משדרים עצביים הם כימיקלים מוחיים המתקשרים למידע בכל מוחנו וגופנו. הם מעבירים אותות בין נוירונים. ניתן לחלק נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמינו לחומצות האמינו המעוררות אספרטט וגלוטמט ולחומצות האמיניות המעכבות GABA וגליצין. נוירוטרנסמיטרים מעכבים נפוצים כמו GABA וגליצין מרגיעים את המוח ומסייעים ביצירת איזון, בעוד שמוליכים עצביים מעוררים כמו גלוטמט ואספרטט מגרים את המוח.
חלק מחומצות אמינו הן המוליכים העצביים הנפוצים ביותר במוח. משדרים עצביים מסונתזים ומאוחסנים במסופים פרה-סינפטיים, משוחררים מהמסופים עם גירוי עם קולטנים ספציפיים בתאים הפוסט-סינפטיים. סינפסות כימיות וחשמליות הן מבנים ביולוגיים מיוחדים הנמצאים במערכת העצבים; הם מחברים נוירונים יחד ומעבירים אותות על פני הנוירונים. תהליך ההעברה הסינפטית מייצר או מעכב דחפים חשמליים ברשת נוירונים לעיבוד מידע.
גלוטמט הוא המוליך העצבי המעורר העיקרי במוח, ואילו GABA הוא המוליך העצבי המעכב העיקרי. האיזון של הטון הגלוטמטרי והגאבארגי הוא קריטי לתפקוד נוירולוגי תקין. באמצעות העברה סינפטית, מידע זה מועבר מהתא הקדם סינפטי לתא הפוסט סינפטי.
נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמינו בעיקר חומצה גלוטמית, GABA, חומצה אספרטית וגליצין הן שאריות חומצות אמינו בודדות המשתחררות ממסופי העצב הקדם סינפטי בתגובה לפוטנציאל פעולה וחוצים את השסע הסינפטי כדי להיקשר לקולטן ספציפי על הממברנה הפוסט סינפטית. התפקיד האינטגרלי של נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמיניות חשוב בתפקוד התקין של המוח.
האירועים הקדם-סינפטיים והפוסט-סינפטיים בסינפסות כימיות כפופים לשימוש תלוי ומוסדר מאוד בהתאם לשינויים בשחרור ותפקוד הנוירוטרנסמיטר הסינפטי.
מערכת העצבים מורכבת ממיליארדי תאים מיוחדים הנקראים נוירונים. נוירונים הם תאי התקשורת הכימית במוח. בצורתו הבסיסית ביותר, לנוירון יש שני קצוות (אם כי לכל אחד מהם יכולים להיות מספר ענפים): אקסון ודנדריט.
תקשורת יעילה בין תאים עצביים היא תהליך מכריע לתפקוד תקין של מערכת העצבים המרכזית וההיקפית. מעבירים עצביים הם חומרים כימיים המשמשים כמתווך להעברת דחפים עצביים מנוירון אחד לנוירון אחר באמצעות סינפסות.
משדרים עצביים מאוחסנים באקסון (או נוירון קדם סינפטי) באריזות קטנות הנקראות שלפוחית סינפטית. שחרור הנוירוטרנסמיטר נוצר ע"י הגעתו של דחף עצבי (או פוטנציאל פעולה).
סינפסות הן צמתים מיוחדים שדרכם תאים של מערכת העצבים מאותתים זה לזה ולתאים שאינם עצביים כמו שרירים או בלוטות. התהליך בו מועבר המידע באמצעות סינפסה נקרא העברה סינפטית.
הנוירוטרנסמיטרים מאוחסנים בשלפוחיות בתוך מסוף העצב הקדם סינפטי בקרום הסינפטי של תא עצב אחד ומשתחררים אל השסע הסינפטי בתגובה לדחפים עצביים.
לאחר מכן המוליכים העצביים המופרשים יכולים לפעול על קולטנים על קרום הנוירון הפוסט-סינפטי דרך פער הנקרא פער סינפטי (0.02 מיקרון). מספר המגעים הסינפטיים של נוירון ממוצע הוא כ -10,000. לפיכך, ישנן 3–5 × 1015 סינפסות במוח האנושי.
ישנם שני סוגים של סינפסות, סינפסות חשמליות וכימיות, אך סינפסות כימיות עולות בהרבה על חשמליות. סינפסות חשמליות הן צומת פערים. צומת פער הוא צומת בין נוירונים המאפשר למולקולות ויונים שונים לעבור באופן חופשי בין התאים. הצומת מחבר בין הציטופלזמה של התאים. צומת פער מורכב מקונקסונים (כל קונקשון מורכב משישה חלבוני קונקסין) המתחברים על פני החלל הבין-תאי. נוירונים המחוברים בצמתים מרווחים פועלים לעיתים כאילו הם שווים לנוירון אחד גדול עם מסלולי פלט רבים, שכולם יורים באופן סינכרוני.
סינפסות נעשות בכל האזורים של תא עצב מקבל וניתן לסווג אותן על בסיס היכן שהן נמצאות. על דנדריטים קוצניים של תא עצב, כל עמוד שדרה הוא המטרה לטרמינל האקסון וכולל את המרכיב הפוסט-סינפטי של סינפסה אחת. סינפסות בין אקסונים לדנדריטים נקראות אקסודנדריט. סינפסות חזקות במיוחד נעשות בין אקסונים של נוירון אחד לבין גוף תא של תא פוסט-סינפטי אחר. אלה נקראים סינפסות אקסוסומטיות. נאמר כי סינפסות בין מסופי אקסון לאקסונים של נוירונים פוסט-סינפטיים הן אקסו-אקסונליות.
ניתן לסווג חומרים הפועלים כמוליכים עצביים לקבוצות שונות. שלוש הקטגוריות העיקריות של חומרים הפועלים כמוליכים עצביים הן:
חומצות אמינו: הנוירוטרנסמיטרים של קבוצה זו מעורבים בהעברה סינפטית מהירה ומעכבים ומעוררים בפעולה (בעיקר חומצה גלוטמית, GABA, חומצה אספרטית וגליצין).
אמינים: אמינים הם חומצות האמינו המתוקנות כגון אמינים ביוגניים, למשל קטכולאמינים. הנוירוטרנסמיטרים של קבוצה זו כרוכים בהעברה סינפטית איטית ומעכבים ומעוררים בפעולה (נוראדרנלין, אדרנלין, דופמין, סרוטונין והיסטמין).
אחרים: אלה שאינם מתאימים לאף אחת מהקטגוריות הללו (אצטיל כולין ותחמוצת החנקן). חומצות אמינו הן בין הנפוצות ביותר מבין כל הנוירוטרנסמיטרים הקיימים במערכת העצבים המרכזית (CNS).
מספר חומצות אמינו כמעבירות תגובות במערכת העצבים המרכזית, כולל GABA, חומצה גלוטמית, גליצין וחומצה אספרטית. חלקם (כמו גלוטמט) מעוררים, ואילו אחרים (כמו GABA) מעכבים בעיקר. אספרטט קשור קשר הדוק לגלוטמט, ושתי חומצות האמינו נמצאות לעיתים קרובות יחד במסופי האקסון. נוירונים מסנתזים גלוטמט ואספרטט ואינם תלויים באספקת התזונה.
תפקודים של נוירוטרנסמיטר של חומצות אמינו
נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמיניות הם מעבירים עצביים נפוצים במערכת העצבים המרכזית. גליצין, גלוטמט וגאבא מסווגים תחת נוירוטרנסמיטר של חומצות אמיניות. שתי חומצות האמינו המתפקדות כמוליך עצבי מעורר הן גלוטמט ואספרטט. GABA משמש כבלם למוליכים העצביים המעוררים, ולכן כאשר הוא נמוך באופן חריג, זה יכול להוביל לחרדה, וגלוטמט בדרך כלל מבטיח הומאוסטזיס עם ההשפעות של GABA. כמה חומצות אמינו קשורות, כמו חומצה הומוציסטאית ו- N-acetylaspartylglutamate, עשויות גם לשמש פונקציה של נוירוטרנסמיטר. ניתן לסווג נוירוטרנסמיטרים כמעוררים או מעכבים. נוירוטרנסמיטרים מעוררים פועלים להפעלת הקולטנים על הממברנה הפוסט-סינפטית ולהעצמת ההשפעות של פוטנציאל הפעולה, בעוד שמוליך עצבי מעכב פועל במנגנון הפוך. אם הדחפים החשמליים המועברים פנימה לכיוון גוף התא גדולים מספיק, הם ייצרו פוטנציאל פעולה.
