Возбуждающие аминокислоты цнс это

автор: доктор медицинских наук В.Б. Прозоровский

Один из признаков, отличающих человека от животного, — способность видеть невидимое, выводить из того, что известно, представление о неизвестном. (Впрочем, и животное иной раз видит то, чего человек не замечает у себя под носом.) А гений отличается от рядового представителя вида Homo sapiens тем, что он может доказать существование невидимого. Чем проще доказательство, тем гениальней человек.

В начале XX века в научном мире возникло представление о неких простых органических молекулах, передающих импульсы-приказы с нерва на исполнительные клетки (например, в мышце). Призрак молекулы-передатчика начал своё странствие по умам учёных после того, как испанский гистолог Сантьяго Рамон-и-Кахаль обнаружил, что волокна нервных клеток нигде, в том числе и в мозгу, не соприкасаются с другими клетками (Нобелевская премия 1906 года). Но если не соприкасаются, то как же они передают другим клеткам электрические импульсы? Ответов могло быть только два: физический или химический.

Разгадка родилась, что приятно отметить, в нашей стране. Профессор МГУ Александр Филиппович Самойлов в 1925 году установил, что скорость проведения импульса по нерву при повышении температуры не меняется, то есть в его основе лежат физические процессы, а не химические реакции, тогда как проведение того же импульса (проверялся нервный путь коленного рефлекса) через спинной мозг значительно ускоряется. Следовательно, цитирую дословно: „В мозгу на границе двух клеток одна клетка выделяет какое-то пока неизвестное вещество, и это вещество служит раздражающим агентом для другой клетки“. Нобелевский комитет эту работу игнорировал, но она была отмечена Ленинской премией.

Дальнейшее стало делом техники. Были „изобретены“ стеклянные микротрубочки, через которые к отдельным нейронам мозга подводили разные химические вещества, а также микроэлектроды, с помощью которых регистрировали ответы нейронов. Если после воздействия тем или иным веществом работающий нейрон „замолкал“, то, очевидно, испытуемое вещество его затормозило, а если „молчащий“ нейрон начинал генерировать нервные импульсы, — значит, это вещество его возбудило.

Сначала был испытан ацетилхолин, уже известный передатчик нервных импульсов с нервов на мышцы и внутренние органы. С помощью микропипетки и микроэлектрода в 1946 году англичанин Джон Кэрью Экклс обнаружил в спинном мозгу нейроны, которые возбуждал ацетилхолин, а также тормозящее действие некоего вещества (впоследствии выяснилось, что это глицин), устраняемое стрихнином. За эти работы Экклсу была присуждена Нобелевская премия в 1963 году.

Д. Куртис и Дж.К. Уоткинс, которые работали в лаборатории Экклса, в опытах на изолированном спинном мозге лягушки и кошки показали сильный возбуждающий эффект глутаминовой и аспарагиновой аминокислот (публикации 1960 года). А их медиаторная роль была окончательно доказана, когда в головном мозгу млекопитающих обнаружили множество специализированных белков, чувствительных к глутаминовой и аспарагиновой кислоте, — глутаматные и аспартатные рецепторы.

Рис. 1. Медиаторы, наиболее распространённые в головном мозгу млекопитающих. Может быть, сходство в структуре правой части молекул (углеродная цепочка, завершающаяся аминогруппой) отражает особую роль, которую сыграли аминокислоты в эволюции нервной системы?

По мере обнаружения новых медиаторов нервных импульсов выяснилось их чрезвычайное структурное сходство (рис. 1). Здесь представлены не все известные медиаторы, а только основные (как тормозные, так и возбуждающие), однако и основных немало. И вряд ли все они одновременно возникли в самой первой клетке, которой пока не нужно было никому передавать импульсы по причине полного одиночества. Потребность в передаче информации могла появиться лишь у многоклеточных существ, подобных современным медузам и губкам (рис. 3). Скорее всего, клетки не сразу освоили сложный синтез ацетилхолина, дофамина, адреналина и тем более серотонина, а начали с чего-то попроще, например с глутаминовой кислоты (далее мы будем называть её ГК, опять же для простоты). Её сравнительно легко синтезировать и из углеводов, и из жиров.

Не случайно ГК постоянно находят в микробных клетках, и не случайно среди всех заменимых (то есть вырабатываемых в организме человека) аминокислот только она синтезируется в печени и в почках. Добавим, что ГК занимает одно из ведущих мест в обмене веществ, потому что способна связывать неорганический азот, перенося его на другие аминокислоты за счёт реакции переаминирования. Попав в кишечник с пищей, ГК хорошо всасывается и проникает через гематоэнцефалический барьер — мозгу не приходится самому её синтезировать. Это очень важно, поскольку она защищает мозг от аммиака и используется там, наряду с глюкозой, в энергетическом обмене. Итак, похоже, что все медиаторы начались именно с неё, а затем появились аспарагиновая кислота (АК) и, очевидно, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). И вот почему.

Кибернетика, наука об управлении, и сложна, и элементарна. Сложна из-за мудрёного математического обоснования, а элементарна по той причине, что каждому из нас в той или иной мере приходилось учиться чем-то управлять. Взглянем хотя бы на вожжи — народный способ управления лошадью. А для быков придуманы команды: „цоб“ — направо и „цобе“ — налево. В организме человека для управления внутренними органами имеются два отдела вегетативной нервной системы: симпатический и парасимпатический. Если один что-либо усиливает, то другой ослабляет. Симпатическая нервная система расширяет зрачок и учащает сердцебиение, парасимпатическая сужает зрачок, а сердечные сокращения замедляет. Единственное исключение из этого правила — половая функция: возбуждение парасимпатического отдела вызывает эрекцию пениса и клитора, а симпатического — эякуляцию и оргиастические сокращения матки. До недавнего времени считалось, что артериальное давление регулируется только симпатикусом: усиливается его тонус, и артериальное давление повышается, ослабляется — давление падает. Сейчас установлено, что парасимпатикус тоже влияет на давление, но с обратным знаком.

Рис. 2. Относительные доли основных медиаторов в головном мозгу человека.

Естественно, влияние этой регуляторной системы не распространяется на мозг, однако и работой мозга надо как-то управлять. В большинстве регулируемых приборов и механизмов существует грубая и тонкая настройка. В микроскопах — два разных винта, в электроприборах — рубильник и реостат, в автомобиле — рычаг скоростей и педаль газа и т. д. Что-то подобное нужно и мозгу, должна и в нём быть какая-то грубая, общая регуляция. Конечно, когда мы слушаем, то работают уши и височные доли коры, когда смотрим — глаза и затылочная область. Иначе говоря, для каждого вида деятельности включаются свои области и свои клетки. Но если нужно мобилизовать все способности мозга, то весь мозг необходимо активировать. А если пора спать, то все отделы мозга нужно затормозить. Вот тут-то и приходят на помощь наиболее древние, а потому универсальные медиаторы: ГК и ГАМК со своими помощниками. У ГК это аспарагиновая кислота, у ГАМК — глицин, таурин и пролин. Предположение о единстве двух противоположностей, двух аминокислот торможения и возбуждения, подтверждается ещё и тем, что в мозгу они под воздействием фермента декарбоксилазы могут переходить друг в друга.

Неисповедимы пути науки. Взгляните на рисунок 2, на котором приведена диаграмма распределения основных медиаторов в головном мозгу, — аминокислотные медиаторы занимают более половины информационных полей. А учёные обратили на них внимание гораздо позднее, чем на медиаторы более сложного строения и происхождения: ацетилхолин, дофамин, норадреналин, серотонин, гистамин, аденозин и др. Спрашивается, почему? А потому, что „искали там, где светлее“. Об ацетилхолине и адреналине знали с первых десятилетий XX века, а об аминокислотах только начали догадываться в его середине. И причину этого следует искать на путях эволюции животных.

