GLUTAMATE (NEUROTRANSMETTEUR): SYNTHÈSE, ACTION, FONCTIONS - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Le glutamate est le neurotransmetteur excitateur le plus abondant dans le fonctionnement du système nerveux chez les organismes vertébrés. Il joue un rôle fondamental dans toutes les fonctions excitatrices, ce qui implique qu'il est lié à plus de 90% de toutes les connexions synaptiques du cerveau humain.

Les récepteurs biochimiques du glutamate peuvent être divisés en trois classes: les récepteurs AMPA, les récepteurs NMDA et les récepteurs métabotropiques du glutamate. Certains experts identifient un quatrième type, connu sous le nom de récepteurs kaïnate. Ils se trouvent dans toutes les régions du cerveau, mais sont particulièrement abondants dans certaines régions.

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Le glutamate joue un rôle fondamental dans la plasticité synaptique. De ce fait, il est surtout lié à certaines fonctions cognitives avancées telles que la mémoire et l'apprentissage. Une forme spécifique de plasticité, connue sous le nom de potentialisation à long terme, se produit au niveau des synapses glutamatergiques dans des zones telles que l'hippocampe ou le cortex.

En plus de tout cela, le glutamate présente également un certain nombre d'avantages pour la santé lorsqu'il est consommé avec modération. Cependant, cela peut également entraîner des effets négatifs si vous vous concentrez trop, à la fois au niveau du cerveau et dans les aliments. Dans cet article, nous vous dirons tout sur lui.

Synthèse

Structure du L-glutamate

Le glutamate est l'un des principaux composants d'un grand nombre de protéines. Pour cette raison, c'est l'un des acides aminés les plus abondants de tout le corps humain. Dans des circonstances normales, il est possible d'obtenir suffisamment de ce neurotransmetteur par l'alimentation, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de le synthétiser.

Cependant, le glutamate est considéré comme un acide aminé non essentiel. Cela signifie qu'en cas d'urgence, le corps peut le métaboliser à partir d'autres substances. Plus précisément, il peut être synthétisé à partir d'acide alpha-cétoglutarique, qui est produit par le cycle de l'acide citrique à partir du citrate.

Au niveau du cerveau, le glutamate n'est pas capable de traverser la barrière hémato-encéphalique par lui-même. Cependant, il se déplace dans le système nerveux central en utilisant un système de transport de haute affinité. Cela sert à réguler sa concentration et à maintenir constante la quantité de cette substance trouvée dans les fluides cérébraux.

Dans le système nerveux central, le glutamate est synthétisé à partir de la glutamine dans un processus connu sous le nom de «cycle glutamate-glutaminergique», grâce à l'action de l'enzyme glutaminase. Cela peut se produire à la fois dans les neurones présynaptiques et dans les cellules gliales qui les entourent.

D'autre part, le glutamate est lui-même un précurseur d'un autre neurotransmetteur très important, le GABA. Le processus de transformation est réalisé par l'action de l'enzyme glutamate décarboxylase.

Mécanisme d'action

Le récepteur AMPA se lie à un antagoniste du L-glutamate montrant le domaine amino-terminal, le domaine de liaison au ligand et le domaine transmembranaire, PDB 3KG2. Curtis Neveu Glutamate exerce son effet sur le corps en se liant à quatre types différents de récepteurs biochimiques: les récepteurs AMPA, les récepteurs NMDA, les récepteurs métabotropiques du glutamate et les récepteurs kaïnate. La plupart d'entre eux sont situés dans le système nerveux central.

En fait, la grande majorité des récepteurs du glutamate sont situés sur les dendrites des cellules postsynaptiques; et ils se lient aux molécules libérées dans l'espace intra-synaptique par les cellules présynaptiques. D'autre part, ils sont également présents dans des cellules telles que les astrocytes et les oligodendrocytes.

Les récepteurs de la glutamine peuvent être divisés en deux sous-types: ionotropes et métabotropes. Ci-dessous, nous verrons comment chacun d'eux fonctionne plus en détail.

Récepteurs ionotropes

Récepteur ionotrope.

Les récepteurs ionotropes du glutamate ont pour fonction principale de permettre aux ions sodium, potassium et parfois calcium de traverser le cerveau en réponse à la liaison du glutamate. Lors de la liaison, l'antagoniste stimule l'action directe du pore central du récepteur, un canal ionique, permettant ainsi le passage de ces substances.

Le passage des ions sodium, potassium et calcium provoque un courant excitateur post-synaptique. Ce courant est dépolarisant; et si un nombre suffisant de récepteurs du glutamate est activé, le potentiel d'action dans le neurone postsynaptique peut être atteint.

