Glutamat: der Weg im Körper

Glutamat ist Teil des Weges „GABA, Glutamat und Glutamin“. Diese Seite zeigt den ganzen Weg; die Station von Glutamat ist hervorgehoben.

Hier steht dieser Laborwert: Glutamat — erregender Botenstoff. Das Enzym Glutaminase spaltet aus Glutamin eine Aminogruppe ab; so entsteht Glutamat, der wichtigste erregende Botenstoff des Gehirns. Quelle 1, 4

Kurz erklärt

Glutamat und GABA sind Botenstoffe des Nervensystems: Glutamat erregt, GABA hemmt. Nervenzellen bilden GABA aus Glutamat, und Astrozyten liefern über Glutamin den Nachschub für beide.

8 Stationen · 7 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

Glutamin → Glutamat Glutaminase Das Enzym Glutaminase spaltet aus Glutamin eine Aminogruppe ab; so entsteht Glutamat, der wichtigste erregende Botenstoff des Gehirns. Quelle 1, 4
Glutamat → GABA GAD65, GAD67 · Vitamin B6 (PLP) In bestimmten Nervenzellen entfernt die Glutamat-Decarboxylase (GAD65, GAD67) aus Glutamat eine Carboxylgruppe. So entsteht GABA, der wichtigste hemmende Botenstoff. Das Enzym braucht Pyridoxalphosphat, die aktive Form von Vitamin B6. Quelle 3, 2
GABA → Synaptischer Spalt · VGAT, VGLUT (Vesikel) Vesikuläre Transporter füllen GABA und Glutamat in Speicherbläschen. Bei einem Signal schütten die Zellen den Inhalt in den Spalt zwischen zwei Nervenzellen aus, wo er an Rezeptoren bindet. Quelle 1, 2
Im Astrozyten → Glutamin im Astrozyten Glutamin-Synthetase · ATP, Ammoniak Die Glutamin-Synthetase hängt an Glutamat eine Aminogruppe aus Ammoniak; dafür wird ATP verbraucht. Das Glutamin gibt der Astrozyt an die Nervenzelle zurück — der Kreis schließt sich. Quelle 1, 4
Im Astrozyten → Succinat-Semialdehyd GABA-Transaminase · Vitamin B6 (PLP), α-Ketoglutarat Die GABA-Transaminase überträgt die Aminogruppe von GABA auf α-Ketoglutarat. Dabei entstehen Succinat-Semialdehyd und Glutamat. Auch dieses Enzym arbeitet mit Pyridoxalphosphat. Quelle 4, 1
Succinat-Semialdehyd → Succinat SSADH · NAD⁺ Die Succinat-Semialdehyd-Dehydrogenase bildet daraus Succinat, ein Zwischenprodukt des Citratzyklus. Über diesen Bogen fließt GABA zurück in den Energiestoffwechsel. Quelle 4, 2

Cofaktoren dieses Weges

Vitamin B6 (PLP) — Cofaktor der Glutamat-Decarboxylase, die GABA bildet, und der GABA-Transaminase Quelle 3, 4Im ORY-Katalog als Laborwert: Vitamin B6
Magnesium — Metall-Ion und Teil des Mg-ATP im aktiven Zentrum der Glutamin-Synthetase Quelle 7Im ORY-Katalog als Laborwert: Magnesium
α-Ketoglutarat — Nimmt bei der GABA-Transaminase die Aminogruppe von GABA auf Quelle 4, 1Im ORY-Katalog als Laborwert: Alpha-Ketoglutarat (2-Oxoglutarat)
NAD⁺ — Nimmt Wasserstoff auf, wenn SSADH Succinat-Semialdehyd zu Succinat umsetzt Quelle 4Im ORY-Katalog als Laborwert: NAD⁺ (Nicotinamidadenindinukleotid)
Natrium — Die Transporter EAAT1 und EAAT2 holen Glutamat zusammen mit Natrium in den Astrozyten Quelle 5Im ORY-Katalog als Laborwert: Natrium (intrazellulär)
Kalium — Wird beim Glutamat-Transport über EAAT im Gegenzug aus der Zelle befördert Quelle 5Im ORY-Katalog als Laborwert: Kalium (intrazellulär)

Was auf diesen Weg einwirkt

Vigabatrin — Vigabatrin bindet dauerhaft an die GABA-Transaminase. Die Fachinformation beschreibt, dass GABA dadurch langsamer abgebaut wird und im Nervensystem in höherer Menge vorliegt. Quelle 6

Quellen

Bak LK, Schousboe A, Waagepetersen HS. The glutamate/GABA-glutamine cycle: aspects of transport, neurotransmitter homeostasis and ammonia transfer. J Neurochem 2006 · PubMed 16787421
Andersen JV, Schousboe A et al. Milestone Review: Metabolic dynamics of glutamate and GABA mediated neurotransmission - The essential roles of astrocytes. J Neurochem 2023 · PubMed 36919769
Martin DL, Rimvall K. Regulation of gamma-aminobutyric acid synthesis in the brain. J Neurochem 1993 · PubMed 8419527
Waagepetersen HS, Sonnewald U, Schousboe A. Compartmentation of glutamine, glutamate, and GABA metabolism in neurons and astrocytes: functional implications. Neuroscientist 2003 · PubMed 14580123
Danbolt NC. Glutamate uptake. Prog Neurobiol 2001 · PubMed 11369436
US-Fachinformation Vigabatrin (DailyMed), Abschnitt 12.1 Mechanism of Action · Fachinformation
Eisenberg D, Gill HS, Pfluegl GM et al. Structure-function relationships of glutamine synthetases. Biochim Biophys Acta 2000 · PubMed 10708854

Ganzer Weg: GABA, Glutamat und Glutamin