AMPAとNMDAの主な違いは、AMPA受容体ではナトリウムとカリウムの流入のみが起こるのに対し、NMDA受容体ではナトリウムとカリウムの流入に加え、カルシウムの流入が起こることです。
さらに、AMPA受容体はマグネシウムイオンのブロックを含まないのに対し、NMDAはコアにマグネシウムイオンのブロックを含んでいます。
AMPAとNMDAは2種類のイオン性グルタミン酸受容体です。
これらは非選択的なリガンドゲートイオンチャネルであり、主にナトリウムイオンとカリウムイオンを通過させることができます。
また、グルタミン酸は神経伝達物質の一つであり、中枢神経系全体に興奮性のシナプス後信号を発生させます。
主な対象分野
- AMPA受容体とは
– 定義、構造、機能 - NMDA受容体とは
– 定義、構造、機能 - AMPA受容体とNMDA受容体の類似点とは？
– 共通点の概要 - AMPA受容体とNMDA受容体の違いとは？
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
アゴニスト, AMPA受容体, カルシウム, NMDA受容体, カリウム, ナトリウム
AMPA受容体とは
AMPA (α-amino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazole-propionate) 受容体は、グルタミン酸受容体の一種で、中枢神経系における高速のシナプス伝達を媒介する役割を担っています。
AMPA受容体はGluA1-4の4つのサブユニットで構成されています。
さらに、GluA2サブユニットはTMII領域にアルギニンを含むため、カルシウムイオンに対して透過性がない。
(GluA2(R))型です。
図1: AMPA受容体
さらに、AMPA受容体は高速で興奮性のシナプス信号の大部分の伝達に関与しています。
シナプス後の反応の強さは、シナプス後表面の受容体の数に依存します。
AMPA受容体を活性化するアゴニストの種類は、α-アミノ-3-ヒドロキシ-5-メチル-4-イソオキサゾールプロピオン酸であり、このアゴニストの活性化により、AMPA受容体が活性化される。
さらに、AMPA受容体が活性化されると、ナトリウムイオンやカリウムイオンなどの陽イオンが細胞内に非選択的に輸送される。
そして、シナプス後膜に活動電位を発生させるのです。
NMDA受容体とは？
NMDA (N-methyl-d-aspartate) 受容体は、シナプス後膜に存在するもう一つのタイプのグルタミン酸受容体です。
NMDA受容体は2種類のサブユニットで構成されています。
GluN1とGluN2です。
GluN1サブユニットは受容体の機能に必須です。
そして、このサブユニットは、4種類のGluN2サブユニット（GluN2A-D）のうちの1つと結合することができる。
その上、NMDA受容体の主な機能はシナプス反応を調節することです。
しかしながら、安静時の膜電位では、これらの受容体はマグネシウムブロックの存在により不活性です。
例えば、NMDA受容体のアゴニストはN-メチル-d-アスパラギン酸です。
L-グルタミン酸、およびグリシンは、受容体に結合してそれを活性化することができます。
活性化されると、NMDA受容体はナトリウムとカリウムの流入とともにカルシウムの流入を可能にします。
AMPA受容体とNMDA受容体の類似性
- AMPA受容体、NMDA受容体、カイニン酸受容体は、グルタミン酸受容体の3つのタイプです。
- これらはリガンドゲートイオンチャネルであり、ナトリウムとカリウムイオンを通過させることができます。
- これらの名称は、受容体を活性化するアゴニストの種類に由来しています。
- さらに、これらの受容体が活性化されることにより、興奮性シナプス後反応（ESPS）が引き起こされます。
- また、これらの受容体はいくつかのタンパク質サブユニットが結合して形成されています。
AMPA受容体とNMDA受容体の違い
定義
AMPA受容体とは、興奮性神経伝達に関与し、α-アミノ-3-ヒドロキシ-5-メチル-4-イソキサゾールプロピオン酸を結合し、カチオンチャネルとして働くグルタミン酸受容体の一種を指す。
一方、NMDA受容体は、グルタミン酸受容体の一種で、興奮性神経伝達に関与し、N-メチル-D-アスパラギン酸とも結合するものを指します。
したがって、これがAMPA受容体とNMDA受容体の主な違いです。
サブユニット
さらに、AMPA受容体はGluA1-4の4つのサブユニットから構成され、NMDA受容体はGluN1サブユニットと4つのGluN2受容体のうちの1つ、GluN2A-Dとから構成されています。
起動方法
活性化もまたAMPAとNMDA受容体の違いです。
AMPA受容体はグルタミン酸によってのみ活性化されるのに対し、NMDA受容体はグルタミン酸を含む異なるアゴニストによって活性化されます。
アゴニスト
さらに、AMPA受容体のアゴニストはα-アミノ-3-ヒドロキシ-5-メチル-4-イソオキサゾールプロピオン酸、NMDA受容体のアゴニストはN-メチル-d-アスパラギン酸であり、これらのアゴニストは、NMDA受容体のアゴニストと呼ばれる。
イオン注入
加えて、イオン流入もまたAMPA受容体とNMDA受容体の重要な違いです。
AMPA受容体が活性化するとナトリウムとカリウムが流入し、NMDA受容体が活性化するとナトリウム、カリウム、カルシウムが流入します。
マグネシウムイオンブロック
AMPA受容体とNMDA受容体のもう一つの違いは、AMPA受容体はマグネシウムイオンを含まないのに対し、NMDA受容体はマグネシウム受容体を含むということです。
役割
また、AMPA受容体は高速で興奮性のシナプス信号の大部分を伝達する役割を担い、NMDA受容体はシナプス応答を調節する役割を担っています。
結論
AMPA受容体はグルタミン酸受容体の一種で、活性化するとナトリウムとカリウムのイオンが流入する。
一方、NMDA受容体はグルタミン酸受容体の一種で、活性化するとナトリウムイオンとカリウムイオンに加え、カルシウムイオンも流入します。
したがって、AMPA受容体とNMDA受容体の主な違いは、流入するイオンの種類にあります。
Image Courtesy:
- 「AMPA受容体” By Curtis Neveu – 自作 (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
- 「活性化NMDAR」 By RicHard-59 – File:Activated NMDAR.PNG (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimediaを元にした自作。
