نوروفیزیولوژی

نوروترانسمیتر گلوتامات ، ارتش یک نفره‌ی مغز

5/5 - (12 امتیاز)

نوروترانسمیتر گلوتامات یک آمینو اسید و فراوان‌ترین انتقال دهنده‌ی عصبیِ تحریکی است که توسط سلول‌های عصبی در مغز شما آزاد می‌شود. این نوروترانسمیتر نقش مهمی در یادگیری و حافظه داشته و جالب است بدانید برای این‌که مغز شما به درستی کار خود را انجام دهد، نوروترانسمیتر گلوتامات باید حضور به موقع و به اندازه‌ای داشته باشد (از نظر غلظت، محل ترشح و زمان مناسب). همچنین گفتنی است که وجود گلوتامات بیش از حد با بیماری‌هایی مانند: پارکینسون، آلزایمر و هانتینگتون مرتبط است. از همین رو و با توجه به نقش مهم نوروترانسمیتر گلوتامات در نظر داریم که اطلاعاتی اساسی درباره‌ی این ناقل عصبی را به زبانی ساده توضیح دهیم.

بیشتر بخوانید: با نوروترنسمیتر ها یا انتقال دهنده های عصبی بیشتر آشنا شوید

نوروترانسمیتر گلوتامات چیست؟

گلوتامات یک نوروترانسمیتر است. نوروترانسمیترها «پیام‌رسان‌های شیمیایی» هستند و وظیفۀ آن‌ها فرستادن پیام بین نورون‌ها در مغز ما است.

 گلوتامات فراوان­‌ترین ناقل عصبی تحریکی مغز ماست. خوب است بدانید که ناقل‌های عصبی یا تحریکی هستند و یا مهاری. ناقل‌های عصبی تحریکی، نورون‌ها را تهییج یا تحریک می­‌کنند، بطوریکه احتمال انتقال پیام از یک نورون به نورون دیگر افزایش پیدا کند و متوقف نشود اما ناقل‌های عصبی مهاری، احتمال انتقال پیام از یک نورون به نورون دیگر را کاهش می‌دهند.

 حضور گلوتامات برای عملکرد درست مغز ضروری است. نوروترانسمیتر گلوتامات به‌­وسیله­‌ی سلول­‌های پشتیبان موجود در مغز ما، بازسازی و ساخته می­‌شود. سلول‌­های پشتیبان، گلوتامات­‌های مصرف­‌شده را به گلوتامین تبدیل می­‌کنند که این گلوتامین­‌ها زمانی­‌که به قسمت‌های انتهایی سلول عصبی بازمی‌­گردند، دوباره به گلوتامات تبدیل می‌­شوند.

گلوتامات همچنین برای ساخت یک ناقل عصبی دیگر به نام گاما آمینو بوتیریک­‌اسید (گابا) در مغز ما ضروری است. گابا به عنوان ناقل عصبی تسکین­‌دهنده شناخته می­‌شود. این ناقل عصبی در خواب، استراحت، تعدیل خلق‌­وخو و عملکرد ماهیچه­‌ها دخیل است.

تاریخچه‌ی کشف نوروترانسمیتر گلوتامات

به‌دلیل حضور گلوتامات در نقش آمینواسید داخل ساختار پروتئین‌ها و همچنین حضور پروتئین‌ها در سراسر بدن، شناخت نقش ویژه‌ی نوروترانسمیتر گلوتامات در سیستم عصبی دشوار بود. به همین علت عملکرد گلوتامات به عنوان ناقل عصبی تا دهۀ ۱۹۷۰ به طور عمومی پذیرفته نشده بود. این در حالی بود که از شناخت سروتونین، نوراپی­نفرین و استیل کولین به‌­عنوان ناقل­‌های عصبی دهه­‌ها می­‌گذشت.

 اولین پیشنهاد مبنی بر اینکه گلوتامات ممکن است به­‌عنوان ناقل­ عصبی عملکرد داشته باشد، در سال ۱۹۵۲ ارائه شد. اما به دلایل گوناگون این فرضیه به مدت طولانی مورد شک و تردید قرار گرفت. بالأخره در دهۀ ۱۹۷۰ سلسه­ای از یافته‌­ها بسیاری از این تردیدها را برطرف کرد و عملکرد گلوتامات به عنوان یک نوروترانسمیتر به طور عمومی پذیرفته شد.

