גלוטמט (נוירוטרנסמיטר): סינתזה, פעולה, פונקציות - נוירופסיכולוגיה - 2025

גלוטמט הוא הנוירוטרנסמיטר מעורר בשכיחותו תפקוד מערכת העצבים באורגניזמים חוליות. זה ממלא תפקיד מהותי בכל התפקודים המעוררים, שמשמעותו שהיא קשורה ליותר מ 90% מכל הקשרים הסינפטיים במוח האנושי.

ניתן לחלק את קולטני הגלוטמט הביוכימיים לשלושה כיתות: קולטני AMPA, קולטני NMDA וקולטני גלוטמט מטאבוטרופיים. חלק מהמומחים מזהים סוג רביעי, המכונה קולטני קינאט. הם נמצאים בכל אזורי המוח, אך נפוצים במיוחד באזורים מסוימים.

מקור: pixabay.com

הגלוטמט ממלא תפקיד מהותי בפלסטיות הסינפטית. בגלל זה, זה קשור במיוחד לתפקודים קוגניטיביים מתקדמים מסוימים כמו זיכרון ולמידה. צורה ספציפית של פלסטיות, המכונה עוצמה לטווח הארוך, מתרחשת בסינפסות גלוטמטריות באזורים כמו ההיפוקמפוס או קליפת המוח.

בנוסף לכל אלה, לגלוטמט יש גם מספר יתרונות בריאותיים כאשר הם נצרכים באמצעות דיאטה במתינות. עם זאת, זה יכול לגרום גם לתופעות שליליות אם תתרכזו יותר מדי, הן ברמת המוח והן באוכל. במאמר זה נספר לכם עליו הכל.

סִינתֶזָה

מבנה ה- L-Glutamate

גלוטמט הוא אחד המרכיבים העיקריים של מספר רב של חלבונים. בגלל זה, היא אחת מחומצות האמינו השופעות ביותר בגוף האדם. בנסיבות רגילות, ניתן להשיג מספיק מהמעביר העצבי הזה באמצעות דיאטה, כך שאין צורך לסנתז אותו.

עם זאת, גלוטמט נחשב לחומצה אמינית לא חיונית. משמעות הדבר היא כי בשעת חירום, הגוף יכול לחילוף חומרים מחומרים אחרים. באופן ספציפי, ניתן לסנתז אותו מחומצה אלפא-קטוגלוטאר, המיוצרת על ידי מחזור חומצות לימון מציטראט.

ברמת המוח, גלוטמט אינו מסוגל לחצות את מחסום הדם-מוח בפני עצמו. עם זאת, הוא עובר דרך מערכת העצבים המרכזית באמצעות מערכת הובלה בעלת זיקה גבוהה. זה משמש לוויסות ריכוזו ולשמירה על כמות חומר זה הנמצא בנוזלי מוח.

במערכת העצבים המרכזית מסונתז גלוטמט מגלוטמין בתהליך המכונה "מחזור הגלוטמט-גלוטמינרגי", דרך פעולת האנזים גלוטמינז. זה יכול להתרחש הן בנוירונים פרה-סינפטיים והן בתאי הגליה המקיפים אותם.

מצד שני, גלוטמט הוא כשלעצמו מבשר לנוירוטרנסמיטר אחר חשוב מאוד, GABA. תהליך הטרנספורמציה מתבצע על ידי פעולת האנזים גלוטמט דקרבוקסילאז.

מנגנון פעולה

הקולט AMPA נקשר לאנטגוניסט L-glutamate המציג את תחום האמינו, התחום המחייב ליגנד ותחום הטרנסממברנה, PDB 3KG2. Curtis Neveu Glutamate מפעיל את השפעתו על הגוף על ידי כריכה לארבעה סוגים שונים של קולטנים ביוכימיים: קולטני AMPA, קולטני NMDA, קולטני גלוטמט מטבוטרופיים וקולטני קינאט. רובם ממוקמים בתוך מערכת העצבים המרכזית.

