GABA (NEUROPRZEKAŹNIK): RECEPTORY, FUNKCJE I ZMIANY - GEOGRAFÍA

Kwas gamma aminomasłowy lub GABA jest najważniejszym neuroprzekaźnikiem hamującym w układzie nerwowym. Jest to najobficiej występujący hamujący neuroprzekaźnik, który jest rozprowadzany w mózgu i rdzeniu kręgowym.

W rzeczywistości od 30 do 40% neuronów w naszym mózgu wymienia neuroprzekaźnik GABA. Te neurony nazywane są GABAergicznymi. Substancja ta jest niezbędna na płaszczyźnie wrażliwości, poznawczej i motorycznej. Odgrywa również ważną rolę w odpowiedzi na stres.

Neurony są ze sobą połączone w naszym mózgu i wymieniają pobudzające i hamujące neuroprzekaźniki, aby przesyłać sobie nawzajem wiadomości.

Zbyt duże podniecenie spowodowałoby niestabilność aktywności naszego mózgu. Neurony przekazywałyby synapsy pobudzające do innych neuronów, które z kolei pobudzałyby ich sąsiadów. Podniecenie rozprzestrzenia się, aż dotrze do neuronów, w których rozpoczęła się aktywacja, powodując niekontrolowane rozładowywanie wszystkich neuronów w mózgu.

Tak dzieje się w przypadku napadów lub napadów padaczkowych. W rzeczywistości niektórzy naukowcy twierdzą, że jedną z przyczyn epilepsji jest zmiana neuronów wydzielających GABA lub jego receptory.

Z drugiej strony zbyt duże podniecenie może powodować drażliwość, nerwowość, bezsenność, zaburzenia motoryczne itp.

Dlatego tak ważna jest aktywność neuronów hamujących, takich jak te, które wydzielają kwas gamma-aminomasłowy. Substancja ta pozwala zrównoważyć aktywację mózgu, dzięki czemu przez cały czas utrzymywany jest optymalny poziom pobudzenia.

Aby to zrobić, receptory GABA zlokalizowane w neuronach otrzymują chemiczne komunikaty, które powodują, że hamują lub zmniejszają impulsy nerwowe. W ten sposób GABA działa jak hamulec po okresach intensywnego stresu; działa odprężająco i usypiająco. W rzeczywistości niektóre leki stosowane w leczeniu lęku, takie jak benzodiazepiny, stymulują receptory GABA.

Zmienione poziomy kwasu gamma-aminomasłowego są związane z zaburzeniami psychiatrycznymi i neurologicznymi. Niski poziom tej substancji lub spadek jej funkcji wiąże się z lękiem, depresją, schizofrenią, zaburzeniami snu, bezsennością …

Krótka historia GABA

Struktura chemiczna GABA

Kwas gamma-aminomasłowy został po raz pierwszy zsyntetyzowany w 1883 roku, ale jego skutki nie były znane. Wiadomo było tylko, że jest to produkt, który wpływa na metabolizm roślin i drobnoustrojów.

Około 1950 roku badacze zdali sobie sprawę, że znaleziono go również w układzie nerwowym ssaków.

Biosynteza

Kwas gamma-aminomasłowy pochodzi z kwasu glutaminowego (glutaminianu), głównego neuroprzekaźnika pobudzającego. Jest on przekształcany w GABA przez enzym zwany dekarboksylazą kwasu glutaminowego (GAD) i kofaktor zwany fosforanem pirydoksalu, który jest aktywną formą witaminy B6. Aby stworzyć GABA, grupa karboksylowa jest usuwana z glutaminianu.

Aby przerwać działanie GABA, substancja ta musi zostać odebrana przez komórki glejowe. Neurony również go odzyskują dzięki specjalnym transporterom. Celem jest usunięcie GABA z płynu zewnątrzkomórkowego mózgu, aby nie był wchłaniany przez neurony GABA-ergiczne.

Odbiorcy

Dwa ważne receptory wychwytujące GABA to:

Receptor GABA A.

Jest to receptor kontrolujący kanał chloru. Jest to skomplikowane, ponieważ ma więcej niż 5 różnych węzłów. Mają miejsce, które wychwytuje GABA, gdzie może wiązać się również muscymol, który naśladuje jego działanie (agonista). Ponadto może wychwytywać bikukulinę, substancję blokującą działanie GABA (antagonisty).

Natomiast na drugim miejscu receptora GABA A wiążą się leki przeciwlękowe zwane benzodiazepinami (takie jak Valium i Líbrium). Służą do zmniejszenia niepokoju, rozluźnienia mięśni, usypiania, zmniejszenia epilepsji itp. Prawdopodobnie w tym samym miejscu alkohol wiąże się, aby wywierać swoje działanie.

