Тормозной медиатор гамк это

Гамма-аминомасляная кислота — лекции на ПостНауке

Тормозной медиатор гамк это

ВИДЕО Важнейшим медиатором центральной нервной системы является гамма-аминомасляная кислота (сокращенно — ГАМК). Это вещество — главный тормоз для медиаторов нашего мозга и находится в постоянной конкуренции с глутаматом. Глутамат — это главный возбуждающий медиатор, и его в качестве медиатора используют примерно 40% клеток.

ГАМК — главный тормоз для медиаторов, и его опять-таки в качестве медиатора используют примерно 40% клеток. Это приводит к паритету и тонкому равновесию возбуждения и торможения в нашем мозге.

Функция торможения колоссально важна. Она нужна для того, чтобы блокировать лишние информационные потоки.

В XIX веке, на заре изучения работы мозга, считалось, что возбуждение, проведение информации — это очень важно, а когда информация не проводится — это вроде торможение. Потом оказалось, что все гораздо сложнее.

И торможение — это не отсутствие возбуждения, а активный процесс, требующий собственных нервных клеток, собственных синапсов, собственных медиаторов, и энергии на торможение наш мозг тратит, пожалуй, больше, чем даже на возбуждение.

Потому что в мозге все время «бродят» тысячи, сотни тысяч информационных потоков, а оставить только те, что нужны, те, что актуальны, очень непросто. Если не убирать лишние информационные потоки, «шум» в нашем мозге, который и так очень велик (недаром мозг называют шумящим компьютером), просто все забьет, и мысль, которую вы начали думать, так и не дойдет до логического завершения.

Восстанавливаются ли нервные клетки?Поэтому ГАМК — это очень важный медиатор. И с ним связаны такие функции, как внимание, то есть настройка на определенный информационный поток, двигательный контроль, эмоциональный контроль.

В тот момент, когда, например, первоклассник решает, что он должен тихо сидеть за партой, не двигаться и слушать учителя, нейроны в его мозге, прежде всего, скажем, в таламусе, в большом количестве выделяют ГАМК, и, действительно, лишние информационные потоки блокируются.

И просто тихо сидеть и не двигаться — это огромная нагрузка на ГАМКергические нервные клетки.

ГАМК — это довольно простая молекула, получающаяся, как это ни парадоксально, из глутамата. Такова химия нашего мозга, что главный тормоз для медиатора является продуктом небольшого разрушения главного возбуждающего медиатора.

То есть от глутамата отщепляется углекислый газ, и вот уже получилась гамма-аминомасляная кислота, которая дальше может использоваться в качестве медиатора и синтезируется по месту прямо в синапсах. ГАМК — это не пищевая аминокислота.

Мы ее не едим, то есть она получается в результате синтетических процессов в разных наших клетках, прежде всего в нервных клетках. Надо сказать, что в нейронах ГАМК выполняет две весьма разные функции.

Примерно 1% этого вещества работает как медиатор, а 99% или, может быть, даже больше работают в митохондриях во время обмена энергией, во время синтеза АТФ и распада глюкозы. Этот путь — путь распада глюкозы — характерен именно для нейронов. То есть в других клетках это не очень заметно.

А в нервных клетках, когда глюкоза распадается, один из промежуточных продуктов — это как раз гамма-аминомасляная кислота. И в свое время долго не могли поверить, так же как в случае с глутаматом, что данное вещество является медиатором, потому что его очень много в мозге. То есть, казалось бы, медиатор же выполняет очень тонкие функции, его должно быть мало и только в синапсах, а тут мы видим, что ГАМК много во всем нейроне, в митохондриях особенно.

Оказалось, что функция ГАМК двойная, и есть довольно интересное следствие этого эффекта, такого «распределения обязанностей».

Если мы начинаем использовать ГАМК в виде лекарственного препарата, в виде таблеток (а такие таблетки есть, скажем, «Аминалон»), то, попадая в мозг, ГАМК не очень хорошо, но проходит гемато-энцефалический барьер и проникает в нервную систему.

Попадая в мозг, для нейронов эта гамма-аминомасляная кислота не столько дополнительный тормозной медиатор, который пришел извне, сколько хорошая «еда». Эти молекулы ГАМК захватываются прежде всего митохондриями, окисляются, и получается дополнительная энергия.

То есть вводить ГАМК — это кормить нейроны. Поэтому таблеточная гамма-аминомасляная кислота выполняет такую функцию общего укрепления деятельности нервной системы, улучшения. Особенно это касается высших функций мозга, таких как мышление, восприятие, внимание.

Препараты такого рода называются ноотропы — такой специальный термин придуман («ноо» — это ‘знание’; Вернадский, например, писал о ноосфере). Ноотропы — это препараты, улучшающие высшие функции мозга человека.

И они, конечно, очень-очень востребованы, используются в случае травм мозга, инсультов или каких-то возрастных изменений или, например, тогда, когда мозг слишком медленно созревает или очень утомлен. Достаточно широкий спектр использования. Но важно отличать ноотропы от других препаратов, например психомоторных стимуляторов.

Порой вещества, активирующие работу синапсов, выдают за ноотропы. На самом деле настоящие ноотропы влияют именно на обмен веществ в нейронах и на какие-то синаптические процессы воздействия почти не оказывают. Например, настоящие ноотропы улучшают выделение энергии в митохондриях, улучшают состояние мембран нейронов, улучшают белковый обмен и так далее.

Если ноотроп позиционируется как вещество, имеющее синаптическую активность и действующее, например, на никотиновые рецепторы, на рецепторы дофамина, то это не ноотроп.

К такому веществу нужно относиться уже с серьезностью, с осторожностью, потому что любой препарат, весомо воздействующий на работу синапсов, может вызывать привыкание и зависимость, поэтому все на самом деле непросто. ГАМК, например «Аминалон», — это истинный ноотроп, потому что тормозящего действия на работу нервной системы практически не оказывает.

