Glutamato (neurotransmissor): síntese, mecanismo de ação, funções e perigos
O glutamato é o neurotransmissor com a função excitatória mais abundante no sistema nervoso dos organismos vertebrados. Ele desempenha um papel fundamental em todas as funções excitantes, o que implica que está relacionado a mais de 90% de todas as conexões sinápticas no cérebro humano.
Os receptores bioquímicos do 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 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 aprendizado. Uma forma específica de plasticidade, conhecida como potenciação de longo prazo, ocorre nas sinapses glutamatérgicas em áreas como o hipocampo ou o córtex.
Além de tudo isso, o glutamato também tem vários benefícios para a saúde quando consumido através de uma alimentação moderada. No entanto, também pode causar alguns efeitos negativos se concentrado excessivamente, tanto no cérebro como na comida. Neste artigo, contamos tudo sobre ele.
Síntese
O glutamato é um dos principais componentes de uma grande quantidade de proteínas. Por causa disso, é um dos aminoácidos mais abundantes em todo o corpo humano. Em circunstâncias normais, é possível obter suficiente deste neurotransmissor através da alimentação, de tal forma que não seja 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 atravessar a barreira hematoencefálica por si só. No entanto, ele se move através do sistema nervoso central através de um sistema de transporte de alta afinidade. Isso serve para regular sua concentração e manter constante a quantidade dessa substância que é encontrada nos fluidos cerebrais.
No sistema nervoso central, o glutamato é sintetizado a partir da glutamina no processo conhecido como "ciclo glutâmico-glutâmico", através da ação da enzima glutaminase. Isso pode ocorrer tanto nos neurônios pré-sinápticos quanto nas células gliais que os cercam.
Por outro lado, o próprio glutamato é um precursor de outro neurotransmissor de grande importância, o GABA. O processo de transformação é realizado através da ação da enzima glutamato descarboxilase.
Mecanismo de ação
De fato, a grande maioria dos receptores de glutamato está localizada nos dendritos das células pós-sinápticas; e estão ligados às moléculas liberadas no espaço intrassináptico pelas células pré-sinápticas. Por outro lado, eles também estão presentes em células como astrócitos e oligodendrócitos.
Os receptores glutaminérgicos podem ser divididos em dois subtipos: ionotrópico e metabotrópico. Em seguida, veremos como cada um deles funciona com mais detalhes.
Receptores ionotrópicos
Os receptores de glutamato ionotrópicos têm a função principal de permitir a passagem de íons de sódio, potássio e às vezes cálcio no cérebro em resposta a uma ligação de glutamato. Quando a ligação é produzida, o antagonista estimula a ação direta do poro central do receptor, um canal iônico, que permite a passagem dessas substâncias.
A passagem de íons sódio, potássio e cálcio provoca uma corrente excitatória pós-sináptica. Essa corrente está despolarizando; e se um número suficiente de receptores de glutamato é 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 uma delas. 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 a ligação com as moléculas de glutamato ocorre, um efeito diferente ocorrerá no corpo ou no sistema nervoso.
A região extracelular é composta de um módulo conhecido como Venus Flytrap, responsável pela ligação do glutamato. Também possui uma parte rica em cisteína que desempenha um papel fundamental na transmissão da mudança atual para a parte transmembrana.
A região transmembrana é formada por sete áreas, e sua principal função é conectar a zona extracelular com a zona intracelular, onde o acoplamento das proteínas geralmente ocorre.
A ligação de moléculas de glutamato na região extracelular faz com que as proteínas que atingem o intracelular sejam fosforiladas. Isso afeta um grande número de vias bioquímicas e canais iônicos na célula. Devido a isso, os receptores metabotrópicos podem causar uma ampla gama de efeitos fisiológicos.
Receptores fora do sistema nervoso central
Acredita-se que os receptores de glutamato tenham um papel fundamental na recepção dos estímulos que provocam o sabor "umami", um dos cinco sabores básicos de acordo com as últimas pesquisas nessa área. Devido a isso, sabe-se que existem receptores desse tipo na linguagem, especificamente nas papilas gustativas.
