BIOLÓGIA ÉS MENTÁLIS EGÉSZSÉG
Multidiszciplináris értekezés: Agyaktivitás, Magasabb mentális folyamatok. Viselkedés
N3 - Plasztikus és funkcionális részvétel
1.4.1.1. Glutaminos és aszparaginsav
A glutaminsav és az aszparaginsav (lásd a 7. utat) a központi idegrendszerben széles és intenzív eloszlású gerjesztő neurotranszmitterek, közvetítik az agy gerjesztő szinaptikus transzmisszióinak nagy részét, olyan változatos folyamatokban vesznek részt, mint az epilepszia, az ischaemiás agyi elváltozások és a tanulás, befolyásolva a normális szinaptikus kapcsolatok kialakulását az agyban. A cortico-thalamus és a cortico-csíkozott összefüggések, valamint a limbikus kapcsolatok (hippocampus, septum, amygdala és mammilláris magok) rendkívül bőségesek. Hatása annyira nyilvánvaló, hogy előfordulhat, hogy a nagy neurológiai degenerációk, mint például az Alzheimer-kór, hiperaktivitásuknak köszönhetők.
Nem indokolatlan azt gondolni, hogy ez megtörténhet, ha a kainsav működését vesszük referenciaként. A kainsav elpusztítja a glutaminerg idegsejteket, amelyek a Na + túlzott bejutása, valamint a neuronokban kiváltott óriási fiziológiai igény miatt a posztszinaptikus neuron visszafordíthatatlan kimerülését eredményezik. Vagyis a kainsav által előidézett fiziológiai erőfeszítés, annak ellenére, hogy a glutaminsav kain receptoraira specifikus, végzetes következményekkel jár, ha az összes funkcionális lehetőséget átégeti a neuronhoz, amely hozzáfér.
A glutamát és szerkezeti rokonságai a glutamát receptorokra gyakorolt erős gerjesztő hatásuk mellett erős neurotoxinok. Azt, hogy a glutamát és más aminosavak neurotoxinként működnek, először az 1970-es években fedezték fel, ahol ezeket a szereket szájon át adták éretlen állatoknak. Akut neurodegenerációt figyeltek meg azokon a területeken, amelyeket rosszul védett a vér-agy gát, különösen a hipotalamusz íves magja. A neurodegeneratív mechanizmusok divergensek, és ez magában foglalja az ionotrop glutamát receptorok minden osztályának aktiválódását. Szoros összefüggés van a neurotoxikus hatás és a glutamát receptor affinitása között számos agonista iránt. Vagyis minél jobban képes egy vegyület depolarizálni az idegsejteket, annál nagyobb a valószínűsége annak, hogy ez a szer neuronális toxicitást okoz.
Biokémiai szinten állandó kölcsönös átalakulást mutatnak be, amely a szabályozási mechanizmusoknak megfelelően végtermékként meghatározza a glutamint vagy az aszparagint, és az aszpartát-amino-transzferáz enzimrendszer részvétele elengedhetetlen. Ez a komplex reakció az a-ketoglutársavat és az oxaloecetsavat foglalja magában a köztes anyagcsere szubsztrátjaként, a végtermék az almasav képződése.
Olyan módon, hogy a neurotranszmitterként felszabaduló glutamátot felszívja a gliasejt, amelybe ATP-ráfordítással nitrogén beépül, és a glutamin-szintetáz közreműködésével glutamin képződik, amelyet a gliasejt felszabadítva a az idegsejt egyszerűen a membránon keresztüli diffúzióval, a glutamin pedig a glutamináz hatására nagyon könnyen előáll és felszabadul. Az idegsejt-glia transzfer szerepe a glutaminos glutaminban azért fontos, mert a központi idegrendszerben a nem neuron sejtekből származó rendkívül jelentős funkcionális tulajdonságot jellemzi. Úgy tűnik azonban, hogy a glutamicin alapvető raktára a glutamin, és a glutamináz aktiválásával, amelyet maga a glutaminsav jelenléte szabályoz, gátolja a glutamináz aktivitását, hogy glutamint képezzen.
Ezeknek a neurotranszmittereknek a felszabadulása kalciumfüggő, inaktiválásuk, csakúgy, mint a monoaminok esetében, főleg nátriumfüggő újrafelvétel útján történik.
Ezeknek az aminosavaknak a hatása a posztszinaptikus membrán három típusú receptorán megy végbe: a legtöbb glutamát receptor ionotrop; vagyis az agonisták kötési helyei és a hozzájuk kapcsolódó ioncsatorna beépülnek ugyanabba a makromolekuláris komplexbe. Az agonisták azon dolgoznak, hogy növeljék a csatorna megnyílásának valószínűségét. Az NMDA, az AMPA és a kainát (KA), mint glutamát receptor osztály, az átjáró ioncsatornák szupercsaládjának tagjai, amelyek magukban foglalják a nikotinsav-acetilkolin-receptorokat, a g-aminovajsav-receptorokat (GABAA), a gátló glicin-receptorokat és az 5- többek között a hidroxi-triptamin3 (5-HT3) receptorok. A glutamát receptor altípusok, az aminociklopentil-dikarbonsav és az L-2-amino-4-foszfonopionsav (L-AP4), éppen ellenkezőleg, G-fehérjék révén társulnak intracelluláris effektorokhoz, hasonlóan az acetilkolin, a GABAB és a b muszkarinreceptoraihoz? -adrenerg.