Все высокоорганизованные многоклеточные животные — трёхслойные: у них на ранних стадиях эмбрионального развития выделяются три слоя клеток, эндодерма, мезодерма и эктодерма (впоследствии они дают начало соответственно внутренним органам, мышцам и нервной системе с покровными тканями — кожа и нервы, оказывается, состоят в близком родстве!). Этим мы, высшие существа, отличаемся от уже упомянутых медуз и прочих кишечнополостных — у них зародыши двуслойные.

Рис. 3. Упрощённая схема эволюционного дерева животных. Разные пути развития — это не только различие в размере тела и в числе конечностей, это ещё и разные наборы управляющих химических сигналов в мозге и мышцах…

Когда появились первые трёхслойные животные, они разделились на две большие группы. Принципиальных различий между этими группами много, но впервые расходятся их пути опять-таки на ранних стадиях развития. У одной ветви животных в их первичной кишке рот и анальное отверстие остаются на том же месте, где они закладываются с самого начала, — их называют первичноротыми, и к этой группе принадлежит большинство беспозвоночных, от моллюсков до насекомых. У других животных, как ни трудно в это поверить, рот и анальное отверстие в процессе развития фактически меняются местами, за что их и назвали вторичноротыми: именно к ним относятся все позвоночные, до человека включительно. Есть в этом что-то обидное для царя природы, но таковы уж гримасы эволюции (рис. 3).

Эти эмбриональные пертурбации отразились и на биохимических различиях между позвоночными и беспозвоночными. Так получилось, что унаследованная от кишечнополостных глутаминовая кислота у первичноротых оказалась на периферии — в мышцах, а у вторичноротых она ушла с эктодермой в центр управления — в мозг (рис. 4). А поскольку работать с лапками лягушки было несравненно проще, чем с лапками тараканов, то и медиаторные аминокислоты были обнаружены позже, чем ацетилхолин.

Рис. 4. Человек — бесспорный победитель эволюционного состязания среди вторичноротых, среди первичноротых на этот титул может претендовать таракан. Человеческим мышцам приказывает сокращаться ацетилхолин, а в лапке насекомого эту задачу выполняет глутаминовая кислота

Единство природы, помимо всего прочего, выразилось в том, что растения и животные научились вырабатывать яды, действующие в тех самых местах, которые у человека были предназначены для восприятия нервных импульсов. На передачу сигналов с помощью ацетилхолина влияет целый набор ядов: мускарин мухомора, скополамин белены, никотин табака, фасцикулин тигровой змеи, титьюстоксин тарантула. На адреналиновые рецепторы действуют эфедра с её эфедрином и спорынья с эрготоксином. Рецепторы ГАМК — мишень для пикротоксина из семян лианы анамарты, глициновые — для стрихнина из рвотных орешков (также известных как плоды святого Игнация). Нет исключения и для ГК: на её рецепторы действуют квискваловая кислота из семян квисквалиса индийского и каинат из красной водоросли Digenea simplex. Согласно современным представлениям, наиболее значимая из двух активирующих аминокислот — именно глутаминовая, а её наиболее важные рецепторы — NMDA (чувствительные к N-метил-Е-аспарагиновой кислоте) и АМРА (чувствительные к 2-амино-3 (3-гидрокси-метилизоксазол-4-ил) пропионовой кислоте). Эти загадочные для непосвящённых аббревиатуры часто встречаются в инструкциях к лекарственным препаратам. Вот о них мы и поговорим — о лекарствах, чей механизм действия так или иначе связан с глутаминовой кислотой.

В мозгу ГК и её амид глутамин HOOC(NH₂)–CH–CH2–CH₂–CONH₂ (примерно в равных долях) обнаруживаются в весьма значительной концентрации — порядка 300 мг%. Действует ГК так же, как и другие медиаторы: связывается с белковыми рецепторами в мембране принимающего нейрона, при этом в ней открываются каналы, избирательно пропускающие ионы натрия. Но эффект получается противоположный по сравнению с тормозными медиаторами, о которых говорилось в предыдущей статье (см. „Химию и жизнь“, 2006, № 7). Поскольку внутрь клетки поступают положительные ионы (а не отрицательные ионы хлора, как в случае ГАМК), уровень поляризации мембраны снижается и её чувствительность к возбуждающим влияниям возрастает.

