Глутамат как медиатор

Глутаминовая кислота представляет собой один из основных компонентов всех животных тканей, но в мозге ее концентрация особенно высока, причем в нейронах выше, чем в глии. Введение глутамата в кору мозга методом микроинофореза вызывает очень сильную реакцию возбуждения. Следовательно, это вещество, как полагают, может оказаться основным медиатором возбуждения в центральной нервной системе. (Необходимо, однако, отметить, что введенные таким же образом аспарагиновая и цистеиновая кислоты также обладают мощным возбуждающим действием, но продукты их декарбоксилирования — -аланин и таурин — оказывают тормозящий эффект.) [c.340]

Роль глутамата как медиатора возбуждения была убедительно показана при изучении нервно-мышечных соединений членистоногих [71]. Подобным же образом на членистоногих, а именно при изучении особых тормозных нейронов, имеющихся в их нервной системе, была однозначно доказана функция у-аминомасляной кислоты как тормозного медиатора. Что касается роли этих соединений у позвоночных, то тут [c.339]

Дополняющими действие ингибиторных медиаторов GABA и глицина являются аминокислотные медиаторы глутамат и аспартат их особенно много в гиппокампе. Поскольку предполагается, что глутамат принимает участие в длительных синаптических изменениях, связанных с обучаемостью и памятью, этот отдел мозга исследован наиболее тщательно. Однако и дру- [c.295]

Примевение. Наиб, интерес представляют 20 L-a-A. (аланин, аргинин, аспарагин и др.), входящих в состав белковых молекул. Смеси L-A., а также индивидуальные А. (напр., метионин) применяют в медицине для парэнтерального питания больных с заболеваниями пищеварит. н др. органов, при нарушениях обмена в-в и др. лизин, метионин, треонин, триптофан-ъ животноводстве для обогащения кормов глутамат натрия и лизин-в пищ. пром-сти. (о-А. и их лактамы служат для пром. произ-ва полиамидов. у-Амино-масляная к-та (аминалон)-медиатор в центр, нервной системе, применяется как лек. ср-во при сосудистых заболеваниях головного мозга. Ароматич. А. используют в синтезе красителей и лек. ср-в. На основе аминокарбоновых и ами-нофосфоновых к-т синтезируют селективные комплексоны. комплексообразующие иониты, лигандообменные сорбенты, ПАВ. [c.139]

Классификация медиаторов как стимуляторных или ингибиторных нецелесообразна, так как их функция зависит от конкретного синапса и постсинаптического рецептора. Ацетилхолин, например, является стимулирующим медиатором в нейромышечной концевой пластинке, и в то же время проявляет ингибирующее действие в синапсе между блуждающим нервом и волокном сердечной мышцы. Мы уже упоминали о различии между никотиновыми и мускариновыми ацетилхолиновыми рецепторами. Однако на примере Aplysia было показано, что функция медиатора может оказаться еще более сложной. У этого организма имеется по крайней мере три типа холинэргических синапсов, или ацетилхолиновых рецепторов два ингибиторных и один возбуждающий. Ингибиторные синапсы различаются по ионной специфичности на одной постсинаптической мембране ацетилхолин увеличивает проницаемость для ионов калия, а на другой — для ионов хлора, в обоих случаях вызывая гиперполяризацию мембраны. На возбуждающем синапсе ацетилхолин вызывает деполяризацию, открывая натриевые каналы. Аналогичная двойная функция описана для медиаторов допамина и серотонина. Поэтому можно сказать только то, что ацетилхолин и глутамат, как правило, являются стимулирующими медиаторами, а глицин, 7-аминомасляная кислота и нор-адреналин — ингибиторными. [c.214]

Аминокислотные медиаторы подразделяются на две группы возбуждающие кислые (глутамат и аспартат) и ингибиторные нейтральные (7-аминомасляная кислота, глицин, р-аланин и таурин). В соответствии с нащими критериями отнесения к медиаторам наиболее яркие представители этого класса — глицин и GABA [22] (рис. 8.23). [c.229]