Tous les types de récepteurs du glutamate sont capables de produire un courant excitateur post-synaptique. Cependant, la vitesse et la durée de ce courant sont différentes pour chacun d'eux. Ainsi, chacun d'eux a des effets différents sur le système nerveux.

Récepteurs métabotropes

Les récepteurs métabotropiques du glutamate appartiennent à la sous-famille C des récepteurs de la protéine G. Ils sont divisés en trois groupes, eux-mêmes divisés en huit sous-types dans le cas des mammifères.

Ces récepteurs sont constitués de trois parties distinctes: la région extracellulaire, la région transmembranaire et la région intracellulaire. Selon l'endroit où se produit la liaison avec les molécules de glutamate, un effet différent se produira dans le corps ou dans le système nerveux.

La région extracellulaire est constituée d'un module appelé «Venus flytrap» qui est responsable de la liaison du glutamate. Il possède également une partie riche en cystéine qui joue un rôle fondamental dans la transmission du changement de courant vers la partie de la transmembrane.

La région transmembranaire est composée de sept zones et sa fonction principale est de relier la zone extracellulaire à la zone intracellulaire, où se produit généralement le couplage des protéines.

La liaison des molécules de glutamate dans la région extracellulaire provoque la phosphorylation des protéines qui atteignent la région intracellulaire. Cela affecte un grand nombre de voies biochimiques et de canaux ioniques dans la cellule. Pour cette raison, les récepteurs métabotropes peuvent provoquer une très large gamme d'effets physiologiques.

Récepteurs en dehors du système nerveux central

On pense que les récepteurs du glutamate jouent un rôle clé dans la réception de stimuli qui provoquent le goût "umami", l'une des cinq saveurs de base selon les dernières recherches dans ce domaine. Pour cette raison, les récepteurs de cette classe sont connus pour exister sur la langue, en particulier sur les papilles gustatives.

Les récepteurs ionotropes du glutamate sont également connus pour exister dans le tissu cardiaque, bien que leur rôle dans ce domaine soit encore inconnu. La discipline connue sous le nom d '"immunhistochimie" a localisé certains de ces récepteurs dans les nerfs terminaux, les ganglions, les fibres conductrices et certains cardiomyocytes.

D'autre part, il est également possible de trouver un petit nombre de ces récepteurs dans certaines régions du pancréas. Sa fonction principale ici est de réguler la sécrétion de substances comme l'insuline et le glucagon. Cela a ouvert la porte à la recherche sur la possibilité de réguler le diabète à l'aide d'antagonistes du glutamate.

On sait aussi aujourd'hui que la peau possède une certaine quantité de récepteurs NMDA, qui peuvent être stimulés pour produire un effet analgésique. En bref, le glutamate a des effets très variés dans tout le corps, et ses récepteurs sont situés dans tout le corps.

Caractéristiques

Nous avons déjà vu que le glutamate est le neurotransmetteur le plus abondant dans le cerveau des mammifères. Cela est principalement dû au fait qu'il remplit un grand nombre de fonctions dans notre corps. Ici, nous vous disons quels sont les principaux.

Soutient la fonction cérébrale normale

Le glutamate est le neurotransmetteur le plus important dans la régulation des fonctions cérébrales normales. Pratiquement tous les neurones excitateurs du cerveau et de la moelle épinière sont glutamatergiques.

Le glutamate envoie des signaux à la fois au cerveau et dans tout le corps. Ces messages aident avec des fonctions telles que la mémoire, l'apprentissage ou le raisonnement, en plus de jouer un rôle secondaire dans de nombreux autres aspects du fonctionnement de notre cerveau.

Par exemple, nous savons aujourd'hui qu'avec de faibles niveaux de glutamate, il est impossible de former de nouveaux souvenirs. De plus, une quantité anormalement faible de ce neurotransmetteur peut déclencher des crises de schizophrénie, d'épilepsie ou des problèmes psychiatriques tels que la dépression et l'anxiété.

Même des études sur des souris montrent que des niveaux anormalement bas de glutamate dans le cerveau peuvent être liés à des troubles du spectre autistique.

C'est un précurseur du GABA

Le glutamate est également la base que le corps utilise pour former un autre neurotransmetteur très important, l'acide gamma-aminobutyrique (GABA). Cette substance joue un rôle très important dans l'apprentissage, en plus de la contraction musculaire. Il est également associé à des fonctions telles que le sommeil ou la relaxation.

Améliore le fonctionnement du système digestif

Le glutamate peut être absorbé par les aliments, étant ce neurotransmetteur la principale source d'énergie pour les cellules du système digestif, ainsi qu'un substrat important pour la synthèse des acides aminés dans cette partie du corps.

