Гамма-аминомасляная кислота в нервной системе¶

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК, γ-аминомасляная кислота, GABA) — органическое соединение, простейшая аминокислота, не входящая в состав белков, выполняющая функцию основного тормозного нейромедиатора центральной нервной системы у млекопитающих и ряда других организмов. Синтезируется из глутаминовой кислоты при участии фермента глутаматдекарбоксилазы и участвует в регуляции возбудимости нейронов, мышечного тонуса и многих поведенческих реакций.

¶Химическая природа и синтез

ГАМК представляет собой аминокислоту с аминогруппой, расположенной у γ-углеродного атома, что отличает её от α-аминокислот, образующих белки. Молекулярная формула — C₄H₉NO₂. В организме она образуется путём декарбоксилирования глутамата — возбуждающего нейромедиатора, что создаёт биохимическую связь между возбуждением и торможением. Ключевой фермент синтеза — глутаматдекарбоксилаза (GAD), существующая в двух изоформах (GAD65 и GAD67). Разрушается ГАМК преимущественно ферментами ГАМК-трансаминазой и сукцинатсемиальдегиддегидрогеназой, а также обратно захватывается из синаптической щели специализированными транспортёрами.

¶Рецепторы и механизм действия

Действие ГАМК реализуется через два основных класса рецепторов:

• ГАМК-А — ионотропные, связанные с хлорным каналом; их активация вызывает гиперполяризацию мембраны и снижает вероятность генерации потенциала действия. Мишень для бензодиазепинов, барбитуратов, некоторых анестетиков и алкоголя.
• ГАМК-Б — метаботропные, связанные с G-белками; модулируют активность калиевых и кальциевых каналов, влияя на пре- и постсинаптическую передачу.
• ГАМК-С — ионотропные рецепторы, встречающиеся главным образом в сетчатке глаза.

¶Функции в нервной системе

ГАМК обеспечивает торможение в коре головного мозга, мозжечке, базальных ганглиях и спинном мозге. Она регулирует:

• мышечный тонус и координацию движений;
• уровень тревожности и эмоциональный фон;
• цикл сна и бодрствования;
• обработку сенсорных сигналов;
• когнитивные процессы, включая внимание и память.

Нарушения ГАМК-ергической передачи связывают с эпилепсией, тревожными расстройствами, бессонницей, болезнью Паркинсона и хореей Хантингтона.

¶Клиническое и фармакологическое значение

Многие лекарственные средства действуют через ГАМК-систему. Бензодиазепины усиливают эффект ГАМК на ГАМК-А-рецепторах и применяются как анксиолитики, противосудорожные и снотворные препараты. Барбитураты и некоторые общие анестетики также потенцируют тормозные влияния. Вальпроевая кислота повышает содержание ГАМК в мозге. Сама ГАМК в виде пищевых добавок плохо проникает через гематоэнцефалический барьер, поэтому её системное применение ограничено.

¶Роль вне центральной нервной системы

ГАМК обнаружена в периферических тканях: в поджелудочной железе она влияет на секрецию инсулина, в кишечнике участвует в регуляции моторики, в иммунных клетках модулирует воспалительные реакции. У растений и микроорганизмов ГАМК выполняет функции, связанные с метаболизмом и стрессовыми ответами.

¶Методы исследования

Активность ГАМК-ергической системы изучают электрофизиологическими методами (регистрация тормозных постсинаптических потенциалов), с помощью микродиализа, иммуногистохимии и методов визуализации (ПЭТ, МРС). Экспериментальные модели с нокаутом генов GAD и рецепторов ГАМК позволяют оценить их вклад в физиологию и патологию.