نوروترانسمیتر گلوتامات چگونه عمل می­‌کند؟

ناقل‌های عصبی مانند گلوتامات، توسط سلول­‌های عصبی تولید و در وزیکول­‌هایی با دیوارۀ ضخیم در پایانۀ آکسونی (محلی در انتهای سلول عصبی) ذخیره می­‌شوند. هر وزیکول می­‌تواند شامل هزاران مولکول ناقل عصبی باشد. زمانی‌­که پیام یا سیگنال در طول سلول عصبی حرکت می­‌کند، بار الکتریکی سیگنال باعث رهاسازی وزیکول­‌های ناقل‌­های عصبی (در اینجا نوروترانسمیتر گلوتامات) به فضای سیال بین نورون­ها می‌شود. این فضا سیناپس نام دارد. در سمت دیگر سیناپس، نورون بعدی قرار دارد. گلوتامات باید به گیرنده‌­های مشخصی که دریافت­‌کنندۀ پیام در نورون بعدی هستند، متصل شود. پس از اتصال، نوروترانسمیتر گلوتامات تغییر یا فعالیتی در این نورون به راه می‌­اندازد و سیگنال ارتباطی راه خود را از نورونی به نورون دیگر ادامه می‌­دهد.

آزاد شدن گلوتامات از نورون پیش‌سیناپسی و رسیدن آن به نورون بعدی
این تصویر، فرایند آزاد شدن گلوتامات از نورون پیش‌سیناپسی و رسیدن آن به نورون بعدی را نمایش می‌دهد.

برخلاف سایر ناقل­‌های عصبی، گلوتامات می­‌تواند به چهار گیرندۀ متفاوت متصل شود (مانند یک شاه‌‌ کلید که می­‌تواند مکمل چهار قفل باشد و آن‌ها را باز کند). این ویژگی به نوروترانسمیتر گلوتامات امکان حضور و توانایی گسترده برای تحریک و ارتباط با بقیۀ نورون­‌ها را می‌دهد. گلوتامات در بیش از ۹۰٪ تمام عملکردهای تحریکی مغز انسان دخیل است. به عبارت دیگر نوروترانسمیتر گلوتامات، در 90% موارد به عنوان یک ناقل عصبی تحریکی عمل می‌کند اما در باقی موارد و با توجه به گیرنده‌ای که به آن متصل می‌شود، می‌تواند نقش مهاری داشته باشد.

در مغز ما، گروهی از نورون­‌ها برای تشکیل مدارهای کوچک­تر (به منظور مدیریت وظایف خُرد مانند بازیابی حافظه) و یا تشکیل مدارهای بزرگ­‌تر برای داشتن شبکه­‌ی ارتباطی قوی­­‌تر (به منظور انجام وظایف بزرگ­‌تر وپیچیده‌­تر مانند بینایی، شنوایی یا حرکت) به هم متصل می‌شوند. گلوتامات در انتقال پیام­‌های شیمیایی در سراسر این مدارها و شبکه‌­های ارتباطی بیشترین سهم را دارد.

همچنین لازم به ذکر است که رها شدن مقدار ناکافی نوروترانسمیتر گلوتامات در مکان مناسب و بازه‌­ی زمانی درست، باعث ایجاد یک ارتباط عصبی ضعیف شده و همچنین غلظت بیش‌­ازحدِ گلوتامات نیز می­‌تواند به نورون­ها و شبکه­‌ی ارتباطی عصبی آسیب بزند.

نقش نوروترانسمیتر گلوتامات در بدن ما چیست؟

عملکردهای گلوتامات موارد زیر را در بر می‌گیرند:

  • حافظه و یادگیری: نوروترانسمیتر گلوتامات به وسیله­‌ی برهم­‌کنش با چهار گیرنده‌ی متفاوت، قابلیت بیشتری برای رساندن موفقیت‌­آمیز و سریع پیام­ بین نورون­‌ها دارد. این مخابره­ و پردازش سریع اطلاعات جنبه‌­ای مهم در یادگیری و حافظه است.علاوه بر این، همان‌طور که می‌دانیم ایجاد ساز و کارهای پایه‌ای حافظه بوسیله‌ی تشکیل شبکه‌های پیوسته‌ی عصبی ممکن می‌شود و جالب است بدانید نوروترانسمیتر گلوتامات به نورون‌ها این امکان را می‌دهد تا اطلاعات وابسته به‌هم ایجاد کرده و مقدمات شکل‌گیری حافظه را فراهم کنند.

بیشتر بخوانید: حافظه‌ی انسان ، ظرفی که پر نمی‌شود

نقش گلوتامات در حافظه و یادگیری
گلوتامات در حافظه و یادگیری نقش دارد.
  • منبع انرژی برای سلول‌­های مغز: گلوتامات می­‌تواند در زمان کمبود گلوکز (منشأ اصلی انرژی) به عنوان یک منبع انرژی استفاده شود.
  • پیام‌­رسان شیمیایی: نوروترانسمیتر گلوتامات باعث انتقال پیام‌­های شیمیایی بین نورون‌­ها می­‌شود.
  • مدیریت چرخه‌ی خواب و بیداری: براساس مطالعات حیوانی، سطح گلوتامات در زمان بیداری و در طول فاز حرکت سریع چشم (REM) در زمان خوابیدن، بالاست.
  • علامت‌­دهندۀ درد: سطوح بالای نوروترانسمیتر گلوتامات با افزایش میزان درد مرتبط هستند.

