Гамма - аминомаслянная кислота и психические расстройства ( по данным нейровизуализации)

                Дисбаланс между возбуждением и торможением при передаче сигналов нейронами головного мозга рассматривался,  как один из молекулярных механизмов, ответственных за психические расстройства.  В этом контексте мультимодальные исследования, связывающие непрерывный технический прогресс в нейровизуализации с методами измерения концентраций нейротрамситтера, могут представлять собой поворотный момент для подобных доказательств in vivo. Возможность связать психопатологию, генетику, нейроанатомию и функционально-биохимическую активность мозга может привести исследования в психиатрии психиатрические к  пониманию этиологии и патогенеза психических расстройств.

Методы нейровизуализации третьего поколения

             Исследования нейровизуализации третьего поколения были обогащены достижениями в области магнитно-резонансной спектроскопии (MRS), измеряющей концентрацию важных нейротрансмиттеров, таких как ингибирующая аминокислота ГАМК ( гамма - аминомаслянная кислота , GABA ).

Ограничения магнитно - резонансной спектроскопии

            Магнитно-резонансная спектроскопия является методом выбора для неинвазивного измерения концентрации ГАМК in vivo в отдельных областях мозга. Однако, прямая интерпретация результатов MRS ограничена внутренними особенностями этой методики. В частности, получение сигнала ГАМК ограничено большими (например, 3 × 3 × 3 см 3 ) одиночными вокселями, так как мульти-воксельная спектроскопия обычно измеряет метаболиты с более длительной релаксацией Т2, такие как N-ацетиласпартат , холин  и креатин (Cr). Это приводит к широкой гетерогенности между исследованиями в исследуемой анатомической области. Более того, MRS может определять только общую концентрацию нейрохимических  и не может различать отдельные функциональные пулы, что затрудняет выводы о доступности нейротрансмиттеров.

              В этом контексте мультимодальные подходы, объединяющие MRS с другими взаимодополняющими методами, могут привести к всесторонней интерпретации нейрохимических основ патологий головного мозга. В качестве примера можно привести мультимодальную МRS и функциональную магнитно-резонансную томографию (fМRT), которые помогают изобразить нейрохимические и функциональные патологические механизмы, ответственные за сложные психические расстройства.

Нейрофизиологические исследования

                Нейрофизиологические исследования , такие, как электроэнцефалография (ЭЭГ) или магнитоэнцефалография (МЭГ), измеряющая колебательную активность в нейрональных ансамблях головного мозга, могут иметь основополагающее значение для интерпретации результатов по концентрации ГАМК, поскольку гамма - аминомаслянная кислота , ​​как было показано, положительно коррелирует со специфическими для стимула нейронными колебаниями.

Гамма - аминомаслянная кислота и психические расстройства

             Гамма - аминомаслянная кислота  является основным ингибирующим нейромедиатором в центральной нервной системе млекопитающих. Теории о его дисфункции при шизофрении предполагают, что изменения в нервной цепи с участием ГАМК играют роль в механизмах этого психического расстройства и связанных с ним когнитивных нарушений.  Также установлена ​​роль дисфункции ГАМК в различных психических расстройствах, таких как биполярное расстройство (BD) или большое депрессивное расстройство (MDD).

            При шизофрении (SZ)  унимодальные исследования дали смешанные результаты, так как в литературе сообщалось о повышенных, пониженных или неизмененных уровнях ГАМК в зависимости от региона, фазы заболевания и лечения.  И наоборот, мультимодальные результаты показали снижение уровня глутамата, но не ГАМК, у больных шизофренией.

           Действительно, в то время как большинство авторов оценивали влияние диагноза на концентрацию ГАМК, другие рассматривали влияние возраста, антипсихотиков и роль ГАМК в разных фазах заболевания. Однако, наиболее часто сообщаемый результат исследований заключается в том, что концентрация ГАМК снижается у пациентов с шизофренией по сравнению со здоровыми людьми. В частности, ГАМК была снижена в медиальной лобной коре (MFC)  и затылочной коре (OC) , причем,  результат был модулирован по возрасту в MFC  и не зависел от  типа лекарства или его дозировки.  Наблюдаемое снижение уровня ГАМК в MFC у старых больных шизофренией  по сравнению с сопоставимым по возрасту контролем  позволяет предположить, что концентрация ГАМК снижается с увеличением возраста у пациентов.  Независимость изменений в OC от дозировки лекарств была далее распространена на базальные ганглии, что предполагает, гипотезу о снижение ГАМК в этих областях , которое обусловлено расстройством, наблюдаемым также у пациентов с первым эпизодом , а не эффектом лечения. Снижение уровня ГАМК в префронтальных зонах у больных шизофренией  было описано только при выполнении МRS при очень высоком (7 Т) магнитном поле. Стоит отметить, что пациенты, принимающие только типичные антипсихотические средства, имели более высокую концентрацию ГАМК, чем те, которые принимали только атипичные антипсихотические препараты.

             По- видимому, концентрацию ГАМК в отдельности нельзя считать биомаркером шизофрении, в то время как потенциальное нарушение баланса между возбуждением и торможением, которое можно измерить с помощью соотношения глутамат / ГАМК, требует более глубокого изучения. К сожалению, GABA пока нельзя считать биомаркером биполярного аффективного расстройства ( BD).  Первичный дефицит глутаматергического метаболизма может вызывать аберрантные паттерны активации нейронов в областях, специфически релевантных для экспрессии ангедонического поведения при большом депрессивном расстройстве, особенно, в состоянии рецидива депрессии. Кроме того , сниженные уровни гамма - аминомаслянной кислоты были выявлены при расстройствах аутистического спектра.

         Биохимические исследования , показали снижение гиппокампальной передачи сигналов глутамата при шизофрении и отсутствие дефицита в синтезе гамма - аминомаслянной кислоты.  Тем не менее, мультимодальное исследование, сочетающее функциональную магнитно-резонансную томографию и MRS, выявило, что активность поясной извилины коры связана с глутаматом, N- уровней ацетиласпартата и ангедонии у пациентов с депрессией. Наиболее часто увеличение глутаматергических метаболитов было обнаружено в передней части поясной извилины ( АСС) при синдроме дефицита внимания и гиперактивностии ( СДВГ).

          Не было обнаружено различий в уровнях гамма - аминомаслянной кислоты при паническом расстройстве, синдроме посттравматического стрессового расстройства и синдроме дефицита внимания и гиперактивности по сравнению со здоровыми людьми.