למעשה, הרוב המכריע של קולטני הגלוטמט נמצאים על הדנדריטים של תאים פוסט-סינפטיים; והם נקשרים למולקולות המשתחררות לחלל התוך-סינפטי על ידי תאים פרה-סינפטיים. מצד שני, הם נמצאים גם בתאים כמו אסטרוציטים ואוליגנדנדרוציטים.

ניתן לחלק את קולטני הגלוטמין לשני תת-סוגים: יונוטרופיים ומטבוטרופיים. להלן נראה כיצד כל אחד מהם עובד ביתר פירוט.

קולטנים יונוטרופיים

קולטן יונוטרופי.

לקולטני הגלוטמט היונוטרופיים יש את התפקיד העיקרי לאפשר יוני יוני נתרן, אשלגן, ולעיתים לעבור סידן במוח בתגובה לכריכת הגלוטמט. כאשר מתרחשת קשירה, האנטגוניסט ממריץ את הפעולה הישירה של הנקבובית המרכזית של הקולט, תעלת יון, ובכך מאפשר מעבר של חומרים אלה.

מעבר יוני נתרן, אשלגן וסידן גורם לזרם מעורר פוסט-סינפטי. זרם זה מקפיץ; ואם מופעל מספר מספיק של קולטני גלוטמט, ניתן להגיע לפוטנציאל הפעולה בנוירון הפוסט-סינפטי.

כל סוגי הקולטנים לגלוטמט מסוגלים לייצר זרם מעורר פוסט-סינפטי. עם זאת, המהירות והמשך של זרם זה שונים לכל אחד מהם. כך, לכל אחד מהם השפעות שונות על מערכת העצבים.

קולטנים מטבוטרופיים

קולטני גלוטמט מטבוטרופיים שייכים לתת-משפחתית C של קולטני חלבון G. הם מחולקים לשלוש קבוצות, שבתורן מחולקות לשמונה תת-סוגים במקרה של יונקים.

קולטנים אלה מורכבים משלושה חלקים מובחנים: האזור החוץ תאי, האזור הטרנסממברני והאזור התוך תאי. תלוי במקום בו מתרחש הקשר עם מולקולות הגלוטמט, השפעה שונה תתרחש בגוף או במערכת העצבים.

האזור החוץ תאי מורכב ממודול המכונה "Venus flytrap" האחראי על קשירת הגלוטמט. יש לו גם חלק עשיר בציסטאין שממלא תפקיד מהותי בהעברת שינוי הזרם לעבר החלק של הטרנסממברנה.

אזור הטרנסממברנה מורכב משבעה אזורים, ותפקידו העיקרי הוא לחבר את האזור החוץ תאי לאזור התוך תאי, שם בדרך כלל מתרחש צימוד חלבון.

קשירת מולקולות הגלוטמט באזור החוץ תאי גורמת לזרחן של החלבונים המגיעים לאזור התאי. זה משפיע על מספר גדול של נתיבים ביוכימיים ותעלות יונים בתא. בגלל זה, קולטנים מטבוטרופיים יכולים לגרום למגוון רחב מאוד של השפעות פיזיולוגיות.

קולטנים מחוץ למערכת העצבים המרכזית

על פי ההערכה, כי קולטני הגלוטמט ממלאים תפקיד מפתח בקבלת גירויים שמעוררים את הטעם "אוממי", אחד מחמשת הטעמים הבסיסיים על פי המחקר האחרון בתחום. בגלל זה, ידוע כי קולטנים מהשיעור הזה קיימים על הלשון, במיוחד על בלוטות הטעם.

ידוע גם שקולטני גלוטמט יונוטרופיים קיימים ברקמת לב, אם כי תפקידם באזור זה עדיין לא ידוע. התחום הידוע בכינוי "אימוניסטי-כימיה" איתר כמה מקולטנים אלו בעצבים סופניים, בגנגליה, בסיבים מוליכים ובכמה קרדיומיוציטים.

מצד שני, ניתן למצוא גם מספר קטן של קולטנים אלה באזורים מסוימים בלבלב. תפקידו העיקרי כאן הוא לווסת את הפרשתם של חומרים כמו אינסולין וגלוקגון. זה פתח את הדלת למחקר על אפשרות לוויסות סוכרת באמצעות אנטגוניסטים גלוטמט.

