Молекулите и комуникация
Глутамат (глутаминова киселина) е една от 20 незаменими аминокиселини. В допълнение към участващи в синтеза на протеини, може да изпълнява функцията на невротрансмитер - вещество, което предава сигнал от една нервна клетка към друга в синаптичната цепнатина. Трябва да се има предвид, че глутамат, който е храна, не проникват през кръвно-мозъчната бариера. това означава, че няма пряко въздействие върху мозъка. Глутаматът е оформен в клетките на тялото от α-кетоглутарат чрез трансаминиране. Аминогрупата се прехвърля от аспартат или аланин, заместващи кетон радикал α-кетоглутарат (фиг. 1). Като резултат, ние се глутамат и пируват или оксалоацетат киселина (в зависимост от амино донора). Последните две вещества са включени в много важни процеси: оксалоацетат киселина, например - това е един от метаболитите в голям и ужасно цикъла на Кребс. Унищожаване настъпва глутамат използва ензим глутамат дехидрогеназа, и по време на реакцията, образуван вече познато α-кетоглутарат и амоняк.
Фигура 1. Синтез на глутамат. Глутаматът образуван от α-кетоглутарат чрез заместване на кето групата на амино групата. При провеждане на реакцията в клетките се изразходват никотинамид (NADPH, NADP). Рисуване от lecturer.ukdw.ac.id сайт.
Ние глутамат, като по-голямата част на други медиатори, има два типа рецептори - йонотропни (което отворен порите на мембраната за йони в отговор на свързването на лиганда) и метаботропни (което, когато е прикачен лиганди причиняват метаболитен корекцията в клетката). Група йонотропни рецептори се разделят на три семейства: NMDA-рецептори. АМРА-рецептори и рецепторите на каиновата киселина. NMDA-рецептори са наречени така поради тяхната селективен агонист вещество селективно стимулиране на тези рецептори е N-метил-D-аспартат (NMDA). В случай на такива АМРА рецепторен агонист ще а-aminometilizoksazolpropionovaya киселина и каинат рецепторите са селективно стимулирани от каинова киселина. Това вещество се намира в червени водорасли и се използва в невробиологични изследвания за моделиране епилепсия и болестта на Алцхаймер. Наскоро стомана добавяне делта рецептори йонотропни рецептори. Те са разположени на клетките Purkinje в малкия мозък на бозайници. Стимулиране "класически» - NMDA-, AMPA- и каинат - рецептори води до факта, че калиев започва да се излезе от клетката, и натриев и калциев влиза в клетката. В хода на тези процеси в възбуждане на неврон настъпва и започва потенциала на действие. метаботропни рецептори свързани с G-протеини система и са включени в невропластичност процеси [1]. Съгласно невропластичност се отнася до способността на нервните клетки да образуват нови връзки една към друга или да ги унищожи. Също така, на концепцията за невропластичност включва способността на синапси, за да промените размера на невротрансмитер, освободен, в зависимост от това какъв вид поведенчески актове и умствени процеси се случи в момента, и с каква честота.
Фигура 2. Свържете нематода Caenorhabditis ЕЛЕГАНС червей Всеки неврон има свое име, и всички връзки между невроните записват и нанесени на графиката. В резултат на това на схемата е сложно от картата на токийското метро. Рисуване от connectomethebook.com сайт.
Мисля, че тази идея е обещаващо. В опростена форма, връзките между невроните могат да бъдат представени под формата на проводници, кабели сложна с свързващи един с други неврони. Когато поражението тези връзки - изкривявания на сигнала, счупване на тел - може да се съгласуват нарушение на мозъка. Такива заболявания, произтичащи от повреда в невронни комуникационни канали, наречени konnektopatiyami. Нов термин, но зад него се крие патологичните процеси, известен учен. Ако искате да знаете за konnektomah вече, аз препоръчвам да прочетете книгата Себастиан Seung "Connect. Как мозъкът ни прави това, което са ". [4]
претоварване на мрежата
Фигура 3. Структурата на мемантин. Мемантин е производно на адамантан въглеводород (не обърка с адамантил). Рисуване от "Уикипедия".
