GABA (Neurotransmitter): Rezeptoren, Funktionen und Veränderungen

GABA oder Gamma-Aminobuttersäure ist der wichtigste hemmende Neurotransmitter im Nervensystem. Es ist der am häufigsten vorkommende hemmende Bote und ist im gesamten Gehirn und Rückenmark verteilt.

Tatsächlich tauschen zwischen 30 und 40% der Neuronen in unserem Gehirn den Neurotransmitter GABA aus. Diese Neuronen heißen GABAergic.

Diese Substanz ist in der sensorischen, kognitiven und motorischen Ebene von wesentlicher Bedeutung. Es spielt auch eine wichtige Rolle bei der Stressreaktion.

Neuronen sind in unserem Gehirn miteinander verbunden und tauschen anregende und hemmende Neurotransmitter aus, um Nachrichten zu senden.

Zu viel Aufregung würde zu Instabilität in unserer Gehirnaktivität führen. Die Neuronen würden anregende Synapsen an andere Neuronen übertragen, die wiederum ihre Nachbarn anregen würden. Die Erregung würde sich auf die Neuronen ausbreiten, in denen die Aktivierung stattfand, was dazu führen würde, dass sich alle Neuronen im Gehirn unkontrolliert entladen.

Dies ist, was bei epileptischen Anfällen oder Anfällen passiert. Tatsächlich behaupten einige Wissenschaftler, dass eine der Ursachen für Epilepsie eine Veränderung der Neuronen ist, die GABA oder seine Rezeptoren ausscheiden.

Andererseits kann zu viel Erregung zu Reizbarkeit, Nervosität, Schlaflosigkeit, motorischen Störungen usw. führen.

Aus diesem Grund ist die Aktivität inhibitorischer Neuronen, wie sie Gamma-Aminobuttersäure absondern, so wichtig. Diese Substanz ermöglicht es, die Aktivierung des Gehirns auszugleichen, so dass zu jedem Zeitpunkt ein optimales Erregungsniveau aufrechterhalten wird.

Dazu erhalten die in den Neuronen befindlichen GABA-Rezeptoren chemische Botschaften, die sie die Nervenimpulse hemmen oder verringern lassen.

Auf diese Weise wirkt GABA nach intensiven Belastungsphasen wie eine Bremse. Es erzeugt Entspannung und induziert den Schlaf. In der Tat stimulieren einige Medikamente zur Behandlung von Angstzuständen, wie Benzodiazepine, die GABA-Rezeptoren.

Veränderte Gamma-Aminobuttersäure-Spiegel sind mit psychischen und neurologischen Störungen verbunden. Niedrige Spiegel dieser Substanz oder eine Abnahme ihrer Funktion stehen in Zusammenhang mit Angstzuständen, Depressionen, Schizophrenie, Schlafstörungen, Schlaflosigkeit ...

Kurze Geschichte der GABA

Gamma-Aminobuttersäure wurde erstmals 1883 synthetisiert, ihre Auswirkungen waren jedoch nicht bekannt. Es war nur bekannt, dass es sich um ein Produkt handelt, das den Stoffwechsel von Pflanzen und Mikroben beeinflusst.

Um 1950 stellten Forscher fest, dass es auch im Nervensystem von Säugetieren gefunden wurde.

Biosynthese

Gamma-Aminobuttersäure stammt von Glutaminsäure (Glutamat), dem wichtigsten exzitatorischen Neurotransmitter. Dies wird durch ein Enzym namens Glutaminsäuredecarboxylase (GAD) und einen Cofaktor namens Pyridoxalphosphat, der die aktive Form von Vitamin B6 ist, in GABA umgewandelt. Um GABA zu erzeugen, wird eine Carboxylgruppe aus Glutamat entfernt.

Damit die Wirkung von GABA unterbrochen wird, muss diese Substanz über die Gliazellen aufgenommen werden. Neuronen fassen es auch dank spezieller Transporter zusammen. Ziel ist es, GABA aus der extrazellulären Flüssigkeit im Gehirn zu entfernen, damit es nicht von GABAergen Neuronen absorbiert wird.

Rezeptoren

Zwei wichtige Rezeptoren, die GABA einfangen, sind:

GABA Empfänger A

Es ist ein Empfänger, der einen Chlorkanal steuert. Dies ist komplex, da es mehr als 5 verschiedene Anschlüsse hat. Sie haben einen Ort, der die GABA einfängt, an dem auch das Muscimol vereint werden kann, das die Wirkungen des letzteren nachahmt (Agonist). Darüber hinaus kann es Bicucullin einfangen, eine Substanz, die die Wirkung von GABA (Antagonist) blockiert.

Während an zweiter Stelle des GABA-A-Rezeptors angstlösende Arzneimittel namens Benzodiazepine (wie Valium und Libbrium) hinzugefügt werden. Sie dienen dazu, Ängste abzubauen, Muskeln zu entspannen, Schlaf zu induzieren, Epilepsie zu lindern usw. Möglicherweise setzt sich an derselben Stelle Alkohol zusammen, um seine Wirkung zu entfalten.

Ein dritter Platz ermöglicht die Vereinigung von Barbituraten, anderen älteren und weniger sicheren angstlösenden Arzneimitteln. In geringen Dosen wirken sie entspannend. Höhere Dosen verursachen jedoch Probleme beim Sprechen und Gehen, Bewusstlosigkeit, Koma und sogar Tod.

Ein vierter Platz erhält verschiedene Steroide, wie einige, die für die Vollnarkose eingesetzt werden. Darüber hinaus gibt es Hormone, die der Körper produziert, wie beispielsweise Progesteron, das an diesen Ort bindet. Dieses Hormon wird während der Schwangerschaft freigesetzt und erzeugt eine leichte Beruhigung.

Während am letzten Ort die Picrotoxina vereint ist, ein Gift, das in einem Strauch Indiens vorhanden ist. Diese Substanz hat die entgegengesetzten Wirkungen zu denen von Anxiolytika. Das heißt, es blockiert die Aktivität des GABA A -Rezeptors, der als Antagonist fungiert. Deshalb kann es in hohen Dosen zu Anfällen kommen.

Sowohl Benzodiazepine als auch Barbiturate aktivieren den GABA-A-Rezeptor, weshalb sie als Agonisten bezeichnet werden.

Es gibt komplexere Bindungsstellen als andere, wie Benzodiazepine. All dies ist dank der Forschung bekannt, aber es gibt viel zu wissen. Unser Gehirn kann auf natürliche Weise Substanzen produzieren, die durch agonistische oder antagonistische Effekte an diese Rezeptoren binden. Diese Verbindungen wurden jedoch bisher nicht identifiziert.

Empfänger GABA B

Dieser Rezeptor reguliert einen Kaliumkanal und ist metabolisch. Das heißt, es ist ein Rezeptor, der an ein G-Protein gekoppelt ist.Wenn er aktiviert ist, treten eine Reihe biochemischer Ereignisse auf, die die Öffnung anderer Ionenkanäle verursachen können.

Es ist bekannt, dass Baclofen ein Agonist dieses Rezeptors ist und Muskelentspannung erzeugt. Während die CGP-Verbindung 335348 wirkt sie als Antagonist.

Wenn die GABA B-Rezeptoren aktiviert werden, öffnen sich außerdem die Kaliumkanäle, wodurch Hemmpotentiale in den Neuronen erzeugt werden.

GABA C Empfänger

Andererseits wird auch ein GABA C-Rezeptor untersucht, der nicht durch Benzodiazepine, Barbiturate oder Steroide moduliert wird.

Es scheint vorwiegend in der Netzhaut zu sein, obwohl es auch an anderen Stellen im Zentralnervensystem vorkommt.

