ग्लूटामेट (न्यूरोट्रांसमीटर) परिभाषा और कार्य

ग्लूटामेट सेंट्रल नर्वस सिस्टम (CNS) के अधिकांश उत्तेजक सिनैप्स की मध्यस्थता करता है। यह संवेदी, मोटर, संज्ञानात्मक, भावनात्मक जानकारी का मुख्य मध्यस्थ है और यादों के निर्माण में और उनकी वसूली में हस्तक्षेप करता है, जो मस्तिष्क के 80-90% सिनैप्स में मौजूद है. 

मामले में यह सब बहुत कम है, यह भी न्यूरोप्लास्टी में हस्तक्षेप करता है, सीखने की प्रक्रिया और GABA का अग्रदूत है - CNS- का मुख्य निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर। एक अणु से और क्या मांगा जा सकता है??

ग्लूटामेट क्या है?

उपयुक्त तंत्रिका तंत्र में सबसे अधिक अध्ययन किए गए न्यूरोट्रांसमीटरों में से एक रहा है. हाल के वर्षों में, विभिन्न न्यूरोडीजेनेरेटिव पैथोलॉजी (जैसे अल्जाइमर रोग) के साथ अपने संबंधों के कारण इसका अध्ययन बढ़ रहा है, जिसने इसे विभिन्न रोगों में एक शक्तिशाली औषधीय लक्ष्य बना दिया है।. 

यह भी उल्लेखनीय है कि अपने रिसेप्टर्स की जटिलता को देखते हुए, यह अध्ययन करने के लिए सबसे जटिल न्यूरोट्रांसमीटर में से एक है.

संश्लेषण की प्रक्रिया

ग्लूटामेट की संश्लेषण प्रक्रिया की शुरुआत क्रेब्स चक्र, या ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड के चक्र में होती है। क्रेब्स चक्र एक चयापचय पथ है या, हमें समझने के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया में सेलुलर श्वसन का निर्माण करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक उत्तराधिकार. एक चयापचय चक्र को एक घड़ी के तंत्र के रूप में समझा जा सकता है, जिसमें प्रत्येक गियर एक फ़ंक्शन को पूरा करता है और एक टुकड़े की सरल विफलता घड़ी को खराब करने या समय को अच्छी तरह से चिह्नित नहीं करने का कारण बन सकती है। जैव रसायन में चक्र समान हैं। एक अणु, लगातार एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से - घड़ी गियर -, एक सेलुलर फ़ंक्शन को जन्म देने के लिए अपने रूप और संरचना को बदलता है। ग्लूटामेट का मुख्य अग्रदूत अल्फा-किटोग्लूटारेट होगा, जो ग्लूटामेट बनने के लिए संक्रमण द्वारा एक एमिनो समूह प्राप्त करेगा.

यह एक और काफी महत्वपूर्ण अग्रदूत का उल्लेख करने योग्य भी है: ग्लूटामाइन। जब सेल ग्लूटामेट को बाह्य अंतरिक्ष में छोड़ता है, तो एस्ट्रोसाइट्स-ग्लियाल सेल का एक प्रकार इस ग्लूटामेट को पुनर्प्राप्त करता है, जो ग्लूटामाइन सिंथेटेस नामक एंजाइम के माध्यम से ग्लूटामाइन बन जाएगा। तो, एस्ट्रोसाइट्स ग्लूटामाइन को छोड़ते हैं, जो कि न्यूरॉन्स द्वारा फिर से ग्लूटामेट में बदल दिया जाता है. और संभवतः एक से अधिक लोग निम्नलिखित से पूछेंगे: और अगर उन्हें ग्लूटामाइन को ग्लूटामेट में वापस लाना है, तो एस्ट्रोसाइट ग्लूटामाइन को खराब ग्लूटामेट में क्यों बदल देता है? खैर, मैं भी नहीं जानता। शायद यह है कि एस्ट्रोसाइट्स और न्यूरॉन्स सहमत नहीं हैं या शायद न्यूरोसाइंस वह जटिल है। किसी भी मामले में, मैं एस्ट्रोसाइट्स की समीक्षा करना चाहता था क्योंकि उनका सहयोग 40% मामलों का प्रतिनिधित्व करता है कारोबार ग्लूटामेट का, जिसका अर्थ है कि ग्लूटामेट का अधिकांश भाग इन ग्लियल कोशिकाओं द्वारा पुनर्प्राप्त किया जाता है.

