Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → Нервова система: анатомія, фізіологія, Нейрофармакология
««   ЗМІСТ  

ГЛУТАМІНОВА КИСЛОТА

глутамінова кислота (Глутамат) забезпечує передачу збудження але Длінноаксонние волокнам, а нейронів з такими аксонами в ЦНС понад мільйон. Безліч сенсорних волокон, що несуть в ЦНС зорову, слухову, тактильну, больову інформацію, є глутаматергічних. Те ж саме можна сказати і про більшість асоціативних шляхів, що зв'язують між собою відділи мозку. Передача самої інформації, як еферентної, так і афферентной, здійснюється за рахунок медіаторів, що відносяться до збудливим амінокислотам, а модуляція цієї передачі відбувається за рахунок гальмівних амінокислотних медіаторів (ГАМК, гліцину). Ацетил холін і біогенні аміни тим часом контролюють рівень неспання, а також рівень емоцій. Ще більш повільні регуляторні впливу на роботу мозку надають гормональні впливу регуляторних пептидів.

Глутамат - харчова амінокислота; людина споживає її в кількості 5-10 г / сут. Однак вона, як і належить медіаторів, не проходить з крові в тканини мозку, затримуючись гематоенцефалічний бар'єр (ГЕБ). В якості медіатора вона заново синтезується в пресінаітічних закінченнях нейронів з глутаміну (рис. 9.16, а), А після викиду в синаптичну щілину і взаємодії з рецепторами захоплюється гліальними клітинами (астроцитами), перетворюється в глутамин, аспарагінову кислоту і ГАМК. Глутамин знову надходить в нейрони для синтезу з нього глутамату (рис. 9.16, 6).

аспарагінова кислота (Аспартат) за своїми властивостями близька до глутамату та взаємодіє з його рецепторами. Аспартат є медіатором в збудливих інтернейронах в спинному і середньому мозку. При деполяризації мембрани нервового закінчення глутамат викидається з везикул в щілину і може зв'язатися з рецепторами на постсинаптичні мембрані. Описано понад 10 типів рецепторів до глутамату, що розрізняються і за механізмом передачі сигналу, і але розташуванню в ЦНС. Ці рецептори можуть бути метаботропнимі і іонотропнимі (див. Схему):

Серед метаботропних рецепторів виділяють ACPD-tvui, що активується амінодікарбоксіціклопентаном (APCD). Інші різновиди рецепторів, що передають сигнал, пригнічуючи активність АЦ або активуючи фосфо інозітольную систему (ІФ3, ДАГ) і збільшуючи концентрацію кальцію в клітині, але не активуються ACPD, назвали «не-АСРП ».

Обмін глутамінової кислоти в ЦНС

Мал. 9.16. Обмін глутамінової кислоти в ЦНС:

а - шлях біосинтезу в пресинаптичному закінчення;

6 - метаболізм ГАМК та глутамату за участю астроцити

Метаботропние глутаматние рецептори широко представлені в мозку. Вони беруть участь у формуванні механізмів болю, тривожності, пам'яті, а також в нейродегенеративних процесах.

Іонотронние рецептори до глутамату поділяються на два підтипи - NMDA (активується NMDA - М-метил-Л-аснартатом) і не-NMDA. IIe-NiWZM-підтип поширений по всьому мозку і підрозділяється на дві групи: каінатние (активуються каїнової кислотою) і АМРА (активуються АМРА - а-аміногідроксіметілізоксанолпропіоновой кислотою). У кожному з цих підтипів в свою чергу є по кілька різновидів рецепторів, і вони можуть розташовуватися і пресіптічно, і постсинаптично.

При порушенні постсинаптичних ЛМРЛ-рецепторів відкриваються канали для іонів натрію і кальцію, що сприяє швидкій деполяризації мембран і порушення цієї клітини. При активації пресінап- тичних НЕ-МШЕЛ-рецепторів іони Са2+ входять в пресинаптичне закінчення, що забезпечує вивільнення медіатора з закінчення в синаптичну щілину.

Каінатние рецептори локалізовані переважно на закінченнях нейронів, що вивільняють глутамат, і при їх порушенні збільшується викид цього медіатора. Таким чином, не-ЛгМОЛ-рецептори відіграють важливу роль в регуляції пластичності синаптичної передачі. Штучні агоністи каінатного рецепторів дозволяють створити нові лікарські засоби, що активують глутаматних систему.

iVMZM-рецептори повсюдно поширені в мозку ссавців. Як і ЛМРЛ-рецептори, вони розташовуються іресінаптічно і постсинаптично. Висока їх щільність виявлена в гіпокампі, таламусі, базальних гангліях, корі великих півкуль.

ЛгМ?) Л-рецеітори утворюють неспецифічні катіонні канали, щоб забезпечити проходження іонів К+, Naf і Са2 '. На відміну від нc-NMDA- рецепторів, викликають швидку деполяризацію, активація NMDA- рецепторів призводить до пролонгованої деполяризаціїмембрани, що створює основу для тривалої потенциации в гіпокампі.

NMDA-рецептор утворений чотирма білковими субодиницями, на яких є два місця для зв'язування глутамату і два місця для зв'язування гліцину. Ці ж субодиниці, пронизуючи біліпідний шар мембрани, утворюють катіонний канал, який при ПП на мембрані перекритий іоном Mg2+ і, природно, нічого пропускати не може (рис. 9.17).

Для того щоб перевести iVMD / 1-канал в робочий стан, необхідно деполярізовать мембрану в області каналу до -40 мВ за рахунок якихось інших рецепторів, а також необхідна присутність амінокислоти гліцину. Сам по собі гліцин не викликає відкриття каналу рецептора, а діє, потенціюючи ефекти глутамату. Якщо в середовищі присутня гліцин, і він може зв'язатися своїми активними центрами на NMDA-рецепторі, то невелика деполяризація може бути забезпечена в тому випадку, якщо глутамат діє на розташовані поблизу від NMDA-рецептора якісь інші ne-iVMZM-рецептори. Вважається, що це можуть бути рецептори підтипу АМРА. При такій деполяризації магнієва пробка вибивається, гліцин і глутамат, взаємодіючи зі своїми місцями зв'язування, відкривають канал NMDA - ре це1 пора, і в клітку почнуть надходити натрій і кальцій (див. рис. 9.17). Описаний механізм лежить в основі так званої

довгострокової потенциации - одного з механізмів короткочасної пам'яті.

Схема роботи домол-рецепторів

Мал. 9.17. Схема роботи домол-рецепторів:

а - NMDA-рецептор инактивирован, канал рецептора закритий; 6 - мембрана деполяризована до -40 мВ, NMDA - рецептор активований, канал відкритий; в - розріз поперек осі каналу инактивированного NMDA-рецептора; 1 - іон Mg2+;

2 - глутамат; 3 - гліцин; одна з чотирьох білкових субодиниць з місцем зв'язування для гліцину НЕ зображена

Вхід в нейрон натрію і кальцію через NMDA-кттл повинен строго регулюватися, так як надлишок кальцію активує роботу багатьох ферментативних систем клітини, що може привести до надмірного збудження, пошкодження і навіть загибелі нейрона. Це явище отримало назву глутаматной токсичності, і спостерігається воно рідко, так як глутамат практично не проникає з крові в мозок. Глутамат значно загострює чутливість всіх смакових рецепторів, і без нього їжа здається прісною і несмачною.

Малі дози глутамату і його агоністів застосовуються в клініці: але 2-3 г глутамату на добу при виснаженні 11C. Типовим наслідком введення агоністів глутаматних рецепторів є помітна активація ЦПС - аж до розвитку судом. Особливо відома в цьому сенсі каїнова кислота - токсин однією з діатомових водоростей, що викликає у великих дозах дегенерацію глутаматергічних нейронів.

