Glutamato (neurotransmissor): síntese, ação, funções - Ciência - 2023

Contente

oglutamato É o neurotransmissor com a função excitatória mais abundante no sistema nervoso dos organismos vertebrados. Desempenha um papel fundamental em todas as funções excitatórias, o que implica que está relacionado com mais de 90% de todas as conexões sinápticas no cérebro humano.

Os receptores bioquímicos de glutamato podem ser divididos em três classes: receptores AMPA, receptores NMDA e receptores metabotrópicos de glutamato. Alguns especialistas identificam um quarto tipo, conhecido como receptores de cainato. Eles são encontrados em todas as regiões do cérebro, mas são especialmente abundantes em algumas áreas.

O glutamato desempenha um papel fundamental na plasticidade sináptica. Por causa disso, está especialmente relacionado a certas funções cognitivas avançadas, como memória e aprendizagem. Uma forma específica de plasticidade, conhecida como potencialização de longo prazo, ocorre nas sinapses glutamatérgicas em áreas como o hipocampo ou o córtex.

Além de tudo isso, o glutamato também tem uma série de benefícios à saúde quando consumido por meio de dieta moderada. No entanto, também pode causar alguns efeitos negativos se você se concentrar demais, tanto no nível do cérebro quanto nos alimentos. Neste artigo, contaremos tudo sobre ele.

Síntese

O glutamato é um dos principais componentes de um grande número de proteínas. Por isso, é um dos aminoácidos mais abundantes em todo o corpo humano. Em circunstâncias normais, é possível obter o suficiente desse neurotransmissor por meio da dieta, de modo que não é necessário sintetizá-lo.

No entanto, o glutamato é considerado um aminoácido não essencial. Isso significa que, em tempos de emergência, o corpo pode metabolizá-lo de outras substâncias. Especificamente, pode ser sintetizado a partir do ácido alfa-cetoglutárico, que é produzido pelo ciclo do ácido cítrico a partir do citrato.

No nível do cérebro, o glutamato não é capaz de cruzar a barreira hematoencefálica por si só. No entanto, ele se move através do sistema nervoso central por meio de um sistema de transporte de alta afinidade. Isso serve para regular sua concentração e manter constante a quantidade dessa substância encontrada nos fluidos cerebrais.

No sistema nervoso central, o glutamato é sintetizado a partir da glutamina no processo conhecido como "ciclo glutamato-glutaminérgico", por meio da ação da enzima glutaminase. Isso pode ocorrer tanto nos neurônios pré-sinápticos quanto nas células gliais que os cercam.

Por outro lado, o glutamato é ele próprio um precursor de outro neurotransmissor muito importante, o GABA. O processo de transformação é realizado pela ação da enzima glutamato descarboxilase.

Mecanismo de ação

O glutamato exerce seu efeito no corpo ligando-se a quatro tipos diferentes de receptores bioquímicos: receptores AMPA, receptores NMDA, receptores metabotrópicos de glutamato e receptores cainato. A maioria deles está localizada no sistema nervoso central.

Na verdade, a grande maioria dos receptores de glutamato está localizada nos dendritos das células pós-sinápticas; e eles se ligam a moléculas liberadas no espaço intra-sináptico por células pré-sinápticas. Por outro lado, também estão presentes em células como astrócitos e oligodendrócitos.

Os receptores de glutamina podem ser divididos em dois subtipos: ionotrópico e metabotrópico. A seguir, veremos como cada um deles funciona com mais detalhes.

Receptores ionotrópicos

Os receptores ionotrópicos de glutamato têm a função primária de permitir que os íons sódio, potássio e, às vezes, cálcio passem pelo cérebro em resposta à ligação do glutamato. Quando ocorre a ligação, o antagonista estimula a ação direta do poro central do receptor, um canal iônico, permitindo a passagem dessas substâncias.

A passagem dos íons sódio, potássio e cálcio causa uma corrente excitatória pós-sináptica. Esta corrente está despolarizando; e se um número suficiente de receptores de glutamato for ativado, o potencial de ação no neurônio pós-sináptico pode ser alcançado.

Todos os tipos de receptores de glutamato são capazes de produzir uma corrente excitatória pós-sináptica. No entanto, a velocidade e a duração dessa corrente são diferentes para cada um deles. Assim, cada um deles tem efeitos diferentes no sistema nervoso.

