Glutamate–glutamine cycle
உயிர்வேதியியலில், குளுட்டமேட்-குளுட்டமைன் சுழற்சி என்பது ஒரு சுழற்சி வளர்சிதை மாற்றப் பாதையாகும், இது மத்திய நரம்பு மண்டலத்தில் நரம்பியக்கடத்தி குளுட்டமேட்டின் போதுமான விநியோகத்தை பராமரிக்கிறது. நரம்பணுக்களால் கிளர்ச்சியூட்டும் நரம்பியக்கடத்தி குளுட்டமேட் அல்லது குளுக்கோஸின் தடுப்பு GABA ஐ ஒருங்கிணைக்க முடியாது. செல்களுக்கு இடையேயான பெட்டிகளுக்குள் உள்ள குளுட்டமேட் மற்றும் குளுட்டமைன் குளங்களின் கண்டுபிடிப்புகள் நியூரான்கள் மற்றும் ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகளுக்கு இடையில் செயல்படும் குளுட்டமேட்-குளுட்டமைன் சுழற்சியின் பரிந்துரைகளுக்கு வழிவகுத்தன. குளுட்டமேட்/GABA-குளுட்டமைன் சுழற்சி என்பது ஒரு வளர்சிதை மாற்றப் பாதையாகும், இது நியூரான்களிலிருந்து குளுட்டமேட் அல்லது GABA வெளியீட்டை விவரிக்கிறது, பின்னர் அவை ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகளுக்குள் (நரம்பியல் அல்லாத கிளைல் செல்கள்) எடுக்கப்படுகின்றன. பதிலுக்கு, குளுட்டமேட் அல்லது GABA இன் தொகுப்புக்கான முன்னோடியாக பயன்படுத்த நியூரான்களுக்குள் எடுக்கப்படுவதற்கு குளுட்டமைனை ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகள் வெளியிடுகின்றன. குளுட்டமேட் உற்பத்தி ஆரம்பத்தில், குளுட்டாமெட்டர்ஜிக் சினாப்ஸில், நியூரோ டிரான்ஸ்மிட்டர் குளுட்டமேட் நியூரான்களிலிருந்து வெளியிடப்பட்டு சினாப்டிக் பிளவுக்குள் எடுக்கப்படுகிறது. சினாப்ஸில் வசிக்கும் குளுட்டமேட் மூன்று வழிகளில் ஒன்றில் விரைவாக அகற்றப்பட வேண்டும்ஃ போஸ்ட்சினாப்டிக் பெட்டிக்குள் உறிஞ்சுதல், பிரசினாப்டிக் பெட்டிக்குள் மீண்டும் உறிஞ்சுதல் அல்லது மூன்றாவது, நரம்பியல் அல்லாத பெட்டிக்குள் உறிஞ்சுதல். போஸ்ட்சினாப்டிக் நியூரான்கள் சினாப்ஸில் இருந்து சிறிய குளூட்டமேட்டை அகற்றுகின்றன. ப்ரீசினாப்டிக் நரம்பணுக்களில் செயலில் மறுபயன்பாடு உள்ளது, ஆனால் இந்த வழிமுறை ஆஸ்ட்ரோசைடிக் போக்குவரத்தை விட குறைவான முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாகத் தெரிகிறது. ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகள் கொண்டு செல்லப்பட்ட குளுட்டமேட்டை இரண்டு வழிகளில் அப்புறப்படுத்த முடியும். அவர்கள் அதை இரத்தத் தந்துகிகளுக்கு ஏற்றுமதி செய்யலாம், அவை ஆஸ்ட்ரோசைட் கால் செயல்முறைகளுக்கு அருகில் உள்ளன. இருப்பினும், இந்த மூலோபாயம் அமைப்பில் இருந்து கார்பன் மற்றும் நைட்ரஜனின் நிகர இழப்புக்கு வழிவகுக்கும். ஒரு மாற்று அணுகுமுறை குளுட்டமேட் மற்றொரு சேர்மமாக மாற்றுவதாகும், முன்னுரிமை ஒரு நரம்பியல் அல்லாத இனங்கள். இந்த அணுகுமுறையின் நன்மை என்னவென்றால், நரம்பியல் குளுட்டமேட் செல்களுக்கு வெளியே உள்ள திரவத்தின் மூலம் டிரான்ஸ்மிட்டரை கடத்துவதற்கான ஆபத்து இல்லாமல் மீட்டெடுக்க முடியும், அங்கு குளுட்டமேட் நரம்பியல் சிதைவை ஏற்படுத்தும். குளுட்டமைன் சிந்த்டேஸ் பாதை வழியாக