При нормална работа, мозъчните сигнали от невроните равномерно разпределени в други клетки. Невротрансмитерите са разпределени в необходимото количество, а не повредени клетки. Въпреки това, след инсулт (остро увреждане) или деменция (постоянен ток процес) на неврони в околното пространство започва да престои глутамат. Той стимулира NMDA-рецептори на други неврони, и тези неврони са хранени калций. Приток на калций предизвиква редица патологични механизми, които в крайна сметка води до неврон смърт. Процесът на клетъчно увреждане поради отделянето на големи количества ендогенен токсин (в този случай - глутамат) се нарича възбудотоксичност.
Фигура 4. Действието на мемантин с деменция на Алцхаймер. Мемантин намалява интензивността на възбуждане сигнали, които идват от кортикални неврони към ядрото Meynert. Ацетилхолин неврони, които изграждат структурата, регулират внимание и на редица други когнитивни функции. Намаляването на прекомерна активация на ядрото Meynert намалява симптомите на деменция. Фигура [6].
Деменция - разтегнат време мозъчна травма, в който умиране на нервни клетки настъпва бавно. И там са заболявания, които водят до бързо и голям обем на лезията на нервната тъкан. Възбудотоксичността - важен компонент на увреждане на нервните клетки при удар. Поради тази причина, използването на мемантин могат да бъдат оправдани за нарушения на мозъчното кръвообращение, но изследванията по тази тема е само началото. Понастоящем работата се извършва върху мишки, когато е показано, че прилагането на мемантин в доза от 0,2 мг / кг на ден намалява количеството на увреждане на мозъка и подобрява прогнозата на инсулт [7]. Може би по-нататъшна работа по тази тема ще се подобри лечението на инсулт при хората.
Гласовете в главата ми
Шизофренията - е друго състояние, в които ефектите върху системата на мозъка глутамат е нов и обещаващ път на терапия. В момента, основната причина за шизофрения се счита за нарушение на предаване на допамин в мозъка. Превишение на допамин в определени части на нервната система води до заблуди и халюцинации, но в ущърб на други - апатия, депресия и липса на смисъл. Антипсихотичните средства - лекарства, които блокират допаминовите рецептори - и с халюцинации и заблуди, но други групи симптоми възникнат проблеми. Ограниченият клиничен ефект на невролептиците показва, че други невротрансмитерни системи могат да бъдат включени в развитието на шизофрения.
Когато системата за глутамат участва в шизофрения, че е възможно да го проверите, дори и при здрави хора. Ако здрави индивиди прилагани лекарства, които блокират действието на глутамат (кетамин, амфетамин), те са развили симптоми на шизофрения. [8] Въвеждане на кетамин с шизофрения доведе до повторната поява на психоза с повторение типични симптоми на пациента, т.е., кетамин не причинява "психоза", и се връща на халюцинации и заблуди, които са използвани. [9] Това противоречие между двете хипотези усложнява и без това трудно картина на невробиологични основа на шизофрения. Психотични симптоми могат да бъдат приписани на въвеждането на кетамин способността му да повлияе на допаминовите рецептори. Друго обяснение може да бъде, че допамин и глутаматни неврони са в състояние да повлияе на стриатума. Тази част от мозъка е активно в "производство" на халюцинации [10].
Фигура 5. Появата на слухови халюцинации в мозъците на пациенти с шизофрения. Първоначално усещане на автоматични "четене" знаци или мислите се случи, локализиран в темпоралния кортекс (1) не се инхибира фронтален кортекс (2). Париетален кортекс (3) хваща произтичащи модел на активност в мозъка и се измества го съсредоточи дейността. В резултат на това човек започва да се чуе "гласът". Фигура [12].
На тази нашето пътешествие в света на невротрансмитери завършени. Срещнахме се с допамин мотивиране, успокояване γ-аминомаслена киселина, а останалите четири героите на нашия мозък. Се интересуват от мозъка си - защото, както заглавието на книгата, Дик Swaab. - ние сме мозъците ни.
литература
Свързани статии