Nmda रिसेप्टर्स जब ग्लूटामेट का उत्पादन होता है। गामा (गाबा) के स्तर को कैसे बढ़ाएं और ग्लूटामिक एसिड को सीमित करें। आत्म-नियंत्रण के लिए प्रश्न

जैव रासायनिक साहित्य में, बोझिल पूर्ण नाम के बजाय, अधिक कॉम्पैक्ट पारंपरिक पदनामों का अक्सर उपयोग किया जाता है: "ग्लूटामेट", "ग्लू", "ग्लू" या "ई"। वैज्ञानिक साहित्य के बाहर, "ग्लूटामेट" शब्द का प्रयोग अक्सर व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले आहार पूरक मोनोसोडियम ग्लूटामेट के संदर्भ में भी किया जाता है।

जीवित जीवों में, शेष ग्लूटामिक एसिड अणु प्रोटीन, पॉलीपेप्टाइड्स, कुछ कम आणविक भार वाले पदार्थों का हिस्सा है और मुक्त रूप में मौजूद है। प्रोटीन जैवसंश्लेषण में, ग्लूटामिक एसिड अवशेषों का समावेश कोडन GAA और GAG द्वारा एन्कोड किया जाता है।

ग्लूटामिक एसिड को न्यूरॉन्स के विशिष्ट रिसेप्टर्स से बांधने से उनकी उत्तेजना होती है [ ] .

ग्लूटामिक एसिड मानव शरीर में संश्लेषित गैर-आवश्यक अमीनो एसिड के समूह से संबंधित है।

सिनैप्टिक अनुकूलन क्षमता का एक रूप, जिसे दीर्घकालिक क्षमता कहा जाता है, हिप्पोकैम्पस, नियोकोर्टेक्स और मानव मस्तिष्क के अन्य भागों में ग्लूटामेटेरिक सिनेप्स में होता है।

मोनोसोडियम ग्लूटामेट न केवल न्यूरॉन से न्यूरॉन तक तंत्रिका आवेगों के शास्त्रीय प्रवाहकत्त्व में शामिल होता है, बल्कि वॉल्यूमेट्रिक न्यूरोट्रांसमिशन में भी शामिल होता है, जब पड़ोसी सिनेप्स में जारी मोनोसोडियम ग्लूटामेट के संचयी प्रभाव के माध्यम से पड़ोसी सिनेप्स को संकेत प्रेषित किया जाता है (तथाकथित एक्स्ट्रासिनेप्टिक या वॉल्यूमेट्रिक न्यूरोट्रांसमिशन)। इसके अलावा, ग्लूटामेट मस्तिष्क के विकास के दौरान विकास शंकु और सिनैप्टोजेनेसिस के नियमन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जैसा कि मार्क मैट्सन द्वारा वर्णित है [ कहाँ पे?] .

ग्लूटामेट रिसेप्टर्स

ग्लूटामेट रिसेप्टर्स के अंतर्जात लिगैंड ग्लूटामिक एसिड और एसपारटिक एसिड हैं। NMDA रिसेप्टर्स को सक्रिय करने के लिए ग्लाइसिन की भी आवश्यकता होती है। NMDA रिसेप्टर ब्लॉकर्स पीसीपी, केटामाइन और अन्य पदार्थ हैं। AMPA रिसेप्टर्स को CNQX, NBQX द्वारा भी ब्लॉक किया जाता है। केनिक एसिड केनेट रिसेप्टर्स का एक सक्रियकर्ता है।

ग्लूटामेट का "चक्र"

अम्ल-क्षार संतुलन में ग्लूटामिक अम्ल की भूमिका

जब ग्लूटामेट को α-ketoglutarate में परिवर्तित किया जाता है, तो अमोनिया भी बनता है। इसके अलावा, α-ketoglutarate पानी और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाता है। उत्तरार्द्ध, कार्बोनिक एसिड के माध्यम से कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की मदद से, एक मुक्त हाइड्रोजन आयन और बाइकार्बोनेट में परिवर्तित हो जाते हैं। सोडियम आयन के साथ संयुक्त परिवहन के कारण वृक्क नलिका के लुमेन में हाइड्रोजन आयन उत्सर्जित होता है, और सोडियम बाइकार्बोनेट रक्त प्लाज्मा में प्रवेश करता है।

ग्लूटामेटेरिक प्रणाली

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में लगभग 10 6 ग्लूटामेटेरिक न्यूरॉन्स होते हैं। न्यूरॉन्स के शरीर सेरेब्रल कॉर्टेक्स, घ्राण बल्ब, हिप्पोकैम्पस, मूल निग्रा, सेरिबैलम में स्थित हैं। रीढ़ की हड्डी में - पृष्ठीय जड़ों के प्राथमिक अभिवाही में।

ग्लूटामेट से जुड़ी विकृतियाँ

न्यूरॉन्स के बीच सिनेप्स में ग्लूटामेट की एक बढ़ी हुई सामग्री इन कोशिकाओं को अधिक उत्तेजित कर सकती है और यहां तक ​​कि मार भी सकती है, जो प्रयोग में नैदानिक ​​​​रूप से एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस के समान रोग की ओर जाता है। यह पाया गया कि न्यूरॉन्स के ग्लूटामेट नशा को रोकने के लिए, एस्ट्रोसाइट्स की ग्लियल कोशिकाएं अतिरिक्त ग्लूटामेट को अवशोषित करती हैं। यह इन कोशिकाओं तक परिवहन प्रोटीन GLT1 द्वारा पहुँचाया जाता है, जो एस्ट्रोसाइट्स की कोशिका झिल्ली में मौजूद होता है। एक बार ज्योतिषीय कोशिकाओं द्वारा अवशोषित होने के बाद, ग्लूटामेट अब न्यूरॉन्स को नुकसान नहीं पहुंचाता है।

मस्तिष्क के ऊतकों में, ग्लूटामेट डोपामाइन और सेरोटोनिन की तुलना में अधिक मात्रा में पाया जाता है। ग्लूटामेट सभी कॉर्टिकल पिरामिडल न्यूरॉन्स और न्यूरॉन्स सहित मस्तिष्क न्यूरॉन्स के सिनेप्स के लगभग 40% टर्मिनलों में पाया जाता है, जबकि इसका मुख्य भाग न्यूरोट्रांसमीटर नहीं माना जाता है। हालांकि, ग्लूटामेट एक ही समय में मुख्य मध्यस्थ है जो स्तनधारियों में उत्तेजना प्रक्रियाओं को नियंत्रित और सक्रिय करता है।

पिरामिड न्यूरॉन्स में, ग्लूटामेट शुरू में फॉस्फेट-सक्रिय एंजाइम ग्लूटामिनेज द्वारा ग्लूटामाइन से बनता है।

न्यूरॉन्स द्वारा जारी अधिकांश ग्लूटामेट को ग्लियाल कोशिकाओं द्वारा लिया जाता है और यहां ग्लूटामाइन में परिवर्तित किया जाता है, जो फिर ग्लूटामेट में परिवर्तित होकर न्यूरॉन्स में लौट आता है।

ग्लूटामिक एसिड सिनैप्स की प्लास्टिसिटी को नियंत्रित करता है, न्यूरॉन्स की वृद्धि और विकास, याद रखने, सीखने और आंदोलनों के नियमन की प्रक्रियाओं में भाग लेता है।

ग्लूटामेटेरिक प्रणाली के अनुमान बेसल गैन्ग्लिया और लिम्बिक सिस्टम में पाए जाते हैं।

ग्लूटामेट-संवेदनशील रिसेप्टर्स को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: आयनोट्रोपिक और मेटाबोट्रोपिक।

ग्लूटामेट रिसेप्टर्स

आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स

• एनएमडीए रिसेप्टर्स
• पीसीपी रिसेप्टर्स
• AMPA रिसेप्टर्स

मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स

• रिसेप्टर्स का I-समूह प्रीसानेप्टिक टर्मिनलों और पोस्टसिनेप्टिक एनएमडीए न्यूरोट्रांसमिशन से ग्लूटामेट की रिहाई की सुविधा प्रदान करता है
• II - रिसेप्टर्स का एक समूह जो ग्लूटामेट के संचरण को सीमित करता है
• III - रिसेप्टर्स का एक समूह जो ग्लूटामेट के संचरण को सीमित करता है

आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स सिंथेटिक एनएमडीए ग्लूटामेट डेरिवेटिव, एएमपीए (अल्फा-एमिनो 3-हाइड्रॉक्सी-5-मिथाइल-4-आइसोक्सीसोलेप्रोपियोनिक एसिड) और केनेट के प्रति उनकी संवेदनशीलता के आधार पर अंतर करते हैं।

मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स (जी-प्रोटीन) ग्लूटामेट के न्यूरोमॉड्यूलेटरी प्रभाव के नियमन में शामिल हैं।

ग्लूटामेटेरिक प्रणाली के अपने केंद्रीय घटक का प्रतिनिधित्व करने वाले मुख्य ग्लूटामेट रिसेप्टर्स में से एक माना जाता है एनएमडीए-रिसेप्टर.

आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, NMDA रिसेप्टर फेनसाइक्लिडीन नशा द्वारा उकसाए गए मतिभ्रम प्रभाव के तंत्र में शामिल है।

ग्लूटामेटेरिक प्रणाली की शिथिलता

1. संज्ञानात्मक बधिरता
2. नकारात्मक लक्षण
3. मोटर विनियमन का विकार
4. साइकोमोटर आंदोलन

ग्लूटामेटेरिक प्रणाली में हैडोपामिनर्जिक प्रणाली पर निरोधात्मक प्रभावऔर जटिल, अधिक बार सक्रिय, सेरोटोनर्जिक न्यूरॉन्स की गतिविधि पर प्रभाव, विशेष रूप से, लिम्बिक कॉर्टेक्स के उत्तेजक मध्यस्थ के रूप में कार्य करना। बदले में, डोपामिनर्जिक प्रणाली स्ट्रैटम और प्रांतस्था में ग्लूटामेटेरिक प्रणाली की गतिविधि को प्रभावित करती है। याद रखें कि डोपामिनर्जिक प्रणाली ग्लूटामेटेरिक प्रणाली द्वारा सक्रिय होती है और GABAergic प्रणाली के मध्यवर्ती यौगिकों के माध्यम से बाधित होती है।

ये न्यूरोट्रांसमीटर सिस्टम जटिल तंत्र का उपयोग करके एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, जबकि मस्तिष्क के फ्रंटोटेम्पोरल-थैलेमिक क्षेत्रों के तंत्रिका नेटवर्क के इष्टतम कामकाज को सुनिश्चित करते हैं। ग्लूटामेटेरिक प्रणाली में विफलता, उदाहरण के लिए, भांग के नियमित सेवन के कारण, अन्य न्यूरोट्रांसमीटर सिस्टम की बातचीत को विकृत करता है, विशेष रूप से, खुद को डोपामिनर्जिक प्रणाली की सक्रियता के सिंड्रोम के रूप में प्रकट करता है, जिसे उत्पादक मानसिक लक्षणों की विशेषता के रूप में जाना जाता है। .