Таким путём возбуждающие аминокислоты повышают активность клеток, а следовательно, и всего мозга. Это медиаторы бодрствования, ускорения мыслительных процессов. К сожалению, случается, что порог возбуждения снижается слишком сильно, и следствием могут быть даже судороги.

Пока не вполне понятно, какую роль играет ГК при эпилепсии, однако её участие в развитии эпилептических судорог несомненно. Известно, что у больных уменьшается синтез (или высвобождение из нервных окончаний) не только ГАМК, но и глицина, серотонина и других медиаторов. По мнению члена-корреспондента АМН РФ профессора Кирилла Сергеевича Раевского, одного из ведущих специалистов в области изучения медиаторных аминокислот, в мозгу при этом происходит дезингибиция — растормаживание. Поиски противоэпилептических и противосудорожных веществ привели к созданию многих препаратов, в частности из числа новых: гексамидин, ломотриджин, фелбамат, этосуксимид, пуфемид и др. Поскольку действие их комплексно, то обсуждать их с точки зрения механизма действия и особенностей применения не будем.

Любопытен один из методов предупреждения эпилептических судорог — насыщение мозга больного тормозной аминокислотой таурином, спутником ГАМК. Ещё любопытней данные Д.В. Клекнера с сотрудниками (опубликованы в „Nature“ за 1988 год) о синергизме ГК и глицина, который вообще-то считается тормозным медиатором. Позднее К.С. Раевский получил подтверждение этих данных: глицин, с одной стороны, подавляет раздражительность (нейтрализуя тем самым возможное вредное действие возбуждающей аминокислоты), а с другой — нормализует обмен ГК и способствует ускорению реакций, в частности, при вождении автомобиля.

В начале 90-х годов автор этой статьи совместно с профессором Л.Б. Пиотровским, химиком-синтетиком отдела фармакологии Института экспериментальной медицины в Санкт-Петербурге, начали искать новые противосудорожные средства среди конкурентных блокаторов NMDA рецепторов. Наша цель состояла в том, чтобы найти средство, способное предупредить гибель нейронов, неизбежную при любых судорожных состояниях, за счёт вовлечения в процесс глутаматных нейронов. Однако первые исследования оказались не слишком успешными, к тому же в США был синтезирован препарат МК–801, который оказался весьма эффективным, и я охладел к этой тематике. Но затем, уже во время клинического применения американского препарата, выяснилось, что судороги-то он предупреждает, но при этом вызывает у больных временное помешательство. Л.Б. Пиотровский по собственной инициативе продолжил поиски, сотрудничая с другими фармакологами. Результаты обнадёживают, но желаемое пока так и не достигнуто — нигде в мире.

Сама ГК (она же эпилаптон, ацидоген и др.) в качестве лекарства применяется главным образом в психиатрической практике — для лечения реактивных состояний, сопровождающихся истощением, депрессией и приступами сонливости. Она усиливает образование и выброс глюкозы из депо, напрямую воздействуя на обмен углеводов и активируя выделения адреналина, — это её свойство используют, когда нужно ликвидировать гипогликемию (снижение уровня глюкозы в крови). Глутаминат кальция назначают при психических расстройствах с явлениями ипохондрии и депрессии при старческом слабоумии, при остаточных явлениях после мозговых травм и менингита.

Если медицинское применение ГК ограниченно, то её соль, глутамат натрия, широко используется в качестве пищевой добавки. Получают его из клейковины пшеницы, отходов производства свекловичного сахара и из казеина. Глутамат имеет солоноватый вкус с выраженным запахом мяса, его часто добавляют в консервы, сухие супы, бульонные кубики. Кроме того, глутамат традиционно занимает важное место в китайской кухне, и об этом не следует забывать посетителям восточных ресторанов. После всего, что мы узнали о глутаминовой кислоте, неудивительно, что и глутамат обладает биологической активностью, не всегда полезной. Описан даже „синдром китайского ресторана“: жжение в области желудка, покраснение лица, боли в груди и головокружение. Врачи категорически запрещают кормить блюдами китайской кухни маленьких детей.

