谷氨酸(Glutamate,Glu)是中枢神经系统中最丰富的**兴奋性[[0. 神经递质]]**,与[[γ- 氨基丁酸(GABA)]]构成大脑兴奋-抑制平衡的两极。
化学结构
谷氨酸为五碳二羧基氨基酸,含α-氨基和两个羧基。其结构简洁,既是蛋白质组成氨基酸(参见[[C5:L-谷氨酸(L-Glu,L-glutamate)]]),也是重要的代谢中间产物和神经递质前体。
合成与代谢
神经元中谷氨酸主要由谷氨酰胺经**谷氨酰胺酶**水解生成,也可由α-酮戊二酸经转氨反应获得。释放入突触间隙后,被星形胶质细胞摄取并转化为谷氨酰胺(谷氨酰胺-谷氨酸循环),再返回神经元重新利用。谷氨酸经[[谷氨酸脱羧酶(Glutamate Decarboxylase,GAD)]]脱羧即可生成[[γ- 氨基丁酸(GABA)]]。
生理功能
谷氨酸通过**NMDA受体**(参与学习记忆、突触可塑性)、**AMPA受体**(介导快速兴奋性传递)和**代谢型谷氨酸受体(mGluR)**发挥作用。兴奋性毒性(过量Glu导致Ca²⁺内流、神经元死亡)是脑卒中、癫痫、神经退行性疾病的共同病理机制。
与免疫的交互
[[0. T 淋巴细胞(T 细胞,T cell)]]、[[巨噬细胞(Macrophage)]]和[[树突状细胞(树突细胞,Dendritic cell,DC)]]均表达谷氨酸受体。活化的T细胞释放谷氨酸,通过自分泌/旁分泌方式调节免疫应答。多发性硬化等神经炎症性疾病中,谷氨酸兴奋毒性与免疫介导的神经损伤协同作用,加剧病理进程。
参考资料
• Bhatt DK et al., Brain Res Rev, 2009
• 曹雪涛主编,《医学免疫学》第7版