Trzecie miejsce pozwala na wiązanie barbituranów, innych starszych i mniej bezpiecznych leków przeciwlękowych. W małych dawkach działają odprężająco. Jednak wyższe dawki powodują problemy z mówieniem i chodzeniem, utratą przytomności, śpiączką, a nawet śmiercią.

Czwarte miejsce otrzymuje różne steroidy, takie jak niektóre używane do znieczulenia ogólnego. Ponadto istnieją hormony wytwarzane przez organizm, takie jak progesteron, które wiążą się z tym miejscem. Hormon ten jest uwalniany w czasie ciąży i wywołuje łagodne uspokojenie.

Podczas gdy na ostatnim miejscu wiąże się pikrotoksyna, trucizna obecna w krzaku z Indii. Ta substancja ma odwrotne skutki niż anksjolityki. Oznacza to, że blokuje aktywność receptora GABA A, działając jako antagonista. Dlatego w dużych dawkach może powodować drgawki.

Zarówno benzodiazepiny, jak i barbiturany aktywują receptor GABA A, dlatego nazywane są agonistami.

Istnieją bardziej złożone miejsca wiązania niż inne, takie jak benzodiazepiny. Wszystko to jest znane z badań, ale jest wiele do poznania. Nasz mózg może w naturalny sposób wytwarzać substancje, które wiążą się z tymi receptorami, wywierając działanie agonistyczne lub antagonistyczne. Jednak te związki nie zostały jeszcze zidentyfikowane.

Receptor GABA B.

Ten receptor reguluje kanał potasowy i jest metabotropowy. Oznacza to, że jest to receptor sprzężony z białkiem G. Po aktywacji ma miejsce szereg zdarzeń biochemicznych, które mogą spowodować otwarcie innych kanałów jonowych.

Wiadomo, że baklofen jest agonistą tego receptora, powodując rozluźnienie mięśni. Podczas gdy związek CGP 335348 działa jako antagonista.

Ponadto, gdy aktywowane są receptory GABA B, otwierają się kanały potasowe, wytwarzając potencjały hamujące w neuronach.

Receptor GABA C.

Z drugiej strony badane są również receptory GABA C. Nie są one modulowane przez benzodiazepiny, barbiturany ani steroidy.

Wydaje się, że występuje głównie w siatkówce, chociaż może znajdować się gdzie indziej w ośrodkowym układzie nerwowym. Jest zaangażowany w komórki regulujące widzenie, a jego głównymi agonistami są TACA, GABA i muscimol. Tymczasem pikrotoksyna wywiera działanie antagonistyczne.

Na razie nie stwierdzono żadnych chorób, które są związane z mutacjami w tym receptorze. Wydaje się jednak, że antagoniści receptora GABA C są związani z zapobieganiem postaci deprywacji wywołanej krótkowzrocznością i potrzebne są dalsze badania, aby zobaczyć, jaka jest ich rola w chorobach oczu.

Funkcje GABA

Komórka receptora GABA A. Źródło: Bruce Blaus przez Wikimedia Commons)

Nic dziwnego, że GABA pełni wiele funkcji ze względu na jego szeroką dystrybucję i ilość w całym ośrodkowym układzie nerwowym. Wiele z jego dokładnych funkcji nie jest dziś znanych. Wiele z obecnych odkryć jest wynikiem badań nad lekami, które wzmacniają, naśladują lub hamują działanie GABA.

Podsumowując, wiadomo, że kwas gamma-aminomasłowy jest substancją hamującą, która pomaga utrzymać równowagę aktywności mózgu. Uczestniczyć w:

Relaks

GABA hamuje obwody nerwowe, które są aktywowane przez stres i niepokój, wywołując stan relaksu i wyciszenia. Zatem glutaminian aktywowałby nas, podczas gdy GABA przywracałby spokój, zmniejszając pobudzenie neuronów.

Sen

GABA wzrasta stopniowo, gdy jesteśmy śpiący. Kiedy śpimy, osiąga bardzo wysoki poziom, ponieważ jest to moment, w którym jesteśmy najbardziej zrelaksowani i spokojni.

W naszym mózgu znajduje się grupa komórek zwanych brzuszno-bocznym jądrem przedwzrokowym, znanym również jako „przełącznik snu”. 80% komórek w tym obszarze to komórki GABAergiczne.

Z drugiej strony GABA uczestniczy w utrzymaniu naszego wewnętrznego zegara czy rytmów dobowych. W rzeczywistości, gdy zwierzęta hibernują, ich ilość GABA znacznie wzrasta.

Podczas snu, któremu towarzyszy wzrost GABA, dochodzi również do wzrostu cytokin. To białka chroniące organizm przed stanami zapalnymi. Dlatego niezbędny jest odpowiedni wypoczynek, ponieważ organizm jest zdrowy, naprawiając jego uszkodzenia.

Ból

Wiadomo, że GABA ma działanie nocyceptywne (odczuwanie bólu). Na przykład, jeśli podaje się baklofen, substancję wiążącą się z receptorami GABA B, wywołuje on działanie przeciwbólowe u ludzi. Substancja ta działa poprzez zmniejszanie uwalniania neuroprzekaźników bólu w neuronach w rogu grzbietowym rdzenia kręgowego.

Tak więc, gdy obszary tych receptorów są zmienione, u zwierząt rozwija się hiperalgezja (bardzo intensywne odczuwanie bólu). Z tego powodu uważa się, że receptory GABA B biorą udział w utrzymaniu odpowiedniego progu bólu.

Funkcje endokrynologiczne

Okazuje się, że po przyjęciu dużych dawek GABA następuje znaczny wzrost poziomu hormonu wzrostu. Hormon ten umożliwia rozwój i regenerację mięśni, a także zwiększa się podczas głębokiego snu.

Wydaje się, że GABA odgrywa również ważną rolę w regulacji kobiecych cykli hormonalnych.

Zmiany GABA

Metabolizm GABA, zaangażowanie komórek glejowych. Źródło: Pancrat via Wikimedia Commons)

Poziomy GABA lub jego aktywność mogą być zmieniane przez różne warunki. Na przykład przez spożycie alkoholu, narkotyków lub narkotyków.

Z drugiej strony, niektóre choroby psychiatryczne i neurologiczne są związane ze zmianami w funkcjonowaniu neuronów GABA-ergicznych i ich receptorów.

Każda z tych sytuacji została szczegółowo opisana poniżej.

Niepokój

Niski poziom GABA lub niewystarczająca aktywność tego neuroprzekaźnika wiąże się z lękiem i stresem.

Z tego powodu duża liczba leków przeciwlękowych oddziałuje na receptory GABA A. Ponadto niektóre relaksujące czynności (takie jak joga) mogą częściowo wpływać na poziom GABA. W szczególności znacznie zwiększa jego ilość w mózgu.

Depresja

Nadmierny poziom GABA może przełożyć się na depresję, ponieważ zbyt duży relaks może przekształcić się w obojętność lub apatię.

Halucynacje

Odkryto związek między niskim poziomem GABA w mózgu a halucynacjami węchowymi i smakowymi. Są to pozytywne objawy schizofrenii, stanu, który jest również związany ze zmianami w GABA.

Co więcej, te halucynacje ustały po leczeniu, które zwiększyło GABA w ośrodkowym układzie nerwowym.

Zaburzenia ruchowe

Niektóre neurologiczne zaburzenia ruchowe, takie jak choroba Parkinsona, zespół Tourette'a lub późna dyskineza, wydają się być związane z GABA.

Wydaje się, że baklofen, syntetyczny analog GABA, jest skuteczny w leczeniu zespołu Tourette'a u dzieci.

Natomiast agoniści GABA, tacy jak gabapentyna i zolpidem, pomagają w leczeniu choroby Parkinsona. Z drugiej strony wigabatryna działa korzystnie na późną dyskinezę i inne problemy motoryczne.

Wszystko to sugeruje, że źródłem tych stanów może być wadliwa sygnalizacja szlaków GABA-ergicznych.

Padaczka

Brak lub rozregulowanie w przenoszeniu kwasu gamma-aminomasłowego powoduje nadpobudliwość. Oznacza to, że neurony stają się nadmiernie aktywowane, co prowadzi do aktywności epileptycznej.

Głównymi ogniskami padaczkowymi, w których GABA zawodzi, są kora nowa i hipokamp. Jednak epilepsja ma silny komponent genetyczny. Są ludzie, którzy rodzą się z większą niż inni predyspozycją do wystąpienia epileptogennej aktywności lub napadów.

Obecnie odkryto, że zaburzenie ekspresji γ2, części receptora GABA A, powoduje pojawienie się epilepsji.

Spożycie alkoholu

Alkohol lub etanol to substancja szeroko stosowana w dzisiejszym społeczeństwie. Działa depresyjnie na ośrodkowy układ nerwowy.

W szczególności blokuje wzbudzenie wytwarzane przez receptory NMDA i wzmacnia hamujące impulsy receptorów GABA A.

Niski poziom etanolu powoduje odhamowanie i euforię. Chociaż jest wysoki we krwi, może powodować niewydolność oddechową, a nawet śmierć.

Poznawanie

Stwierdzono, że receptory GABA A mają miejsce działania dla substancji zwanej RO4938581. Ten lek jest odwrotnym agonistą, to znaczy działa odwrotnie niż GABA.

Wydaje się, że lek ten poprawia funkcje poznawcze. W szczególności pozwala nam lepiej utrwalać wspomnienia przestrzenne i czasowe (gdzie i kiedy coś się wydarzyło).

Ponadto, gdy receptory GABA są zahamowane lub mają mutacje w hipokampie, następuje poprawa uczenia się asocjacyjnego.

Uzależnienie od narkotyków

Wydaje się, że baklofen, lek wspomniany wcześniej, jest pomocny w leczeniu uzależnienia od narkotyków, takich jak alkohol, kokaina, heroina lub nikotyna. Chociaż ma wiele skutków ubocznych i inne podobne są stosowane, które również powodują efekt hamujący.

Narkotyki powodują uwalnianie dopaminy w jądrze ciała półleżącego. Ten obszar mózgu jest niezbędny do odczuwania nagrody i wzmocnienia.

Po podaniu baklofenu zmniejsza się chęć zażywania narkotyków. Dzieje się tak, ponieważ substancja zmniejsza aktywację neuronów dopaminergicznych w tym obszarze. Ostatecznie czują, że lek nie daje oczekiwanego efektu i nie chcą go już spożywać.

Zaburzenia snu

Zmiany w GABA mogą powodować różne problemy ze snem. Kiedy jest mniej GABA niż normalnie lub neurony nie działają prawidłowo, często pojawia się bezsenność.

Jednak gdy poziom tej substancji jest bardzo wysoki, możesz cierpieć na paraliż senny. W tym zaburzeniu osoba może się obudzić, gdy jej ciało jest sparaliżowane przez fazę REM i nie może się poruszać.

Z drugiej strony narkolepsja została powiązana z nadpobudliwością receptorów GABA-ergicznych.

Alzheimera

W niektórych badaniach obserwowano podwyższone poziomy GABA u pacjentów z chorobą Alzheimera. Wydaje się, że tworzenie się płytek starczych i zwiększony GABA stopniowo blokuje aktywność neuronalną u pacjentów. Przede wszystkim osoby zaangażowane w uczenie się i zapamiętywanie.

Wysokie poziomy GABA

Zbyt dużo GABA może powodować nadmierną senność, tak jak ma to miejsce w przypadku spożycia alkoholu lub Valium.

Jednak bardzo wysoki GABA może wywołać odwrotny skutek u wielu osób i może wywołać niepokój lub panikę. Towarzyszy mu mrowienie, duszność i zmiany ciśnienia krwi lub tętna.

Suplementy GABA

Mikroskopowy obraz zabarwionych neuronów pobrany z mikroskopu elektronowego. Źródło: Neuron Experts (Organizacja Badań Kontraktowych)

Obecnie kwas gamma-aminomasłowy jest dostępny w handlu jako suplement diety, zarówno naturalny, jak i syntetyczny. Naturalny GABA powstaje w wyniku procesu fermentacji, w którym wykorzystuje się bakterie o nazwie Lactobacillus hilgardii.

Wiele osób spożywa go, aby lepiej spać i zmniejszyć niepokój. Jest również znany sportowcom, ponieważ wydaje się, że przyczynia się do utraty tłuszczu i rozwoju masy mięśniowej.

Dzieje się tak, ponieważ powoduje intensywny wzrost hormonu wzrostu, który jest niezbędny dla mięśni. Ponadto pozwala lepiej spać, czego potrzebują osoby uprawiające kulturystykę.

Jednak stosowanie tego suplementu budzi kontrowersje. Wielu uważa, że brakuje naukowych dowodów na jego korzyści.

Ponadto wydaje się, że GABA we krwi ma trudności z przekroczeniem bariery krew-mózg i dotarciem do mózgu. Dlatego nie mógł działać na neurony naszego układu nerwowego.

Bibliografia

Alfaro Valverde, E. (2011). Receptory GABA (receptory GABA). University of Costa Rica, National Psychiatric Hospital: 8-16.
Carlson, NR (2006). Fizjologia zachowania Wydanie 8, Madryt: Pearson.
Cortes-Romero, C., Galindo, F., Galicia-Isasmendi, S. i Flores, A. (2011). GABA: funkcjonalna dwoistość? Przejście podczas rozwoju neurologicznego. Rev Neurol, 52, 665-675.
Funkcja neuroprzekaźnika GABA i wszystko inne na jego temat (Sf). Pobrane 21 marca 2017 r.Z Examined Existence: examexistence.com.
GABA. (sf). Pobrane 21 marca 2017 r. Z Biopsicología: biopsicologia.net.
Monografia kwasu gamma-aminomasłowego (GABA). (2007). Przegląd medycyny alternatywnej, 12 (3): 274–279.
Konkel, L. (16 października 2015). Co to jest GABA? Pobrane z Everyday health: dailyhealth.com.
Co to jest GABA? - Funkcja, zalety i skutki uboczne. (sf). Pobrane 22 marca 2017 r. Ze Study: study.com.

GABA (NEUROPRZEKAŹNIK): RECEPTORY, FUNKCJE I ZMIANY - GEOGRAFÍA - 2025