Molekulární mechanismy glycinergní signalizace v centrálním nervovém systému

Abstract

Aminokyselinový neuropřenašeč glycin, který zprostředkuje inhibiční přenos a reguluje excitační signalizaci, působí v mnoha oblastech centrální nervové soustavy. Jedná se zvláště o míchu a mozkový kmen, kde glycin aktivuje presynaptické a postsynaptické Gly receptory (GlyR). V ostatních oblastech mozku je glycin uvolňován v oblasti výskytu NMDA receptorů (NMDAR), které aktivuje spolu s excitačním neuropřenašečem glutamátem. Vazba glycinu vede k otevření kanálu těchto ionotropních receptorů a tím i ke změně elektrochemických vlastností membrány jako jsou propustnost pro Ca2+ ionty, membránový potenciál a vstupní odpor. Exprese jednotlivých podjednotek NMDAR a GlyR je místně i časově specifická, což umožňuje různé odpovědi na přítomnost glycinu v synaptické štěrbině a jejím okolí. Koncentraci glycinu pak v synaptické štěrbině a glycinergních zakončeních kontrolují především glycinové transportéry (GLYT), které se vyskytují ve dvou funkčně odlišných typech. Porušení rovnováhy a signálních mechanismů glycinu může vést k závažným onemocněním jako je hyperekplexie, která může být způsobena mutacemi v glycinových receptorech a transportérech. Ovlivnění extracelulární koncentrace glycinu prostřednictvím regulace GLYT by mohlo přispět k léčbě některých příznaků schizofrenie, které jsou způsobeny dysfunkcí NMDAR.

The amino acid neurotransmitter glycine, which mediates the inhibitory transmission and regulates the excitatory signalization, is found in many regions of the central nervous system. It is produced especially the spinal cord and the brainstem, where glycine activates the presynaptic and postsynaptic Gly receptors (GlyR). In other regions of the brain, glycine is released in the area of occurrence of NMDA receptors (NMDAR), which it activates together with the excitatory neurotransmitter glutamate. The binding of the glycine leads to the opening of the channel of these ionotropic receptors and thus also to a change in the electrochemical properties of the membrane, such as permeability for Ca2+ ions, membrane potential and shunting. The expression of different subunits of NMDAR and GlyR is specific in terms of location and time, which enables various responses to the presence of glycine in the synaptic cleft and its surroundings. The concentration of glycine in synaptic cleft and glycinergic terminals is controlled especially by glycine transporters (GLYT), that are found in two functionally different types. The destabilisation of the equilibrium and signal mechanisms of glycine may lead to serious diseases such as hyperekplexia that can be caused by mutations in the glycine receptors and...