Language
Country/Area
No result found
Производитель ГАМК: Какую роль играет ГАД в нервной системе?
В нервной системе человека гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) является ключевым нейромедиатором, а важную роль в ее синтезе играет глутаматдекарбоксилаза (ГАД). ГАД отвечает за преобразование глутамата в ГАМК — процесс, который не только включает химические реакции, но и оказывает глубокое влияние на функцию нервной системы. В этой статье мы рассмотрим, как ГАД действует как производитель ГАМК, а также обсудим его многочисленные роли в нервной системе.
GAD использует пиридоксинфосфат (PLP) в качестве кофактора для декарбоксилирования глутамата с образованием ГАМК и углекислого газа.
У млекопитающих GAD имеет две основные изоформы: GAD67 и GAD65. Хотя последовательность генов этих двух белков очень схожа, их функции совершенно различны. GAD67 широко распространен внутри клеток и непрерывно поставляет ГАМК, необходимую для функций ненейронной проводимости, таких как поддержание нейронной активности и защита от повреждения нервов; в то время как GAD65 в основном синтезирует ГАМК в нервных окончаниях для поддержания потребностей нервной проводимости.
Кроме того, существуют значительные различия в экспрессии и регуляторных механизмах GAD67 и GAD65.
GAD67 синтезирует ГАМК в митохондриях для поддержания основных функций клетки, поэтому он должен оставаться активным практически все время, в то время как GAD65 становится активным, когда это необходимо для нервной проводимости.
В мозге обе формы GAD присутствуют во всех типах синапсов, включая междендритные, аксон-клеточные и аксон-дендритные синапсы. Считается, что GAD65 доминирует в зрительной и нейроэндокринной системах, тогда как GAD67 может быть более распространен в нейронах, которые постоянно активны.
Функции ГТР не ограничиваются нормальными физиологическими процессами, а его аномальные проявления также тесно связаны с развитием различных нейропсихиатрических заболеваний. Например, в мозге людей с аутизмом экспрессия GAD значительно снижена, что может быть связано с аномальным развитием других частей нервной системы.
У многих людей с аутизмом наблюдается снижение экспрессии GAD в мозге примерно на 50%, особенно в височной и мозжечковой коре.
В исследованиях, связанных с диабетом, GAD67 и GAD65 являются потенциальными мишенями для создания иммунной толерантности с целью профилактики диабета 1 типа. Исследования показали, что инъекция GAD65 может эффективно предотвратить диабет 1 типа у мышей, а клинические испытания показали, что инъекция GAD65 может сохранить некоторую выработку инсулина у таких пациентов.
Антитела к GAD также были обнаружены при других неврологических расстройствах, таких как синдром скованности (SPS) и шизофрения. У пациентов с СПС высокий уровень антител к GAD указывает на нарушение функции этого фермента, что может быть потенциальным патологическим признаком заболевания.
В мозге пациентов с шизофренией сниженная экспрессия GAD67 тесно связана с нарушением когнитивных функций.
Кроме того, ГТР тесно связан с исследованиями болезни Паркинсона и заболеваний мозжечка. Исследование показало, что инъекция GAD в гипоталамус пациента посредством определенного вируса может значительно улучшить его состояние.
Стоит отметить, что существование GAD не ограничивается млекопитающими, этот фермент обнаружен и у других организмов. Например, у растений GAD участвует в реагировании на абиотические стрессы, регулируя внутриклеточную концентрацию кальция и сигнализируя об изменениях во внешней среде. Эта функция подчеркивает биологическое разнообразие и важность GAD.
Поскольку исследования GAD и его роли в нервной системе продолжаются, понимание этого фермента научным сообществом продолжает углубляться. Будущие исследования могут выявить больше связей между ГТР и другими заболеваниями и предоставить новые идеи для разработки соответствующих методов лечения. Понимая роль ГТР, можем ли мы получить больше ответов о неврологическом здоровье и улучшить методы лечения этого заболевания?
