GLUTAMAAT (NEUROTRANSMITTER): SYNTHESE, ACTIE, FUNCTIES - NEUROPSYCHOLOGIE - 2026

De glutamaat is het meest voorkomende excitatoire neurotransmitter in het zenuwstelsel functie in gewervelde organismen. Het speelt een fundamentele rol in alle prikkelende functies, wat inhoudt dat het gerelateerd is aan meer dan 90% van alle synaptische verbindingen in het menselijk brein.

Biochemische glutamaatreceptoren kunnen worden onderverdeeld in drie klassen: AMPA-receptoren, NMDA-receptoren en metabotrope glutamaatreceptoren. Sommige experts identificeren een vierde type, bekend als kaïnaatreceptoren. Ze worden in alle hersenregio's aangetroffen, maar zijn vooral in sommige gebieden overvloedig aanwezig.

Bron: pixabay.com

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

Naast dit alles heeft glutamaat ook een aantal gezondheidsvoordelen als het met mate via de voeding wordt geconsumeerd. Het kan echter ook enkele negatieve effecten veroorzaken als u zich te veel concentreert, zowel op hersenniveau als in voedsel. In dit artikel vertellen we je alles over hem.

Synthese

Structuur van L-glutamaat

Glutamaat is een van de belangrijkste componenten van een groot aantal eiwitten. Hierdoor is het een van de meest voorkomende aminozuren in het hele menselijk lichaam. Onder normale omstandigheden is het mogelijk om via de voeding voldoende van deze neurotransmitter binnen te krijgen, zodat synthese niet nodig is.

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

Op hersenniveau kan glutamaat niet zelf de bloed-hersenbarrière passeren. Het beweegt echter door het centrale zenuwstelsel met behulp van een transportsysteem met hoge affiniteit. Dit dient om de concentratie ervan te reguleren en de hoeveelheid van deze stof in hersenvloeistoffen constant te houden.

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

Aan de andere kant is glutamaat zelf een voorloper van een andere zeer belangrijke neurotransmitter, GABA. Het transformatieproces wordt uitgevoerd door de werking van het glutamaatdecarboxylase-enzym.

Werkingsmechanisme

De AMPA-receptor bindt aan een L-glutamaatantagonist en toont het aminoterminal, ligandbindende domein en transmembraandomein, PDB 3KG2. Curtis Neveu Glutamaat oefent zijn effect uit op het lichaam door te binden aan vier verschillende soorten biochemische receptoren: AMPA-receptoren, NMDA-receptoren, metabotrope glutamaatreceptoren en kaïnaatreceptoren. De meeste bevinden zich in het centrale zenuwstelsel.

In feite bevindt de overgrote meerderheid van glutamaatreceptoren zich op de dendrieten van postsynaptische cellen; en ze binden aan moleculen die door presynaptische cellen in de intra-synaptische ruimte worden afgegeven. Aan de andere kant zijn ze ook aanwezig in cellen zoals astrocyten en oligodendrocyten.

Glutaminereceptoren kunnen worden onderverdeeld in twee subtypen: ionotroop en metabotroop. Hieronder zullen we in meer detail zien hoe elk van hen werkt.

Ionotrope receptoren

Ionotrope receptor.

De ionotrope glutamaatreceptoren hebben de primaire functie om natrium-, kalium- en soms calciumionen door de hersenen te laten passeren als reactie op glutamaatbinding. Wanneer binding plaatsvindt, stimuleert de antagonist de directe werking van de centrale porie van de receptor, een ionenkanaal, waardoor de doorgang van deze stoffen mogelijk wordt.

De passage van natrium-, kalium- en calciumionen veroorzaakt een postsynaptische prikkelende stroom. Deze stroom depolariseert; en als een voldoende aantal glutamaatreceptoren wordt geactiveerd, kan de actiepotentiaal in het postsynaptische neuron worden bereikt.

Alle soorten glutamaatreceptoren zijn in staat een postsynaptische prikkelende stroom te produceren. De snelheid en duur van deze stroom is echter voor elk van hen verschillend. Elk van hen heeft dus verschillende effecten op het zenuwstelsel.

Metabotrope receptoren

Metabotrope glutamaatreceptoren behoren tot de C-subfamilie van G-eiwitreceptoren en zijn onderverdeeld in drie groepen, die op hun beurt weer onderverdeeld zijn in acht subtypen in het geval van zoogdieren.

Deze receptoren bestaan ​​uit drie verschillende delen: het extracellulaire gebied, het transmembraangebied en het intracellulaire gebied. Afhankelijk van waar de binding met de glutamaatmoleculen plaatsvindt, treedt er een ander effect op in het lichaam of in het zenuwstelsel.

Het extracellulaire gebied bestaat uit een module die bekend staat als de "Venusvliegenvanger" die verantwoordelijk is voor het binden van glutamaat. Het heeft ook een deel dat rijk is aan cysteïne dat een fundamentele rol speelt bij het overbrengen van de stroomverandering naar het deel van het transmembraan.

Het transmembraangebied bestaat uit zeven gebieden en de belangrijkste functie is om de extracellulaire zone te verbinden met de intracellulaire zone, waar eiwitkoppeling in het algemeen plaatsvindt.

