Válasz
Az ionotróp receptorok és a metabotróp receptorok a receptorfehérjék két osztálya, amelyeket a neuronok expresszálnak a neurotranszmitterek fogadására.A receptorfehérje minden olyan fehérje, amelynek elsődleges funkciója az, hogy egy molekuláris szubsztrát kötődését valamilyen jellé vagy cselekvéssé alakítsa át.Az ionotróp receptorok közvetlenül áramot vezetnek át, amikor szubsztrátot kötnek.Másrészt a metabotróp receptorok közvetlenül aktiválják a molekuláris kaszkádokat, amikor szubsztrátot kötnek.
Ionotróp receptorok
Az ionotróp receptorok a leggyakoribb neurotranszmitter receptorok.Mivel hatásuk közvetlen, gyors és általában nagyon rövid ideig tartó.
Az AMPA-receptor, az elsődleges ingerületátvivő neurotranszmitter, a glutamát elsődleges receptora, az NMDA-receptor, amelyről úgy gondolják, hogy részt vesz a tanulásban és a memóriában, és a GABA-receptor, az elsődleges gátló neurotranszmitter, a GABA elsődleges receptora.
Megjegyezzük, hogy az NMDA részt vesz a tanulásban és a memóriában, két olyan folyamatban, amelyet nagyrészt az időbeli kiterjedésük határoz meg. Az NMDA receptor képes hosszabb hatást kifejteni, mivel az általa átadott áram kalciumionokat is tartalmaz.A kalcium gyakori 2. hírvivő a molekuláris kaszkádokban, így ez az áram olyan hatásokat tud kifejteni, amelyek általában az ilyen kaszkádokhoz, nem pedig az egyszerű áramokhoz kapcsolódnak.Nézze meg az alábbi “Melléklet a terminológiához” című részt, ahol néhány gondolatot talál arról, hogy ez mit jelent az ionotróp és metabotróp receptorok közötti különbségtétel szempontjából.
Metabotróp receptorok
A metabotróp receptorok hatása szélesebb skálán mozog, mint az ionotróp receptoroké,de szinte mind egyetlen géncsaládba tartoznak: a G-fehérje kapcsolt receptorcsaládba.ezek a fehérjék egy közös, kisebb fehérjéhez, a G-fehérjéhez társulnak, és felszabadítják azt,amikor megkötik a szubsztrátjukat.gyakran előfordul, hogy ezek a kaszkádok a ciklikus nukleotidok jelzőmolekulák családját és/vagy a fehérjék foszforilációját foglalják magukban.Mivel kémiai kaszkádot kell aktiválniuk, a metabotróp receptorok lassabb időskálán fejtik ki hatásukat, mint az ionotróp receptorok.Megjegyzendő azonban, hogy láttunk példát egy ionotróp receptorra, amelynek hatása nagyon hosszú ideig tarthat.Hasonlóképpen vannak olyan metabotróp receptorok, amelyek kaszkádjai csupán ioncsatornákat aktiválnak, és néhány száz ms nagyságrendű feszültségváltozást okoznak.
A metabotróp receptorok példái közé tartoznak a metabotróp glutamát receptorok (mGluRs), amelyek részt vesznek a hosszú távú szinaptikus depresszióban,és a muskarin acetilkolin receptorok (mAChRs), amelyek szerepe a központi idegrendszerben kevéssé ismert.
Egy kis kitérő a terminológiáról
Platón közismerten azt javasolta, hogy az embert “tollatlan kétlábúként” definiáljuk.A cinikus filozófus, Diogenész erre egy csirke megkopasztásával és kiáltással válaszolt: “Íme! Hoztam neked egy embert.”
Az NMDA receptor† körülbelül annyira problematikus a mi definícióink számára, mint a csirke Platóné számára. Bizonyos értelemben egyszerre ionotróp és metabotróp:áramot vezet át, és ez az áram történetesen közvetlenül aktivál egy molekuláris kaszkádot.Ez problémát jelent, mivel szeretnénk a molekuláinkat diszjunkt halmazokra osztani.
Ezt a kérdést (az NMDA receptor metabotróp vagy ionotróp?)egy idegtudományi konferencián tettem fel, és majdnem verekedés tört ki a jakuzziban.Mindenki egyetértett abban, hogy ez egy hülye kérdés, de a helyes választ illetően nem értettek egyet: a biofizikusok és ioncsatorna-specialisták számára az NMDA nyilvánvalóan ionotróp,míg a sejt- és rendszeridegtudósok ugyanilyen nyilvánvalónak tartották, hogy az NMDA metabotróp.
Hát mit tegyen egy lány ezzel a zűrzavarral szemben? Vigaszt nyújt számomra egy idézet Ludwig Wittgensteintől, egy másik filozófustól, ezúttal a 20. századból.Egy idézetben, amely sajnos kevés igazságot szolgáltat mesés nyelvfilozófiájának,azt mondta: “Az én nyelvem határai az én világom határai.” Vagyis maga a világ egyszerűen létezik,nevek, szakzsargon és szimbólumok ide vagy oda. Szavainkkal mesterséges határokat húzunk rá, ahogyan a nemzetállamok is mesterséges határokat húznak a Földre, majd úgy teszünk, mintha kategóriáink és címkéink “természetesek” lennének, holott valójában minden másról van szó. Azt a világot tükrözik, amelyben azt hisszük, hogy élünk, azt a világot, amelyben élni szeretnénk, és ügyelnünk kell arra, hogy ezzel kapcsolatban őszinték legyünk.
† Egy megjegyzés a terminológiáról ehhez a megjegyzéshez a terminológiáról: az a konvenció, hogy a receptorokat arról a vegyületről nevezik el, amely a felfedezés idején történetesen a legszelektívebb kötőanyag volt, teljesen őrültség. Nincs NMDA (sem AMPA!) a szervezetben,így a szóban forgó fehérje “NMDA-receptornak” nevezése teljesen ellentétes a receptorok fogalmával^!
^ Egy szinttel mélyebben: a receptorok fogalma számomra úgy tűnik, hogy az egész dolgot pontosan fordítva értelmezi. A kifejezés egy olyan korból származik, amikor a biokémia komolyan korlátozott volt a technikáiban, és jelentősen alábecsülte a fehérjék komplexitását és a szervetlen kémiából származó modellek erejét.Olyan vizsgálatokra utal, ahol vegyi anyagokat mosnak fel és kötődési affinitásukat nagyon okosan kiszámítják.A sejtben betöltött szerepüknek kevés köze van a kötődéshez önmagában.Ahelyett, hogy passzív receptorok lennének, ezek a molekulák detektorok.A sejt környezetében lévő jeleket fizikai és kémiai változásokká alakítják a sejtben. Megjegyzendő, hogy ezzel minden furcsaságot és olyan dolgokat, mint “fotoreceptor” vagy “mechanoreceptor”, megtagadunk.