الجلوتامات (ناقل عصبي): التركيب ، العمل ، الوظائف - علم النفس العصبي - 2025

و الغلوتامات هو الأكثر العصبي مثير وفرة في وظيفة الجهاز العصبي في الكائنات الفقارية. يلعب دورًا أساسيًا في جميع الوظائف المثيرة ، مما يعني أنه مرتبط بأكثر من 90 ٪ من جميع الاتصالات المشبكية في الدماغ البشري.

يمكن تقسيم مستقبلات الجلوتامات الكيميائية الحيوية إلى ثلاث فئات: مستقبلات AMPA ، ومستقبلات NMDA ، ومستقبلات الجلوتامات الأيضية. يحدد بعض الخبراء النوع الرابع ، المعروف باسم مستقبلات كاينات. توجد في جميع مناطق الدماغ ، ولكنها متوفرة بشكل خاص في بعض المناطق.

المصدر: pixabay.com

يلعب الغلوتامات دورًا أساسيًا في اللدونة المشبكية. لهذا السبب ، يرتبط بشكل خاص ببعض الوظائف المعرفية المتقدمة مثل الذاكرة والتعلم. يحدث شكل معين من اللدونة ، يُعرف باسم التقوية طويلة المدى ، في نقاط الاشتباك العصبي الجلوتاماتي في مناطق مثل الحُصين أو القشرة.

بالإضافة إلى كل هذا ، فإن للجلوتامات أيضًا عددًا من الفوائد الصحية عند تناوله باعتدال من خلال النظام الغذائي. ومع ذلك ، يمكن أن يسبب أيضًا بعض الآثار السلبية إذا ركزت كثيرًا ، سواء على مستوى الدماغ أو في الطعام. في هذا المقال سنخبرك بكل شيء عنه.

نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة

هيكل L- الجلوتامات

الغلوتامات هو أحد المكونات الرئيسية لعدد كبير من البروتينات. لهذا السبب ، فهو أحد أكثر الأحماض الأمينية وفرة في جسم الإنسان بأكمله. في ظل الظروف العادية ، من الممكن الحصول على ما يكفي من هذا الناقل العصبي من خلال النظام الغذائي ، بحيث لا يكون من الضروري تصنيعه.

ومع ذلك ، يعتبر الغلوتامات حمض أميني غير أساسي. وهذا يعني أنه في أوقات الطوارئ ، يمكن للجسم أن يستقلبه من مواد أخرى. على وجه التحديد ، يمكن تصنيعه من حمض ألفا كيتوجلوتاريك ، الذي تنتجه دورة حمض الستريك من السترات.

على مستوى الدماغ ، الغلوتامات غير قادرة على عبور الحاجز الدموي الدماغي من تلقاء نفسها. ومع ذلك ، فإنه يتحرك عبر الجهاز العصبي المركزي باستخدام نظام نقل عالي التقارب. يعمل هذا على تنظيم تركيزه والحفاظ على كمية هذه المادة الموجودة في سوائل الدماغ ثابتة.

في الجهاز العصبي المركزي ، يتم تصنيع الجلوتامات من الجلوتامين في عملية تعرف باسم "دورة الجلوتامات الجلوتامينرجي" ، من خلال عمل إنزيم الجلوتاميناز. يمكن أن يحدث هذا في كل من الخلايا العصبية قبل المشبكي والخلايا الدبقية المحيطة بها.

من ناحية أخرى ، يعد الغلوتامات في حد ذاته مقدمة لناقل عصبي آخر مهم للغاية ، GABA. تتم عملية التحول من خلال عمل إنزيم الغلوتامات ديكاربوكسيلاز.

آلية العمل

يرتبط مستقبل AMPA بمضاد L-glutamate يُظهر المحطة الأمينية ومجال ربط الترابط ومجال الغشاء PDB 3KG2. يمارس Curtis Neveu Glutamate تأثيره على الجسم من خلال الارتباط بأربعة أنواع مختلفة من المستقبلات الكيميائية الحيوية: مستقبلات AMPA ، مستقبلات NMDA ، مستقبلات الغلوتامات الأيضية ، ومستقبلات كاينات. يقع معظمهم داخل الجهاز العصبي المركزي.

في الواقع ، توجد الغالبية العظمى من مستقبلات الغلوتامات على تشعبات الخلايا بعد المشبكية. وترتبط بالجزيئات التي يتم إطلاقها في الفضاء داخل المشبك بواسطة الخلايا قبل المشبكية. من ناحية أخرى ، فهي موجودة أيضًا في الخلايا مثل الخلايا النجمية والخلايا قليلة التغصن.

يمكن تقسيم مستقبلات الجلوتامين إلى نوعين فرعيين: مؤثر في الأيض ومستقبِل أيض. أدناه سنرى كيف يعمل كل منهم بمزيد من التفصيل.

مستقبلات Ionotropic

مستقبلات Ionotropic.

مستقبلات الغلوتامات Ionotropic Glutamate لها الوظيفة الأساسية للسماح لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم وأحيانًا الكالسيوم بالمرور عبر الدماغ استجابةً لارتباط الجلوتامات. عند حدوث الارتباط ، يحفز المضاد الفعل المباشر للمسام المركزية للمستقبل ، وهي قناة أيونية ، مما يسمح بمرور هذه المواد.

يسبب مرور أيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم تيارًا مثيرًا بعد المشبكي. هذا التيار يزيل الاستقطاب. وإذا تم تنشيط عدد كافٍ من مستقبلات الغلوتامات ، فيمكن الوصول إلى إمكانات الفعل في العصبون ما بعد المشبكي.

جميع أنواع مستقبلات الغلوتامات قادرة على إنتاج تيار مثير بعد المشبكي. ومع ذلك ، فإن سرعة ومدة هذا التيار تختلف لكل منهما. وبالتالي ، لكل منها تأثيرات مختلفة على الجهاز العصبي.

مستقبلات التمثيل الغذائي

تنتمي مستقبلات الجلوتامات الأيضية إلى الفصيلة الفرعية C من مستقبلات البروتين G. وهي مقسمة إلى ثلاث مجموعات ، والتي بدورها تنقسم إلى ثمانية أنواع فرعية في حالة الثدييات.

تتكون هذه المستقبلات من ثلاثة أجزاء متميزة: المنطقة خارج الخلية ، ومنطقة الغشاء ، والمنطقة داخل الخلايا. اعتمادًا على مكان حدوث الرابطة مع جزيئات الغلوتامات ، سيحدث تأثير مختلف في الجسم أو في الجهاز العصبي.

تتكون المنطقة خارج الخلية من وحدة تعرف باسم "Venus flytrap" وهي مسؤولة عن ربط الغلوتامات. كما أنه يحتوي على جزء غني بالسيستين الذي يلعب دورًا أساسيًا في انتقال تغير التيار نحو جزء الغشاء.

تتكون منطقة الغشاء من سبع مناطق ، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في توصيل المنطقة خارج الخلية بالمنطقة داخل الخلايا ، حيث يحدث اقتران البروتين بشكل عام.

يتسبب ارتباط جزيئات الجلوتامات في المنطقة خارج الخلية في فسفرة البروتينات التي تصل إلى المنطقة داخل الخلايا. يؤثر هذا على عدد كبير من المسارات البيوكيميائية والقنوات الأيونية في الخلية. لهذا السبب ، يمكن أن تسبب مستقبلات التمثيل الغذائي مجموعة واسعة جدًا من التأثيرات الفسيولوجية.

مستقبلات خارج الجهاز العصبي المركزي

يعتقد أن مستقبلات الجلوتامات تلعب دورًا رئيسيًا في تلقي المنبهات التي تثير طعم "أومامي" ، وهو أحد النكهات الخمس الأساسية وفقًا لأحدث الأبحاث في هذا المجال. ولهذا فمن المعروف أن هناك مستقبلات لهذه الفئة في اللسان وتحديداً في براعم التذوق.

من المعروف أيضًا وجود مستقبلات الغلوتامات في نسيج القلب ، على الرغم من أن دورها في هذا المجال لا يزال غير معروف. حدد النظام المعروف باسم "الكيمياء المناعية" بعض هذه المستقبلات في الأعصاب الطرفية والعقد والألياف الموصلة وبعض خلايا عضلة القلب.

من ناحية أخرى ، من الممكن أيضًا العثور على عدد صغير من هذه المستقبلات في مناطق معينة من البنكرياس. وتتمثل مهمتها الرئيسية هنا في تنظيم إفراز مواد مثل الأنسولين والجلوكاجون. وقد فتح هذا الباب أمام البحث في إمكانية تنظيم مرض السكري باستخدام مضادات الغلوتامات.

