Persönliche Gesundheit

Glutamat im Gehirn hat unerwartete Qualitäten, die Forscher zeigen mit einer neuen Analyse-Methode

Forscher an der Chalmers University of Technology und der Universität Göteborg in Schweden etwas erreicht haben, dachte lange, fast unmöglich, zählen die Moleküle des neurotransmitters Glutamat freigesetzt, wenn ein signal übertragen wird, zwischen zwei Gehirnzellen. Mit einer neuen Analyse-Methode, Sie zeigten, dass das Gehirn reguliert Ihre Signale mit Hilfe von Glutamat in mehr Möglichkeiten, als bisher realisiert.

Die Fähigkeit zur Messung der Aktivität und Menge von Glutamat im Gehirn-Zellen wurde lange gesucht-nach der unter Forschern. Glutamat ist die wichtigste erregende neurotransmitter im Gehirn. Trotz seiner fülle und seinen Einfluss auf viele wichtige Funktionen, wir wissen viel weniger darüber als andere Neurotransmitter wie serotonin und Dopamin, da bisher Glutamat wurde, schwierig zu Messen sind schnell genug.

Die neuen Erkenntnisse rund um Glutamat sind daher sehr wichtig und könnte dazu beitragen, unser Verständnis der den Krankheiten zugrunde liegenden neurologischen und psychiatrischen Krankheiten und Bedingungen. Die Beziehung zwischen Glutamat und diese Störungen, sowie unsere Erinnerung, unseren Appetit und mehr, sind nur einige der Fragen, denen die Forscher neu entdeckte Technologie könnte helfen, die Antwort.

„Als wir angefangen haben, jeder sagte ‚das wird niemals funktionieren.“ Aber wir haben nicht aufgegeben hat. Jetzt haben wir ein schönes Beispiel, wie multi-disziplinäre Grundlagenforschung ergeben können große Durchbrüche und einen echten Vorteil“, sagt Ann-Sofie-Dosen, Associate Professor der Chemie an der Chalmers und Leiter der Forschungsgruppe.

Der Schlüssel war, um das Gegenteil zu tun von dem, was bisher unternommen wurde. Anstelle der Verwendung einer biosensor aus dicken Schichten, Sie verwendet eine ultradünne Schicht, die das Enzym benötigt für die biologische Identifikation. Die Forscher machten es also, dass das Enzym, das war platziert auf einem nanostrukturierten sensor-Oberfläche, war nur ein Molekül dick. Das machte der sensor-Technologie ist tausend mal schneller als die bisherigen versuche.

Die Technik war also schnell genug, um zu Messen die Freisetzung von Glutamat aus einer einzigen synaptischen Vesikel—die kleinen flüssigen Behälter, welche Versionen von Neurotransmittern an der synapse zwischen zwei Nervenzellen. Dies ist ein Prozess, der in weniger als einer Tausendstel Sekunde.

„Als wir sahen die Vorteile der Verbesserung der sensor-Technologie in Bezug auf Zeit, statt Konzentration, dann haben wir es zu arbeiten“, sagt Ann-Sofie-Dosen.

Die Forschung wurde in zwei Schritten durchgeführt. In der ersten, der Durchbruch war in der Lage zu Messen, Glutamat. Die Studie veröffentlicht wurde, die früh im Frühjahr 2019 in der Fachzeitschrift ASC Chemical Neuroscience. Im zweiten Teil, der die aktuelle Publikation Adressen, Ann-Sofie-Dosen und Ihre Arbeitsgruppe wurden weitere wichtige Anpassungen und bahnbrechende Entdeckungen.

„Nachdem wir gebaut hatten, den sensor, dann könnten wir verfeinern es weiter. Jetzt, mit Hilfe dieser Technik haben wir auch eine neue Methode entwickelt, um zu quantifizieren, diese kleinen Mengen an Glutamat“, erklärt Sie.

Auf dem Weg musste die Gruppe viele interessante überraschungen. Zum Beispiel, die Menge von Glutamat in synaptische Vesikel offenbart worden zu sein, viel größer als bisher angenommen. Es ist vergleichbar in der Menge an serotonin und Dopamin, eine Erkenntnis, die kam als eine spannende überraschung.

„Unsere Studie ändert sich das aktuelle Verständnis von Glutamat. Zum Beispiel scheint es, dass der transport und die Lagerung von Glutamat im synaptischen Vesikeln ist nicht so Verschieden, wie wir dachten, wenn im Vergleich mit anderen Neurotransmittern wie serotonin und Dopamin“, sagt Ann-Sofie-Dosen.

Die Forscher zeigten auch, dass die Nervenzellen Steuern die Stärke Ihrer chemischen Signale durch Regulierung der Menge an Glutamat freigesetzt, die aus einzelnen synaptischen Vesikeln.

Die Tatsache können wir nun Messen und quantifizieren diese neurotransmitter bewirken können neue Werkzeuge für pharmakologische Studien in vielen lebenswichtigen Bereichen, die in den Neurowissenschaften.

„Das Niveau der Messung, die Ihnen diese ultra-schnelle Glutamat-sensor eröffnet unzählige Möglichkeiten, um wirklich zu verstehen, die Funktion von Glutamat in Gesundheit und Krankheit. Unser wissen über die Gehirn-Funktion und Dysfunktion, begrenzt durch die experimentelle Werkzeuge, die wir haben, und diese neue ultra-fast-tool wird es uns ermöglichen, zu untersuchen neuronale Kommunikation auf einer Ebene, die wir nicht haben Zugang zu vor“, sagt Karolina Patrycja Skibicka, Associate Professor in Neurowissenschaften und Physiologie an der Universität Göteborg.

„Die neue Erkenntnis, dass Glutamat-basierte Kommunikation ist reguliert durch die Menge des Glutamat-veröffentlicht von synaptischen Vesikeln, stellt sich die Frage, was passiert, um diese Regelung in brain diseases Gedanke, der im Zusammenhang mit Glutamat, zum Beispiel Epilepsie.“

Glutamat oder Glutaminsäure, findet sich in Proteinen in der Nahrung. Es kommt natürlich in Fleisch, in fast allen Gemüse, in Weizen und Soja. Es ist auch verwendet als Zusatzstoff zur Verbesserung der Aromen, zum Beispiel in form von MSG oder Mononatriumglutamat.