Реферат з дисципліни Біоорганічна хімія
Підготувала Студентка 1 курсу леч. Факультету 121групи Балашова Дар'я
Білоруський Державний Медичний Університет
Мінськ 2009
Введення
Оі-аміномасляноїкислота (ГАМК, GABA, 4-амінобутановая кислота) - амінокислота, найважливішийгальмівної нейромедіатор центральної нервової системи людини і ссавців., рецепториякого широко поширені в структурах головного мозку.Оі-аміномасляної кислоти є біогенним речовиною. Міститься в ЦНС ібере участь у нейромедіаторних і метаболічних процесах у мозку.Слід зауважити, що ГАМК не є компонентом білків, поліпептидні ланцюгияких складаються з залишків виключно О±-амінокислот.
Гамма-аміномаслянакислота (ГАМК) є одним з основних медіаторів гальмування як впериферичної, так і в центральній нервовій системі. Гамма-аміномаслянакислота зустрічається в ЦНС повсюдно, в самих різних концентраціях. Вона відіграєістотну роль у вуглеводному і амінокислотному обміні в головному мозку, сприяєнормалізації метаболічних процесів в нервовій системі. Під впливом ГАМКактивуються енергетичні процеси мозку, підвищується дихальна активністьтканин, покращується утилізація мозком глюкози, поліпшується кровопостачання. ГАМКнадає стимулюючу дію на цикл Кребса. Вона може служити субстратомокислення в мозковій тканині, викликає загальне збільшення вмісту амінокислот умозку. Існують дані про те, що ця кислота бере участь в пресинаптичнихгальмуванні в якості медіатора в аксо-аксони синапсах.
Яскравимприкладом, що описує функції ГАМК в організмі, є наступний факт:препарат Пікротоксин блокує рецептори ГАМК і викликає конвульсії, оскількичерез нестачу гальмівного дії ГАМК контроль за рухом м'язів стаєутрудненим.
Деякісудомні отрути (алкалоїд бікукулін, Пікротоксин) є специфічнимиантагоністами цієї кислоти.
Отримання in vivo
Гамма-аміномаслянакислота в організмі утворюється з іншої амінокислоти - глютамінової - вреакції декарбоксилювання. Гамма-аміномасляна кислота синтезується тільки внервовій системі при посередництві глутаматдекарбоксилази:
HOOC-CH2-CH2-CH (NH2)-COOH Г HOOC-CH2-CH2-CH2-NH2 + СО2
Глутаміновакислота ГАМК
Циклперетворень в мозку включає такі пов'язані ферментативні реакції, якдекарбоксилювання глутамату з утворенням ГАМК під дієюглутаматдекарбоксилази, так і переамінування ГАМК ГАМК-трансамінази вглутамат з утворенням бурштинового полуальдегіда.
HOOC-CH2-CH2-CH2-NH2 Г HOOC-CH2-CH2-CH (O)
ГАМКБурштиновий полуальдегід
ГАМКв організмі
Оі-аміномаслянакислота є основним інгібіторних трансмітером (передавачем) в ЦНС. Воназдійснює нейрональну трансмісію в 1/3 всіх синапсів головного і спинногомозку. ГАМК відіграє важливу роль у регуляції рухових функцій. При цьомуособливістю нейротрансмітерної організації супраспінальних руховихцентрів (в першу чергу базальних гангліїв і кори мозочка) є великекількість ГАМК-ергіческіх нейронів, що надають гальмівний вплив наактивність спінальних інтер-та мотонейронів через інгібіторні ГАМК-ергічнісистеми, які, перемикаючись в зоровому горбі, церебральної корі і/аборухових ядрах мезодіенцефальной області та мозкового стовбура, йдуть у складіруброспінальний, вестібулоспінальний і ретікулоспінальний трактів. У спинномумозку ГАМК виконує функції інгібіторного трансмітера як на пресинаптичнихрецепторах, локалізованих на терміналах аферентних проекцій, так і напостсинаптичних рецепторах мотонейронів і інтернейрони. (ГАМК-рецептори)
ГАМК-рецептори
РецепториГАМК широко поширені в структурах головного мозку. ГАМК-рецепторирозрізняються як за фармакологічними характеристиками, так і за механізмами функціонування.
ГАМК-рецептори- Група клітинних рецепторів гамма-аміномасляної кислоти. Виділяють три класиГАМК-рецепторів: іонотропних ГАМК-A і ГАМК-C, і метаботропние ГАМК-B.