குளுட்டமேட்டை குளுட்டமைனாக ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகள் உடனடியாக மாற்றுகின்றன மற்றும் செல்களுக்கு வெளியே உள்ள இடத்தில் வெளியிடப்படுகின்றன. குளுட்டமைன் ப்ரீசினாப்டிக் முனையங்களுக்குள் கொண்டு செல்லப்பட்டு பாஸ்பேட்-ஆக்டிவேட்டட் குளுட்டமினேஸ் (ஒரு மைட்டோகாண்ட்ரியல் என்சைம்) மூலம் குளுட்டமேட்டாக வளர்சிதை மாற்றப்படுகிறது. ப்ரீசினாப்டிக் முனையத்தில் ஒருங்கிணைக்கப்படும் குளுட்டமேட் குளுட்டமேட் டிரான்ஸ்போர்ட்டரான வி. ஜி. எல். யு. டி மூலம் சினாப்டிக் வெசிகிள்களாக தொகுக்கப்படுகிறது. வெசிகிள் வெளியிடப்பட்டவுடன், குளூட்டமேட் சினாப்டிக் பிளவிலிருந்து கிளர்ச்சியூட்டும் அமினோ-அமில டிரான்ஸ்போர்ட்டர்கள் (ஈ. ஏ. ஏ. டி) மூலம் அகற்றப்படுகிறது. இது சினாப்டிக் முனையங்கள் மற்றும் கிளைல் செல்கள் குளுட்டமேட் சரியான விநியோகத்தை பராமரிக்க ஒன்றாக வேலை செய்ய அனுமதிக்கிறது, இது சிட்ரிக் அமில சுழற்சியில் ஒரு இடைநிலையான 2-ஆக்ஸோகுளுட்டரேட்டை மாற்றுவதன் மூலமும் உற்பத்தி செய்யப்படலாம். சமீபத்திய எலக்ட்ரோபிசியோலாஜிக்கல் சான்றுகள் செயலில் உள்ள சினாப்ஸ்களுக்கு குறிப்பிட்ட சூழ்நிலைகளில் உற்சாகமான நரம்பியக்கடத்தலைப் பராமரிக்க முன்கூட்டியே உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட குளுட்டமைன் குளுட்டமேட் சுழற்சி தேவை என்று கூறுகின்றன. மற்ற அமைப்புகளில், சமரசம் செய்யப்பட்ட குளுட்டமேட்-குளுட்டமைன் சுழற்சியை சமாளிக்க நியூரான்கள் மாற்று வழிமுறைகளைக் கொண்டுள்ளன என்று பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. GABA, GABAergic ஒத்திசைவுகளில், இந்த சுழற்சி GABA-குளூட்டமைன் சுழற்சி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இங்கே நியூரான்களால் எடுக்கப்பட்ட குளுட்டமைன் குளுட்டமேட் ஆக மாற்றப்படுகிறது, பின்னர் இது குளுட்டமேட் டெகார்பாக்சிலேஸ் (GAD) மூலம் GABA ஆக வளர்சிதை மாற்றமடைகிறது. வெளியிடப்பட்டவுடன், GABA டிரான்ஸ்போர்ட்டர்கள் வழியாக GABA ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகளுக்குள் எடுத்துச் செல்லப்படுகிறது, பின்னர் GABA டிரான்ஸ்மினேஸ் மற்றும் சக்சினேட்-செமியால்டிஹைட் டீஹைட்ரஜனேஸின் கூட்டு நடவடிக்கைகளால் சக்சினேட்டாக கேடபாலைஸ் செய்யப்படுகிறது. குளுட்டமைன் டி. சி. ஏ சுழற்சி வழியாக சக்சினேட்டிலிருந்து ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது, இதில் ஆக்சலோஅசிட்டேட் மற்றும் அசிடைல்-கோஏ-உருவாக்கும் சிட்ரேட்டின் ஒடுக்க எதிர்வினை அடங்கும். பின்னர் α-கெட்டோகுளுட்டரேட் மற்றும் குளுட்டமேட் ஆகியவற்றின் தொகுப்பு நிகழ்கிறது, அதன் பிறகு குளுட்டமேட் மீண்டும் GAD ஆல் GABA ஆக வளர்சிதை மாற்றப்படுகிறது. குளுட்டமேட்-குளுட்டமைன் சுழற்சி மற்றும் GABA-குளுட்டமைன் சுழற்சி ஆகிய இரண்டின் சிக்கல்களில் ஒன்று அம்மோனியா ஹோமியோஸ்டாஸிஸ் ஆகும். குளுட்டமேட் அல்லது GABA இன் ஒரு மூலக்கூறு ஆஸ்ட்ரோசைட்களில் குளுட்டமைனாக மாற்றப்படும்போது, அம்மோனியாவின் ஒரு மூலக்கூறு உறிஞ்சப்படுகிறது. மேலும், குளுட்டமேட் அல்லது GABA இன் ஒவ்வொரு மூலக்கூறுக்கும் சினாப்ஸில் இருந்து ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகளுக்குள் சுழற்சி செய்யப்படுகிறது, நியூரான்களில் அம்மோனியாவின் ஒரு மூலக்கூறு உற்பத்தி செய்யப்படும். இந்த அம்மோனியா வெளிப்படையாக நியூரான்களிலிருந்து வெளியேற்றப்பட்டு, நச்சுத்தன்மையை நீக்குவதற்காக மீண்டும் ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகளுக்குள் கொண்டு செல்லப்பட வேண்டும், ஏனெனில் உயர்ந்த அம்மோனியா செறிவு பல செல்லுலார் செயல்பாடுகளில் தீங்கு விளைவிக்கும் மற்றும் நரம்பியல் உளவியல் மற்றும் நரம்பியல் அறிகுறிகளின் நிறமாலையை ஏற்படுத்தும் (குறைக்கப்பட்ட நினைவகம், குறுகிய கவனக் காலம், தூக்க-விழித்திருக்கும் தலைகீழ்கள், மூளை வீக்கம், மூளைக்குள்ளான உயர் இரத்த அழுத்தம், வலிப்புத்தாக்கங்கள், அட்டாக்ஸியா மற்றும் கோமா). போக்குவரத்து மற்றும் நச்சுத்தன்மையை நீக்குதல் இது இரண்டு வெவ்வேறு வழிகளில் நிகழலாம்ஃ அம்மோனியாவையே வெறுமனே பரவ (NH3 என) அல்லது செல்களுக்கு வெளியே உள்ள மற்றும் வெளியே உள்ள செல் சவ்வுகள் வழியாக (NH4 + என) கொண்டு செல்லப்படலாம், அல்லது கேரியர் மூலக்கூறுகள் (அமினோ அமிலங்கள்) சம்பந்தப்பட்ட ஒரு விண்கலம் அமைப்பு பயன்படுத்தப்படலாம். நிச்சயமாக, அம்மோனியா கொழுப்பு சவ்வுகள் முழுவதும் பரவக்கூடும், மேலும் அம்மோனியாவை கே +/சிஎல்-இணை-டிரான்ஸ்போர்ட்டர்கள் மூலம் கொண்டு செல்ல முடியும் என்பது நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. அமினோ-அமில ஷட்டில்கள் மற்றும் அம்மோனியாவின் போக்குவரத்து செல் சவ்வு முழுவதும் இலவச அம்மோனியாவின் பரவல் மற்றும் போக்குவரத்து செல்லின் pH அளவை பாதிக்கும் என்பதால், நரம்பியல் மற்றும் ஆஸ்ட்ரோசைடிக் பெட்டிக்கு இடையில் அம்மோனியாவை கொண்டு செல்வதற்கான மிகவும் கவர்ச்சிகரமான மற்றும் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட வழி ஒரு அமினோ-அமில ஷட்டில் வழியாகும், அவற்றில் இரண்டு உள்ளனஃ லியூசின் மற்றும் அலனைன். அமினோ அமிலம் குளுட்டமைனின் எதிர் திசையில் நகர்கிறது. அமினோ அமிலத்தின் எதிர் திசையில், அதனுடன் தொடர்புடைய மூலக்கூறு கொண்டு செல்லப்படுகிறது; அலனைனுக்கு இந்த மூலக்கூறு லாக்டேட் ஆகும்; லியூசினுக்கு, α-கீட்டோஐசோகாப்ரோயேட். நியூரான்களில் உள்ள குளுட்டமேட் டீஹைட்ரஜனேஸ் என்சைம் எதிர்வினையின் ஒரு பகுதியாக நிர்ணயிக்கப்பட்ட அம்மோனியா கிளை-சங்கிலி அமினோ அமிலமான லியூசினை உருவாக்க α-கெட்டோய்சோகாப்ரோயேட்டாக மாற்றப்படுகிறது, இது ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகளுக்கு ஏற்றுமதி செய்யப்படுகிறது, அங்கு செயல்முறை தலைகீழாக உள்ளது. α-ketoisocaproate வேறு திசையில் கொண்டு செல்லப்படுகிறது. அலனைன் நரம்பணுக்களில் உற்பத்தி செய்யப்படும் அம்மோனியா குளுட்டமேட்-டீஹைட்ரஜனேஸ் எதிர்வினையால் α-கெட்டோகுளுட்டரேட்டாக சரிசெய்யப்பட்டு குளுட்டமேட் உருவாகிறது, பின்னர் அலனைன் அமினோட்ரான்ஸ்ஃபெரேஸ் மூலம் லாக்டேட்டில் இருந்து பெறப்பட்ட பைருவேட்டாக மாற்றப்பட்டு அலனைனை உருவாக்குகிறது, இது ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகளுக்கு ஏற்றுமதி செய்யப்படுகிறது. ஆஸ்ட்ரோசைட்களில், இந்த செயல்முறை பின்னர் தலைகீழாக மாறுகிறது, மேலும் லாக்டேட் வேறு திசையில் கொண்டு செல்லப்படுகிறது. கோளாறுகள் மற்றும் நிலைமைகள் குளுட்டமேட்/GABA-குளுட்டமைன் சுழற்சி பல்வேறு நரம்பியல் கோளாறுகள் மற்றும் நிலைமைகளில் சமரசம் செய்யப்படுவதைக் குறிக்கும் பல அறிக்கைகள் வெளியிடப்பட்டுள்ளன. கால்-கை வலிப்பு நோயால் பாதிக்கப்பட்ட மனிதர்களிடமிருந்து ஸ்க்லெரோடிக் ஹிப்போகாம்பஸ் திசுவின் பிரேதப் பரிசோதனைகள் குளுட்டமேட்-குளுட்டமைன் சைக்கிள் ஓட்டுதல் குறைவதைக் காட்டியுள்ளன. குளுட்டமேட்/GABA-குளுட்டமைன் சுழற்சி சமரசம் செய்யப்படக்கூடிய மற்றொரு நோயியல் அல்சைமர் நோய் ஆகும்; அல்சைமர் நோயால் பாதிக்கப்பட்ட நோயாளிகளில் குளுட்டமேட் நரம்பியக்கடத்தல் செயல்பாடு மற்றும் டி. சி. ஏ சைக்கிள் ஓட்டுதல் விகிதம் குறைவதை என். எம். ஆர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி காட்டியது. மூளையில் உள்ள ஹைப்பரமொனீமியா, பொதுவாக முதன்மை கல்லீரல் நோயின் இரண்டாம் சிக்கலாக நிகழ்கிறது மற்றும் கல்லீரல் மூளைக்காய்ச்சல் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது மூளையில் உள்ள குளுட்டமேட்/GABA-குளுட்டமைன் சைக்கிள் ஓட்டுதலை பாதிக்கும் ஒரு நிலை. ஆட்டிசம் பற்றிய தற்போதைய ஆராய்ச்சி, ஆட்டிச ஸ்பெக்ட்ரம் கோளாறுகளில் குளுட்டமேட், குளுட்டமைன் மற்றும்/அல்லது GABA க்கான சாத்தியமான பாத்திரங்களையும் குறிக்கிறது. சாத்தியமான மருந்து இலக்குகள் கால்-கை வலிப்பு சிகிச்சையில், GABA டிரான்ஸ்போர்ட்டர்கள் மற்றும் GABA வளர்சிதை மாற்ற நொதி GABA-டிரான்ஸ்மினேஸ் ஆகிய இரண்டையும் குறிவைக்கும் விகபாட்ரின் போன்ற மருந்துகள் சந்தைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, இது நரம்பியக்கடத்தி சைக்கிள் ஓட்டுதல் அமைப்புகளுக்கு மருந்தியல் இலக்குகளாக கொள்கை ஆதாரத்தை வழங்குகிறது. இருப்பினும், குளுட்டமேட் போக்குவரத்து மற்றும் வளர்சிதை மாற்றத்தைப் பொறுத்தவரை, அத்தகைய மருந்துகள் எதுவும் உருவாக்கப்படவில்லை, ஏனெனில் குளுட்டாமெட்டர்ஜிக் சினாப்ஸ்கள் ஏராளமாக உள்ளன, மேலும் நரம்பியக்கடத்தி குளுட்டமேட் வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஒரு முக்கியமான வளர்சிதை மாற்றமாகும், இது குறுக்கீட்டை பாதகமான விளைவுகளை ஏற்படுத்தும் திறன் கொண்டது. ஜி-புரதம் இணைந்த ஏற்பிகள் பல ஆண்டுகளாக அதிக கவனத்தை ஈர்த்து வந்தாலும், இதுவரை, குளுட்டாமெட்டர்ஜிக் அமைப்பை நோக்கிய பெரும்பாலான மருந்து வளர்ச்சி மருந்தியல் இலக்குகளாக அயனோட்ரோபிக் குளுட்டமேட் ஏற்பிகளில் கவனம் செலுத்தியதாகத் தெரிகிறது. குறிப்புகள் மூலக்கூறு உயிரியல்