GABA (NEUROTRANSMITTER): RECEPTOREN, FUNCTIES EN VERANDERINGEN - GEOGRAFÍA - 2024

Het GABA of gamma-aminoboterzuur is de belangrijkste remmende neurotransmitter in het zenuwstelsel. Het is de meest voorkomende remmende neurotransmitter en wordt verspreid door de hersenen en het ruggenmerg.

In feite wisselen tussen 30 en 40% van de neuronen in onze hersenen de neurotransmitter GABA uit. Deze neuronen worden GABAergic genoemd. Deze stof is essentieel op het gevoelige, cognitieve en motorische vlak. Het speelt ook een belangrijke rol bij de stressreactie.

Neuronen zijn met elkaar verbonden in onze hersenen en wisselen prikkelende en remmende neurotransmitters uit om elkaar berichten te sturen.

Te veel opwinding zou instabiliteit in onze hersenactiviteit veroorzaken. De neuronen zouden exciterende synapsen overbrengen naar andere neuronen die op hun beurt hun buren zouden prikkelen. De excitatie verspreidde zich totdat het de neuronen bereikte waar de activering vandaan kwam, waardoor alle neuronen in de hersenen ongecontroleerd ontladen.

Dit is wat er gebeurt bij epileptische aanvallen of toevallen. Sommige wetenschappers beweren zelfs dat een van de oorzaken van epilepsie een verandering is van de neuronen die GABA of zijn receptoren afscheiden.

Aan de andere kant kan te veel opwinding prikkelbaarheid, nervositeit, slapeloosheid, motorische stoornissen, etc. veroorzaken.

Dit is de reden waarom de activiteit van remmende neuronen, zoals die welke gamma-aminoboterzuur afscheiden, zo belangrijk is. Deze stof stelt je in staat de hersenactivatie in evenwicht te brengen, zodat je te allen tijde een optimaal niveau van opwinding behoudt.

Om dit te doen, ontvangen de GABA-receptoren in neuronen chemische berichten waardoor ze zenuwimpulsen remmen of verminderen. Op deze manier werkt GABA als rem na perioden van intense stress; zorgt voor ontspanning en wekt slaap op. In feite stimuleren sommige medicijnen die worden gebruikt om angst te behandelen, zoals benzodiazepines, GABA-receptoren.

Veranderde niveaus van gamma-aminoboterzuur worden in verband gebracht met psychiatrische en neurologische aandoeningen. Lage niveaus van deze stof of een afname van de functie zijn gekoppeld aan angst, depressie, schizofrenie, slaapstoornissen, slapeloosheid …

Korte geschiedenis van GABA

GABA chemische structuur

Gamma-aminoboterzuur werd voor het eerst gesynthetiseerd in 1883, maar de effecten waren niet bekend. Het was alleen bekend dat het een product was dat inwerkte op het metabolisme van planten en microben.

Rond 1950 realiseerden onderzoekers zich dat het ook in het zenuwstelsel van zoogdieren werd aangetroffen.

Biosynthese

Gamma-aminoboterzuur is afkomstig van glutaminezuur (glutamaat), de belangrijkste prikkelende neurotransmitter. Dit wordt omgezet in GABA via een enzym genaamd glutaminezuurdecarboxylase (GAD) en een cofactor genaamd pyridoxaalfosfaat, de actieve vorm van vitamine B6. Om GABA te maken, wordt een carboxylgroep verwijderd uit glutamaat.

Om het effect van GABA te onderbreken, moet deze stof via gliacellen worden ontvangen. Neuronen vangen het ook weer op dankzij speciale transporteurs. Het doel is om de GABA uit de extracellulaire vloeistof van de hersenen te verwijderen, zodat het niet wordt geabsorbeerd door GABA-erge neuronen.

Ontvangers

Twee belangrijke receptoren die GABA opvangen zijn:

GABAA-receptor

Het is een receptor die een chloorkanaal regelt. Dit is complex, aangezien het meer dan 5 verschillende knooppunten heeft. Ze hebben een site die GABA vangt, waar muscimol, dat de effecten ervan nabootst (agonist), ook kan binden. Bovendien kan het bicuculine vangen, een stof die de effecten van GABA (antagonist) blokkeert.

Terwijl, op de tweede plaats van de GABAA-receptor, anxiolytische geneesmiddelen genaamd benzodiazepinen (zoals Valium en Líbrium) binden. Ze dienen om angst te verminderen, spieren te ontspannen, slaap op te wekken, epilepsie te verminderen, enz. Mogelijk bindt alcohol zich op dezelfde plaats om zijn effecten uit te oefenen.

Op een derde plaats kunnen barbituraten, andere oudere en minder veilige anxiolytische geneesmiddelen worden gebonden. Bij lage doseringen werken ze ontspannend. Hogere doses veroorzaken echter problemen met spreken en lopen, bewustzijnsverlies, coma en zelfs de dood.