Для того чтобы гамма-аминомасляная кислота работала именно как медиатор, она должна сформироваться в пресинаптическом окончании, окончании аксона, соответственно, из глутамата. Дальше она выделяется, когда приходит нервный импульс, и воздействует на рецепторы. К ГАМК описано два типа рецепторов, которые названы ГАМКА-рецепторы и ГАМКВ-рецепторы.

И тот и другой обязательно вызывают торможение. То есть гамма-аминомасляная кислота — это медиатор, всегда вызывающий торможение. То есть у него однозначный эффект — прекращение информационных потоков.

Реально это означает, что на мембране нервной клетки есть большое количество синапсов — в каких-то из них выделяется, например, глутамат, сигнал проводится, а вот здесь выделяется ГАМК, и если ГАМК выделилась, то она может заблокировать проведение этих сигналов.

Скажем, вы видите апельсин, а еще вам очень хочется есть — два возбуждающих канала, которые должны запустить у вас реакцию хватания апельсина и немедленного запихивания его в рот.

Но если рядом стоит синапс, где выделяется ГАМК, то он может затормозить включение реакции, а выделение ГАМК может означать, что это не ваш апельсин, что он лежит на лотке в магазине и вы его пока не купили, поэтому не нужно его хватать и запихивать в рот.

Воздействие тормозных медиаторов, которое ограничивает наши реакции, двигательные, эмоциональные, — это действительно очень важный компонент нашего поведения. То есть влияние ГАМК позволяет контролировать самые разные реакции, и, соответственно, если не хватает ГАМК, если синапсы недостаточно активны, то возникает дисбаланс возбуждения и торможения.

Вообще эти ситуации дисбаланса возбуждения и торможения достаточно часто присущи разным проявлениям нервной деятельности. В легком варианте возникает, скажем, повышенная тревожность, импульсивность, в более тяжелом варианте, например, бессонница.

У детей это наблюдается как синдром дефицита внимания и гиперактивности: не хватает внимания и слишком много двигательных реакций, трудно долго сидеть за партой и ничего не делать. И наконец, самая тяжелая ситуация, когда очень сильно сбит баланс, — это эпилепсия.

Эпилепсия — это классическое неврологическое заболевание, при котором в какой-то зоне мозга, обычно локальной, так много возбуждения, что из этой зоны периодически вырываются волны активации, вызывающие эпилептический припадок. И если мы хотим как-то с этим бороться, мы должны прежде всего усиливать работу ГАМК-системы и использовать лекарственные препараты, которые ГАМКА-рецепторы и ГАМКВ-рецепторы заставляют активно функционировать. А если мы используем вещества, мешающие работать ГАМК-рецепторам, мы можем, например, у экспериментального животного вызвать повышенную тревожность или запустить эпилептические припадки. Это тоже используется, например, для того, чтобы изучать генез эпилепсии и дальше подбирать лекарственные препараты.

Надо сказать, что эволюция растений создала довольно много токсинов, выключающих рецепторы ГАМК.

Известен, например, бикукулин или пикротоксин — эти вещества сами по себе являются очень мощными судорожными препаратами, и растения при помощи подобного вида токсинов, ядов защищаются от травоядных.

Порой довольно безобидная на вид трава в своих листиках содержит адский яд, который при очень сильном разбавлении может превратиться в лекарство, немного активирующее работу мозга.

Соответственно, если мы хотим восстанавливать баланс возбуждения и торможения и активировать ГАМК-синапсы, ГАМК-рецепторы, нам нужны вещества, похожие на гамма-аминомасляную кислоту. Химики нашли эти вещества еще в конце XIX века. В тот момент вообще ничего не было известно о ГАМК или даже о синапсах.

Просто перебирая различные варианты, случайно набрели на эти соединения. Первая группа этих препаратов была названа «барбитураты». Барбитураты были открыты немецкими химиками в День святой Варвары. Варвара (Barbarа) — отсюда и название «барбитураты». Правда, есть и второй корень — «ураты», что означает ‘мочевая кислота’.

По одной из легенд, это вещество было выделено из мочи в День святой Варвары, отсюда такое немецкое романтическое название. Барбитураты используются достаточно давно в медицине и характеризуются тем, что вызывают тотальное торможение мозга: и движений, и эмоций, и внимания.

Фенобарбитал входит в состав достаточно обычных препаратов, которые даже порой продаются без рецептов.

Скажем, «Корвалол» успокаивает сердце, но один из его компонентов — это фенобарбитал, очень сильно успокаивающий мозг, и если вы слишком много капелек накапали, то у вас возникнет торможение эмоций, мыслительных процессов, и это довольно опасно для тех, кто, например, сидит за рулем, потому что снижается скорость реакции.

Поэтому барбитураты всегда не очень устраивали фармакологов, шел поиск более мягко действующих соединений. К середине XX века появились такие соединения, как бензодиазепины. Они уже более мягко действуют и сейчас используются как успокаивающие препараты, транквилизаторы. Они используются при эпилепсии, для того чтобы снижать вероятность эпилептических припадков. А барбитураты продолжают использоваться для наркоза, потому что, когда операция идет длительное время, больше подходят именно барбитураты.

Нейрофилософия и свобода волиИ еще одна группа лекарственных препаратов, связанных с гамма-аминомасляной кислотой, — это вальпроаты. Дело в том, что, когда гамма-аминомасляная кислота уже выполнила свою функцию и передала тормозной сигнал, дальше ее нужно разрушать.

Делает это специальный фермент, который называется ГАМК-трансфераза, и вальпроаты — это блокаторы ГАМК-трансферазы. И если мы их используем, мы добиваемся эффекта, когда ГАМК дольше плавает в синаптической среде, дольше действует на рецепторы, соответственно, торможение в мозге тоже усиливается.

И вальпроаты являются очень важными препаратами при эпилепсии, потому что их можно использовать хронически, мягко, в небольших дозах.