अन्य अग्रदूत और अन्य मार्ग हैं जिनके द्वारा ग्लूटामेट को पुनर्प्राप्त किया जाता है जो बाह्य अंतरिक्ष में जारी किया जाता है। उदाहरण के लिए, ऐसे न्यूरॉन्स होते हैं जिनमें एक विशिष्ट ग्लूटामेट ट्रांसपोर्टर -EAAT1 / 2- होता है जो सीधे न्यूरॉन को ग्लूटामेट को पुनर्प्राप्त करता है और उत्तेजक संकेत को समाप्त करने की अनुमति देता है। ग्लूटामेट के संश्लेषण और चयापचय के आगे के अध्ययन के लिए मैं ग्रंथ सूची पढ़ने की सलाह देता हूं.

ग्लूटामेट रिसेप्टर्स

जैसा कि वे आमतौर पर हमें सिखाते हैं, प्रत्येक न्यूरोट्रांसमीटर के पोस्टसिनेप्टिक सेल में इसके रिसेप्टर्स होते हैं. रिसेप्टर, कोशिका झिल्ली में स्थित होते हैं, वे प्रोटीन होते हैं, जो एक न्यूरोट्रांसमीटर, हार्मोन, न्यूरोपेप्टाइड, आदि को बांधता है, सेल के सेलुलर चयापचय में परिवर्तन की एक श्रृंखला को जन्म देता है जिसमें यह रिसेप्टर में स्थित होता है। न्यूरॉन्स में हम आमतौर पर रिसेप्टर्स को पोस्टसिनेप्टिक कोशिकाओं में रखते हैं, हालांकि यह वास्तविकता में ऐसा नहीं होता है. 

हमें पहली दौड़ में भी सिखाया जाता है कि मुख्य रिसेप्टर्स दो प्रकार के होते हैं: आयनोट्रोपिक और मेटाबोट्रोपिक। आयनोट्रोपिक्स वे हैं जिनमें, जब उनका लिगैंड बाध्य होता है - रिसेप्टर की "कुंजी" - वे चैनल खोलते हैं जो सेल में आयनों के पारित होने की अनुमति देते हैं। मेटाबोट्रोपिक्स, दूसरी ओर, जब लिगंड बाध्य होता है, तो दूसरे दूतों के माध्यम से कोशिका में परिवर्तन होता है। इस समीक्षा में मैं ग्लूटामेट के मुख्य प्रकार के आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स के बारे में बात करूंगा, हालांकि मैं मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स के ज्ञान के लिए ग्रंथ सूची के अध्ययन की सलाह देता हूं। यहाँ मैं मुख्य आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स को उद्धृत करता हूं:

• NMDA रिसीवर.
• AMPA रिसीवर.
• Kainado रिसीवर.

NMDA और AMPA रिसेप्टर्स और उनके करीबी रिश्ते

यह माना जाता है कि दोनों प्रकार के रिसेप्टर्स चार ट्रांसमेम्ब्रेन डोमेन द्वारा गठित मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं - अर्थात, वे चार सबयूनिट्स द्वारा निर्मित होते हैं, जो कोशिका झिल्ली के लिपिड बाईलेयर को पीछे छोड़ते हैं - और दोनों ग्लूटामेट रिसेप्टर्स हैं जो सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए cation चैनल खोलेंगे। लेकिन, फिर भी, वे काफी अलग हैं.

उनके अंतर में से एक दहलीज है जिस पर वे सक्रिय हैं। सबसे पहले, एएमपीए रिसेप्टर्स सक्रिय करने के लिए बहुत तेज़ हैं; जबकि NMDA रिसेप्टर्स को तब तक सक्रिय नहीं किया जा सकता है जब तक कि न्यूरॉन में लगभग -50mV की झिल्ली क्षमता नहीं होती है - निष्क्रिय होने पर एक न्यूरॉन आमतौर पर -70mV के आसपास होता है। दूसरा, स्टेप केशन हर मामले में अलग होंगे। AMPA रिसेप्टर्स NMDA रिसेप्टर्स की तुलना में बहुत अधिक झिल्ली क्षमता प्राप्त करेंगे, जो बहुत अधिक विनम्रता से सहवास करेंगे। बदले में, NMDA रिसीवर AMPA की तुलना में समय में बहुत अधिक निरंतर सक्रियण प्राप्त करेंगे। इसलिये, AMPA के वे जल्दी से सक्रिय हो जाते हैं और मजबूत उत्तेजक क्षमता उत्पन्न करते हैं, लेकिन जल्दी से निष्क्रिय हो जाते हैं. और NMDA के वे सक्रिय होने के लिए धीमी हैं, लेकिन वे अधिक लंबे समय तक उत्पन्न होने वाली उत्तेजक क्षमताओं को बनाए रखने का प्रबंधन करते हैं।.

इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए, आइए कल्पना करें कि हम सैनिक हैं और हमारे हथियार विभिन्न रिसीवरों का प्रतिनिधित्व करते हैं। कल्पना कीजिए कि बाह्य अंतरिक्ष एक खाई है। हमारे पास दो तरह के हथियार हैं: रिवॉल्वर और ग्रेनेड। हथगोले सरल और त्वरित उपयोग करने के लिए हैं: आप अंगूठी, स्ट्रिप्स को हटा दें और इसके फटने की प्रतीक्षा करें। उनके पास बहुत अधिक विनाशकारी क्षमता है, लेकिन एक बार जब हम उन सभी को फेंक देते हैं, तो यह खत्म हो गया है। रिवॉल्वर एक हथियार है जो लोड करने के लिए अपना समय लेता है क्योंकि आपको ड्रम को निकालना होगा और एक-एक करके गोलियां डालनी होंगी। लेकिन एक बार जब हम इसे लोड कर लेते हैं तो हमारे पास छह शॉट होते हैं जिसके साथ हम थोड़ी देर के लिए बच सकते हैं, हालांकि एक ग्रेनेड की तुलना में बहुत कम क्षमता के साथ। हमारे मस्तिष्क रिवाल्वर NMDA रिसीवर हैं और हमारे हथगोले AMPA के हैं.

ग्लूटामेट की अधिकता और इसके खतरे

वे कहते हैं कि अतिरिक्त में कुछ भी अच्छा नहीं है और ग्लूटामेट के मामले में पूरी होती है। तो हम कुछ विकृति विज्ञान और न्यूरोलॉजिकल समस्याओं का उल्लेख करेंगे जिसमें ग्लूटामेट की अधिकता संबंधित है.

1. ग्लूटामेट एनालॉग्स एक्सोटॉक्सिसिटी का कारण बन सकते हैं

ग्लूटामेट-अनुरूप ड्रग्स - अर्थात्, उनके पास ग्लूटामेट के समान कार्य है - जैसे NMDA - जिसे NMDA रिसेप्टर का नाम देना है- सबसे कमजोर मस्तिष्क क्षेत्रों में उच्च खुराक न्यूरोडीजेनेरेटिव प्रभाव पैदा कर सकता है जैसे कि हाइपोथैलेमस का आर्कटिक नाभिक। इस neurodegeneration में शामिल तंत्र विविध हैं और इसमें विभिन्न प्रकार के ग्लूटामेट रिसेप्टर्स शामिल हैं.

2. कुछ न्यूरोटॉक्सिन जो हम अपने आहार में निगलना कर सकते हैं, अतिरिक्त ग्लूटामेट के माध्यम से न्यूरोनल मृत्यु को रोकते हैं

कुछ जानवरों और पौधों के विभिन्न जहर ग्लूटामेट के तंत्रिका मार्गों के माध्यम से उनके प्रभाव को बढ़ाते हैं। एक उदाहरण साइकस सर्किनालिस के बीज का जहर है, एक जहरीला पौधा जिसे हम गुआम के प्रशांत द्वीप पर पा सकते हैं। इस जहर के कारण इस द्वीप में एमियोट्रोफिक लेटरल स्केलेरोसिस का एक व्यापक प्रसार हुआ, जिसमें इसके निवासियों ने इसे दैनिक माना कि यह सौम्य माना जाता है.

3. ग्लूटामेट इस्केमिया द्वारा न्यूरोनल मौत में योगदान देता है

दिल के दौरे जैसे तीव्र मस्तिष्क विकारों में ग्लूटामेट मुख्य न्यूरोट्रांसमीटर है, कार्डिएक अरेस्ट, प्री / प्रसवपूर्व हाइपोक्सिया। इन घटनाओं में जहां मस्तिष्क के ऊतकों में ऑक्सीजन की कमी होती है, न्यूरॉन्स स्थायी विध्रुवण की स्थिति में रहते हैं; विभिन्न जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के कारण। यह ग्लूटामेट रिसेप्टर्स के बाद के निरंतर सक्रियण के साथ, कोशिकाओं से ग्लूटामेट की स्थायी रिलीज की ओर जाता है। NMDA रिसेप्टर अन्य आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स की तुलना में कैल्शियम के लिए विशेष रूप से पारगम्य है, और अतिरिक्त कैल्शियम से न्यूरोनल की मृत्यु हो जाती है। इसलिए, ग्लूटामेटेरिक रिसेप्टर्स की अति सक्रियता इंट्राऑनोरोनल कैल्शियम की वृद्धि के कारण न्यूरोनल मौत की ओर जाता है.

4. मिर्गी

ग्लूटामेट और मिर्गी के बीच संबंध अच्छी तरह से प्रलेखित है। यह माना जाता है कि मिर्गी की गतिविधि विशेष रूप से एएमपीए रिसेप्टर्स से संबंधित है, हालांकि मिर्गी के दौरे के बाद एनएमडीए रिसेप्टर्स महत्वपूर्ण हो जाते हैं.

क्या ग्लूटामेट अच्छा है? ग्लूटामेट खराब है?

आमतौर पर, जब आप इस प्रकार के पाठ को पढ़ते हैं, तो आप अणुओं को "अच्छा" या "बुरा" कहकर उनका मानवीकरण करते हैं, -इसका एक नाम है अवतारवाद, मध्ययुगीन काल में बहुत फैशनेबल। वास्तविकता इन सरलीकृत निर्णयों से बहुत दूर है. 

एक ऐसे समाज में, जिसमें हमने "स्वास्थ्य" की अवधारणा उत्पन्न की है, यह प्रकृति के कुछ तंत्रों के लिए हमें असुविधाजनक बनाने के लिए आसान है। समस्या यह है कि प्रकृति "स्वास्थ्य" को नहीं समझती है। हमने दवा, दवा उद्योग और मनोविज्ञान के माध्यम से बनाया है। यह एक सामाजिक अवधारणा है, और जैसा कि कोई भी सामाजिक अवधारणा समाजों की प्रगति के अधीन है, चाहे वह मानव हो या वैज्ञानिक. अग्रिमों से पता चलता है कि ग्लूटामेट अच्छी संख्या में विकृति से संबंधित है अल्जाइमर या सिज़ोफ्रेनिया की तरह। यह मानव के विकास की बुरी नज़र नहीं है, बल्कि यह एक अवधारणा का जैव रासायनिक बेमेल है जिसे प्रकृति अभी भी नहीं समझती है: 21 वीं सदी में मानव समाज.

और हमेशा की तरह, यह अध्ययन क्यों? इस मामले में मुझे लगता है कि उत्तर बहुत स्पष्ट है. विभिन्न न्यूरोडीजेनेरेटिव पैथोलॉजी में ग्लूटामेट की भूमिका के कारण, यह एक महत्वपूर्ण परिणाम है - हालांकि यह भी जटिल है - फार्मास्युटिकल लक्ष्य. इन बीमारियों के कुछ उदाहरण, हालांकि हमने इस समीक्षा में उनके बारे में बात नहीं की है क्योंकि मुझे लगता है कि आप इस बारे में विशेष रूप से एक प्रविष्टि लिख सकते हैं, अल्जाइमर रोग और सिज़ोफ्रेनिया हैं। विशेष रूप से, मुझे सिज़ोफ्रेनिया के लिए नई दवाओं की खोज मिलती है जो विशेष रूप से मूल रूप से दो कारणों से दिलचस्प हैं: इस बीमारी की व्यापकता और इसमें शामिल स्वास्थ्य लागत; और वर्तमान एंटीसाइकोटिक्स के प्रतिकूल प्रभाव जो कई मामलों में चिकित्सीय पालन में बाधा डालते हैं.

फ्रेडरिक मुनिएंट पेइक्स द्वारा संपादित और संपादित पाठ

संदर्भ संबंधी संदर्भ:

किताबें:

• सीगल, जी। (2006)। बेसिक न्यूरोकैमिस्ट्री। एम्स्टर्डम: एल्सेवियर.

लेख:

• सिट्री, ए। और मलेनका, आर। (2007)। सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी: मल्टिपल फॉर्म्स, फंक्शन्स और मैकेनिज्म। न्यूरोप्सिकोपार्मेकोलॉजी, 33 (1), 18-41 http://dx.doi.org/10.1038/sj.npp.1301559
• हार्डिंगम, जी। एंड बेडिंग, एच। (2010)। Synaptic बनाम extrasynaptic NMDA रिसेप्टर संकेतन: न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों के लिए निहितार्थ। प्रकृति समीक्षा तंत्रिका विज्ञान, 11 (10), 682-696। http://dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• हार्डिंगम, जी। एंड बेडिंग, एच। (2010)। Synaptic बनाम extrasynaptic NMDA रिसेप्टर संकेतन: न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों के लिए निहितार्थ। प्रकृति समीक्षा तंत्रिका विज्ञान, 11 (10), 682-696। http://dx.doi.org/10.1038/nrn2911
• केरचनर, जी। और निकोल, आर। (2008)। साइलेंट सिंकैप्स और एलटीपी के लिए एक पोस्टसिनेप्टिक तंत्र का उद्भव। प्रकृति समीक्षा तंत्रिका विज्ञान, 9 (11), 813-825। http://dx.doi.org/10.1038/nrn2501
• पापोनिन, टी। और ओलियट, एस। (2014)। संगठन, नियंत्रण और एक्सट्रैसिनैप्टिक एनएमडीए रिसेप्टर्स का कार्य। रॉयल सोसाइटी बी के जैविक दर्शन http://dx.doi.org/10.1098/rstb.2013.0601