פוטנציאל הפעולה נגרם ע"י חילופי יונים על פני קרום הנוירון; גירוי גורם תחילה לפתיחת תעלות נתרן, מכיוון שיש יונים נתרן רבים יותר מבחוץ, ופנים הנוירון הוא שלילי ביחס לחוץ; יוני נתרן ממהרים לתאי העצב. מכיוון שלנתרן יש מטען חיובי, הנוירון הופך לחיובי יותר ונעשה דפולריזציה. לוקח יותר זמן עד שתעלות אשלגן נפתחות; כאשר הם נפתחים, אשלגן ממהר לצאת מהתא, מהפך את הדפולריזציה. גם בערך בזמן הזה, תעלות הנתרן מתחילות להיסגר; זה גורם לפוטנציאל הפעולה לחזור לכיוון -70 mv (רפולריזציה). פוטנציאל הפעולה עובר למעשה (צילומי יתר) -70 mv (היפרפולריזציה) מכיוון שתעלות האשלגן נשארות פתוחות זמן רב מדי. בהדרגה, ריכוזי היונים חוזרים לרמות מנוחה, והתא חוזר ל- 70 mv.
פוטנציאל הפעולה מיוצר ע"י זרם של יוני סידן דרך תעלות יונים סלקטיביות תלויות מתח. לאחר מכן יוני סידן מפעילים מפל ביוכימי שגורם לשלפוחיות נוירוטרנסמיטר להתמזג עם הממברנה הקדם סינפטית ולשחרר את תוכנם לסדק הסינפטי. קולטנים בצד הנגדי של הפער הסינפטי קושרים מולקולות של נוירוטרנסמיטר ומגיבים על ידי פתיחת תעלות יונים סמוכות בקרום התא הפוסט-סינפטי, מה שגורם ליונים למהר פנימה או החוצה ולשנות את הפוטנציאל הטרנסממברני המקומי של התא. שינוי המתח המתקבל נקרא פוטנציאל פוסט-סינפטי. התוצאה מעוררת, במקרה של זרמים דה-קוטביים, או מעכבת במקרה של זרמים היפרפולריזציה וכתוצאה מכך EPSP או IPSP, בהתאמה.
אם סינפסה מעוררת או מעכבת תלוי באיזה סוג של תעלת יונים מוליכים את הזרם הפוסט-סינפטי, אשר בתורו הוא פונקציה של סוג הקולטנים והמוליך העצבי המועסקים בסינפסה. למוליכים עצביים עשויות להיות השפעות מעוררות אם הם מריצים את קרום התא עד סף פוטנציאל הפעולה.
פוטנציאל המנוחה של נוירון מספר על מה שקורה כשנוירון נמצא במנוחה. פוטנציאל פעולה מתרחש כאשר נוירון מעביר מידע במורד האקסון, הרחק מגוף התא. פוטנציאל הפעולה הוא פיצוץ של פעילות חשמלית שנוצר על ידי זרם דה-קוטבי. משמעות הדבר היא כי גירוי גורם לפוטנציאל המנוחה לנוע לעבר 0 mv.
כאשר הדפולריזציה ליד גבעת האקסון מגיעה לכ- 55 mv כתוצאה מסיכום EPSP, נוירון יורה פוטנציאל פעולה. זה הסף. אם הנוירון לא יגיע לרמת סף קריטית זו, אז שום פוטנציאל פעולה לא יופעל.
כמו כן, כשמגיעים לרמת הסף, פוטנציאל פעולה בגודל קבוע תמיד יופעל על כל נוירון נתון; גודל פוטנציאל הפעולה תמיד זהה.
אין פוטנציאל פעולה גדול או קטן בתא עצב אחד. כל פוטנציאל הפעולה זהה בגודלו בסוג נוירונים מסוים (זה יכול להיות שונה בין סוגים שונים של נוירונים). לכן, או שהנוירון אינו מגיע לסף או פוטנציאל פעולה מלא מופעל - זהו עיקרון "הכל או אף אחד".
נוירון מקודד את עוצמת הגירוי בתדירות הירי ולא בגודל של דחף אחד. למוליכים עצביים יש השפעות מעכבות אם הם עוזרים להבריח את הקרום מהסף. פוטנציאל פוסט-סינפטי מסעיר (EPSP) הוא סיכום של אותות המקרב את הקרום לסף (אפקט דה-קוטב). פוטנציאל פוסט-סינפטי מעכב (IPSP) מונע את הקרום מסף על ידי אפקט היפרפולריזציה.
מעבירים עצביים מעוררים
פוטנציאל פוסט-סינפטי מסעיר (EPSP) הוא עלייה זמנית בפוטנציאל הממברנה הפוסט-סינפטית בתוך דנדריטים או גופי תאים הנגרמת ע"י זרימת יוני נתרן לתא הפוסט-סינפטי. EPSPs הם תוספים. EPSPs גדולים יותר גורמים לדפולריזציה ממברנתית גדולה יותר ובכך מגדילים את הסבירות שהתא הפוסט-סינפטי יגיע לסף לירי פוטנציאל פעולה. כאשר תא פרה-סינפטי פעיל משחרר נוירוטרנסמיטרים לסינפסה, חלקם נקשרים לקולטנים בתא הפוסט-סינפטי. רבים מקולטנים אלה מכילים תעלת יונים המסוגלת להעביר יונים טעונים חיוביים אל תוך התא או מחוצה לו. בסינפסות מעוררות, ערוץ היונים מאפשר בדרך כלל נתרן לתא, ויוצר זרם פוסט-סינפטי מעורר.
נוירוטרנסמיטרים מעכבים
GABA וגליצין מעכבים, שניהם במקום לדפולריזציה של הממברנה הפוסט-סינפטית ולייצר EPSP; הם מקמחים את הממברנה הפוסט-סינפטית ומייצרים IPSP. IPSP הוא השינוי במתח הממברנה של נוירון פוסט סינפטי הנובע מהפעלה סינפטית של קולטנים מעכבים נוירוטרנסמיטרים. המוליכים העצביים המעכבים הנפוצים ביותר במערכת העצבים הם חומצה γ-aminobutyric (GABA) וגליצין. בסינפסה מעכבת טיפוסית, חדירות הממברנה העצבית הפוסט-סינפטית עולה עבור יוני K + ו Cl- יונים אך לא עבור יונים Na +.
בדרך כלל זה גורם לזרם של יוני כלוריד וזרם של יונים K +, ובכך מקרב את פוטנציאל הממברנה לפוטנציאל שיווי המשקל של יונים אלה.
נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמינו
מעבירי חומצות אמינו מספקים את רוב העברת העצבים המעוררת והמעכבת במערכת העצבים. חומצות אמינו המשמשות להעברה סינפטית ממודדות (למשל, גלוטמט, ממודר מגלוטמט מטבולי המשמש לסינתזת חלבונים על ידי אריזת המשדר לשלפוחיות סינפטיות לשחרור תלוי Ca2 + לאחר מכן). נוירוטרנסמיטורים של חומצות אמינו הם כל תוצרי חילוף החומרים המתווכים למעט GABA. שלא כמו כל שאר המוליכים העצביים של חומצות אמיניות, GABA אינו משמש בסינתזת חלבונים ומיוצר ע"י אנזים (חומצה גלוטמית דקארבוקסילאז; GAD) הממוקם באופן ייחודי בתאי עצב. ניתן להשתמש בנוגדנים ל- GAD לזיהוי נוירונים המשחררים GABA.
גלוטמט
משתמשים בגלוטמט ברוב הגדול של הסינפסות המעוררות המהירות במוח ובחוט השדרה. נוירונים גלוטמטרגיים בולטים במיוחד בקליפת המוח. הם מקרינים למגוון מבנים תת-קורטיקליים כמו ההיפוקמפוס, הקומפלקס הבסיסי של האמיגדלה, ה substantia nigra, nucleus accumbens, colliculus המעולה, גרעין caudate (גרעין רובר) ופונס. בסינפסות גלוטמטרגיות, קולטני NMDA (NMDAR) ממוקמים בקולטנים אחרים של גלוטמט יונוטרופי [קולטני AMPA (AMPAR) וקולטנים kainate] ועם קולטני גלוטמט מטבוטרופיים. קולטני גלוטמט הכרחיים להתפתחות עצבית, פלסטיות סינפטית, רעילות לאקסיטוטוקס, תפיסת כאב ולמידה וזיכרון. בין קולטני הגלוטמט המייצרים EPSP אלה, העלולים להתרחש כמבנים הומומרים או הטרומריים, מסווגים על פי קשירתו של האגוניסט הנפוץ ביותר.
ניתן להבחין בין ארבעה תת-סוגים, מתוכם שלושה קולטנים יונוטרופיים וקולטן מטבוטרופי אחד, המופעלים על ידי quisqualate. אלה נקראים על פי המולקולות (למעט גלוטמט) שהם נקשרים וכוללים:
קולטני NMDA
קולטן NMDA חשוב מאוד לשליטה על פלסטיות סינפטית התפתחותית ותפקוד למידה וזיכרון. ל- NMDAR יש תפקידים קריטיים בהעברה סינפטית מעוררת, פלסטיות ורעלת אקזיטוטו במערכת העצבים המרכזית. יחידת המשנה NR1 מתבטאת באופן שווה ברוב המוח, אך יחידת המשנה NR2 (NR2A, NR2B, NR2C ו- NR2D) מציגה התפלגויות אזוריות מובהקות.
התגובה של קולטן NMDA למוליך עצבי כמו גלוטמט וגליצין בתנאים פיזיולוגיים משתנה על ידי מולקולות חוץ-תאיות מסוימות כמו H +, Zn2 + ופוליאמינים. רוב קולטני ה- NMDA מתפקדים רק במכלולים הטרומריים, המורכבים משתי יחידות NR1 ושתי יחידות NR2.
גלוטמט נקשר לאזורי S1 ו- S2 של יחידת המשנה NR2, ואילו גליצין נקשר לאזורי S1 ו- S2 של יחידת המשנה NR1. יחידות משנה בודדות של NR1 או NR2 מכילות טרמינל N חוץ-תאי שיוצר S1, סופית C תוך-תאית ולולאה חוץ-תאית בין M3 ל- M4 המהווה S2. תחום רירית הערוץ נוצר על ידי לולאת נקבוביות חוזרת הנקראת לולאת M2 הנכנסת לתעלה מהצד הציטופלזמי ויוצרת כיווץ צר בערוץ זה. שאריות האספרגין הקריטיות הממוקמות בתוך לולאת M2 קובעת את הסלקטיביות של ערוץ NMDAR לחסימת Mg2 + וחדירות Ca2 +.
הפונקציה של קולטני NMDA תלויה לחלוטין בקולטני AMPA. בהיעדר AMPA, NMDA באה לידי ביטוי בתחילה והיא מהווה את הסינפסה השקטה. קולטני ה- NMDA אינם מופעלים אלא אם כן האזור הפוסט-סינפטי מוחלש על ידי קולטני AMPA.
קולטני AMPA הם יונוטרופיים ומשתייכים לקבוצת קולטנים שאינם NMDA וקשורים לערוץ יונים סלקטיבי של קטיון אשר חדיר לקטיונים חד-ערכיים, כמו Na + ו- K +. בתנאים קומבינטוריים מסוימים של יחידות משנה הקולטן, הוא גם הופך לחלחל ל- Ca2 +.
