2-Minute Neuroscience: Glutamate

Neuroscientifically Challenged

13 Apr 201801:59

Summary

TLDREl vídeo explica en dos minutos el papel de la glutamato, un aminoácido que también actúa como neurotransmisor. A pesar de obtenerse a través de la dieta, la glutamato no puede cruzar la barrera hematoencefálica y debe sintetizarse en el cerebro. Tiene efectos excitatorios y se utiliza en la mayoría de las conexiones excitatorias y más de la mitad de las sinapsis del cerebro. Interactúa con receptores NMDA, AMPA y kainate, que permiten la entrada de iones de sodio y la posibilidad de disparar un potencial de acción. También se involucra en la plasticidad sináptica, esencial para el aprendizaje y la memoria. La glutamato es eliminada de la hendidura sináptica por transportadores EAAT y se convierte en glutamina en las células gliales antes de ser reconvertida en neuronas.

Takeaways

🧠 Glutamato es un aminoácido que también actúa como neurotransmisor.
🚫 El glutamato no puede cruzar la barrera hematoencefálica y debe sintetizarse en el cerebro.
🔄 Se puede sintetizar a partir de ácido aldehídico glutamínico, un producto intermedio del ciclo de ácido cítrico.
⚡ El glutamato tiene acciones generalmente excitatorias, aumentando la probabilidad de que una neurona genere un potencial de acción.
🏢 Es utilizado en la mayoría de las conexiones excitatorias en el cerebro y más de la mitad de todos los sinapsis.
🔗 Interactúa con varios tipos de receptores, incluyendo NMDA, AMPA y kainate.
💧 Los receptores NMDA tienen características únicas que los hacen adecuados para la plasticidad sináptica, importante para el aprendizaje y la memoria.
🌐 También hay receptores metabóticos de glutamato que pueden tener efectos más variados y participar en acciones excitatorias o inhibitorias.
🚮 El glutamato es eliminado del espacio sináptico por transportadores proteicos llamados EAATs.
🔄 Glutamato tomado por las células gliales se convierte en glutamina y luego es transportado de vuelta a las neuronas para convertirse en glutamato nuevamente, en un ciclo conocido como ciclo glutamato-glutamina.

Q & A

¿Qué es el glutamato y qué función cumple además de ser un aminoácido?
-El glutamato es un aminoácido que también actúa como un neurotransmisor en el cerebro.
¿Por qué el glutamato no puede pasar la barrera hematoencefálica?
-El glutamato debe sintetizarse en el cerebro ya que no puede cruzar la barrera hematoencefálica desde la dieta.
¿De qué manera se sintetiza el glutamato en el cerebro?
-Se puede sintetizar a partir del ácido aldehido glutárico, un producto intermedio del ciclo de la acido cítrico.
¿Cuál es el efecto general del glutamato cuando interactúa con los receptores de una neurona?
-El glutamato tiene efectos excitatorios, lo que significa que aumenta la probabilidad de que una neurona emita un potencial de acción.
¿En qué porcentaje de las sinapsis del cerebro se utiliza el glutamato?
-El glutamato se utiliza en la mayoría de las conexiones excitatorias en el cerebro y en más de la mitad de todas las sinapsis.
¿Cuáles son los tres receptores ionotrópicos de glutamato identificados y qué desencadenan?
-Los receptores ionotrópicos de glutamato identificados son NMDA, AMPA y kainate, y al activarse permiten la entrada de iones de sodio positivos en la neurona postsináptica.
¿Qué características hace que los receptores NMDA sean adecuados para la plasticidad sináptica?
-Los receptores NMDA tienen características únicas que los hacen adecuados para participar en cambios sinápticos en respuesta a la experiencia, lo cual es parte importante del aprendizaje y la memoria.
¿Cuáles son los tipos de receptores metabóticos de glutamato y qué efectos tienen?
-Hay tres tipos de receptores metabóticos de glutamato identificados que tienen efectos más variados que los receptores ionotrópicos y pueden estar involucrados en acciones excitatorias o inhibitorias.
¿Cómo se elimina el glutamato del espacio sináptico?
-El glutamato se elimina del espacio sináptico por medio de una clase de proteínas transportadoras llamadas transportadores de aminoácido excitatorio (EAAT).
¿Qué proceso se conoce como ciclo glutamato-glutamina y cómo funciona?
-El ciclo glutamato-glutamina es el proceso por el cual el glutamato tomado por las células gliales se convierte en glutamina por la enzima glutamina sintetasa y luego se transporta de vuelta a las neuronas donde se convierte en glutamato nuevamente.

Outlines

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🧠 Neurotransmisor Glutamato

El glutamato es un aminoácido que también actúa como neurotransmisor. A pesar de obtenerse a través de la dieta, no puede cruzar la barrera hematoencefálica y debe sintetizarse en el cerebro a partir del ácido aldehido glutárico, un producto intermedio del ciclo de la ácido cítrico. El glutamato es excitatorio, incrementando la probabilidad de que una neurona dispare un potencial de acción. Se utiliza en la mayoría de las conexiones excitatorias cerebrales y en más de la mitad de todos los sinapses. Interactúa con varios tipos de receptores, incluyendo tres receptores ionotrópicos (NMDA, AMPA y kainate) que permiten la entrada de iones de sodio positivos en una neurona postsináptica, y tres receptores metabotrópicos con efectos más variados. El glutamato es eliminado de la hendidura sináptica por las proteínas transportadoras EAATs, que lo llevan a neuronas y glial, donde se convierte en glutamina y luego regresa a las neuronas para ser convertido nuevamente en glutamato, en un ciclo conocido como ciclo glutamato-glutamina.