Le glutamate dans les aliments provoque plusieurs réactions fondamentales dans tout le corps. Par exemple, il active le nerf vague, de telle sorte que la production de sérotonine dans le système digestif est favorisée. Cela encourage les selles, ainsi que l'augmentation de la température corporelle et la production d'énergie.

Certaines études montrent que l'utilisation de suppléments oraux de glutamate peut améliorer la digestion chez les patients ayant des problèmes à cet égard. De plus, cette substance peut également protéger la paroi de l'estomac des effets nocifs de certains médicaments sur celle-ci.

Régule le cycle de l'appétit et de la satiété

Bien que nous ne sachions pas exactement comment cet effet se produit, le glutamate a un effet régulateur très important sur le circuit de l'appétit et la satiété.

Ainsi, sa présence dans les aliments nous donne plus faim et envie de manger plus; mais cela nous rend également plus satisfaits après l'avoir pris.

Améliore le système immunitaire

Certaines cellules du système immunitaire possèdent également des récepteurs au glutamate; par exemple, les cellules T, les cellules B, les macrophages et les cellules dendritiques. Cela suggère que ce neurotransmetteur joue un rôle important dans les systèmes immunitaires innés et adaptatifs.

Certaines études utilisant cette substance comme médicament ont montré qu'elle peut avoir un effet très bénéfique sur des maladies telles que le cancer ou des infections bactériennes. En outre, il semble également protéger dans une certaine mesure contre les troubles neurodégénératifs, tels que la maladie d'Alzheimer.

Améliore la fonction musculaire et osseuse

Aujourd'hui, nous savons que le glutamate joue un rôle fondamental dans la croissance et le développement des os, ainsi que dans le maintien de leur santé.

Cette substance empêche l'apparition de cellules qui détériorent les os, comme les ostéoclastes; et il pourrait être utilisé pour traiter des maladies telles que l'ostéoporose chez l'homme.

D'autre part, nous savons également que le glutamate joue un rôle fondamental dans la fonction musculaire. Pendant l'exercice, par exemple, ce neurotransmetteur est responsable de fournir de l'énergie aux fibres musculaires et de produire du glutathion.

Peut augmenter la longévité

Enfin, certaines études récentes suggèrent que le glutamate peut avoir un effet très bénéfique sur le processus de vieillissement des cellules. Bien qu'elle n'ait pas encore été testée chez l'homme, les expérimentations animales montrent qu'une augmentation de cette substance dans l'alimentation peut réduire les taux de mortalité.

On pense que cet effet est dû au fait que le glutamate retarde l'apparition des symptômes du vieillissement cellulaire, qui est l'une des principales causes de décès lié à l'âge.

Les dangers

Lorsque les niveaux naturels de glutamate sont modifiés dans le cerveau ou le corps, il est possible de souffrir de toutes sortes de problèmes. Cela se produit s'il y a moins de substance dans le corps que ce dont nous avons besoin, ou si les niveaux sont augmentés de manière exagérée.

Ainsi, par exemple, des modifications des taux de glutamate dans le corps ont été associées à des troubles mentaux tels que la dépression, l'anxiété et la schizophrénie. De plus, il semble également être lié à l'autisme, à la maladie d'Alzheimer et à toutes sortes de maladies neurodégénératives.

D'autre part, sur le plan physique, il semble qu'un excès de cette substance serait associé à des problèmes tels que l'obésité, le cancer, le diabète ou la sclérose latérale amyotrophique. Cela pourrait également avoir des effets très néfastes sur la santé de certains composants du corps, tels que les muscles et les os.

Tous ces dangers seraient liés, d'une part, à l'excès de glutamate pur dans l'alimentation (sous forme de glutamate monosodique, qui semble être capable de traverser la barrière hémato-encéphalique). De plus, ils auraient également à voir avec un excès de porosité dans cette même barrière.

conclusion

Le glutamate est l'une des substances les plus importantes produites par notre corps et joue un rôle fondamental dans toutes sortes de fonctions et de processus. ET

Dans cet article, vous avez appris comment cela fonctionne et quels sont ses principaux avantages; mais aussi les dangers qu'il présente lorsqu'il se trouve en trop grande quantité dans notre corps.

Références

1. «Qu'est-ce que le glutamate? Un examen des fonctions, des voies et de l'excitation du neurotransmetteur glutamate »dans: Neurohacker. Récupéré le 26 février 2019 sur Neurohacker: neurohacker.com.
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4. "8 rôles importants du glutamate + pourquoi c'est mauvais en excès" dans: Self Hacked. Récupéré le: 26 février 2019 sur Self Hacked: selfhacked.com.
5. "Glutamate (neurotransmetteur)" dans: Wikipedia. Récupéré le: 26 février 2019 sur Wikipedia: en.wikipedia.org.