چطور مغز سرشار از گلوتامات می­‌شود؟

مغز ما در موقعیت‌های خاصی سرشار از گلوتامات می‌شود که در ادامه به چند مورد از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

  • آزاد شدن مقدار فراوانی از نوروترانسمیتر گلوتامات توسط نورون­‌ها.
  • گلوتاماتِ آزاد شده توسط سلو‌ل‌های پشتیبان باعث افزایش مقدار گلوتامات موجود در مغز می­‌شود.
  • گلوتامات اضافه‌ای که در فضای سیناپسی باقی می‌ماند. این امر می‌تواند باعث فعال‌شدن مکرر گیرنده‌ها و تحریک پیوسته‌ی نورون‌ها شود.
  • گیرنده­‌های نورون­‌ها نسبت به گلوتامات حساسیتِ بیش­‌ازحد نشان می­‌دهند، بدین معنی که مقادیر کمتری از گلوتامات برای تحریک آن­‌ها کافی است.

وقتی غلظت نوروترانسمیتر گلوتامات بیش­ از حد شود چه اتفاقی می‌­افتد؟

گلوتاماتِ بیش‌­ازحد در مغز می­‌تواند باعث تحریکِ بیش از حد نورون­‌ها شود و این امر می‌­تواند موجب آسیب سلول­‌های مغز و مرگ شود. در این حالت، گلوتامات، محرک سمی (excitotoxin) نامیده می‌­شود.

وجود گلوتاماتِ بیش‌­ازحد در مغز با بعضی عارضه­‌ها مرتبط است که شامل عوامل زیر هستند:

  • اسکلروز جانبی آمیوتروفیک( بیماری لوئیس گریگ)
  • بیماری مالتیپل اسکلروزیس(MS)
  • بیماری آلزایمر
  • بیماری پارکینسون
  • بیماری هانتینگتون
  • سکته­ی مغزی
  • فیبرومیالژیا
  • سندرم خستگی مزمن

عارضه‌­های سلامت روان که تصور می‌­شود به علت اشکال در تولید یا به وجود آیند، شامل موارد زیر هستند:

  • اختلالات خلقی و تشویش
  • اوتیسم
  • افسردگی
  • اختلال وسواس فکری-عملی(OCD)
  • شیزوفرنی

 

بیماری‌های روان بر اثر وجود گلوتاماتِ بیش‌ازحد در مغز
اشکال در تولید یا مصرف مکمل‌های حاوی گلوتامات می‌تواند منجر به عارضه‌های سلامت روان شود.

وقتی مقدار نوروترانسمیتر گلوتامات بسیار کم باشد چه اتفاقی می‌­افتد؟

  • مشکلات تمرکز
  • خستگی روانی
  • بی­‌خوابی
  • کمبود انژری

جمع‌­بندی

در این مطلب سعی شد تا دیدی کلی نسبت به یکی از مهم­ترین ناقل­‌های عصبی در مغز ما، ارائه شود. اما هنوز راه طولانی تا شناخت دقیق و کامل از نوروترانسمیتر گلوتامات وجود دارد. امید است این مطلب در فهم بهتر شما نسبت به فعالیت عصبی گلوتامات مؤثر واقع شده باشد.

محدثه محسنی

دانشجوی دکتری پیوسته‌ی بیوتکنولوژی دانشگاه تهران

نوشته های مشابه

‫2 دیدگاه ها

  1. سلام گلوتامات و گلوتامین هر دو آمینواسید و واحدهای سازنده‌ی پروتئین در موجودات زنده هستند. این دو ماده از لحاظ ساختار شیمیایی به هم نزدیک هستند ولی در زنجیره‌ی جانبی گلوتامات، گروه هیدروکسیل(OH–) جایگزین گروه آمینِ(NH2–) حاضر در گلوتامین شده. از لحاظ عملکرد هم تفاوت‌هایی با هم دارند. مثلا گلوتامین خصلت نوروترنسمیتری نداره(ولی در طی واکنش‌هایی می‌تونه به گلوتامات یا بعضی از ناقل‌های عصبی دیگه تبدیل بشه) درصورتیکه گلوتامات این خصلت رو داره.

    بله ممنون از توجه‌تون درستش «سلسله‌ای» بوده.

  2. درود بر شما
    گلوتامات با گلوتامین چه فرقی دارد؟
    در پاراگراف دوم تاریخچه کشف خط چهارم کلمه (سلسهای) به احتمال زیاد اشتباه تایپ شده.
    ممنون از تیم فعال بیوزوم

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا