La activación del receptor NMDA conduce a la apertura de un canal iónico no selectivo para toda clase de cationes. El receptor se activa debido a una diferencia de potencial en presencia de iones Mg2+. Esto permite el flujo de iones Na+ e incluso de bajas cantidades de Ca2+ (hacia la célula) y de K+ (hacia fuera de la célula). El flujo de iones de calcio se considera crítico durante el proceso de plasticidad fenotípica, un proceso celular involucrado en el aprendizaje y memorización.
El flujo de iones de calcio (Ca2+) a través de los receptores NMDAR desempeña un papel importante en la plasticidad sináptica, el cual es un mecanismo celular para el aprendizaje y memoria. Este receptor se caracterisa por ser ionotrópico y voltaje dependiente, pero también requiere la co-activación por dos neurotransmisores: glutamato y glicina.
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