ГАМК и её роль в нервной системе¶

ГАМК (гамма-аминомасляная кислота, γ-аминомасляная кислота, ГАМК; англ. GABA — gamma-aminobutyric acid) — органическое соединение, важнейший тормозной нейромедиатор центральной нервной системы млекопитающих, в том числе человека. Представляет собой аминокислоту, не входящую в состав белков; синтезируется в организме из глутаминовой кислоты. Основная функция ГАМК — снижение возбудимости нейронов, регуляция мышечного тонуса и обеспечение баланса между процессами возбуждения и торможения в мозге.

¶Химическая природа и синтез

ГАМК — простейшая аминокислота с аминогруппой в γ-положении. В отличие от глутаминовой кислоты, она не участвует в построении белков, а выполняет исключительно сигнальную роль.

Синтез происходит в нейронах в одну стадию: фермент глутаматдекарбоксилаза (ГДК) отщепляет от глутамата карбоксильную группу, превращая возбуждающий нейромедиатор в тормозной. Коферментом служит пиридоксальфосфат — производное витамина B6, поэтому недостаток этого витамина нарушает выработку ГАМК.

После выброса в синаптическую щель ГАМК быстро удаляется: частично обратно в пресинаптический нейрон, частично расщепляется ферментами (ГАМК-трансаминазой) или захватывается глиальными клетками.

¶Рецепторы

Действие ГАМК реализуется через два основных класса рецепторов:

• ГАМК-А — ионотропные, связанные с хлорным каналом. При связывании медиатора ионы Cl⁻ входят в клетку, гиперполяризуют мембрану и затрудняют генерацию потенциала действия. Это самый распространённый тормозной рецептор в мозге.
• ГАМК-Б — метаботропные, работают через G-белки и вторичные посредники, открывая калиевые каналы и подавляя кальциевые. Обеспечивают более медленное и длительное торможение.
• ГАМК-С — ионотропные рецепторы, встречающиеся главным образом в сетчатке глаза.

¶Функции в нервной системе

ГАМК участвует в большинстве ключевых процессов:

• регулирует возбудимость нейронов, предотвращая чрезмерную активацию и судороги;
• обеспечивает торможение в двигательных путях и координацию движений;
• влияет на сон, тревожность, память и эмоциональное состояние;
• участвует в работе сетчатки, мозжечка, гиппокампа и коры больших полушарий.

По разным оценкам, от 30 до 40 % синапсов центральной нервной системы используют ГАМК в качестве медиатора.

¶Связь с патологиями и фармакологией

Нарушения ГАМК-ергической передачи связаны с рядом состояний: эпилепсией, тревожными расстройствами, бессонницей, мышечной спастичностью, некоторыми формами депрессии.

Это делает ГАМК-систему мишенью для многих лекарств:

Сама ГАМК в виде пищевых добавок практически не проникает через гематоэнцефалический барьер, поэтому её приём внутрь не воспроизводит эффект нейромедиатора напрямую.

¶Значение

ГАМК — центральный элемент тормозной системы мозга. Без неё нервная система теряла бы способность ограничивать возбуждение, что приводило бы к перевозбуждению, судорогам и дезорганизации сигналов. Баланс между глутаматом (основным возбуждающим медиатором) и ГАМК лежит в основе нормальной работы мозга, а его нарушение — ключевой фактор многих неврологических и психических расстройств.