Данные о функционировании глутаминовой и аспарагиновой аминокислот в качестве возбуждающих нейромедиаторов позвоночных и членистоногих довольно обстоятельны, хотя для глутамата они гораздо убедительнее. Известны мощные нефизиологические агонисты этих медиаторов, такие, как каиновая кислота — нейротоксин из японской водоросли, являющийся структурным аналогом глутамата (рис. 8.26). Отмечена также высокая концентрация глутамата во всей центральной нервной системе, и полагают, что он представляет собой наиболее распространенный возбуждающий медиатор. [c.232]

Глутамат и аспартат. Функцию медиаторов выполняют и некоторые аминокислоты. Важнейшие представители этой группы медиаторов — глутаминовая кислота (глутамат) и близкая к ней аспарагиновая кислота (аспартат). Эти вещества являются широко распространенными продуктами промежуточного обмена во всем организме, в том числе и в мозге поэтому могло бы показаться, что они вряд ли способны играть роль специфических нейромедиаторов. Однако в работах ван Харре-вельда и Мендельсона (1959) и в более поздних исследованиях было показано, что глутамат служит химическим передатчиком в нервно-мышечных синапсах ракообразных (см. гл. 18). Хотя в опытах на головном мозге нельзя получить столь же убедительные результаты, получено много данных в пользу того, что и здесь глутамат и (или) аспартат могут служить медиаторами возможно, они высвобождаются из окончаний некоторых проекционных нейронов (см. рис. 25.8Д) и оказывают кратковременное возбуждающее действие. [c.177]

Синаптические пузырьки диаметром 50-60 нм, так называемые малые прозрачные синаптические пузырьки (в отлтие от другой популягдаи — больших электронно-плотных пузырьков), аналогичные холинергическим синаптическим пузырькам из электрического организма ската, вьщелены из разных отделов нервной системы представителей практически всех таксономических Фупп животных. Эти пузырьки отличаются низкой электронной плотностью содержимого. Они заполнены низкомолекулярными нейромедиаторами (АХ, катехоламины, глутамат, ГАМК, глицин) в отличие от больших электронно-плотных пузырьков, заполненных медиаторами пептидной природы. [c.214]

Имеется несколько структурных аналогов возбуждающего медиатора глутамата, которые являются конвульсантами, а при более высоких концентрациях — нейротоксичными агентами. Один из наиболее мощных агонистов — каиновая кислота (рис. 8.26) она используется для создания специфических очагов поражения (с. 232), но не конкурирует с глутаматом за общий рецептор. [c.296]

Электрические синапсы довольно модный у беспозвоночных и низших позвоночных (круглоротых и рыб), у высших позвоночных большинство синапсов — химические. Использование в организмах ХС связано с их характерной особенностью — преобразованием электрического сигнала в химический и обратно. В них одинаковые электрические импульсы могут вызывать выделение самых разных веществ-медиаторов например, у кольчатых червей в нервно-мышечных синапсах используется тот же ацетилхолин, что и у позвоночных, а у членистоногих (например, насекомых), которые произошли в ходе эволюции от кольчатых червей используется в таких синапсах совсем другой медиатор — глутамат. С другой стороны, в ХС один и тот же медиатор, действуя на разные клетки-мишени, может открывать совершенно разные каналы. Например, ацетилхолин в одних случаях открывает чисто калиевые или чисто натриевые каналы, в других — [c.170]

ОТ этого при ритмической стимуляции медленного аксона сначала возникает только небольшой и медленный ответ в виде градуального потенциала. Однако по мере дальнейшей тетани-зации амплитуда ответа начинает возрастать и может даже возникнуть потенциал действия (см. рис. 18.8). Такое усиление реакции называют облегчением (фасилитацией). Подобная картина объясняется в основном различиями в мобилизации и высвобождении медиатора глутамата. Она показывает, что функционирование этих синапсов весьма специфическим образом зависит от длительности и характера нервной стимуляции. Эта зависимость от использования есть выражение пластичности синапсов, и она играет важную роль в синаптических механизмах, лежащих в основе памяти и научения (гл. 30). [c.21]

