GLUTAMAT (NEUROTRANSMITTER): SINTESIS, AKSI, FUNGSI - NEUROPSIKOLOGI - 2025

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

Reseptor glutamat biokimia 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 wilayah otak, tetapi sangat melimpah di beberapa area.

Sumber: pixabay.com

Glutamat memainkan peran mendasar dalam plastisitas sinaptik. Karena itu, ini terutama terkait dengan fungsi kognitif lanjutan tertentu seperti memori dan pembelajaran. Bentuk plastisitas tertentu, yang dikenal sebagai potensiasi jangka panjang, terjadi pada sinapsis glutamatergik di area seperti hipokampus atau korteks.

Selain semua itu, glutamat juga memiliki sejumlah manfaat kesehatan bila dikonsumsi melalui diet dalam jumlah sedang. Namun, ini juga dapat menyebabkan beberapa efek negatif jika Anda terlalu banyak berkonsentrasi, baik pada level otak maupun pada makanan. Pada artikel ini kami akan memberi tahu Anda segalanya tentang dia.

Perpaduan

Struktur L-Glutamat

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, adalah mungkin untuk mendapatkan cukup neurotransmitter ini melalui makanan, sehingga tidak perlu mensintesisnya.

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

Di tingkat otak, glutamat tidak mampu menembus sawar darah-otak dengan sendirinya. Namun, ia bergerak melalui sistem saraf pusat menggunakan sistem transportasi afinitas tinggi. Ini berfungsi untuk mengatur konsentrasinya dan menjaga agar jumlah zat yang ditemukan dalam cairan otak ini konstan.

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 maupun di sel glial yang mengelilinginya.

Di sisi lain, glutamat sendiri merupakan prekursor neurotransmitter yang sangat penting lainnya, GABA. Proses transformasi dilakukan oleh aksi enzim glutamat dekarboksilase.

Mekanisme aksi

Reseptor AMPA berikatan dengan antagonis L-glutamat yang menunjukkan terminal amino, domain pengikat ligan, dan domain transmembran, PDB 3KG2. Curtis Neveu Glutamate memberikan efeknya pada tubuh dengan mengikat empat jenis reseptor biokimia: reseptor AMPA, reseptor NMDA, reseptor glutamat metabotropik, dan reseptor kainate. Kebanyakan dari mereka berada di dalam sistem saraf pusat.

Nyatanya, sebagian besar reseptor glutamat terletak di dendrit sel postsynaptic; dan mereka mengikat molekul yang dilepaskan ke ruang intra-sinaptik oleh sel presinaptik. Di sisi lain, mereka juga hadir dalam sel seperti astrosit dan oligodendrosit.

Reseptor glutamin dapat dibagi menjadi dua subtipe: ionotropik dan metabotropik. Di bawah ini kita akan melihat bagaimana masing-masing bekerja secara lebih rinci.

Reseptor ionotropik

Reseptor ionotropik.

Reseptor glutamat ionotropik memiliki fungsi utama untuk memungkinkan natrium, kalium, dan terkadang ion kalsium melewati otak sebagai respons terhadap pengikatan glutamat. Ketika pengikatan terjadi, antagonis menstimulasi aksi langsung pori pusat reseptor, saluran ion, sehingga memungkinkan lewatnya zat ini.

Lewatnya ion natrium, kalium, dan kalsium menyebabkan arus rangsang postsynaptic. Arus ini mendepolarisasi; dan jika sejumlah reseptor glutamat diaktifkan, potensi aksi di neuron postsynaptic dapat dicapai.

Semua jenis reseptor glutamat mampu menghasilkan arus rangsang postsynaptic. 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 termasuk dalam subfamili C reseptor protein G. Mereka dibagi menjadi tiga kelompok, yang kemudian dibagi menjadi delapan subtipe untuk mamalia.

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

Daerah ekstraseluler terdiri dari modul yang dikenal sebagai "penangkap lalat Venus" yang bertanggung jawab untuk mengikat glutamat. Ia juga memiliki bagian yang kaya sistein yang memainkan peran mendasar dalam transmisi perubahan arus menuju bagian transmembran.

Daerah transmembran terdiri dari tujuh daerah, dan fungsi utamanya adalah menghubungkan zona ekstraseluler dengan zona intraseluler, tempat protein coupling umumnya terjadi.

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

Reseptor di luar sistem saraf pusat

Reseptor glutamat dipercaya memainkan peran kunci dalam menerima rangsangan yang memunculkan rasa "umami", salah satu dari lima rasa dasar menurut penelitian terbaru di bidang ini. Karena itu, reseptor golongan ini diketahui ada di lidah, khususnya di indera perasa.

Reseptor glutamat ionotropik juga diketahui ada di jaringan jantung, meskipun perannya di area ini masih belum diketahui. Disiplin yang dikenal sebagai "imunhistokimia" telah menempatkan beberapa dari reseptor ini di saraf terminal, ganglia, serat konduktif, dan beberapa kardiomiosit.

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

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

fitur

Kita telah melihat bahwa glutamat adalah neurotransmitter paling melimpah di otak mamalia. Ini terutama karena fakta bahwa itu memenuhi sejumlah besar fungsi dalam tubuh kita. Di sini kami memberi tahu Anda mana yang utama.

Mendukung fungsi otak normal

Glutamat adalah neurotransmitter terpenting dalam mengatur fungsi otak normal. Hampir semua neuron rangsang di otak dan sumsum tulang belakang bersifat glutamatergik.

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

Misalnya, hari ini kita tahu bahwa dengan tingkat glutamat yang rendah tidak mungkin membentuk ingatan baru. Selain itu, jumlah neurotransmitter yang sangat rendah ini dapat memicu serangan skizofrenia, epilepsi, atau masalah kejiwaan seperti depresi dan kecemasan.

Bahkan penelitian dengan tikus menunjukkan bahwa kadar glutamat yang sangat rendah di otak dapat dikaitkan dengan gangguan spektrum autisme.

Ini adalah pendahulu GABA

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

Meningkatkan fungsi sistem pencernaan

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

Glutamat dalam makanan menyebabkan beberapa reaksi mendasar di seluruh tubuh. Misalnya, mengaktifkan saraf vagus sedemikian rupa sehingga produksi serotonin dalam sistem pencernaan ditingkatkan. Ini mendorong pergerakan usus, serta meningkatkan suhu tubuh dan produksi energi.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penggunaan suplemen glutamat oral dapat memperbaiki pencernaan pada pasien yang bermasalah dalam hal ini. Selain itu, zat ini juga dapat melindungi dinding lambung dari efek berbahaya obat tertentu di atasnya.

Mengatur siklus nafsu makan dan kenyang

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

Jadi, keberadaannya dalam makanan membuat kita merasa lebih lapar dan ingin makan lebih banyak; selain itu juga membuat kita merasa lebih puas setelah mengkonsumsinya.

Meningkatkan sistem kekebalan

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

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

Meningkatkan fungsi otot dan tulang

Saat ini kita tahu bahwa glutamat memainkan peran fundamental dalam pertumbuhan dan perkembangan tulang, serta dalam menjaga kesehatannya.

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

Di sisi lain, kita juga tahu bahwa glutamat berperan penting dalam fungsi otot. Selama berolahraga, misalnya, neurotransmitter ini bertanggung jawab untuk menyediakan energi ke serat otot dan memproduksi glutathione.

Dapat meningkatkan umur panjang

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

Efek ini diyakini karena 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 tubuh, ada kemungkinan untuk menderita berbagai macam masalah. Ini terjadi baik jika jumlah zat di dalam tubuh lebih sedikit daripada yang kita butuhkan, atau jika kadarnya dinaikkan secara berlebihan.

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

Di sisi lain, pada tingkat fisik tampaknya kelebihan zat ini akan dikaitkan dengan masalah seperti obesitas, kanker, diabetes, atau sklerosis lateral amiotrofik. Bisa juga memiliki efek yang sangat merugikan pada kesehatan komponen tubuh tertentu, seperti otot dan tulang.

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

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

Referensi

1. "Apa itu glutamat? Pemeriksaan fungsi, jalur dan eksitasi dari neurotransmitter glutamat ”di: Neurohacker. Diperoleh pada: 26 Februari 2019 dari Neurohacker: neurohacker.com.
2. "Tinjauan Sistem Glutamatergic" di: Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. Diperoleh pada: 26 Februari 2019 dari National Center for Biotechnology Information: ncbi.nlm.nih.gov.
3. "Reseptor glutamat" di: Wikipedia. Diperoleh pada: 26 Februari 2019 dari Wikipedia: en.wikipedia.org.
4. "8 Peran Penting Glutamat + Mengapa Kelebihan Itu Buruk" dalam: 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.