GABA (NEUROTRANSMITER): RECEPTORY, FUNKCE A ZMĚNY - GEOGRAFÍA - 2026

GABA nebo gama aminomáselná je nejdůležitější inhibiční neurotransmiter v nervovém systému. Je to nejhojnější inhibiční neurotransmiter a je distribuován v mozku a míše.

Ve skutečnosti si 30 až 40% neuronů v mozku vymění neurotransmiter GABA. Tyto neurony se nazývají GABAergické. Tato látka je nezbytná pro citlivou, kognitivní a motorickou rovinu. Hraje také důležitou roli při stresové reakci.

Neurony jsou propojeny v našem mozku a vyměňují si excitační a inhibiční neurotransmitery, aby si navzájem posílaly zprávy.

Příliš mnoho vzrušení by způsobilo nestabilitu naší mozkové činnosti. Neurony by přenášely excitační synapse na další neurony, které by zase vzrušovaly své sousedy. Excitace se rozšíří, dokud nedosáhne neuronů, z nichž aktivace vyplynula, což způsobí nekontrolovatelné vybití všech neuronů v mozku.

To se děje při epileptických záchvatech nebo záchvatech. Ve skutečnosti někteří vědci tvrdí, že jednou z příčin epilepsie je změna neuronů, které vylučují GABA nebo její receptory.

Na druhé straně může příliš velké vzrušení způsobit podrážděnost, nervozitu, nespavost, motorické poruchy atd.

Proto je aktivita inhibičních neuronů, jako jsou ty, které vylučují kyselinu gama aminomáselnou, tak důležitá. Tato látka vám umožňuje vyvážit aktivaci mozku, takže jsou vždy udržovány optimální úrovně vzrušení.

Za tímto účelem přijímají receptory GABA umístěné v neuronech chemické zprávy, díky nimž inhibují nebo snižují nervové impulzy. Tímto způsobem GABA působí jako brzda po obdobích intenzivního napětí; vytváří relaxaci a navozuje spánek. Ve skutečnosti některé léky používané k léčbě úzkosti, jako jsou benzodiazepiny, stimulují receptory GABA.

Změněné hladiny kyseliny gama-aminomáselné jsou spojeny s psychiatrickými a neurologickými poruchami. Nízké hladiny této látky nebo snížení její funkce jsou spojeny s úzkostí, depresí, schizofrenií, poruchami spánku, nespavostí…

Stručná historie GABA

Chemická struktura GABA

Kyselina gama aminomáselná byla poprvé syntetizována v roce 1883, ale její účinky nebyly známy. Bylo známo pouze to, že to byl produkt, který působil na metabolismus rostlin a mikrobů.

Kolem roku 1950 si vědci uvědomili, že se také nachází v nervovém systému savců.

Biosyntéza

Kyselina gama aminomáselná pochází z kyseliny glutamové (glutamátu), hlavního excitačního neurotransmiteru. To je přeměněno na GABA prostřednictvím enzymu nazývaného dekarboxyláza kyseliny glutamové (GAD) a kofaktoru nazývaného pyridoxal fosfát, což je aktivní forma vitaminu B6. Pro vytvoření GABA se z glutamátu odstraní karboxylová skupina.

Aby byl účinek GABA přerušen, musí být tato látka přijímána přes gliové buňky. Neuronové to také zachytí díky speciálním transportérům. Cílem je odstranit GABA z mozkové extracelulární tekutiny tak, aby nebyla absorbována GABAergickými neurony.

Přijímače

Dva důležité receptory, které zachycují GABA, jsou:

GABAA receptor

Je to receptor, který řídí chlorový kanál. To je složité, protože má více než 5 různých spojovacích míst. Mají místo, které zachycuje GABA, kde se může vázat i muscimol, který napodobuje jeho účinky (agonista). Kromě toho může zachytit bicuculin, látku, která blokuje účinky GABA (antagonista).

Zatímco na druhém místě receptoru GABA A se váže anxiolytická léčiva nazývaná benzodiazepiny (jako Valium a Líbrium). Slouží ke snížení úzkosti, uvolnění svalů, navození spánku, snížení epilepsie atd. Pravděpodobně na stejném místě se alkohol váže, aby uplatnil své účinky.

Třetí místo umožňuje vazbu barbiturátů, dalších starších a méně bezpečných anxiolytik. Při nízkých dávkách mají relaxační účinek. Vyšší dávky však způsobují problémy s mluvením a chůzí, ztrátou vědomí, bezvědomí a dokonce smrtí.

Čtvrté místo přijímá různé steroidy, například některé používané pro celkovou anestézii. Kromě toho existují hormony, které tělo produkuje, jako je progesteron, který se váže na toto místo. Tento hormon se uvolňuje v těhotenství a způsobuje mírnou sedaci.

Zatímco v poslední době picrotoxin váže, jed přítomný v keři z Indie. Tato látka má opačné účinky než účinky anxiolytik. To znamená, že blokuje aktivitu receptoru GABA A tím, že funguje jako antagonista. Proto může ve vysokých dávkách způsobit záchvaty.

Benzodiazepiny i barbituráty aktivují receptor GABA A, proto se nazývají agonisté.

Existují složitější vazebná místa než jiná, například benzodiazepiny. To vše je známo z výzkumu, ale je toho hodně co vědět. Náš mozek může přirozeně produkovat látky, které se vážou na tyto receptory a vykazují agonistické nebo antagonistické účinky. Tyto sloučeniny však dosud nebyly identifikovány.

GABA B receptor

Tento receptor reguluje draslíkový kanál a je metabotropní. To znamená, že se jedná o receptor spojený s proteinem G. Když je aktivován, dochází k řadě biochemických událostí, které mohou způsobit otevření dalších iontových kanálů.

Je známo, že baklofen je agonistou tohoto receptoru a způsobuje uvolnění svalů. Zatímco sloučenina CGP 335348 působí jako antagonista.

Kromě toho, když jsou aktivovány receptory GABA B, draslíkové kanály se otevřou, což produkuje inhibiční potenciál v neuronech.

GABA C receptor

Na druhé straně se také studuje receptor GABA C. Ty nejsou modulovány benzodiazepiny, barbituráty nebo steroidy.

Zdá se, že se vyskytuje převážně v sítnici, ačkoli to může být kdekoli v centrální nervové soustavě. Podílí se na buňkách, které regulují zrak, a jeho hlavními agonisty jsou TACA, GABA a muscimol. Mezitím picrotoxin vykazuje antagonistické účinky.

Prozatím nebyly nalezeny žádné choroby, které jsou spojeny s mutacemi v tomto receptoru. Zdá se však, že antagonisté receptoru GABA C jsou spojeni s prevencí deprivace vyvolané krátkozrakostí a je třeba dalšího výzkumu, aby se zjistilo, jaká je jejich role v očních poruchách.

Funkce GABA

GABA A receptorová buňka. Zdroj: Bruce Blaus přes Wikimedia Commons)

Není divu, že GABA plní řadu funkcí kvůli své široké distribuci a množství v celém centrálním nervovém systému. Mnoho z jeho přesných funkcí není dnes známo. Většina současných objevů je způsobena výzkumem léčiv, které zesilují, napodobují nebo inhibují účinky GABA.

V souhrnu je známo, že kyselina gama aminomáselná je inhibiční látkou, která pomáhá udržovat vyváženou mozkovou aktivitu. Účastnit:

Relaxace

GABA inhibuje nervové obvody, které jsou aktivovány stresem a úzkostí, což vede k relaxaci a klidu. Glutamát by nás tedy aktivoval, zatímco GABA by obnovil klid snížením excitace neuronů.

Sen

GABA se postupně zvyšuje, když jsme ospalý. Když spíme, dosahuje velmi vysokých úrovní, protože to je okamžik, kdy jsme nejpohodlnější a nejklidnější.

V našem mozku je skupina buněk zvaná ventrolaterální preoptické jádro, také známé jako „spánek“. 80% buněk v této oblasti je GABAergických.

Na druhé straně se GABA podílí na údržbě našich vnitřních hodin nebo cirkadiánních rytmů. Ve skutečnosti, když zvířata hibernaují, jejich množství GABA se výrazně zvyšuje.

Během spánku, doprovázeného zvýšením GABA, dochází také ke zvýšení cytokinů. Jsou to proteiny, které chrání tělo před zánětem. Proto je nezbytný přiměřený odpočinek, protože tělo je udržováno zdravé a opravuje jeho poškození.

