glutamate

EAA 흥분성 아미노산성 신경전달물질

유래

Diverse origins as glucose, aspartate, glutamine, & oxoglutarate

제거

Elimination from the synaptic cleft; uptake both neuron & glia

합성

(Pyruvate) Glucose

          Transamination of alpha-oxoglutamate

Glutamine

          Deamination; glutaminase

Glutamate

          Storage into the vesicles

EAA transpoters uptake released glutamate to glial cell

          Converted by glutamine synthetase into glutamine

Glutamine pass back into ECF=CSF (high = 0.5 mM)

          Reuptake into glutamatergic terminals; mitochondrial glutaminase

          (Recycling path)

수용체 아형과 기능 요약

1950년대 호주의 Curtis와 연구집단이 CNS 신경세포에서 decarboxylic amino acids가 흥분성 신경전달물질 역할을 하는 것을 연구함. 이후 수용체 작동제와 길항제의 출현으로 많은 연구가 일어남. 초기에는 NMDA와 non-NMDA 수용체(quisqualate, kainate)로 나뉘고 나중에 NMDA, AMPA, Kainate, metabotropic으로 구분됨.

NMDA-R

NR1과 NR2 (NR2A – NR2D) mainly calcium channel

          Slow prolonged neuronal depolarization; not fast than AMPA

          Long-term potentiation in the hippocampus

          Epileptiform activity

          neuroexcitotoxicity

Glutamate     AP5 (-)

NMDA           MK801 (-)

Aspartate       Ketamine (-)

Mg⁺⁺ (-)     

7-CK (-) ; glycine

Ifenprodil (-)

AMPA-R

        Sodium channel (mainly)

          Fast-depolarizing response

Glutamate     NBQX (-)

AMPA

Kainite-R

       

Glutamate               LY382884 (-)

Kainate (kainic acid)

Domoic acid

Metabotropic-R (mGlu-R)

     Gp I         II        III

mGluR          1        2        4 5

          5        3        7 8

중추신경계에서 주요한 기능

간질 Epilepsy

          GABA기능항진으로 치료

          Lamotrigine은 glutamate 분비를 줄임

          현재 phenytoin은 sodium channel blocker

통증 Pain

          대부분의 감각신경에 흥분성 아미노산 신경전달물질이 존재하며

substance P와 공존함

급성 자극에 의한 통증에는 AMPA 관여

NMDA는 통증이 지속되는 상태에서 활성화됨

Neuropathic pain에는 NMDA가 관련됨

기억 Memory

          LTP formation (in mono synapse in pyramidal cells)

                   CA1 region of hippocampus; Schaffer collateral/commissural fiber

          NMDA antagonist는 calcium influx 저해로 LTD를 induction

         

흥분독성 Excitotoxicity

          Brain ischemia

          Neurological disorders; PD, AD, Huntington’s disease

발달 Development

          Brain maturation