कुछ शोधकर्ताओं के अनुसार, "सिज़ोफ्रेनिया का डोपामाइन एंडोफेनोटाइप", जैसा कि यह था, लंबे समय तक NMDA प्रणाली के हाइपोफंक्शन का कारण बनने और इस मध्यस्थ के संचरण को ख़राब करने की एक माध्यमिक क्षमता है। ग्लूटामेटेरिक प्रणाली की गतिविधि में निरंतर वृद्धि से सिनैप्टिक प्रोटीन के संश्लेषण में कमी आती है, जिससे न्यूरॉन्स की जीवन शक्ति कम हो जाती है। साथ ही, वे मरते नहीं हैं, लेकिन कमजोर मोड में कार्य करते हैं।

अकार्बनिक फास्फोरस का एक विशिष्ट ट्रांसपोर्टर ग्लूटामेटेरिक न्यूरॉन्स के टर्मिनलों पर चुनिंदा रूप से स्थानीयकृत होता है।

सिज़ोफ्रेनिया के रोगजनन में ग्लूटामिक एसिड की भूमिका कुछ दवाओं (फ़ाइक्साइक्लिडीन, केटामाइन) (चेन जी।, वेस्टन जे।, 1960) में ग्लूटामेट विरोधी प्रभावों की खोज के बाद शोधकर्ताओं के लिए रुचिकर बन गई। तथाकथित "सिज़ोफ्रेनिया जोखिम जीन" की भूमिका की व्याख्या के बाद ग्लूटामेट में रुचि स्पष्ट रूप से बढ़ी: ग्लूटामेट रिसेप्टर्स की रक्षा करने वाले सिस्टम में डिस्बेंडिन और न्यूरोगुलिन।

इसके बाद, सिज़ोफ्रेनिया में, ललाट प्रांतस्था में ग्लूटामेटेरिक प्रणाली की गतिविधि का एक महत्वपूर्ण कमजोर होना पाया गया, जो संभवतः, ग्लूटामेटेरिक ट्रांसमिशन की गतिविधि में कमी का कारण बन सकता है, कॉर्टिकोलिम्बिक गैबैर्जिक न्यूरॉन्स पर स्थित एनएमडीए रिसेप्टर्स की संरचना में व्यवधान। . यह माना गया कि ग्लूटामेट का निरोधात्मक पक्ष, जो न्यूरोट्रांसमीटर की गतिविधि को नियंत्रित करता है, कमजोर हो गया और अंततः डोपामाइन रिलीज में वृद्धि में योगदान दिया।

कई शोधकर्ता ध्यान दें कि सिज़ोफ्रेनिया में, ग्लूटामेट प्रणाली में परिवर्तन ग्लूटामेट के परिवहन और चयापचय को प्रभावित करते हैं।

सिज़ोफ्रेनिया के रोगियों के मस्तिष्कमेरु द्रव में ग्लूटामेट का स्तर कम हो जाता है।

चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी ने प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में पिरामिड न्यूरॉन्स में ग्लूटामेट गतिविधि में कमी पाई। स्किज़ोफ्रेनिक रोगियों के मस्तिष्क संरचनाओं में पाए जाने वाले कुछ परिवर्तन परिधीय रक्त प्लेटलेट्स में परिलक्षित होते हैं, जिसमें ग्लूटामेट सिस्टम के घटक पाए जाते हैं, विशेष रूप से, ग्लूटामेट चयापचय के एंजाइम: ग्लूटामेट सिंथेटेज़ और ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज के समान प्रोटीन।

अध्ययन में जी.एस. बरबाएवा। और अन्य। (2007) में ग्लूटामेट सिंथेटेस जैसे प्रोटीन की मात्रा और PANSS पैमाने पर नकारात्मक लक्षण स्कोर के बीच एक महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध पाया गया, विशेष रूप से खराब संचार कौशल, सुस्त प्रभाव, भावनात्मक वापसी, और उत्तेजना और गंभीरता के साथ एक नकारात्मक सहसंबंध जैसे लक्षणों के लिए। वैज्ञानिकों ने भावनात्मक अलगाव की गंभीरता और ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज की मात्रा के बीच एक सकारात्मक संबंध भी पाया। अध्ययन के परिणामों के आधार पर, यह निष्कर्ष निकाला गया कि प्लेटलेट्स में ग्लूटामेट्सिन्थेटेस के समान प्रोटीन की मात्रा नकारात्मक लक्षणों के संबंध में एंटीसाइकोटिक थेरेपी की प्रभावशीलता की भविष्यवाणी करना संभव बनाती है।

वर्तमान में विषाक्तता का सिद्धांत ग्लूटामेट प्रणाली के रिसेप्टर्स की गतिविधि के उल्लंघन से जुड़ा है.

एम. हां. सेरेस्की (1941), आई.जी. रावकिन (1956), एस.जी. ज़िसलिन (1965) ने सिज़ोफ्रेनिया के रोगजनन के अपने टॉक्सिको-हाइपोक्सिक सिद्धांत में, मस्तिष्क के ऊतक हाइपोक्सिया को बहुत महत्व दिया, इसकी रक्त आपूर्ति की अपर्याप्तता, विशेष रूप से कैटेटोनिया की विशेषता। इस सिद्धांत में, ऊतक हाइपोक्सिया, मस्तिष्क के ऊतकों की ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं, कार्बोहाइड्रेट-फास्फोरस चयापचय में परिवर्तन और सामान्य चयापचय के विकारों के अध्ययन पर काफी ध्यान दिया गया था।

पहले, यह माना जाता था कि सिज़ोफ्रेनिया में नाइट्रोजन चयापचय की ओर से विकृति होती है और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में एंजाइमी प्रक्रियाओं का उल्लंघन होता है। उनकी राय में, दैहिक रोग, संक्रामक, अंतःस्रावी विकार, कपाल आघात, वंशानुगत रोग और यहां तक ​​​​कि मनोवैज्ञानिक आघात भी एक विषाक्त प्रक्रिया और हाइपोक्सिया के विकास को जन्म दे सकते हैं।

ध्यान दें कि सिज़ोफ्रेनिया में चयापचय प्रक्रियाओं का अध्ययन घरेलू मनोचिकित्सकों एल.आई. लैंडो, ए.ई. कुलकोव, आदि।

बाहरी विषाक्तता की आधुनिक परिकल्पना सिज़ोफ्रेनिया के रोगजनन के सबसे लोकप्रिय सिद्धांतों में से एक है। इस सिद्धांत के अनुसार, विषाक्तता की स्थिति में, न्यूरॉन्स के बीच संचरण की सामान्य प्रक्रिया बाधित होती है। उत्तेजना की सामान्य प्रक्रिया के बजाय, "घातक उत्तेजित न्यूरॉन्स" की स्थिति होती है जिसे नियंत्रित नहीं किया जा सकता है। उत्तेजना तंत्र की सक्रियता, जैसे कि गलत समय पर या पर्याप्त नियंत्रण के बिना, इस तथ्य की ओर जाता है कि महत्वपूर्ण सिनैप्स या यहां तक ​​\u200b\u200bकि न्यूरॉन्स के पूरे समूह नष्ट हो जाते हैं, जो तंत्रिका ऊतक के अध: पतन द्वारा प्रकट होता है (स्टाहल एस।, 2001) .

यह माना जाता है कि एक्सोटॉक्सिक प्रक्रिया एक रोग प्रक्रिया से शुरू होती है जो अत्यधिक ग्लूटामेट गतिविधि का कारण बनती है। यह अतिरिक्त कैल्शियम के साथ कोशिका के बाद के जहर और मुक्त कणों के गठन के साथ कैल्शियम चैनलों के अत्यधिक उद्घाटन की ओर जाता है। उत्तरार्द्ध कोशिका पर हमला करता है, इसकी झिल्ली और जीवों को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है, अंततः इसे नष्ट कर देता है (स्टाहल एस।, 2001)। एनएमडीए (एन-मिथाइल-डी-एस्पार्टेट) के उपप्रकार को ग्लूटामेट रिसेप्टर का एक उपप्रकार माना जाता है जो अपक्षयी एक्सोटॉक्सिक विषाक्तता की मध्यस्थता करता है।

हाल ही में, बाल्टीमोर विश्वविद्यालय के अमेरिकी वैज्ञानिकों ने एनएमडीए रिसेप्टर्स पर केटामाइन (दंत चिकित्सा में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला एक संवेदनाहारी) और फ़ाइक्साइक्लिडीन के प्रभाव के आधार पर सिज़ोफ्रेनिया का एक नया पैथोफिज़ियोलॉजिकल मॉडल प्रस्तावित किया है। Phencyclidine और ketamine इन रिसेप्टर्स के विरोधी हैं। वे आयन चैनलों को अवरुद्ध करते हैं (कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​​​है कि कैल्शियम आयन ग्लूटामेट क्रिया के माध्यमिक इंट्रासेल्युलर मध्यस्थों के रूप में कार्य करते हैं) और सिज़ोफ्रेनिया के लक्षणों की याद ताजा करते हुए धारणा और संज्ञानात्मक हानि में परिवर्तन कर सकते हैं।

पीईटी (पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी) का उपयोग करते हुए, केटामाइन को पूर्वकाल सिंगुलेट कॉर्टेक्स में क्षेत्रीय मस्तिष्क रक्त प्रवाह की मात्रा बढ़ाने और हिप्पोकैम्पस और सेरिबैलम में रक्त के प्रवाह को कम करने के लिए पाया गया था। ऐसा लगता है हाइपोग्लूटामेटेरिक अवस्था शुरू में हिप्पोकैम्पस में विकसित होती है. यह उत्तेजक आवेगों को पूर्वकाल सिंगुलेट गाइरस और टेम्पोरल कॉर्टेक्स में संचरण को रोकता है। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि स्किज़ोफ्रेनिया जोखिम हैप्लोटाइप के वाहक, विशेष रूप से न्यूरोगुलिन 1 में, आमतौर पर हिप्पोकैम्पस के छोटे आकार से अलग होते हैं। एफ। एबनेर एट अल।, (2006) के अनुसार, गर्भावस्था और प्रसव के दौरान विकसित होने वाली जटिलताएं भी हिप्पोकैम्पस की मात्रा में कमी में योगदान कर सकती हैं, जिससे जोखिम बढ़ जाता है।

स्किज़ोफ्रेनिक रोगियों के मस्तिष्क में NMDA की संख्या में वृद्धि के प्रमाण हैं। प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स सहित कुछ कॉर्टिकल संरचनाओं में पाए जाने वाले परिवर्तन, ग्लूटामेट द्वारा उनके संक्रमण के कमजोर होने का संकेत दे सकते हैं। शायद यह कमजोर पड़ने सेरेब्रल कॉर्टेक्स के इस क्षेत्र में रूपात्मक और कार्यात्मक दोनों परिवर्तनों से जुड़ा है।

विद्युत नियंत्रित कैल्शियम चैनलों को अवरुद्ध करने वाली दवाएं पैथोलॉजिकल उत्तेजना के खिलाफ प्रभावी हैं, लेकिन वे व्यावहारिक रूप से न्यूरॉन्स की विद्युत गतिविधि को प्रभावित नहीं करती हैं।

चिकित्सीय दृष्टिकोण से, ग्लूटामेट रिसेप्टर एगोनिस्ट्स (ग्लाइसिन, साइक्लोसेरिन, डी-सेरीन) की प्रभावशीलता रुचि की है, विशेष रूप से इन दवाओं की प्रक्रिया में देखे गए नकारात्मक लक्षणों के संबंध में (डीकिन जे।, 2000; टूमिनेन एच। एट) अल।, 2005; बढ़ई डब्ल्यू। एट अल।, 2005)।

हाल ही में, हेलोपरिडोल (Dzhuga N.P., 2006) लेने से होने वाली संज्ञानात्मक हानि के संबंध में निफ़ेडिपिन के सुधारात्मक प्रभाव पर डेटा प्राप्त किया गया है।

मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में सबसे आम उत्तेजक न्यूरोट्रांसमीटर एमिनो एसिड एल-ग्लूटामेट है। एक ट्रांसमीटर के रूप में ग्लूटामेट का उपयोग करने वाले उत्तेजक न्यूरॉन्स का एक महत्वपूर्ण उदाहरण सेरेब्रल कॉर्टेक्स से मस्तिष्क के सफेद पदार्थ तक यात्रा करने वाले सभी न्यूरॉन्स हैं, चाहे सेरेब्रल कॉर्टेक्स, ब्रेनस्टेम या रीढ़ की हड्डी के अन्य हिस्सों में उनकी दिशा की परवाह किए बिना। ग्लूटामेट को α-ketoglutarate से संश्लेषित किया जाता है, जो GABA के गठन के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में भी कार्य करता है।

GABA रीढ़ की हड्डी और मस्तिष्क में सबसे प्रचुर मात्रा में निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर है, और तंत्रिका तंत्र में लगभग एक तिहाई सिनेप्स के काम में शामिल है। लाखों GABAergic न्यूरॉन्स पुच्छ और लेंटिकुलर नाभिक के बड़े हिस्से का निर्माण करते हैं, और वे बड़ी संख्या में पेरियाक्वेडक्टल ग्रे मैटर, हाइपोथैलेमस और हिप्पोकैम्पस में भी पाए जाते हैं। इसके अलावा, गाबा बड़ी पर्किनजे कोशिकाओं में मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है, जो अनुमस्तिष्क प्रांतस्था से निकलने वाली एकमात्र कोशिकाएं हैं। पर्किनजे कोशिकाओं के अक्षतंतु सेरिबैलम के डेंटेट और अन्य नाभिक तक उतरते हैं। GABA को ग्लूटामेट से एंजाइम ग्लूटामेट डिकार्बोक्सिलेज द्वारा संश्लेषित किया जाता है।

तीसरा अमीनो एसिड न्यूरोट्रांसमीटर ग्लाइसिन है। ग्लाइसिन शरीर के सभी ऊतकों में प्रोटीन के संश्लेषण में शामिल है और ग्लूकोज अपचय के दौरान सेरीन से संश्लेषित सबसे सरल अमीनो एसिड है। इस न्यूरोट्रांसमीटर का मुख्य रूप से मस्तिष्क के तने और रीढ़ की हड्डी में सहयोगी न्यूरॉन्स के सिनेप्स में निरोधात्मक प्रभाव होता है।

तीन अमीनो एसिड मध्यस्थ।
ग्लूटामेट को α-ketoglutarate से एंजाइम GABA ट्रांसएमिनेस (GABA-T) की क्रिया द्वारा संश्लेषित किया जाता है;
-एमिनोब्यूट्रिक एसिड (जीएबीए) ग्लूटामेट से ग्लूटामिक एसिड डिकार्बोक्सिलेज (डीएचए) की क्रिया द्वारा संश्लेषित होता है।
ग्लाइसिन सबसे सरल अमीनो एसिड है।

ए) ग्लूटामेट... ग्लूटामेट आयनोट्रोपिक और मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स दोनों में एक न्यूरोट्रांसमीटर के रूप में कार्य करता है। आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स में AMPA, kainate और NMDA रिसेप्टर्स शामिल हैं, जो सिंथेटिक एगोनिस्ट से उनके नाम प्राप्त करते हैं जो उन्हें सक्रिय करते हैं: अमीनो-मिथाइल-आइसोक्साज़ोल-प्रोपियोनिक एसिड, केनेट और एन-मिथाइल-डी-एस्पार्टेट, क्रमशः। कैनेट रिसेप्टर्स शायद ही कभी अलगाव में पाए जाते हैं; अक्सर वे AMPA रिसेप्टर्स के साथ संयुक्त होते हैं और AMPA-kainate (AMPA-K) रिसेप्टर्स का हिस्सा होते हैं।

आयनोट्रोपिक ग्लूटामेट रिसेप्टर्स। पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली पर AMPA-K रिसेप्टर्स के सक्रिय होने पर, Na + आयनों की एक बड़ी मात्रा तुरंत कोशिका में प्रवेश करती है और K + आयनों की एक छोटी मात्रा कोशिका को छोड़ देती है, जिससे लक्ष्य न्यूरॉन के प्रारंभिक EPSP घटक का निर्माण होता है, लक्ष्य कोशिका झिल्ली को -65 mV से -50 mV तक विध्रुवित करना। यह प्रक्रिया मैग्नीशियम केशन (Mg 2+) के इलेक्ट्रोस्टैटिक "पुशिंग आउट" की ओर ले जाती है, जो आराम से NMDA रिसेप्टर के आयन चैनल को "बंद" करता है। Na + आयन आयन चैनल से गुजरते हैं, एक क्रिया क्षमता बनती है।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सीए 2+ आयन भी कोशिका में प्रवेश करते हैं और लंबे समय तक विध्रुवण अवधि के कारण, जिसकी अवधि एकल क्रिया क्षमता के उद्भव से 500 एमएस तक पहुंच जाती है, वे सीए 2+ -निर्भर एंजाइमों को सक्रिय करते हैं जो कर सकते हैं लक्ष्य सेल की संरचना और यहां तक ​​कि इसके अन्तर्ग्रथनी संपर्कों की संख्या को भी बदलें। ... रिसेप्टर सक्रियण के जवाब में सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी की घटना को चूहे हिप्पोकैम्पस के सुसंस्कृत वर्गों पर प्रयोगात्मक अध्ययनों में स्पष्ट रूप से पता लगाया जा सकता है। इस घटना को अल्पकालिक स्मृति के विकास का मुख्य तंत्र माना जाता है। उदाहरण के लिए, एनाल्जेसिक केटामाइन, जो एनएमडीए चैनलों को अवरुद्ध करता है, इसकी मुख्य क्रिया के अलावा, स्मृति के गठन में हस्तक्षेप करता है।

NMDA रिसेप्टर्स के बार-बार सक्रियण की एक विशिष्ट विशेषता दीर्घकालिक पोटेंशिएशन है, जो कुछ दिनों बाद भी सामान्य मूल्यों से अधिक मूल्यों के साथ EPSP की उपस्थिति से प्रकट होता है (नीचे देखें - दीर्घकालिक अवसाद)।

प्रायोगिक पशुओं में इस्केमिक स्ट्रोक के विकास से ग्लूटामेट एक्साइटोटॉक्सिसिटी की घटना के विकास में एनएमडीए रिसेप्टर्स की भूमिका की पुष्टि की गई है। यह माना जाता है कि बड़ी संख्या में न्यूरॉन्स की मृत्यु का कारण निम्नलिखित घटनाओं के दौरान कोशिका में Ca 2+ आयनों का अत्यधिक सेवन था: ischemia> कोशिका में Ca 2+ आयनों का अत्यधिक सेवन> Ca 2+ का सक्रियण -निर्भर प्रोटीज और लाइपेस> प्रोटीन और लिपिड का विनाश> कोशिका मृत्यु ... प्राथमिक स्ट्रोक के तुरंत बाद एनएमडीए रिसेप्टर विरोधी का प्रशासन इस्केमिक मस्तिष्क क्षति की गंभीरता को कम कर सकता है।

मेटाबोट्रोपिक ग्लूटामेट रिसेप्टर्स 100 से अधिक विभिन्न मेटाबोट्रोपिक ग्लूटामेट रिसेप्टर्स अलग-थलग हैं। सभी मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स आंतरिक झिल्ली प्रोटीन होते हैं, जिनमें से अधिकांश पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली पर स्थित होते हैं और एक रोमांचक प्रभाव डालते हैं। कुछ मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स प्रीसानेप्टिक झिल्ली पर स्थानीयकृत होते हैं और निरोधात्मक ऑटोरेसेप्टर होते हैं।

