Сергей Дмитриевич Варфоломеев, Светлана Батожаргаловна Цыбенова

Кинетическая модель функционирования глутаматного синапса – ключевого синаптического контакта в мозге человека

Аннотация. Разработана кинетическая модель функционирования глутаматного возбуждающего синапса с глутаматом и N-ацетиласпартилглутаматом в качестве нейромедиаторов в трехкомпонентной системе с учетом нейроглиальных астроцитарных клеток и фермента глутаматкарбоксипептидазы. Модель основана на структурно-химических данных и описывает динамическое поведение связанных между собой метаболитов N-ацетиласпарагиновой и N-ацетиласпартил глутаминовой кислот – наиболее концентрационно представленных низкомолекулярных агентов в мозге человека. В рамках моделирования показан двухфазный характер процесса, обеспечивающего усиление сигнала возбуждения, представлена динамика усиления числа возбужденных клеток (основа BOLD (Blood-Oxygen-Level-Dependent) сигнала) и динамика импульсного уменьшения концентрации N-ацетиласпартата в зоне возбуждения. Исследовано влияние интенсивности возбуждающего синапса и NAAG в усилении связности нейронов, а также на кинетической модели показана роль ингибирования GCPII как метода улучшения когнитивных функций.
Ключевые слова: глутаматный синапс, кинетическая модель, BOLD-сигнал, зона возбуждения, N-ацетиласпарагиновая кислота, глутаминовая кислота
DOI: 10.55959/MSU0579-9384-2-2025-66-5-359-368

  Полный текст статьи в формате PDF

Вестник Московского Университета.
Химия 2025, том 66, № 5, стр. 359-368