Физиология нейронов и мышц.: Часть 2

Видео

Конспект

Глутамат синтезируется повсеместно в нейронах ЦНС из глутамина или \alpha -кетоглутарата непосредственно в пресинаптической терминали. В везикулу он попадает классическим образом - антипортом с ионами водорода. Выделяют три вида ионотропных рецепторов к глутамату: AMPA, NMDA, и каинатные. Последние наименее изучены, поэтому мы обсудим только AMPA и NMDA рецепторы. AMPA рецепторы наиболее охотно пропускают ионы Na^{+} , вызывая быструю, но небольшую деполяризацию мембраны при действии глутамата. NMDA рецепторы в состоянии покоя заблокированы изнутри пробкой Mg^{2+} . Даже при небольшой деполяризации Mg^{2+} уходит от поры, и канал начинает пропускать ионы Na^{+} и Ca^{2+} . Ca^{2+} , являясь активным вторичным посредником, может запускать множество процессов, связанных с клеточным метаболизмом. Например, Ca^{2+} активирует кальмодулин-киназу, протеинкиназу A, и вызывает активную транскрипцию генов AMPA и NMDA. Избыточный Ca^{2+} вызывает эксайтотоксичность - гибель нейронов, что может быть связано с нейродегенерацией. Глутамат из синаптической щели захватывается глиальными клетками, которые превращают его в глутамин. Глутамин в дальнейшем возвращается в нейрон для дальнейшего синтеза глутамата.

Если глутамат является основным возбуждающим медиатором центральной нервной системы, то гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) - это основной тормозный медиатор. ГАМК синтезируется из глутамата, транспортируется в синаптические везикулы классическим образом, антипортами с ионами водорода, и, наконец, выбрасывается в щель. Рецепторы к ГАМК опосредуют ее тормозное влияние, поскольку ионотропные рецепторы пропускают ионы хлора. Ионы хлора, с использованием концентрационного градиента попадают внутрь клетки, что приводит к накоплению отрицательного заряда в ней и потерю возбудимости из-за гиперполяризации. Из синаптической щели ГАМК захватывается глиальными клетками.

Кроме глутамата и ГАМК в качестве нейромедиаторов используются производные тирозина и триптофана - моноамины серотонин и дофамин с норадреналином, соответственно. Схема синтеза дофамина и норадреналина из тирозина: тирозин \rightarrow LDOPA \rightarrow дофамин \rightarrow норадреналин. Дофамин в центральной нервной системе регулирует мотивацию и двигательные акты посредством активации своих метаботропных рецепторов, и гибель дофаминергических нейронов черной субстанции приводит к развитию болезни Паркинсона. Норадреналин регулирует цикл сон-бодрствование и агрессивное поведение путем влияния на метаботропные рецепторы. Серотонин синтезируется из триптофана по следующей схеме: триптофан \rightarrow 5 -НТР \rightarrow серотонин. Почти все рецепторы серотонинаметаботропные, и считается, что этот медиатор контролирует эмоциональный фон человека. Удаление моноаминов из синаптической щели происходит либо в пресинаптическую терминаль (обратный захват), либо в глиальные клетки. В нейроне или глиальной клетки моноамины могут быть разрушены под действием специальных ферментов - моноаминоксидазы (МАО) и катехол-о-метилтрансферазы (KOMT). Дисбаланс моноаминов кроме специфических заболеваний (например, болезни Паркинсона) может вызывать и депрессивно-подобные состояния. В таком случае для терапии в том числе используются антидепрессанты из группы селективных ингибиторов обратного захвата, в том числе, серотонина (СИОЗС, селективные ингибиторы обратного захвата серотонина), а также ингибиторы МАО.