Особый интерес представляют клетки-зерна в коре мозжечка. Это проекционные нейроны с короткими аксонами, обеспечивающие связь между двумя слоями коры. Ввиду огромного числа этих клеток (10—100 млрд., см. гл. 22) можно сказать, что клеток этого медиаторного типа в нервной системе больше, чем всех остальных нейронов, взятых вместе. К использующим те же медиаторы проекционным путям относятся также волокна, идущие от обонятельных луковиц к обонятельной коре, от энторинальной коры к гиппокампу и зубчатой фасции и от коры к хвостатому ядру. Во всех этих местах глутамат и аспартат оказывают возбуждающее действие. Интересно, что митральные клетки обонятельных луковиц не только посылают аксоны к обонятельным зонам коры, но и образуют дендро-дендритные синапсы внутри микросетей обонятельной луковицы. В соответствии с правилом Дейла (см. гл. 9) можно ожидать, что медиатором в дендро-дендритных синапсах тоже окажется глутамат или аспартат, и уже действительно получены данные, подкрепляющие это предположение. [c.177]

Вещество Р найдено в нескольких специфических коротких проекционных путях (рис. 25.9А). Наличие его в стриато-нигральных волокнах позволило предположить, что оно служиг здесь медиатором и, значит, играет важную роль в двигательных функциях базальных ганглиев (см. ниже). Вещество Р содержится также в клетках спинномозговых ганглиев. В опытах с ионофоретической аппликацией было показано, что era деполяризующее действие на мотонейроны в 200 раз сильнее, чем действие глутамата. Однако эффект вещества Р развивается медленно, тогда как входные сигналы, поступающие по многим волокнам задних корешков, передаются быстро и раздельно. Возможно, что вещество Р оказывает медленный модулирующий эффект, но это пока не доказано. [c.179]

Рис. 25.13. Распределенная система, образованная петлями, проходящими через базальные ганглии, кору большого мозга, таламус и мозжечок. Возможные медиаторы этой системы ДА — дофамни ГАМК — гамма-амино-масляиая кислота Глу — глутамат 8Р —вещество Р ПВЯ В ЛЯ — переднее вентральное и вентролатеральное ядра.

В гиппокампе часто могут возникать длительные неконтролируемые разряды. У человека подобные разряды могут вызывать некоторые формы эпилептических припадков. Изучение срезов гиппокампа позволяет вскрыть механизмы, регулирующие равновесие между возбуждающими и тормозными синаптическими влияниями. Это равновесие весьма хрупко, но именно от него зависит разница между нормой и патологией. Полагают, что медиатором в синапсах, образованных перфорирующими волокнами, служит глутамат, а в синапсах тормозных интернейронов— ГАМК. Очевидно, соотношение между этими двумя медиаторами играет решающую роль в нормальной активности гиппокампа. Более подробно мы рассмотрим эти вещества в следующей главе, посвященной медиаторам. Синапсы гиппокампа обладают пластичностью (рис. 8.14) полагают, что это свойство играет важную роль в механизмах памяти (см. гл. 30). [c.201]

Особое положение занимает вопрос о взаимопревращениях глутамата и глутамина в клетках нейроглии и нейрона. В экспериментах с интрацеребральным введением С-глутамата через 15-30 мин удельная радиоактивность глутамина в нейронах была ниже, чем глутамата. Напротив, в нейроглии уровень радиоактивности глутамина превышал средний уровень радиоактивности глутамата. Это были первые указания на существование нескольких метаболических компартментов для глутамата и на своеобразное разделение труда между нейронами и глией в отношении синтеза, распада и перемещений двух нейромедиаторов — глутамата и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Особенностью внешней мембраны нейрона явилась низкая проницаемость для глутамата и высокая для глутамина. Пока трудно дать. хорошо обоснованное обьяснение этому факту. Можно лишь полагать, что это связано с двойственной ролью глутамата в ЦНС обычной — в качестве компонента синтезируемых белков, и специальной - как нейромедиатора и как предшественника другого нейромедиатора - ГАМК. В результате глутамат из внеклеточной среды поглощается глией, превращающей егх) в форму, способную войти в нейроны, — глутамин. Последний, выйдя из глии и войдя в глутаматергические нейроны (см. гл. 7), дезаминируется, образуя вновь глутамат. Далее он включается в синаптические Пузырьки — хранители медиатора. При [c.196]

Механизм разрушения ацетилхолина преимущественно связан с работой фермента — ацетилхолинэстеразы, который располагается на постсинаптической мембране и быстро гидролизует медиатор после взаимодействия с рецепторами. В глутаматергическом синапсе механизм удаления нейромедиатора заключается преимущественно в поглощении Ь-глутамата окружающими глиальными клетками. Ь-глутамат превращается в глутамин с помощью фермента глугаминазы, находящейся в глиальных клетках. В ГАМК-ергическом синапсе преобладает система обратного захвата медиатора. [c.257]