Een vierde plaats krijgt verschillende steroïden, zoals sommige die worden gebruikt voor algemene anesthesie. Daarnaast zijn er hormonen die het lichaam aanmaakt, zoals progesteron, dat zich aan deze site bindt. Dit hormoon komt vrij tijdens de zwangerschap en veroorzaakt een lichte sedatie.

Terwijl in de laatste plaats picrotoxine bindt, een gif aanwezig in een struik uit India. Deze stof heeft de tegenovergestelde effecten van anxiolytica. Dat wil zeggen, het blokkeert de activiteit van de GABAA-receptor door als antagonist te functioneren. Daarom kan het in hoge doses epileptische aanvallen veroorzaken.

Zowel benzodiazepines als barbituraten activeren de GABAA-receptor, daarom worden ze agonisten genoemd.

Er zijn complexere bindingsplaatsen dan andere, zoals die van benzodiazepinen. Dit alles is bekend uit onderzoek, maar er is veel te weten. Onze hersenen kunnen van nature stoffen produceren die zich aan deze receptoren binden en agonistische of antagonistische effecten uitoefenen. Deze verbindingen zijn echter nog niet geïdentificeerd.

GABAB-receptor

Deze receptor reguleert een kaliumkanaal en is metabotroop. Dat wil zeggen, het is een receptor die is gekoppeld aan een G-eiwit. Wanneer geactiveerd, vindt een reeks biochemische gebeurtenissen plaats die de opening van andere ionkanalen kunnen veroorzaken.

Van baclofen is bekend dat het een agonist van deze receptor is en spierontspanning veroorzaakt. Terwijl de verbinding CGP 335348 werkt als een antagonist.

Bovendien, wanneer GABAB-receptoren worden geactiveerd, openen kaliumkanalen, waardoor remmende potentialen in neuronen worden geproduceerd.

GABAC-receptor

Anderzijds wordt ook een GABA C-receptor bestudeerd, die niet wordt gemoduleerd door benzodiazepinen, barbituraten of steroïden.

Het lijkt voornamelijk in het netvlies te worden aangetroffen, hoewel het ook elders in het centrale zenuwstelsel kan zijn. Het is betrokken bij cellen die het gezichtsvermogen reguleren, en de belangrijkste agonisten zijn TACA, GABA en muscimol. Ondertussen oefent picrotoxine antagonistische effecten uit.

Voorlopig zijn er geen ziekten gevonden die in verband worden gebracht met mutaties in deze receptor. Het lijkt er echter op dat GABA C-receptorantagonisten in verband worden gebracht met het voorkomen van door myopie geïnduceerde vorm van deprivatie, en verder onderzoek is nodig om te zien wat hun rol is bij oogaandoeningen.

GABA-functies

GABA A-receptorcel. Bron: Bruce Blaus via Wikimedia Commons)

Het is niet verwonderlijk dat GABA een groot aantal functies vervult vanwege zijn brede verspreiding en hoeveelheid door het centrale zenuwstelsel. Veel van de exacte functies zijn tegenwoordig niet bekend. Veel van de huidige ontdekkingen zijn het gevolg van onderzoek met geneesmiddelen die de effecten van GABA versterken, nabootsen of remmen.

Samenvattend staat bekend dat gamma-aminoboterzuur een remmende stof is die helpt om een ​​evenwichtige hersenactiviteit te behouden. Meedoen aan:

Ontspanning

GABA remt de neurale circuits die worden geactiveerd door stress en angst, waardoor een staat van ontspanning en rust ontstaat. Glutamaat zou ons dus activeren, terwijl GABA de rust zou herstellen door de excitatie van neuronen te verminderen.

De droom

GABA neemt geleidelijk toe als we slaperig zijn. Als we slapen, bereikt het zeer hoge niveaus, aangezien dit het moment is waarop we het meest ontspannen en kalm zijn.

In onze hersenen bevindt zich een groep cellen die de ventrolaterale preoptische kern wordt genoemd, ook wel de "slaapschakelaar" genoemd. 80% van de cellen in dit gebied zijn GABAergic.

Aan de andere kant neemt GABA deel aan het onderhoud van onze interne klok of circadiane ritmes. In feite neemt hun hoeveelheid GABA aanzienlijk toe wanneer dieren overwinteren.

Tijdens de slaap, vergezeld van een toename van GABA, treedt ook een toename van cytokinen op. Het zijn eiwitten die het lichaam beschermen tegen ontstekingen. Daarom is voldoende rust essentieel, omdat het lichaam gezond wordt gehouden en zijn schade herstelt.

De pijn

Van GABA is bekend dat het nociceptieve (pijnperceptie) effecten heeft. Als bijvoorbeeld baclofen, een stof die zich bindt aan GABAB-receptoren, wordt toegediend, heeft dit een analgetisch effect bij mensen. Deze stof werkt door de afgifte van pijnneurotransmitters in neuronen in de dorsale hoorn van het ruggenmerg te verminderen.

Dus wanneer gebieden van deze receptoren worden veranderd, ontwikkelen dieren hyperalgesie (een zeer intense perceptie van pijn). Daarom wordt aangenomen dat GABAB-receptoren betrokken zijn bij het handhaven van een adequate pijngrens.

Endocriene functies

Het blijkt dat na het ontvangen van hoge doses GABA er een significante toename van groeihormoon is. Dit hormoon zorgt voor de ontwikkeling en het herstel van spieren, en neemt ook toe tijdens diepe slaap.

GABA lijkt ook een belangrijke rol te spelen bij de regulering van vrouwelijke hormonale cycli.

GABA-wijzigingen

GABA-metabolisme, betrokkenheid van gliacellen. Bron: Pancrat via Wikimedia Commons)

GABA-niveaus of de activiteit ervan kunnen door verschillende omstandigheden worden gewijzigd. Bijvoorbeeld door het gebruik van alcohol, drugs of drugs.

Aan de andere kant worden bepaalde psychiatrische en neurologische aandoeningen geassocieerd met veranderingen in het functioneren van GABA-erge neuronen en hun receptoren.

Elk van deze situaties wordt hieronder in meer detail uitgelegd.

Ongerustheid

Lage GABA-waarden of onvoldoende activiteit van deze neurotransmitter wordt geassocieerd met angst en stress.

Om deze reden werken een groot aantal anxiolytische geneesmiddelen in op GABA A-receptoren en kunnen sommige ontspannende activiteiten (zoals yoga) gedeeltelijk inwerken op de GABA-niveaus. Concreet verhoogt het de hoeveelheid ervan in de hersenen aanzienlijk.

Depressie

Overmatige niveaus van GABA kunnen zich vertalen in depressie, omdat te veel ontspanning kan veranderen in onverschilligheid of apathie.

Hallucinaties

Er is een verband ontdekt tussen lage niveaus van GABA in de hersenen en olfactorische en smaakhallucinaties. Dit zijn positieve symptomen van schizofrenie, een aandoening die ook wordt geassocieerd met veranderingen in GABA.

Bovendien bleken deze hallucinaties te stoppen met een behandeling die GABA in het centrale zenuwstelsel verhoogde.

Bewegingsstoornissen

Sommige neurologische bewegingsstoornissen zoals de ziekte van Parkinson, het Tourette-syndroom of tardieve dyskinesie lijken verband te houden met GABA.

Baclofen, een synthetisch analoog van GABA, lijkt effectief te zijn bij de behandeling van het Tourette-syndroom bij kinderen.

Terwijl GABA-agonisten zoals gabapentine en zolpidem helpen bij de behandeling van de ziekte van Parkinson. Aan de andere kant komt vigabatrine ten goede aan tardieve dyskinesie en andere motorische problemen.

Dit alles suggereert dat de oorsprong van deze aandoeningen een defecte signalering van de GABA-erge routes kan zijn.

Epilepsie

Een mislukking of ontregeling van de transmissie van gamma-aminoboterzuur veroorzaakt hyperexciteerbaarheid. Dat wil zeggen, neuronen worden overdreven geactiveerd, wat leidt tot epileptische activiteit.

De belangrijkste epileptische foci waar GABA faalt, zijn de neocortex en de hippocampus. Epilepsie heeft echter een sterke genetische component. Er zijn mensen die worden geboren met een grotere aanleg voor epileptogene activiteit of toevallen dan anderen.

Momenteel is ontdekt dat een mislukking in de expressie van γ2, een onderdeel van de GABA A-receptor, epilepsie veroorzaakt.

Alcohol gebruik

Alcohol of ethanol is een veel gebruikte stof in de huidige samenleving. Het heeft een depressieve werking op het centrale zenuwstelsel.

Specifiek blokkeert het de excitatie die wordt geproduceerd door NMDA-receptoren en versterkt het de remmende impulsen van GABAA-receptoren.

Bij lage concentraties veroorzaakt ethanol ontremming en euforie. Hoewel het in hoge concentraties in het bloed zit, kan het ademhalingsfalen en zelfs de dood veroorzaken.

Cognitie

Er is gevonden dat GABAA-receptoren een werkingsplaats hebben voor een stof genaamd RO4938581. Dit medicijn is een omgekeerde agonist, dat wil zeggen, het heeft het tegenovergestelde effect van GABA.

Het lijkt erop dat dit medicijn de cognitie verbetert. Concreet stelt het ons in staat om ruimtelijke en tijdelijke herinneringen beter te consolideren (waar en wanneer er iets is gebeurd).

