Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК): что это, функции, синтез

Гамма-аминомасляная кислота, известная так же, как ГАМК или GABA – ведущий нейромедиатор тормозящего действия. Относится к непротеиногенным кислотам, которые не участвуют в синтезе белка. Наибольшая концентрация нейромедиатора выявляется в веществе головного мозга. Медиатор присутствует в половине нейронов, образующих нервную ткань.

гамк

Характеристика

Гамма-аминомасляная кислота – это такое вещество, которое в основном образуется в нейронах и в меньшем количестве в глиальных клетках головного мозга посредством декарбоксилирования глутамата, что отражает процесс отщепления карбоксильного компонента CO2 аминокислоты. Подавляющее количество ГАМК находится в сером веществе. Концентрация нейротрансмиттера в нервной ткани зависит от объема синтеза и деградации.

За пределами вещества головного мозга гамма-масляная кислота встречается в спинном мозге, ядрах вегетативного отдела нервной системы, железах эндокринной системы, клетках, образующих сетчатку, органах пищеварительного тракта. ГАМК-ергическая система присутствует в печени. Деятельность ГАМК-ергического комплекса связывают с функцией гепатоцитов – клеток, образующих печень, к регенерации, например, после хирургической операции по частичному удалению печени – гепатэктомии.

Исследования показывают, ГАМК-ергическая система участвует в процессе регенерации тканей печени после интоксикации этанолом. В гепатоцитах обнаружены ферменты, влияющие на обмен ГАМК, и транспортные белки, обеспечивающие перемещение вещества. Гамма-аминомасляная кислота отличается от альфа-аминокислот разным строением молекулы. В первом случае аминогруппа присоединена к 3-му атому углерода в составе цепочки, во втором аминогруппа примыкает к 1-му атому углерода.

ГАМК – это такое биогенное (происходящее от живого организма) вещество, которое участвует в метаболических превращениях и поддерживает регулятивные функции мозга, что обеспечивает слаженную работу организма. Например, ГАМК является антагонистом нейромедиатора возбуждающего действия – глутамата. Взаимное влияние обоих нейротрансмиттеров обеспечивает баланс процессов торможения и возбуждения в ЦНС.

Образование медиатора ГАМК происходит непосредственно в веществе мозга. Нейроны ГАМК-ергической системы секретируют вещество из глутамата посредством цикла превращения трикарбоновых кислот. Медиатор обнаружен в глиальной ткани. В глиальных клетках также присутствуют системы синтеза и рецепторы ГАМК-ергического комплекса.

ГАМКергическая передача

Гамма-аминомасляная кислота или gammaaminobutyricacid – это вещество, которое образуется из глутамата под влиянием фермента глутаматдекарбоксилазы, что является этапом в работе ГАМК-ергического комплекса, объединяющего нервные центры, ответвления, синапсы. После синтеза и выброса медиатора в синаптическую щель его большая часть захватывается клетками глии. Транспорт осуществляется через натриевые каналы.

Выход нейромедиатора из глиальных клеток в межклеточное пространство происходит под влиянием увеличения количества ионов калия в межнейрональной жидкости. Связываясь с рецепторами ГАМК-ергической системы, нейромедиатор вызывает устойчивую гиперполяризацию клеточной мембраны, что приводит к уменьшению возбудимости нейронов.

Функции

Гамма-аминомасляная кислота выполняет задачи нейромедиатора тормозящего действия. Процесс торможения происходит на уровне постсинаптических мембран, которые под воздействием нейротрансмиттера становятся более проницаемыми для хлорид-ионов. В результате возбудимость клеток понижается. Нейроны становятся невосприимчивыми к воздействию возбуждающих медиаторов.

Функция торможения посредством ГАМК блокирует второстепенные информационные потоки в пределах мозга, чтобы исключить перевозбуждение нервной системы. Если деятельность мозга направлена на обработку избыточного количества процессов, ни один из них не будет оптимально завершен.

Функции гамма-аминомасляной кислоты достаточно изучены, например, определена роль дефицита ГАМК в развитии тревожно-фобических и депрессивных расстройств, церебральной ишемии, наркотической зависимости, в частности, морфиновой. В задачи нейромедиатора входит контроль двигательных реакций и эмоциональных проявлений. Когда ученик сидит за школьной партой, не совершает лишних движений, внимательно слушает учителя, работает тормозящая система ГАМК.

медиатор торможения

Некоторым детям непросто находиться в состоянии покоя, когда хочется бегать и играть. Процессы торможения в мозге требуют больших энергетических затрат. Благодаря деятельности нейромедиатора ГАМК происходит релаксация скелетной мускулатуры и гладких мышц, выстилающих стенки сосудов. Гамма-аминомасляная кислота, связываясь с рецепторами, расположенными в церебральных сосудах, снижает тонус мускулатуры артериальной стенки.

В результате улучшается церебральное кровообращение. Например, исследования на животных показывают, внутривенное введение 10 мг/кг препарата Пикамилон (синтетический аналог ГАМК) сопровождается усилением мозгового кровотока. Другие эффекты препарата: угнетение рефлекторных реакций со стороны сосудистых стенок, увеличение функциональной устойчивости церебральных сосудов к повышению показателей артериального давления.

Нейромедиатор устраняет психическое напряжение, положительно влияет на качество сна, индуцируя быстрое засыпание и увеличивая продолжительность спокойного отдыха. Исследования показывают, гамма аминокислота обладает противоопухолевым действием. У пациентов с диагностированными опухолевыми процессами (например, при глиоме – первичной опухоли головного мозга) выявляется повышенное содержание ГАМК в крови и спинномозговой жидкости.

Течение патологических процессов зависит от психоэмоционального фона больного. Состояние дистресса влияет на опухолевый процесс, индуцируя его, ускоряя прогрессирование и распространение метастазов. Медиаторы возбуждающего действия, например, норэпинефрин, способствуют активации опухолевого процесса. Медиаторы тормозящего действия, например, гамма-аминомасляная кислота, обеспечивают противоопухолевый эффект.

Механизм действия ГАМК в данном случае основан на взаимодействии с системой, продуцирующей цитокины. Цитокины активируют противоопухолевый иммунитет. Однако доказана способность некоторых цитокинов (интерлейкин-1, интерлейкин-6, TNF) усиливать кровоснабжение опухоли, тем самым инициировать ее рост и метастазирование.

Исследования показывают, ГАМК подавляет продукцию интерлейкина-6, что позволяет сделать выводы об ее угнетающем влиянии на провоспалительные цитокины и опухолевый процесс. Применение препаратов ГАМК согласно инструкции способствует увеличению сроков выживаемости больных с диагностированными опухолями разной локализации.

опухоль мозга

Нарушение продукции

Вещество GABA выполняет в мозге несколько функций, может играть роль медиатора или участвовать в обменных процессах (синтез АТФ, окисление глюкозы). При приеме искусственного аналога ГАМК в качестве лекарственного препарата, вещество преодолевает гематоэнцефалический барьер и проникает в клетки мозга. Вещество ГАМК в медицине – это такое лекарственное средство, которое стимулирует деятельность мозга, что обусловлено улучшением питания нервной ткани.

Препараты ГАМК, например, Аминалон, Гаммалон, служат источниками дополнительной энергии для нервных клеток. Вещество попадает в клеточную митохондрию, где окисляется с выбросом энергии, что способствует улучшению когнитивных функций (память, мыслительная деятельность). У человека повышается способность концентрировать внимание, он лучше воспринимает и обрабатывает информацию.

Препараты подобного действия получили название ноотропы – стимуляторы функциональной активности нейронов. Ноотропные средства повышают пластические свойства нервной ткани. Они также улучшают передачу нервных импульсов в синапсах, повышают устойчивость нейронов к интенсивным нагрузкам и неблагоприятным воздействиям (гипоксия, токсическое воздействие).

Ноотропные препараты на основе ГАМК назначают при нарушениях кровоснабжения мозга, в случае механического повреждения нервной ткани (черепно-мозговые травмы), для предотвращения судорожных приступов. В качестве медиатора ГАМК блокирует передачу импульсов возбуждающего действия.

Например, благодаря сдерживающему влиянию нейромедиатора, голодный человек, который видит перед собой еду, не хватает ее, если понимает, что она ему не принадлежит (лежит на полке магазина или в чужом доме). Влияние нейромедиатора позволяет контролировать эмоциональные реакции. Дефицит ГАМК в легкой форме приводит к появлению поведенческих признаков и нарушению циркадных ритмов:

  1. Раздражительность, импульсивность.
  2. Повышенная тревожность.
  3. Нарушение сна, бессонница.

бессонница

В детском возрасте дефицит нейромедиатора связывают с развитием СДВГ (синдром, проявляющийся дефицитом внимания и повышенной двигательной активностью). Таким детям трудно концентрировать внимание, невозможно усидеть на одном месте в течение продолжительного времени, они испытывают потребность постоянно совершать движения, нередко бессмысленные, бесполезные.

Если синтез ГАМК замедлен, нарушается баланс возбуждающего и тормозящего влияния в ЦНС. Результатом нарушения баланса часто становятся эпилептические приступы. Эпилепсия отражает избыточное возбуждение на локальном участке мозга, который называется очагом эпилептической активности.

Блокировка рецепторов ГАМК-ергической системы может быть спровоцирована токсинами – пикротоксин, бикукулин (яды растительного происхождения). Для восстановления баланса тормозящего и возбуждающего эффекта применяют барбитураты – вещества, которые угнетают деятельность ЦНС. Бензодиазепины – другие лекарства, наделенные седативным, противосудорожным, миорелаксирующим, снотворным действием.

Гамма-аминомасляная кислота – основной медиатор тормозящего действия в ЦНС. Кроме регуляции поведенческих и двигательных реакций обладает способностью улучшать мозговой кровоток и увеличивать срок выживаемости онкологических больных.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector