Дубынин Вячеслав - Мозг: Глутамат и ГАМК. Эпилепсия, транквилизаторы

• Лекция посвящена медиаторам головного мозга.  

• Предыдущие лекции касались медиаторов периферии.  

• Основные темы: глутаминовая кислота и гамма-аминомасляная кислота ГАМК.  

• Глутаминовая кислота глутамат является главным возбуждающим медиатором ЦНС.  

• Передает сенсорную и двигательную информацию.  

• Используется в центрах памяти и около 40% нейронов.  

• ГАМК гамма-аминомасляная кислота является главным тормозным медиатором.  

• Блокирует ненужные информационные потоки.  

• Важна для функций внимания и двигательного контроля.  

• Нормальный баланс между этими веществами важен для работы мозга.  

• Нарушение баланса приводит к проблемам, таким как СДВГ, тревожность, бессонница и эпилепсия.  

• Для лечения используются агонисты ГАМК и антагонисты глутамата.  

• Противоположные препараты могут вызвать эпилептические припадки.  

• Лекция посвящена этим группам психотропных препаратов.  

• Глутаминовая кислота является стандартной пищевой аминокислотой.  

• Мы потребляем от 5 до 10 граммов глутамата в день.  

• Гематоэнцефалический барьер не пропускает пищевой глутамат, но синтезированный глутамат работает как медиатор.  

• Глутамат синтезируется из альфа-кетоглютаровой кислоты, которая образуется при распаде глюкозы.  

• Альфа-кетоглютаровая кислота и аминогруппа образуют глутаминовую кислоту.  

• Глутамин легко превращается в глутамат с помощью фермента глутаминазы.  

• Глутамат инактивируется в синапсах, превращаясь в глутамин.  

• Глутамат не проходит гематоэнцефалический барьер, что предотвращает судороги от белковой пищи.  

• Растительные токсины, такие как домевая кислота, являются агонистами глутамата и используются для защиты от зоопланктона.  

• Домовая кислота может накапливаться в моллюсках и отравлять более крупных животных.  

• В 1960-х годах чаек в Северной Америке отравили домевой кислотой, что привело к их агрессивному поведению.  

• Люди также могут отравиться моллюсками, содержащими домевую кислоту.  

• Глутамат является самой распространенной аминокислотой в пищевых белках.  

• Вкусовая система человека настроена на глутамат как на знак белка.  

• Глутамат используется в пищевой промышленности как усилитель вкуса и пищевая добавка E620-E629.  

• Глутамат может проходить гематоэнцефалический барьер при высоких дозах.  

• В больших количествах глутамат может вызвать повышенное сердцебиение и другие проблемы.  

• Синдром китайского ресторана описывает состояние, когда человек съедает слишком много глутамата.  

• Существует восемь метаботропных рецепторов и три типа ионотропных рецепторов.  

• Метаботропные рецепторы вызывают ВПСП через чувствительные ионные каналы.  

• Ионотропные рецепторы включают NMDA, AMPA и каинатные рецепторы.  

• NMDA-рецепторы играют ключевую роль в формировании памяти.  

• Они могут быть включены или выключены магниевой пробкой.  

• При повышении заряда в клетке выше -30 мВ магний уходит, и рецептор включается.  

• Включение NMDA-рецепторов делает синапс более эффективным.  

• Это способствует формированию новых каналов для передачи информации.  

• NMDA-рецепторы особенно важны в гиппокампе, где формируется кратковременная и долговременная память.  

• Выбивание магниевой пробки происходит при сильном сигнале.  

• Это делает синапс более эффективным для передачи слабых сигналов.  

• Память формируется через формирование новых каналов для передачи информации.  

• Крыса обучается прыгать на полку в ответ на звонок.  

• В мозге формируются новые связи между височной корой и лобной долей.  

• Эти связи становятся более эффективными, что способствует формированию памяти.  

• Формирование памяти в мозге можно сравнить с работой интернета.  

• Сигналы передаются через случайные каналы, что делает исследование сложным.  

• Механизмы памяти лучше изучены на простых нервных системах, таких как улитки и дрозофилы.  

• Проблемы с балансом возбуждения и торможения решаются антагонистами глутамата.  

• В клинике используются антагонисты NMDA-рецепторов, такие как мемантин и кетамин.  

• Мемантин мягко блокирует NMDA-рецепторы, снижая возбуждение, и используется для лечения тревожности, эпилепсии, травм мозга и нейродегенеративных заболеваний.  

• Кетамин является жестким блокатором NMDA-рецепторов и вызывает наркоз.  

• Используется для кратковременного наркоза, особенно после родов.  

• На выходе из наркоза вызывает галлюцинации, что делает его менее привлекательным для наркоманов.  

• Глутамат инактивируется путем всасывания в глиальные клетки и превращения в глутамин.  

• Глутамин может возвращаться в пресинаптическое окончание и снова превращаться в глутамат.  

• Этот процесс позволяет синтезировать и инактивировать медиатор.  

• ГАМК является тормозной медиатор и промежуточным продуктом распада глюкозы в нервных клетках.  

• ГАМК выполняет две функции: медиатор и промежуточный продукт распада глюкозы.  

• ГАМК в основном используется для получения энергии, а не для торможения.  

• ГАМК в виде таблеток воспринимается нервной системой как источник энергии.  

• Препарат аминолон используется для улучшения питания нервных клеток.  

• ГАМК не очень хорошо проходит гематоэнцефалический барьер, но все равно оказывает положительное влияние на мозг.  

• Ноотропы улучшают общее состояние нервной системы и высшие функции мозга.  

• Они эффективны при хроническом применении в течение 2-4 недель.  

• Примеры ноотропов: пирацетам и фенотропил.  

• ГАМК-А рецепторы ионные каналы для хлора.  

• ГАМК-Б рецепторы метаботропные рецепторы, связанные с калиевыми каналами.  

• ГАМК-А рецепторы более значимы для нервной системы.  

• Антагонисты вызывают судороги, например, бикукулин и пикротоксин.  

• Пикротоксин используется в гомеопатии в очень малых дозах.  

• Агонисты усиливают торможение, например, барбитураты и бензодиазепины.  

• Барбитураты тотально тормозят мозг, используются при эпилепсии и для наркоза.  

• Фенобарбитал входит в состав корвалола и валокордина.  

• Корвалол и валокордин продаются без рецепта, несмотря на содержание фенобарбитала.  

• Открыты в середине XX века, действуют мягче, чем барбитураты.  

• Используются как транквилизаторы и снотворные при умеренной эпилепсии.  

• Примеры: валиум, илениум, фенозепам, гидазепам.  

• Вызывают привыкание и зависимость, влияют на работу синапсов.  

• Длительное использование транквилизаторов может привести к бессоннице и эпилептическим припадкам.  

• Препараты снижают скорость реакции и мышления, что делает их менее подходящими для дневного использования.  

• Поиск более мягких и безопасных транквилизаторов продолжается.  

• ГАМК всасывается в глиальные клетки и превращается в глутамат.  

• Глутамат превращается в глутамин, который снова превращается в ГАМК.  

• Вальпроаты блокируют ГАМК-трансферазу, что снижает торможение в мозге и уменьшает побочные эффекты.  

• Дневные транквилизаторы действуют мягко и не снижают скорость мышления.  

• Примеры: гидозепам, которые можно принимать в течение дня.  

• Эти препараты остаются рецептурными и требуют осторожного использования.  

• Препараты разрабатываются химиками и проверяются на животных.  

• Используются тесты, такие как крестообразный приподнятый лабиринт, для оценки поведения крыс.  

• После успешных испытаний препараты проходят клинические испытания и выводятся на рынок.  

• Агонисты ГАМК являются снотворными препаратами.  

• Сон состоит из двух фаз: глубокого и парадоксального сна.  

• Снотворные препараты облегчают засыпание, но могут нарушать структуру сна.  

• Рекомендуется использовать снотворные препараты только в крайних случаях и в минимальных дозах.  

• Эпилептический очаг — это локальная зона в коре больших полушарий, где баланс возбуждения и торможения нарушен.  

• Волны возбуждения могут захлестывать мозг, вызывая скачки настроения, мышления и сенсорные галлюцинации.  

• Интенсивные волны могут привести к эпилептическому припадку, который вызывает потерю сознания и судороги.  

• Припадки вызваны NMDA-рецепторами, которые активируют кальций и ферменты, что приводит к перегреву нейронов и их гибели.  

• Каждый припадок готовит почву для следующего, запускаясь сильными эмоциями, сенсорными стимулами или недостатком кровоснабжения мозга.  

• Важно предотвращать припадки с помощью агонистов ГАМК или антагонистов глутамата.  

• Электроэнцефалограмма фиксирует характерные волны над эпилептическим очагом, что позволяет контролировать состояние пациента.  

• Лечение с помощью агонистов ГАМК и антагонистов глутамата помогает подавить эпилептический очаг.  

• Важно следить за состоянием ребенка, чтобы предотвратить припадки и улучшить его развитие.  

• В 75% случаев эпилепсия у детей проходит после полового созревания, если вовремя проводить фармакотерапию.  

• Лекарственные препараты играют ключевую роль в лечении эпилепсии, так как психотерапевты малоэффективны.  

• В редких случаях эпилептический статус может создавать необычные мысли и визуальные образы, как у Ван Гога и Достоевского.  

• СДВГ — это минимальная дисфункция баланса возбуждения и торможения, проявляющаяся у детей в виде невнимательности, гиперактивности и импульсивности.  

• Лечение включает педагогические методы, психотерапию и фармакологию, особенно вальпроаты.  

• У 50% взрослых с СДВГ сохраняются отклонения поведения, несмотря на компенсацию.  

• Нормальная деятельность мозга требует баланса возбуждения и торможения.  

• Избыточное возбуждение чаще всего связано с ГАМК-нейронами, которые быстрее стареют и повреждаются.  

• Поддерживающая терапия направлена на ГАМК, чтобы контролировать тормозные системы и улучшать внимание и двигательный контроль.