На сегодня мы всё же мало знаем о фундаментальных и прикладных свойствах возбуждающих аминокислот и почти не умеем управлять их эффектами. Но будем надеяться, что это ещё впереди.

Тормозные и возбуждающие аминокислоты. Аминокислоты, являясь проводниками нервного импульса, обладают способностью возбуждать или тормозить работу клеток Центральной Нервной Системы. Какие аминокислоты относятся к возбуждающим? какие — к тормозным? Как физическая активность поможет при депрессии? С вами я, Галина Баева, и мы продолжаем разговор об аминокислотах и их функциях в организме.

Тормозные и возбуждающие аминокислоты

Все богатство нашей психической деятельности, все особенности поведенческих реакций, ум, честь и совесть – это результат работы нейромедиаторов. Понятно, что нейромедиаторы вырабатываются не абы как, а в ответ на внешние стимулы. В норме имеется баланс между процессами возбуждения и торможения, но, как в любой сложной системе, всегда могут возникать сбои.

Медиаторы – это вещества-посредники, образующиеся в синапсах – нервных окончаниях для передачи сигнала от одной нервной клетки к другой. Сигналы могут быть как возбуждающими, так и наоборот, но и в том, и в другом случае необходимо вещество, которое преобразует электрическую энергию в химическую, а затем опять в электрическую.

Некоторые аминокислоты являются нейромедиаторами, т.е. веществами — посредниками в передаче нервного импульса. Возбуждающими аминокислотами-медиаторами являются глутамат (глутаминовая кислота) и аспартат (аспарагиновая кислота). Обе аминокислоты являются протеиногенными и, помимо функций нейромедиаторов, входят в состав белков.

Тормозными аминокислотами являются γ-аминомасляная кислота (ГАМК), глицин и таурин. Среди этой тройки только глицин является протеиногенным и входит в состав белков.

Глутамат — друг и враг

Возбуждающие аминокислоты – это глутамат и аспартат. Они сходны, как по структуре, так и по функциям. Их задача: довести импульс до мышц, т.е. отдать приказ к действию. После того, как приказ пришел, выделившийся из нервных окончаний глутамат превращается в глутамин и выводится в межклеточное пространство, где от него отщепляется один карбоновый хвост, и вот уже готова тормозная аминокислота – ГАМК, она же γ-аминомасляная кислота. Задача ГАМК – погасить возбуждение, которое вызвал глутамат. Хитро придумано.

Но иной раз система начинает сбоить, глутамат накапливается или не успевает перерабатываться в ГАМК. Ничего хорошее при этом не происходит. Мышца сокращается, но не может расслабиться, т.е. возникает судорога. Избыточная продукция глутамата лежит в основе многих нервных заболеваний и психических отклонений, в т.ч. эпилепсии. Такие яды, как стрихнин и столбнячный токсин, выделяемый бактерией, блокируют образование ГАМК, и глутамат, накапливаясь, убивает организм.

Сам по себе глутамат является клеточным ядом. Увеличивая мембранную проводимость нервных клеток, он вызывает истощение клеточных ресурсов, что влечет за собой гибель нейронов. А дальше старческое слабоумие (болезнь Альцгеймера) или нейродегенеративные расстройства с непроизвольным дрожанием конечностей (хорея Геттингтона). Гиперфункция возбуждающих аминокислот – это затруднения в обучении, нестойкое внимание, плохая память. Кроме того, избыток глутамата и аспартата ведет к агрессивному поведению и невозможности контролировать собственные хотелки и желалки, что отправляет прямой дорогой в тюрьму. Как оказалось, у лиц, страдающих аффективными расстройствами психики, т.е. склонных впадать в необузданную ярость, тащить, что плохо лежит и удовлетворять сексуальные желания насильственным способом, в мозгу плещется слишком много глутамата и слишком мало ГАМК.

