GABA (γ-аминомаслена киселина) — инхибиращ невротрансмитер: функции и значение

Научете как GABA (γ-аминомаслена киселина) регулира невронната възбудимост, мускулния тонус и спокойствието — функции, значение и клинични приложения.

GABA е гама-аминомаслена киселина (γ-аминомаслена киселина). Тя е невротрансмитер в централната нервна система на бозайниците и основно действа като инхибиращ невротрансмитер. Докато при възбуждащите невротрансмитери постсинаптичният неврон се деполяризира и вероятността за генериране на нервен импулс се увеличава, при GABA се наблюдава обратният ефект — постсинаптичната клетка се хиперполяризира или потиска възбудимостта си, което води до намаляване или блокиране на предаването на сигнала.

Рецептори и механизми на действие

Действието на GABA се осъществява чрез няколко основни типа рецептори:

• GABA_A — йонотропни (лиганд-зависими) рецептори, които отварят хлорни канали и позволяват влизане на Cl− в неврона, водещо до хиперполаризация и бързо инхибиране. Тези рецептори са мишена на бензодиазепини, барбитурати, алкохол и някои анестетици.
• GABA_B — метаботропни (G-протеин-свързани) рецептори, които индуцират по-бавни и продължителни инхибиторни ефекти чрез отваряне на K+ канали и потискане на Ca2+ канали или чрез вторични месинджъри. Агoнистът баклофен действа върху тези рецептори като мускулен релаксант.
• GABA_C (или GABA_A-ρ) — специфичен подтип йонотропни рецептори, срещан главно в ретината и някои области на мозъка, с особен фармакологичен профил.

Синтез и разграждане

GABA се синтезира в невроните от аминокиселината глутамат чрез ензима глутаматдекарбоксилаза (GAD), който изисква пиридоксал фосфат (форма на витамин B6) като кофактор. Разграждането на GABA се осъществява главно от ензима GABA-трансаминаза (GABA-T), а продуктите от разграждането могат да влязат в цикъла на трикарбоновите киселини.

Биологични функции

• Регулация на възбудимостта: GABA поддържа баланса между възбуждане и инхибиране в мозъка, което е критично за нормалната невронна функция и предотвратяване на прекомерна активност (например припадъци).
• Сън и релаксация: GABA-ергичните системи участват в индукцията и поддържането на съня, намаляват тревожността и спомагат мускулната релаксация.
• Контрол на мускулния тонус: При хората GABA допринася за регулирането на мускулния тонус чрез инхибиторни вериги в спинния мозък и мозъчния кортекс.
• Синаптична и тонична инхибиция: Освен бързата синаптична инхибиция, съществува и по-бавна, «тонична» инхибиция, предизвиквана от екстрасинаптични GABA рецептори, които контролират фонова възбудимост.
• Роля в развитието: По време на ранното развитие GABA понякога действа възбудно поради различна вътреклетъчна концентрация на хлорни йони; с узряването на невроните този ефект се обръща в инхибиторен (влияят транспортери като NKCC1 и KCC2).

Клинично значение и лекарства

Много лекарства и вещества взаимодействат с GABA-рецепторите или с метаболизма на GABA:

• Бензодиазепини (например диазепам) повишават ефекта на GABA върху GABA_A рецепторите и се използват при тревожност, спазми, епилепсия и за успокояване преди медицински процедури.
• Барбитурати действат също на GABA_A, но с по-широк и по-мощен ефект — използват се по-рядко поради риск от предозиране.
• Алкохол и някои анестетици модулират GABA_A рецепторната функция, което обяснява седативните и упойващи ефекти.
• Вигабатрин инхибира GABA-трансаминазата, увеличавайки нивата на GABA и се използва при определени форми на епилепсия.
• Тиагабин блокира повторното захващане на GABA (GAT инхибитор) и се използва като допълнителна терапия при епилепсия.
• Баклофен е GABA_B агонист, прилаган при спастичност.

Заболявания и изследвания

Нарушения в GABA-ергичната система са свързани с редица невромускулни и психични състояния: епилепсия, тревожни разстройства, депресия, шизофрения, хиперактивност, сънни разстройства и някои невродегенеративни заболявания. Изследванията се фокусират върху ролята на GABA в невроналната пластичност, баланса възбуждане/инхибиране и потенциални нови терапевтични мишени.

Други факти и бележки

• Въпреки че GABA е химически аминокиселина, в научния и медицински контекст тя рядко се тълкува като „протеиногенна“ аминокиселина; терминът „аминокиселина“ обикновено се използва за α-аминокиселините, които вграждат протеините. GABA не се включва в протеините.
• При някои видове насекоми GABA има различни роли и може да действа върху възбудни рецептори — функцията ѝ не винаги е напълно аналогична на тази при бозайниците.
• Съществуват хранителни добавки с GABA; обаче въпросът доколко перорално приетият GABA преминава ефективно кръвно-мозъчната бариера е предмет на дебат и доказателствата за директен централнодействие са смесени.

Като цяло GABA е ключов невротрансмитер за поддържане на невроналния баланс и правилното функциониране на мозъка и гръбначния мозък. Разбирането на нейните механизми и взаимодействия продължава да бъде важна област в неврологията, психиатрията и фармакологията.

Въпроси и отговори

Въпрос: Какво е GABA?

В: Каква е функцията на GABA?

Въпрос: Как действа GABA в централната нервна система?

В: Какво е въздействието на GABA върху видовете насекоми?

В: GABA аминокиселина ли е?

В: Защо GABA рядко се нарича аминокиселина?

В: Какво е значението на GABA в научните и медицинските среди?

Търсене по буква