نعلم أيضًا اليوم أن الجلد يحتوي على كمية معينة من مستقبلات NMDA ، والتي يمكن تحفيزها لإنتاج تأثير مسكن. باختصار ، للجلوتامات تأثيرات متنوعة للغاية في جميع أنحاء الجسم ، وتوجد مستقبلاته في جميع أنحاء الجسم.

المميزات

لقد رأينا بالفعل أن الغلوتامات هو الناقل العصبي الأكثر وفرة في دماغ الثدييات. هذا يرجع أساسًا إلى حقيقة أنه يؤدي عددًا كبيرًا من الوظائف في الجسم. هنا نخبرك ما هي أهمها.

يدعم وظائف المخ الطبيعية

الغلوتامات هو أهم ناقل عصبي في تنظيم وظائف الدماغ الطبيعية. تقريبا جميع الخلايا العصبية المثيرة في الدماغ والحبل الشوكي هي الجلوتامات.

يرسل الغلوتامات إشارات إلى الدماغ وجميع أنحاء الجسم. تساعد هذه الرسائل في وظائف مثل الذاكرة أو التعلم أو التفكير ، بالإضافة إلى لعب دور ثانوي في العديد من الجوانب الأخرى لعمل دماغنا.

على سبيل المثال ، نعلم اليوم أنه مع انخفاض مستويات الغلوتامات فإنه من المستحيل تكوين ذكريات جديدة. علاوة على ذلك ، يمكن أن تؤدي الكمية المنخفضة بشكل غير طبيعي من هذا الناقل العصبي إلى نوبات الفصام أو الصرع أو المشاكل النفسية مثل الاكتئاب والقلق.

حتى الدراسات التي أجريت على الفئران تظهر أن المستويات المنخفضة بشكل غير طبيعي من الغلوتامات في الدماغ يمكن ربطها باضطرابات طيف التوحد.

إنها مقدمة لـ GABA

الجلوتامات هو أيضًا القاعدة التي يستخدمها الجسم لتكوين ناقل عصبي آخر مهم جدًا ، وهو حمض جاما أمينوبوتيريك (GABA). تلعب هذه المادة دورًا مهمًا جدًا في التعلم ، بالإضافة إلى تقلص العضلات. يرتبط أيضًا بوظائف مثل النوم أو الاسترخاء.

يحسن عمل الجهاز الهضمي

يمكن امتصاص الغلوتامات من الطعام ، لكون هذا الناقل العصبي هو المصدر الرئيسي للطاقة لخلايا الجهاز الهضمي ، بالإضافة إلى ركيزة مهمة لتخليق الأحماض الأمينية في هذا الجزء من الجسم.

يسبب الغلوتامات في الطعام عدة ردود فعل أساسية في جميع أنحاء الجسم. على سبيل المثال ، ينشط العصب المبهم ، بحيث يتم تعزيز إنتاج السيروتونين في الجهاز الهضمي. هذا يشجع حركات الأمعاء ، فضلا عن زيادة درجة حرارة الجسم وإنتاج الطاقة.

تظهر بعض الدراسات أن استخدام مكملات الجلوتامات الفموية يمكن أن يحسن الهضم لدى المرضى الذين يعانون من مشاكل في هذا الصدد. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لهذه المادة أيضًا حماية جدار المعدة من التأثير الضار لبعض الأدوية عليها.

ينظم دورة الشهية والشبع

على الرغم من أننا لا نعرف بالضبط كيف يحدث هذا التأثير ، إلا أن الغلوتامات لها تأثير تنظيمي مهم للغاية على دائرة الشهية والشبع.

وبالتالي ، فإن وجوده في الطعام يجعلنا نشعر بالجوع أكثر ونريد أن نأكل أكثر ؛ ولكنه يجعلنا أيضًا نشعر بمزيد من الرضا بعد تناوله.

يحسن جهاز المناعة

تحتوي بعض خلايا الجهاز المناعي أيضًا على مستقبلات الغلوتامات. على سبيل المثال ، الخلايا التائية والخلايا البائية والضامة والخلايا المتغصنة. يشير هذا إلى أن هذا الناقل العصبي يلعب دورًا مهمًا في كل من أنظمة المناعة الفطرية والتكيفية.

أظهرت بعض الدراسات التي تستخدم هذه المادة كدواء أنه يمكن أن يكون لها تأثير مفيد للغاية على أمراض مثل السرطان أو الالتهابات البكتيرية. بالإضافة إلى ذلك ، يبدو أنه يحمي أيضًا إلى حد ما من الاضطرابات التنكسية العصبية ، مثل مرض الزهايمر.

يحسن وظائف العضلات والعظام

نعلم اليوم أن الغلوتامات تلعب دورًا أساسيًا في نمو وتطور العظام ، وكذلك في الحفاظ على صحتها.

تمنع هذه المادة ظهور الخلايا التي تتلف العظام ، مثل ناقضات العظم ؛ ويمكن استخدامه لعلاج أمراض مثل هشاشة العظام عند البشر.

من ناحية أخرى ، نعلم أيضًا أن الغلوتامات تلعب دورًا أساسيًا في وظيفة العضلات. أثناء التمرين ، على سبيل المثال ، يكون هذا الناقل العصبي مسؤولاً عن توفير الطاقة لألياف العضلات وإنتاج الجلوتاثيون.

قد يزيد من طول العمر

أخيرًا ، تشير بعض الدراسات الحديثة إلى أن الغلوتامات يمكن أن يكون لها تأثير مفيد جدًا على عملية شيخوخة الخلايا. على الرغم من أنه لم يتم اختباره على البشر بعد ، إلا أن التجارب على الحيوانات تظهر أن زيادة هذه المادة في النظام الغذائي يمكن أن تقلل من معدلات الوفيات.

يُعتقد أن هذا التأثير ناتج عن تأخر الغلوتامات في ظهور أعراض الشيخوخة الخلوية ، والتي تعد أحد الأسباب الرئيسية للوفاة المرتبطة بالعمر.

الأخطار

عندما تتغير المستويات الطبيعية للجلوتامات في الدماغ أو الجسم ، فمن الممكن أن تعاني من جميع أنواع المشاكل. يحدث هذا سواء كان هناك مادة في الجسم أقل مما نحتاج إليه ، أو إذا تم رفع المستويات بطريقة مبالغ فيها.

وهكذا ، على سبيل المثال ، ارتبط التغيير في مستويات الجلوتامات في الجسم بالاضطرابات العقلية مثل الاكتئاب والقلق والفصام. بالإضافة إلى ذلك ، يبدو أيضًا أنه مرتبط بالتوحد ومرض الزهايمر وجميع أنواع الأمراض العصبية التنكسية.

من ناحية أخرى ، على المستوى الجسدي ، يبدو أن الزيادة في هذه المادة مرتبطة بمشاكل مثل السمنة أو السرطان أو السكري أو التصلب الجانبي الضموري. يمكن أن يكون لها أيضًا آثار ضارة جدًا على صحة بعض مكونات الجسم ، مثل العضلات والعظام.

كل هذه الأخطار ستكون مرتبطة ، من ناحية ، بزيادة الغلوتامات النقية في النظام الغذائي (على شكل جلوتامات أحادية الصوديوم ، والتي يبدو أنها قادرة على عبور الحاجز الدموي الدماغي). بالإضافة إلى ذلك ، سيتعين عليهم أيضًا التعامل مع المسامية الزائدة في هذا الحاجز نفسه.

خاتمة

يعد الغلوتامات من أهم المواد التي ينتجها الجسم ، ويلعب دورًا أساسيًا في جميع أنواع الوظائف والعمليات. و

في هذه المقالة ، تعلمت كيف تعمل وما هي فوائدها الرئيسية ؛ ولكن أيضًا المخاطر التي تحدث عندما توجد بكميات كبيرة جدًا في أجسامنا.

المراجع

1. "ما هو الغلوتامات؟ فحص وظائف ومسارات وإثارة الناقل العصبي الغلوتامات في: Neurohacker. تم الاسترجاع في: 26 فبراير 2019 من Neurohacker: neurohacker.com.
2. "نظرة عامة على نظام الجلوتاماتيرجيك" في: المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. تم الاسترجاع في: 26 فبراير 2019 من المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "مستقبل الجلوتامات" في: ويكيبيديا. تم الاسترجاع في: 26 فبراير 2019 من ويكيبيديا: en.wikipedia.org.
4. "8 أدوار مهمة للغلوتامات + لماذا هو سيء في الزيادة" في: Self Hacked. تم الاسترجاع في: 26 فبراير 2019 من Self Hacked: selfhacked.com.
5. "جلوتامات (ناقل عصبي)" في: ويكيبيديا. تم الاسترجاع في: 26 فبراير 2019 من ويكيبيديا: en.wikipedia.org.