ניתן להפעיל את קולטני הקיינט ע"י קיינט וגלוטמט. כמו קולטני AMPA, קולטני הקאינייט קשורים לערוץ יוני אשר חדיר לקטיונים החד-ערכיים Na + K + ול- Ca2 +. קולטנים אלה מעורבים בעיקר במווסת שחרור חומצות אמינו מעוררות ומוליכים עצביים או נוירומודולטורים נוספים.
גאבא - GABA
GABA הוא המוליך העצבי המעכב בכל מקום במוח. GABA התגלה בשנת 1883, ותפקודו המעכב תואר בסוף שנות החמישים ע"י Bazemore et al. זו הייתה חומצת האמינו הראשונה שהוקמה כמעביר עצבי במערכת העצבים של חוליות וחסרי חוליות. GABA מסונתז ברקמות עצבים אך ורק מגלוטמט ע"י דקארבוקסילציה אלפא של חומצה גלוטמית בנוכחות חומצה גלוטמית דקארבוקסילאז (GAD). התפקיד הבולט לכאורה של GAD במוונון של רמות GABA הופך להיות ברור בתנאים פתולוגיים, כאשר ריכוז ה- GAD יכול להיות שונה משמעותית מהרמות הרגילות.
Striatum הכיל כמעט 95% מהתאים שהם GABAergic. חשד כי GABA פועל גם כמעביר עצבי מעכב בקליפת המוח, בגרעין הוסטיבולרי לרוחב ובחוט השדרה.
קולטני GABA
GABA מפעילה את השפעותיה באמצעות קולטנים יונוטרופיים (GABAA) ומטאבוטרופיים (GABAB). קולטני GABAA מראים תפוצה בכל רחבי מערכת העצבים המרכזית וזוהו הן על נוירון והן על גליה. GABA יכול לפעול על קולטנים מעכבים מהירים ואיטיים (GABAA ו- GABAB), בהתאמה. קולטני GABAA הם תעלות כלוריד שבתגובה לקשירת GABA מגבירה את זרם הכלוריד לנוירון. האגוניסט של קולטנים אלה כולל GABA ומוסימול. קולטני ה- GABAB הם תעלות אשלגן שכאשר הם מופעלים על ידי GABA מובילים לזרם אשלגן מהתא. קולטני GABAA הם קולטנים יונוטרופיים המובילים למוליכות Cl- יון מוגברת, ואילו קולטני GABAB הם קולטנים מטאבוטרופיים אשר מצמידים לחלבוני G ובכך בעקיפין משנים את חדירות יוני הממברנה וריגוש עצבי.
גליצין
גליצין הוא החומצות האמיניות הפשוטות ביותר, המורכב מקבוצת אמינו וקבוצה קרבוקסילית (חומצית) המחוברת לאטום פחמן. אצל יונקים גליצין שייך לחומצות האמינו הלא חיוניות. עד תחילת שנות ה -60 היה לגליצין חשיבות מינורית בהעברה הסינפטית בגלל המבנה הפשוט שלו והתפלגותו בכל מקום כחבר בחילוף החומרים של חלבון ונוקליאוטיד. הפונקציה של גליצין היא נוירוטרנסמיטור חזק בחוט השדרה ובמוח. גליצין הוא מרכיב של גלוטתיון, טריפפטיד נוגד חמצון שנמצא בריכוזים גבוהים בתאי אפיתל במעי. הזמינות של גליצין יכולה לשלוט ברמות התאים של גלוטתיון באנטרוציטים. חומצת אמינו זו מתפקדת כמעביר מעורר במהלך ההתפתחות העוברית והיא מהווה קואגוניסט חיוני בסינפסות גלוטמטריות המכילות את תת-הסוג NMDA של קולטני גלוטמט. הידרוקסימאתיל טרנספרז ממיר את חומצת האמינו סרין לגליצין. לאחרונה נמצא כי גליצין ממלא תפקיד במוונון התפקודי של קולטני NMDA.
קולטן גליצין
קולטני גליצין הם תעלות יונים מגודרות ליגנד המגבירות את זרם Cl-. מולקולות גליצין עשויות להילקח בחזרה לתא הקדם סינפטי על ידי שני מובילי גליצין בעלי זיקה גבוהה (Glyt-1 ו- Glyt-2). Glyt-1 נמצא בעיקר בתאי גליה, ואילו Glty-2 נמצא בעיקר בתאים עצביים. הובלת הגליצין דרך Glyt-1 משולבת לתנועה של Na + ו- Cl-, עם Na +: Cl−: גליצין סטואיכיומטריה של 2: 1: 1.
קולטן הגליצין GlyR שייך למשפחת העל של תעלות יונים מגודרות ליגנד, כמו GABAA, והוא נמצא בעיקר בחוט השדרה הגחון. סטרכנין הוא אנטגוניסט גליצין אשר יכול להיקשר לקולטן הגליצין מבלי לפתוח את תעלת יון הכלוריד (כלומר, הוא מעכב עיכוב). GlyR הוא גליקופרוטאין הרגיש לסטריכנין המורכב מחמש יחידות משנה. לקולטן מבנה מחומש עם שלוש יחידות משנה α הקשורות ליגנד ושתי יחידות β היוצרות תעלת יונים. הטרוגניות זו אחראית לתכונות התרופתיות והפונקציונליות המובהקות המוצגות על ידי תצורות הקולטן השונות שבאות לידי ביטוי ומורכבות באופן דיפרנציאלי במהלך הפיתוח.
הקולטן לגליצין נחשב כיום ליצירת קומפלקס המורכב מאתר זיהוי גליצין וערוץ כלורי קשור. Hyperekplexia, או מחלת הפתעה, היא הפרעה נוירולוגית נדירה המאופיינת בתגובה מוגזמת לגירויים בלתי צפויים. התגובה מלווה בדרך כלל בנוקשות שרירית חולפת אך מוחלטת (תסמונת תינוק נוקשה).
אספרטט
גלוטמט ואספרטט הן חומצות אמינו לא חשובות שאינן עוברות את מחסום הדם-מוח ולכן מסונתזות מגלוקוז וממגוון מקדימים אחרים. האנזימים הסינתטיים והמטבוליים של גלוטמט ואספרטט התמקמו בשני התאים העיקריים של המוח, הנוירונים ותאי הגליה. אספרטט הוא המוליך העצבי המעורר הנפוץ ביותר במערכת העצבים המרכזית. כמו גליצין, אספרטט ממוקם בעיקר בחוט השדרה הגחון. כמו גליצין, אספרטט פותח תעלת יונים ומושבת על ידי ספיגה מחדש לקרום הקדם סינפטי. בניגוד לגליצין, לעומת זאת, אספרטט הוא נוירוטרנסמיטור מעורר, מה שמגדיל את הסבירות לדפולריזציה בקרום הפוסט-סינפטי. אספרטט הוא אגוניסט סלקטיבי ביותר עבור קולטני גלוטמט מסוג NMDAR ואינו מפעיל קולטני גלוטמט מסוג AMPA. מכאן שסינפסות רק שחרור אספרטט צריכות ליצור רק זרמי NMDAR למרות השלמה פוסט-סינפטית מלאה של AMPARs.
אספרטט וגליצין יוצרים זוג עירור / מעכב בחוט השדרה הגחון השווה לזוג המעורר / מעכב שנוצר ע"י גלוטמט ו- GABA במוח. מעניין ששתי חומצות האמינו המעוררות, חומצה גלוטמית וחומצה אספרטית, הן שתי חומצות האמינו החומציות המצויות בחלבונים, ככל שיש לשתי שתי קבוצות קרבוקסיל ולא אחת. לפיכך, וריאציה בתוכן השלפוחית של גלוטמט ואספרטט עשויה להשפיע עמוקות על התרומה היחסית של NMDAR ו- AMPAR להעברה סינפטית.
https://www.intechopen.com/books/neurochemical-basis-of-brain-function-and-dysfunction/synaptic-transmission-and-amino-acid-neurotransmitters