Es ist an den Zellen beteiligt, die das Sehen regulieren, und seine Hauptagonisten sind TACA, GABA und Muscimol. In der Zwischenzeit übt Picrotoxin antagonistische Wirkungen aus.

Bisher wurden keine Krankheiten gefunden, die mit Mutationen in diesem Rezeptor assoziiert sind. Es scheint jedoch, dass Antagonisten von GABA C -Rezeptoren mit einer Prävention der durch Myopie induzierten Form von Deprivation assoziiert sind (Valverde Afaro, 2011).

Sie sollten also weiterhin untersuchen, welche Rolle sie bei Augenerkrankungen spielen.

GABA-Funktionen

Es ist nicht verwunderlich, dass GABA aufgrund seiner breiten Verbreitung und Menge im gesamten Zentralnervensystem eine Vielzahl von Funktionen ausübt. Viele seiner genauen Funktionen sind heute nicht bekannt. Ein Großteil der aktuellen Ergebnisse ist auf die Erforschung von Arzneimitteln zurückzuführen, die die Wirkung von GABA verstärken, nachahmen oder hemmen.

Zusammenfassend ist bekannt, dass Gamma-Aminobuttersäure eine hemmende Substanz ist, die es ermöglicht, eine ausgeglichene Gehirnaktivität aufrechtzuerhalten. Mitmachen an:

Die Entspannung

GABA hemmt neuronale Schaltkreise, die durch Stress und Angst aktiviert werden und einen Zustand der Entspannung und Ruhe erzeugen. Somit würde Glutamat uns aktivieren, während GABA die Ruhe wiederherstellen würde, indem es die Erregung von Neuronen verringert.

Der Traum

Wenn wir müde sind, nimmt die GABA stetig zu. Wenn wir schlafen, erreicht es sehr hohe Niveaus, da es der Moment ist, in dem wir entspannter und ruhiger sind.

In unserem Gehirn gibt es eine Gruppe von Zellen, die als ventrolateraler preoptischer Kern bezeichnet wird und auch als "Schlafschalter" bezeichnet wird. 80% der Zellen in diesem Bereich sind GABAergic.

Auf der anderen Seite ist GABA an der Aufrechterhaltung unserer inneren Uhr oder unseres Tagesrhythmus beteiligt. Wenn Tiere überwintern, nimmt ihre Menge an GABA in der Tat merklich zu.

Während des Schlafs, begleitet von einem Anstieg der GABA, kommt es auch zu einem Anstieg der Zytokine. Sie sind Proteine, die den Körper vor Entzündungen schützen. Aus diesem Grund ist eine ausreichende Ruhepause unerlässlich, da der gesunde Organismus erhalten bleibt und seine Schäden repariert.

Der Schmerz

Es ist bekannt, dass GABA nozizeptiv wirkt (Schmerzempfindung). Wenn beispielsweise Baclofen, eine Substanz, die an GABA B-Rezeptoren bindet, verabreicht wird, tritt beim Menschen eine analgetische Wirkung auf. Diese Substanz wirkt, indem sie die Freisetzung von Schmerzneurotransmittern in den Rückenhornneuronen des Rückenmarks verringert.

Wenn daher Bereiche dieser Rezeptoren verändert werden, entwickeln die Tiere eine Hyperalgesie (eine sehr intensive Wahrnehmung von Schmerz). Deshalb wird angenommen, dass GABA B-Rezeptoren an der Aufrechterhaltung einer angemessenen Schmerzschwelle beteiligt sind.

Endokrine Funktionen

Es scheint, dass nach der Einnahme hoher GABA-Dosen ein signifikanter Anstieg des Wachstumshormons zu verzeichnen ist. Dieses Hormon ermöglicht die Entwicklung und Regeneration der Muskeln und erhöht sich auch im Tiefschlaf.

GABA scheint auch eine wichtige Rolle bei der Regulation des weiblichen Hormonkreislaufs zu spielen.

Veränderungen der GABA

Der GABA-Spiegel oder seine Aktivität können durch verschiedene Bedingungen verändert werden. Zum Beispiel für den Konsum von Alkohol, Drogen oder Drogen.

Andererseits sind bestimmte psychiatrische und neurologische Erkrankungen mit Veränderungen in der Funktion der GABAergen Neuronen und ihrer Rezeptoren verbunden.

Im Folgenden wird jede dieser Situationen ausführlicher erläutert.

Angst

Ein niedriger GABA-Spiegel oder eine unzureichende Aktivität dieses Neurotransmitters sind mit Angstzuständen und Stress verbunden.

Daher wirkt eine große Anzahl von angstlösenden Medikamenten auf die GABA A-Rezeptoren, und einige entspannende Aktivitäten (z. B. Yoga) spielen möglicherweise eine Rolle bei den GABA-Spiegeln. Insbesondere erhöht es seine Menge im Gehirn signifikant.

Depression

Ein zu hoher GABA-Spiegel kann zu Depressionen führen, da zu viel Entspannung zu Gleichgültigkeit oder Apathie führen kann.

Halluzinationen

Es wurde ein Zusammenhang zwischen niedrigen GABA-Spiegeln im Gehirn und olfaktorischen und gustatorischen Halluzinationen entdeckt. Dies sind positive Symptome einer Schizophrenie, eine Erkrankung, die auch mit Veränderungen der GABA assoziiert ist.

Zusätzlich wurde beobachtet, dass diese Halluzinationen mit einer Behandlung aufhörten, die GABA im Zentralnervensystem erhöhte.

Bewegungsstörungen

Einige neurologische Bewegungsstörungen wie Morbus Parkinson, Tourette-Syndrom oder Spätdyskinesien scheinen mit GABA in Zusammenhang zu stehen.

Baclofen, ein synthetisches Analogon von GABA, scheint bei der Behandlung des Tourette-Syndroms bei Kindern wirksam zu sein.

Während GABA-Agonisten wie Gabapentin und Zolpidem bei der Behandlung der Parkinson-Krankheit helfen. Andererseits hilft Vigabatrin bei Spätdyskinesien und anderen motorischen Problemen.

All dies impliziert, dass der Ursprung dieser Zustände eine fehlerhafte Signalisierung der GABAergen Bahnen sein kann.

Epilepsie

Ein Versagen oder eine Deregulierung der Übertragung von Gamma-Aminobuttersäure führt zu einer Übererregbarkeit. Das heißt, die Neuronen werden zu stark aktiviert, was zu einer epileptischen Aktivität führt.

Die epileptischen Hauptherde, bei denen GABA versagt, sind der Neokortex und der Hippocampus. Epilepsie hat jedoch eine starke genetische Komponente. Es gibt Menschen, die mit einer größeren Veranlagung als andere geboren wurden, epileptogene Aktivitäten oder Anfälle zu erleiden.

Es wurde nun entdeckt, dass ein Versagen bei der Expression von & ggr; 2, einem Teil des GABAA-Rezeptors, das Einsetzen von Epilepsie verursacht.

Alkoholkonsum

Alkohol oder Ethanol ist eine Substanz, die in der heutigen Gesellschaft weit verbreitet ist. Es hat eine depressive Wirkung auf das Zentralnervensystem.

Insbesondere blockiert es die Anregung, die von NMDA-Rezeptoren erzeugt wird, und potenziert die Hemmimpulse von GABA-A-Rezeptoren.

In geringen Mengen bewirkt Ethanol eine Enthemmung und Euphorie. Obwohl bei hohen Blutspiegeln, kann es Atemversagen und sogar zum Tod führen.

Erkenntnis

Es wurde gefunden, dass GABA-A-Rezeptoren einen Wirkort für eine Substanz mit der Bezeichnung RO4938581 besitzen. Dieses Medikament ist ein inverser Agonist, dh es hat die gegenteilige Wirkung von GABA.

Es scheint, dass das Medikament die Kognition verbessert. Insbesondere ermöglicht es uns, räumliche und zeitliche Erinnerungen (wo und wann etwas passiert ist) besser zu konsolidieren.

Wenn GABA-Rezeptoren gehemmt werden oder Mutationen im Hippocampus vorliegen, kommt es außerdem zu einer Verbesserung des Assoziationslernens.

Drogenabhängigkeit

Baclofen, ein Medikament, das bereits erwähnt wurde, scheint bei der Behandlung von Drogenabhängigkeit wie Alkohol, Kokain, Heroin oder Nikotin nützlich zu sein. Obwohl es viele Nebenwirkungen hat und andere ähnliche verwendet werden, die auch eine hemmende Wirkung hervorrufen.

Drogenmissbrauch verursachen eine Freisetzung von Dopamin im Kern von Accumbens. Dieser Bereich des Gehirns ist im Sinne der Belohnung und Stärkung von wesentlicher Bedeutung.

Wenn Baclofen verabreicht wird, verringert sich der Wunsch, Medikamente einzunehmen. Dies liegt daran, dass die Substanz die Aktivierung von dopaminergen Neuronen in diesem Bereich verringert. Kurz gesagt, sie haben das Gefühl, dass das Medikament nicht die erwartete Wirkung hat und sie es nicht länger konsumieren möchten.

Schlafstörungen

Veränderungen der GABA können zu verschiedenen Schlafstörungen führen. Wenn weniger GABA als normal vorhanden ist oder Neuronen nicht richtig funktionieren, tritt normalerweise Schlaflosigkeit auf.

Wenn der Gehalt an dieser Substanz jedoch sehr hoch ist, kann es zu Schlaflähmungen kommen. Bei dieser Störung kann die Person aufwachen, wenn ihr Körper durch die REM-Phase gelähmt ist und sich nicht bewegen kann.

Andererseits wurde Narkolepsie mit der Hyperaktivität von GABAergen Rezeptoren in Verbindung gebracht.

Alzheimer

In einigen Studien wurde bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit ein erhöhter GABA-Spiegel beobachtet. Die Bildung seniler Plaques und die Zunahme von GABA scheinen die neuronale Aktivität bei Patienten progressiv zu blockieren. Vor allem diejenigen, die mit Lernen und Gedächtnis zu tun haben.

Hoher GABA-Gehalt

Zu viel GABA kann wie beim Konsum von Alkohol oder Valium zu übermäßiger Schläfrigkeit führen.

Ein sehr hoher GABA-Wert kann jedoch bei vielen Menschen den gegenteiligen Effekt haben und Angst oder Panik auslösen. Es ist von Kribbeln, Atemnot und Veränderungen des Blutdrucks oder der Herzfrequenz begleitet.

GABA-Ergänzungen

Derzeit ist Gamma-Aminobuttersäure als natürliches und synthetisches Nahrungsergänzungsmittel auf dem Markt erhältlich. Natürliches GABA entsteht durch einen Fermentationsprozess, bei dem ein Bakterium namens Lactobacillus hilgardii verwendet wird.

Viele Menschen konsumieren es, um besser zu schlafen und Ängste abzubauen. Es ist auch bei Sportlern bekannt, da es zum Fettabbau und zur Entwicklung der Muskelmasse beiträgt.

Dies liegt daran, dass es einen intensiven Anstieg des Wachstumshormons bewirkt, der für den Muskel von grundlegender Bedeutung ist. Außerdem kann man besser schlafen, was diejenigen, die Bodybuilding betreiben, brauchen.

Die Verwendung dieser Ergänzung ist jedoch umstritten. Viele glauben, dass es an wissenschaftlichen Beweisen für seinen Nutzen mangelt.

Darüber hinaus scheint es für Blut-GABA schwierig zu sein, die Blut-Hirn-Schranke zu überschreiten, um das Gehirn zu erreichen. Daher konnte es nicht auf die Neuronen unseres Nervensystems einwirken.