Аміномасляна кислота - біологія

добре у воді (1300 г · l −1 при 25 ° C) [2]

кислота

12680 мг кг -1 (миша, перорально) [2]

γ-Аміномасляна кислота (ГАМК, з англійської гамма-Аміномасляна кислота) - це біогенний амін глутамінової кислоти, амін масляної кислоти та найважливіший гальмівний (гальмівний) нейромедіатор у центральній нервовій системі. За хімічною структурою це непротеїногенна амінокислота. З протеїногенних (тобто містяться в білках) α-Амінокислоти він відрізняється положенням аміногрупи щодо карбоксильної групи: ГАМК - одна γ-Амінокислота, оскільки аміногрупа знаходиться на третьому атомі вуглецю після атома вуглецю карбоксилу. З тими, що містяться в білках α-З іншого боку, в амінокислотах аміногрупа розташована на вуглеці, що прилягає до атома карбокси вуглецю.

Рецептори

ГАМК зв'язується зі специфічними рецепторами. Існують іонотропні та метаботропні рецептори ГАМК:

  • рецептор GABAA - це ліганд-закріплений хлорид-іонний канал (іонотропний), який відкривається та спрацьовує інгібуючий сигнал, як тільки GABA зв'язується з ним.
  • рецептор GABAA-ρ, колись відомий як рецептор GABAC, є іонотропним рецептором. Він відрізняється від рецептора GABAA тим, що складається з ρ субодиниць, і багато фармакологічних речовин, таких як бензодіазепіни та барбітурати, неефективні для цього рецептора.
  • рецептор GABAB належить до рецепторів, пов'язаних з G-білками (метаботропними). Це опосередковує підвищену ймовірність відкриття калієвих каналів. Це призводить до гіперполяризації клітинної мембрани. Крім того, зменшується ймовірність відкриття кальцієвих каналів. Цей ефект в основному помітний пресинаптично, тут вивільнення передавача гальмується.

Біосинтез та обмін речовин

ГАМК створюється з глутамату з використанням глутаматдекарбоксилази (GAD). В один крок найважливіший збудливий нейромедіатор стає найважливішим гальмівним нейромедіатором.

$ \ longrightarrow $ CO2 +

ГАМК частково транспортується до сусідніх гліальних клітин. Там він перетворюється в сукцинатний напівальдегід за допомогою ГАМК-трансамінази і, таким чином, може бути введений в цикл лимонної кислоти і розбитий.

Рецептори ГАМК часто виявляються на пресинаптичній клітині, що призводить до пресинаптичного гальмування. Після його використання нейромедіатор ГАМК може бути знову потраплений у пресинаптичну клітину і зберігатися у везикулах, метаболізуватися ГАМК-трансаміназою або оброблятися далі в циклі глутаміну в клітинах глії.

Рецептори ГАМК також відіграють важливу роль у розвитку мозку. Цікаво, що ГАМК має збудливу дію на плід і має важливе значення для встановлення нейрональних зв’язків.

Роль ГАМК в підшлунковій залозі

ГАМК відомий як гальмівний нейромедіатор. У різних ендокринних клітинах ГАМК пригнічує секрецію гормонів, гіперполяризуючи клітинну мембрану. Найважливішим ефектом у підшлунковій залозі є пригнічення секреції глюкагону альфа-клітинами острівців Лангерганса.

Синтез та секреція

В інсуліноутворюючій бета-клітині острівців Лангерганса в підшлунковій залозі ГАМК виробляється з глутамату ферментом GAD65 (глутаматдекарбоксилаза) та ізоформою GAD67. Бета-клітина виділяє ГАМК через три системи: через SLMV (синаптичні, як мікровезикули, нагадують синаптичні везикули), над невеликою частиною LDCV (великі щільні серцевинні пухирці, містять інсуліно-цинковий комплекс), а також, можливо, також через (неспецифічні?) транспортні системи плазматичної мембрани для органічних кислот та амінокислот.

Відповідні везикули мають транспортер ГАМК (VIAAT/VGAT) та вакуолярну Н + -АТФазу, яка створює електрохімічний градієнт, транспортуючи протони в гранули (підкислення) і, таким чином, формує драйв для завантаження гранул.

регулювання

Спочатку секреція ГАМК є конститутивною (весь організм секретується кожні чотири години). Крім того, відбувається везикулярна секреція, яка регулюється припливом кальцію, подібним до інсуліну (10% гранул інсуліну LDCV містять ГАМК; SLMV також виділяється у відповідь на приплив кальцію). Кількість секретованого ГАМК становить, серед іншого, регулюється cAMP/PKA (стимуляція системи, наприклад, глюкагоноподібним пептидом 1 (GLP1)) шляхом індукування GAD67 і, на відміну від усіх фізіологічних концепцій, швидше знижується глюкозою, оскільки GABA через Шунтування ГАМК метаболізується в мітохондріях. Обмежуючим ферментом є ГАМК-трансаміназа ГАМК-Т.

ефект

Секретується ГАМК знаходиться в міжклітинному просторі і досягає мантії острова дифузією або регулярним капілярним потоком. Там він досягає альфа-клітин, що продукують глюкагон. Вони мають іонотропний рецептор ГАМК. Його активація спричиняє приплив хлориду та гіперполяризацію плазматичної мембрани і, таким чином, пригнічення секреції глюкагону.

фізіологія

Стара концепція полягає в тому, що глюкоза пригнічує секрецію глюкагону. Важливим принципом тут є те, що глюкоза збільшує кількість рецепторів ГАМК на альфа-клітині. ГАМК присутній у високій концентрації (конституційно). Таким чином, приблизно 30% ефекту глюкози можна пояснити ГАМК. ГАМК не має опосередкованого рецептором ефекту на бета-клітину; секреція соматостатину дельта-клітин також пригнічується.

Клінічний прогноз

Робляться спроби пояснити підвищене утворення глюкагону у діабетиків дефіцитом ГАМК (через відсутність синтезу через відсутність або виснаження бета-клітин). Існує ідея придушення активності Т-лімфоцитів, опосередкованих рецептором GABAA.