Есть мнение, что причиной шизофрении является нарушение глутаматом передачи сигналов по цепочке нейронов в головном мозге.

ГАМК — основная тормозная аминокислота

ГАМК, иначе говоря γ-аминомасляная кислота, является основным тормозным нейромедиатором. Она обнаружена в 50% всех нервных окончаний головного мозга. Тормозный эффект ГАМК связан с активированием ГПМК-рецепторов на специфических нейронах. Связываясь с рецептором, ГАМК открывает каналы для ионов хлора, что приводит к гиперполяризации нейрона. Кроме того ГАМК осуществляет общую регуляцию деятельности нейрона, действуя внутри нервной клетки, снижая уровень общей возбудимости. В головном мозге ГАМК имеется в нейронах стриатума (полосатое тело) и мозжечка (клетки Пуркинье, корзинчатые и звездчатые клетки). В желатинозной субстанции задних рогов спинного мозга ГАМК-эргические синапсы осуществляют тормозное действие двигательных нейронов. Низкое содержание ГАМК в этих отделах сопровождается развитием судорог.

ГАМК с трудом проникает в головной мозг из циркулирующей крови. Она образуется уже на месте из глутаминовой кислоты, причем для синтеза необходим витамин B6 в виде пиридоксальфосфата. В условиях дефицита витамина B6 синтез ГАМК нарушается, что приводит к повышению общей возбудимости нервной системы. Именно поэтому гипервозбудимым детишкам нужно избыточное поступление витамина В6, да и обычным людям при стрессе, сопровождающимся повышением тревожности и возникновении фобий, тоже не мешает увеличить потребление этого витамина. Никакие самоуговоры успокоиться не помогут, пока в мозгах плещется глутамат. Чистая биохимия.

Снижение уровня ГАМК в клетках нервной системы приводит к состоянию повышенной возбудимости, тревожности, тяжелой бессоницы, депрессии. Нехватка ГАМК может проявлятся страхами, что сопровождается напряжением мышц, болями в области сердца и в области живота, головными болями, повышение сердцебиения, затруднение дыхания. Нарушения баланса между глутаматом и ГАМК играют существенную роль в развитии гипертонии, мигрени, ишемических кризов, инсультов.

Кроме медиаторной функции, ГАМК способствует утилизации глюкозы нервными клетками, оказывает позитивное влияние на дыхание и окислительное фосфорилирование в нейронах, т.е. улучшает их питание и энергетику. ГАМК участвует в регуляции осмотических процессов в нервных клетках, обладает антигипоксическим действием, т.е. улучшает потребление нейронами кислорода. Наконец, она усиливает белковый обмен.

ГАМК понижает сопротивление мозговых сосудов, что способствует улучшению кровотока в мозговой ткани, увеличивает объемную скорость кровотока и снижает артериальное давление.

При депрессии, также как при психотических расстройствах, содержание ГАМК в ликворе снижено. Предполагают, что нарушение баланса между глутаматом и ГАМК является причиной аффективных психических расстройств.

Глицин как тормозный нейромедиатор

Глицин выполняет роль тормозного нейромедиатора в спином мозге, где он занимается торможением двигательных нейронов, предупреждая развитие судорог. Глицин активирует тормозные нейроны промежуточного мозга и ретикулярной формации продолговатого мозга. Он является ко-фактором в активизации NMDA- рецепторов головного мозга, без него эти рецепторы не работают, что приводит к нарушению высшей нервной деятельности.

Таурин — регулятор глутамата

Таурин с трудом проникает в ткани головного мозга из кровотока. В основном он синтезируется на месте из аминокислоты цистеин. Большое количество таурина обнаруживаются в коре головного мозга, базальных ганглиях, гиппокампе, гипоталамусе и мозжечке.

Таурин структурно напоминает ГАМК, и ряд своих эффектов он оказывает через ГАМК-эргические синапсы, увеличивая поток хлорид-ионов через мембрану клетки, оказывая тормозное воздействие. Также он усиливает действие тормозных глициновых рецепторов. Таурин может действовать и самостоятельно через не найденные специфические тауриновые рецепторы. Таким образом таурин оказывает тормозное действие, усиливая действие ГАМК и глициновых рецепторов, а также блокируя ток ионов кальция в мембранах нейронов.

Гипервозбудимость коры головного мозга может быть следствием возросшего освобождения глутаминовой кислоты, когда ферментные системы не успевают переработать ее на ГАМК. Высвобождение глутамата регулируется таурином. Однако регулировка осуществляется пока содержание таурина не достигло максимальной емкости для данной структуры мозга. Затем количество глутамата вновь повысится, что повлечет за собой развитие гипервозбудимости мозга.

Зачем идти в спортзал при депрессии

Координатором возбуждающих и тормозных аминокислот является производное аспартата, которое именуют β-аланин. И вот в чем прикол: β-аланин синтезируется в мышечной ткани во время физической деятельности, быстро переходит в мозг, где блокирует клеточную переработку ГАМК, зато стимулирует поглощение глутамата. Концентрация ГАМК увеличивается, концентрация глутамата – падает.

Таким образом, физическая активность является естественным антидепрессантом и, одновременно, успокаивающим средством. При обиде, вызванной несправедливостью, когда адекватный ответ обидчику невозможен, при различного рода психотравмах спорт помогает выйти из алгоритма саморазрушения. Физическая активность оказывает реально лечебный эффект, за счет естественного разрушения активно вырабатывающего нервными окончаниями глутамата, который начнет сводить человека с ума, вплоть до шизофрении, и накопления антиагрессина ГАМК. Заодно при активной работе мышц сгорит адреналин, который нагоняет артериальное давление, суживает сосуды и заставляет быстрее биться сердце. По этой же причине человеку в депрессии надо буквально за волосы тащить себя в спортзал. Не ради рекордов, а ради выработки β-аланина, о чем дальше.

Физическая нагрузка детей с синдромом гиперактивности также поможет избавиться им от лишнего глутамата, снимет повышенную агрессивность, импульсивность, а заодно прибавит памяти и усидчивости.

Понравилась статья? Делитесь информацией в соц. сетях, оставляйте комментарии. С вами была я, Галина Баева.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) относится к монокарбоно-вым аминокислотам; является основным тормозным медиатором в ЦНС. Среди ГАМК-рецепторов выделяют 2 основных подтипа: ГАМК_А- и ГАМК_в-рецепторы. ГАМК_А-рецептор связан с мембранным каналом для С1

, который открывается при возбуждении рецептора под действием ГАМК. Ионы хлора поступают через канал внутрь клетки, что вызывает гиперполяризацию мембраны, т.е. тормозной эффект. В настоящее время имеются данные о гетерогенности ГАМК_А-рецепто-ров, что объясняет различия в эффектах веществ угнетающего типа.

ГАМК_в-рецепторы связаны с G-белками, стимулирующими аденилатциклазу, и посредством этого механизма регулируют биохимические процессы в клетке и воздействуют на ионные каналы. При стимуляции ГАМК_В-рецепторов в клетке повышается уровень цАМФ и уменьшается проникновение в клетку ионов Са 2+ , что приводит к развитию тормозных эффектов.

Глицин, как и ГАМК, является монокарбоновой аминокислотой и, воздей­ствуя на глициновые рецепторы, оказывает аналогичное тормозное влияние на нейроны (повышается проницаемость хлорных каналов, ионы С1

поступают в клетку, возникает гиперполяризация мембраны). Наибольшая концентрация этого медиатора отмечена в сером веществе спинного мозга.

