Sintesis glutamat (neurotransmitter), mekanisme aksi, fungsi dan bahaya



itu glutamat adalah neurotransmitter dengan fungsi rangsang paling melimpah di sistem saraf organisme vertebrata. Ini memainkan peran mendasar dalam semua fungsi menarik, yang menyiratkan bahwa itu terkait dengan lebih dari 90% dari semua koneksi sinaptik di otak manusia.

Reseptor biokimia glutamat dapat dibagi menjadi tiga kelas: reseptor AMPA, reseptor NMDA, dan reseptor glutamat metabotropik. Beberapa ahli mengidentifikasi tipe keempat, yang dikenal sebagai reseptor kainate. Mereka ditemukan di semua daerah otak, tetapi mereka terutama berlimpah di beberapa daerah.

Glutamat memainkan peran mendasar dalam plastisitas sinaptik. Karena itu, ini terutama terkait dengan fungsi kognitif tingkat lanjut tertentu seperti memori dan pembelajaran. Suatu bentuk plastisitas khusus, yang dikenal sebagai potensiasi jangka panjang, terjadi pada sinapsis glutamatergik di berbagai bidang seperti hippocampus atau korteks..

Selain semua ini, glutamat juga memiliki sejumlah manfaat kesehatan ketika dikonsumsi melalui makan moderat. Namun, itu juga dapat menyebabkan beberapa efek negatif jika terkonsentrasi berlebihan, baik di otak maupun di makanan. Dalam artikel ini kami memberi tahu Anda segalanya tentang dia.

Indeks

  • 1 Ringkasan
  • 2 Mekanisme tindakan
    • 2.1 Reseptor ionotropik
    • 2.2 reseptor metabotropik
    • 2.3 Reseptor di luar sistem saraf pusat
  • 3 Fungsi
    • 3.1 Bantuan untuk fungsi otak normal
    • 3.2 Ini adalah prekursor GABA
    • 3.3 Meningkatkan fungsi sistem pencernaan
    • 3.4 Mengatur siklus nafsu makan dan kenyang
    • 3.5 Meningkatkan sistem kekebalan tubuh
    • 3.6 Meningkatkan fungsi otot dan tulang
    • 3,7 Dapat meningkatkan umur panjang
  • 4 Bahaya
  • 5 Kesimpulan
  • 6 Referensi

Sintesis

Glutamat adalah salah satu komponen utama dari sejumlah besar protein. Karena itu, ini adalah salah satu asam amino paling melimpah di seluruh tubuh manusia. Dalam keadaan normal, dimungkinkan untuk mendapatkan cukup neurotransmitter ini melalui pemberian makanan, sehingga tidak perlu mensintesisnya..

Namun, glutamat dianggap sebagai asam amino non-esensial. Ini berarti bahwa, pada saat darurat, tubuh dapat memetabolisme dari zat lain. Secara khusus, dapat disintesis dari asam alfa-ketoglutarat, yang diproduksi oleh siklus asam sitrat dari sitrat.

Pada level otak, glutamat tidak mampu melewati sawar darah-otak dengan sendirinya. Namun, ia bergerak melalui sistem saraf pusat melalui sistem transportasi afinitas tinggi. Ini berfungsi untuk mengatur konsentrasi Anda dan menjaga konstan jumlah zat ini yang ditemukan dalam cairan otak.

Dalam sistem saraf pusat, glutamat disintesis dari glutamin dalam proses yang dikenal sebagai "siklus glutamat-glutaminergik", melalui aksi enzim glutaminase. Ini dapat terjadi baik di neuron presinaptik, dan di sel glial yang mengelilinginya.

Di sisi lain, glutamat sendiri merupakan prekursor dari neurotransmitter lain yang sangat penting, GABA. Proses transformasi dilakukan melalui aksi enzim glutamat decarboxylase.

