GLUTAMAT (NEUROTRANSMISSOR): SÍNTESI, ACCIÓ, FUNCIONS - NEUROPSICOLOGIA - 2026

El glutamat és el neurotransmissor amb funció excitadora més abundant en el sistema nerviós dels organismes vertebrats. Juga un paper fonamental en totes les funcions excitadores, el que implica que està relacionat amb més de el 90% de totes les connexions sinàptiques en el cervell humà.

Els receptors bioquímics de l'glutamat poden dividir-se en tres classes: receptors AMPA, receptors NMDA, i receptors metabotròpics de l'glutamat. Alguns experts identifiquen un quart tipus, conegut com a receptors de kainat. Es troben en totes les regions cerebrals, però són especialment abundants en algunes àrees.

Font: pixabay.com

El glutamat juga un paper fonamental en la plasticitat sinàptica. A causa d'això, està especialment relacionat amb certes funcions cognitives avançades com la memòria i l'aprenentatge. Una manera concreta de plasticitat, coneguda com a potenciació a llarg termini, ocorre en les sinapsis glutamatèrgiques en àrees com l'hipocamp o el còrtex.

A més de tot això, el glutamat també té una sèrie de beneficis per a la salut quan es consumeix a través de l'alimentació de forma moderada. No obstant això, també pot provocar alguns efectes negatius si es concentra en excés, tant a nivell cerebral com en el menjar. En aquest article t'ho expliquem tot sobre ell.

síntesi

Estructura de l'L-Glutamat

El glutamat és un dels components principals d'una gran quantitat de proteïnes. A causa d'això, és un dels aminoàcids més abundants en tot el cos humà. En circumstàncies normals, és possible obtenir suficient quantitat d'aquest neurotransmissor a través de l'alimentació, de manera que no cal sintetitzar.

No obstant això, el glutamat està considerat com un aminoàcid no essencial. Això vol dir que, en moments d'emergència, el cos pot metabolitzar a partir d'altres substàncies. Concretament, pot ser sintetitzat a partir de l'àcid alfa - Ketoglutárico, que es produeix mitjançant el cicle de l'àcid cítric a partir d'el citrat.

A nivell cerebral, el glutamat no és capaç de creuar la barrera hematoencefàlica per si mateix. No obstant això, es mou pel sistema nerviós central mitjançant un sistema de transport d'alta afinitat. Això serveix per regular la seva concentració i mantenir constant la quantitat d'aquesta substància que es troba en els fluids cerebrals.

En el sistema nerviós central, el glutamat es sintetitza a partir de la glutamina en el procés conegut com «cicle glutamat - glutaminérgico», mitjançant l'acció de l'enzim glutaminasa. Això pot ocórrer tant en les neurones presinàptiques, com en les cèl·lules glials que les envolten.

D'altra banda, el glutamat és en si un precursor d'un altre neurotransmissor de gran importància, el GABA. El procés de transformació es porta a terme mitjançant l'acció de l'enzim glutamat decarboxilasa.

Mecanisme d'acció

El receptor AMPA s'uneix a un antagonista de L-glutamat mostrant el amino terminal, el domini d'unió a lligant i el domini transmembrana, PDB 3KG2. Curtis Neveu El glutamat exerceix el seu efecte sobre l'organisme lligant-se a quatre tipus diferents de receptors bioquímics: receptors AMPA, receptors NMDA, receptors metabotròpics de el glutamat, i receptors de kainat. La majoria d'ells es troben localitzats dins el sistema nerviós central.

De fet, la gran majoria de receptors de l'glutamat estan situats a les dendrites de les cèl·lules postsinàptiques; i s'enllacen amb les molècules alliberades a l'espai intrasináptico per les cèl·lules presinápticas. D'altra banda, també són presents en cèl·lules com els astròcits i els oligodendròcits.

Els receptors glutaminérgicos poden dividir-se en dos subtipus: ionotròpics i metabotròpics. A continuació veurem com funciona cada un d'ells en més detall.

receptors ionotròpics

Receptor ionotrópico.

Els receptors ionotròpics de l'glutamat tenen la funció principal de permetre el pas d'ions de sodi, potassi i en ocasions calci en el cervell com a resposta a un enllaç de glutamat. Quan es produeix l'enllaç, l'antagonista estimula l'acció directa de l'porus central de l'receptor, un canal iònic, que permet així el pas d'aquestes substàncies.

El pas dels ions de sodi, potassi i calci provoca un corrent excitatoria postsinàptica. Aquest corrent és despolarizadora; i si s'activa el suficient nombre de receptors de l'glutamat, pot aconseguir-se el potencial d'acció en la neurona postsinàptica.

Tots els tipus de receptors de l'glutamat són capaços de produir un corrent excitatoria postsinàptica. No obstant això, la velocitat i la durada d'aquest corrent és diferent per a cada un d'ells. Així, cada un d'ells té uns efectes diferents en el sistema nerviós.

receptors metabotròpics

Els receptors metabotròpics de l'glutamat pertanyen a la subfamília C dels receptors proteics G. Es divideixen en tres grups, que al seu torn es divideixen en vuit subtipus en el cas dels mamífers.

Aquests receptors estan compostos de tres parts diferents: la regió extracel·lular, la regió transmembránica, i la regió intracel·lular. Depenent d'on es produeixi l'enllaç amb les molècules de glutamat, passarà un efecte diferent en el cos o en el sistema nerviós.

La regió extracel·lular està composta per un mòdul conegut com «atrapamosques de Venus» que s'encarrega d'enllaçar el glutamat. També té una part rica en cisteïna que juga un paper fonamental en la transmissió de l'canvi de corrent cap a la part de la transmembrana.

La regió transmembránica està formada per set àrees, i la seva principal funció és connectar la zona extracel·lular amb la intracel·lular, on generalment es produeix l'acoblament de les proteïnes.

L'enllaç de molècules de glutamat a la regió extracel·lular provoca que les proteïnes que arriben a la intracel·lular estiguin fosforilades. Això afecta un gran nombre de camins bioquímics i als canals iònics en la cèl·lula. A causa d'això, els receptors metabotròpics poden provocar un rang molt ampli d'efectes fisiològics.

Receptors fora de el sistema nerviós central

Es creu que els receptors de l'glutamat juguen un paper fonamental en la recepció dels estímuls que provoquen el gust «umami», un dels cinc sabors bàsics d'acord a les últimes investigacions en aquesta àrea. A causa d'això, se sap que hi ha receptors d'aquesta classe en la llengua, concretament a les papil·les gustatives.

També se sap que hi ha receptors ionotròpics de l'glutamat en el teixit cardíac, tot i que encara es desconeix quina és la seva funció en aquesta àrea. La disciplina coneguda com «inmunihistoquímica» ha localitzat alguns d'aquests receptors en nervis terminals, ganglis, fibres conductors, i alguns miocardiòcits.

D'altra banda, també és possible trobar un petit nombre d'aquests receptors en certes regions de l'pàncrees. La seva principal funció aquí és regular la secreció de substàncies com insulina i glucagó. Això ha obert la porta a investigacions sobre la possibilitat de regular la diabetis utilitzant antagonistes el glutamat.

També sabem avui en dia que la pell té una certa quantitat de receptors NMDA, que poden ser estimulats per produir un efecte analgèsic. En definitiva, el glutamat té efectes molt variats en tot el cos, i els seus receptors es troben situats per tot l'organisme.

funcions

Ja hem vist que el glutamat és el neurotransmissor més abundant en el cervell dels mamífers. Això es deu, principalment, al fet que compleix una gran quantitat de funcions en el nostre organisme. A continuació t'expliquem quins són les principals.

Ajuda a la funció cerebral normal

El glutamat és el neurotransmissor de major importància a l'hora de regular les funcions cerebrals normals. Pràcticament totes les neurones excitatòries en el cervell i la medul·la espinal són glutamatèrgiques.

El glutamat envia senyals tant a el cervell com a través de tot el cos. Aquests missatges ajuden amb funcions com la memòria, l'aprenentatge, o el raonament, a més de jugar un paper secundari en molts altres aspectes de l'funcionament del nostre cervell.

Per exemple, avui dia sabem que amb nivells baixos de glutamat és impossible formar records nous. A més, una quantitat anormalment baixa d'aquest neurotransmissor pot desencadenar atacs d'esquizofrènia, epilèpsia, o problemes psiquiàtrics com depressió i ansietat.

Fins i tot, estudis amb ratolins mostren que nivells anormalment baixos de glutamat al cervell poden estar relacionats amb els trastorns de l'espectre autista.

És un precursor de l'GABA

El glutamat és també la base que utilitza el cos per formar un altre neurotransmissor de gran importància, l'àcid gamma - aminobutíric (GABA). Aquesta substància té un paper molt important en l'aprenentatge, a més d'en la contracció muscular. També està associat amb funcions com la son o la relaxació.

Millora el funcionament de el sistema digestiu

El glutamat pot ser absorbit a partir del menjar, d'aquesta manera neurotransmissor la principal font d'energia de les cèl·lules de el sistema digestiu, a més d'un important substrat per a la síntesi d'aminoàcids en aquesta part de el cos.