Bolest

Je známo, že GABA má nociceptivní účinky (vnímání bolesti). Například, pokud je podáván baklofen, látka, která se váže na receptory GABA B, dochází u lidí k analgetickému účinku. Tato látka působí tak, že snižuje uvolňování neurotransmiterů bolesti v neuronech v dorzálním rohu míchy.

Když se tedy změní oblasti těchto receptorů, u zvířat se vyvine hyperalgézie (velmi intenzivní vnímání bolesti). Z tohoto důvodu se předpokládá, že receptory GABA B jsou zapojeny do udržování přiměřeného prahu bolesti.

Endokrinní funkce

Zdá se, že po podání vysokých dávek GABA dochází k významnému zvýšení růstového hormonu. Tento hormon umožňuje rozvoj a regeneraci svalů a také se zvyšuje během hlubokého spánku.

Zdá se také, že GABA hraje důležitou roli v regulaci ženských hormonálních cyklů.

Změny GABA

Metabolismus GABA, zapojení gliových buněk. Zdroj: Pancrat přes Wikimedia Commons)

Hladiny GABA nebo její aktivita mohou být měněny různými podmínkami. Například kvůli konzumaci alkoholu, drog nebo drog.

Na druhé straně, určitá psychiatrická a neurologická onemocnění jsou spojena se změnami ve fungování GABAergických neuronů a jejich receptorů.

Každá z těchto situací je podrobněji vysvětlena níže.

Úzkost

Nízké hladiny GABA nebo nedostatečná aktivita tohoto neurotransmiteru je spojena s úzkostí a stresem.

To je důvod, proč na receptory GABA A působí velké množství anxiolytik. Rovněž některé relaxační aktivity (například jóga) mohou částečně působit na hladiny GABA. Konkrétně to významně zvyšuje jeho množství v mozku.

Deprese

Nadměrné hladiny GABA se mohou projevit depresí, protože příliš mnoho relaxace se může proměnit v lhostejnost nebo apatii.

Halucinace

Objevila se souvislost mezi nízkými hladinami GABA v mozku a čichovými a chuťovými halucinacemi. Jedná se o pozitivní příznaky schizofrenie, což je stav, který je také spojen se změnami GABA.

Kromě toho bylo zjištěno, že tyto halucinace přestávají léčbou, která zvyšuje GABA v centrálním nervovém systému.

Poruchy pohybu

Zdá se, že některé poruchy neurologického pohybu, jako je Parkinsonova nemoc, Touretteův syndrom nebo tardivní dyskineze, souvisejí s GABA.

Baclofen, syntetický analog GABA, se jeví jako účinný při léčbě Tourette syndromu u dětí.

Agonisté GABA jako gabapentin a zolpidem pomáhají při léčbě Parkinsonovy choroby. Na druhou stranu, vigabatrin prospívá tardivní dyskineze a dalším motorickým problémům.

To vše naznačuje, že původem těchto podmínek může být vadná signalizace GABAergických drah.

Epilepsie

Selhání nebo dysregulace v přenosu kyseliny gama aminomáselné vede k hyperexcitabilitě. To znamená, že neurony se příliš aktivují, což vede k epileptické aktivitě.

Hlavními epileptickými ložisky, u nichž selže GABA, jsou neokortex a hippocampus. Epilepsie má však silnou genetickou složku. Existují lidé, kteří se narodí s větší predispozicí než jiní, kteří trpí epileptogenní aktivitou nebo záchvaty.

V současné době bylo objeveno, že selhání exprese y2, které je součástí receptoru GABA A, způsobuje výskyt epilepsie.

Konzumace alkoholu

Alkohol nebo ethanol je v dnešní společnosti široce používanou látkou. Má depresivní účinek na centrální nervový systém.

Konkrétně blokuje excitaci produkovanou NMDA receptory a zvyšuje inhibiční impulsy receptorů GABA A.

Při nízkých hladinách způsobuje ethanol disinhibici a euforii. I když ve vysokých hladinách v krvi, může způsobit respirační selhání a dokonce smrt.

Poznání

Bylo zjištěno, že receptory GABA A mají místo působení látky nazývané RO4938581. Tento lék je inverzní agonista, to znamená, že dělá opačný účinek GABA.

Zdá se, že tento lék zlepšuje poznání. Konkrétně nám to umožňuje lépe konsolidovat prostorové a časové paměti (kde a kdy se něco stalo).

Navíc, když jsou receptory GABA inhibovány nebo mají mutace v hippocampu, dochází ke zlepšení asociačního učení.

Drogová závislost

Baclofen, lék zmíněný výše, se zdá být nápomocný při léčení závislosti na drogách, jako je alkohol, kokain, heroin nebo nikotin. Ačkoli to má mnoho vedlejších účinků a používají se podobné, které také způsobují inhibiční účinek.

Drogy zneužívání způsobují uvolňování dopaminu do jádra accumbens. Tato oblast mozku je nezbytná pro pocit odměny a posílení.

Když je podán baklofen, touha užívat drogy se snižuje. K tomu dochází, protože látka v této oblasti snižuje aktivaci dopaminergních neuronů. Nakonec mají pocit, že lék nemá očekávaný účinek a už ho nechce konzumovat.

Poruchy spánku

Změny v GABA mohou způsobit různé problémy se spánkem. Pokud je méně GABA než normální nebo neurony nefungují správně, často dochází k nespavosti.

Pokud jsou však hladiny této látky velmi vysoké, můžete trpět ochrnutím spánku. Při této poruše se člověk může probudit, když je jeho tělo ochromeno fází REM a nemůže se pohybovat.

Na druhé straně narkolepsie byla spojena s hyperaktivitou GABAergických receptorů.

Alzheimerova choroba

V některých studiích byly u pacientů s Alzheimerovou chorobou pozorovány zvýšené hladiny GABA. Zdá se, že tvorba senilních plaků a zvýšená GABA postupně blokují neuronální aktivitu u pacientů. Především ti, kteří se podílejí na učení a paměti.

Vysoké úrovně GABA

Příliš mnoho GABA může způsobit nadměrnou ospalost, jako je tomu při konzumaci alkoholu nebo Valium.

Velmi vysoká GABA však může u mnoha lidí vyvolat opačný účinek a může způsobit úzkost nebo paniku. Je doprovázeno brnění, dušností a změnami krevního tlaku nebo srdeční frekvence.

Doplňky GABA

Mikroskopický snímek obarvených neuronů odebraných z elektronového mikroskopu. Zdroj: Neuron Experts (Organizace smluvního výzkumu)

Kyselina gama aminomáselná je v současné době komerčně dostupná jako potravinový doplněk, přírodní i syntetický. Přírodní GABA je tvořena fermentačním procesem, který používá bakterii zvanou Lactobacillus hilgardii.

Mnoho lidí ji konzumuje, aby lépe spalo a snížilo úzkost. Je také slavný u sportovců, protože se zdá, že přispívá ke ztrátě tuku a rozvoji svalové hmoty.

Je to proto, že produkuje intenzivní růst růstového hormonu, který je nezbytný pro sval. Kromě toho vám umožní lépe spát, něco, co potřebují ti, kdo kulturistiku potřebují.

Použití tohoto dodatku však podléhá kontroverzi. Mnoho lidí věří, že vědecké důkazy o jeho výhodách chybí.

Dále se zdá, že pro GABA v krvi je obtížné překročit hematoencefalickou bariéru a dostat se do mozku. Proto nemohl působit na neurony našeho nervového systému.

Reference

1. Alfaro Valverde, E. (2011). Receptory GABA (receptory GABA). Kostarická univerzita, Národní psychiatrická léčebna: 8-16.
2. Carlson, NR (2006). Fyziologie chování 8. vydání Madrid: Pearson.
3. Cortes-Romero, C., Galindo, F., Galicia-Isasmendi, S., & Flores, A. (2011). GABA: funkční dualita? Přechod během neurodevelopmentu. Rev Neurol, 52, 665-675.
4. Funkce neurotransmiteru GABA a vše ostatní o něm (Sf). Citováno z 21. března 2017, z Prozkoumané existence: examexistence.com.
5. GABA. (sf). Citováno z 21. března 2017, z Biopsicología: biopsicologia.net.
6. Monografie kyseliny gama-aminomáselné (GABA). (2007). Alternative Medicine Review, 12 (3): 274-279.
7. Konkel, L. (2015, 16. října). Co je GABA? Citováno z každodenního zdraví: dailyhealth.com.
8. Co je GABA? - Funkce, výhody a vedlejší účinky. (sf). Citováno z 22. března 2017, ze Study: Study.com.