AMPA-Rezeptor

AMPA-Rezeptoren (AMPA-R – Akronym für α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor) sind ionotrope Glutamat-Rezeptoren. Ionotrop Rezeptoren aktivieren Membrankanäle, bei denen in geöffnetem Zustand Ionen hindurchtreten können. Sie sind auf eine schnelle Erregung spezialisiert. In vielen Synapsen erzeugen sie nach Stimulation ihre stimulierenden elektrischen Reaktionen in einem Bruchteil einer Millisekunde. Erregung der postsynaptischen Membran durch Glutamat führt zur ihrer Depolarisation durch die AMPA-Rezeptoren. Es entsteht ein "Exzitatorisches Postsynaptisches Potential" - EPSP-. Nur hochfrequente wiederholte Depolarisation (25-200Hz) oder gleichzeitige Depolarisation durch mehrere konvergierende, koinzidierende Synapsen führt zur Ladungsabstoßung des Mg-Ions auf dem NMDA-Rezeptor und zu dessen Öffnung. Dies führt dann zu einem Calcium-Influx in die Postsynapse und erhöhter intrazellulärer Ca-Konzentration.

Der AMPA-Rezeptor ist permeabel für Na⁺ -, K⁺ - und teilweise auch für Ca²⁺ -Ionen. Im Gegensatz zu den NMDA-Rezeptoren, deren Hauptfunktion eher die Modulation der synaptischen Transmission ist, vermitteln AMPA-Rezeptoren mehr die schnelle exzitatorische synaptische Übertragung per se. Während die Anzahl der NMDA-Rezeptoren in der postysynaptischen Membran größtenteils konstant ist, unterliegen die AMPARezeptoren einem hohen Turnover und werden rasch in die postsynaptische Membran ein- und ausgebaut (Contractor A et al. 2002; Malinow R 2002). Die Anzahl der postsynaptischen AMPA-Rezeptoren bestimmt also die Stärke der synaptischen Übertragung (deSouza S 2002).

AMPA-Rezeptoren weisen eine pentamere Struktur auf. Es wurden vier verschiedene Untereinheiten beschrieben, GLUR1–GLUR4. Die elektrophysiologischen Eigenschaften der AMPA-Rezeptoren werden durch diese Untereinheiten bestimmt. Ein Rezeptor kann entweder homomer oder heteromer zusammengesetzt sein.

An vielen exzitatorischen Synapsen sind NMDA-Rezeptoren mit AMPA-Rezeptoren kolokalisiert. Eine präsynaptische Ausschüttung von Glutamat kann somit zur AMPARezeptor-vermittelten Vordepolarisation der postsynaptischen Zelle führen. Dadurch löst sich der Mg2+ -Block aus dem Ionenkanal des NMDA-Rezeptors, in der Folge können NMDARezeptor-vermittelte Ionenströme fließen.