Глутамат в эволюции
Oct. 15th, 2011 07:21 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
flavorchemistГлутамат это не только вкусно. Глутамат является важнейшим нейромедиатором в нашей и не только нашей нервной системе.
Есть мнение, что он был той самой молекулой, которая вообще способствовала появлению многоклеточных животных, вернее молекулой, которая координировала связь между клетками в составе многоклеточного организма.
Это губка. Как связана губка, наша нервная система и при чем здесь глутамат можно узнать в статье по ссылке (pdf).
Губки являются очень интересными созданиями. Это весьма примитивные организмы, одни из первых многоклеточных существ на нашей планете. Напрочь лишены нервной системы.У них нет мускулов. Умеют питаться прокачивая через себя воду, что требует хорошей координации действий отдельных клеткок.
Еще одна интересная и широко известная особенность в том, что если губку протереть через сито и по сути разделить на отдельные клетки, то клетки вовсе не помрут, а через какое-то время снова соберутся в многоклеточный организм. Не знаю, насколько это отноиттся ко всем представителям, но это и не важно в данном случае.
Вопрос вот в чем. Как такой примитивный организм может координировать действия своих клеток?
Исследователи считают (и вполне убедительно доказывают) что координация между действиями отдельных клеток в составе организма губки происходит с помощью именно глутаминовой гислоты и ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты). Точнее, в результате взаимодействия этих веществ со специальными рецепторами.
При изучении механизма питания (прокачивания воды) губки оказывается, что глутамат запускает механизм сокращения губки, а ГАМК ингибирует. Это все при отсутствии нервов и мышц.
А что в нашей нервной системе? Глутамат является "возбуждающим" нейромедиатором. ГАМК выполняет функцию "ингибирующего". Наш организм использует те же механизмы регулирования, что и губки. Изменившиеся и усложненные, но использующие тем не менее те же самые молекулы.
Совпадение?
Авторы приходят к достаточно разумному выводу. Возникновение такого механизма координации действия клеток предопределило возникновение нервной системы у представителей современного животного мира. А все электрические фокусы нашей нервной системы и мускулатура появились позже, как бы в качестве надстройки и модификации механизма химического регулирования.
Химического регулирования с помощью того самого глутамата.
Есть мнение, что он был той самой молекулой, которая вообще способствовала появлению многоклеточных животных, вернее молекулой, которая координировала связь между клетками в составе многоклеточного организма.
Это губка. Как связана губка, наша нервная система и при чем здесь глутамат можно узнать в статье по ссылке (pdf).
Губки являются очень интересными созданиями. Это весьма примитивные организмы, одни из первых многоклеточных существ на нашей планете. Напрочь лишены нервной системы.У них нет мускулов. Умеют питаться прокачивая через себя воду, что требует хорошей координации действий отдельных клеткок.
Еще одна интересная и широко известная особенность в том, что если губку протереть через сито и по сути разделить на отдельные клетки, то клетки вовсе не помрут, а через какое-то время снова соберутся в многоклеточный организм. Не знаю, насколько это отноиттся ко всем представителям, но это и не важно в данном случае.
Вопрос вот в чем. Как такой примитивный организм может координировать действия своих клеток?
Исследователи считают (и вполне убедительно доказывают) что координация между действиями отдельных клеток в составе организма губки происходит с помощью именно глутаминовой гислоты и ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты). Точнее, в результате взаимодействия этих веществ со специальными рецепторами.
При изучении механизма питания (прокачивания воды) губки оказывается, что глутамат запускает механизм сокращения губки, а ГАМК ингибирует. Это все при отсутствии нервов и мышц.
А что в нашей нервной системе? Глутамат является "возбуждающим" нейромедиатором. ГАМК выполняет функцию "ингибирующего". Наш организм использует те же механизмы регулирования, что и губки. Изменившиеся и усложненные, но использующие тем не менее те же самые молекулы.
Совпадение?
Авторы приходят к достаточно разумному выводу. Возникновение такого механизма координации действия клеток предопределило возникновение нервной системы у представителей современного животного мира. А все электрические фокусы нашей нервной системы и мускулатура появились позже, как бы в качестве надстройки и модификации механизма химического регулирования.
