The role of glutamate in neurological disorders

Glutaminian jest jednym z neuroprzekaźników występującym w ośrodkowym układzie nerwowym, który wpływa pobudzająco na receptory jonotropowe i metabotropowe. Jest odpowiedzialny za regulowanie wielu funkcji fizjologicznych takich jak: uczenie się, zachowanie, pamięć. Reguluje on napływ jonów Ca2+ do neuronów poprzez kanały- receptory NMDA. Nadmiar kwasu glutaminowego prowadzi do zamian patologicznych: wyniszczenia neuronów w mózgu, zaburzenia procesów poznawczych, rozwoju chorób neurodegeneracyjnych. Zjawisko to nosi nazwę ekscytotoksyczności i polega na nadmiernej aktywacji receptorów AMPA i NMDA. Ekscytotoksycność jest mechanizmem odgrywającym bardzo dużą rolę w chorobach takich jak: stwardnienie rozsiane, epilepsja, choroba Alzheimera oraz choroba Parkinsona. W chorobie Alzheimera występuje przewlekle podniesiony poziom glutaminianu, który upośledza działanie receptorów NMDA oraz AMPA czego skutkiem jest pogarszanie sprawności fizycznych, poznawczych oraz umysłowych chorego. Epilepsja jest zaburzeniem neurologicznych objawiającym się występowaniem napadów padaczkowych spowodowanych wyładowaniami bioelektrycznymi między obszarami zdrowymi mózgu, a patologicznie zmienionymi. Choroba Parkinsona jest przewlekłym zaburzeniem OUN, objawiającym się utratą dopaminergicznych neuronów w istocie czarnej. Z upływem czasu dochodzi do nadaktywności układu glutaminergicznego nad dopaminergicznym i zaburzenia równowagi między neuroprzekaźnikami występującymi w OUN.

Glutamate, one of the neurotransmitters which is presented in central nervous system (CNS), has a stimulatory effect on ionotropic and metabotropic receptors. Because of its role in synaptic plasticity, glutamate is involved in most aspects of normal brain functions, including cognition, memory and learning. It regulates entry of calcium ions to the neurons via extrasynaptic NMDA receptors. Abnormal accumulation of glutamate outside cells can lead to pathological changes, such as damage of neurons in the brain, impairment of cognitive functions and neurodegenerative diseases development. This effect is called excitotoxicity and it is caused by excessive activation of NMDA and AMPA receptors. Excitotoxicity has been often described as a one of the pathological mechanisms in many diseases, such as multiple sclerosis, epilepsy, Alzheimer's and Parkinson's disease. In Alzheimer's disease, chronically high level of glutamate impairs the function of the NMDA and AMPA receptors. People affected by this disease suffer from plenty consequences of mobility, mental and cognitive processes dysfunctions. Epilepsy is a group of neurological diseases characterized by epileptic seizures caused by abnormal bioelectric activity between healthy and pathologically altered areas of the brain. Parkinson's disease is a chronic disorder of the CNS. It is a loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra. As a result glutamatergic hyperactivity is observed and it causes the imbalance between neurotransmitters in the CNS. Understanding the role of glutamate in these neurological conditions may highlight treatment potentials of antagonists to glutamatergic transmission. This review concerns basic informations about glutamate and its role in neurological function and disease.