GLUTAMMATO (NEUROTRASMETTITORE): SINTESI, AZIONE, FUNZIONI - NEUROPSICOLOGIA - 2024

Il glutammato è il neurotrasmettitore eccitatorio più abbondante nella funzione del sistema nervoso negli organismi vertebrati. Svolge un ruolo fondamentale in tutte le funzioni eccitatorie, il che implica che è correlato a oltre il 90% di tutte le connessioni sinaptiche nel cervello umano.

I recettori biochimici del glutammato possono essere suddivisi in tre classi: recettori AMPA, recettori NMDA e recettori metabotropici del glutammato. Alcuni esperti identificano un quarto tipo, noto come recettori kainati. Si trovano in tutte le regioni del cervello, ma sono particolarmente abbondanti in alcune aree.

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Il glutammato gioca un ruolo fondamentale nella plasticità sinaptica. Per questo motivo, è particolarmente correlato a determinate funzioni cognitive avanzate come la memoria e l'apprendimento. Una forma specifica di plasticità, nota come potenziamento a lungo termine, si verifica nelle sinapsi glutamatergiche in aree come l'ippocampo o la corteccia.

Oltre a tutto ciò, il glutammato ha anche una serie di benefici per la salute se consumato con moderazione attraverso la dieta. Tuttavia, può anche causare alcuni effetti negativi se ti concentri troppo, sia a livello cerebrale che nel cibo. In questo articolo vi racconteremo tutto di lui.

Sintesi

Struttura dell'L-glutammato

Il glutammato è uno dei componenti principali di un gran numero di proteine. Per questo motivo, è uno degli amminoacidi più abbondanti in tutto il corpo umano. In circostanze normali, è possibile ottenere una quantità sufficiente di questo neurotrasmettitore attraverso la dieta, in modo che non sia necessario sintetizzarlo.

Tuttavia, il glutammato è considerato un amminoacido non essenziale. Ciò significa che, in tempi di emergenza, il corpo può metabolizzarlo da altre sostanze. Nello specifico, può essere sintetizzato dall'acido alfa-chetoglutarico, che è prodotto dal ciclo dell'acido citrico dal citrato.

A livello cerebrale, il glutammato non è in grado di attraversare da solo la barriera emato-encefalica. Tuttavia, si muove attraverso il sistema nervoso centrale utilizzando un sistema di trasporto ad alta affinità. Questo serve per regolarne la concentrazione e mantenere costante la quantità di questa sostanza presente nei fluidi cerebrali.

Nel sistema nervoso centrale, il glutammato viene sintetizzato dalla glutammina in un processo noto come "ciclo glutammato-glutaminergico", attraverso l'azione dell'enzima glutaminasi. Ciò può verificarsi sia nei neuroni presinaptici che nelle cellule gliali che li circondano.

D'altra parte, il glutammato è esso stesso un precursore di un altro neurotrasmettitore molto importante, il GABA. Il processo di trasformazione è svolto dall'azione dell'enzima glutammato decarbossilasi.

Meccanismo di azione

Il recettore AMPA si lega a un antagonista L-glutammato che mostra il terminale amminico, il dominio di legame del ligando e il dominio transmembrana, PDB 3KG2. Curtis Neveu Glutamate esercita il suo effetto sul corpo legandosi a quattro diversi tipi di recettori biochimici: recettori AMPA, recettori NMDA, recettori metabotropici del glutammato e recettori kainato. La maggior parte di loro si trova all'interno del sistema nervoso centrale.

Infatti, la stragrande maggioranza dei recettori del glutammato si trova sui dendriti delle cellule postsinaptiche; e si legano alle molecole rilasciate nello spazio intra-sinaptico dalle cellule presinaptiche. D'altra parte, sono presenti anche in cellule come astrociti e oligodendrociti.

I recettori della glutammina possono essere suddivisi in due sottotipi: ionotropici e metabotropici. Di seguito vedremo come funziona ciascuno di essi in modo più dettagliato.

Recettori ionotropici

Recettore ionotropico.

I recettori ionotropici del glutammato hanno la funzione primaria di consentire agli ioni sodio, potassio e talvolta calcio di passare attraverso il cervello in risposta al legame del glutammato. Quando avviene il legame, l'antagonista stimola l'azione diretta del poro centrale del recettore, un canale ionico, permettendo così il passaggio di queste sostanze.

Il passaggio di ioni sodio, potassio e calcio provoca una corrente eccitatoria postsinaptica. Questa corrente sta depolarizzando; e se viene attivato un numero sufficiente di recettori del glutammato, è possibile raggiungere il potenziale d'azione nel neurone postsinaptico.

Tutti i tipi di recettori del glutammato sono in grado di produrre una corrente eccitatoria postsinaptica. Tuttavia, la velocità e la durata di questa corrente è diversa per ciascuna di esse. Pertanto, ognuno di essi ha effetti diversi sul sistema nervoso.

