XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Актуальность: проблема дефицита ГАМК обычно возникает в силу дефицита витамина B6 (пиридоксин). Гиповитаминоз проявляется в поражении кожи, расстройствах нервной и кроветворной систем, которые сопровождаются возбудимостью центральной нервной системы, склонность к судорогам. Установлено, что при дефиците витамина B6 в головном мозге недостаточно образуется тормозного медиатора ГАМК.

Цель: дать характеристику γ-Аминомасляной кислоты как тормозящего нейромедиатора, его роль в функционировании головного мозга, определить с чем связана проблема ГАМК дефицита, к чему она приводит и пути его коррекции на основе аналогов ГАМК. Взаимосвязь витамина B₆ и γ-Аминомасляной кислоты при дефиците пиридоксина.

Материалы и методы: анализ периодических изданий на русском и английском языках с целью изучения и характеристики роли ГАМК.

В связи с тем, что современный мир полон огромным количеством разнообразной информации, которая заставляет мозг человека думать еще больше и тратить свою энергию на обработку полученной информации, которая зачастую бывает лишней и ненужной для самого человека. Поэтому многие люди, стремясь получить как можно больше информации и быть в центре всех событий испытывают усталость, стресс, а у некоторых даже появляются психические расстройства. Справиться с этим помогает центральная нервная система, регулирующая поток информации. Важнейшим медиатором центральной нервной системы является гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) - основной ингибирующий нейротрансмиттер в коре головного мозга человека. ГАМК содержится в черной субстанции, бледном шаре и гипоталамусе. По содержанию в различных отделах ЦНС ГАМК превышает другие нейромедиаторы. В гипоталамусе содержание ГАМК составляет 600 мкг/г.

Образуется ГАМК путем декарбоксилирования L-глутаминовой кислоты и утилизируется в ходе реакции переаминирования с альфа-кетоглутаровой кислотой. Глутаматдекарбоксилаза и ГАМК-трансаминаза являются пиридоксалевыми ферментами. Совокупность реакций образования и утилизации ГАМК в мозговой ткани известна как ГАМК-шунт. Выход энергии в ходе реакций ГАМК-шунта на один АТФ меньше, однако скорость перехода альфа-кетоглутаровой кислоты в янтарную выше, чем в комплексе реакций с участием сукцинил-КоА.

Существуют глубоко расположенные в мозге структуры, откуда нервные волокна, выделяющие ГАМК, идут в другие части нервной системы. Благодаря этому ГАМК является тормозным нейромедиатором, который регулирует многие процессы — от мышечного тонуса до эмоциональных реакций.

Тормозным медиатором ГАМК становится только в зрелом мозге. В нервной системе ГАМК-ергические нейроны возбуждают клетки, тем самым меняют проницаемость мембраны для ионов хлора. В незрелых нервных клетках концентрация ионов хлора будет выше, чем в окружающей среде, в результате чего стимуляция рецепторов ГАМК приводит к выходу этих анионов из клетки с последующей деполяризации мембраны. Со временем созревает глутаматная система мозга, ГАМК приобретает роль тормозного нейромедиатора.

ГАМК активирует энергетические процессы мозга, повышает дыхательную активность тканей, увеличивает утилизацию мозгом глюкозы, усиливает кровоснабжение в головном мозге. Ряд производных соединений от ГАМК стимулируют созревание структур мозга и образование стойких связей между популяциями нейронов. Это способствует формированию памяти и ускорению восстановительных процессов после различных поражений мозга

Если мы начинаем использовать ГАМК в виде лекарственного препарата то, следует учесть, что попадает в мозг ГАМК не очень хорошо, но проходит гематоэнцефалический барьер и проникает в нервную систему. Эти молекулы ГАМК окисляются и получается дополнительная энергия.

Основная функция ГАМК как ингибирующего нейромедиатора– блокирование или подавление определенных нервных импульсов. Под его воздействием снижается активность нервной системы и развивается успокаивающий эффект. Происходит снижение или устранение чувства беспокойства, тревоги, страха. Тормозящее действие позволяет предупредить судорожные припадки.

Подавляя активность нервной системы, гамма-аминомасляная кислота облегчает процесс засыпания, устраняет умственное перенапряжение, создает внутреннее спокойствие и умиротворение. ГАМК регулирует и поддерживает нормальный мышечный тонус.

Также с ГАМК связаны такие функции, как внимание, то есть настройка на определенный информационный поток, двигательный контроль, эмоциональный контроль.

Дефицитом ГАМК является то, что человек не имеет достаточного уровня ГАМК для регулирования центральной нервной системы.

Низкий уровень ГАМК может привести к разнообразным физиологическим и психоэмоциональным расстройствам, таким как:

- паническое расстройство;

- стрессовое состояние;

-тревожная депрессия;

-мышечные боли;

-головные боли напряжения и психогенного происхождения;

-Бессонница, прерывистый неглубокий сон;

-нервозность, невозможность расслабиться.

Дефицит ГАМК вызывает расстройства, связанные с употреблением психоактивных веществ, в том числе алкоголя и снотворных средств. После употребления спиртного напитка происходит активация рецепторы ГАМК и тем самым оказывает успокаивающее действие и вызывает ощущение сонливости. Этанол способен проникать через гематоэнцефалический барьер. В головном мозге этиловый спирт поражает рецепторы ГАМК, в результате происходит замедление функционирования нейронов.

Если не хватает ГАМК, то синапсы недостаточно активны и возникает дисбаланс возбуждения и торможения. В легком случае возникает повышенная тревожность, импульсивность, в более тяжелом бессонница. У детей наблюдается синдром дефицита внимания и гиперактивности: не хватает внимания и слишком много двигательных реакций. И самая тяжелая ситуация, когда сильно нарушен баланс, — это эпилепсия

Эпилепсия — это неврологическое заболевание, при котором так много возбуждения, что возникает эпилептический припадок.

Чтобы не допустить эти осложнения необходимо усилить работу ГАМК-системы и использовать лекарственные препараты, которые ГАМКА-рецепторы и ГАМКВ-рецепторы заставляют активно функционировать.

Существуют лекарственные препараты, действующие аналогично естественному нейромедиатору ГАМК:

ГАМК — синтетический аналог нейромедиатора ГАМК (гаммалон, аминалон). Относится к ноотропным средствам, влияющим на метаболизм. Механизм действия: замещение дефицита естественного медиатора ГАМК с дальнейшим действием, аналогичным действию естественного тормозного нейромедиатора в ЦНС. Широко применяется в неврологии после черепномозговых травм, нарушений мозгового кровообращения, атеросклероз церебральных сосудов, артериальная гипертензия, алкогольные энцефалопатии и полиневриты

Соли ГОМК (gamma-hydroxybutyric acid, GHB) — в практике применяют 3 вида солей: натриевая, литиевая, магниевая. Механизм действия ГОМК аналогичен ГАМК. В отличие от прямого аналога ГАМК (аминалона, гаммалона) ГОМК имеет более высокую проникающую способность через гематоэнцефалический барьер и не образует ГАМК-ергические комплексы. Эффекты ГОМК аналогичны эффектам ГАМК и заключаются в нейропротективном, антигипоксическом, кардиотропном, противошоковом, седативном и центральном миорелаксирующем действии. Широко применяется в неврологии, офтальмологии, анестезиологии и интенсивной терапии.

Рацетамы — это класс психоактивных ноотропных препаратов, имеющих пирролидиновое ядро. Механизм действия до сих пор полностью не изучен, но известно, что при воздействии на ЦНС рацетамы не связываются с рецепторами ГАМК. Предполагается, что рацетамы улучшают синаптическую передачу, стимулируют синтез дофамина, увеличивают уровень норадреналина, ацетилхолина и плотность холинорецептров. К эффектам данной группы препаратов относят следующие: нейропротективный, антигипоксический, антиоксидантный, психостимулирующий, мембраностабилизирующий, антиагрегантный. Широко применяются в неврологии и интенсивной терапии при лечении нарушений мозгового кровообращения.

Так же для коррекции состояния ГАМК-дефицита используется витамин В_6. Он обеспечивает протекание многих реакций (цикла Кребса), в процессе которых углеводы перерабатываются в АТФ. В ходе реакций декарбоксилирования происходит образование ГАМК из глутаминовой кислоты и серотонина из триптофана. А ГАМК и серотонин, в свою очередь, являются основными тормозными медиаторами в центральной нервной системе. Таким образом пиридоксин регулирует возбудимость центральной нервной системы, не позволяя ей чрезмерно усиливаться. Благодаря этому при дефиците витамина В6 появляются признаки чрезмерного возбуждения ЦНС, такие, как склонность к судорогам, экзальтации и т.д.

Выводы

Таким образом, ГАМК, несмотря на свою узкую «специальность», - удивительный нейромедиатор. В развивающемся мозге γ-аминомасляная кислота возбуждает нервные клетки, а в развившемся, наоборот, снижает их активность. В качестве путей коррекции γ-Аминомасляной кислоты были приведены лекарственные препараты, являющиеся аналогами ГАМК. Дано краткое описание механизмов действия, оказываемых эффектов, сферы применения описанных препаратов. Так или иначе, несмотря на многообразие существующих и разрабатываемых препаратов, влияющих на ГАМК-ергические связи ЦНС, они в дальнейшем будут разрабатываться и совершенствоваться.

Список литературы:

Щербакова Т.Н., Озерова П.А. Изучение противоотечного действия действия фенибута и новых производных ГАМК. Фармация и фармакология. 2015;3(10):72-74

Семьянов А.В. ГАМК-эргическое торможение в ЦНС: типы ГАМК-рецепторов и

механизмы тонического ГАМК-опосредованного тормозного действия //

Нейрофизиология/Neurophysiology. 2002.

Nuss Ph. (2015). Anxiety disorders and GABA neurotransmission: a disturbance of modulation. Neuropsychiatr. Dis. Treat. 11, 165–175;

Evert Boonstra, Roy de Kleijn, Lorenza S. Colzato, Anneke Alkemade, Birte U. Forstmann. Neurotransmitters as food supplements: the effects of GABA on brain and behavior (англ.) // Frontiers in Psychology. — 2015.

Federico T. F. Enhancement of GABA Release through endogenous activation of axonal gabaa receptors in juvenile cerebellum / T. F. Federico, A. Marty // J. Neurosci. - 2007.

Код для цитирования: Скопировать