Га́мма-аминома́сляная кислота́ [ГАМК, NH₂(CH₂)₃COOH], аминокислота, медиатор нервной системы. Образуется путём декарбоксилирования L-глутаминовой кислоты; локализована в особых нейронах, участвующих в её секреции; синтезируется также в некоторых других клетках (например, в $\beta$-клетках поджелудочной железы), однако в этом случае её функция не установлена. ГАМК повышает проницаемость постсинаптических мембран для ионов Cl^–, что приводит к снижению возбудимости этих клеток, они становятся толерантными к стимуляции возбуждающими нейромедиаторами. Тормозит распространение нервного импульса, действуя на уровне постсинаптических нейронов. У большинства животных ГАМК участвует в торможении двигательных нейронов; является самым распространённым медиатором торможения в головном мозге позвоночных (у млекопитающих, например, она присутствует в 30–50 % нейронов). Препараты ГАМК используются в качестве противосудорожных средств, при лечении сосудистых заболеваний головного мозга и его травматических повреждений.

Цикл ГАМК

Цикл ГАМК включает в себя стадии синтеза, хранения, высвобождения, связывания с рецепторами и элиминации. В центральной нервной системе (ЦНС) позвоночных ГАМК образуется из L-глутаминовой кислоты (глутамата) под действием фермента глутаматдекарбоксилазы.

Схема синтеза ГАМК.Схема синтеза ГАМК.В пресинаптических терминалях ГАМКергических нейронов везикулы обогащаются ГАМК с помощью везикулярного переносчика аминокислот [VGAT (vesicular GABA transporter) = VIAAT (vesicular inhibitory amino acid transporter)] – встроенного в везикулярную мембрану белка, который использует электрохимический градиент для перемещения ГАМК в небольшие синаптические пузырьки. Везикулярной загрузке ГАМК способствуют градиенты хлора между просветом везикулы и цитозолем пресинаптического нейрона. Наполненные ГАМК везикулы сливаются с пресинаптической мембраной и высвобождают нейромедиатор в синаптическую щель.

ГАМК связывается с двумя различными типами рецепторов: ионными каналами (ГАМК-А и ГАМК-С) и метаботропными рецепторами (ГАМК-В).

В ГАМКергическом синапсе избытки ГАМК поглощаются астроцитами и катаболизируются до промежуточного сукцината цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса) посредством согласованного действия ГАМК-трансаминазы и сукцинатдегиддегидрогеназы. В астроцитах глутамин может быть синтезирован из сукцината также с помощью цикла Кребса с последующим синтезом глутамата в результате активности фосфат-активируемой глутаминазы. Образованный глутамат поступает в ГАМКергические нейроны, где преобразуется глутаматдекарбоксилазой в ГАМК.

Для этих ГАМКергических нейронов также в большей степени характерна элиминация медиатора путём обратного захвата с помощью переносчиков ГАМК с перспективой повторного использования. Направление и эффективность этого транспорта обусловлены электрохимическим градиентом, что и позволяет ГАМК перемещаться внутрь ГАМКергического нейрона, однако при сильной деполяризации или изменённом ионном гомеостазе переносчики ГАМК могут менять направление. Этот механизм приводит к невезикулярному высвобождению ГАМК из пресинаптического нейрона, что может иметь особое значение в патофизиологических ситуациях.

Рецепторы ГАМК

Физиологические эффекты ГАМК проявляет через специфические рецепторы. Ионные каналы, управляемые ГАМК – ГАМК-А и ГАМК-С (ГАМК-С часто относят к подмножеству ГАМК-А-рецепторов), избирательно проницаемы для хлора и бикарбоната. В большинстве случаев увеличение проводимости хлора и бикарбоната в результате активации ионотропных ГАМК-рецепторов вызывает ингибирование соответствующего нейрона, т. е. снижает вероятность генерации потенциала действия.

Метаботропные ГАМК-В-рецепторы, напротив, являются членами семейства рецепторов, связанных с G-белком, и реагируют на связывание ГАМК путём димеризации и активации нижестоящих сигнальных каскадов. ГАМК-В-рецептор оказывает влияние на особый вид постсинаптических калиевых каналов – GIRK-каналы (G-белок-связанные калиевые каналы внутреннего выпрямления). При присоединении медиатора происходит отделение от рецептора βγ-субъединицы, которая «выталкивает» ионы К⁺ через GIRK-канал, что приводит к формированию тормозного постсинаптического потенциала.

ГАМК-рецепторы обнаружены во всех основных таксонах двусторонних многоклеточных животных. Они в основном обнаруживаются в нейронах в синаптических, перисинаптических и экстрасинаптических местах, в ограниченной степени рецепторы могут быть обнаружены в ненейронных тканях. Нейрональные ГАМК-рецепторы вовлечены в регуляцию разнообразных процессов мозга, среди которых – двигательная активность, вегетативные функции, сон, память, эмоции, мотивации. Предполагается вовлечение данных рецепторов в развитие патологических процессов, например эпилепсии, тревожности, депрессии и др. 

Специфические рецепторы ГАМК

* ГАМК-С-рецепторы часто классифицируются как подмножество ГАМК-А-рецепторов.