Г

Гамма-аминомасляная кислота

γ-аминомасляная кислота (ГАМК) — аминокислота, является самым распространенным тормозным нейромедиатором в центральной нервной системе (ЦНС). ГАМК в ЦНС было открыто в 1950 году Юджином Робертсом, но до 60-х годов ХХ столетия роль этого вещества оставалась неизвестной. Кроме ЦНС, ГАМК также присутствует и в других органах и тканях. Например, в β-клетках поджелудочной железы она участвует в передаче сигналов между клетками островкового аппарата. Также ГАМК найдена в клетках яичников, яичек и желудочно-кишечного тракта, где ее роль до сих пор неизвестна.

Метаболизм ГАМК

ГАМК синтезируется из глутамата с помощью фермента L-глутамат-декарбоксилазы (ГАД). Изначально наличие ГАД считалась признаком тормозного нейрона, но в последнее время этот фермент был найден и в возбуждающих нервных клетках. Метаболизируется ГАМК за помощью фермента ГАМК-трансаминазы (ГАМК-T) в ГАМК-шунта (см рисунок). В отличие от ГАД, ГАМК-Т, локализована на митохондриальной матрице, синтезируется не только в ЦНС, но и в других органах. ГАМК-Т превращает ГАМК в сукцинатний полуальдегид, используя α-кетоглутарат в качестве акцептору аминогруппы при формировании глутамата. Для работы ГАМК-Т необходимо наличие пиридоксаль-фосфата (ПЛФ), играющий роль кофермента. Образован на предварительно описанной стадии метаболизма ГАМК сукцинатний полуальдегид затем оксидизуеться к сукцината, который, в свою очередь, вовлекается в цикл трикарбоновых кислот.

ГАД 65 и ГАД 67

Известны две формы ГАД — ГАД 65 и ГАД 67, в соответствии с их молекулярной массы (то есть примерно 65 и 67 килодальтон — kDa). Эти две формы кодируются двумя разными и независимыми друг от друга генами. ГАД 67, судя по всему, является цитоплазматическим ферментом, встречается во всех ГАМК-эргичность нейронах как в теле клетки, так и в отростках.

Зато ГАД 65 преимущественно находится в нервных терминалах и является ферментом, встроенным в мембраны везикул, содержащих нейротрансмиттер. ПЛФ является ко-фактором для ГАД, и ассоциация или диссоциация этого ко-фактора играет значительную роль в краткосрочной регуляции действия ГАД. В общем, регуляция работы ГАД является сложной и до сих пор полностью не исследована; кроме того, неясным является физиологический смысл существования двух ферментов (ГАД 65 и ГАД 67), что экспрессируются независимыми генами, регуляция и локализация которых тоже разные, но которые выполняют одни и те же функции. Одной из объясняющих гипотез является то, что ГАМК в нейроне распределена по двум объемам — цитоплазме и внутреннему объему медиаторных везикул — имеющие различное назначение и практически не сочетаются между собой; но слабым местом этой гипотезы является то, что, в отличие от везикулярной ГАМК, специфические функции ГАМК в цитоплазме практически неизвестны.

Глутамин как ГАМК-прекурсор

При нервной передачи с привлечением ГАМК-эргичность синапсов высвобождена ГАМК частично поглощается астроцитами нейроглии, где метаболизируется. Эти потери ГАМК компенсируются переносом в обратном направлении вещества, являющегося предшественником при синтезе ГАМК (ГАМК-прекурсором). Таким прекурсором является глутамин, который синтезируется исключительно в астроцитах. Глутамин вовлекается в цикл трикарбоновых кислот, где превращается в глутамат, а тот, в свою очередь, на ГАМК.

Высвобождение ГАМК

Химические синапсы ГАМК-эргичность нейронов содержат везикулы со специальными системами химического транспорта ГАМК, благодаря которым концентрация ГАМК внутри везикул в 10-20 больше, чем в цитоплазме. После деполяризации мембраны нейрона происходит слияние этих везикул с пресинаптической мембраной, регулируемое большим количеством специфических ферментов (синаптин, неурексин, синаптотагмин, синтакси, синаптофизин), которые активируются в ответ на рост внутриклеточной концентрации ионов Са 2+. Ионы кальция попадают в пресинапса через кальциевые каналы, которые открываются при деполяризации мембраны нейрона. В общем, этот процесс приводит к высвобождению ГАМК в синаптическую щель, после чего она активирует различные типы ГАМК-рецепторы, расположенные на пре-и постсинаптической мембране.

В дополнение к везикулярного, высвобождение ГАМК может происходить также в процессе работы в обратном направлении мембранных систем ГАМК-транспорта. Этот процесс имеет гораздо более расплывчатую локализацию, чем свойственно строго пресинаптической мембране везикулярное высвобождения, является электрически зависимым, поэтому может быть активированным благодаря деполяризации мембраны при прохождении нервного импульса. Другой важной чертой процесса невезикулярного высвобождение ГАМК является его независимость от концентрации ионов кальция.

Деактивация ГАМК

ГАМК деактивируется благодаря восторга и переноса в пресинаптическую участок нейрона, что делает возможным повторное использование нейромедиатора, или благодаря восторга окружающими клетками нейроглии (астроцитами), где ГАМК разлагается в процессе трансаминации и окисления до сукцината. В обоих случаях восторг и транспортировки ГАМК осуществляются специальными ГАМК-транспортерами, часть которых неспецифическая относительно нервных клеток (то есть и в нейронах, и в нейроглии), а часть — присущая только нейроглиальных астроцитам.

Функциональное значение ГАМК-ингибирование в ЦНС

ГАМК-эргическую ингибирующая нервная передача очень широко представлена ​​в ЦНС, и принципиально важной для функционирования мозга. Поэтому неудивительно, что функциональные нарушения синтеза и / или метаболизма ГАМК приводят к многочисленным негативным нервных эффектов. Представление о важности и роль ГАМК для нормального функционирования мозга дает перечень некоторых болезней, вызываемых нарушением ее метаболизма или нарушением функционирования ГАМК-рецепторов: это эпилепсия, инзомния, болезнь Альцгеймера, шизофрения и так далее.

Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Проверьте также
Закрыть
Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть