glutamatfrigivelse

Glutamatfrigivelse er prosessen der glutamat, som er kroppens viktigste eksitatoriske neurotransmitter i sentralnervesystemet, frigjøres fra presynaptiske terminer til synapsespalten og dermed muliggjør rask signaloverføring mellom nevroner.

Når et aksjonspotensial når en presynaptisk terminal, åpnes spenningsstyrte kalsiumkanaler og kalsium influks driver eksocytose av glutamat som er pakket i synaptiske vesikler. Vesikkelfusion skjer gjennom SNARE-komplekset, som består av proteiner som syntaxin-1, SNAP-25 og synaptobrevin/VAMP, med kalsiumsensoren synaptotagmin som utløser frigjøringen. Glutamatet pakkes i vesikler av vesikulære glutamattransportere (VGLUT1-3) ved bruk av protongradienten over vesikkelmembranen.

Frigivelsen kan være synchron eller asynkron og antallet frigjorte vesikler bestemmer styrken på signalet i synapsen. Etter frigivelse tas glutamat raskt opp i nærliggende nevroner og gliaceller gjennom excitatoriske amino-unntrekkere (EAAT/GLAST/GLT-1, EAAT1/2 i astrocytter, og EAAC1/EAAT3 i nevroner). I astrocytter konverteres glutamat til glutamin av glutaminsyntetase og returneres deretter til nevroner via glutaminsyre/ glutamin-syklusen.

Glutamat har hovedsakelig effekt ved å aktivere ionotrope reseptorer NMDA, AMPA og kainat, som åpner ionekanaler og endrer membranpotensialet i postsynaptiske celler. Det kan også modulere frisetting via metabotrope reseptorer (mGluRs). Frisetting og reseptorbitering påvirker synaptisk plastisitet, inkludert langtidspotensiering og langsom depresjon, som er grunnleggende for læring og hukommelse.

Regulering av glutamatfrigivelse er avgjørende; dysregulering kan føre til excitotoksisitet og være involvert i tilstander som slag, traumatisk hjerneskade og neurodegenerative sykdommer. Astrocytisk opptak av glutamat spiller en viktig beskyttende rolle i å opprettholde synaptisk homeostase.