Svar
Ionotrope receptorer og metabotrope receptorer er de to klasser af receptorproteiner, som neuroner udtrykker for at modtage neurotransmittere.Et receptorprotein er ethvert protein, hvis primære funktion er at omsætte bindingen af et molekylært substrat til et signal eller en handling.Ionotrope receptorer overfører direkte strøm, når de binder substrat.På den anden side aktiverer metabotrope receptorer direkte molekylære kaskader, når de binder substrat.
Ionotrope receptorer
Ionotrope receptorer er de mest almindelige neurotransmitterreceptorer.Da deres virkninger er direkte, er de hurtige og generelt meget kortvarige.
Eksemplerne er mange, men omfatter AMPA-receptoren, den primære receptor for den primære excitatoriske neurotransmitter, glutamat, NMDA-receptoren, som menes at være involveret i indlæring og hukommelse, og GABA-receptoren, den primære receptor for den primære hæmmende neurotransmitter, GABA.
Bemærk, at NMDA er involveret i indlæring og hukommelse, to processer, der i vid udstrækning er defineret ved deres tidsmæssige udstrækning. NMDA-receptoren er i stand til at have en længerevarende virkning, fordi den strøm, som den sender, omfatter calciumioner.Calcium er en almindelig 2. budbringer i molekylære kaskader, så denne strøm kan have virkninger, der normalt er forbundet med sådanne kaskader snarere end med simple strømme.Se “Tilføjelse om terminologi” nedenfor for at få nogle tanker om, hvad dette betyder for sondringen mellem ionotrope og metabotrope receptorer.
Metabotrope receptorer
Metabotrope receptorer har mere varierende virkninger end ionotrope receptorer, men de falder næsten alle ind under en enkelt genfamilie: G-protein-koblede receptorfamilie.Disse proteiner associerer sig med et fælles, mindre protein, G-proteinet, og frigør det, når de binder deres substrat.Det er ofte sådan, at disse kaskader involverer den cykliske nukleotidfamilie af signalmolekyler og/eller proteinfosforylering.Da de skal aktivere en kemisk kaskade, har metabotrope receptorer virkninger på en langsommere tidsskala end ionotrope receptorer. bemærk dog, at vi har set et eksempel på en ionotrop receptor, der kan have virkninger, der varer meget længe. på samme måde findes der metabotrope receptorer, hvis kaskader blot aktiverer ionkanaler og forårsager spændingsændringer i størrelsesordenen et par hundrede ms.
Eksempler på metabotrope receptorer omfatter de metabotrope glutamatreceptorer (mGluR’er), som er involveret i langvarig synaptisk depression, og de muscariniske acetylcholinreceptorer (mAChR’er), hvis rolle i centralnervesystemet er dårligt forstået.
En sidebemærkning om terminologi
Platon foreslog som bekendt at definere et menneske som et “fjerløst tobenet væsen”, og den kyniske filosof Diogenes svarede som bekendt ved at plukke en høne og råbe: “Se! Jeg har bragt dig et menneske.”
NMDA-receptoren† er omtrent lige så problematisk for vores definitioner, som kyllingen var for Platons. I en vis forstand er den både ionotrop og metabotrop: den lader en strøm passere, og denne strøm aktiverer tilfældigvis direkte en molekylær kaskade, hvilket udgør et problem, da vi gerne vil kunne opdele vores molekyler i disintegrerede sæt.
Jeg stillede dette spørgsmål (er NMDA-receptoren metabotrop eller ionotrop?)på en neurovidenskabelig konference, og der var nærmest et slagsmål i spabadet.Alle var enige om, at det var et dumt spørgsmål, men der var uenighed om det rigtige svar.For biofysikere og ionkanalspecialister var NMDA tydeligvis ionotropisk, mens celle- og systemneurovidenskabsfolk mente, at det var lige så indlysende, at NMDA var metabotropisk.
Så hvad skal en pige gøre i lyset af denne forvirring? Jeg trøster mig med et citat fraLudwig Wittgenstein, en anden filosof, denne gang fra det 20. århundrede.I et citat, der desværre ikke yder hans fantastiske sprogfilosofi retfærdighed, sagde han: “Grænserne for mit sprog er grænserne for min verden”.Det vil sige, at verden i sig selv simpelthen eksisterer, navne, jargon og symboler være forbandet. Vi sætter kunstige grænser for den med vores ord, ligesom nationalstater sætter kunstige grænser for jorden, og så lader vi som om, at vores kategorier og etiketter er “naturlige”, når de i virkeligheden er alt andet end det. De afspejler den verden, vi tror, vi lever i, den verden, vi ønsker at leve i, og det bør vi være ærlige over for.
† En sidebemærkning om terminologi til denne sidebemærkning om terminologi: Konventionen om at opkalde receptorer efter det kemiske stof, der tilfældigvis er det mest selektive bindemiddel på opdagelsestidspunktet, er fuldstændig vanvittig. Der findes ikke NMDA (og heller ikke AMPA!) i kroppen, så at kalde det pågældende protein for en “NMDA-receptor” er helt i modstrid med selve begrebet receptorer^!
^ Et niveau dybere: Begrebet receptorer synes mig at være en helt forkert opfattelse af hele sagen. Begrebet stammer fra en tid, hvor biokemien var alvorligt begrænset i sine teknikker og i høj grad undervurderede proteinernes kompleksitet og styrken af modeller fra uorganisk kemi.Det henviser til analyser, hvor kemikalier vaskes på og deres bindingsaffinitet beregnes meget snedigt.Deres rolle i cellen har ikke meget med binding i sig selv at gøre.I stedet for at være passive receptorer er disse molekyler detektorer.De omsætter signaler i cellens omgivelser til fysiske og kemiske ændringer i cellen. Bemærk, at dette afviser ethvert behov for at blive underlig og sige ting som “fotoreceptor” eller “mekanoreceptor”.