Медиаторы ЦНС

Аминокислоты-медиаторы ЦНС: глутамат, глицин, ГАМК. ГАМК-ергическая система мозга проблемы эпилепсии. Бензодиазепины и поиск их природных легандов.

Норадренергическая и серотонинергическая системы мозга их участие в обучение с положительным и отрицательным подкреплением.

У нас в организме синтезируется 23 аминокислоты. В мозге также содержатся аминокислоты, первая их функция – они принимают участие в синтезе белка, но аминокислоты, которые содержатся в головном и спинном мозге выполняют медиаторную функцию. И 75% аминокислот в ЦНС приходится на глутомат, глицин, аспарагиновую кислоту (ее в программе нет) и гаммааминомаслянную кислоту.

Что касается глицина, его функцию мы в прошлый раз выяснили – это мощный тормозной медиатор, он обеспечивает как прямое торможение в системе реципропной иннервации мышц антагонистов и в системе возвратного торможения с участием клеток РЕНШОУ. За счет чего возникает торможение с помощью глицина? - На мембране возникает процесс гиперполяризации в результате того, что открывается большее количество каналов (повышается проницаемость мембраны) для ионов калия. Глицин синтезируется из глюкозы и не только в нервных клетках, но и во многих клетках организма, он проходит через гематоэнцефалический барьер (ГЕБ). Рецепторы к глицину есть не только в постсинаптический мембране нервной клетки, но и в других участках мембраны нейрона, и это обеспечивает лечебное действие того глицина, который применяется в фармакологии, т. е. он не включается в синаптическую передачу, а влияет на рецепторы в нервной клетке внесинаптические.

Глутомат – это только возбуждающий медиатор, он синтезируется из глюкозы только в клетках нервной системы. Он напротив вызывает деполяризацию мембраны нейронов, за счет повышения ее проницаемости для ионов натрия. Сконцентрированы нейроны, синтезирующие глутомат в основном в лобной коре. Если 3-4 года назад он рассматривался только как медиатор, то сейчас говорят о том, что он принимает участие в синтезе белка, т.е. он включается в метоболические процессы в нервных клетках.. К нему открыты NMDA – рецепторы. Когда глутомат взаимодействует с ними, происходит деполяризация мембраны, которая приводит к возникновению потенциала действия, а значит возбуждению нервной клетки. После открытия NMDA- рецепторов стало понятно, почему барбитураты оказывают тормозное влияние на эпилептические приступы. Оказалось на рецепторе к глютонату есть участок который взаимодействует с барбитуратами. Если есть вещество, которое садится на этот рецептор, глутомату не с чем взаимодействовать и поэтому возникает торможение. К сожалению глутомат – необходимый медиатор при взаимодействии нервных клеток для формирования памяти, он обязательно включается в механизмы формирования памяти. Особенно опасно применять барбитураты для лечения маленьких детей, у которых страдает память, обучение. Хотя нет еще таких препаратов, которые так быстро снимали эпилептический приступ.

Один фермент, который взаимодействует с глутоматом, одна ступенька от глутомата, и глутомат превращается в ГАМК. Гаммааминомаслянная кислота – это тоже тормозный медиатор, она синтезируется только в мозге, содержится в коре, в мозжечке, в черной субстанции. Это мощная тормозная система головного мозга (глицин – спинной мозг). Повышенная активность глюконатэргической системы, или усиленный выброс глуконата приводит к судорожной готовности мозга, которая может спровоцировать приступ эпилепсии. Недостаток гамкэргической системы приводит к тем же последствиям, к повышенной судорожной готовности мозга. Большая часть препаратов, которыми лечится эпилепсия, направлены на то, чтобы усилить секрецию ГАМК или затормозить разрушение ГАМК.

Когда ГАМК взаимодействует с этим рецептором, каков механизм действия ГАМК?

ГАМК повышает проницаемость клеточной мембраны для хлора, хлор входит в клетку и увеличивается на мембране мембранный потенциал, на мембране возникает гиперполяризация в виде ТПСП, а это повышает порог этой клетки, клетка затормаживается к ней сигналы подходят, но она возбудиться не может. Можно менять проницаемость для натрия, для кальция, для хлора, вот ГАМК меняет проницаемость мембраны клетки к хлору. ГАМК – это мощный тормозитель. На основе ГАМК был синтезирован препарат мефенезин его применяли при операции для расслабления мускулатуры. Затем его решили усовершенствовать, задача была та же – повысить расслабление скелетной мускулатуры, и синтезировали мекробамат, когда его стали применять оказалось, что он оказывает к тому же успокаивающее влияние на больного.

Тогда стали работать с этим препаратом, искать различные его формы и разработали – бензодиазепины – транквелизаторы, которые гасят чувство страха, снимают эмоциональное напряжение.

Почему они оказывают свое действие? – значит к этим веществам есть рецепторы. Оказалось что рецепторы к бензодиазепину находятся на рецепторе к ГАМК-у (он взаимодействует с участком рецепторов к ГАМК-у) Явление успокоения возникает в результате того, что бензодиазепин задерживает ГАМК в синаптической щели, т. е. он не разрушается и не захватывается обратно, бензодиазипин удлиняет срок действия Гамк-а в синаптической щели. Природные легамды, вещества которые обладают успокаивающим действием на человека, пока они не найдены. Но зато был найден эндозипин – к нему тоже есть участок на ГАМК – рецепторе, но при этом взаимодействии возникает чувство страха, чувство паники. Все зависит от того, что возьмет верх эндозепины или бензодиазепины, которых мы еще не знаем, или те бензодиазепины, которые мы принимаем в виде таблеток, все они борются за рецепторы. Оказалось, что у нас в мозге синтезируется карболины, которые вызывают чувство паники.