谷氨酸能神經(jīng)元是一類(lèi)能釋放興奮性遞質(zhì)谷氨酸（Glutamate）到突觸間隙，產(chǎn)生興奮性突觸后電流的神經(jīng)元。作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最重要的興奮性神經(jīng)元，調(diào)節(jié)著釋放進(jìn)入突觸間隙谷氨酸遞質(zhì)的量，參與了幾乎所有腦功能活動(dòng)。囊泡谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（Vesicular glutamate transporters，VGLUTs）是位于谷氨酸能神經(jīng)元內(nèi)突觸囊泡膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，能特異的裝載谷氨酸進(jìn)入突觸囊泡并促進(jìn)谷氨酸釋放進(jìn)突觸間隙。到目前為止，共發(fā)現(xiàn)3個(gè)VGLUTs家族成員，分別是VGLUT1、VGLUT2和VGLUT3，其中VGLUT1和VGLUT2是谷氨酸能神經(jīng)元高度特異的標(biāo)志。
谷氨酸在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的分布不均，以大腦皮層、小腦和紋狀體的含量最高，腦干和下丘腦的含量較低。谷氨酸是組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸之一，但難以通過(guò)血腦屏障，因此腦內(nèi)谷氨酸均來(lái)源于自身合成，進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的葡萄糖最終都轉(zhuǎn)化為谷氨酸。谷氨酸效應(yīng)的阻斷主要通過(guò)神經(jīng)末梢或神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的攝取來(lái)實(shí)現(xiàn)，80%的谷氨酸被神經(jīng)元攝取，其余20%被神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞攝取。
神經(jīng)系統(tǒng)中的谷氨酸有4種來(lái)源。谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化α-酮戊二酸生成谷氨酸；γ-氨基丁酸（GABA）在GABA轉(zhuǎn)氨酶的作用下產(chǎn)生谷氨酸；鳥(niǎo)氨酸在鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨酶的作用下產(chǎn)生谷氨酸；谷氨酰胺酶（Glutaminase，GLS）催化谷氨酰胺水解脫氨產(chǎn)生谷氨酸。只有由谷氨酰胺轉(zhuǎn)化成的谷氨酸能發(fā)揮神經(jīng)遞質(zhì)的作用，因此普遍認(rèn)為磷酸化的谷氨酰胺酶是谷氨酸神經(jīng)遞質(zhì)的主要合成酶，可以用作中樞神經(jīng)系統(tǒng)谷氨酸能神經(jīng)元的標(biāo)志物。
谷氮酸受體分為常見(jiàn)的兩種類(lèi)型：離子型（iGluRs）和代謝型（mGluRs）。iGluRs主要包括NMDA、KA和AMPA受體。NMDA受體是四聚體蛋白復(fù)合物，由兩個(gè)與甘氨酸結(jié)合的必需GLUN1亞單位和兩個(gè)與谷氨酸結(jié)合的GLUN2（A-D）亞單位組成，它既需要去結(jié)合內(nèi)源性的谷氨酸與協(xié)同激動(dòng)劑甘氨酸，又需要細(xì)胞膜去極化，這樣能夠解除鎂離子對(duì)通道孔的電壓依賴(lài)性阻斷。KA受體家族可分為兩個(gè)亞型GLUK1和GLUK2，分布在整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)中，包括海馬、皮質(zhì)、杏仁核、紋狀體、下丘腦、小腦、脊髓和基底神經(jīng)節(jié)。在這些部位它們參與了突觸傳遞和可塑性。AMPA受體是四聚體離子通道，與其他iGluRs、NMDA和KA受體一起介導(dǎo)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的大部分興奮性神經(jīng)傳遞。mGluRs是與細(xì)胞內(nèi)異源三聚體型G蛋白偶聯(lián)的具有七次跨膜片段的膜蛋白，谷氨酸與mGluRs的結(jié)合引起G蛋白依賴(lài)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路的激活，調(diào)節(jié)多種胞內(nèi)第二信使的合成，從而調(diào)節(jié)機(jī)體各種生理病理活動(dòng)的發(fā)生和發(fā)展。
谷氨酸對(duì)大腦皮質(zhì)細(xì)胞有普遍而強(qiáng)烈的興奮作用，主要在谷氨酸受體的介導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)其在腦內(nèi)的眾多功能。谷氨酸受體被激活后除參與快速的興奮性突觸傳遞外，還可以調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、突觸的可塑性、學(xué)習(xí)和記憶以及突觸長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)和長(zhǎng)時(shí)程抑制等中樞神經(jīng)系統(tǒng)正常的生理功能。谷氨酸還參與細(xì)胞凋亡：Ca2+內(nèi)流，與鈣調(diào)蛋白結(jié)合，激活一氧化氮合酶，大量合成NO，調(diào)節(jié)酶活性，影響DNA的正常合成、修復(fù)等。
已有一些蛋白被鑒定可用作谷氨酸能神經(jīng)元的標(biāo)志物（見(jiàn)表1）
表1 谷氨酸能神經(jīng)元標(biāo)志物
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