ग्लूटामेट और उत्तेजक अमीनो एसिड न्यूरोट्रांसमिशन

ग्लूटामेट केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का प्रमुख उत्तेजक न्यूरोट्रांसमीटर है, जो अधिकांश तीव्र सिनैप्टिक उत्तेजना को संचालित करता है और दीर्घकालिक पोटेंशिएशन जैसी सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी को रेखांकित करता है। यह आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स (NMDA, AMPA, और काइनेट प्रकार) और मेटाबोट्रोपिक ग्लूटामेट रिसेप्टर्स के एक परिवार के माध्यम से कार्य करता है, और इसके सिग्नलिंग को कसकर नियंत्रित किया जाना चाहिए क्योंकि अत्यधिक सक्रियण एक्सिटोटॉक्सिक हो सकता है।

Definition

ग्लूटामेटर्जिक न्यूरोट्रांसमिशन अमीनो एसिड ग्लूटामेट द्वारा तीव्र उत्तेजक सिग्नलिंग है, जो आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स (NMDA, AMPA, और काइनेट लिगैंड-गेटेड चैनल) और मेटाबोट्रोपिक (जी-प्रोटीन-युग्मित) ग्लूटामेट रिसेप्टर्स के माध्यम से कार्य करता है, और उत्तेजक अमीनो-एसिड ट्रांसपोर्टरों द्वारा सिनैप्स से साफ किया जाता है।

Scope

यह विषय ग्लूटामेट के आयनोट्रोपिक और मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर परिवारों, सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी में इसकी भूमिका, इसे साफ करने वाले ट्रांसपोर्टरों और एक्सिटोटॉक्सिसिटी की अवधारणा को शामिल करता है। यह ग्लूटामेटर्जिक सिग्नलिंग को सीएनएस फार्माकोलॉजी में संदर्भ ज्ञान के रूप में और उभरती हुई मनोरोग और न्यूरोलॉजिकल दवा रणनीतियों के लक्ष्य के रूप में प्रस्तुत करता है, बिना उपचार मार्गदर्शन प्रदान किए।

Core questions

• ग्लूटामेट तीव्र उत्तेजक सिग्नलिंग कैसे उत्पन्न करता है?
• NMDA, AMPA, और काइनेट आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स में क्या अंतर है?
• ग्लूटामेट रिसेप्टर्स सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी को कैसे मध्यस्थ करते हैं?
• एक्सिटोटॉक्सिसिटी क्या है और ग्लूटामेट को कसकर विनियमित क्यों किया जाना चाहिए?

Key concepts

• प्रमुख उत्तेजक ट्रांसमीटर के रूप में ग्लूटामेट
• आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स: NMDA, AMPA, काइनेट
• मेटाबोट्रोपिक ग्लूटामेट रिसेप्टर्स
• दीर्घकालिक पोटेंशिएशन और सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी
• एक्सिटोटॉक्सिसिटी
• उत्तेजक अमीनो-एसिड ट्रांसपोर्टर

Key theories

NMDA-रिसेप्टर संयोग पहचान और प्लास्टिसिटी

यह विवरण कि NMDA रिसेप्टर, अपने मैग्नीशियम ब्लॉक को राहत देने के लिए ग्लूटामेट बंधन और पोस्टसिनैप्टिक विध्रुवण दोनों की आवश्यकता के द्वारा, एक संयोग डिटेक्टर के रूप में कार्य करता है जो गतिविधि-निर्भर सिनैप्टिक सुदृढीकरण जैसे दीर्घकालिक पोटेंशिएशन को रेखांकित करता है।

मनोरोग बीमारी की ग्लूटामेट परिकल्पनाएं

यह परिकल्पना कि परिवर्तित ग्लूटामेटर्जिक, विशेष रूप से NMDA-रिसेप्टर, सिग्नलिंग सिज़ोफ्रेनिया और मूड विकारों में योगदान करती है, जो ग्लूटामेट-लक्षित चिकित्सीय अनुसंधान को प्रेरित करती है।