Далее возникает вопрос, соответствуют ли эти независимые участки связывания самого глутамата тем рецепторным компонентам на мембране нейрона, которые способны вызывать физиологический ответ клетки на данный медиатор. Оказалось, что сродство и константа диссоциации, полученные экспериментальным биохимическим методом, находятся в пределах физиологических концентраций действия Ъ-глутамата на нейроны позвоночных. Такие показатели реакции связывания нейромедиатора, как насыщаемость и обратимость, соответствуют аналогичным свойствам глутаматного рецептора, регистрируемым с помощью электрофизиологических методов. Более того, чувствительность к ряду известных агонистов и антагонистов, таких как КМОА, каинат, квисквалат и другие, бьша сходна с физиологическими ответами. Следует упомянуть, что характер связывания нейромедиатора в присутствии ионов Ка существенно отличается от рецепторного взаимодействия и коррелирует с параметрами высокоаффинного поглощения Ь-глутамата клетками, регистрируемыми физиологически. Все это иллюстрирует пути оценки параметров связьшания нейромедиатора и специфические трудности, возникающие при такой оценке. [c.266]

Метод введения фармакологических веществ в раствор, омывающий препарат, имеет тот недостаток, что исследуемое вещество оказывает влияние на все структуры среза. Изучение реакций отдельной клетки, идентификация медиатора, локализация химических рецепторов на теле и отростках нейрона, установление морфологической и физиологической связи между отдельными нейронами — эти и другие задачи можно решать методом микро-эЛектрофоретического подведения веществ, и он с успехом используется в исследованиях на срезах. Идентификация медиаторов в мозговых структурах остается одной из самых важных проблем современной нейрофизиологии. Не представляется реальной возможности проанализировать все исследования по этому вопросу. Думается, что было бы правильным продемонстрировать на конкретном примере преимущества применения микроэлектрофореза на срезах мозга. Это наиболее отчетливо видно из исследований, проведенных японскими учеными ( hujo et al., 1975). Теоретическая основа этих исследований заключалась в предположении о различной региональной чувствительности к глутамату сомы и апикальных дендритов клеток Пуркинье мозжечка. Эту гипотезу можно проверить методом локальной аппликации глута- [c.50]

Накопление глутамина в нервных клетках приводит к повышению осмотического давления и в больших концентрациях может вызвать отек мозга. Снижение концентрации глутамата нарушает обмен нейромедиаторов, в частности синтез у-аминомасля-ной кислоты (ГАМК) — основного тормозного медиатора [c.236]

Нейромедиаторы могут осуществлять как возбуждающее (ацетилхолин, норадреналин, гистамин, глутамат и др.), так и тормозящее влияние (у-аминомасля-ная кислота, глицин, некоторые олигопептиды и др.) на постсинаптическую. мембрану. Рассмотрим возбуждающее действие на примере холинергического нервно-мышечного синапса (рис. 64), а тормозящее — на примере синапсов клеток спинного мозга, медиатором которых является глицин. [c.161]

Основной медиатор этих волокон — ацетилхолин, но может быть и глутамат, а тормозным медиатором является ГАМК. Уникальной особенностью парамиозиновых мышц считается [c.63]

Нарушения функций центральной нервной системы (ЦНС) наблюдаться при недостаточной и избыточной активности медиатора. Особенно опасно для нейронов избыточное нак ние и высвобождение глутамата, которое может приводить 1 братимым повреждениям нейронов, имеюш,им место как пр рых, так и при хронических повреждениях ЦНС (при инсу болезни Альцгеймера и др.). [c.172]

СХОДНОГО типа. Показано, что в нервно-мышечных соединениях у насекомых глутамат служит возбуждающим медиатором как полагают, это тающее главный возбуждающий медиатор в центральной нервной системе позвоночных, подобно тоту как в их периферической нервной системе такую же роль играет ацетилхолин (выполняющий, кроме того, и важные центральные функции). Аспсртат может воздействовать на те же рецепторы, что и глутамат, вызывая сходные эффекты. Есть данные в пользу того, что в синапсах на некоторых видах гладких мышц быстрым возбуждающим медиатором служит АТР. [c.317]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология