Trong não người, thụ thể glutamate đóng vai trò quan trọng. Là chất dẫn truyền thần kinh kích thích chính trong não, glutamate không chỉ chịu trách nhiệm truyền tải thông điệp giữa các tế bào thần kinh mà còn có tác động sâu sắc đến việc hình thành trí nhớ và học tập. Trong số đó, thụ thể N-methyl-D-aspartate (thụ thể NMDA) được coi là chất điều hòa chính. Những thụ thể này tham gia vào việc điều chỉnh độ dẻo của khớp thần kinh, được coi là nền tảng của việc học tập và trí nhớ trong não.
Đặc tính của thụ thể NMDA cho phép nó đóng vai trò quan trọng trong việc kích hoạt tế bào thần kinh và thu hút sự chú ý trong nhiều loại bệnh thần kinh.
Axit glutamic là chất dẫn truyền thần kinh quan trọng nhất trong cơ thể, đặc biệt là ở hệ thần kinh trung ương, nơi hàm lượng của nó chiếm hơn 50% mô thần kinh. Ngay từ những năm 1960, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra sự tồn tại của glutamate như một chất dẫn truyền thần kinh trong quá trình nghiên cứu côn trùng. Ngoài vai trò là chất dẫn truyền thần kinh kích thích, glutamate còn là tiền chất để tổng hợp một chất dẫn truyền thần kinh ức chế quan trọng khác là axit gamma-aminobutyric (GABA).
Ở động vật có vú, các thụ thể glutamate được chia thành ionotropic (iGluRs) và metabotropic (mGluRs) dựa trên các đặc tính dược lý khác nhau. Các thụ thể ionotropic truyền tải thông điệp một cách nhanh chóng, trong khi các thụ thể metabotropic có liên quan đến các tác động kích thích bền vững hơn và có thể phát huy tác dụng lâu dài thông qua hệ thống truyền tin thứ hai.
Cấu trúc và chức năng độc đáo của thụ thể NMDA khiến nó đóng vai trò quan trọng trong độ dẻo của khớp thần kinh cũng như khả năng học tập và trí nhớ.
Chức năng của thụ thể NMDA cực kỳ phức tạp. Việc kích hoạt các thụ thể này không chỉ đòi hỏi sự liên kết của glutamate mà còn liên kết đồng thời với các phối tử phụ như glycine. Kênh của nó chỉ mở khi màng sau synap bị khử cực và có khả năng thấm cao đối với các ion canxi. Khi các ion canxi này xâm nhập vào tế bào, chúng sẽ kích hoạt nhiều con đường truyền tín hiệu nội bào, do đó làm thay đổi cường độ của khớp thần kinh.
Nghiên cứu khoa học cho thấy thụ thể NMDA đóng vai trò quan trọng trong quá trình tăng điện thế lâu dài (LTP) và trầm cảm lâu dài (LTD). Kích hoạt thụ thể NMDA có thể điều chỉnh biểu hiện di truyền và độ dẻo của khớp thần kinh, đây là chìa khóa cho việc học tập và trí nhớ. Chức năng bất thường của các thụ thể này có liên quan đến nhiều bệnh về thần kinh, chẳng hạn như bệnh Alzheimer và bệnh Parkinson.
Với việc nghiên cứu sâu hơn về thụ thể NMDA, chiến lược điều trị nhiều bệnh về thần kinh ngày càng trở nên rõ ràng. Ví dụ, thuốc đối kháng nhắm vào thụ thể NMDA có thể có hiệu quả trong điều trị một số tình trạng đau. Đồng thời, đối với bệnh tự kỷ và rối loạn tăng động giảm chú ý (ADHD), các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng những bất thường ở thụ thể NMDA có liên quan đến sự xuất hiện của các bệnh này, điều này đã thu hút sự chú ý rộng rãi trong lĩnh vực y tế.
Sức khỏe của hệ thần kinh phụ thuộc chặt chẽ vào chức năng bình thường của các thụ thể glutamate.
Trong tương lai, nghiên cứu chuyên sâu về sự tương tác của các thụ thể glutamate và chức năng của chúng ở các vùng não khác nhau sẽ giúp chúng ta làm sáng tỏ nhiều cơ chế sinh học thần kinh chưa giải thích được. Đặc biệt trong nghiên cứu về trí nhớ và học tập, thụ thể NMDA vẫn là một lĩnh vực bí ẩn và quan trọng, cơ chế và chức năng kích hoạt của chúng sẽ mang lại những ý tưởng mới cho việc chẩn đoán và điều trị các bệnh về thần kinh.
Là chìa khóa cho trí thông minh và trí nhớ của con người, nghiên cứu về thụ thể glutamate khiến chúng ta phải suy nghĩ nhiều: Làm thế nào chúng ta có thể sử dụng kiến thức này để cải thiện tiềm năng học tập và trí nhớ trong tương lai?