El glutamat present al dinar provoca diverses reaccions fonamentals en tot el cos. Per exemple, activa el nervi vague, de manera que es fomenta la producció de serotonina en el sistema digestiu. Això fomenta els moviments intestinals, a més d'augmentar la temperatura corporal i la producció d'energia.

Alguns estudis mostren que l'ús de suplements orals de glutamat poden millorar la digestió en pacients amb problemes en aquest sentit. A més, aquesta substància també pot protegir la paret estomacal de l'efecte nociu de certs medicaments sobre ella.

Regula el cicle de gana i sacietat

Encara que no sabem exactament com es produeix aquest efecte, el glutamat té un efecte regulador molt important sobre el circuit de la gana i la sacietat.

Així, la seva presència en el menjar fa que sentim més fam i vulguem ingerir més; però també provoca que ens sentim més satisfets després de prendre-la.

Millora el sistema immune

Algunes de les cèl·lules de el sistema immune tenen també receptors de l'glutamat; per exemple, les cèl·lules T, les B, els macròfags, i les cèl·lules dendrítiques. Això apunta que aquest neurotransmissor juga un paper important tant en el sistema immune innat com en el adaptatiu.

Alguns estudis utilitzant aquesta substància com a medicament han mostrat que pot tenir un efecte molt beneficiós en malalties com el càncer o les infeccions bacterianes. A més, sembla que també protegeix en certa mesura de trastorns neurodegeneratius, com ara l'Alzheimer.

Millora la funció dels músculs i els ossos

Avui dia sabem que el glutamat juga un paper fonamental en el creixement i desenvolupament dels ossos, així com en el manteniment de la seva salut.

Aquesta substància evita l'aparició de cèl·lules que deterioren els ossos, com els osteoclasts; i podria utilitzar-se per tractar malalties com l'osteoporosi en humans.

D'altra banda, també sabem que el glutamat té un paper fonamental en la funció muscular. Durant l'exercici, per exemple, aquest neurotransmissor s'encarrega de proporcionar energia a les fibres musculars i de produir glutatió.

Pot incrementar la longevitat

Finalment, alguns estudis recents apunten que el glutamat pot tenir un efecte molt beneficiós sobre el procés d'envelliment de les cèl·lules. Tot i que encara no s'ha provat amb humans, experiments amb animals mostren que un augment d'aquesta substància en la dieta pot reduir les taxes de mortalitat.

Es creu que aquest efecte es deu al fet que el glutamat retardaria l'aparició dels símptomes de l'envelliment cel·lular, que és una de les causes principals de la mort relacionada amb l'edat.

perills

Quan els nivells naturals de glutamat es troben alterats en el cervell o en l'organisme, és possible patir tota mena de problemes. Això passa tant si hi ha menys quantitat de substància en l'organisme de la que necessitem, com si els nivells s'eleven de manera exagerada.

Així, per exemple, l'alteració en els nivells de glutamat en l'organisme s'ha associat amb trastorns mentals com la depressió, l'ansietat i l'esquizofrènia. A més, també sembla tenir relació amb l'autisme, l'Alzheimer i tot tipus de malalties neurodegeneratives.

D'altra banda, a nivell físic sembla que un excés d'aquesta substància estaria associat amb problemes com obesitat, càncer, diabetis, o esclerosi lateral amiotròfica. També podria tenir efectes molt perjudicials sobre la salut de certs components de el cos, com els músculs i els ossos.

Tots aquests perills estarien relacionats, d'una banda, per l'excés de glutamat pur en l'alimentació (en forma de glutamat monosòdic, que sembla que és capaç de travessar la barrera hematoencefàlica). A més, també tindrien a veure amb un excés de porositat en aquesta mateixa barrera.

conclusió

El glutamat és una de les substàncies més importants produïdes pel nostre organisme, i juga un paper fonamental en tot tipus de funcions i processos. I

n aquest article has après com funciona i quins són els seus beneficis principals; però també els perills que té quan es troba en quantitats massa elevades en el nostre cos.

referències

1. "What is glutamate? An examination of the functions, pathways and excitation of the glutamate neurotransmitter "a: Neurohacker. Recuperat a: 26 febrer 2019 de Neurohacker: neurohacker.com.
2. "Overview of the Glutamatergic System" a: National Center for Biotechnology Information. Recuperat a: 26 febrer 2019 de National Center for Biotechnology Information: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Glutamate receptor" a: Wikipedia. Recuperat a: 26 febrer 2019 de Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. "8 Important Rols of Glutamate + Why It 's Bad in Excess" a: Self Hacker. Recuperat a: 26 febrer 2019 de Self Hacker: selfhacked.com.
5. "Glutamate (neurotransmitter)" a: Wikipedia. Recuperat a: 26 febrer 2019 de Wikipedia: en.wikipedia.org.