आयनोट्रोपिक ग्लूटामेट रिसेप्टर्स।
(1) जब तंत्रिका अंत के क्षेत्र में एक क्रिया क्षमता उत्पन्न होती है, (2) कैल्शियम चैनल (Ca 2+) का उद्घाटन होता है।
(3) सीए 2+ आयनों के प्रभाव में, अन्तर्ग्रथनी पुटिकाएँ प्लाज्मा झिल्ली के पास पहुँचती हैं।
(4) ग्लूटामेट अणु एक्सोसाइटोसिस द्वारा अन्तर्ग्रथनी फांक में छोड़े जाते हैं।
(5) मध्यस्थ AMPA-K रिसेप्टर्स को बांधता है, जो आयन चैनलों के खुलने और सेल में बड़ी संख्या में Na + आयनों के प्रवेश का कारण बनता है, साथ ही सेल से K + आयनों की एक छोटी मात्रा को छोड़ता है। , जिसके परिणामस्वरूप (6) उत्तेजक पोस्टसिनेप्टिक क्षमता (EPSP) 20 mV के मान के साथ विध्रुवण का कारण बनती है, जो रिसेप्टर आयन से Mq24 आयन के "धक्का" के कारण ग्लूटामेट द्वारा NMDA रिसेप्टर की सक्रियता (7) को संभव बनाता है। चैनल Na + और Ca 2+ आयन NMDA रिसेप्टर चैनल के माध्यम से प्रवेश करते हैं, जिससे सेल विध्रुवण होता है।
(8) एनएमडीए रिसेप्टर द्वारा उत्पन्न ईपीएसपी (9) सीए 2+ आयनों की इंट्रासेल्युलर एकाग्रता को बढ़ाकर लंबी रिपोलराइजेशन अवधि के साथ एक्शन पोटेंशिअल को बढ़ाने के लिए पर्याप्त है।
दवाएं और आयनोट्रोपिक गाबा ए रिसेप्टर। हरा रंग एगोनिस्ट की कार्रवाई को इंगित करता है, लाल प्रतिपक्षी की कार्रवाई को इंगित करता है।
Barbiturates, बेंजोडायजेपाइन और इथेनॉल रिसेप्टर पर कार्य करके सेल हाइपरपोलराइजेशन का कारण बनते हैं।
बाइकुकुललाइन रिसेप्टर विरोधी। आयन चैनल के खुलने को बंद करने से पिक्रोटॉक्सिन का सीधा प्रभाव पड़ता है।
स्पाइन डेंड्राइट्स के साथ एक बहुध्रुवीय न्यूरॉन के ग्लूटामेटेरिक और गैबैर्जिक सिनैप्स।
प्रत्येक जोड़ी सिनेप्स के लिए उत्तेजनाओं का स्थानिक योग प्रदर्शित किया जाता है।

बी) गाबा... GABA रिसेप्टर्स या तो आयनोट्रोपिक या मेटाबोट्रोपिक हो सकते हैं।

1. आयनोट्रोपिक गाबा रिसेप्टर्स... GABA A नामक रिसेप्टर्स मस्तिष्क के लिम्बिक क्षेत्र में बहुतायत में स्थित होते हैं। प्रत्येक रिसेप्टर एक क्लोरीन चैनल से जुड़ा होता है। GABA A रिसेप्टर्स के सक्रिय होने पर, क्लोरीन चैनल खुलते हैं, और Cl- आयन, एक एकाग्रता ढाल के साथ, सिनैप्टिक फांक से साइटोसोल में प्रवेश करते हैं। हाइपरपोलराइजेशन का कारण, जिस पर -70 एमवी और उससे नीचे के मान पहुंच जाते हैं, लगातार टीपीएसपी का योग है।

गाबा ए रिसेप्टर्स की सक्रियता के माध्यम से शामक सम्मोहन बार्बिट्यूरिक एसिड और बेंजोडायजेपाइन (उदाहरण के लिए, डायजेपाम) की क्रिया को महसूस किया जाता है। इसी तरह, इथेनॉल का प्रभाव (इथेनॉल के प्रभाव में सामाजिक व्यवहार के नियंत्रण का नुकसान उत्तेजक लक्ष्य न्यूरॉन्स के विघटन के कारण होता है, जो सामान्य अवस्था में GABAergic प्रभावों के प्रभाव में "संयमित" होते हैं)। कुछ अस्थिर संवेदनाहारी की क्रिया के तंत्र में रिसेप्टर्स के लिए बाध्यकारी भी शामिल है, जिससे आयन चैनल लंबे समय तक खुले रहते हैं।

रिसेप्टर के सक्रिय केंद्र पर कब्जा करने वाला मुख्य प्रतिपक्षी आक्षेपिक बाइकुललाइन है। एक अन्य ऐंठन, पिक्रोटॉक्सिन, प्रोटीन सबयूनिट्स को बांधता है, जो सक्रिय अवस्था में आयन चैनल को बंद कर देता है।

2. मेटाबोट्रोपिक गाबा रिसेप्टर्स... मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स, जिन्हें गाबा बी कहा जाता है, मस्तिष्क की सभी संरचनाओं में समान रूप से वितरित होते हैं, और वे परिधीय स्वायत्त जाल में भी पाए जाते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि इन रिसेप्टर्स के जी-प्रोटीन की एक बड़ी संख्या माध्यमिक दूतों की भूमिका निभाती है, जी-प्रोटीन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा एक विशेष प्रकार के पोस्टसिनेप्टिक पोटेशियम चैनलों को प्रभावित करता है - जीआईआरके-चैनल (जी-प्रोटीन से जुड़े आंतरिक पोटेशियम चैनल) सुधार)। जब एक मध्यस्थ जुड़ा होता है, तो β-सबयूनिट अलग हो जाता है, जो GIRK चैनल के माध्यम से K + आयनों को "धक्का" देता है, जिससे TPSP का निर्माण होता है।

लक्ष्य न्यूरॉन के इस प्रकार के रिसेप्टर्स की प्रतिक्रिया आयनटोफोरेसिस गाबा ए की तुलना में धीमी और कमजोर है, और उनके सक्रियण के लिए उच्च आवृत्ति की उत्तेजना की आवश्यकता होती है। इस संबंध में, यह माना जाता है कि GABA A रिसेप्टर्स सिनैप्टिक फांक की बाहरी परत में नहीं, बल्कि एक्स्ट्रासिनैप्टिक रूप से स्थित होते हैं। इस धारणा की पुष्टि एक और प्रकार के जी-निर्देशित चैनलों की उपस्थिति से की जा सकती है जो अतिरिक्त रूप से स्थित हैं। ये कैल्शियम चैनल भी वोल्टेज पर निर्भर होते हैं और प्रीसानेप्टिक झिल्ली में सिनैप्टिक पुटिकाओं की गति के लिए आवश्यक Ca 2+ आयनों की मात्रा के साथ कोशिका को प्रदान करने में शामिल होते हैं। जब जी-सीए 2+ लिगैंड बाइंडिंग साइट सक्रिय होती है, तो कैल्शियम चैनल बंद हो जाते हैं, जिससे एक्शन पोटेंशिअल के प्रभाव में कमी आती है, साथ ही मूल न्यूरॉन (उत्तेजना का स्रोत) और अन्य आसन्न ग्लूटामेटेरिक का निषेध होता है। न्यूरॉन्स।

कुछ मामलों में, रीढ़ की हड्डी के आसपास के सबराचनोइड स्पेस में मांसपेशियों को आराम देने वाले बैक्लोफेन (एक गाबा बी एगोनिस्ट) के इंजेक्शन का उपयोग अत्यधिक रिफ्लेक्स मांसपेशी टोन (मांसपेशियों की लोच) से जुड़े रोगों के इलाज के लिए किया जाता है। बैक्लोफेन रीढ़ की हड्डी में प्रवेश करता है और संवेदी तंत्रिका अंत से ग्लूटामेट की रिहाई को रोकता है, मुख्य रूप से सेल में बड़ी मात्रा में सीए 2+ आयनों के प्रवाह को कम करके, जो अत्यधिक आवृत्ति एक्शन पोटेंशिअल के प्रभाव में होता है।

जी प्रोटीन द्वारा पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली पर स्थित जीआईआरके चैनल के उद्घाटन की योजना।
(ए) आराम की स्थिति। (बी) गाबा रिसेप्टर को सक्रिय करता है, और जी-प्रोटीन का βγ-सबयूनिट जीआईआरके चैनल की ओर बढ़ता है।
(बी) βγ सबयूनिट के + आयनों की रिहाई का कारण बनता है, जो झिल्ली हाइपरपोलराइजेशन की ओर जाता है।
GABAergic न्यूरॉन में एक न्यूरोट्रांसमीटर और आगे की प्रक्रियाओं का विमोचन।
(1) GABA A रिसेप्टर्स से जुड़कर, मध्यस्थ क्लोरीन (Cl -) चैनल खोलकर लक्ष्य न्यूरॉन झिल्ली के हाइपरपोलराइजेशन को प्रेरित करता है।
(2) जीआईआरके-बाइंडिंग जीएबीए बी रिसेप्टर्स जी-प्रोटीन-युग्मित पोटेशियम आंतरिक सुधार चैनल (जीआईआरके एस) खोलकर एक समान प्रभाव डालते हैं।
(3) गाबा बी-ऑटोरिसेप्टर्स के बंधन से लिगैंड-जी-प्रोटीन-निर्भर कैल्शियम (सीए 2+) चैनलों के बंद होने के कारण मूल न्यूरॉन द्वारा ट्रांसमीटर की रिहाई कम हो जाती है।
(4) जीएबीए बी रिसेप्टर्स के पड़ोसी ग्लूटामेटेरिक के बंधन का एक समान प्रभाव होता है, जो सीए 2+ आयनों की क्रिया द्वारा मध्यस्थ होता है।