Receptores metabotrópicos

Os receptores metabotrópicos do glutamato pertencem à subfamília C dos receptores da proteína G. Eles são divididos em três grupos, que por sua vez são divididos em oito subtipos no caso dos mamíferos.

Esses receptores são compostos de três partes distintas: a região extracelular, a região transmembrana e a região intracelular. Dependendo de onde as moléculas de glutamato estão ligadas, um efeito diferente ocorrerá no corpo ou no sistema nervoso.

A região extracelular é composta por um módulo conhecido como "armadilha voadora de Vênus" que é responsável pela ligação do glutamato. Também possui uma parte rica em cisteína que desempenha um papel fundamental na transmissão da mudança de corrente para a parte transmembrana.

A região transmembrana é composta por sete áreas, e sua principal função é conectar a zona extracelular com a zona intracelular, onde geralmente ocorre o acoplamento de proteínas.

A ligação das moléculas de glutamato na região extracelular faz com que as proteínas que atingem a região intracelular sejam fosforiladas. Isso afeta um grande número de vias bioquímicas e canais iônicos na célula. Por causa disso, os receptores metabotrópicos podem causar uma ampla gama de efeitos fisiológicos.

Receptores fora do sistema nervoso central

Acredita-se que os receptores de glutamato desempenhem um papel fundamental na recepção de estímulos que provocam o sabor "umami", um dos cinco sabores básicos de acordo com as pesquisas mais recentes nessa área. Por causa disso, sabe-se que os receptores dessa classe existem na língua, especificamente nas papilas gustativas.

Os receptores ionotrópicos de glutamato também são conhecidos por existirem no tecido cardíaco, embora seu papel nesta área ainda seja desconhecido. A disciplina conhecida como "imunohistoquímica" localizou alguns desses receptores nos nervos terminais, gânglios, fibras condutoras e alguns cardiomiócitos.

Por outro lado, também é possível encontrar um pequeno número desses receptores em certas regiões do pâncreas. Sua principal função aqui é regular a secreção de substâncias como insulina e glucagon. Isso abriu as portas para pesquisas sobre a possibilidade de regular o diabetes usando antagonistas do glutamato.

Também sabemos hoje que a pele possui uma certa quantidade de receptores NMDA, que podem ser estimulados para produzir um efeito analgésico. Em suma, o glutamato tem efeitos muito variados em todo o corpo e seus receptores estão localizados em todo o corpo.

Características

Já vimos que o glutamato é o neurotransmissor mais abundante no cérebro dos mamíferos. Isso se deve principalmente ao fato de que ele desempenha um grande número de funções em nosso corpo. Aqui nós dizemos quais são os principais.

Suporta função cerebral normal

O glutamato é o neurotransmissor mais importante na regulação das funções cerebrais normais. Praticamente todos os neurônios excitatórios do cérebro e da medula espinhal são glutamatérgicos.

O glutamato envia sinais para o cérebro e por todo o corpo. Essas mensagens ajudam em funções como memória, aprendizado ou raciocínio, além de desempenhar um papel secundário em muitos outros aspectos do funcionamento do nosso cérebro.

Por exemplo, hoje sabemos que com baixos níveis de glutamato é impossível formar novas memórias. Além disso, uma quantidade anormalmente baixa desse neurotransmissor pode desencadear ataques de esquizofrenia, epilepsia ou problemas psiquiátricos, como depressão e ansiedade.

Mesmo estudos com ratos mostram que níveis anormalmente baixos de glutamato no cérebro podem estar ligados a distúrbios do espectro do autismo.

É um precursor do GABA

O glutamato também é a base que o corpo usa para formar outro neurotransmissor muito importante, o ácido gama-aminobutírico (GABA). Essa substância desempenha um papel muito importante no aprendizado, além da contração muscular. Também está associado a funções como sono ou relaxamento.

Melhora o funcionamento do sistema digestivo

O glutamato pode ser absorvido dos alimentos, sendo este neurotransmissor a principal fonte de energia para as células do sistema digestivo, além de ser um importante substrato para a síntese de aminoácidos nesta parte do corpo.

O glutamato presente nos alimentos causa várias reações fundamentais em todo o corpo. Por exemplo, ativa o nervo vago, de forma que é promovida a produção de serotonina no aparelho digestivo. Isso estimula os movimentos intestinais, bem como aumenta a temperatura corporal e a produção de energia.

Alguns estudos mostram que o uso de suplementos orais de glutamato pode melhorar a digestão em pacientes com problemas a esse respeito. Além disso, essa substância também pode proteger a parede do estômago dos efeitos nocivos de certos medicamentos.

Regula o ciclo de apetite e saciedade

Embora não saibamos exatamente como esse efeito ocorre, o glutamato tem um efeito regulador muito importante no circuito do apetite e na saciedade.

Assim, sua presença nos alimentos nos faz sentir mais fome e querer comer mais; mas também nos deixa mais satisfeitos depois de tomá-lo.

Melhora o sistema imunológico

Algumas células do sistema imunológico também possuem receptores de glutamato; por exemplo, células T, células B, macrófagos e células dendríticas. Isso sugere que esse neurotransmissor desempenha um papel importante tanto no sistema imunológico inato quanto no adaptativo.

Alguns estudos que utilizaram esta substância como medicamento demonstraram que pode ter um efeito muito benéfico em doenças como o cancro ou infecções bacterianas. Além disso, parece também proteger, em certa medida, contra doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer.

Melhora a função muscular e óssea

Hoje sabemos que o glutamato desempenha um papel fundamental no crescimento e desenvolvimento dos ossos, bem como na manutenção da sua saúde.

Essa substância impede o aparecimento de células que deterioram os ossos, como os osteoclastos; e pode ser usado para tratar doenças como a osteoporose em humanos.

Por outro lado, também sabemos que o glutamato desempenha um papel fundamental na função muscular. Durante o exercício, por exemplo, esse neurotransmissor é responsável por fornecer energia às fibras musculares e produzir glutationa.

Pode aumentar a longevidade

Finalmente, alguns estudos recentes sugerem que o glutamato pode ter um efeito muito benéfico no processo de envelhecimento das células. Embora ainda não tenha sido testado em humanos, experimentos com animais mostram que um aumento dessa substância na dieta pode reduzir as taxas de mortalidade.

Acredita-se que esse efeito seja devido ao retardo do glutamato no início dos sintomas de envelhecimento celular, que é uma das principais causas de morte relacionada à idade.

Perigos

Quando os níveis naturais de glutamato são alterados no cérebro ou no corpo, é possível sofrer todos os tipos de problemas. Isso ocorre se houver menos substância no corpo do que precisamos, ou se os níveis forem elevados de forma exagerada.

Assim, por exemplo, mudanças nos níveis de glutamato no corpo têm sido associadas a transtornos mentais como depressão, ansiedade e esquizofrenia. Além disso, também parece estar relacionado ao autismo, Alzheimer e todos os tipos de doenças neurodegenerativas.

Por outro lado, no nível físico, parece que o excesso dessa substância estaria associado a problemas como obesidade, câncer, diabetes ou esclerose lateral amiotrófica. Também pode ter efeitos muito prejudiciais à saúde de certos componentes do corpo, como músculos e ossos.

Todos esses perigos estariam relacionados, por um lado, ao excesso de glutamato puro na dieta (na forma de glutamato monossódico, que parece ser capaz de cruzar a barreira hematoencefálica). Além disso, também teriam a ver com um excesso de porosidade nesta mesma barreira.

conclusão

O glutamato é uma das substâncias mais importantes produzidas pelo nosso corpo e desempenha um papel fundamental em todos os tipos de funções e processos. E

n este artigo, você aprendeu como funciona e quais são seus principais benefícios; mas também os perigos que apresenta quando é encontrado em grandes quantidades em nosso corpo.

Referências

O que é glutamato? Um exame das funções, vias e excitação do neurotransmissor glutamato ”em: Neurohacker. Recuperado em: 26 de fevereiro de 2019 de Neurohacker: neurohacker.com.
"Visão geral do sistema glutamatérgico" em: National Center for Biotechnology Information. Retirado em: 26 de fevereiro de 2019 do National Center for Biotechnology Information: ncbi.nlm.nih.gov.
"Receptor de glutamato" em: Wikipedia. Obtido em: 26 de fevereiro de 2019 da Wikipedia: en.wikipedia.org.
"8 funções importantes do glutamato + por que é ruim em excesso" em: Self Hacked. Obtido em: 26 de fevereiro de 2019 em Self Hacked: selfhacked.com.
"Glutamato (neurotransmissor)" em: Wikipedia. Obtido em: 26 de fevereiro de 2019 da Wikipedia: en.wikipedia.org.