Mekanisme tindakan

Glutamat memberikan efek pada organisme dengan menghubungkan ke empat jenis reseptor biokimia yang berbeda: reseptor AMPA, reseptor NMDA, reseptor metabotropik glutamat, dan reseptor kainate. Kebanyakan dari mereka berada di dalam sistem saraf pusat.

Faktanya, sebagian besar reseptor glutamat terletak di dendrit sel postinaptik; dan mereka terkait dengan molekul-molekul yang dilepaskan di ruang intrasinaptik oleh sel-sel presinaptik. Di sisi lain, mereka juga ada dalam sel seperti astrosit dan oligodendrosit.

Reseptor glutaminergik dapat dibagi menjadi dua subtipe: ionotropik dan metabotropik. Selanjutnya kita akan melihat bagaimana masing-masing bekerja secara lebih detail.

Reseptor ionotropik

Reseptor glutamat ionotropik memiliki fungsi utama untuk memungkinkan lewatnya ion natrium, kalium dan kadang-kadang kalsium di otak sebagai respons terhadap ikatan glutamat. Ketika ikatan dihasilkan, antagonis merangsang aksi langsung dari pori sentral reseptor, saluran ion, yang dengan demikian memungkinkan lewatnya zat-zat ini..

Bagian ion natrium, kalium dan kalsium menyebabkan aliran rangsang post-sinaptik. Arus ini mendepolarisasi; dan jika cukup reseptor glutamat diaktifkan, potensi aksi dalam neuron postsinaptik dapat dicapai.

Semua jenis reseptor glutamat mampu menghasilkan arus rangsang post-sinaptik. Namun, kecepatan dan durasi arus ini berbeda untuk masing-masing. Dengan demikian, masing-masing memiliki efek berbeda pada sistem saraf.

Reseptor metabotropik

Reseptor glutamat metabotropik milik subfamili C dari reseptor protein G. Mereka dibagi menjadi tiga kelompok, yang pada gilirannya dibagi menjadi delapan subtipe dalam kasus mamalia.

Reseptor ini terdiri dari tiga bagian berbeda: daerah ekstraseluler, daerah transmembran, dan daerah intraseluler. Tergantung di mana hubungan dengan molekul glutamat terjadi, efek yang berbeda pada tubuh atau sistem saraf akan terjadi.

Wilayah ekstraseluler terdiri dari modul yang dikenal sebagai Penangkap Lalat Venus, yang bertanggung jawab untuk mengikat glutamat. Ia juga memiliki bagian yang kaya akan sistein yang memainkan peran mendasar dalam transmisi perubahan arus menuju bagian transmembran.

Daerah transmembran terdiri dari tujuh daerah, dan fungsi utamanya adalah untuk menghubungkan zona ekstraseluler dengan zona intraseluler, di mana biasanya terjadi penggabungan protein..

Pengikatan molekul glutamat di wilayah ekstraseluler menyebabkan protein yang mencapai intraseluler terfosforilasi. Ini mempengaruhi sejumlah besar jalur biokimia dan saluran ion dalam sel. Karena itu, reseptor metabotropik dapat menyebabkan berbagai efek fisiologis yang sangat luas.

Reseptor di luar sistem saraf pusat

Dipercayai bahwa reseptor glutamat memainkan peran mendasar dalam penerimaan rangsangan yang memicu rasa "umami", salah satu dari lima rasa dasar menurut penelitian terbaru di bidang ini. Karena ini, diketahui bahwa ada reseptor semacam ini dalam bahasa, khususnya di lidah.

Diketahui juga bahwa ada reseptor ionutropik glutamat dalam jaringan jantung, meskipun fungsinya di daerah ini masih belum diketahui. Disiplin yang dikenal sebagai "imunihistokimia" telah menempatkan beberapa reseptor ini di saraf terminal, ganglia, serat konduktif, dan beberapa miokardiosit..

Di sisi lain, juga dimungkinkan untuk menemukan sejumlah kecil reseptor ini di daerah pankreas tertentu. Fungsi utamanya di sini adalah mengatur sekresi zat seperti insulin dan glukagon. Ini telah membuka pintu untuk penelitian tentang kemungkinan mengatur diabetes menggunakan antagonis glutamat.

Kita juga tahu hari ini bahwa kulit memiliki sejumlah reseptor NMDA, yang dapat distimulasi untuk menghasilkan efek analgesik. Singkatnya, glutamat memiliki efek yang sangat bervariasi di seluruh tubuh, dan reseptornya terletak di seluruh tubuh.

Fungsi

Kita telah melihat bahwa glutamat adalah neurotransmitter yang paling melimpah di otak mamalia. Ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa ia memenuhi sejumlah besar fungsi dalam organisme kita. Selanjutnya kami beri tahu Anda yang mana yang utama.

Ini membantu fungsi otak normal

Glutamat adalah neurotransmitter yang paling penting dalam mengatur fungsi otak normal. Hampir semua neuron rangsang di otak dan sumsum tulang belakang adalah glutamatergic.

Glutamat mengirimkan sinyal ke otak dan juga ke seluruh tubuh. Pesan-pesan ini membantu fungsi-fungsi seperti ingatan, pembelajaran, atau penalaran, di samping memainkan peran sekunder dalam banyak aspek lain dari fungsi otak kita..

Sebagai contoh, saat ini kita tahu bahwa dengan kadar glutamat yang rendah tidak mungkin untuk membentuk ingatan baru. Selain itu, jumlah neurotransmitter yang rendah dan abnormal ini dapat memicu serangan skizofrenia, epilepsi, atau masalah kejiwaan seperti depresi dan kecemasan..

Bahkan penelitian dengan tikus menunjukkan bahwa kadar glutamat yang rendah di otak mungkin berhubungan dengan gangguan spektrum autisme.

Ini adalah prekursor GABA

Glutamat juga merupakan basa yang digunakan oleh tubuh untuk membentuk neurotransmitter lain yang sangat penting, asam gamma-aminobutyric (GABA). Zat ini memainkan peran yang sangat penting dalam pembelajaran, selain kontraksi otot. Ini juga terkait dengan fungsi-fungsi seperti tidur atau relaksasi.

Meningkatkan fungsi sistem pencernaan

Glutamat dapat diserap dari makanan, neurotransmitter ini menjadi sumber energi utama sel-sel sistem pencernaan, serta substrat penting untuk sintesis asam amino di bagian tubuh ini..

Glutamat hadir dalam makanan menyebabkan beberapa reaksi mendasar di seluruh tubuh. Sebagai contoh, itu mengaktifkan saraf vagus, sedemikian rupa sehingga mempromosikan produksi serotonin dalam sistem pencernaan. Ini mempromosikan pergerakan usus, selain meningkatkan suhu tubuh dan produksi energi.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penggunaan suplemen glutamat oral dapat meningkatkan pencernaan pada pasien dengan masalah dalam hal ini. Selain itu, zat ini juga dapat melindungi dinding lambung dari efek berbahaya dari obat-obatan tertentu..

Mengatur siklus nafsu makan dan kenyang

Meskipun kita tidak tahu persis bagaimana efek ini terjadi, glutamat memiliki efek pengaturan yang sangat penting pada nafsu makan dan sirkuit kenyang.

Dengan demikian, kehadiran mereka dalam makanan membuat kita merasa lebih lapar dan kita ingin makan lebih banyak; tetapi itu juga menyebabkan kita merasa lebih kenyang setelah meminumnya.

Meningkatkan sistem kekebalan tubuh

Beberapa sel sistem kekebalan tubuh juga memiliki reseptor glutamat; misalnya sel T, sel B, makrofag, dan sel dendritik. Ini menunjukkan bahwa neurotransmitter ini memainkan peran penting dalam sistem imun bawaan dan adaptif.

Beberapa penelitian menggunakan zat ini sebagai obat telah menunjukkan bahwa ia dapat memiliki efek yang sangat bermanfaat pada penyakit seperti kanker atau infeksi bakteri. Selain itu, nampaknya juga melindungi sampai batas tertentu dari gangguan neurodegeneratif, seperti Alzheimer.

Meningkatkan fungsi otot dan tulang

Hari ini kita tahu bahwa glutamat memainkan peran penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tulang, serta dalam pemeliharaan kesehatan Anda..

Zat ini mencegah munculnya sel-sel yang memburuk tulang, seperti osteoklas; dan dapat digunakan untuk mengobati penyakit seperti osteoporosis pada manusia.

Di sisi lain, kita juga tahu bahwa glutamat memainkan peran mendasar dalam fungsi otot. Selama berolahraga, misalnya, neurotransmitter ini bertanggung jawab untuk menyediakan energi pada serat otot dan memproduksi glutathione.

Dapat meningkatkan umur panjang

Akhirnya, beberapa penelitian terbaru menunjukkan bahwa glutamat dapat memiliki efek yang sangat bermanfaat pada proses penuaan sel. Meskipun belum diuji dengan manusia, percobaan pada hewan menunjukkan bahwa peningkatan zat ini dalam makanan dapat mengurangi tingkat kematian.

Dipercayai bahwa efek ini disebabkan oleh glutamat yang menunda timbulnya gejala penuaan sel, yang merupakan salah satu penyebab utama kematian terkait usia..

Bahaya

Ketika tingkat alami glutamat diubah di otak atau di dalam tubuh, adalah mungkin untuk menderita semua jenis masalah. Ini terjadi apakah jumlah zat dalam tubuh lebih sedikit daripada yang kita butuhkan, seolah-olah tingkatnya meningkat secara berlebihan.

Jadi, misalnya, perubahan kadar glutamat dalam tubuh telah dikaitkan dengan gangguan mental seperti depresi, kecemasan dan skizofrenia. Selain itu, tampaknya juga berhubungan dengan autisme, Alzheimer dan semua jenis penyakit neurodegeneratif.

Di sisi lain, pada tingkat fisik tampaknya kelebihan zat ini akan dikaitkan dengan masalah seperti obesitas, kanker, diabetes, atau sklerosis lateral amyotrophic. Ini juga bisa memiliki efek yang sangat merusak kesehatan komponen-komponen tertentu dari tubuh, seperti otot dan tulang..

Semua bahaya ini akan terkait, di satu sisi, dengan kelebihan glutamat murni dalam makanan (dalam bentuk monosodium glutamat, yang tampaknya dapat melewati sawar darah-otak). Selain itu, mereka juga harus melakukan dengan kelebihan porositas di penghalang yang sama ini.

Kesimpulan

Glutamat adalah salah satu zat terpenting yang diproduksi oleh tubuh kita, dan memainkan peran mendasar dalam semua jenis fungsi dan proses. E

dalam artikel ini Anda telah mempelajari cara kerjanya dan apa manfaat utamanya; tetapi juga bahaya yang dimilikinya ketika ditemukan dalam jumlah yang terlalu tinggi di dalam tubuh kita.

Referensi

  1. "Apa itu glutamat? Pemeriksaan fungsi, jalur dan eksitasi neurotransmitter glutamat "di: Neurohacker. Diperoleh pada: 26 Februari 2019 dari Neurohacker: neurohacker.com.
  2. "Tinjauan Umum Sistem Glutamatergic" di: Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. Diperoleh: 26 Februari 2019 dari Pusat Informasi Bioteknologi Nasional: ncbi.nlm.nih.gov.
  3. "Glutamat reseptor" di: Wikipedia. Diperoleh pada: 26 Februari 2019 dari Wikipedia: en.wikipedia.org.
  4. "8 Peran Penting Glutamat + Mengapa Buruk dalam Kelebihan" di: Diretas Sendiri. Diperoleh pada: 26 Februari 2019 dari Self Hacked: selfhacked.com.
  5. "Glutamat (neurotransmitter)" di: Wikipedia. Diperoleh pada: 26 Februari 2019 dari Wikipedia: en.wikipedia.org.