glutamatsignalering

Glutamatsignalering är det primära excitatoriska signalsystemet i det centrala nervsystemet och bygger på neurotransmittern glutamat som frisätts vid synapsen och vidarebefordrar signalsubstanser till mottagarcellen.

Frisättning och återanvändning: Glutamat syntetiseras i neuroner och packas i vesiklar av vesikulära glutamattransportörer (VGLUT1–3). Vid aktivering frisätts det i synapsklyftan och väcker postsynaptiska receptorer. Efter signalen återtas glutamat snabbt av excitatoriska transportörer (EAAT1–5) på astrocyter och neuroner. I astrocyter omvandlas glutamat till glutamin av glutaminsyntetas och transporteras tillbaka till neuroner där det återbildas till glutamat via glutaminas.

Receptorer och signalering: Glutamat verkar via jonotropiska receptorer NMDA, AMPA och kainat samt metabotropiska glutamatreceptorer (mGluR grupper I–III). NMDA-receptorerna kräver depolarisering för att frigöra Mg2+-blockering och en co-agonist (glycin eller D-serin). AMPA- och kainatreceptorer medierar snabba synaptiska EPSPs, medan mGluRs mobiliserar sekundära messenger-system som PLC, IP3 och cAMP.

Funktion och betydelse: Glutamatsignalering är central för synaptisk plasticitet, inklusive LTP och LTD, som underligger lärande och minne. Överdriven glutamatfrisättning eller dålig återupptag kan leda till excitotoxicitet och neuronellt skada. Extrasynaptiska NMDA-receptorer har särskilda kopplingar till celldödssignalering vid överstimulering.

Reglering och metabolism: Astrocyter och neuroner upprätthåller glutamat-homeostas via EAAT-transportörer och deltar i glutamin-cykeln (glutamat → glutamin → neuron tillbaka till glutamat). Denna proces kräver energi och koppling till glukosmetabolism.

Klinisk relevans: Dysreglering av glutamatsignalering har kopplats till stroke, epilepsi, och flera neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers, ALS och Huntington samt vissa psykiatriska tillstånd. Studier fokuserar på receptormodulering och transporter som möjliga behandlingar.