谷氨酸和兴奋性氨基酸神经递质

谷氨酸是中枢神经系统的主要兴奋性神经递质，驱动大多数快速突触兴奋并构成突触可塑性（如长时程增强）的基础。它通过离子型受体（NMDA、AMPA和海人酸受体）和代谢型谷氨酸受体家族发挥作用，其信号传导必须受到严格控制，因为过度激活可能导致兴奋性毒性。

Definition

谷氨酸能神经传递是指氨基酸谷氨酸通过离子型受体（NMDA、AMPA和海人酸配体门控通道）和代谢型（G蛋白偶联）谷氨酸受体发挥作用，并被兴奋性氨基酸转运体从突触中清除的快速兴奋性信号传导。

Scope

本主题涵盖谷氨酸的离子型和代谢型受体家族、其在突触可塑性中的作用、清除谷氨酸的转运体以及兴奋性毒性的概念。它将谷氨酸能信号传导作为中枢神经系统药理学的参考知识以及新兴精神和神经药物策略的目标，但不提供治疗指导。

Core questions

• 谷氨酸如何产生快速兴奋性信号？
• NMDA、AMPA和海人酸离子型受体有何区别？
• 谷氨酸受体如何介导突触可塑性？
• 什么是兴奋性毒性？为什么谷氨酸必须受到严格调节？

Key concepts

• 谷氨酸作为主要兴奋性递质
• 离子型受体：NMDA、AMPA、海人酸
• 代谢型谷氨酸受体
• 长时程增强和突触可塑性
• 兴奋性毒性
• 兴奋性氨基酸转运体

Key theories

NMDA-receptor coincidence detection and plasticity

The account that the NMDA receptor, by requiring both glutamate binding and postsynaptic depolarisation to relieve its magnesium block, acts as a coincidence detector underlying activity-dependent synaptic strengthening such as long-term potentiation.

Glutamate hypotheses of psychiatric illness

The hypotheses that altered glutamatergic, particularly NMDA-receptor, signalling contributes to schizophrenia and to mood disorders, motivating glutamate-targeted therapeutic research.

Mechanisms

释放的谷氨酸结合阳离子通道离子型受体：AMPA受体介导快速去极化，而NMDA受体既是配体门控又是电压门控的，并且对钙离子具有通透性，使其能够作为触发可塑性的符合检测器，如Traynelis等人（2010）所详述。Niswender和Conn（2010）综述的代谢型谷氨酸受体是G蛋白偶联的，并在较慢的时间尺度上调节兴奋性和递质释放。谷氨酸主要由星形胶质细胞上的兴奋性氨基酸转运体清除；这种清除的失败会导致受体过度激活和钙内流，这是兴奋性毒性损伤的基础。由于谷氨酸的核心作用，谷氨酸信号传导的改变已被提出与精神分裂症（Moghaddam & Javitt, 2012）和抑郁症（Sanacora et al., 2012）有关。

Clinical relevance

谷氨酸能机制与癫痫、兴奋性毒性神经元损伤和精神疾病有关，谷氨酸受体是药物开发的一个活跃靶点。本条目将这些机制和假设作为信号传导的参考资料进行描述；它不就任何治疗的诊断、选择或剂量提供建议。

Evidence & guidelines

谷氨酸受体分类遵循IUPHAR共识命名法；此处引用的《药理学评论》（Traynelis et al., 2010）和《年度评论》（Niswender & Conn, 2010）文章提供了此处使用的权威受体描述。

History

尽管氨基酸长期以来被视为代谢而非信号分子，但谷氨酸在20世纪后期被确立为主要的兴奋性递质。NMDA受体的特性及其在长时程增强中的作用将谷氨酸与学习和记忆联系起来，而兴奋性毒性和精神疾病谷氨酸假说的认识则将其重要性扩展到神经病学和精神病学领域。

Debates

谷氨酸能功能障碍在精神分裂症中有多核心？

谷氨酸假说部分由NMDA受体拮抗剂的精神病样作用所促发，它与多巴胺能假说竞争并重叠；其精确的因果作用和治疗意义仍在研究中。

Seminal works

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

Frequently asked questions

为什么谷氨酸被称为主要的兴奋性神经递质？

因为谷氨酸驱动大脑中大多数快速兴奋性突触传递，通过阳离子通透的离子型受体作用，使靶神经元去极化，平衡GABA提供的抑制作用。

什么是兴奋性毒性？

兴奋性毒性是指谷氨酸受体过度激活导致的神经元损伤或死亡，特别是当谷氨酸未从突触中充分清除时，通过NMDA受体进入的钙离子导致。