אנו גם יודעים כיום כי בעור יש כמות מסוימת של קולטני NMDA, אותם ניתן לעורר לייצר השפעה משכך כאבים. בקיצור, לגלוטמט השפעות מגוונות מאוד בכל הגוף, וקולטניו ממוקמים בכל הגוף.

מאפיינים

כבר ראינו שגלוטמט הוא המעביר העצבי השופע ביותר במוח היונקים. זה נובע בעיקר מהעובדה שהוא ממלא מספר רב של פונקציות בגופנו. כאן אנו אומרים לכם מהם העיקריים.

תומך בתפקוד מוח תקין

גלוטמט הוא המעביר העצבי החשוב ביותר בוויסות תפקודי מוח תקינים. כמעט כל תאי העצב המעוררים במוח ובחוט השדרה הם גלוטמטריים.

הגלוטמט שולח אותות גם למוח וגם בכל הגוף. הודעות אלה מסייעות בפונקציות כמו זיכרון, למידה או הנמקה, בנוסף למלא תפקיד משני בהיבטים רבים אחרים של תפקוד המוח שלנו.

לדוגמא, כיום אנו יודעים שברמות גלוטמט נמוכות אי אפשר ליצור זיכרונות חדשים. יתרה מזאת, כמות נמוכה באופן חריג מהמעבר העצבי הזה יכולה לעורר התקפות של סכיזופרניה, אפילפסיה או בעיות פסיכיאטריות כמו דיכאון וחרדה.

אפילו מחקרים עם עכברים מראים כי ניתן לקשור רמות נמוכות באופן חריג של גלוטמט במוח להפרעות בספקטרום האוטיזם.

זהו מבשר ל GABA

גלוטמט הוא גם הבסיס בו משתמש הגוף בכדי ליצור נוירוטרנסמיטר נוסף מאוד, חומצה גמא-אמינו-בוטירית (GABA). חומר זה ממלא תפקיד חשוב מאוד בלמידה, בנוסף להתכווצות שרירים. זה קשור גם לתפקודים כמו שינה או הרפיה.

משפר את תפקוד מערכת העיכול

ניתן להיספג גלוטמט מהמזון, היות שהוא מעביר עצבים זה מקור האנרגיה העיקרי לתאי מערכת העיכול, כמו גם מצע חשוב לסינתזה של חומצות אמינו בחלק זה של הגוף.

הגלוטמט במזון גורם למספר תגובות מהותיות בכל הגוף. לדוגמא, הוא מפעיל את עצב הווגוס, באופן שמקודם ייצור סרוטונין במערכת העיכול. זה מעודד תנועות מעיים, כמו גם העלאת טמפרטורת הגוף וייצור האנרגיה.

כמה מחקרים מראים כי השימוש בתוספי גלוטמט דרך הפה יכול לשפר את העיכול בקרב חולים הסובלים מבעיות בנושא זה. בנוסף, חומר זה יכול גם להגן על דופן הקיבה מההשפעה המזיקה של תרופות מסוימות עליו.

מסדיר את מעגל התיאבון והשובע

למרות שאיננו יודעים בדיוק כיצד מתרחשת השפעה זו, יש לגלוטמט השפעה רגולטורית חשובה מאוד על מעגל התיאבון והשובע.

כך, נוכחותו באוכל גורמת לנו לחוש רעבים יותר ורוצים לאכול יותר; אבל זה גם גורם לנו להרגיש יותר מרוצים אחרי שנטלנו אותו.

משפר את מערכת החיסון

בחלק מתאי מערכת החיסון יש גם קולטני גלוטמט; לדוגמא, תאי T, תאי B, מקרופאגים ותאים דנדריטים. זה מרמז כי המוליך העצבי הזה ממלא תפקיד חשוב הן במערכת החיסון המולדת והן בהסתגלות.

כמה מחקרים המשתמשים בחומר זה כתרופה הראו שהוא יכול להשפיע לטובה מאוד על מחלות כמו סרטן או זיהומים חיידקיים. בנוסף נראה שהוא גם מגן במידה מסוימת מפני הפרעות עצביות, כמו אלצהיימר.