Mindmap

Keywords

💡Glutamate

Glutamate es un aminoácido que también actúa como neurotransmisor. Es esencial para la función neuronal y, aunque se obtiene a través de la dieta, no puede cruzar la barrera hematoencefálica y debe sintetizarse en el cerebro. En el vídeo, se destaca su papel excitatorio en la mayoría de las conexiones excitatorias cerebrales y en más de la mitad de todos los sinápsis.

💡Neurotransmitter

Un neurotransmisor es una sustancia química que se libera por una neurona para transmitir un impulso nervioso a otra neurona o a un músculo. Glutamate es un ejemplo de neurotransmisor que tiene efectos generalmente excitatorios, lo que significa que aumenta la probabilidad de que una neurona genere un potencial de acción.

💡Blood-brain barrier

La barrera hematoencefálica es una barrera selectiva que impide que muchas sustancias del torrente sanguíneo entren al cerebro. En el vídeo, se menciona que el glutamate no puede pasar esta barrera, lo que significa que debe sintetizarse dentro del cerebro a partir de otros compuestos como el ácido α-ketoglutarato.

💡Citric acid cycle

El ciclo del ácido cítrico, también conocido como ciclo de Krebs, es un proceso bioquímico fundamental en la producción de energía en las células. El ácido α-ketoglutarato, mencionado en el vídeo, es un intermediario en este ciclo y puede usarse para sintetizar glutamate.

💡Excitatory

Un efecto excitatorio en neurociencia se refiere a la capacidad de un neurotransmisor, como el glutamate, para aumentar la probabilidad de que una neurona genere un potencial de acción. El vídeo explica que el glutamate tiene efectos excitatorios y se utiliza en la mayoría de las conexiones excitatorias en el cerebro.

💡Ionotropic glutamate receptors

Los receptores ionotrópicos del glutamate son receptores que, una vez activados, permiten la entrada de iones sodio positivos en la neurona postsináptica, aumentando su polarización. En el vídeo, se mencionan tres tipos: NMDA, AMPA y kainate, que son fundamentales para la excitación neuronal.

💡NMDA receptors

Los receptores NMDA son un tipo de receptor ionotrópico del glutamate que tienen características únicas, como la necesidad de la entrada de calcio y la desinhibición por magnesio, que los hacen cruciales para la plasticidad sináptica y, por ende, para el aprendizaje y la memoria.

💡Metabotropic glutamate receptors

Los receptores metabótroficos del glutamate son receptores G-protein coupled (GPCRs) que tienen efectos más variados que los receptores ionotrópicos y pueden estar involucrados en acciones excitatorias o inhibitorias. El vídeo menciona que hay tres tipos identificados.

💡Excitatory amino acid transporters (EAATs)

Los EAATs son una clase de proteínas transportadoras que se encargan de eliminar el glutamate del espacio sináptico. El vídeo describe cómo estos transportadores llevan el glutamate hacia las neuronas y las células gliales, donde puede ser reutilizado o convertido en glutamina.

💡Glutamine

El glutamina es otro aminoácido que se forma cuando el glutamate es tomado por las células gliales y es convertido por la enzima glutamina sintetasa. El glutamina luego es transportado de vuelta a las neuronas y convertido nuevamente en glutamate, formando parte del ciclo glutamato-glutamina descrito en el vídeo.

💡Glutamate-glutamine cycle

El ciclo glutamato-glutamina es un proceso por el cual el glutamate se convierte en glutamina en las células gliales y luego vuelve a las neuronas para ser convertido en glutamate. Este ciclo es esencial para la regeneración de glutamate y la mantenimiento de su función como neurotransmisor, como se describe en el vídeo.

Highlights

Glutamate is an amino acid that also functions as a neurotransmitter.

Glutamate cannot pass the blood-brain barrier and must be synthesized in the brain.

It can be synthesized from alpha ketoglutarate, an intermediate in the citric acid cycle.

Glutamate generally has excitatory actions, making neurons more likely to fire an action potential.

It is used at the majority of excitatory connections and over half of all synapses in the brain.

Glutamate interacts with several types of receptors, including NMDA, AMPA, and kainate receptors.

Activation of these receptors allows sodium ions to flow into the neuron, depolarizing it.

NMDA receptors are involved in synaptic plasticity, crucial for learning and memory.

There are also metabotropic glutamate receptors with varied effects on neuronal activity.

Glutamate is removed from the synaptic cleft by excitatory amino acid transporters (EAATs).

EAATs carry glutamate into neurons and glial cells for recycling.

Glutamate taken into glial cells is converted to glutamine by glutamine synthetase.

Glutamine is transported back into neurons and converted back to glutamate in a cycle.

This recycling process is known as the glutamate-glutamine cycle.

Glutamate's synthesis and recycling are essential for maintaining neurotransmission.

The balance of glutamate is critical for normal brain function and can impact neurological disorders.

Understanding glutamate's role is key to studying excitatory neurotransmission and synaptic function.