3. ग्लूटामेट और गाबा का पुनः ग्रहण... ग्लूटामेट और गाबा का पुनः ग्रहण दो प्रकार से होता है। प्रत्येक आकृति के बाईं ओर, कुछ न्यूरोट्रांसमीटर अणुओं को झिल्ली परिवहन प्रोटीन द्वारा अन्तर्ग्रथनी फांक से कब्जा कर लिया जाता है और वापस अन्तर्ग्रथनी पुटिकाओं में रखा जाता है। आंकड़ों के दाहिने हाथ आसन्न एस्ट्रोसाइट्स द्वारा मध्यस्थ अणुओं पर कब्जा दिखाते हैं। एस्ट्रोसाइट में होने के कारण, ग्लूटामाइन सिंथेटेज़ की क्रिया के तहत ग्लूटामेट ग्लूटामाइन में परिवर्तित हो जाता है। अन्तर्ग्रथनी समेकन के बाद के परिवहन की प्रक्रिया में, ग्लूटामेट ग्लूटामिनेज की क्रिया द्वारा पूरा किया जाता है और अन्तर्ग्रथनी पुटिका में रखा जाता है। GABA ट्रांसएमिनेस की क्रिया द्वारा GABA ग्लूटामेट में परिवर्तित हो जाता है। परिवहन की प्रक्रिया में, ग्लूटामेट ग्लूटामाइन सिंथेटेज़ की क्रिया द्वारा ग्लूटामाइन में बदल जाता है।

सिनैप्टिक घनत्व के क्षेत्र में लौटकर, ग्लूटामाइन को ग्लूटामिनस द्वारा ग्लूटामेट में परिवर्तित किया जाता है, जिसमें से ग्लूटामेट डिकार्बोक्सिलेज की कार्रवाई के तहत गाबा को संश्लेषित किया जाता है, जिसके अणुओं को सिनैप्टिक पुटिकाओं में रखा जाता है।

एंजाइम ग्लूटामेट डिकार्बोक्सिलेज को अवरुद्ध करना एक प्रसिद्ध ऑटोइम्यून बीमारी के केंद्र में है जिसे विवश व्यक्ति सिंड्रोम कहा जाता है।

ग्लूटामेट के पुन: ग्रहण और पुन: संश्लेषण की योजना।
आकृति के बाईं ओर, ग्लूटामेट अणु अपरिवर्तित है।
आकृति के दाईं ओर (1) ग्लूटामेट एस्ट्रोसाइट्स द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, फिर (2) ग्लूटामाइन सिंथेटेज़ की क्रिया के तहत ग्लूटामाइन में परिवर्तित हो जाता है।
(3) ग्लूटामाइन तंत्रिका अंत में प्रवेश करता है, (4) जहां इसे ग्लूटामिनेज द्वारा ग्लूटामेट में परिवर्तित किया जाता है, जो (5) सिनैप्टिक वेसिकल्स में लौटता है।
गाबा के पुन: ग्रहण और पुन: संश्लेषण की योजना। आकृति के बाईं ओर, अपरिवर्तित GABA अणु को पुनः प्राप्त कर लिया जाता है।
आकृति के दाईं ओर, GABA को एस्ट्रोसाइट्स द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, फिर (1) GABA ट्रांसएमिनेस की कार्रवाई के तहत इसे ग्लूटामेट में बदल दिया जाता है, जो (2) ग्लूटामाइन सिंथेटेज़ की कार्रवाई के तहत ग्लूटामाइन में परिवर्तित हो जाता है।
(3) ग्लूटामाइन तंत्रिका अंत में प्रवेश करता है और ग्लूटामिनेज की क्रिया के तहत ग्लूटामेट बनाता है।
(4) ग्लूटामेट ग्लूटामेट डिकार्बोक्सिलेज द्वारा गाबा में परिवर्तित होता है, जो (5) सिनैप्टिक वेसिकल्स में लौटता है।

जी) ग्लाइसिन... ग्लूकोज अपचय के दौरान सेरीन से ग्लाइसिन का संश्लेषण होता है। इस न्यूरोट्रांसमीटर का मुख्य कार्य ब्रेनस्टेम और रीढ़ की हड्डी में मोटर न्यूरॉन्स को नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रदान करना है। जब ग्लाइसीन निष्क्रिय हो जाता है (उदाहरण के लिए, स्ट्राइकिन विषाक्तता के साथ), कष्टदायी आक्षेप होता है।

रिवर्स कैप्चर... सिनैप्टिक संघनन के क्षेत्र में, एक्सोनल कैरियर प्रोटीन की मदद से, ग्लाइसिन का तेजी से पुन: ग्रहण होता है और इसके बाद सिनैप्टिक पुटिकाओं में इसकी नियुक्ति होती है।

नकारात्मक प्रतिक्रिया योजना: रेनशॉ कोशिकाएं मोटर न्यूरॉन्स के अत्यधिक उत्तेजना को रोकती हैं। एसीएच-एसिटाइलकोलाइन।
(1) अवरोही मोटर मार्ग के न्यूरॉन का रीढ़ की हड्डी के मोटर न्यूरॉन पर रोमांचक प्रभाव पड़ता है।
(2) मोटर न्यूरॉन मांसपेशियों को सिकोड़ने का कारण बनता है।
(3) वापसी शाखा रेनशॉ सेल को उत्तेजित करती है।
(4) रेनशॉ सेल में मोटर न्यूरॉन के अति-सक्रियण को रोकने के लिए पर्याप्त निरोधात्मक प्रभाव होता है।

07 अक्टूबर 2016

ग्लूटामेट

सेंसरिक्स, एनएमडीए रिसेप्टर्स और ग्लूटामिक एसिड के गुणों के संचरण पर फिजियोलॉजिस्ट व्याचेस्लाव दुबिनिन।

मस्तिष्क के काम के केंद्र में तंत्रिका कोशिकाओं की बातचीत होती है, और वे न्यूरोट्रांसमीटर नामक पदार्थों का उपयोग करके एक दूसरे से बात करते हैं। काफी कुछ मध्यस्थ हैं, उदाहरण के लिए, एसिटाइलकोलाइन, नॉरपेनेफ्रिन। सबसे महत्वपूर्ण मध्यस्थों में से एक, और शायद सबसे महत्वपूर्ण, ग्लूटामिक एसिड, या ग्लूटामेट कहा जाता है। यदि आप हमारे मस्तिष्क की संरचना को देखें और विभिन्न तंत्रिका कोशिकाओं द्वारा किन पदार्थों का उपयोग किया जाता है, तो ग्लूटामेट लगभग 40% न्यूरॉन्स द्वारा स्रावित होता है, अर्थात यह तंत्रिका कोशिकाओं का एक बहुत बड़ा अनुपात है।

हमारे मस्तिष्क, मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में ग्लूटामेट की रिहाई की मदद से, मुख्य सूचना प्रवाह प्रसारित होता है: संवेदना (दृष्टि और श्रवण), स्मृति, आंदोलन से संबंधित सब कुछ जब तक यह मांसपेशियों तक नहीं पहुंचता है - यह सब रिलीज के माध्यम से प्रेषित होता है ग्लूटामिक एसिड का। इसलिए, निश्चित रूप से, यह मध्यस्थ विशेष ध्यान देने योग्य है और सक्रिय रूप से अध्ययन किया जा रहा है।

इसकी रासायनिक संरचना के संदर्भ में, ग्लूटामेट काफी सरल अणु है। यह एक एमिनो एसिड है, और एक खाद्य एमिनो एसिड है, यानी, हम उन प्रोटीनों की संरचना में समान अणु प्राप्त करते हैं जो हम खाते हैं। लेकिन मुझे कहना होगा कि भोजन ग्लूटामेट (दूध, रोटी या मांस से) व्यावहारिक रूप से मस्तिष्क में नहीं जाता है। तंत्रिका कोशिकाएं इस पदार्थ को अक्षतंतु के अंत में संश्लेषित करती हैं, ठीक उन संरचनाओं में जो सिनेप्स का हिस्सा हैं, "जगह में" और फिर सूचना प्रसारित करने के लिए स्रावित करते हैं।

ग्लूटामेट बनाना बहुत आसान है। प्रारंभिक सामग्री α-ketoglutaric एसिड है। यह एक बहुत ही सामान्य अणु है, यह ग्लूकोज ऑक्सीकरण के दौरान प्राप्त होता है, सभी कोशिकाओं में, सभी माइटोकॉन्ड्रिया में बहुत होता है। और फिर इस α-ketoglutaric एसिड पर किसी भी अमीनो एसिड से लिए गए किसी भी अमीनो समूह को ट्रांसप्लांट करने के लिए पर्याप्त है, और अब आपको ग्लूटामेट, ग्लूटामिक एसिड मिलता है। ग्लूटामिक एसिड को ग्लूटामाइन से भी संश्लेषित किया जा सकता है। यह भी एक खाद्य अमीनो एसिड है, ग्लूटामेट और ग्लूटामाइन बहुत आसानी से एक दूसरे में परिवर्तित हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, जब ग्लूटामेट ने सिनैप्स पर अपना कार्य पूरा कर लिया है और एक संकेत प्रेषित किया है, तो यह ग्लूटामाइन के गठन के साथ नष्ट हो जाता है।

ग्लूटामेट एक उत्तेजक न्यूरोट्रांसमीटर है, यानी यह हमेशा हमारे तंत्रिका तंत्र में, सिनैप्स में होता है, जिससे तंत्रिका उत्तेजना और आगे संकेत संचरण होता है। यह ग्लूटामेट को अलग करता है, उदाहरण के लिए, एसिटाइलकोलाइन या नॉरपेनेफ्रिन से, क्योंकि कुछ सिनेप्स में एसिटाइलकोलाइन और नॉरपेनेफ्रिन उत्तेजना पैदा कर सकते हैं, दूसरों में - निषेध, उनके पास काम का एक अधिक जटिल एल्गोरिथ्म है। और इस अर्थ में ग्लूटामेट सरल और अधिक समझने योग्य है, हालांकि आपको ऐसी सादगी बिल्कुल नहीं मिलेगी, क्योंकि ग्लूटामेट के लिए लगभग 10 प्रकार के रिसेप्टर्स हैं, यानी संवेदनशील प्रोटीन जिस पर यह अणु कार्य करता है, और विभिन्न रिसेप्टर्स अलग-अलग दरों पर और विभिन्न मापदंडों के साथ ग्लूटामेट सिग्नल का संचालन करते हैं।

पौधों के विकास में कई विषाक्त पदार्थ पाए गए हैं जो ग्लूटामेट रिसेप्टर्स पर कार्य करते हैं। यह पौधों के लिए क्या है, सामान्य तौर पर, यह बिल्कुल स्पष्ट है। पौधे, एक नियम के रूप में, क्रमशः जानवरों द्वारा खाए जाने का विरोध करते हैं, विकास कुछ सुरक्षात्मक विषाक्त निर्माणों के साथ आता है जो शाकाहारी को रोकते हैं। सबसे शक्तिशाली पौधे विषाक्त पदार्थ शैवाल से जुड़े होते हैं, और यह शैवाल विषाक्त पदार्थ होते हैं जो मस्तिष्क के ग्लूटामेट रिसेप्टर्स को बहुत शक्तिशाली रूप से प्रभावित कर सकते हैं और कुल उत्तेजना और आक्षेप का कारण बन सकते हैं। यह पता चला है कि ग्लूटामेट सिनेप्स का अति-सक्रियण मस्तिष्क का एक बहुत शक्तिशाली उत्तेजना है, एक ऐंठन अवस्था। संभवतः इस श्रृंखला में सबसे प्रसिद्ध अणु को डोमोइक एसिड कहा जाता है, इसे एककोशिकीय शैवाल द्वारा संश्लेषित किया जाता है - ऐसे शैवाल होते हैं, वे पश्चिमी प्रशांत महासागर में, उदाहरण के लिए, कनाडा, कैलिफोर्निया, मैक्सिको के तट पर रहते हैं। इन शैवाल का विष विषाक्तता बहुत, बहुत खतरनाक है। और यह विषाक्तता कभी-कभी इसलिए होती है क्योंकि ज़ोप्लांकटन, सभी प्रकार के छोटे क्रस्टेशियंस या, उदाहरण के लिए, द्विवार्षिक मोलस्क, एककोशिकीय शैवाल पर फ़ीड करते हैं, जब वे पानी को फ़िल्टर करते हैं, इन अल्गल कोशिकाओं में आकर्षित होते हैं, और फिर कुछ मसल्स या सीप में बहुत अधिक होता है। डोमोइक एसिड की एकाग्रता, और आप गंभीर रूप से जहर प्राप्त कर सकते हैं।

यहां तक ​​कि इंसानों की मौत की भी खबर है। सच है, वे अविवाहित हैं, लेकिन फिर भी यह इस विष की शक्ति के बारे में बोलता है। और पक्षियों के मामले में डोमोइक एसिड के साथ जहर बहुत विशिष्ट है। यदि कुछ समुद्री पक्षी, जो फिर से छोटी मछलियों को खाते हैं, जो ज़ोप्लांकटन पर फ़ीड करते हैं, बहुत अधिक डोमोइक एसिड प्राप्त करते हैं, तो एक विशेषता मनोविकृति होती है: कुछ सीगल या पेलिकन बड़ी वस्तुओं से डरना बंद कर देते हैं और इसके विपरीत, उन पर हमला किया जाता है, अर्थात, वे आक्रामक हो जाते हैं ... 1960 के दशक की शुरुआत में कभी-कभी इस तरह के जहर की एक पूरी महामारी थी, और "पक्षी मनोविकृति" की इस महामारी के बारे में समाचार पत्रों की रिपोर्ट ने डैफने डू मौरियर को उपन्यास "बर्ड्स" लिखने के लिए प्रेरित किया, और फिर अल्फ्रेड हिचकॉक ने क्लासिक थ्रिलर "बर्ड्स" का निर्देशन किया। आपने फिल्म के मुख्य पात्रों को प्रताड़ित करने वाले हजारों बेहद आक्रामक सीगलों को देखा है। स्वाभाविक रूप से, वास्तव में, ऐसी कोई वैश्विक विषाक्तता नहीं थी, लेकिन फिर भी, डोमोइक एसिड बहुत विशिष्ट प्रभाव पैदा करता है, और यह और इसी तरह के अणु, निश्चित रूप से, मस्तिष्क के लिए बहुत खतरनाक हैं।

हम केवल आहार प्रोटीन के साथ बड़ी मात्रा में ग्लूटामिक एसिड और एक समान ग्लूटामेट खाते हैं। हमारे प्रोटीन, जो विभिन्न खाद्य पदार्थों में पाए जाते हैं, में 20 अमीनो एसिड होते हैं। ग्लूटामेट और ग्लूटामिक एसिड शीर्ष बीस में हैं। इसके अलावा, जब आप प्रोटीन की संरचना पर एक नज़र डालते हैं तो वे सबसे प्रचुर मात्रा में अमीनो एसिड होते हैं। नतीजतन, हम नियमित भोजन के साथ प्रतिदिन 5 से 10 ग्राम ग्लूटामेट और ग्लूटामाइन खाते हैं। एक समय में, यह विश्वास करना बहुत मुश्किल था कि ग्लूटामेट मस्तिष्क में एक ट्रांसमीटर का कार्य करता है, क्योंकि यह पता चला है कि जिस पदार्थ का हम सचमुच घोड़े की खुराक में उपभोग करते हैं, वह मस्तिष्क में ऐसे नाजुक कार्य करता है। ऐसी तार्किक असंगति थी। लेकिन तब उन्होंने महसूस किया कि वास्तव में, भोजन ग्लूटामेट व्यावहारिक रूप से मस्तिष्क में नहीं जाता है। इसके लिए हमें ब्लड-ब्रेन बैरियर नामक एक संरचना को धन्यवाद देना चाहिए, अर्थात, विशेष कोशिकाएं सभी केशिकाओं को घेर लेती हैं, सभी छोटी वाहिकाएं जो मस्तिष्क में प्रवेश करती हैं, और रक्त से तंत्रिका तंत्र तक रसायनों की गति को कसकर नियंत्रित करती हैं। इसके लिए नहीं तो हमारे द्वारा खाए गए कुछ कटलेट या बन हमारे अंदर ऐंठन पैदा कर देंगे, और यह, ज़ाहिर है, किसी को भी इसकी आवश्यकता नहीं है। इसलिए, आहार ग्लूटामेट लगभग मस्तिष्क में नहीं जाता है और वास्तव में, सिनेप्स पर मध्यस्थ कार्यों को करने के लिए संश्लेषित किया जाता है। फिर भी, यदि एक ही समय में बहुत अधिक ग्लूटामेट खाया जाए, तो थोड़ी सी मात्रा अभी भी मस्तिष्क में प्रवेश करती है। फिर हल्का सा हिलना-डुलना हो सकता है, जिसका प्रभाव एक मजबूत कप कॉफी के बराबर होता है। आहार ग्लूटामेट की उच्च खुराक का यह प्रभाव ज्ञात है और अक्सर तब होता है जब कोई व्यक्ति आहार पूरक के रूप में बड़ी मात्रा में ग्लूटामेट का उपयोग करता है।

तथ्य यह है कि हमारा स्नायु तंत्र ग्लूटामेट के प्रति बहुत संवेदनशील है। फिर, यह इस तथ्य के कारण है कि प्रोटीन में बहुत अधिक ग्लूटामेट होता है। यह पता चला है कि भोजन के रासायनिक विश्लेषण में ट्यूनिंग, ग्लूटामेट को प्रोटीन भोजन के संकेत के रूप में अलग कर दिया गया है, यानी हमें प्रोटीन खाना चाहिए, क्योंकि प्रोटीन हमारे शरीर की मुख्य निर्माण सामग्री है। इसी तरह, हमारे पाचन तंत्र ने ग्लूकोज का पता लगाना बहुत अच्छी तरह से सीख लिया है, क्योंकि ग्लूकोज और इसी तरह के मोनोसेकेराइड ऊर्जा का मुख्य स्रोत हैं, और प्रोटीन मुख्य निर्माण सामग्री है। इसलिए, प्रोटीन भोजन के बारे में एक संकेत के रूप में ग्लूटामेट की पहचान करने के लिए, और खट्टे, मीठे, नमकीन, कड़वे स्वाद के साथ, हमारी जीभ पर संवेदनशील कोशिकाएं होती हैं जो ग्लूटामेट के लिए विशेष रूप से प्रतिक्रिया करती हैं। और ग्लूटामेट एक प्रसिद्ध तथाकथित स्वाद देने वाला योज्य है। इसे स्वाद बढ़ाने वाला कहना पूरी तरह से सही नहीं है, क्योंकि ग्लूटामेट का अपना स्वाद होता है, जो उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि कड़वा, खट्टा, मीठा और नमकीन।

यह कहा जाना चाहिए कि ग्लूटामेट स्वाद का अस्तित्व सौ वर्षों से अधिक समय से जाना जाता है। जापानी शरीर विज्ञानियों ने इस प्रभाव की खोज इस तथ्य के कारण की कि ग्लूटामेट (सोया सॉस या समुद्री शैवाल से बनी चटनी के रूप में) का उपयोग जापानी और चीनी व्यंजनों में बहुत लंबे समय से किया जाता रहा है। तदनुसार, यह प्रश्न उठा: वे इतने स्वादिष्ट क्यों हैं और यह स्वाद मानक स्वादों से इतना भिन्न क्यों है? तब ग्लूटामेट रिसेप्टर्स की खोज की गई थी, और फिर ग्लूटामेट पहले से ही लगभग शुद्ध रूप (ई 620, ई 621 - मोनोसोडियम ग्लूटामेट) में इस्तेमाल किया गया था, ताकि इसे विभिन्न प्रकार के खाद्य पदार्थों में जोड़ा जा सके। कभी-कभी ऐसा होता है कि ग्लूटामेट पर सभी नश्वर पापों का आरोप लगाया जाता है, जिसे "अगली सफेद मौत" कहा जाता है: नमक, चीनी और ग्लूटामेट - सफेद मौत। यह, ज़ाहिर है, बहुत अतिरंजित है, क्योंकि मैं एक बार फिर दोहराता हूं: दिन के दौरान हम नियमित भोजन के साथ 5 से 10 ग्राम ग्लूटामेट और ग्लूटामिक एसिड खाते हैं। इसलिए यदि आप उस भावपूर्ण स्वाद को बनाने के लिए अपने भोजन में थोड़ा ग्लूटामेट मिलाते हैं, तो इसमें कुछ भी गलत नहीं है, हालाँकि, निश्चित रूप से, अतिरिक्त अच्छा नहीं है।

वास्तव में, ग्लूटामेट (लगभग 10 प्रकार के रिसेप्टर्स) के लिए कई रिसेप्टर्स हैं, जो विभिन्न दरों पर ग्लूटामेट संकेतों का संचालन करते हैं। और इन रिसेप्टर्स का अध्ययन मुख्य रूप से स्मृति तंत्र के विश्लेषण के दृष्टिकोण से किया जाता है। जब स्मृति हमारे मस्तिष्क और सेरेब्रल कॉर्टेक्स में उत्पन्न होती है, तो इसका वास्तव में मतलब है कि किसी प्रकार की सूचना प्रवाह को संचारित करने वाली तंत्रिका कोशिकाओं के बीच सिनैप्स अधिक सक्रिय रूप से काम करना शुरू कर देता है। सिनैप्स की सक्रियता का मुख्य तंत्र ग्लूटामेट रिसेप्टर्स की दक्षता में वृद्धि है। विभिन्न ग्लूटामेट रिसेप्टर्स का विश्लेषण करते हुए, हम देखते हैं कि विभिन्न रिसेप्टर्स अलग-अलग तरीकों से अपनी प्रभावशीलता बदलते हैं। संभवतः सबसे अधिक अध्ययन तथाकथित NMDA रिसेप्टर्स हैं। यह एक संक्षिप्त नाम है और एन-मिथाइल-डी-एस्पार्टेट के लिए खड़ा है। यह रिसेप्टर ग्लूटामेट और एनएमडीए के प्रति प्रतिक्रिया करता है। NMDA रिसेप्टर को इस तथ्य की विशेषता है कि यह एक मैग्नीशियम आयन द्वारा अवरुद्ध होने में सक्षम है, और यदि एक मैग्नीशियम आयन रिसेप्टर से जुड़ा हुआ है, तो यह रिसेप्टर कार्य नहीं करता है। यानी आपको एक सिनैप्स मिलता है जिसमें रिसेप्टर्स होते हैं, लेकिन ये रिसेप्टर्स बंद हो जाते हैं। यदि तंत्रिका नेटवर्क के माध्यम से कुछ मजबूत, महत्वपूर्ण संकेत पारित हो गया है, तो मैग्नीशियम आयन (जिसे मैग्नीशियम प्लग भी कहा जाता है) एनएमडीए रिसेप्टर से अलग हो जाते हैं, और सिनैप्स सचमुच तुरंत कई गुना अधिक कुशलता से काम करना शुरू कर देता है। सूचना हस्तांतरण के स्तर पर, इसका मतलब सिर्फ स्मृति के एक निश्चित निशान की रिकॉर्डिंग है। हमारे मस्तिष्क में हिप्पोकैम्पस नामक एक संरचना होती है, एनएमडीए रिसेप्टर्स के साथ ऐसे बहुत सारे सिनेप्स होते हैं, और हिप्पोकैम्पस स्मृति तंत्र के संदर्भ में शायद सबसे अधिक अध्ययन की जाने वाली संरचना है।

लेकिन NMDA रिसेप्टर्स, मैग्नीशियम प्लग की उपस्थिति और प्रस्थान अल्पकालिक स्मृति का एक तंत्र है, क्योंकि प्लग दूर जा सकता है और फिर वापस आ सकता है - फिर हम कुछ भूल जाएंगे। यदि दीर्घकालिक स्मृति बनती है, तो वहां सब कुछ बहुत अधिक जटिल होता है, और अन्य प्रकार के ग्लूटामेट रिसेप्टर्स वहां काम करते हैं, जो तंत्रिका कोशिका झिल्ली से सीधे परमाणु डीएनए तक एक संकेत संचारित करने में सक्षम होते हैं। और इस संकेत को प्राप्त करने के बाद, परमाणु डीएनए ग्लूटामिक एसिड में अतिरिक्त रिसेप्टर्स के संश्लेषण को ट्रिगर करता है, और इन रिसेप्टर्स को सिनैप्टिक झिल्ली में शामिल किया जाता है, और सिनैप्स अधिक कुशलता से काम करना शुरू कर देता है। लेकिन यह तुरंत नहीं होता है, जैसा कि मैग्नीशियम प्लग को खटखटाने के मामले में होता है, लेकिन कई घंटों की आवश्यकता होती है, दोहराव की आवश्यकता होती है। लेकिन अगर ऐसा हुआ, तो गंभीरता से और लंबे समय तक, और यही हमारी दीर्घकालिक स्मृति का आधार है।

बेशक, फार्माकोलॉजिस्ट मस्तिष्क के विभिन्न कार्यों को प्रभावित करने के लिए ग्लूटामेट रिसेप्टर्स का उपयोग करते हैं, मुख्य रूप से तंत्रिका तंत्र की उत्तेजना को कम करने के लिए। एक बहुत प्रसिद्ध दवा को केटामाइन कहा जाता है। यह एक संवेदनाहारी पदार्थ की तरह काम करता है। केटामाइन, इसके अलावा, एक मादक प्रभाव के साथ एक अणु के रूप में जाना जाता है, क्योंकि मतिभ्रम अक्सर संज्ञाहरण से बाहर आने पर होता है, इसलिए केटामाइन को मतिभ्रम, साइकेडेलिक क्रिया की दवाओं के रूप में भी जाना जाता है, इसके साथ काम करना बहुत मुश्किल है। लेकिन औषध विज्ञान में अक्सर ऐसा होता है: एक पदार्थ जो एक आवश्यक दवा है, उसके कुछ दुष्प्रभाव होते हैं, जो अंततः इस पदार्थ के वितरण और उपयोग को बहुत सख्ती से नियंत्रित करने की आवश्यकता को जन्म देते हैं।

ग्लूटामेट के संबंध में बहुत प्रसिद्ध एक अन्य अणु मेमेंटाइन है, एक पदार्थ जो एनएमडीए रिसेप्टर्स को हल्के ढंग से अवरुद्ध कर सकता है और परिणामस्वरूप, विभिन्न क्षेत्रों में सेरेब्रल कॉर्टेक्स की गतिविधि को कम कर सकता है। मेमनटाइन का इस्तेमाल कई तरह की स्थितियों में किया जाता है। इसकी फार्मेसी का नाम अकाटिनोल है। इसका उपयोग मिर्गी के दौरे की संभावना को कम करने के लिए कुल उत्तेजना के स्तर को कम करने के लिए किया जाता है, और शायद मेमनटाइन का सबसे सक्रिय उपयोग न्यूरोडीजेनेरेशन स्थितियों और अल्जाइमर रोग में होता है।

ग्लूटामेट और गामा-एमिनोब्यूट्रिक एसिड (गाबा) मस्तिष्क में दो सबसे प्रचुर मात्रा में न्यूरोट्रांसमीटर हैं... प्रांतस्था में नब्बे प्रतिशत न्यूरॉन्स उपयोग करते हैं ग्लूटामेट – मुख्य उत्तेजक पिक, सिनैप्टिक फांक में छोड़े जाने पर पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन पर एक एक्सोनल एक्शन पोटेंशिअल विकसित होने की संभावना बढ़ जाती है।

मानव मस्तिष्क में, ग्लूटामेट का उपयोग आमतौर पर प्रांतस्था में बड़े पिरामिड न्यूरॉन्स और मस्तिष्क की गहरी संरचनाओं द्वारा किया जाता है। इसके अलावा, इस ट्रांसमीटर का उपयोग अक्सर संशोधित सिनेप्स, कंडीशनिंग सीखने में किया जाता है।

गामा-एमिनोब्यूट्रिक एसिड (जीएबीए), ग्लूटामेट के विपरीत, सेरेब्रल कॉर्टेक्स का मुख्य निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर है। निरोधात्मक सिनैप्स पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन के अक्षतंतु के साथ गुजरने वाली क्रिया क्षमता की संभावना को कम करते हैं।

GABA पिरामिड कोशिकाओं के आस-पास के इंटिरियरनों में वितरित किया जाता है। यह माना जाता है कि इस मामले में यह प्रांतस्था की निरंतर उत्तेजक गतिविधि को विनियमित करने का कार्य करता है।

मस्तिष्क के कामकाज के लिए सभी उत्तेजक सिनेप्स की निरंतर गतिविधि की आवश्यकता नहीं होती है। इस मामले में, प्रत्येक चक्र के साथ बढ़ते हुए, मस्तिष्क में सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप बनेंगे। मिरगी के दौरे के मामले में, प्रांतस्था अभिभूत हो जाएगी।

अतिरिक्त ग्लूटामेट विषाक्त है और एक्साइटोटॉक्सिसिटी नामक घटना की ओर जाता है।... दौरे से होने वाले अधिकांश नुकसान सीधे उनसे नहीं होते हैं, बल्कि ग्लूटामेट की अधिक रिहाई से होते हैं।

यह एक जलती हुई कार में ईंधन टैंक में विस्फोट की तरह है: विस्फोट उस आग की तुलना में बहुत अधिक नुकसान करता है जिससे यह हुआ। न्यूरोट्रांसमीटर केवल कड़ाई से परिभाषित मात्रा में ही उपयोगी होते हैं.