Bovendien, wanneer GABA-receptoren worden geremd of mutaties hebben in de hippocampus, zijn er verbeteringen in het leren van associaties.

Drugsverslaving

Baclofen, een medicijn dat eerder werd genoemd, lijkt nuttig te zijn bij de behandeling van verslaving aan drugs zoals alcohol, cocaïne, heroïne of nicotine. Hoewel het veel bijwerkingen heeft en er worden andere soortgelijke gebruikt die ook een remmend effect hebben.

Drugsmisbruik veroorzaakt het vrijkomen van dopamine in de kern van accumbens. Dit deel van de hersenen is essentieel voor het gevoel van beloning en voor versterking.

Als baclofen wordt gegeven, neemt de wens om medicijnen te nemen af. Dit komt doordat de stof de activering van dopaminerge neuronen in dat gebied vermindert. Uiteindelijk hebben ze het gevoel dat het medicijn niet het verwachte effect heeft en willen ze het niet meer consumeren.

Slaapproblemen

Veranderingen in GABA kunnen verschillende slaapproblemen veroorzaken. Wanneer er minder GABA is dan normaal of neuronen niet goed werken, treedt vaak slapeloosheid op.

Als de hoeveelheid van deze stof echter erg hoog is, kunt u last krijgen van slaapverlamming. Bij deze aandoening kan de persoon wakker worden als zijn lichaam verlamd is door de REM-fase en niet kan bewegen.

Aan de andere kant is narcolepsie in verband gebracht met hyperactiviteit van GABA-erge receptoren.

Alzheimer

Bij sommige onderzoeken zijn verhoogde GABA-spiegels waargenomen bij patiënten met de ziekte van Alzheimer. Seniele plaquevorming en verhoogde GABA lijken de neuronale activiteit bij patiënten progressief te blokkeren. Vooral degenen die betrokken zijn bij leren en geheugen.

Hoge GABA-niveaus

Te veel GABA kan overmatige slaperigheid veroorzaken, zoals bij alcohol- of valiumgebruik.

Een zeer hoge GABA kan bij veel mensen echter het tegenovergestelde effect hebben en angst of paniek veroorzaken. Het gaat gepaard met tintelingen, kortademigheid en veranderingen in bloeddruk of hartslag.

GABA-supplementen

Een microscopisch beeld van gekleurde neuronen genomen met een elektronenmicroscoop. Bron: Neuron Experts (Contract Research Organization)

Momenteel is gamma-aminoboterzuur in de handel verkrijgbaar als voedingssupplement, zowel natuurlijk als synthetisch. Natuurlijke GABA wordt gemaakt door een fermentatieproces dat een bacterie gebruikt die Lactobacillus hilgardii wordt genoemd.

Veel mensen consumeren het om beter te slapen en angst te verminderen. Het is ook beroemd bij atleten, omdat het lijkt bij te dragen aan vetverlies en de ontwikkeling van spiermassa.

Dit komt omdat het een intense toename van groeihormoon produceert, wat essentieel is voor spieren. Bovendien slaap je er beter door, iets dat degenen die aan bodybuilding doen, nodig hebben.

Het gebruik van dit supplement is echter onderhevig aan controverse. Velen geloven dat wetenschappelijk bewijs over de voordelen ervan ontbreekt.

Verder blijkt dat het voor GABA in het bloed moeilijk is om de bloed-hersenbarrière te passeren om de hersenen te bereiken. Daarom kon het niet inwerken op de neuronen van ons zenuwstelsel.

Referenties

1. Alfaro Valverde, E. (2011). GABA-receptoren (GABA-receptoren). Universiteit van Costa Rica, Nationaal Psychiatrisch Ziekenhuis: 8-16.
2. Carlson, NR (2006). Fysiologie van gedrag 8e Ed. Madrid: Pearson.
3. Cortes-Romero, C., Galindo, F., Galicia-Isasmendi, S., & Flores, A. (2011). GABA: functionele dualiteit? Overgang tijdens neurologische ontwikkeling. Rev Neurol, 52, 665-675.
4. Functie van de GABA-neurotransmitter en al het andere erover. (Sf). Opgehaald op 21 maart 2017, van Examined Existence: examexistence.com.
5. GABA. (sf). Opgehaald op 21 maart 2017, van Biopsicología: biopsicologia.net.
6. Gamma-Aminoboterzuur (GABA) Monografie. (2007). Alternative Medicine Review, 12 (3): 274-279.
7. Konkel, L. (2015, 16 oktober). Wat is GABA? Opgehaald van Doctor's Ask: dailyhealth.com.
8. Wat is GABA? - Functie, voordelen en bijwerkingen. (sf). Opgehaald op 22 maart 2017, via Study: study.com.