И особенно они актуальны при детской эпилепсии, когда нужно внимательно вести мониторинг состояния нервной системы ребенка и очень точно подбирать дозы препаратов в зависимости от его возраста.

Источник: https://postnauka.ru/video/69177

Аминокислотные нейромедиаторы: кетоглутарат, глутамат, ГАМК

Тормозной медиатор гамк это

Наиболее распространенный возбуждающий медиатор головного и спинного мозга — аминокислота L-глутамат.

Значимый пример возбуждающих нейронов, использующих глутамат в качестве медиатора,— все нейроны, идущие от коры полушарий к белому веществу мозга, независимо от их направления в других частях коры полушарий, ствола или спинного мозга. Глутамат синтезируется из α-кетоглутарата, который, кроме того, служит субстратом для образования ГАМК.

ГАМК — самый распространенный в спинном и головном мозге тормозной медиатор, участвующий в работе приблизительно трети всех синапсов нервной системы.

Миллионы ГАМКергических нейронов образуют основную часть вещества хвостатого и чечевицеобразного ядер, их также встречают в большом количестве в околоводопроводном сером веществе, гипоталамусе и гиппокампе.

Кроме того, ГАМК выполняет функцию медиатора в крупных клетках Пуркинье, которые являются единственными клетками, выходящими из коры мозжечка. Аксоны клеток Пуркинье спускаются к зубчатому и другим ядрам мозжечка. ГАМК синтезируется из глутамата под действием фермента глутаматдекарбоксилазы.

Третий аминокислотный нейромедиатор — глицин. Глицин участвует в синтезе белков всех тканей организма и представляет собой простейшую аминокислоту, синтезируемую из серина в процессе катаболизма глюкозы. Этот нейромедиатор оказывает тормозное действие преимущественно в синапсах ассоциативных нейронов ствола мозга и спинного мозга.

Три аминокислотных медиатора. Глутамат синтезируется из а-кетоглутарата под действием фермента ГАМК-трансаминазы (ГАМК-Т); γ-аминомасляная кислота (ГАМК) синтезируется из глутамата под действием декарбоксилазы глутаминовой кислоты (ДГК).

Глицин представляет собой простейшую аминокислоту.

а) Глутамат. Глутамат выполняет функцию нейромедиатора как в ионотропных, так и в метаботропных рецепторах.

К ионотропным рецепторам относят АМРА-, каинат- и NMDA-рецепторы, которые получили свои названия благодаря активирующим их синтетическим агонистам: амино-метил-изоксазол-пропионовой кислоте, каинату и N-метил-D-аспартату, соответственно.

Каинатные рецепторы редко встречаются изолированно; чаще всего они комбинируются с АМРА-рецепторами и входят в состав АМРА-каинатных (АМРА-К) рецепторов.

Ионотропные рецепторы глутамата.

При активации АМРА-К-рецепторов на постсинаптической мембране происходят немедленное поступление большого количества ионов Na+ в клетку и выход небольшого количества ионов К+ из клетки, что приводит к формированию раннего компонента ВПСП нейрона-мишени, деполяризующего мембрану клетки-мишени от -65 мВ до -50 мВ. Этот процесс приводит к электростатическому «выталкиванию» катионов магния (Mg2+), которые в состоянии покоя «закрывают» ионный канал NMDA-рецептора. Ионы Na+ проходят через ионный канал, происходит формирование потенциала действия.

Важно отметить, что ионы Са2+ также проникают внутрь клетки и за счет продолжительного периода деполяризации, длительность которого достигает 500 мс от возникновения единичного потенциала действия, активируют Са2+-зависимые ферменты, способные изменять структуру клетки-мишени и даже количество ее синаптических контактов.

Феномен синаптической пластичности в ответ на активацию рецепторов можно отчетливо проследить в экспериментальных исследованиях на культивируемых срезах гиппокампа крыс. Этот феномен считают основным механизмом развития кратковременной памяти.

Например, анальгетик кетамин, блокирующий NMDA-каналы, помимо своего основного действия препятствует формированию памяти.

Характерная особенность многократно повторяющейся активации NMDA-рецепторов — долговременное потенцирование, проявляющееся возникновением ВПСП со значениями, превышающими нормальные показатели даже несколько дней спустя (см. далее — длительная депрессия).

Роль NMDA-рецепторов в развитии феномена глутаматной эксайтотоксичности подтверждена развитием ишемических инсультов у экспериментальных животных.

Предполагают, что причиной гибели большого количества нейронов стало избыточное поступление ионов Са2+ в клетку в ходе следующих событий: ишемия > избыточное поступление ионов Са2+ в клетку > активация Са2+-зависимых протеаз и липаз > разрушение белков и липидов > гибель клетки.

Назначение антагониста NMDA-рецепторов сразу же после первичного инсульта позволяет снизить тяжесть ишемического поражения мозга.

Метаботропные глутаматные рецепторы Выделяют более 100 различных метаботропных глутаматных рецепторов. Все метаботропные рецепторы — это внутренние мембранные белки, большинство которых располагается на постсинаптических мембранах и оказывает возбуждающее действие. Некоторые метаботропные рецепторы локализуются на пресинаптической мембране и являются тормозными ауторецепторами.

Ионотропные глутаматные рецепторы.
(1) При возникновении потенциала действия в области нервного окончания происходит (2) открытие кальциевых каналов (Ca2+).
(3) Под влиянием ионов Ca2+ синаптические пузырьки приближаются к плазматической мембране. (4) Молекулы глутамата высвобождаются в синаптическую щель путем экзоцитоза.

(5) Медиатор связывается с AMPA-K-рецепторами, что вызывает открытие ионных каналов и поступление большого количества ионов Na+ в клетку, а также выход небольшого количества ионов К+ из клетки в результате чего (6) возникает возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП), вызывающий деполяризацию значением 20 мВ, что делает возможной (7) активацию NMDA-рецептора глутаматом за счет «выталкивания» из ионного канала рецептора иона Mq24 Через канал NMDA-рецептора проникают ионы Na+ и Са2+, что приводит к деполяризации клетки.

(8) ВПСП, генерированный NMDA-рецептором, достаточен для (9) усиления потенциалов действия с продолжительным периодом реполяризации за счет повышения внутриклеточной концентрации ионов Са2+. Лекарственные средства и ионотропный ГАМКA-рецептор. Зеленым цветом обозначено действие агонистов, красным цветом—действие антагониста. Барбитураты, бензодиазепины и этанол вызывают гиперполяризацию клетки за счет воздействия на рецептор.

Бикукуллин—антагонист рецептора. Пикротоксин оказывает прямое действие, закрывая отверстие ионного канала.

Глутаматергический и ГАМКергический синапсы мультиполярного нейрона с шипиковыми дендритами.
Продемонстрирована пространственная суммация возбуждений для каждой пары синапсов.

б) ГАМК. ГАМК-рецепторы могут быть как ионотропными, так и метаботропными.

1. Ионотропные ГАМК-рецепторы. Рецепторы, называемые ГАМКA, расположены в большом количестве в области лимбической доли головного мозга. Каждый рецептор связан с хлорным каналом.

При активации ГАМКA-рецепторов хлорные каналы открываются, и ионы Cl- по градиенту концентрации поступают из синаптической щели в цитозоль.

Причиной гиперполяризации, при которой достигаются значения -70 мВ и ниже, служит суммация последовательных ТПСП.

Действие седативных снотворных препаратов барбитуровой кислоты и бензодиазепина (например, диазепама) реализуется за счет активации ГАМКA-рецепторов.

Аналогично действие этанола (потеря контроля социального поведения под влиянием действия этанола происходит вследствие растормаживания возбуждающих нейронов-мишеней, которые в обычном состоянии «сдерживаются» под действием ГАМКергических влияний).

Механизм действия некоторых летучих анестетиков также заключается в связывании рецепторов, за счет чего ионные каналы остаются открытыми более долгое время.

Основной антагонист, занимающий активный центр рецептора, — конвульсант бикукуллин. Другой конвульсант — пикротоксин — связывается с субъединицами белка, в активном состоянии закрывающими ионный канал.

2. Метаботропные ГАМК-рецепторы. Метаботропные рецепторы, получившие название ГАМКВ, равномерно распределены во всех структурах мозга, их также обнаруживают в периферических вегетативных нервных сплетениях.

Несмотря на то, что большое количество G-белков этих рецепторов выполняет роль вторичных посредников, значительная часть G-белков оказывает влияние на особый вид постсинаптических калиевых каналов — GIRK-каналы (G-белок-связанные калиевые каналы внутреннего выпрямления).

При присоединении медиатора происходит отделение β-субъединицы, которая «выталкивает» ионы К+ через GIRK-канал, что приводит к формированию ТПСП.

Ответная реакция этого вида рецепторов нейрона-мишени медленнее и слабее по сравнению с ионофорезом ГАМКA, и для их активации необходима стимуляция большей частоты. В связи с этим считают, что ГАМКA-рецепторы расположены не во внешнем слое синаптической щели, а внесинаптически.

Это предположение может быть подтверждено наличием еще одного вида расположенных внесинаптически G-направленных каналов.

Эти кальциевые каналы также потенциалозависимые и принимают участие в обеспечении клетки количеством ионов Са2+, необходимым для перемещения синаптических пузырьков через пресинаптическую мембрану.

При активации G-Са2+-лигандного участка связывания происходит закрытие кальциевых каналов, что приводит к снижению влияния потенциала действия, а также к торможению исходного нейрона (источника возбуждения) и других прилежащих глутаматергических нейронов.

В некоторых случаях для лечения заболеваний, связанных с чрезмерным рефлекторным тонусом мышц (мышечная спастичность), применяют инъекции миорелаксанта баклофена (агониста ГАМКВ) в окружающее спинной мозг субарахноидальное пространство.

Баклофен проникает в спинной мозг и ингибирует высвобождение глутамата из чувствительных нервных окончаний в основном за счет уменьшения поступления большого количества ионов Са2+ в клетку, возникающего под влиянием потенциалов действия чрезмерной частоты.

Схема открытия GIRK-канала, расположенного на постсинаптической мембране, G-белком. (А) Состояние покоя. (Б) ГАМК активирует рецептор, и βγ-субъединица G-белка перемещается по направлению к GIRK-каналу.

(В) βγ-субъединица вызывает высвобождение ионов К+, что приводит к гиперполяризации мембраны.

Высвобождение медиатора и дальнейшие процессы, происходящие в ГАМКергическом нейроне.
(1) Связываясь с ГАМКA-рецепторами, медиатор вызывает гиперполяризацию мембраны нейрона-мишени за счет открытия хлорных (Cl-) каналов.
(2) Аналогичное действие оказывают связывающиеся с GIRK рецепторы ГАМКВ за счет открытия G-белок-связанных калиевых каналов внутреннего выпрямления (GIRKS).
(3) При связывании ГАМКВ-ауторецепторов уменьшается высвобождение медиатора исходным нейроном за счет закрытия лиганд-G-белок-зависимых кальциевых (Са2+) каналов.
(4) Связывание ГАМКВ-рецепторов соседнего глутаматергического нейрона оказывает аналогичное влияние, опосредованное действием ионов Са2+.

3. Обратный захват глутамата и ГАМК. Обратный захват глутамата и ГАМК происходит двумя путями. В левой части каждого рисунка показано, что некоторые молекулы медиатора захватываются из синаптической щели транспортными белками мембраны и помещаются обратно в синаптические пузырьки. В правых частях рисунков изображен захват молекул медиаторов прилежащими астроцитами.

