БИОЛОГИЯ И ПСИХИЧНО ЗДРАВЕ
Мултидисциплинарен трактат: Мозъчна дейност, Висши психични процеси. Поведение
N3 - Пластично и функционално участие
1.4.1.1. Глутаминова и аспарагинова
Глутаминовата киселина и аспарагиновата киселина (вж. Път 7) са възбуждащи невротрансмитери с широко и интензивно разпределение в ЦНС, те медиират по-голямата част от възбуждащите синаптични предавания на мозъка, участват в различни процеси като епилепсия, мозъчни лезии, исхемични и учене, влияещи върху развитието на нормални синаптични връзки в мозъка. Кортико-таламичните и кортико-набраздените взаимовръзки, както и лимбичните взаимовръзки (хипокампус, преграда, амигдала и бозайникови ядра) са изключително богати. Действието му е толкова очевидно, че е възможно големите неврологични дегенерации, като болестта на Алцхаймер, да се дължат на тяхната хиперактивност.
Не е неразумно да мислим, че това може да се случи, ако вземем за ориентир действието на каиновата киселина. Каиновата киселина унищожава глутаминергичните неврони, които са достъпни за нея поради прекомерното навлизане на Na + и поради огромното физиологично търсене, което индуцира в невроните, което генерира необратимо изчерпване на постсинаптичния неврон. Тоест, физиологичното усилие, генерирано от каинова киселина, въпреки че е специфично за каиновите рецептори на самата глутаминова киселина, има фатално последствие чрез изгаряне на всички функционални възможности на неврона, който има достъп.
Глутаматът и неговите структурно свързани връзки, в допълнение към техните мощни възбуждащи ефекти върху глутаматните рецептори, са мощни невротоксини. Че глутаматът и другите аминокиселини действат като невротоксини, е открито за първи път през 70-те години, когато тези агенти се дават перорално на незрели животни. Остра невродегенерация се наблюдава в онези области, които са слабо защитени от кръвно-мозъчната бариера, особено дъгообразното ядро на хипоталамуса. Невродегенеративните механизми са различни и това включва активиране на всички класове йонотропни глутаматни рецептори. Съществува тясна връзка между невротоксичната сила и афинитета към глутаматните рецептори към различни агонисти. Тоест, колкото по-способно е съединението да деполяризира невроните, толкова по-голяма е вероятността този агент да причини невронална токсичност.
На биохимично ниво те представят постоянна реципрочна трансформация, която определя глутамин или аспарагин като краен продукт, съгласно регулаторните механизми, и участието на ензимната система аспартат-амино-трансфераза е от съществено значение. Тази сложна реакция включва а-кетоглутарова киселина и оксалооцетна киселина като субстрати на междинен метаболизъм, като крайният продукт е образуването на ябълчена киселина.
По такъв начин, че освободеният като невротрансмитер глутамат се абсорбира от глиалната клетка, в която с разход на АТФ се вгражда азот и с намесата на глутамин синтетаза се образува глутамин, който, освободен от глиалната клетка, се улавя от невронът просто чрез дифузия през мембраната и глутаминът се произвежда и освобождава много лесно от действието на глутаминазата. Ролята на невронно-глиалния трансфер в глутаминовия глутамин е важна за характеризиране на изключително значимо функционално свойство в ЦНС от не-невронни клетки. Изглежда обаче, че основното хранилище на глутамин е глутаминът и чрез активиране на глутаминазата, което се регулира от присъствието на самата глутаминова киселина, той инхибира активността на глутамината за образуване на глутамин.
Освобождаването на тези невротрансмитери е зависимо от калций и тяхното инактивиране, както в случая на моноамините, се случва главно чрез обратното поемане на натрий.
Действието на тези аминокиселини се проявява върху трите вида рецептори на постсинаптичната мембрана: повечето глутаматни рецептори са йонотропни; т.е. местата на свързване на агонистите и свързания с тях йонен канал са включени в същия макромолекулен комплекс. Агонистите работят за увеличаване на вероятността каналът да се отвори. NMDA, AMPA и каинат (KA), като класове на глутаматни рецептори, са членове на суперсемейството на йонните канали на шлюза, които включват никотиновите ацетилхолинови рецептори, рецепторите за g-аминомаслена киселина (GABAA), инхибиторните глицинови рецептори и 5 -хидрокситриптамин3 (5-НТ3) рецептори, наред с други. Подтипите на глутаматния рецептор аминоциклопентил дикарбоксилна киселина и L-2-амино-4-фосфонопионова киселина (L-AP4), напротив, са свързани чрез G протеини с вътреклетъчни ефектори, подобно на мускариновите рецептори на ацетилхолина, GABAB и b? -адренергичен.