2) серотонин
3) гаммааминомаслянная кислота
4) глутамин (+)
В строгом нейрофизиологическом смысле отмеченный ответ сформулирован неточно: непосредственным возбуждающим нейромедиатором является глутамат, а глутамин выполняет преимущественно роль его метаболического предшественника. В нейронах глутамин под действием фосфат-активируемой глутаминазы превращается в глутамат, который накапливается в синаптических везикулах и после высвобождения активирует AMPA-, NMDA- и каинатные рецепторы. Открытие связанных с ними катионных каналов вызывает вход Na+, а через NMDA-рецепторы — также Ca2+, что приводит к деполяризации постсинаптической мембраны и повышению возбудимости нейрона.
Глутамин образуется преимущественно в астроцитах из захваченного глутамата и аммиака, затем транспортируется в нейроны и вновь преобразуется в глутамат — этот процесс называют глутамат-глутаминовым циклом. Таким образом, глутамин поддерживает возбуждающую нейротрансмиссию косвенно, обеспечивая пополнение запасов глутамата. ГАМК, напротив, является главным тормозным медиатором центральной нервной системы, а действие серотонина зависит от подтипа рецепторов и может быть как возбуждающим, так и тормозным; пируватдегидрогеназа представляет собой метаболический фермент и нейромедиатором не является.
| Вещество или система | Основная роль в нервной системе | Механизм действия | Итоговый эффект |
|---|---|---|---|
| Глутамат | Главный возбуждающий нейромедиатор ЦНС | Активация AMPA-, NMDA-, каинатных и метаботропных рецепторов | Деполяризация, синаптическая пластичность, обучение и память |
| Глутамин | Метаболический предшественник глутамата и ГАМК | Поступает из астроцитов в нейроны и превращается глутаминазой в глутамат | Косвенное поддержание возбуждающей и тормозной нейротрансмиссии |
| ГАМК | Основной тормозный нейромедиатор ЦНС | ГАМКA-рецепторы повышают проводимость для Cl−; ГАМКB-рецепторы активируют K+-каналы и подавляют вход Ca2+ | Гиперполяризация и снижение вероятности потенциала действия |
| Серотонин | Модулятор настроения, сна, боли и вегетативных функций | Воздействует на несколько семейств 5-HT-рецепторов | Эффект вариабелен: возбуждение или торможение в зависимости от рецептора |
| Пируватдегидрогеназа | Фермент энергетического обмена | Преобразует пируват в ацетил-КоА в митохондриях | Обеспечивает клеточный метаболизм, но не передаёт синаптический сигнал |
| Избыток внеклеточного глутамата | Патологическая гиперактивация возбуждающих рецепторов | Чрезмерный вход Ca2+, митохондриальная дисфункция и окислительный стресс | Эксайтотоксичность и повреждение нейронов |
Следовательно, отмеченный вариант может считаться приемлемым только при понимании глутамина как звена, обеспечивающего синтез возбуждающего медиатора глутамата. Непосредственное быстрое возбуждение нейронов вызывает именно глутамат. Разграничение этих веществ принципиально важно при оценке патогенеза эпилепсии, ишемического инсульта и других состояний, сопровождающихся эксайтотоксичностью. В корректно сформулированном тестовом задании ответом должен быть глутамат , а не глутамин .