Γ-aminovajsav | ||
![]() | ||
A GABA felépítése. | ||
Azonosítás | ||
---|---|---|
IUPAC név | 4-amino-butánsav | |
N o CAS | ||
N o ECHA | 100 000 235 | |
N o EC | 200-258-6 | |
PubChem | 119 | |
FEMA | 4288 | |
Kémiai tulajdonságok | ||
Brute formula |
C 4 H 9 N O 2 [izomerek] |
|
Moláris tömeg | 103,1198 ± 0,0046 g / mol C 46,59%, H 8,8%, N 13,58%, O 31,03%, |
|
pKa | 4.0459 | |
Fizikai tulajdonságok | ||
T ° fúzió | 203 ° C ( bomlik ) | |
Oldékonyság | 1300 g · L -1 25 ° C-os vízben | |
Óvintézkedések | ||
67/548 / EGK irányelv | ||
![]() Xi Szimbólumok : Xi : Irritatív R mondatok : R36 / 37/38 : Irritálja a szemet, a légzőrendszert és a bőrt. S-mondatok : S26 : Ha szembe jut, bő vízzel azonnal ki kell mosni és orvoshoz kell fordulni. S36 : Megfelelő védőruházatot kell viselni. R mondatok : 36/37/38, S-mondatok : 26, 36, |
||
Ökotoxikológia | ||
DL 50 | 12 680 mg · kg -1 (egér, perorális) | |
Egység SI és STP hiányában. | ||
A γ-aminovajsav , amelyet gyakran GABA-nak (angolul g Amma- a mino b utyric a cid ) rövidítenek , emlősökben és madarakban a központi idegrendszer fő neurotranszmitter- gátlója . A rovarokban az egész testben jelen van. Ez egy neuromodulátor, amelyet felnőtteknél gátlónak ismernek el, de az emberi embrionális fejlődés során gerjesztő hatásúak . Fontos szerepet játszik a felnőtteknél, mivel megakadályozza az idegsejtek hosszan tartó gerjesztését . Ennek neurotróf szerepe is van, vagyis elősegíti bizonyos idegsejtek növekedését.
A GABA gátló hatása ellensúlyozza a glutamát gerjesztő hatását . E két neurotranszmitter közötti egyensúlyhiány az epilepsziában és az agyi ischaemiában jelentkezik . A nyers képlet C 4 H 9 NO 2.
Úgy gondolják, hogy a GABA az agy szinapszisainak legalább 30% -ában vesz részt. A második gátló neurotranszmitter a glicin , amely különösen a gerincvelőben lokalizálódik .
A GABAerg neuronoknak két típusa van:
A GABA-t főleg a nem piramidális idegsejtekben, például szemcsés vagy csillagképes sejtekben mutatták ki, a kéreg II-IV rétegében. Azt feltételezték, hogy a GABAerg interneuronok moduláló hatást gyakorolnak a sejttestre és a piramis (glutamerg) sejt axonok kezdeti szegmensére annak fenntartása érdekében, hogy fenntartsák a munkamemória fenntartását .
GABA szintetizálódik glutaminsav egy enzim GD ( glutamát-dekarboxiláz ), vagy AGD ( glutaminsav dekarboxiláz ) [GAD angol ( glutaminsav dekarboxiláz , vagy glutamát-dekarboxilázt )], és katabolizálódik másik enzim: GABA-transzamináz (GABA-T).
A GABA és a glutamát (vagy glutaminsav) metabolizmusa szorosan összefügg. Maga a glutamát glutaminból és alfa-ketoglutarátból származik, amely a Krebs-ciklusból származik (lásd 1. ábra). A glutamát ezután dekarboxilezzük be GABA hatása alatt a glutamát-dekarboxiláz (GAD) és kofaktora, piridoxál-foszfát, származó B-vitamin 6 .
A GABA molekulákat szinaptikus vezikulákban tárolják, transzmembrán fehérjék által képzett VGat transzportereken ( vezikuláris GABA transzportereken ) keresztül . Akciópotenciál érkezése az axon végén megnyitja a feszültségérzékeny kalciumcsatornákat. A Ca ++ beáramlását exocitózis okozza , a GABA felszabadulása a szinaptikus hasadékban.
A hasadékba engedett GABA többféle utat követhet:
A GABA ezért a receptoraira fejti ki hatását, vagy specifikus membránszállítók veszik fel újra. A GABA-hoz tartozó nagy affinitású transzporterek négy típusát írták le: GAT-1-től GAT-4-ig. A GAT-1 és -4 transzporterek jobban expresszálódnak az idegsejtekben, a GAT-2 a glia sejtekben, a GAT-2 és 3 a vesékben és a májban.
Az idegsejtek vagy a gliasejtek által visszafoglalt GABA szukcinátává alakul , amely bekerül a Krebs-ciklusba (biztosítva az ATP szintézisét ). Mivel a mitokondriális enzimek (például a GABA transzferáz GABA-T) biztosítják a GABA lebomlását, ezeket kell gátolni, hogy a szövetek GABA tartalma növekedjen, és ezáltal növekedjen a gátló idegsejtek aktivitása.
A GABA központi idegrendszeri gátló tulajdonságait használják az epilepszia egyes kezeléseiben . Ezt a neurológiai betegséget az agy rendellenes idegi impulzusainak hirtelen kibocsátása jellemzi. A kezelés egyik fajtája a neuronális izgalom csökkentését célozza a GABA koncentrációjának növelésével, amely a GABA-T lebontó enzimek vagy a GAT újrahasznosító transzporterek gátlásával valósítható meg:
vagy növelve a szintézis a GABA, a kiegészítés B-vitamin- 6 , kofaktorként a GAD (enzim biztosítása szintézisét GABA). Az újszülöttkori görcsök kezelésére szolgál, amely gyakran elégtelennek bizonyul, és más antikonvulzív molekulák hozzáadását igényli.
A mai napig ennek a neurotranszmitternek két típusát azonosították:
Az ionotróp GABA A receptorok 5 glikoprotein alegységből állnak , körülvéve egy pórust, amely lehetővé teszi a klór bejutását, amikor a GABA kötődési helyükhöz kötődik. Ezeknek a Cl - anionoknak a bejutása hiperpolarizálja a posztszinaptikus idegsejteket és gátolja azokat, megnehezítve egy akciós potenciál hullámának átjutását:
GABA → GABA receptor A → Cl bevitele - → hiperpolarizáció → ↓ akciós potenciál
Az egyes receptorok 5 alegységét 19, a, β, γ, δ, ε, π, ρ és θ típusú klónozott alegység csoportjából vesszük. Minden alegység több izoformát tartalmazhat: α esetén α1 - α6, β esetén β1 - β4, γ esetén γ1 - γ3, ρ esetén ρ1 - ρ3. Az emlősökben a legtöbb pentamer receptor két alfa, két béta és egy gamma vagy delta alkotta.
Ezek a GABA A receptor alegységek önmagukban 4 transzmembrán hélixből állnak, N- és C-terminális végükkel egyaránt extracellulárisan (balra a 3. ábra).
Az alternatív illesztéssel kapott változatok figyelembevételével jelentős számú változatot kapunk, amelyeket három csoportba sorolunk:
A szokásos GABAerg transzmissziót a posztszinaptikus neuronon elhelyezkedő, gamma alegységet tartalmazó GABA A receptorok közvetítik . De fontos a folyamatosan aktív GABAerg gátlás, az úgynevezett tónusos , szabtak egy évtizede. Leggyakrabban ezt a tónusgátlást a delta alegységeket tartalmazó receptorok biztosítják, amelyek nem a szinapszisokban, hanem a környezetben vannak (ún. Extraszinaptikus receptorok). Kimutatták, hogy a β3 és δ alegységeket tartalmazó receptorok nagyon érzékenyek a GABA-ra és az etanolra . Az alkohollal történő dózisfüggő erősítés hasonlít az alkoholos mérgezés szubjektív hatására. A patkány agyi szakaszainak vizsgálata kimutatta, hogy az alkohol növeli az extraszinaptikus GABA A receptorok (α6β3δ) által közvetített tónusgátlást a kisagy szemcseiben. Egy kapcsolódó viselkedési vizsgálat azt sugallja, hogy az alkohol befolyásolja a motoros koordinációt azáltal, hogy fokozza a kisagy szemcsesejtjeinek tonikus gátlását .
A GABA B receptorok kapcsolt receptor fehérje Gi / o, amelyet hét transzmembrán hélix alkot. Először a preszinaptikus végeken mutatták be őket, ahol stimulációjuk a neurotranszmitter felszabadulásának csökkenését eredményezi. Jelen vannak a szomatodendritikus szinten is, ahol stimulációjuk a kálium vezetőképességének növekedését eredményezi, ami hiperpolarizációval jár.
A GABA A receptorok a benzodiazepin család szorongásoldóinak célpontjai, amelyek felerősítik (fokozzák) a GABA központi idegrendszerre gyakorolt gátló hatását. Ezzel szemben bizonyos béta-karbolinok csökkentik a GABA gátló hatását, és "gerjesztő" (görcsös, szorongásos vagy pro-mnem) hatásuk van, szemben a benzodiazepinekével.
A GABA A receptorok benzodiazepin kötőhelyei topográfiailag különböznek a GABA helyétől. Ezeket az úgynevezett alloszterikus helyeket olyan hatóanyagok ismerik fel, amelyek modulálni fogják a GABA működését. Ezeknek a moduláló anyagoknak a megkötése általában megnöveli a klórcsatorna nyitásának gyakoriságát és időtartamát, ezért fokozza a GABA gátló hatását. A benzodiazepinek mellett ismertek a barbiturátok , az alkohol és a neuroszteroidok alloszterikus modulátor helyei . Ezek az anyagok mind nyugtató, szorongásoldó, görcsoldó, epilepszia elleni és izomlazító tulajdonságokkal rendelkeznek.
A GABA A receptorokon két GABA kötőhely található, amelyek az α és β alegységek közötti határfelületen helyezkednek el. A benzodiazepin kötőhely az α és γ alegységek közötti határfelületen helyezkedik el .
A γ alegység jelenléte elengedhetetlen a benzodiazepinek felismeréséhez. Ezen molekulák szorongásoldó, nyugtató és izomlazító hatását a GABA A1, -A2, -A3 és -A5 receptorok biztosítják . Másrészt a benzodiazepinekhez közeli családból származó zolpidem (Stilnox), amely erős affinitással rendelkezik az α1 alegységgel (és egyik sem α4, α6, δ és ε iránt), és kölcsönhatásba lép a különböző amino-acil csoportokkal, nagy affinitással rendelkezik az egyetlen GABA A1 receptorhoz .
A GABA molekula nem tud átjutni a vér-agy gáton , ezért a neurotranszmitter szerepét csak a jelen lévő és az idegsejtek által felszabadított GABA töltheti be, nem pedig az élelmiszer.
2016-ban egy nagyon speciális (bél) baktériumfajt fedeztek fel , KLE1738 néven . Bár messze van, úgy tűnik, hogy túlélése teljes mértékben az agy biokémiájától függ , mivel anyagcseréjének biztosításához csak a GABA-t ( egy bizonyos dózist meghaladó mérgező molekula) fogyasztja .
Más étel a mai napig nem ismert.
Tevékenysége részben megmagyarázhatja, hogy emberekben (vagy más fajokban) hogyan befolyásolhatja a bél mikrobioma a hangulatot .
Az alacsony GABA-szintet már összefüggésbe hozták a depresszióval és a hangulati rendellenességekkel; a 2011 , azt már kimutatták, hogy a különböző lactobacillus ( Lactobacillus rhamnosus ) is erősen módosítja a GABA aktivitását az agyban a laboratóriumi egerek és módosíthatja a választ, hogy a stressz , és egerekben műtéti fosztva a bolygóideg (amely közvetlenül összekapcsolja az agy bél) - ami a bélet az agyra hagyta - ami arra utal, hogy valamilyen módon szerepet játszik abban, hogy a bélbaktériumok milyen hatással lehetnek az agyra.
Új tudományos terület nyílik, amelyet néha Gut- nak hívnak - agy tengely az angolul beszélők számára), amely most arra törekszik, hogy más bélbaktériumok, amelyek fogyasztanak vagy termelnek GABA-t, különösen azért, hogy teszteljék (kezdetben legalábbis állatoknál) jelenlétüknek a agy és viselkedés, hogy új módszereket fejlesszen ki a hangulati rendellenességek ( depresszió , szorongás , az agresszió bizonyos formái stb.) ellen.
Az INSERM kutatói szerint 2016-ban a GABA indukálhatja az inzulint termelő hasnyálmirigy béta-sejtjeinek regenerálódását. Ez különösen az 1-es típusú cukorbetegségben lehet hasznos, amelyet e sejtek fokozatos elvesztése jellemez. Ennek a tanulmánynak azóta ellentmond a2018. augusztus jelezve, hogy az eredmények nem voltak megismételhetők.
Két rovarfajban (egy leány és egy szöcske ) fedezték fel a GABA termelésének csúcsát az átmeneti időszakban napról éjszakára, világosról sötétre.