hücre içi bölgeye bağlamaktır.

Glutamat moleküllerinin hücre dışı bölgeye bağlanması, hücre içi bölgeye ulaşan proteinlerin fosforile olmasına neden olur. Bu, hücrede çok sayıda biyokimyasal yolu ve iyon kanalını etkiler. Bu nedenle, metabotropik reseptörler çok geniş bir yelpazede fizyolojik etkilere neden olabilir.

Merkezi sinir sistemi dışındaki reseptörler

Glutamat reseptörlerinin, bu alandaki en son araştırmalara göre beş temel tattan biri olan "umami" tadını ortaya çıkaran uyaranların alınmasında anahtar rol oynadığına inanılmaktadır. Bu nedenle, bu sınıftaki reseptörlerin dilde, özellikle de tat tomurcuklarında var olduğu bilinmektedir.

İyonotropik glutamat reseptörlerinin kalp dokusunda da var olduğu bilinmektedir, ancak bu alandaki rolleri hala bilinmemektedir. "İmmünhistokimya" olarak bilinen disiplin, bu reseptörlerin bazılarını terminal sinirler, gangliyonlar, iletken lifler ve bazı kardiyomiyositlerde konumlandırmıştır.

Öte yandan pankreasın belirli bölgelerinde bu reseptörlerin az sayıda bulunması da mümkündür. Buradaki temel işlevi, insülin ve glukagon gibi maddelerin salgılanmasını düzenlemektir. Bu, glutamat antagonistleri kullanarak diyabeti düzenleme olasılığı üzerine araştırma yapmak için kapıyı açtı.

Ayrıca bugün cildin, analjezik bir etki yaratmak için uyarılabilen belirli miktarda NMDA reseptörüne sahip olduğunu biliyoruz. Kısacası, glutamatın vücutta çok çeşitli etkileri vardır ve reseptörleri vücudun her yerinde bulunur.

Özellikleri

Glutamatın memeli beyninde en bol bulunan nörotransmiter olduğunu görmüştük. Bunun temel nedeni vücudumuzda çok sayıda işlevi yerine getirmesidir. Burada size asıl olanları anlatıyoruz.

Normal beyin fonksiyonunu destekler

Glutamat, normal beyin fonksiyonlarının düzenlenmesinde en önemli nörotransmiterdir. Beyindeki ve omurilikteki hemen hemen tüm uyarıcı nöronlar glutamaterjiktir.

Glutamat hem beyne hem de vücudun her yerine sinyaller gönderir. Bu mesajlar, beynimizin işleyişinin diğer birçok yönünde ikincil bir rol oynamanın yanı sıra hafıza, öğrenme veya akıl yürütme gibi işlevlere yardımcı olur.

Örneğin, bugün düşük glutamat seviyeleri ile yeni anılar oluşturmanın imkansız olduğunu biliyoruz. Dahası, bu nörotransmiterin anormal derecede düşük bir miktarı şizofreni, epilepsi ataklarını veya depresyon ve anksiyete gibi psikiyatrik sorunları tetikleyebilir.

Farelerle yapılan çalışmalar bile, beyindeki anormal derecede düşük glutamat seviyelerinin otizm spektrum bozukluklarıyla bağlantılı olabileceğini gösteriyor.

GABA'nın öncüsüdür

Glutamat ayrıca vücudun çok önemli başka bir nörotransmiter olan gama-aminobütirik asit (GABA) oluşturmak için kullandığı temeldir. Bu madde, kas kasılmasına ek olarak öğrenmede çok önemli bir rol oynar. Ayrıca uyku veya rahatlama gibi işlevlerle de ilişkilidir.

Sindirim sisteminin işleyişini iyileştirir

Glutamat gıdalardan emilebilir, bu nörotransmiter, sindirim sistemi hücreleri için ana enerji kaynağı ve vücudun bu bölümündeki amino asitlerin sentezi için önemli bir substrattır.

Gıdalardaki glutamat, vücutta birkaç temel reaksiyona neden olur. Örneğin, vagus sinirini, sindirim sistemindeki serotonin üretimini hızlandıracak şekilde harekete geçirir. Bu, bağırsak hareketlerini teşvik etmenin yanı sıra vücut ısısını ve enerji üretimini arttırır.

Bazı araştırmalar, oral glutamat takviyesi kullanımının bu konuda problem yaşayan hastalarda sindirimi iyileştirebileceğini göstermektedir. Ayrıca bu madde mide duvarını bazı ilaçların üzerindeki zararlı etkisinden de koruyabilir.

İştah ve tokluk döngüsünü düzenler

Bu etkinin nasıl oluştuğunu tam olarak bilmesek de glutamatın iştah döngüsü ve tokluk üzerinde çok önemli düzenleyici etkisi vardır.

Böylece gıdalardaki varlığı daha acıkmamıza ve daha çok yemek istememize neden olur; ama aynı zamanda içtikten sonra daha memnun hissetmemizi sağlıyor.

Bağışıklık sistemini geliştirir

Bağışıklık sisteminin bazı hücrelerinde ayrıca glutamat reseptörleri bulunur; örneğin, T hücreleri, B hücreleri, makrofajlar ve dendritik hücreler. Bu, bu nörotransmiterin hem doğuştan gelen hem de uyarlanabilir bağışıklık sistemlerinde önemli bir rol oynadığını göstermektedir.

Bu maddeyi ilaç olarak kullanan bazı çalışmalar, kanser veya bakteriyel enfeksiyonlar gibi hastalıklar üzerinde çok faydalı bir etkiye sahip olabileceğini göstermiştir. Ek olarak, Alzheimer gibi nörodejeneratif bozukluklara karşı da bir dereceye kadar koruma sağladığı görülmektedir.

Kas ve kemik fonksiyonunu iyileştirir

Bugün glutamatın kemiklerin büyümesi ve gelişmesinde ve ayrıca sağlıklarının korunmasında temel bir rol oynadığını biliyoruz.

Bu madde, osteoklastlar gibi kemikleri bozan hücrelerin görünümünü engeller; ve insanlarda osteoporoz gibi hastalıkları tedavi etmek için kullanılabilir.

Öte yandan, glutamatın kas işlevinde temel bir rol oynadığını da biliyoruz. Örneğin egzersiz sırasında, bu nörotransmiter kas liflerine enerji sağlamaktan ve glutatyon üretmekten sorumludur.

Uzun ömürlülüğü artırabilir

Son olarak, son zamanlarda yapılan bazı araştırmalar, glutamatın hücrelerin yaşlanma süreci üzerinde çok faydalı bir etkiye sahip olabileceğini göstermektedir. Henüz insanlarda test edilmemiş olsa da hayvan deneyleri, diyetteki bu maddenin artmasının ölüm oranlarını azaltabileceğini göstermektedir.

Bu etkinin, yaşa bağlı ölümlerin önde gelen nedenlerinden biri olan hücresel yaşlanma semptomlarının başlamasını geciktiren glutamata bağlı olduğuna inanılmaktadır.

Tehlikeleri

Beyinde veya vücutta doğal glutamat seviyeleri değiştiğinde her türlü sorundan muzdarip olmak mümkündür. Bu, vücutta ihtiyacımız olandan daha az madde olsa veya seviyeler abartılı bir şekilde yükseltildiğinde gerçekleşir.

Bu nedenle, örneğin, vücuttaki glutamat seviyelerindeki değişiklikler, depresyon, anksiyete ve şizofreni gibi zihinsel bozukluklarla ilişkilendirilmiştir. Ayrıca otizm, Alzheimer ve her türlü nörodejeneratif hastalıkla da ilişkili görünüyor.

Öte yandan, fiziksel düzeyde, bu maddenin fazlalığının obezite, kanser, diyabet veya amiyotrofik lateral skleroz gibi problemlerle ilişkili olacağı görülmektedir. Kaslar ve kemikler gibi vücudun belirli bileşenlerinin sağlığı üzerinde de çok zararlı etkileri olabilir.

Tüm bu tehlikeler, bir yandan diyetteki fazla saf glutamatla (kan-beyin bariyerini geçebilecek gibi görünen monosodyum glutamat formunda) ilişkili olacaktır. Ek olarak, aynı bariyerde aşırı gözeneklilikle de ilgisi olacaktır.

Sonuç

Glutamat vücudumuz tarafından üretilen en önemli maddelerden biridir ve her türlü fonksiyon ve süreçte temel rol oynar. VE

Bu yazıda nasıl çalıştığını ve temel faydalarının neler olduğunu öğrendiniz; aynı zamanda vücudumuzda çok yüksek miktarlarda bulunduğunda sahip olduğu tehlikeler.

Referanslar

1. "Glutamat nedir? Glutamat nörotransmiterinin işlevlerinin, yollarının ve uyarılmasının incelenmesi: Neurohacker. Alındığı tarih: 26 Şubat 2019, Neurohacker'dan: neurohacker.com.
2. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi'nde "Glutamaterjik Sisteme Genel Bakış". Erişim: 26 Şubat 2019, Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi'nden: ncbi.nlm.nih.gov.
3. Wikipedia'da "Glutamat reseptörü". Alındığı tarih: 26 Şubat 2019 Wikipedia'dan: en.wikipedia.org.
4. "Glutamatın 8 Önemli Rolü + Neden Aşırı derecede Kötü": Kendi Kendine Saldırıya Uğramış. Alındığı tarih: 26 Şubat 2019, Self Hacked'dan: selfhacked.com.
5. Wikipedia'da "Glutamat (nörotransmiter)". Alındığı tarih: 26 Şubat 2019 Wikipedia'dan: en.wikipedia.org.