Glutamatfrigjøring

Glutamatfrigjøring refererer til prosessen hvor glutamat forlater presynaptiske nerveender og diffunderer inn i synapsespalten for å aktivere eksitatoriske reseptorer i sentralnervesystemet. Glutamat er det viktigste excitatoriske nevrotransmitteren i hjernen, og frigjøring skjer vanligvis i presis, tidsbegrenset dosering som understøtter rask synaptisk kommunikasjon og synaptisk plastisitet.

Frigjøringen skjer primært ved eksocytose som respons på depolarisering forårsaket av et aksjonspotensial. Influx av Ca2+ gjennom spenningsstyrte kalsiumkanaler (typisk P/Q-type og N-type) fører til at vesikler som inneholder glutamat fusjonerer med presynaptisk membran. Glutamat pakkes i vesikler av vesikulære glutamattransportører (VGLUT1-3) og frigjøres i synapsespalten. Samtidig kan det forekomme asynkron frigjøring under visse forhold.

Etter frigjøring binds glutamat raskt til postsynaptiske reseptorer, særlig AMPA-, NMDA- og kainatreseptorer, for å forsterke eller modulere synaptisk signaling. Frigjort glutamat fjernes raskt fra synapsespalten av excitatoriske aminosyretransportører (EAAT1-3 på gliaceller og EAAT2/GLT-1 på nevroner) og i astrocytter omdannes glutamat til glutamin gjennom glutamat-syntetase. Glutamin sendes tilbake til nevroner og omdannes til glutamat, noe som utgjør glutamat-glutaminsyklusen og opprettholder en kontinuerlig tilgjengelighet av nevrotransmitteren.

Glutamatfrigjøring er sentral for normal hjernefunksjon og synaptisk plastisitet, men unormal frigjøring eller svekket Clearance kan bidra til excitotoksisitet og skade ved tilstander som slag, traumatisk hjerneskade og enkelte neurodegenerative sykdommer.