Находясь в астроците, глутамат под действием глутаминсинтетазы превращается в глутамин. В процессе последующего транспорта к синаптическому уплотнению глутамат достраивается под действием глутаминазы и помещается в синаптический пузырек. ГАМК превращается в глутамат под действием ГАМК-трансаминазы.

В процессе транспорта глутамат трансформируется в глутамин под действием глутаминсинтетазы.

Вернувшись в область синаптического уплотнения, глутамин под действием глутаминазы превращается в глутамат, из которого под действием глутаматдекарбоксилазы синтезируется ГАМК, молекулы которой помещаются в синаптические пузырьки.

Блокирование фермента глутаматдекарбоксилазы лежит в основе известного аутоиммунного заболевания — синдрома «скованного человека».

Схема обратного захвата и повторного синтеза глутамата. В левой части рисунка происходит обратный захват молекулы глутамата в неизменном виде. В правой части рисунка (1) глутамат захватывается астроцитами, затем (2) под действием глутаминсинтетазы превращается в глутамин.

(3) Глутамин поступает в нервное окончание, (4) где под действием глутаминазы превращается в глутамат, который (5) возвращается в синаптические пузырьки.

Схема обратного захвата и повторного синтеза ГАМК. В левой части рисунка происходит обратный захват молекулы ГАМК в неизменном виде. В правой части рисунка ГАМК захватывается астроцитами, затем (1) под действием ГАМК-трансаминазы превращается в глутамат, который (2) под действием глутаминсинтетазы превращается в глутамин. (3) Глутамин поступает в нервное окончание и под действием глутаминазы образует глутамат.

(4) Глутамат под действием глутаматдекарбоксилазы превращается в ГАМК, которая (5) возвращается в синаптические пузырьки.

г) Глицин. Глицин синтезируется из серина в процессе катаболизма глюкозы. Основная функция этого нейромедиатора — обеспечение отрицательной обратной связи двигательных нейронов ствола мозга и спинного мозга. При инактивации глицина (например, при отравлении стрихнином) возникают мучительные судороги.

Обратный захват. В области синаптического уплотнения при помощи аксональных белков-переносчиков осуществляется быстрый обратный захват глицина с последующим его помещением в синаптические пузырьки.

Схема отрицательной обратной связи: клетки Реншоу ингибируют избыточное возбуждение двигательных нейронов. АХ—ацетилхолин. (1) Нейрон нисходящего двигательного проводящего пути оказывает возбуждающее действие на двигательный нейрон спинного мозга. (2) Двигательный нейрон вызывает сокращение мускулатуры. (3) Возвратная ветвь стимулирует клетку Реншоу.

(4) Клетка Реншоу оказывает ингибирующее влияние, достаточное для предупреждения чрезмерной активации двигательного нейрона.

– Также рекомендуем “Нейромедиаторы – биогенные амины: ацетилхолин”

Редактор: Искандер Милевски. 12.11.2018

Оглавление темы “Нейрофизиология.”:

Источник: https://meduniver.com/Medical/Neurology/aminokislotnie_neiromediatori.html

Нейромедиатор ГАМК (GABA), гамма-аминомасляная кислота

Тормозной медиатор гамк это

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК, GABA) – один из основных тормозных нейромедиаторов (гормонов мозга) в ЦНС, являющаяся органическим соединением непротеиногенной природы, который успокаивает, уравновешивает и «приземляет».

ГАМК-рецепторы преимущественно располагаются в головном мозге, практически во всех его отделах, но также присутствуют и в других тканях тела. Особо большая концентрация рецепторов располагается в базальных ганглиях, коре лобных долей, височных долях головного мозга и гиппокампе.

Для чего нужна гамма-аминомасляная кислота в организме?

ГАМК играет ключевую роль в процессах торможения (расслабления) в центральной нервной системе. В этом контексте гамма-аминомасляная кислота является полным антагонистом глутамина (нейромедиатор возбуждения). Обладает ноотропным эффектом (влияет на память, собранность, умение распределять задачи и др.) и регулирует функции сердечно-сосудистой системы (снижает давление и ритм сердца).

Механизм действия гамма-аминомасляной кислоты

  • ГАМК подавляет нервные импульсы в ЦНС, что может применяться в комплексном лечении болезни Альцгеймера, Паркинсона, эпилепсии, расстройств сна и др.
  • Отвечает за состояние спокойствия и расслабленности, память, организованность и самоконтроль.
  • В созревающем мозге гамма-аминомасляная кислота может играть и возбуждающую роль, тем самым стимулируя структуры мозга к дальнейшему развитию, пока не сформируется глутаминовая система возбуждения.
  • Мощный противотревожный эффект ГАМК связан с воздействием на миндалевидное тело в мозге, которое отвечает за переживание «негативных эмоциональных переживаний», таких как тревога, страх, раздражение, злость.
  • Также гамма-аминомасляная кислота, в сочетании с серотонином может помочь при лечении панических атак.
  • При снижении уровня ГАМК наблюдается хроническая тревожность, тревожно-депрессивное состояние, тремор, судороги, бессоница, стеснительность, невозможность расслабиться, ощущение напряжения, истеройдность, склонность действовать себе во вред, навязчивые состояния (обсессивно-компульсивные расстройства), склонность к алкоголизму и перееданию, артериальная гипертензия и аритмия.
  • При сниженном уровне ГАМК наблюдается постоянная тревожность, развитие психосоматических заболеваний, а также активируется режим «пищевого наркомана».
  • При высокой активности височных долей наблюдается расстройство памяти, нестабильность настроения, проблемы с самообладанием.

Влияние ГАМК на организм человека

  • Влияет на качество и продолжительность сна, за счёт того, что расслабляет нервную систему, подавляя процессы возбуждения и тревоги. Люди, страдающие бессонницей или частыми пробуждениями, имеют на 1\3 меньшую концентрацию ГАМК в организме. Включение в их рацион препаратов содержащих ГАМК, приводило к улучшению качества и продолжительности сна. Улучшение качества сна может быть связано ещё и с тем, что ГАМК помогает при тревожно-депрессивном синдроме (часто проявление депрессии начинается именно с нарушения сна).
  • ГАМК воздействует на парасимпатическую часть нервной системы, которая отвечает за процессы торможения и расслабления.
  • Способствует расслаблению не только нервной системы, но также отвечает за расслабление мышечной ткани, особенно в состоянии хронического стресса.
  • Стимулирует выработку гормона роста, что, в первую очередь, влияет на рост мышечной ткани, а также помогает в процессе нормализации веса. Некоторые спортсмены применяют ГАМК для увеличения мышечной массы.
  • За счёт релаксирующего эффекта, гамма-аминомасляная кислота устраняется ряд мимических морщин.
  • Стимулирует выработку молока у матери, а также увеличивает размер груди.
  • Способствует расщеплению жировой ткани. Во многом, этот эффект обуславливается тем, что ГАМК стимулирует выработку гормона роста и также влияет на ряд других гормонов, отвечающих за этот процесс. Но этот эффект наблюдался в экспериментах у людей, занимающихся физической активностью (липолиз с применением ГАМК был эффективнее при тренировках).
  • Регулирует уровень глюкозы в крови. Снижение уровня глюкозы достигается в парной работе с гормоном лептином или обладает лептинассоциированным эффектом. Данный аспект используется при лечении сахарного диабета, с целью снизить дозу инсулина. Однако, ГАМК может использоваться митохондриями нервных клеток и как источник энергии при определенных ситуациях, когда клетки головного мозга голодают.
  • Только 1% ГАМК работает как нейромедиатор (влияя на настроение и прочие функции), а 99% ГАМК используются в митохондриях (электростанции клеток), для регуляции энергетического обмена. Этот эффект наблюдается при голодании, инсультах, ишемических состояниях и др.
  • Регулирует процессы внимания, подавляя избыточные информационные потоки в головном мозге, что позволяет сконцентрироваться на какой-то одной мысли или задаче, не рассеивая своё внимание на «фейерверк мыслей в голове».

Факторы, влияющие на повышение уровня гамма-аминомасляной кислоты

  • Аминокислота L-теанин.
  • Инозитол (витамин В8).
  • Янтарная кислота.
  • Аминокислота глицин (курс приёма – 3 недели и более).
  • Глутаминовая кислота.
  • Магний (в форме цитрата или малата).
  • ГАМК-содержащие препараты (аминалон, пикамилон, гаммалон, фенибут и др.).
  • Аминокислота таурин.
  • Натуральный биоидентичный прогестерон.
  • Нейромедиатор серотонин (влияет на эффекты ГАМК).
  • Умеренная кето-диета.
  • Зеленый чай и чай пу-эр.
  • Омега-3, Омега-5, Омега-7, Омега-9.
  • Фитонутриенты (куркума, карри, шафран, ромашка, душица и др.).
  • Бифидо- и лактобактерии (от 30 млрд. КОЕ и выше).
  • Медитации, трансовые техники, релаксационные дыхательные практики, АВС.
  • Витамины группы В (особенно В6).
  • Аэробная физическая активность, йога.
  • Хороший крепкий сон (7-9 часов).

Факторы, влияющие на понижение уровня гамма-аминомасляной кислоты

  • Кандидоз кишечника и нарушение микробиома организма.
  • Хронический стресс.
  • Дефицит белка и полезных жиров.
  • NFKB-стимулирующие продукты (сахар, кофеин, глютен, казеин, сахарозаменители, глутамат натрия, омега-6, транс-жиры и др.).
  • Органические токсины и тяжелые металлы.
  • Нарушение углеводного обмена (инсулинорезистентность, диабет).
  • Дефицит витаминов группы В.
  • Дефицит сна или нарушение качества сна, а также ночной режим работы.
  • Синдром истощенных надпочечников.
  • Дефицит серотонина.
  • Антитела к ферменту глутаматдекарбоксилазе (аутоиммунный процесс).
  • Генетический сбой синтеза фермента глутаматдекарбоксилазы.

Поговорим более подробно о том, что оказывает влияние на уровень гамма-аминомасляной кислоты

  • Нехватка ГАМК может быть одной из причин развития ГЭРБ (когда из желудка происходит обратный заброс пищи и желудочного сока в пищевод, что сопровождается изжогой).
  • Процессы метилирования (процессы синтеза ДНК, детоксикации, синтеза нейромедиаторов и др.) оказывают влияние на баланс ГАМК и глутаминовой кислоты. Если в этих процессах происходит сбой, то соли фолиевой кислоты не выводятся, а превращаются в глутаминовую кислоту. Кроме того, если метилирование не происходит должным образом, организм может не иметь сил для подавления болезнетворных бактерий и вирусов, что означает, что они будет присутствовать и вмешиваться в работу глутаматдекарбоксилазы.
  • В процессе метилирования могут возникать проблемы из-за нехватки микроэлементов в пище, присутствия токсинов, генетических мутаций или чрезмерного разрастания кандидозных грибов.
  • Глутаматдекарбоксилаза вырабатывается поджелудочной железой, поэтому проблемы с ней могут приводить к нехватке энзима. Известно, что в организме людей с диабетом первой группы, происходит выработка антител к глутаматдекарбоксилазе. Также на ее производство оказывает влияние обилие свинца и вещество – производное глицина (пищевая добавка E640).
  • Низкий уровень витамина В6 также приводит к нарушениям в выработке глутаматдекарбоксилазы.
  • Кетогенная диета (с высоким содержанием жиров, умеренным – белков и низким — углеводов) может помочь нарастить ГАМК в организме.
  • ВАЖНО! Без нормальной концентрации серотонина в ЦНС, ГАМК не может выполнять свои функции должным образом, даже если его концентрация соответствует норме.
  • Грибы Candida вырабатывают токсин, известный как бета-аланин, который приводит к тому, что таурин выводится почками с мочой. В некоторых случаях выводится не только сам таурин, но и его соединение с магнием, что вызывает избыток кальция. Это приводит к избытку глутаминовой кислоты.
  • Постоянная гипогликемия (низкий уровень сахара в крови) нарушит баланс ГАМК и глутаминовой кислоты и сделает это нарушение хроническим. Важно воздерживаться от еды, которая вызывает выработку излишнего инсулина, и поддерживать сахар в крови на постоянном уровне.

