Synaptinen plastisuus. NMDA-R (Strandberg J)

jatkuu...
LÄHDE: Strandberg Joakim. Developmental plasticity of the glutamate synapse: roles of low frequency stimulation, Hebbian induction and the NMDA receptor. ISBN: 978-91-628-7882-5.

• NMDA-reseptori on mukana excitatorisissa synaptisissa transmissioissa. Sen osuus synaptisessa välityksessä on sen keskeinen merkitys AMPA-reseptorivälitteisten synaptisten transmissioitten plastisuuden eri muotojen induktio.

• Minkälainen on NMDAR rakenteeltaan?

Sekin on tetrameeri. Silläkin on alayksiköitä joiden yleisnimi on GluN. niitä erotetaan
GluN1
GluN2A-2D
GluN3A-3B (Collingridgen luokittelun mukaan 2009)

NMDAR muodostuu aina kahdesta GluN1 alayksiköstä, joka on kombinoituna kahteen muuhun alayksikköön, joko GluN2 tai GluN3-alayksikköön.
Kaikki NMDAR ovat Na+, K+ ja Ca++joneja läpipäästäviä.
NMDAR omaa jännitteestä riippuville kanaville epätyypillisen piirteen. Sen avautumiseen vaaditaan vahva jännite ( strong voltage).

• Normaalissa kalvon lepopotentiaalitilassa jonikanavaa blokeeraa Magnesium (Mg++) joni. Tämä blokki riippuu jännitteestä (voltage dependent) ja poistuu kalvon depolarisoituessa.

Siis glutamaatin (Glu) sitoutumisen lisäksi NMDA-R jonikanavan aukeamiseen tarvitaan depolarisaatio, jotta jonivirtaus ( ion flux) postsynaptiseen neuroniin voisi siinä tapahtua.

• NMDA-R vaatii edelleen jotakin: Siihen täytyy sitoutua "co-agonist , toinen aminohappo, joko glysiini tai D-seriini.

• Kun NMDA-R on aktivoitunut synaptisesti vapautuneesta glutamiinihaposta ( Glu), niin se virtaus mikä generoituu, kehkeytyy hitaampaa tahtia kuin AMPAR-välitteiset virrat, mutta myöskin katoaa hitaampaa tahtia, saaden täten aikaan suuren kalsiumin(Ca++) sisäänvirtauksen.

Hitaampi NMDA-R-välitteisen virran heikkenemä johtuu siitä, että NMDA-R on paljon hanakampi ottamaan vastaan glutamiinihappoja kuin AMPA-reseptori.

• Useimmissa aivoalueissa esiintyy NMDAR, joissa on GluN2A ja GluN2B alayksikköjä.

Jo varhain alkioaikana esiintyy GluN2B ja se pysyy yllä koko kehityksen ajan. Sen sijaan GluN2A starttaa ilmenemisensä vähän ennen syntymää ja sen ilmenemä lisääntyy kehityksen kuluessa. Täten GluN2A/GluN2B suhde kasvaa kehityksen kuluessa. Tällä suhteella arvellaan olevan merkitystä indusoituvan synaptisen plastisuuden tyypissä.

GluN3A
Sellaiset NMDA-reseptorit, joissa on GluN3A alayksikköä ovat kalsiumin permeabiliteetiltaan huonompia ja niillä on alentunut herkkyys Mg++ blokkia kohtaan, jos verrataan GluN2 alayksikköä sisältäviin reseptoreihin.

GluN3 alayksikköjä esiintyy laajalti keskushermostossa, myös CA1 alueessa. Sen esiintymä on korkeimmillaan jonkin aikaa syntymän jälkeen ja sitten laskee aikuisuutta kohden. Tämä GluN3 alayksikön säätyminen alas näyttää olevan tärkeä seikka synaptisessa kypsymisessä, synaptisessa plastisuudessa ja kognitiivisissa funktioissa ( Roberts et al 2009).

• GluN2B

NMDA-reseptorialayksikköä GluN2B on havaittu myös presynaptisessa neuronissa CA3-CA1 synapsissa. ja se edistää ( facilitates) aksonin ärtyvyyttä (excitability). Varhaisvaiheessa syntymän jälkeen se edisti glutamiinihapon vapautumista.