ГАМК-ергическая система и торможение в ЦНС¶

ГАМК-ергическая система — совокупность нейронов центральной нервной системы, использующих γ-аминомасляную кислоту (ГАМК) в качестве основного тормозного нейромедиатора, а также соответствующие рецепторы, ферменты синтеза и транспорта. Является главной тормозной системой ЦНС млекопитающих и обеспечивает баланс между возбуждением и торможением, необходимый для нормальной работы мозга.

¶Синтез и метаболизм ГАМК

ГАМК образуется из глутамата — возбуждающего нейромедиатора — в реакции декарбоксилирования, катализируемой ферментом глутаматдекарбоксилазой (GAD). Существуют две изоформы фермента: GAD67 и GAD65. После высвобождения в синаптическую щель ГАМК удаляется путём обратного захвата транспортерами GAT1–GAT4 и разрушается ферментами ГАМК-трансаминазой (GABA-T) и сукцинатсемиальдегиддегидрогеназой. Этот метаболический путь связывает ГАМК с циклом трикарбоновых кислот.

¶Рецепторы

Выделяют два основных класса ГАМК-рецепторов:

ГАМК_A-рецептор — пентамер из комбинаций субъединиц (α, β, γ, δ и др.). Именно он является мишенью бензодиазепинов, барбитуратов, некоторых анестетиков и этанола.

¶Физиологическая роль торможения

Торможение в ЦНС выполняет несколько функций:

• Пресинаптическое торможение — уменьшает высвобождение медиатора из терминали, ограничивая поток сигналов.
• Постсинаптическое торможение — гиперполяризует мембрану, снижая вероятность генерации потенциала действия.
• Возвратное торможение — клетки Реншоу в спинном мозге ограничивают активность мотонейронов.
• Латеральное торможение — повышает контрастность сенсорных сигналов.

ГАМК-ергические интернейроны составляют значительную долю нейронов коры и гиппокампа и участвуют в генерации гамма-ритма, связанного с вниманием и обработкой информации.

¶Клиническое значение

Нарушения ГАМК-ергической передачи связывают с эпилепсией, тревожными расстройствами, бессонницей, болезнью Хантингтона и некоторыми формами шизофрении. Фармакологические агенты, усиливающие ГАМК-ергическое торможение (бензодиазепины, барбитураты, вальпроаты, тиагабин), применяются как противосудорожные, анксиолитики и снотворные. Антагонисты, например бикукуллин и пикротоксин, вызывают судороги и используются в экспериментальной физиологии.

¶Развитие и пластичность

ГАМК выполняет трофические функции в эмбриогенезе: до созревания глутаматергической системы она может действовать как возбуждающий медиатор из-за высокого внутриклеточного содержания Cl⁻. Созревание ГАМК-ергической системы продолжается в постнатальном периоде и влияет на формирование критических периодов развития.