Многим людям с дефицитом ГАМК помогает непосредственный прием ГАМК-препаратов внутрь. Однако, встречаются те, на кого принятая внутрь ГАМК наоборот, имеет возбуждающий эффект, поэтому нужно отслеживать реакцию своего организма.

Препараты, влияющие на уровень гамма-аминомасляной кислоты:

  • Препараты ГАМК и L-теанин взаимно дополняют друг друга.
  • Приём натурального, биоидентичного прогестерона снижает уровень тревожности и стресса, воздействуя на рецепторы ГАМК – расслабляющего нейромедиатора, естественного релаксанта.
  • Валиум имитирует свойства ГАМК, также как алкоголь и марихуана, однако возникает эффект привыкания (и потребность в препарате постоянно увеличивается).
  • Аминокислота таурин повышает выработку глутаматдекарбоксилазы и, следом за ней, ГАМК. Кроме того, таурин может быть связан ГАМК-рецепторами, поскольку, аналогично ГАМК, имеет тормозящую функцию. Таурина особенно много в морепродуктах и животном белке.
  • Таким образом, таурин может помочь восстановить нарушенный баланс ГАМК и глутаминовой кислоты. Однако у некоторых людей есть генетические мутации, которые могут привести к негативным последствиям от добавок таурина, поскольку в таком случае возрастет содержание в организме серы.

Антон Поляков, врач-эндокринолог
Инстаграм: doctorpolyakoff

Источник: https://preventmed.ru/veshchestva/nejromediator-gamk-gaba-gamma-aminomasljanaja-kislota/

Гамма-аминомасляная кислота

Тормозной медиатор гамк это

Гамма-аминомасляная кислота, сокращенно ГАМК – основной тормозной медиатор центральной нервной системы.Обнаружение этого вещества в головном мозге произошло в 1950 г.

Данная природная аминокислота действует как нейротрансмиттер – химический передатчик информации.

Гамма-аминомасляная кислота в организме синтезируется из иного соединения – глутаминовой кислоты благодаря воздействию фермента глутаматдекарбоксилазы.

Функции гамма-аминомасляной кислоты

Поскольку ГАМК является ингибирующим нейромедиатором, его основная функция – блокирование или подавление определенных нервных импульсов. Под его воздействием снижается активность нервной системы и развивается успокаивающий эффект.

Такое воздействие помогает снизить или полностью устранить чувство беспокойство, тревоги, страха. Тормозящее действие, проводимое на определенные рецепторы, позволяет предупредить судорожные припадки.

Подавляя активность нервной системы, гамма-аминомасляная кислота облегчает процесс засыпания, устраняет умственное перенапряжение, создает внутреннее спокойствие и умиротворение. ГАМК имеет важное значение в регуляции и поддержании нормального мышечного тонуса.

В сочетании с глутаминовой кислотой – самый важным возбуждающим нейромедиатором в организме, гамма-аминомасляная кислота вносит важный вклад в психический и физиологический гомеостаз.

Данный нейротрансмиттер играет весомую роль в обеспечении полноценного функционирования иммунной и эндокринной систем организма. Принимает участие в регуляции потребности человека в пище и здорового обмена веществ.

В настоящие дни проводятся масштабные исследования, направленные на изучение роли ГАМК в функционировании пищеварительной системы.

Предполагается, что вещество поддерживает координированную сократительную активность мышц желудочно-кишечного тракта, контролирует функции иммунной системы, регулирует активность гормонов.

Увеличение уровня ГАМК необходимо в хронических стрессовых состояниях, для устранения иррациональной тревоги. Это естественное химическое вещество, которое вырабатывает организм, задумано природой для уменьшения активности нейронов в головном мозге и центральной нервной системе.

Несмотря на то, что до сих пор продолжаются споры о том, способно ли соединение проникать из кровотока в отделы нервной системы, доказано седативное действие препаратов ГАМК для снижения тревожности и торможения стрессовых реакций.

Одно исследование продемонстрировало, что искусственное повышение уровня гамма-аминомасляной кислоты приводит к замедлению мозговых волн и уменьшению возбуждения нейронов.

Незаменимо действие ГАМК для выполнения тяжелых или длительных умственных процессов.

Когда человек сталкивается с трудным или неожиданным вопросом, или ему предстоит продолжительное время работать над какой-то важной задачей, его организм ощущает состояние «умственного и эмоционального стресса». Нейтрализовать чрезмерное нервное возбуждение способна гамма-аминомасляная кислота.

Гамма-аминомасляная кислота (Gamma-aminobutyric acid) способствует улучшению когнитивных способностей и широко используется в лечении нарушений памяти, внимания, речи. Средство также назначают при умственной отсталости у детей, в лечении слабоумия.

Применение ГАМК является естественным способом снижения артериального давления. Эксперимент, продолжавшийся 3 месяца, показал, что прием гамма-аминомасляной кислотой способствовал нормализации кровяного давления.

Исследования были проведены среди людей, страдающих эпизодическим подъемом давления при чрезмерном возбуждении, энергичной физической активности.

Сегодня медицина использует препараты ГАМК в терапии поражений сосудов головного мозга, вызванных атеросклерозом и гипертонической болезнью.

Поскольку ГАМК оказывает релаксирующее действие, ее с успехом применяют при нарушениях половых функций.

Как известно, психогенная эректильная дисфункция вызвана хроническим стрессовым состоянием, иррациональными страхами, психотравмирующим опытом.

Прием препаратов гамма-аминомасляной кислоты восстанавливает психоэмоциональное равновесие и благотворно влияет на половую функцию.

Дефицит гамма-аминомасляной кислоты

Низкий уровень ГАМК может привести к разнообразным физиологическим и психоэмоциональным расстройствам, таким как:

  • эпизодическая пароксизмальная тревожность (паническое расстройство);
  • хроническое стрессовое состояние;
  • тревожная депрессия;
  • проблемы с концентрацией внимания;
  • трудности с запоминанием информации;
  • мышечные боли;
  • головные боли напряжения и психогенного происхождения;
  • бессонница, прерывистый неглубокий сон;
  • нервозность, невозможность расслабиться.

Гамма-аминомасляная кислота незаменима для качественного сна. Это вещество позволяет расслабиться, погрузиться в сон, крепко спать в ночные часы. Недостаток нейротрансмиттера напрямую связан с бессонницей и иными нарушениями сна.

Результаты исследования показывают, что уровни ГАМК у лиц, страдающих инсомнией, на 25-30% ниже, чем у людей, не имеющих расстройства сна. При этом дефицит гамма-аминомасляной кислоты оказывал и иное негативное действие: испытуемые указывали на беспокойный, тревожный сон с частыми пробуждениями ночью.

Именно на повышение уровня ГАМК и обретение седативного эффекта ориентированы многие фармакологические препараты от бессонницы, например, золпидем (Zolpidemum). Однако использование средств из группы имидазопиридинов длительный срок чревато развитием побочных действий, таких как, сонливость в дневное время, спутанность сознания, эйфория, галлюцинации.

В то же время использование пищевых добавок с содержанием ГАМК в рекомендованных дозах не изменяют функционал психоэмоциональной сферы, способствуя качественному ночному отдыху.

Низкий уровень гамма-аминомасляной кислоты обусловливает расстройства, связанные с употреблением психоактивных веществ, в частности алкоголя и снотворных средств.

После приема, спиртные напитки, активируя рецепторы ГАМК, успокаивают, вызывают ощущение сонливости. Этанол способен проникать через гематоэнцефалический барьер.

В головном мозге этиловый спирт поражает рецепторы ГАМК, что приводит к замедлению функционирования нейронов.

Барбитураты действуют подобно бензодиазепинам. Они вступают во взаимодействие с барбитурат-бензодиазепиновым рецептором, нековалентно связанным с ГАМК-рецептором. В итоге увеличивается его сродство к гамма-аминомасляной кислоте,что приводит к снижению возбудимости нервной системы: замедляется передача сигналов между нейронами. Это проявляется разнообразными эффектами:

  • седативным (успокаивающим);
  • снотворным;
  • наркотическим (вызывающий обездвиженность, кому или нечувствительность к боли);
  • антиконвульсантным (противосудорожным);
  • анксиолитическим (противотревожным);
  • миорелаксационным (мышечно-расслабляющим);
  • амнестическим (неспособностью к воспоминаниям).

Лица с определенными заболеваниями чаще всего испытывают дефицит гамма-аминомасляной кислоты. Среди таких болезней:

  • эпилепсия, обусловленная преходящими спонтанными избыточными возбуждениями нервных клеток коры головного мозга;
  • синдром дефицита внимания и гиперактивности
  • паническое расстройство;
  • расстройства настроения.

Как увеличить уровень гамма-аминомасляной кислоты?

Это достаточно распространенное соединение, присутствующее в продуктах животного и растительного происхождения. Лидирующую позицию по содержанию ГАМК занимает Габа чай – продукт, который прошел ферментацию в анаэробных условиях (без доступа кислорода).

Гамма-аминомасляная кислота присутствует в помидорах, картофеле, пророщенном рисе, баклажанах, соевых бобах, апельсинах и грейпфрутах. Надежный источником вещества являются квашеные продукты.

Восполнить дефицит ГАМК можно, регулярно употребляя кисломолочные изделия.

Избыток гамма-аминомасляной кислоты

Избыток гамма-аминомасляной кислоты чаще всего наблюдается при бесконтрольном приеме фармакологических средств. Симптомы высокого уровня ГАМК:

  • появление одышки;
  • дрожание конечностей;
  • тошнота;
  • снижение аппетита;
  • запор;
  • чувство разбитости и усталости даже после длительного отдыха;
  • мышечная слабость.

У больных с гипотонией прием пищевых добавок с ГАМК приводит к критическому падению артериального давления.

Еще одна проблема, сопряженная с этим веществом – ГАМК-трансаминазный дефицит, который является редким нарушением метаболизма гамма-аминомасляной кислоты, сочетающий в себе неонатальную энцефалопатию, гипотонию и эпилепсию.

Это загадочное и недостаточно изученное педиатрическое расстройство. Наследуется как аутосомно-рецессивное заболевание. Характеризуется высоким уровнем ГАМК в сыворотке испинномозговой жидкости.

У больных наблюдаются судороги, психическая и двигательная отсталость, гипотония, гиперрефлексия (повышение сегментарных рефлексов) и летаргия.

Заключение

ГАМК играет важную роль в организме, выступая химическим передатчиком сигналов. Гамма-аминомасляная кислота оказывает тормозящий эффект, снижая активность нейронов.

Дефицит соединения проявляется в проблемах со сном, повышенной нервной возбудимостью, тревожностью.

Достаточно исследованы потенциальные выгоды от приема ГАМК, однако бесконтрольное применение средств, увеличивающих уровень нейротрансмиттера, чревато развитием побочных эффектов.

Источник: http://mozg.me/nejromediatory/gamma-aminomaslyanaya-kislota.html

WikiDiabet.Ru
Добавить комментарий