ГАМК-А-рецептор- Поряд з ГАМК-С-рецептором, один з двох іонотропних ГАМК-рецепторів, що відповідаєза реакцію організму на гамма-аміномасляна кислота. ГАМК-А рецептори(В«КласичніВ» ГАМК рецептори)-складні макромолекулярні структури, пов'язаніз бензодіазепіновими рецепторами. Вони активуються ГАМК і деякими їїагоністами (мусцімол) і блокуються специфічним антагоністом ГАМКбікукулліном. Активація цих рецепторів пов'язана з відкриттям Cl-каналів.
ВВодночас агоністами ГАМК-В рецепторів є ГАМК і баклофен. Цірецептори не блокуються специфічним антагоністом ГАМК бікукулліном, входять вгрупу G-білків і пов'язані з Са2 + і К + каналами.
ГАМК-B-рецептор- Метаботропних трансмембранний ГАМК-рецептор, що впливає на калієвіканали клітини.
ГАМК-C-рецептор- Іонотропних рецепторів Оі-аміномасляної кислоти, пов'язаний з хлоридноканалом. При активації рецептора молекулами ГАМК починається транспорт іонівхлору у внутрішньоклітинний простір, який призводить до інгібуваннянервового імпульсу. Антагоністи ГАМК-С-рецептора підсилюють когнітивніздатності мозку і стимулюють пам'ять.
Представляючиприродний механізм захисту, ГАМК обмежує збудливий стимул якпресинаптичних - через ГАМК-B-рецептори, функціонально пов'язані зпотенціал-залежних кальцієвих каналів пресинаптичних мембран, так іпостсинаптичних через ГАМК-A-рецептори(ГАМК-барбітурати-бензодіазепінрецепторний комплекс), функціонально пов'язані зпотенціал-залежними хлорних каналів.
Особливошироко поширені в структурах мозку ГАМК-A-рецептори. Найбільша їхщільність визначається в скроневій і лобовій корі, гіпокампі, мигдалеподібних ігіпоталамічних ядрах, чорній субстанції, сірій речовині навколо водопроводу, ядрахмозочка. Кілька в меншому ступені рецептори представлені в хвостатому ядрі, шкаралупі,таламусі, потиличної корі, епіфізі.
Активаціяпостсинаптичних ГАМК-A-рецепторів призводить до гіперполяризації клітиннихмембран і гальмування збуджувального імпульсу, викликаного деполяризацією.ГАМК-A-рецептор складається з трьох субодиниць. Всі три субодиниці (альфа, бета ігамма) пов'язують ГАМК.
Основнафізіологічна роль ГАМК - створення стійкої рівноваги між збудливимиі гальмівними системами.
Довгийчас вважалося, що ця амінокислота виключно пов'язана з синаптическимгальмуванням. Але виявилося, що на ранніх етапах розвитку мозку ГАМК опосередковуєпереважно синаптічеськоє збудження. У дорослому мозку збуджуючафункція ГАМК зберігається лише частково, поступаючись місцем синаптичнихгальмуванню.
-ПереносГАМК
МолекулиГАМК, як і інших нейропередатчіков, в пресинаптичних ділянці переносяться зцитоплазми в везикули за допомогою спеціальних транспортерів, які використовуютьпротонний градієнт, створюваний везикулярне АТФази. У разі ГАМК попротонному градієнту рухаються спочатку аніони Cl-, які потім обмінюються нааніони ГАМК. Після вивільнення ГАМК в синаптичну щілину починається її захопленняелектрогенний транспортерами. Ці транспортери локалізуються як в астроцити, такі в самих нейронах. Оскільки транспорт є електрогенний, аніонамінокислоти переноситься разом з двома катіонами Na + і одним аніоном Cl-.
РІЗНОМАНІТНІСТЬФОРМ ГАМК-ергічні ГАЛЬМУВАННЯ
ФормиГАМК-ергічної гальмування вельми різноманітні; їх відрізняють один від одного ряддосить специфічних ознак.
перше,принциповим моментом є те, яка клітка (збуджувальних або гальмівних)піддається гальмуванню. Якщо гальмуються ГАМК-ергічні інтернейрони, токінцевим результатом буде підвищення збудливості нейронної мережі, що включає всебе ці одиниці. Якщо ж гальмуванню піддається збудлива клітина, то цепризведе до зниження збудливості відповідної групи нейронів.
друге,важливий ділянку постсинаптичні клітини, на якому знаходяться ГАМК-ергічнісинапси. Грунтуючись на морфологічних і функціональних особливостях ГАМК-ергічнінейронів, можна виділити два основні класи таких ділянок. Перший - цеГАМК-ергічні інтернейрони, аксони яких закінчуються на дендритахклітин-цілей; наявність іннервації такого типу дозволяє інтернейрони впливати напоширення каль...