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

Receptoren buiten het centrale zenuwstelsel

Aangenomen wordt dat glutamaatreceptoren een sleutelrol spelen bij het ontvangen van prikkels die de "umami" -smaak opwekken, een van de vijf basissmaken volgens het laatste onderzoek op dit gebied. Hierdoor is bekend dat receptoren van deze klasse op de tong voorkomen, met name op de smaakpapillen.

Van ionotrope glutamaatreceptoren is ook bekend dat ze voorkomen in hartweefsel, hoewel hun rol op dit gebied nog onbekend is. De discipline die bekend staat als "immunhistochemie" heeft enkele van deze receptoren gelokaliseerd in terminale zenuwen, ganglia, geleidende vezels en enkele hartspiercellen.

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

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

Kenmerken

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 in ons lichaam vervult. Hier vertellen we u welke de belangrijkste zijn.

Ondersteunt een normale hersenfunctie

Glutamaat is de belangrijkste neurotransmitter bij het reguleren van normale hersenfuncties. Vrijwel alle prikkelende neuronen in de hersenen en het ruggenmerg zijn glutamaterge.

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

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

Zelfs studies met muizen tonen aan dat abnormaal lage niveaus van glutamaat in de hersenen in verband kunnen worden gebracht met autismespectrumstoornissen.

Het is een voorloper van GABA

Glutamaat is ook de basis die het lichaam gebruikt om een ​​andere zeer belangrijke neurotransmitter 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 uit de voeding worden opgenomen, aangezien deze neurotransmitter de belangrijkste energiebron is voor de cellen van het spijsverteringsstelsel, evenals een belangrijk substraat voor de synthese van aminozuren in dit deel van het lichaam.

Het glutamaat in voedsel veroorzaakt verschillende fundamentele reacties door het hele lichaam. Het activeert bijvoorbeeld de nervus vagus, zodanig dat de aanmaak van serotonine in het spijsverteringsstelsel wordt bevorderd. Dit stimuleert de stoelgang en verhoogt de lichaamstemperatuur en de energieproductie.

Sommige onderzoeken tonen aan dat het gebruik van orale glutamaatsupplementen de spijsvertering kan verbeteren bij patiënten met problemen in dit opzicht. Daarnaast kan deze stof ook de maagwand beschermen tegen de schadelijke werking van bepaalde medicijnen erop.

Reguleert de cyclus van eetlust en verzadiging

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

Door zijn aanwezigheid in voedsel krijgen we dus meer honger en willen we meer eten; maar het zorgt er ook voor dat we ons meer tevreden voelen nadat we het hebben ingenomen.

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 onderzoeken waarbij deze stof als medicijn werd gebruikt, hebben aangetoond dat het een zeer gunstig effect kan hebben op ziekten zoals kanker of bacteriële infecties. Bovendien lijkt het tot op zekere hoogte ook bescherming te bieden tegen neurodegeneratieve aandoeningen, zoals de ziekte van Alzheimer.

Verbetert de spier- en botfunctie

Tegenwoordig weten we dat glutamaat een fundamentele rol speelt bij de groei en ontwikkeling van botten, evenals bij het handhaven van hun gezondheid.

Deze stof voorkomt het verschijnen van cellen die botten aantasten, zoals osteoclasten; en het 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 bij de spierfunctie. Tijdens het sporten is deze neurotransmitter bijvoorbeeld 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 het nog niet is getest op mensen, laten dierexperimenten zien dat een toename van deze stof in de voeding de sterftecijfers kan verlagen.

Aangenomen wordt dat dit effect het gevolg is van het feit dat glutamaat het begin van symptomen van cellulaire veroudering vertraagt, wat een van de belangrijkste oorzaken is van leeftijdsgerelateerde sterfte.

Gevaren

Wanneer de natuurlijke niveaus van glutamaat in de hersenen of het lichaam worden veranderd, is het mogelijk om allerlei problemen op te lopen. Dit gebeurt of er minder stof in het lichaam zit dan we nodig hebben, of als de niveaus overdreven worden verhoogd.

Zo zijn bijvoorbeeld veranderingen in glutamaatspiegels in het lichaam in verband gebracht met psychische stoornissen zoals depressie, angst en schizofrenie. Bovendien lijkt het ook verband te houden met autisme, de ziekte van Alzheimer en allerlei neurodegeneratieve ziekten.

Aan de andere kant lijkt het erop dat een overmaat van deze stof op fysiek niveau in verband zou worden gebracht met problemen als obesitas, kanker, diabetes of amyotrofische laterale sclerose. Het kan ook zeer schadelijke effecten hebben op de gezondheid van bepaalde onderdelen van het lichaam, 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 het ook moeten doen met een overmaat aan poreusheid in dezelfde barrière.

gevolgtrekking

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

In 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 naar de functies, routes en excitatie van de glutamaatneurotransmitter ”in: Neurohacker. Opgehaald op: 26 februari 2019 van Neurohacker: neurohacker.com.
2. "Overzicht van het glutamaterge systeem" in: National Center for Biotechnology Information. Opgehaald op: 26 februari 2019 van het National Center for Biotechnology Information: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Glutamaatreceptor" in: Wikipedia. Opgehaald op: 26 februari 2019 van Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. "8 belangrijke rollen van glutamaat + waarom het slecht is in overmaat" in: Self Hacked. Opgehaald op: 26 februari 2019 van Self Hacked: selfhacked.com.
5. "Glutamaat (neurotransmitter)" in: Wikipedia. Opgehaald op: 26 februari 2019 van Wikipedia: en.wikipedia.org.