Трансмиттеры нервной системы
Трансмиттеры представляют собой химические мессенджеры, присутствующие в пресинаптических нервных окончаниях и высвобождаемые в щель синапса в ответ на потенциал действия . Эти трансмиттеры связываются со специфическими рецепторами, присутствующими на постсинаптической мембране, и таким образом облегчают передачу потенциала действия через синапс . Нейромедиаторы широко классифицируются на аминокислоты, пептиды и моноамины в зависимости от их химических свойств. Аминокислотные нейротрансмиттеры включают глутамат, γ-аминомасляную кислоту, аспартат и глицин, которых достаточно много в центральной нервной системе. Субстанция P, холецистокинин, опиоиды и нейропептид Y также относятся к категории пептидных трансмиттеров мозга.
Возбуждающие и тормозные трансмиттеры нервной системы
В категории моноаминов хорошо изучены несколько трансмиттеров, включая серотонин, дофамин, норадреналин и адреналин, и показано, что они участвуют в различных нервно-психических расстройствах . Функционально глутамат, аспартат, дофамин, адреналин и норадреналин считаются возбуждающими трансмиттерами, тогда как гамма-аминомасляная кислота, глицин и серотонин являются основными тормозными трансмиттерами в зрелой центральной нервной системе млекопитающих. C-MRS в сочетании с введением 13 C-меченых респираторных субстратов (глюкозы и ацетата) позволяет анализироватьспецифическую метаболическую активность клеток у животных, а также в головном мозге человека. Это обеспечивает не инвазивное измерение скорости церебрального метаболизма окисления глюкозы, производства АТФ и цикла трансмиттеров.
Гомеостаз метаболитов мозга
Какую роль в патогенезе депрессии играет гомеостаз метаболитов мозга?
Гомеостаз метаболитов центральной нервной системы играет очень важную роль в функциональной активности мозга. Было показано, что он влияет на модели животных и людей с различными психоневрологическими расстройствами , включая депрессию. Несколько небольших молекул, включая N-ацетиласпартат (NAA) (~9 мкмоль/г), аланин (~1 мкмоль/г), аспартат (~1,2 мкмоль/г), холин (~1,5 мкмоль/г), креатин (~ 7 мкмоль/г), ГАМК (~1,5 мкмоль/г), глутамат (~10 мкмоль/г), глутамин (~2,5 мкмоль/г), глицин (~1 мкмоль/г), мио-инозитол (~6 мкмоль/г). г) и таурин (~ 1,2 мкмоль/г) составляют основную часть пула метаболитов в здоровом мозге. Помимо предшественников различных метаболитов, эти молекулы выполняют различные важные функции, включая передачу сигнала, осморегуляцию, рост клеток и синтез белка . Глутамат, высвобождаемый в синаптическую щель, увеличивает мембранный потенциал постсинаптических нейронов, делая их более подготовленными для возникновения потенциала действия. Более того, он играет критическую роль в долговременной потенциации , пластичности синапсов, обучении и памяти и реализации различных когнитивных функциях . Точно так же гамма - аминомасляная кислота - основной тормозной трансмиттер зрелого мозга, ингибирует распространение потенциала действия . Несколько исследований выявили участие этой кислоты в обучении и памяти , агрессивно- защитном поведении и импульсивности . NAA локализуется в основном в нейронах и, как известно, является маркером жизнеспособности и здоровья нейронов. Он действует как предшественник NAAG, формы хранения аспартата, и выполняет множество других функций . Миоинозитол, в основном локализованный в астроглии, действует как осмолит, играет важную роль в росте клеток и считается маркером популяции нейроглии. Более того, он также считается маркером воспаления в тканях мозга. . Около 20 жизненно важных метаболитов, которые включают вышеупомянутые молекулы, могут быть обнаружены и количественно определены in vivo с помощью различных методов МР-спектроскопии в головном мозге человека и животных.
Что из себя представляет цикл "глутамат - глутамин"?
Мозг человека составляет 2% от массы тела, но на него приходится 20% всей потребляемой энергии, что указывает на его огромную потребность в энергии . В зрелом мозге эта потребность в энергии в основном удовлетворяется за счет окисления глюкозы. Большая часть энергии, концентрирующейся в мозге, используется для процессов, связанных с глутаматергической и ГАМКергической нейротрансмиссией. Глутамат, высвобождаемый из глутаматергических нейронов в щель синапсов, поглощается астроцитами и превращается в глутамин с помощью глутаминсинтетазы. Глутамин транспортируется обратно к нейронам, гидролизуется до глутамата и вновь упаковывается в везикулы для следующего высвобождения. Этот процесс называется циклом трансмиттеров глутамат-глутамин . Точно так же субстратный цикл с участием ГАМК и глутамина (ГАМК-глутамин) происходит между ГАМКергическими нейронами и астроцитами . В этом цикле высвобождаемая ГАМК в синапс поглощается в основном астроцитами, где она метаболизируется в сукцинат с помощью ГАМК-трансаминазы, входит в цикл трикарбоновых кислот и в конечном итоге превращается в глутамин. Образовавшийся таким образом глутамин далее транспортируется к ГАМКергическим нейронам и превращается в гамма-аминомасляную кислоту последовательным действием глутаминазы и глутаматдекарбоксилазы.
Добавить комментарий