GABA (gama-aminomaslena kislina): zaviralni nevrotransmiter in vloge

GABA je gama-aminomaslena kislina (γ-aminomaslena kislina). Je nevrotransmiter v osrednjem živčnem sistemu sesalcev. Je zaviralni nevrotransmiter. Običajno, ko nevron prejme impulz, signal okrepi. V primeru, da je prisoten zaviralni nevrotransmiter, celica ne bo več prejela impulza, signal kot celota pa bo oslabljen.

GABA uravnava, koliko nevronov v osrednjem živčevju pri ljudeh in drugih sesalcih bo stimuliranih. Ima vlogo pri uravnavanju vzburjenosti nevronov v celotnem živčnem sistemu. Pri ljudeh je GABA neposredno odgovorna tudi za uravnavanje mišičnega tonusa. Pri vrstah žuželk GABA deluje le na vzbujevalne živčne receptorje.

Čeprav je GABA kemično aminokislina, se v znanstvenih in medicinskih skupnostih le redko omenja kot aminokislina. Izraz "aminokislina", ki se uporablja brez opredelitve, se nanaša na aminokisline alfa, kar pa GABA ni. GABA se tudi ne vključuje v beljakovine.

Sinteza in presnova

GABA se v živčnem sistemu sintetizira iz glutamata z encimom glutamat dekarboksilazo (GAD), za katero je pomemben kofaktor piridoksal fosfat (oblikav vitamina B6). Glavna pot razgradnje poteka preko encima GABA-transaminaze (GABA-T), ki GABA pretvori v sukcinil semialdehid, ta pa se kasneje vključi v cikel citratne kisline.

Pomembno je tudi, da GABA v krvno-možganski pregradi (BBB) prehaja slabo, zato oralni dodatki GABA običajno ne povečajo pomembno centralne GABA-aktivnosti.

Receptorji in mehanizem delovanja

• GABA-A – ionotropni receptor (Cl− kanal). Ko se aktivira, povzroči vdor kloridnih ionov v nevron, kar vodi v hiperpolarizacijo in hitro zaviranje. Na te receptorje cilja veliko zdravil: benzodiazepini (krepitev frekvence odprtja kanala), barbiturati (podaljšanje odprtja), alkohol in nekateri hipnotiki (npr. zolpidem).
• GABA-B – metabotropni (G-proteinski) receptor. Deluje počasneje, zmanjšuje sproščanje nevrotransmiterjev in aktivira kalijeve kanale za daljše hiperpolarizacijske učinke. Baclofen je selektivni agonist GABA-B in se uporablja za lajšanje spastičnosti.
• GABA-ρ (GABA-C) – specifični ionotropni receptorji, ki so podobni GABA-A, a imajo lastne farmakološke značilnosti; v novejših klasifikacijah jih pogosto vključujejo kot podvrsto GABA-A.

Zaviranje je lahko fazno (hitro, sinaptično) ali tonično (dolgotrajno, preko ekstrasynaptičnih receptorjev), kar ima pomembne posledice za nadzor vzburjenosti mrež nevronov.

Vloge v živčnem sistemu in razvoj

• GABA uravnava splošno vzburjenost možganov, preprečuje prekomerno aktivnost in sinkronizacijo, kar je ključno za preprečevanje napadov (epilepsije).
• Ima pomembno vlogo pri spanju, anksioznosti, učenju in pomnjenju — spremembe GABAergega sistema so povezane z anksioznimi motnjami, nespanjem in nekaterimi oblikami epilepsije.
• Med razvojem možganov je GABA v mnogih primerih depolarizirajoč (vzbujevalen) zaradi visokega notranjega koncentrata klora v nezrelih nevronih; s staranjem se izrazita transportnaerja NKCC1 in KCC2 prestrukturirata, kar spremeni učinek GABA v odraslih nevronih v zaviralnega.
• GABA je vpleten tudi v nadzor mišičnega tonusa in reflekse ter deluje v perifernih delih živčevja, npr. v enteričnem sistemu in pankreatičnih celicah.

Klinični pomen in zdravila

Zdravila, ki vplivajo na GABAergični sistem, imajo široko uporabo:

• Benzodiazepini – anksiolitiki, hipnotiki, mišični relaksanti in antikonvulzivi (npr. diazepam).
• Barbiturati – sedativi in antikonvulzivi (redko zaradi ozkega terapevtskega razmerja).
• Baclofen – GABA-B agonist za spastičnost.
• Vigabatrin – zaviralec GABA-T (poveča ravni GABA) pri nekaterih oblikah epilepsije.
• Tiagabin – zaviralec ponovnega zajema GABA, uporablja se kot dopolnilno zdravilo pri epilepsiji.

Motnje v GABAergičnem prenosu so povezane z epilepsijo, anksioznimi motnjami, nespečnostjo, alkoholno odvisnostjo in nekaterimi motnjami humornosti. Zdravila, ki okrepijo GABA-signal, lahko povzročijo zaspanost, ataksijo, toleranco in odvisnost.

Omejitve in zanimivosti

• GABA ni proteinogena alfa-aminokislina, zato se ne vgrajuje v beljakovine — to pojasnjuje, zakaj se v strokovni rabi izraz "aminokislina" običajno nanaša na α-aminokisline.
• Vnos GABA v obliki prehranskih dodatkov redko povzroči pomembno povečanje centralne GABA-aktivnosti zaradi omejenega prehajanja čez krvno-možgansko pregrado.
• Pri nekaterih nevretenčarjih (npr. določenih žuželkah) ima GABA drugačen učinek — kot omenjeno, lahko deluje na vzbujevalne receptorje, kar kaže na evolucijsko variabilnost tega sistema.

Sklepno: GABA je ključni zaviralni nevrotransmiter v centralnem živčnem sistemu sesalcev, s pomembnimi vlogami v nadzoru vzburjenosti, mišičnega tonusa, spanja in preprečevanju napadov. Njeni receptorji in presnovne poti so hkrati pomembni terapevtski cilji pri zdravljenju več nevroloških in psihiatričnih stanj.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je GABA?

V: Kakšna je funkcija GABA?

V: Kako GABA deluje v osrednjem živčevju?

V: Kakšen je učinek GABA na vrste žuželk?

V: Ali je GABA aminokislina?

V: Zakaj se GABA redko imenuje aminokislina?

V: Kakšen je pomen GABA v znanstveni in medicinski skupnosti?

Išči po črki