Recettori metabotropici

I recettori metabotropici del glutammato appartengono alla sottofamiglia C dei recettori della proteina G. Sono divisi in tre gruppi, che a loro volta si dividono in otto sottotipi nel caso dei mammiferi.

Questi recettori sono costituiti da tre parti distinte: la regione extracellulare, la regione transmembrana e la regione intracellulare. A seconda di dove si verifica il legame con le molecole di glutammato, si verificherà un effetto diverso nel corpo o nel sistema nervoso.

La regione extracellulare è costituita da un modulo noto come "Venus flytrap" che è responsabile del legame del glutammato. Ha anche una parte ricca di cisteina che gioca un ruolo fondamentale nella trasmissione del cambiamento di corrente verso la parte transmembrana.

La regione transmembrana è composta da sette aree e la sua funzione principale è quella di collegare la zona extracellulare con la zona intracellulare, dove generalmente si verifica l'accoppiamento proteico.

Il legame delle molecole di glutammato nella regione extracellulare provoca la fosforilazione delle proteine ​​che raggiungono la regione intracellulare. Ciò influisce su un gran numero di percorsi biochimici e canali ionici nella cellula. Per questo motivo, i recettori metabotropici possono causare una gamma molto ampia di effetti fisiologici.

Recettori al di fuori del sistema nervoso centrale

Si ritiene che i recettori del glutammato svolgano un ruolo chiave nel ricevere stimoli che suscitano il gusto "umami", uno dei cinque aromi di base secondo le ultime ricerche in questo settore. Per questo motivo, è noto che i recettori di questa classe esistono sulla lingua, in particolare sulle papille gustative.

È noto che i recettori ionotropici del glutammato esistono anche nel tessuto cardiaco, sebbene il loro ruolo in quest'area sia ancora sconosciuto. La disciplina nota come "immunochimica" ha localizzato alcuni di questi recettori nei nervi terminali, nei gangli, nelle fibre conduttive e in alcuni cardiomiociti.

D'altra parte, è anche possibile trovare un piccolo numero di questi recettori in alcune regioni del pancreas. La sua funzione principale qui è quella di regolare la secrezione di sostanze come l'insulina e il glucagone. Ciò ha aperto la porta alla ricerca sulla possibilità di regolare il diabete utilizzando antagonisti del glutammato.

Sappiamo anche oggi che la pelle ha una certa quantità di recettori NMDA, che possono essere stimolati per produrre un effetto analgesico. In breve, il glutammato ha effetti molto vari in tutto il corpo ei suoi recettori si trovano in tutto il corpo.

Caratteristiche

Abbiamo già visto che il glutammato è il neurotrasmettitore più abbondante nel cervello dei mammiferi. Ciò è dovuto principalmente al fatto che svolge un gran numero di funzioni nel nostro corpo. Qui vi diciamo quali sono i principali.

Supporta la normale funzione cerebrale

Il glutammato è il neurotrasmettitore più importante nella regolazione delle normali funzioni cerebrali. Praticamente tutti i neuroni eccitatori nel cervello e nel midollo spinale sono glutamatergici.

Il glutammato invia segnali sia al cervello che a tutto il corpo. Questi messaggi aiutano con funzioni come la memoria, l'apprendimento o il ragionamento, oltre a svolgere un ruolo secondario in molti altri aspetti del funzionamento del nostro cervello.

Ad esempio, oggi sappiamo che con bassi livelli di glutammato è impossibile formare nuovi ricordi. Inoltre, una quantità anormalmente bassa di questo neurotrasmettitore può scatenare attacchi di schizofrenia, epilessia o problemi psichiatrici come depressione e ansia.

Anche gli studi sui topi mostrano che livelli anormalmente bassi di glutammato nel cervello possono essere collegati a disturbi dello spettro autistico.

È un precursore del GABA

Il glutammato è anche la base che il corpo usa per formare un altro neurotrasmettitore molto importante, l'acido gamma-aminobutirrico (GABA). Questa sostanza svolge un ruolo molto importante nell'apprendimento, oltre alla contrazione muscolare. È anche associato a funzioni come il sonno o il rilassamento.

Migliora il funzionamento del sistema digerente

Il glutammato può essere assorbito dal cibo, essendo questo neurotrasmettitore la principale fonte di energia per le cellule dell'apparato digerente, nonché un importante substrato per la sintesi degli amminoacidi in questa parte del corpo.

Il glutammato negli alimenti provoca diverse reazioni fondamentali in tutto il corpo. Ad esempio, attiva il nervo vago, in modo tale da favorire la produzione di serotonina nel sistema digerente. Questo incoraggia i movimenti intestinali, oltre ad aumentare la temperatura corporea e la produzione di energia.