Антагоністи №ШХ4-рецепторів використовуються у випадках, коли потрібно знизити збудливість мозку: при судомах, безсонні, підвищеної тривожності, больових синдромах. Однак ефекти цих антагоністів носять занадто широкий характер і їх небезпечно приймати без спостереження лікарів. «Пробкові» блокатори №ШХ4-рецепторів, наприклад калипсол (кетамін), мають сильний аналгетичний ефект, але викликають галюцинації. Ще більш сильний анальгетик цього класу - фенциклидин, що володіє рядом психотропних ефектів і часто викликає спалахи агресивності, причому нейтралізувати хворого важко, так як він зовсім не відчуває болю і страху.

АТФ і споріднені з ними сполуки відносяться до хімічних сполук класу пуринів. Виявилося, що і аденозин, і його похідні є медіаторами і в ЦНС, і в периферичної НС (рис. 9.18).

Ліганди пуринових рецепторів

Мал. 9.18. Ліганди пуринових рецепторів

Рецептори до пуринів поділяють на два класи: Р ,, що відрізняються найбільшою чутливістю до аденозину, і Р2, найбільш чутливі до АТФ. У свою чергу, рецептори Р, і Р2 ділять на підкласи (табл. 9.2). Метаботропние рецептори - РАХ, Р ^ А2. іонотропние рецептори - Р2Х, Р2 У.

Таблиця 9.2

пуринергічні система

рецептор

р 1

Р2

медіатор

аденозин > АМФ > АДФ > АТФ

АТФ > АДФ > АМФ

підтип

Ml

М2

Р2Х

Р2У

підвиди

2 підвиду

2 підвиду

7 підвидів

15 підвидів

передача

сигналу

метаботропние

метаботропние

Катіонні ліганд-активи- руемой канали

іонотропние

Придушення АЦ 1

Активація

АЦТ

Посилення входу кальцію і натрію в клітку

Активація Фос фоінозіголь- ної системи: вхід Са2+ до клітки

рецептор

р2

антагоністи

Ксантини (кофеїн, теофілін)

хінідин

Дія

агоністів

Нейропротекция при шоці, крово- втрати.

Гальмування НА-, 5-НТ- і глутаматной систем, гальмування збудження, седативний ефект. Анальгезия. Ангісудорожное дію

Активація Д2- дофаминовой системи. Розширення артерій, зниження згортання крові

Активація глутаматной системи. Звуження судин.

Антагоністи пригнічують біль і запалення

Розширення судин, посилення згортання крові

Найчастіше рецептори до пуринів розташовані на постсинаптичних мембранах, як в мозку, так і в периферичних тканинах: гладких м'язах судин, бронхів, кишечника, м'язі серця, тромбоцитах. Аденозин частіше є самостійним медіатором, а АТФ нерідко зустрічається в одних і тих же закінченнях з іншими медіаторами - НА, АХ, будучи їх комедіатором.

При високих енергетичних затратах відбувається інтенсивне утворення АМФ з АТФ, а АМФ є одним з основних природних лігандів Р]А]-рецепторів. Тому при виснаженні енергетичних систем мозку відбувається вплив АМФ на ці рецептори і включення через них цілого комплексу захисних механізмів, що характеризуються зниженням активності більшості медіаторних систем мозку, седативну і снодійним ефектом. антагоністи рецепторів Р{А{ і, в меншій мірі, РА2 є за своєю хімічною природою ксантинами, і ми зустрічаємося з ними постійно. Це діючий початок кави (кофеїн) і чаю (теофілліі), що блокують сильніше РАХ- і, в меншій мірі, Р1А2-рецептори. Ось чому не варто пити міцні каву і чай на ніч. Однак у значної кількості людей високою чутливістю до ксантину врожденно присутні Р1Л2-рецептори, що активують нервову систему, і їх придушення призводить до снодійним ефектів. При вживанні високої концентрації різних ксантинів людина відчуває оглушення, дезорганізацію поведінки і т. П. Хоча відомо, що вживання розумних кількостей кави (одну-трьох маленьких чашок в день) є одним з кращих способів профілактики такого страшного вигляду старечого недоумства, як хвороба Альцгеймера. Інозин - метаболіт аденозину, - взаємодіючи з пуриновими рецепторами обох класів, розширює коронарні судини серцевого м'яза, збільшує силу серцевих скорочень. На основі аналога аденозінолітіка теофіліну (трентал) отримано ліки для поліпшення мікроциркуляції крові, наприклад, в мозку, оці і т. П.

гістамін синтезується з харчової амінокислоти гістидину та присутня в більшості тканин, хоча його розподіл в організмі дуже нерівномірно (рис. 9.19).

біосинтез гістаміну

Мал. 9.19. біосинтез гістаміну

У мозку гістамін є медіатором, але тіла нейронів, що містять гістамін, зібрані дуже компактно в туберомаммілярном ядрі заднього гіпоталамуса. Гістамінсодержащіе нейрони сильно розгалужуються, і їх волокна виявлені практично у всіх відділах мозку. Часто замість пресинаптичних закінчень гістамін виділяється прямо по ходу волокна, досягаючи не тільки нервових клітин, але і гліальних клітин і клітин судин.

У периферичних тканинах гістамін зосереджений головним чином в лейкоцитах і в гранулах тучних клітин. У доглянутому вигляді гістамін неактивний, але багато впливу призводять до його викиду і провокують сильні фізіологічні ефекти. Найбільше огрядних клітин, а отже, і гістаміну, знаходиться в місцях, де найбільш імовірні потенційні пошкодження організму: в шкірі, в носі, в роті, на стопах, а також на внутрішніх поверхнях організму, біля місць розгалуження кровоносних судин. До теперішнього часу описано три види рецепторів до гістаміну: TIV Н2 і #3, всі вони метаботропние (табл. 9.3).

Таблиця 93

гістамінові рецептори

підтипи

рецепторів

",

н2

локалізація

Постсинаптичні: бронхи, судини, нейрони, глия

Постсинаптичні: шлунок, кишечник, матка

Пресинаптичні: НС (стриатум, чорна субстанція, лобові частки кори)

передача сигналу

Активація Фос фоінозітольной системи (ІФ3, ДАГ)

Активація

АЦТ

придушення

alU

антагоністи

Димедрол, сунрастін

Циметидин, ранітидин

Тіоперамід

підтипи

рецепторів

я,

н2

Я3

ефекти антагоністів

Загальне збудження, підвищення тривожності, аналгезія, зниження апетиту, підвищення сексуальної активності

Секреція шлункового соку,

посилення перистальтики кишечника, скорочення матки, стимуляція імунітету,

посилення агресивності

Регуляція (частіше гальмування) викиду різних медіаторів, в тому числі гістаміну, НА, Д, 5-НТ, АХ

рецептори типів Н{ і #2 розташовані постсинаптично, але перші частіше зустрічаються в межах мозку, а другі - в периферійних органах. #3-тип рецепторів, вивчений поки гірше інших, відрізняється пресінапті- чеський локалізацією в межах ЦНС і дуже високою чутливістю до гістаміну. Всі рецептори до гістаміну - метаботропние, і ефекти опосередковані через G-білки. але через Н{ активується фосфоінозітоль- ная система, через Н2 активується АЦ, а через #3 АЦ пригнічується.

Як протиалергічних засобів широко використовуються анти- гистаминние препарати, що прискорюють руйнування гістаміну або блокують Яртіп рецепторів. блокатори Я2-рецепторів успішно застосовують в клініці при виразковій хворобі, викликаної надмірною секрецією соляної кислоти в шлунку.

Гістамін бере участь в місцевій регуляції кровотоку: при нестачі кисню в будь-якої тканини, там локально підвищується рівень гістаміну, миттєво розширюючи капіляри і покращуючи мікроциркуляцію крові.

Значна роль належить гістаміну в забезпеченні такої важливої захисної реакції, як запалення, при якому також потрібно різко посилити кровообіг в ураженому місці. Гістаміном можна отруїтися, вживаючи в їжу м'ясо тунця або макрелі, так як в тканинах цих риб дуже швидко накопичується гістамін, що утворюється з гістидину при неправильному зберіганні. При отруєнні дуже швидко розвивається прилив крові до обличчя, починаються нудота, біль в шлунку, на шкірі з'являється кропивниця.

  1. Гормон росту (соматотропін, СТГ) - біохімія
    СТГ складається з одного поліпептидного ланцюга, що містить 191 амінокислотний залишок (у людини). Його молекулярна маса дорівнює 22 kDa. Біосинтез гормону росту індукується дією гормону гіпоталамуса - соматолібе- рина. Після синтезу в клітинах гіпофіза підлогу і пептидного попередника в результаті
  2. Гормони тварин і людини - біохімія
    Гормони тварин являють собою речовини різної природи, які синтезуються в спеціальних (ендокринних) залозах, виділяються в міжклітинну рідину (кров, лімфа) і переносяться до клітин-мішеней. Останні часто знаходяться на значній відстані від місця синтезу гормонів. Разом з тим існують тканинні
  3. Гормони шлунково-кишкового тракту (шлунково-кишкового тракту) - біохімія
    У шлунково-кишковому тракті утворюється і секретується ряд гормонів, стимулюючих процеси перетравлення їжі. До них відносяться: секретин (перший гормон, відкритий на початку XX століття), гастрин, мотілін, панкреатичний поліпептид, ентероглюкагон і інші, всього близько 12 гормонів. Спеціальних
  4. Гормони підшлункової залози - біохімія людини
    Підшлункова залоза синтезує ферменти, необхідні для травлення. Ендокринна частина залози (острівці Лан- геранса) секретує принаймні чотири гормону: інсулін, глюкагон, сома- тостатін і панкреатичний поліпептид. Структура і роль інсуліну були розглянуті вище. Глюкагон - 29-членний пептид, що
  5. Гормони мозкової речовини надниркових залоз - біохімія людини
    Мозковий шар наднирників пов'язаний з вегетативною нервовою системою і продукує катехоламіни: адреналін, норадреналін, дофамін - основні елементи реакції «боротьби або втечі». При реакції «боротьби або втечі» відбуваються різні фізіологічні зрушення: в мозку посилення кровотоку; в серцево-судинній
  6. Гормони гіпоталамуса - біохімія людини
    Гіпоталамус - частина мозку, яка виконує нервову і ендокринно-гормональну регуляцію. Синтез гормонів в гіпоталамусі визначається загальною нервової активністю і забезпечує адаптацію і зв'язок з навколишнім середовищем через нервову систему і безпосередній зв'язок нервової і ендокринної систем,
  7. Гонадотропні гормони - біохімія
    До гонадотропним відносяться фолликулостимулирующий (фоллітропін, ФСГ) і лютеїнізуючого (лютропін. Л Г) гормони. Обидва гормону є глікопротеїнами і являють собою димер, що складаються з а- і р-нерав- нозначних субодиниць. а-Субодиниці складаються з мало варіабільності від виду до виду 89-95
  8. Гнійна хірургічна інфекція, гнійна хірургічна інфекція - факультетська хірургія
    Після вивчення глави студент повинен: знати основні причини та патогенез розвитку септичного стану; відмінності між системним запальним синдромом і сепсисом; вміти попереджати системну відповідь на запалення; володіти методами діагностики гнійної хірургічної інфекції і сепсису. Гнійна хірургічна
© 2014-2021  ibib.ltd.ua