Ингибиторный постсинаптический потенциал
Ингибиторный постсинаптический потенциал (IPSP) — изменение мембранного потенциала постсинаптических нейронов вследствие стимуляции рецепторов ингибиторных нейротрансмиттеров.
А. ГАМК
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК, GABA) — главный ингибиторный нейротрансмиттер ГАМКергических центральной нервной системы и сетчатки. ГАМК является непротеиногенной аминокислотой.
Функции ГАМК
ГАМК в синапсах головного мозга через стимуляцию специфических трансмембранных рецепторов пре- и постсинаптических нейронов. Стимуляция ГАМК-рецепторов вызывает открытие ионных каналов, обеспечивая вход ионов Cl− в нейрон или выход из нейрона ионов K+. Это вызывает гиперполяризацию мембраны клетки. Известны 3 вида рецепторов ГАМК — ионотропные ГАМКA- и ГАМКC-рецепторы, сопряженные с ионными каналами и метаботропные ГАМКB-рецепторы, сопряженные с G-протеинами.
Синтез
ГАМК синтезируется из глутамата посредством глутаматдекарбоксилазы, использующей пиридоксальфосфат (витамин B6) в качестве кофермента.
Распад
ГАМК подвергается трансаминированию, а затем окислению с образованием сукцината (янтарной кислоты), которая вступает в цикл Кребса.
ГАМКA- и ГАМКC-рецепторы
- являются ионотропными рецепторами, стимуляция которых вызывает открытие Cl−-каналов.
ГАМКB-рецепторы
- являются метаботропными трансмембранными рецепторами, стимуляция которых вызывает активацию G-протеина и аденилатциклазы с продукцией цАМФ и открытием K+-каналов.
Общим эффектом стимуляции ГАМКергических рецепторов является гиперполяризация постсинаптической мембраны нейронов с предотвращением развития потенциала действия.
Б. Глицин
Функции глицина
Глицин — протеиногенная аминокислота и ингибиторный нейротрансмиттер в центральной нервной системе, особенно в спинном мозге, стволе и сетчатке.
Синтез
Глицин синтезируется из аминокислоты серина с участием тетрагидрофолата и фермента серингидроксиметилтрансферазы.
Из CO2 + NH4 с участием тетрагидрофолата и NAD+ посредством глицинсинтазы.
Деградация
Глицин разрушается глицин-расщепляющим ферментом с образованием CO2 + NH4 с участием тетрагидрофолата и NADH+.
Превращение глицина в серин посредством серингидроксиметилтрансферазы. Затем серин посредством сериндегидратазы превращается в пируват.
Рецепторы
Стимуляция ионотропных рецепторов глицина GlyR вызывает открытие Cl−-каналов, что вызывает развитие ингибиторного постсинаптического потенциала (IPSP), гиперполяризацию.
Норадреналин. Функции. Ферменты, участвующие в синтезе норадреналина. Типы рецепторов норадреналина. Высвобождение и деградация норадреналина. Механизм нейрональной трансдукции с вовлечением рецепторов норадреналина.
А. Норадреналин
Норадреналин — главный симпатический нейромедиатор центральной и симпатической нервной системы.
Функции норадреналина
Норадреналин выделяется адренергическими нейронами центральной и симпатической нервной системы. Действие норадреналина осуществляется через адренергические рецепторы нейронов и периферических тканей.
Синтез
Норадреналин синтезируется из предшественников в несколько этапов: 1) окисление тирозина (образуется диоксифенилаланин — ДОФА); 2) декарбоксилирование ДОФА (образуется дофамин); 3) гидроксилирование дофамина (образуется норадреналин).
Деградация
У млекопитающих норадреналин разрушается до различных метаболитов: 1) норметанефрин посредством катехол-O-метилтрансферазы (COMT); 2) 3,4-дигидроксиминдальная кислота посредством моноаминоксидазы (MAO); 3) 3-метокси-4-гидроксиминдальная кислота посредством MAO; 4) 3-метокси-4-гидроксифенилгликол посредством MAO.
Везикулярный транспорт
Между этапами декарбоксилирования и гидроксилирования норадреналин переносится в везикулы посредством везикулярных транспортеров моноаминов (VMAT).
Высвобождение
Высвобождение норадреналина из везикул модулируется α2-адренорецепторами — отрицательная обратная связь.
Рецепторы
Адренергические рецепторы — класс G-протеин-ассоциированных рецепторов. Функционально выделяют 2 главные группы рецепторов: α-адренорецепторы (α1 и α2-адренорецепторы) и β-адренорецепторы.
α1-Адренорецепторы сопряжены с Gq-протеином, активирующим фосфолипазу C (PLC). В свою очередь PLC высвобождает инозитолтрифосфат, который стимулирует выход Ca2+ из эндоплазматического ретикулума. Поэтому стимуляция α1-адренорецепторов вызывает высвобождение нейромедиаторов и сокращение гладких миоцитов.
α2-Адренорецепторы сопряжены с Gi-протеином, поэтому их стимуляция ингибирует аденилатциклазу, что приводит к снижению продукции цАМФ. Поэтому стимуляция α2-адренорецепторов вызывает сокращение гладких миоцитов и ингибирование высвобождения нейротрансмиттера.
β-Адренорецепторы сопряжены с Gs-протеином, поэтому их стимуляция активирует аденилатциклазу, продуцирующую цАМФ.
Ацетилхолин. Функции. Ферменты, участвующие в синтезе и инактивации ацетилхолина. Типы рецепторов ацетилхолина. Механизм нейрональной трансдукции с вовлечением рецепторов ацетилхолина.
Б. Ацетилхолин
Ацетилхолин — нейротрансмиттер периферической и центральной нервной системы.
Функция
В периферической нервной системе ацетилхолин стимулирует сокращение мышц. Ацетилхолин вызывает открытие лиганд-открываемых натриевых каналов клеточной мембраны. Вход Na+ вызывает сокращение мышц. В то же время, сократимость кардиомиоцитов снижается. Эти различия обусловлены разными типами рецепторов ацетилхолина. В автономной нервной системе ацетилхолин высвобождается во всех пре- и постганглионарных парасимпатических нейронах, во всех преганглионарных симпатических нейронах, некоторых постганглионарных симпатических нейронах (например, в потовых железах).
В центральной нервной системе ацетилхолин выполняет функцию нейромодулятора.
Синтез и деградация
Ацетилхолин синтезируется посредством холинацетилтрансферазы из холина и ацетил-КоА. Ацетилхолинэстераза (холинэстераза) превращает ацетилхолин в неактивные метаболиты холин и ацетат.
Рецепторы
Существуют два основных класса рецепторов ацетилхолина: никотиновые рецепторы ацетилхолина (nAChR) и мускариновые рецепторы ацетилхолина (mAChR).
Никотиновые рецепторы ацетилхолина являются ионотропными каналами, проницаемых для ионов Na+ и K+. Стимуляция Н-холинорецепторов вызывает деполяризацию мембраны клетки-мишени. Десенситизация Н-холинорецепторов обусловлена фосфорилированием их субъединиц посредством PKA и PKC.
Мускариновые рецепторы являются метаботропными G-протеин-ассоциированными рецепторами. Стимуляция М-холинорецепторов вызывает биохимические каскады, сопряженные с продукцией вторичных посредников и открытием ионных каналов.