Alcuni studi dimostrano che l'uso di integratori di glutammato orale può migliorare la digestione in pazienti con problemi in questo senso. Inoltre, questa sostanza può anche proteggere la parete dello stomaco dall'effetto dannoso di alcuni farmaci su di essa.

Regola il ciclo dell'appetito e della sazietà

Sebbene non sappiamo esattamente come si verifica questo effetto, il glutammato ha un effetto regolatore molto importante sul circuito dell'appetito e sulla sazietà.

Quindi, la sua presenza nel cibo ci fa sentire più affamati e desideriamo mangiare di più; ma ci fa anche sentire più soddisfatti dopo averlo preso.

Migliora il sistema immunitario

Alcune delle cellule del sistema immunitario hanno anche recettori del glutammato; ad esempio, cellule T, cellule B, macrofagi e cellule dendritiche. Ciò suggerisce che questo neurotrasmettitore gioca un ruolo importante sia nel sistema immunitario innato che in quello adattativo.

Alcuni studi che utilizzano questa sostanza come medicinale hanno dimostrato che può avere un effetto molto benefico su malattie come il cancro o le infezioni batteriche. Inoltre, sembra anche proteggere in una certa misura dai disturbi neurodegenerativi, come l'Alzheimer.

Migliora la funzione muscolare e ossea

Oggi sappiamo che il glutammato gioca un ruolo fondamentale nella crescita e nello sviluppo delle ossa, oltre che nel mantenimento della loro salute.

Questa sostanza previene la comparsa di cellule che deteriorano le ossa, come gli osteoclasti; e potrebbe essere usato per curare malattie come l'osteoporosi negli esseri umani.

D'altronde sappiamo anche che il glutammato gioca un ruolo fondamentale nella funzione muscolare. Durante l'esercizio, ad esempio, questo neurotrasmettitore è responsabile di fornire energia alle fibre muscolari e di produrre glutatione.

Può aumentare la longevità

Infine, alcuni studi recenti suggeriscono che il glutammato può avere un effetto molto benefico sul processo di invecchiamento delle cellule. Sebbene non sia stato ancora testato sugli esseri umani, gli esperimenti sugli animali mostrano che un aumento di questa sostanza nella dieta può ridurre i tassi di mortalità.

Si ritiene che questo effetto sia dovuto al fatto che il glutammato ritarda l'insorgenza dei sintomi dell'invecchiamento cellulare, che è una delle principali cause di morte legata all'età.

pericoli

Quando i livelli naturali di glutammato sono alterati nel cervello o nel corpo, è possibile soffrire di tutti i tipi di problemi. Ciò si verifica se nel corpo c'è meno sostanza di quella di cui abbiamo bisogno o se i livelli vengono aumentati in modo esagerato.

Così, ad esempio, i cambiamenti nei livelli di glutammato nel corpo sono stati associati a disturbi mentali come depressione, ansia e schizofrenia. Inoltre, sembra anche essere correlato all'autismo, al morbo di Alzheimer ea tutti i tipi di malattie neurodegenerative.

D'altra parte, a livello fisico sembra che un eccesso di questa sostanza sarebbe associato a problemi come obesità, cancro, diabete o sclerosi laterale amiotrofica. Potrebbe anche avere effetti molto dannosi sulla salute di alcuni componenti del corpo, come muscoli e ossa.

Tutti questi pericoli sarebbero legati, da un lato, all'eccesso di glutammato puro nella dieta (sotto forma di glutammato monosodico, che sembra essere in grado di attraversare la barriera ematoencefalica). Inoltre, avrebbero anche a che fare con un eccesso di porosità in questa stessa barriera.

conclusione

Il glutammato è una delle sostanze più importanti prodotte dal nostro corpo e svolge un ruolo fondamentale in tutti i tipi di funzioni e processi. E

n questo articolo hai imparato come funziona e quali sono i suoi principali vantaggi; ma anche i pericoli che ha quando si trova in quantità troppo elevate nel nostro corpo.

Riferimenti

1. "Cos'è il glutammato? Un esame delle funzioni, dei percorsi e dell'eccitazione del neurotrasmettitore del glutammato ”in: Neurohacker. Estratto il: 26 febbraio 2019 da Neurohacker: neurohacker.com.
2. "Panoramica del sistema glutamatergico" in: National Center for Biotechnology Information. Estratto il: 26 febbraio 2019 dal National Center for Biotechnology Information: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Recettore del glutammato" in: Wikipedia. Estratto il: 26 febbraio 2019 da Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. "8 ruoli importanti del glutammato + Perché è cattivo in eccesso" in: Self Hacked. Estratto il: 26 febbraio 2019 da Self Hacked: selfhacked.com.
5. "Glutammato (neurotrasmettitore)" in: Wikipedia. Estratto il: 26 febbraio 2019 da Wikipedia: en.wikipedia.org.