Sabe-se também que existem receptores ionotrópicos de glutamato no tecido cardíaco, embora sua função nessa área ainda seja desconhecida. A disciplina conhecida como "imunohistoquímica" localizou alguns desses receptores em nervos terminais, gânglios, fibras condutivas e alguns miocardiócitos.
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 a porta para pesquisas sobre a possibilidade de regular o diabetes usando antagonistas do glutamato.
Também sabemos hoje que a pele tem 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.
Funções
Já vimos que o glutamato é o neurotransmissor mais abundante no cérebro dos mamíferos. Isto é principalmente devido ao fato de que ele cumpre um grande número de funções em nosso organismo. Aqui nós dizemos quais são os principais.
Ajuda a função cerebral normal
O glutamato é o neurotransmissor de maior importância na regulação das funções normais do cérebro. Praticamente todos os neurônios excitatórios no cérebro e na medula espinhal são glutamatérgicos.
O glutamato envia sinais para o cérebro, assim como por todo o corpo. Essas mensagens ajudam com funções como memória, aprendizado ou raciocínio, além de desempenhar um papel secundário em muitos outros aspectos do funcionamento de nosso cérebro.
Por exemplo, hoje em dia 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 camundongos mostram que níveis anormalmente baixos de glutamato no cérebro podem estar relacionados a distúrbios do espectro do autismo.
É um precursor do GABA
O glutamato é também a base utilizada pelo organismo para formar outro neurotransmissor de grande importância, o ácido gama-aminobutírico (GABA). Esta substância desempenha um papel muito importante na aprendizagem, além da contração muscular. Também está associado a funções como dormir ou relaxar.
Melhora o funcionamento do sistema digestivo
O glutamato pode ser absorvido pelos alimentos, sendo este neurotransmissor a principal fonte de energia das células do sistema digestivo, além de ser um importante substrato para a síntese de aminoácidos nessa parte do corpo.
O glutamato presente nos alimentos provoca várias reações fundamentais em todo o corpo. Por exemplo, ativa o nervo vago, de tal maneira que promove a produção de serotonina no sistema digestivo. Isso promove evacuações, além de aumentar 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, esta substância também pode proteger a parede do estômago do efeito nocivo de certos medicamentos sobre ela.
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 na comida nos faz sentir mais fome e queremos comer mais; mas também nos faz sentir mais saciados depois de tomá-lo.
Melhora o sistema imunológico
Algumas das 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 nos sistemas imune inato e adaptativo.
Alguns estudos que usam essa substância como medicamento mostraram que ela pode ter um efeito muito benéfico em doenças como câncer ou infecções bacterianas. Além disso, também parece proteger, até certo ponto, de distúrbios neurodegenerativos, como a doença de Alzheimer.
Melhora a função dos músculos e ossos
Hoje em dia sabemos que o glutamato desempenha um papel fundamental no crescimento e desenvolvimento dos ossos, bem como na manutenção da sua saúde.
Esta substância impede o aparecimento de células que deterioram os ossos, como os osteoclastos; e poderia 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 tenham sido testados 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 glutamato retardando o início dos sintomas do 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 acontece se há menos quantidade de substância no corpo do que precisamos, ou se os níveis são elevados de forma exagerada.
Assim, por exemplo, a alteração nos níveis de glutamato no corpo tem sido associada a transtornos mentais como depressão, ansiedade e esquizofrenia. Além disso, também parece estar relacionado com o autismo, a doença de Alzheimer e todos os tipos de doenças neurodegenerativas.
Por outro lado, no nível físico, parece que um excesso dessa substância estaria associado a problemas como obesidade, câncer, diabetes ou esclerose lateral amiotrófica. Também pode ter efeitos muito prejudiciais para a saúde de certos componentes do corpo, como músculos e ossos.
Todos esses perigos estariam relacionados, por um lado, com o excesso de glutamato puro na dieta (na forma de glutamato monossódico, que parece ser capaz de atravessar a barreira hematoencefálica). Além disso, eles também teriam a ver com um excesso de porosidade nessa 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
Neste artigo você aprendeu como funciona e quais são seus principais benefícios; mas também os perigos que tem quando é encontrado em quantidades muito altas em nosso corpo.