ग्लूटामेट (ग्लू) पहले से मौजूद अणुओं से न्यूरोट्रांसमीटर के गठन की जांच के लिए भी बहुत अच्छा है। ग्लूटामाइन अमीनो एसिड में से एक है जो जानवरों को उनके आहार से मिलता है।... मस्तिष्क, बदले में, उत्तेजक संकेतों को प्रसारित करने के लिए ग्लूटामाइन का उपयोग करता है।

हम भोजन में ग्लूटामेट का स्वाद ले सकते हैं, जैसा कि जापानी वैज्ञानिकों ने 1907 में सोया सॉस के एक अध्ययन में खोजा था। ग्लूटामेट स्वाद चार बुनियादी स्वादों के अतिरिक्त पाँचवाँ मूल स्वाद है, जिसके लिए हमारे पास अलग-अलग रिसेप्टर्स हैं; इसे उमामी कहा जाता है। ग्लूटामेट का स्वाद भोजन की खाने की क्षमता और ताजगी को निर्धारित करने में मदद करता है, यह एक ऐसा गुण है जो आदिकालीन दुनिया के शिकारियों और संग्रहकर्ताओं के लिए अत्यंत आवश्यक है।

हम नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए तीन-कोशिका प्रणाली को न्यूरोट्रांसमीटर ग्लूटामेट की कुछ मात्रा के उत्पादन की एक पंक्ति के रूप में मान सकते हैं, उन्हें वेसिकुलर ट्रांसपोर्ट का उपयोग करके सिनैप्स में ले जा सकते हैं, और उन्हें सिनैप्टिक फांक में छोड़ सकते हैं। कोशिका के शीर्ष पर छोटा अंडाकार अंग माइटोकॉन्ड्रियन है, जो अधिकांश सेलुलर एटीपी का उत्पादन करता है।

यह पूरी प्रणाली दाईं ओर केशिका से झिल्लियों के माध्यम से फैलने वाले ग्लूकोज और ऑक्सीजन द्वारा संचालित होती है। ग्लूकोज का उपयोग ऊर्जा के साथ-साथ न्यूरोट्रांसमीटर ग्लूटामेट के संश्लेषण के लिए किया जाता है।

ग्लूटामेटेरिक सिग्नलिंग के लिए तीन कोशिकाओं की भागीदारी की आवश्यकता होती है। तीन कोशिकाएं ग्लूटामेटेरिक सिग्नलिंग प्रदान करने के लिए मिलकर काम करती हैं। रक्त केशिका पर ध्यान दें जो ग्लूकोज और ऑक्सीजन के साथ एस्ट्रोसाइट और न्यूरॉन्स की आपूर्ति करती है।

ग्लूकोज भी ग्लूटामेट के संश्लेषण में मध्यवर्ती चयापचयों में से एक है। वी एम ऊपरी न्यूरॉन की झिल्ली क्षमता है, जो कई स्पाइक्स दिखाती है जिससे मध्यस्थ को सिनैप्टिक फांक में छोड़ दिया जाता है, पीजीके फॉस्फोग्लाइसेरेट किनेज है।

ध्यान दें कि पोस्टसिनेप्टिक सेल में दो प्रकार के ग्लूटामेट रिसेप्टर्स होते हैं। मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स का उपयोग सेलुलर चयापचय मार्गों का जवाब देने के लिए किया जाता है। आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स आयन चैनलों को सक्रिय करते हैं: सोडियम, पोटेशियम और कैल्शियम।

तारिकाकोशिकापूरे सिस्टम के संचालन के लिए आरेख का मध्य भी महत्वपूर्ण है। यह ग्लूकोज को कैप्चर करता है, इसे तोड़ता है और एडीपी को अपने माइटोकॉन्ड्रिया में एटीपी में परिवर्तित करता है, ग्लूटामाइन को प्रीसानेप्टिक सेल में निर्देशित करता है, जहां से ग्लूटामेट को संश्लेषित किया जाता है, और सिनैप्टिक फांक से फैलने वाले अतिरिक्त ग्लूटामेट को पकड़ लेता है।

उत्तरार्द्ध बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि ग्लूटामेट, जब लंबे समय तक कोशिका के बाहर छोड़ दिया जाता है, तो विषाक्त होता है। ग्लूटामेट विषाक्तता को मस्तिष्क की गंभीर क्षति का कारण माना जाता है। (इस तरह के विकारों को एक्साइटोटॉक्सिसिटी भी कहा जाता है, क्योंकि ग्लूटामेट मस्तिष्क में मुख्य उत्तेजक न्यूरोट्रांसमीटर है।)

ग्लूटामेटेरिक सिग्नलिंग समय में बेहद सटीक है, इसके न्यूरोट्रांसमीटर को बाह्य अंतरिक्ष से तेजी से हटाया जा सकता है; यह बाह्य वातावरण में जहरीले यौगिकों को भी नहीं छोड़ता है। साथ ही, लगभग सभी जैव रासायनिक प्रक्रियाएं, विशेष रूप से ऑक्सीडेटिव वाले, एक निश्चित मात्रा में जहरीले पदार्थ उत्पन्न करते हैं और यदि वे लंबे समय तक कार्य करते हैं तो बहुत हानिकारक हो सकते हैं।

गाबा: मुख्य निरोधात्मक पिक

मस्तिष्क के कार्य करने के लिए उत्तेजक न्यूरॉन्स आवश्यक हैं, लेकिन अगर तंत्रिका तंत्र में केवल वे थे, तो मस्तिष्क में एक अधिभार जल्दी से आ जाएगा, क्योंकि प्रत्येक ग्लूटामेटेरिक न्यूरॉन दूसरों को उत्तेजित करेगा। निरोधात्मक न्यूरॉन्स गतिविधि के आवश्यक स्तर को बनाए रखने के लिए उत्तेजक न्यूरॉन्स को संतुलित करते हैं... उत्तेजक और निरोधात्मक न्यूरॉन्स नियमित लय बनाने के लिए बातचीत करते हैं - मस्तिष्क में अंतरक्षेत्रीय संकेतन का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा।

ग्लूटामेट चयापचय मार्ग मुख्य निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर, गाबा (गामा-एमिनोब्यूट्रिक एसिड) भी पैदा करता है। यदि गाबा को सिनैप्टिक फांक में छोड़ा जाता है, तो पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन के अक्षतंतु के साथ क्रिया क्षमता के गुजरने की संभावना कम हो जाती है।

गाबा के प्रभाव में झिल्ली के विध्रुवण के बजाय हाइपरपोलराइजेशन होता है, और एपी के गुजरने की संभावना में कमी होती है, भले ही सेल एक साथ एक उत्तेजक संकेत प्राप्त करता हो। इस प्रकार, लगभग 10 एमएस के अंतराल पर सेल में आने वाले उत्तेजक और निरोधात्मक संकेतों के बीच एक संतुलन प्राप्त किया जाता है, जो इसकी वर्तमान गतिविधि को निर्धारित करता है।

गैबैर्जिक सिनैप्स। ध्यान दें कि GABA बनाने के लिए ग्लूटामाइन और इसके डेरिवेटिव का उपयोग किया जाता है।

ट्रांसपोर्टर एक विशेष प्रोटीन अणु है जो पुन: उपयोग के लिए न्यूरोट्रांसमीटर अणुओं को वापस सेल में पहुंचाता है। ऑटोरेसेप्टर्स सिनैप्स सेल्फ रेगुलेशन में शामिल होते हैं। GAT - GABA ट्रांसपोर्टर, GAD - ग्लूटामेट डिकारबॉक्साइलेज़, VIAAT - निरोधात्मक मध्यस्थों के वेसिकुलर ट्रांसपोर्टर, जिन - ग्लूटामाइन, ग्लू - ग्लूटामिक एसिड।

कोर्टेक्स के पिरामिड न्यूरॉन्स में ज्यादातर उत्तेजक गतिविधि होती है, जबकि ऑलिगोडेंड्रोसाइट्स- ब्रेक। इस प्रकार, उत्तेजना तरंगें जो पूरे मस्तिष्क में लगातार यात्रा करती हैं, स्थानीय रूप से गाबा-स्रावित कोशिकाओं द्वारा बाधित होती हैं। ऐसी कोशिकाओं को GABAergic कहा जाता है, जबकि उत्तेजक कोशिकाओं को ग्लूटामेटेरिक कहा जाता है।

कोर्टेक्स के सभी सर्किट में उत्तेजक और निरोधात्मक न्यूरॉन्स दोनों शामिल हैं। इस आरेख में पिरामिड कोशिकाओं को नीले रंग में और निरोधात्मक इंटिरियरनों को लाल रंग में हाइलाइट किया गया है। ग्रीन सिस्टम के बाहर से एक इनपुट को चिह्नित करता है (उदाहरण के लिए, ऑप्टिक ट्रैक्ट से) जो कॉर्टिकल न्यूरॉन्स को उत्तेजित करता है।

आरेख S1 में दिखाए गए चिकने न्यूरॉन्स भी उत्तेजक होते हैं। इस प्रकार के माइक्रोकंटोर प्रांतस्था में आम हैं और मस्तिष्क के संरचनात्मक रूप से समान क्षेत्रों के बीच अंतर निर्धारित करते हैं।

उत्तेजक न्यूरॉन्स को विनियमित करने और उत्तेजना तरंग के पारित होने में अवरोध पैदा करने के लिए निषेध आवश्यक है। मस्तिष्क में उत्तेजना के अधिभार को रोकने के लिए, कई GABAergic synapses हैं जो उत्तेजना के स्तर को नियंत्रित करते हैं।

GABA का उपयोग मस्तिष्क के लगभग हर हिस्से में तेजी से निरोधात्मक सिनेप्स के विशाल बहुमत में किया जाता है। अधिकांश ट्रैंक्विलाइज़र मस्तिष्क की GABAergic गतिविधि को बढ़ाते हैं।

अल्कोहल का आरामदेह प्रभाव भी गाबा-मध्यस्थता प्रक्रियाओं पर इसके प्रभाव पर आधारित होता है... हालांकि, गाबा में निषेध के अलावा अन्य कार्य भी हैं।

कोशिकाओं के जैव रासायनिक मार्ग विकास द्वारा चयनित और संरक्षित पदार्थों के एक सीमित सेट का उपयोग करते हैं। कई जैव रासायनिक विशेषताओं में, मनुष्य जानवरों की एक विस्तृत श्रृंखला के समान हैं, लेकिन फिर भी उनमें कुछ अंतर हैं।

जैसा कि हम देखेंगे, ये अंतर बड़े पैमाने पर उच्च-स्तरीय नियामक डीएनए की गतिविधि के कारण हैं, न कि सीधे प्रोटीन में व्यक्त डीएनए के। हम रासायनिक संरचना में अधिकांश जानवरों से अलग नहीं हैं। अंतर मुख्य रूप से जीनोम के उच्च-स्तरीय संगठन में निहित हैं, जो विशाल नियोकोर्टेक्स और विशेष रूप से अग्रमस्तिष्क के विकास और कामकाज में मध्यस्थता करता है। मनुष्य जीवन के स्वरों से बना एक नया राग है।