Mechanisms

जारी किया गया ग्लूटामेट आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स को बांधता है जो धनायन चैनल हैं: AMPA रिसेप्टर्स तीव्र विध्रुवण को मध्यस्थ करते हैं, जबकि NMDA रिसेप्टर्स लिगैंड- और वोल्टेज-गेटेड दोनों होते हैं और कैल्शियम के लिए पारगम्य होते हैं, जिससे वे संयोग डिटेक्टरों के रूप में कार्य कर सकते हैं जो प्लास्टिसिटी को ट्रिगर करते हैं, जैसा कि ट्रेनेलिस एट अल. (2010) द्वारा विस्तृत किया गया है। निसवेंडर और कॉन (2010) द्वारा समीक्षा किए गए मेटाबोट्रोपिक ग्लूटामेट रिसेप्टर्स, जी-प्रोटीन-युग्मित होते हैं और धीमी समय-सीमा पर उत्तेजना और ट्रांसमीटर रिलीज को संशोधित करते हैं। ग्लूटामेट को उत्तेजक अमीनो-एसिड ट्रांसपोर्टरों द्वारा साफ किया जाता है, जो बड़े पैमाने पर एस्ट्रोसाइट्स पर होते हैं; इस निकासी की विफलता अत्यधिक रिसेप्टर सक्रियण और कैल्शियम प्रवाह की अनुमति देती है, जो एक्सिटोटॉक्सिक चोट का आधार है। ग्लूटामेट की केंद्रीय भूमिका के कारण, परिवर्तित सिग्नलिंग को सिज़ोफ्रेनिया (मोघद्दाम और जाविट, 2012) और अवसाद (सनाकोरा एट अल., 2012) में प्रस्तावित किया गया है।

Clinical relevance

ग्लूटामेटर्जिक तंत्र मिर्गी, एक्सिटोटॉक्सिक न्यूरोनल चोट और मनोरोग स्थितियों में शामिल हैं, और ग्लूटामेट रिसेप्टर्स दवा विकास के लिए एक सक्रिय लक्ष्य हैं। यह प्रविष्टि सिग्नलिंग पर संदर्भ सामग्री के रूप में उन तंत्रों और परिकल्पनाओं का वर्णन करती है; यह किसी भी उपचार के निदान, चयन या खुराक पर सलाह नहीं देती है।

Evidence & guidelines

ग्लूटामेट रिसेप्टर वर्गीकरण IUPHAR सर्वसम्मति नामकरण का पालन करता है; उद्धृत फार्माकोलॉजिकल रिव्यूज (ट्रेनेलिस एट अल., 2010) और एनुअल रिव्यू (निसवेंडर और कॉन, 2010) लेख यहां उपयोग किए गए आधिकारिक रिसेप्टर विवरण प्रदान करते हैं।

History

हालांकि अमीनो एसिड को लंबे समय से सिग्नलिंग अणुओं के बजाय चयापचय के रूप में देखा जाता था, ग्लूटामेट को बीसवीं शताब्दी के अंत में प्रमुख उत्तेजक ट्रांसमीटर के रूप में स्थापित किया गया था। NMDA रिसेप्टर और दीर्घकालिक पोटेंशिएशन में इसकी भूमिका के लक्षण वर्णन ने ग्लूटामेट को सीखने और स्मृति से जोड़ा, जबकि एक्सिटोटॉक्सिसिटी और मनोरोग बीमारी की ग्लूटामेट परिकल्पनाओं की पहचान ने न्यूरोलॉजी और मनोरोग में इसके महत्व का विस्तार किया।

Debates

सिज़ोफ्रेनिया के लिए ग्लूटामेटर्जिक शिथिलता कितनी केंद्रीय है?

ग्लूटामेट परिकल्पना, आंशिक रूप से NMDA-रिसेप्टर विरोधी के साइकोटोमिमेटिक प्रभावों से प्रेरित, डोपामिनर्जिक खातों के साथ प्रतिस्पर्धा करती है और ओवरलैप करती है; इसकी सटीक कारण भूमिका और चिकित्सीय निहितार्थ अभी भी जांच के अधीन हैं।

Seminal works

• traynelis-2010
• niswender-conn-2010
• moghaddam-javitt-2012

Frequently asked questions

ग्लूटामेट को मुख्य उत्तेजक न्यूरोट्रांसमीटर क्यों कहा जाता है?

क्योंकि ग्लूटामेट मस्तिष्क में अधिकांश तीव्र उत्तेजक सिनैप्टिक ट्रांसमिशन को संचालित करता है, जो धनायन-पारगम्य आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स के माध्यम से कार्य करता है जो लक्ष्य न्यूरॉन्स को विध्रुवित करते हैं, GABA द्वारा प्रदान की गई निरोधात्मकता को संतुलित करते हैं।

एक्सिटोटॉक्सिसिटी क्या है?

एक्सिटोटॉक्सिसिटी न्यूरॉन्स की चोट या मृत्यु है जो अत्यधिक ग्लूटामेट-रिसेप्टर सक्रियण के कारण होती है, विशेष रूप से NMDA रिसेप्टर्स के माध्यम से कैल्शियम के प्रवेश के कारण जब ग्लूटामेट को सिनैप्स से पर्याप्त रूप से साफ नहीं किया जाता है।