Возбуждающие аминокислоты

при стимуляции рецепторов - в результате ионы Na + поступают в клетку, что вы­зывает деполяризацию мембраны и возбуждающий эффект. Связанные с канала­ми рецепторы по чувствительности к химическим анализаторам подразделяются на АМРА-рецепторы (чувствительны к амино-3-окси-5-метил-4-изоксазолпро-пионовой кислоте), каинатные рецепторы (чувствительны к каиновой кислоте, выделенной из морских водорослей) и NMDA-рецепторы (чувствительны к N-метил-Б-аспартату). Стимуляция АМРА- и каинатных рецепторов вызывает бы­струю деполяризацию в большинстве глутаматергических синапсов в головном и спинном мозге. NMDA-рецепторы также вовлечены в синаптическую передачу, однако они в большей степени определяют пластичность синаптической переда­чи, что имеет важное значение для процессов обучения и памяти. Эксперимен­тально было установлено, что блокада этих рецепторов предупреждает дегенера­цию нейронов головного мозга при ишемии. Другая эндогенная возбуждающая аминокислота - L-аспартат действует аналогично глутамату.

Пептиды

Роль пептидов в регуляции активности ЦНС установлена сравнительно недав­но, поэтому уверенно говорить о пептидергической передаче можно лишь в от­ношении некоторых соединений. Так, энкефалины и эндорфины являются аго-нистами опиоидных рецепторов мозга. Субстанция Р участвует в передаче болевых (ноцицептивных) импульсов в спинном мозге. Многие физиологически актив­ные пептиды (холецистокинин, пептид дельта-сна, VIP, нейропептид Y) имеют места связывания в ЦНС, но полностью их роль как нейромедиаторов пока не доказана. Предполагается, что эти вещества могут оказывать на синаптическую передачу регулирующее (нейромодуляторное) действие.

Известны и другие вещества, которые наряду с нейромедиаторной функцией (передачей возбуждения в синапсах) оказывают на синаптическую передачу в ЦНС регулирующее действие, т.е. выполняют роль нейромодуляторов. К таким веще­ствам могут быть отнесены аденозин, АТФ, оксид азота, гистамин. В регуляции ряда функций ЦНС принимают участие простагландины.

Большинство лекарственных веществ, влияющих на ЦНС, воздействуют на синаптическую передачу в головном или спинном мозге. Вещества могут действо­вать на различных этапах синаптической передачи как на пресинаптическом, так и на постсинаптическом уровне. Лекарственные вещества могут воздействовать на синтез медиатора (леводопа), выделение медиатора в синаптическую щель (ам­фетамин). Эффекты многих лекарственных веществ связаны со стимуляцией со­ответствующих рецепторов (опиоидные анальгетики, бензодиазепины) или с бло­кадой рецепторов (антипсихотические средства). Используются вещества. которые ингибируют обратный нейрональный захват медиатора (трицикличёс-кие антидепрессанты), нарушают процесс депонирования медиатора в везикула? (резерпин) и процесс метаболической инактивации медиатора в цитоплазме не­рвной клетки (ингибиторы МАО).

Кроме того, некоторые лекарственные вещества оказывают влияние на ЦНС, непосредственно взаимодействуя с ионными каналами (противоэпилептические средства из группы блокаторов натриевых, кальциевых каналов) или фермента­ми (парацетамол - ингибитор циклооксигеназы).

Известны вещества, которые оказывают нормализующее действие на энерге­тический обмен в нервных клетках (ноотропные средства).

Лекарственные вещества, действующие на ЦНС, подразделяются на следую­щие группы:

- средства для наркоза;

- болеутоляющие средства (анальгетики);

- психотропные средства: нейролептики, антидепрессанты, соли лития, анк-сиолитики, седативные средства, психостимуляторы, ноотропные средства.

Средства для наркоза, снотворные наркотического типа действия оказывают неизбирательное (общее) угнетающее действие на ЦНС.

Противоэпилептические и противопаркинсонические средства, анальгети­ки, нейролептики, анксиолитики оказывают относительно избирательные угне­тающие эффекты на определенные структуры и функции ЦНС.

Аналептики стимулируют жизненно важные центры - дыхательный и сосу-додвигательный. Психостимуляторы активируют высшую нервную деятельность.