משפר את תפקוד השרירים והעצמות

כיום אנו יודעים כי הגלוטמט ממלא תפקיד מהותי בצמיחתם והתפתחות העצמות, כמו גם בשמירה על בריאותם.

חומר זה מונע את הופעתם של תאים המדרדרים עצמות, כגון אוסטאוקלסטים; וזה יכול לשמש לטיפול במחלות כמו אוסטאופורוזיס אצל בני אדם.

מצד שני, אנו גם יודעים שגלוטמט ממלא תפקיד מהותי בתפקוד השרירים. במהלך האימון, למשל, נוירוטרנסמיטר זה אחראי לספק אנרגיה לסיבי שריר ולהפקת גלוטתיון.

עשוי להגדיל את אורך החיים

לבסוף, כמה מחקרים אחרונים מראים כי לגלוטמט יכולה להיות השפעה מועילה מאוד על תהליך ההזדקנות של התאים. למרות שעדיין לא נבדק בבני אדם, ניסויים בבעלי חיים מראים כי עלייה בחומר זה בתזונה יכולה להפחית את שיעורי התמותה.

אומרים כי השפעה זו נובעת מגילוטמט המעכב את הופעת הסימפטומים של הזדקנות הסלולר, שהוא אחד הגורמים המובילים לתמותה הקשורה לגיל.

סכנות

כאשר הרמות הטבעיות של הגלוטמט משתנות במוח או בגוף, ניתן לסבול מכל מיני בעיות. זה מתרחש בין אם יש פחות חומר בגוף ממה שאנחנו צריכים, או אם הרמות מוגברות בצורה מוגזמת.

כך, למשל, שינויים ברמות הגלוטמט בגוף נקשרו להפרעות נפשיות כמו דיכאון, חרדה וסכיזופרניה. בנוסף, נראה שזה קשור גם לאוטיזם, אלצהיימר וכל מיני מחלות עצביות.

מצד שני, ברמה הפיזית נראה כי עודף של חומר זה היה קשור לבעיות כמו השמנת יתר, סרטן, סוכרת או טרשת עורקים אמיוטרופית. זה יכול גם להשפיע מאוד על בריאותם של רכיבים מסוימים בגוף, כמו שרירים ועצמות.

כל הסכנות הללו יהיו קשורות, מצד אחד, לעודף הגלוטמט הטהור בתזונה (בצורה של מונוסודיום גלוטמט, שנראה כי הוא מסוגל לחצות את מחסום הדם-מוח). בנוסף, הם יהיו קשורים לעודף נקבוביות באותו מחסום.

סיכום

הגלוטמט הוא אחד החומרים החשובים ביותר המיוצרים על ידי גופנו, והוא ממלא תפקיד מהותי בכל מיני פונקציות ותהליכים. ו

n במאמר זה למדת כיצד הוא עובד ומה היתרונות העיקריים שלו; אך גם הסכנות שיש לו כאשר הוא נמצא בכמויות גבוהות מדי בגופנו.

הפניות

1. "מה זה גלוטמט? בחינת התפקודים, המסלולים והעירור של המוליך העצבי גלוטמט "ב: Neurohacker. הוחזר בתאריך: 26 בפברואר, 2019 מ- Neurohacker: neurohacker.com.
2. "סקירה כללית של המערכת הגלוטמטרית" ב: המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. הוחזר בתאריך: 26 בפברואר, 2019 מהמרכז הארצי למידע על ביוטכנולוגיה: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "קולטן גלוטמט" ב: ויקיפדיה. הוחזר בתאריך: 26 בפברואר, 2019 מוויקיפדיה: en.wikipedia.org.
4. "8 תפקידים חשובים של גלוטמט + מדוע זה רע בעודף" ב: עצמי פרוץ. הוחלף בתאריך: 26 בפברואר, 2019 מ- Self Hacked: selfhacked.com.
5. "גלוטמט (נוירוטרנסמיטר)" ב: ויקיפדיה. הוחזר בתאריך: 26 בפברואר, 2019 מוויקיפדיה: en.wikipedia.org.