Химического регулирования с помощью того самого глутамата.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2011-10-15 03:37 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-15 04:02 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-15 04:13 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-15 04:20 pm (UTC)А тарелки с ГАМК мыть не будет :)
no subject
Date: 2011-10-15 08:55 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 02:30 pm (UTC)Вобщем, вспоминаем "Место встречи изменить нельзя", где Шесть-на-девять рассказывал про "телевизор"...
no subject
Date: 2011-10-19 09:53 am (UTC)no subject
Date: 2011-10-16 10:29 am (UTC)no subject
Date: 2011-10-16 12:04 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-16 12:31 am (UTC)no subject
Date: 2011-10-15 04:28 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-15 04:38 pm (UTC)Думаю, что это не просто совпадение.
Вообще не статью вышел через
http://www.newscientist.com/article/mg21128311.800-a-brief-history-of-the-brain.html?full=true
no subject
Date: 2011-10-15 05:43 pm (UTC)Рецепторы на глутамат и ГАМК весьма близки к нашим.
вот например
no subject
Date: 2011-10-17 07:19 am (UTC)Вот тут кратенько:
http://fiziologiya.info/page/25
У позвоночных (у нас) эту роль в периферической нервной системе взял на себя ацетилхолин.
Почему и как это случилось - надо спросить у ланцетника. :)
Более древние хордовые, к сожалению, до нашего времени не дожили...
У нас же главные функции глутамата сосредоточены в центральной нервной системе, где он выступает основным нейромедиатором.
Достаточно сказать, что концентрация глутамата в спинномозговой жидкости превосходит его концентрацию в крови в ДЕСЯТЬ(!) раз.
Мозг просто-таки "закачивает" потребные ему количества глутамата, глицина, глутамина и аспаргиновой кислоты из плазмы крови через ГЭБ. А потом очень активно использует их в своём метаболизме.
Нейромедиаторы - это топливо мозга.
no subject
Date: 2011-10-17 07:21 am (UTC)http://tele-conf.ru/zhiznedeyatelnost-organizma-i-zdorove-chelovka/glutamatnyie-retseptoryi-v-nervno-myishechnom-sinapse-pozvonochnyih.html
У нас тоже остались реликтовые остатки той старой, глутаматной системы иннервации, которая теперь живёт "в тени" новой ацетилхолиновой системы.
no subject
Date: 2011-10-17 02:51 pm (UTC)Re: Совпадение?
Date: 2011-10-15 05:17 pm (UTC)Re: Совпадение?
Date: 2011-10-15 05:24 pm (UTC)Re: присутствует
Date: 2011-10-15 06:54 pm (UTC)Re: присутствует
Date: 2011-10-15 07:18 pm (UTC)Совпадение что глутамат и там и там - возбуждающий. Но суть то не в этом, а в том что он везде выполняет схожую функцию, и начал ее выполнять еще до появляение нервной системы.
Re: везде выполняет схожую функцию
Date: 2011-10-15 09:25 pm (UTC)P.S. Я, собственно, скорее "для занудства" - ну в смысле, аккуратности далеко идущих выводов. Больно уж у Вас журнал симпатичный. Жалко, если кто-то докопается из-за неаккуратного утверждения. ;-)
Re: везде выполняет схожую функцию
Date: 2011-10-16 12:34 am (UTC)Re: где глютамат приводит к торможению
Date: 2011-10-16 07:56 am (UTC)Re: где глютамат приводит к торможению
Date: 2011-10-16 10:00 pm (UTC)Re: где глютамат приводит к торможению
Date: 2011-10-16 08:07 am (UTC)http://journals.lww.com/neuroreport/Abstract/1997/09080/Effects_of_acetylcholine_and_glutamate_on_isolated.19.aspx
http://journals.lww.com/neuroreport/Abstract/2002/12030/Effects_of_glutamate_agonists_on_the_isolated.14.aspx
Чего-то еще, насколько я помню, было в пиявке и, кажется, в креветке и мухе. Вероятно, и в других беспозвоночных, если покопаться. Поскольку я не фармаколог никаким боком, то, к сожалению, конкретные ссылки вспоминаю с трудом. Извините. ;-)
Re: где глютамат приводит к торможению
Date: 2011-10-16 10:01 pm (UTC)Re: везде выполняет схожую функцию
Date: 2011-10-16 08:15 am (UTC)Re: присутствует
Date: 2011-10-15 08:42 pm (UTC)Re: присутствует
Date: 2011-10-17 07:03 am (UTC)Каждый нейромедиатор (нейротрансмиттер) просто "прикручен" к соответствующему рецептору в виде пары "ключ-замок", как это часто и густо бывает у белков.
А рецептор, в свою очередь может быть прикручен дендриту любого нейрона - который в норме может отвечать как за возбуждение какой-либо функции, так и за её торможение.
Поэтому, например, если у человека поражены альфа-мото-нейроны спинного мозга - у него будет вялый паралич конечностей, а если поражены тормозящие эти клетки нейроны головного мозга - паралич будет спастический (напряжённые мышцы).
Действие же нервно-паралитических газов (всяких там заринов и зоманов), например, направлено не на ацетилхолин (главный нейромедиатор в наших мышцах) а на его рецептор. В норме ацетилхолин легко освобождается от рецептора и быстро разрушается специальным ферментом. Нервно-паралитические газы блокируют этот фермент и мышца попадает в режим постоянного возбуждения от ацетилхолина, намертво севшего на свой рецептор (хотя сигнал от нейрона уже не поступает). В результате мышца полностью истощается и организм гибнет.
Короче, там всё ОЧЕНЬ сложно, как Вы правильно написали. :)
no subject
Date: 2011-10-15 07:58 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-16 12:35 am (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 07:42 am (UTC)Именно потому, что глутамат - это ведущий нейротрансмиттер в нашей нервной системе, он может быть очень опасен. Передозировка может и до смерти довести. Вспомните синдром китайского ресторана. А беременным женщинам вообще глутамат лучше не есть.
no subject
Date: 2011-10-17 09:07 am (UTC)Всё остальное у неё, как у других аминокислот.
Вот их правильная биологическая формула:
http://biological-science.org.ua/14-aminokisloti.html
Добавляют его в виде глутамата натрия, поскольку удобно.
Количества натрия, поступающие к Вам в организм с солью, превышают содержание его в Е621 в разы.
Объясните мне, как можно "передозировать" глутамат, если его содержание в сыре пармезан превышает содержание в "колбасе с глутаматом" опять таки в разы?
Как можно его передозировать, если гемато-энцефалический барьер мозга его (глутамат) не только не задерживает, но ещё и пытается всячески в мозг заполучить (я писал выше, что содержание глутамата, глицина, глутамина и аспаргиновой кислоты в спинномозговой жидкости выше такового в плазме крови в десяток раз)?
Наконец, как его (глутамат) можно передозировать, если он по определению - не гормон, который "бьёт" по всем клеткам с соответствующими рецепторами без разбора, а нейромедиатор? То есть - он выделяется и поглощается на конце аксонного отростка нейрона (на синапсе) и там же и утилизируется за доли секунды?
И, наконец, как его (глутамат) можно "передозировать", если глутаминовая кислота не является незаменимой? То есть её, родимую, если надо, мы можем сами, на своих клеточных фабриках и собрать (если её не хватает) и разобрать (если её по каким-то причинам многовато)?
:)
no subject
Date: 2011-10-17 10:07 am (UTC)no subject
Date: 2011-10-17 03:36 pm (UTC)Про глутамат, его концентрации и вообще
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3136011/?tool=pubmed
no subject
Date: 2011-10-17 06:03 pm (UTC)no subject
Date: 2011-10-18 12:06 pm (UTC)У неё функция такая:
http://gutta-honey.livejournal.com/103977.html
Другой вопрос, что куча других факторов (см. ссылку выше) могут воздействовать на астроглию, но причём здесь глутамат?
Например, без того же глутамата совершенно нереально удалить аммиак из мозга. Или насинтезировать из глутамата необходимую мозгам ГАМК.
no subject
Date: 2011-10-18 12:32 pm (UTC)Кстати, посмотрите попутно, чем лечат глутамат-зависимые патологии центральной нервной системы у человека - в плане того, можно ли возместить глутаматную недостаточность/избыточность приёмом глутамата с пищей.
Откроете для себя много интересного, как нейробиолог.
no subject
Date: 2011-10-17 02:49 pm (UTC)С совестью у меня все нормально.
И плацентарный барьер кстати глутамат тоже не проходит.
Синдром китайского ресторана
Date: 2011-10-18 11:43 am (UTC)СКР уже давно опробован научными исследователями. Никакой связи с глутаматом натрия не обнаружено:
http://dirty.ru/comments/325175