ГАМК (GABA, Гамма-аминомасляная кислота)
Гамма-аминомасляная кислота, ГАМК (gamma-aminobutyric acid, GABA, греч. gamma — третья буква греч. алфавита, обозначение одного из состояний вещества; англ. amino — группа NH2, от ammonia — аммиак, сокр. от лат. sal ammoniacus — соль Аммона, нашатырь) - химическое соединение (HOOCH2CH2CH2NH2), одна из форм аминомасляной кислоты, обладающая свойством нейромедиатора. С низкой активностью ГАМК связывают генерализованное тревожное расстройство. Гамма-аминомасляная кислота оказывает тормозящее действие на нервную активность, что, по-видимому, связано с влиянием на проницаемость биологических мембран. Относится к фармакологической группе ноотропов (нейрометаболических стимуляторов), используется при лечении сосудистых заболеваний головного мозга и их осложнениях, церебрально-сосудистых энцефалопатиях, депрессиях, судорожном синдроме и др. Впервые гамма-аминомасляную кислоту обнаружили в мозге Е. Робертс и С. Френкель в 1950 г.
Гамма-аминомасляная кислота является главным тормозным нейротрансмиттером ЦНС , рецепторы которого широко распространены в структурах головного мозга, практически во всех нейрональных группах [ Fagg G.E., Foster A.С. 1983 ]. Гамма-аминомасляная кислота относится к числу самых важных нейромедиаторов мозга, это тормозной медиатор ЦНС .
Гамма-аминомасляная кислота синтезируется только в нервной системе из глутаминовой кислоты при посредстве глутаматдекарбоксилазы. Она встречается в ЦНС повсеместно, в самых разных концентрациях. При электофоретическом нанесении гамма-аминомасляная кислота оказывает, как правило, тормозное действие. Существуют данные о том, что эта кислота участвует в пресинаптическом торможении в качестве медиатора в аксо-аксонных синапсах. Некоторые судорожные яды ( алкалоид бикукулин , пикротоксин ) оказались специфическими антагонистами этой кислоты.
Представляя естественный механизм защиты, ГАМК ограничивает возбуждающий стимул как пресинаптически - через ГАМКB-рецепторы , функционально связанные с потенциал-зависимыми кальциевыми каналами пресинаптических мембран, так и постсинаптически через ГАМКA-рецепторы (ГАМК-барбитурат-бензодиазепинрецепторный комплекс), функционально связанные с потенциал-зависимыми хлорными каналами [ Раевский К.С., Георгиев В.П. 1986 , Раевский К.С., Романова Г.А. 1997 , Сергеев П.В., Шимановский Н.Д. 1987 , Сергеев П.В., Шимановский Н.Д. 1999 , Erecinska M., Nelson D. 1984 ].
Радиоиммунологические исследования подтвердило особенно широкую распространенность в структурах мозга ГАМКA-рецепторов [ Ferrarese C., Appollonio F. 1989 ]. Наибольшая их плотность определяется в височной и лобной коре , гиппокампе , миндалевидных и гипоталамических ядрах , черной субстанции , сером веществе вокруг водопровода , ядрах мозжечка . Несколько в меньшей степени рецепторы представлены в хвостатом ядре , скорлупе , таламусе , затылочной коре , эпифизе .
Активация постсинаптических ГАМКA-рецепторов приводит к гиперполяризации клеточных мембран и торможению возбуждающего импульса, вызванного деполяризацией [ Curtis D.R., Hosli L. 1968 , Kelly J.S., Krnjevic K. 1969 ]. Все три субъединицы ГАМКA-рецептора (альфа, бета и гамма) связывают ГАМК, хотя наиболее высокая аффинность связывания отмечается с альфа-субъединицей ( рис. 14.1 ). Барбитураты взаимодействуют с альфа- и бета-субъединицами; бензодиазепины только с гамма-субъединицей [ Barnard E.A., Darlison M.G. 1987 ]. Показано, что аффинность связывания каждого из лигандов повышается, если параллельно с рецептором взаимодействуют другие лиганды.
Основная физиологическая роль ГАМК - модуляция активности главного возбуждающего нейротрансмиттера глутамата , создание устойчивого равновесия между возбуждающими и тормозными системами [ Meldrum B.S. 1989 ]. Существуют определенные пропорции между представленностью глутаматных рецепторов и ГАМК-рецепторов в разных областях мозга. Нейроны , наиболее чувствительные к ишемии, наряду с мощным глутамат- аспартатным возбуждающим входом на дендритном дереве имеют множество ГАМКергических терминалей на телах клеток [ Meldrum B.S. 1989 , Siesjo B.K. 1986 ].
В первые секунды экспериментальной церебральной ишемии происходит мгновенное высвобождение глутамата и ГАМК из пресинаптических терминалей [ Green A.R., Cross A.J. 1992 ]. Однако в первые 4 ч наблюдается недостаточность ГАМКергической тормозной нейротрансмиссии [ Гусев Е.И., Скворцова В.И. 1995 , Гусев Е.И., Скворцова В.И. 1999 , Gusev E.I., Skvortsova V.L. 2000 ]. Стимуляция ГАМКA-рецепторов в эксперименте позволяет регулировать деятельность глутамат-кальциевого эксайтотоксического каскада [ Green A.R., Cross A.J. 1992 ].
Долгое время считалось, что эта аминокислота исключительно связана с синаптическим торможением . Но оказалось, что на ранних этапах развития мозга ГАМК опосредует преимущественно синаптическое возбуждение . Во взрослом мозге возбуждающая функция ГАМК сохраняется лишь частично, уступая место синаптическому торможению [ Ben-Ari ea 2002 , Ben-Ari ea 1989 , Taira ea 1997 ].
В головном мозге и других тканях (в частности, в почках и бета-клетках поджелудочной железы ) гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) образуется, главным образом, в результате декарбоксилирования глутаминовой кислоты под действием глутаматдекарбоксилазы (ГАД) . Кофактором этого фермента служит пиридоксин (витамин В6) ( рис. 133.11 ). Глутаматдекарбоксилазной активностью обладают два фермента - ГАД65 и ГАД67. В головном мозге функционирует преимущественно ГАД67, а в бета-клетках - ГАД65. Антитела к ГАД65 и ГАД67 - это основные маркеры соответственно сахарного диабета типа 1 и синдрома мышечной скованности . Ген глутаматдекарбоксилазы 65 (ГАД65) картирован на коротком плече хромосомы 10 ( p11-23 ), ген глутаматдекарбоксилазы 67 (ГАД67) находится на длинном плече хромосомы 2 ( 2q31 ).
Рецепторы: трансмембранный перенос первичных сигналов
Смотрите также:
