Учёные опровергли устоявшееся представление о работе рецепторов мозга

Как окружающая среда вокруг синаптических рецепторов в мозге постоянно меняется, отражая непрерывный поток информации. Автор: Габриэла Попеску

Исследование Университета Буффало, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, опровергает устоявшееся представление о работе NMDA-рецепторов, которые играют ключевую роль в обучении, памяти и сознании.

«Наше исследование показывает, что небольшие изменения в мозговой среде, где работают NMDA-рецепторы, могут увеличивать или уменьшать количество кальция в токах, создаваемых этими рецепторами», — объясняет Габриэла К. Попеску, профессор биохимии. «Это, в свою очередь, может означать разницу между нормальным и нарушенным обучением, памятью и познанием — симптомами, которые сопровождают многие нейропсихиатрические состояния».

Разделение натрия и кальция

Традиционно считалось, что соотношение натрия и кальция в токах NMDA-рецепторов постоянно. Однако новые данные показывают, что потоки натрия и кальция через эти рецепторы могут изменяться независимо друг от друга.

Исследователи обнаружили, что внешняя часть рецептора, называемая N-концевым доменом (NTD), не только отвечает за чувствительность к ацидозу, но и контролирует ионный состав тока. Это означает, что NTD действует как «рычаг», регулирующий содержание кальция.

«С этим новым пониманием мы предположили, что если ацидоз контролирует содержание кальция через NTD, то другие молекулы, влияющие на NTD, также будут влиять на содержание кальция», — говорит Попеску. «И это оказалось правдой».

Последствия для медицины

В мозге среда вокруг NMDA-рецепторов постоянно меняется, отражая непрерывный поток информации. Факторы, влияющие на NTD рецептора и изменяющие долю кальция в токе, будут оказывать выраженное влияние на обучение, память и нейродегенерацию.

«Чрезмерные кальциевые токи через NMDA-рецепторы вызывают нейродегенерацию во время интенсивных или продолжительных судорог, после инсульта или травмы мозга, а также при нескольких деменциях, включая болезнь Альцгеймера», — отмечает Попеску.

Открытие открывает новые возможности для разработки лекарств, которые специфически уменьшают кальциевый ток, но сохраняют натриевую передачу, что может быть невероятно ценным для лечения нейропсихиатрических заболеваний.

Больше информации: Mae G. Weaver et al, Dynamic control of NMDA receptor Ca²⁺permeability by endogenous and synthetic modulators, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2511783122