Γ-aminobütirik asit | ||
GABA'nın Yapısı. | ||
Kimlik | ||
---|---|---|
IUPAC adı | 4-aminobütanoik asit | |
N O CAS | ||
K O AKA | 100.000.235 | |
N o EC | 200-258-6 | |
PubChem | 119 | |
FEMA | 4288 | |
Kimyasal özellikler | ||
Kaba formül |
C 4 H 9 N O 2 [İzomerler] |
|
Molar kütle | 103.1198 ± 0.0046 g / mol C% 46.59 , H% 8.8, N% 13.58 , O% 31.03, |
|
pKa | 4.0459 | |
Fiziki ozellikleri | ||
T ° füzyon | 203 ° C ( ayrışma ) | |
Çözünürlük | 1.300 g · L -1 , 25 ° C'de suda | |
Önlemler | ||
67/548 / EEC sayılı Direktif | ||
Xi Semboller : Xi : Tahriş edici R İbareleri : R36 / 37/38 : Gözleri, solunum sistemini ve cildi tahriş edicidir. S-ibareleri : S26 : Göz ile temasında derhal bol su ile yıkayın ve tıbbi yardım alın. S36 : Uygun koruyucu kıyafet giyin. R cümleleri : 36/37/38, S-ibareleri : 26, 36, |
||
Ekotoksikoloji | ||
DL 50 | 12680 mg · kg -1 (fare, ağızdan ) | |
Aksi belirtilmedikçe SI ve STP birimleri . | ||
Γ-aminobütirik asit genellikle kısaltılan, GABA (İngilizce g Amma- bir Mino b utyric bir cid ), başlıca bir nörotransmiter inhibitörü , merkezi sinir sistemi içinde , memelilerde ve kuşlar . Olarak böcekler , vücut boyunca mevcuttur. Yetişkinlerde inhibe edici olarak tanınan ancak insan embriyonik gelişimi sırasında uyarıcı olduğu bilinen bir nöromodülatördür . Nöronların uzun süreli uyarılmasını önleyerek yetişkinlerde önemli bir rol oynar . Aynı zamanda nörotrofik bir role sahiptir, yani belirli nöronların büyümesini teşvik eder.
GABA'nın inhibe edici etkileri, glutamatın uyarıcı etkilerini ortadan kaldırır . Bu iki nörotransmiter arasındaki bir dengesizlik, epilepsi ve serebral iskemide rol oynar . Ham formülü C 4 H 9 N'dir.O 2.
GABA'nın beynin sinapslarının en az% 30'unda yer aldığına inanılıyor. İkinci inhibe edici nörotransmiter, özellikle omurilikte lokalize olan glisindir .
İki tür GABAerjik nöron vardır:
GABA esas olarak, korteksin II ila IV. Katmanlarında granüler veya yıldız hücreleri gibi piramidal olmayan nöronlarda tespit edilmiştir. GABAerjik internöronların , çalışma belleğinin korunmasında sürekli aktivitesini sürdürmek için hücre gövdesi ve piramidal (glutamerjik) hücre aksonlarının başlangıç bölümü üzerinde bir modüle edici etki uyguladığı varsayılmıştır .
GABA, bir enzim GD ( Glutamat dekarboksilaz ) veya AGD ( Asit Glutamik Dekarboksilaz ) [İngilizce GAD ( Glutamik Asit Dekarboksilaz veya Glutamat Dekarboksilaz )] tarafından glutamik asitten sentezlenir ve başka bir enzim olan GABA transaminaz (GABA transaminaz) tarafından katabolize edilir.
GABA ve glutamat (veya glutamik asit) metabolizmaları yakından bağlantılıdır. Glutamatın kendisi , Krebs döngüsünden gelen glutamin ve alfa-ketoglutarattan gelir (bkz.Şekil 1). Glutamat sonra elde edilen glutamat dekarboksilaz (GAD) ve kofaktör, piridoksal fosfat, etkisi altında GABA içine dekarboksile edilir vitamin B 6 .
GABA molekülleri, transmembran proteinler tarafından oluşturulan VGat taşıyıcıları ( veziküler GABA taşıyıcısı ) aracılığıyla sinaptik veziküllerde depolanır . Aksonun sonunda bir aksiyon potansiyelinin gelişi, voltaja duyarlı kalsiyum kanallarını açar. Ca ++ akışı , sinaptik yarıkta GABA salınımı olan ekzositoz neden olur .
Yarığa salınan GABA birkaç yolu izleyebilir:
Bu nedenle GABA, kendi reseptörleri üzerinde etkisini gösterir veya spesifik membran taşıyıcıları tarafından alınır. GABA için dört tip yüksek afiniteli taşıyıcı açıklanmıştır: GAT-1 ila GAT-4. GAT-1 ve -4 taşıyıcıları daha çok nöronlarda, GAT-2 glial hücrelerde ve GAT-2 ve 3 böbreklerde ve karaciğerde ifade edilir.
Nöronlar veya glial hücreler tarafından yeniden yakalanan GABA , Krebs döngüsüne giren ( ATP'nin sentezini sağlayan) süksinata dönüştürülür . GABA'nın degradasyonunu sağlayan mitokondriyal enzimler (GABA transferaz GABA-T gibi) olduğundan, dokuların GABA içeriğinde bir artışa ve dolayısıyla inhibe edici nöronların aktivitesinde bir artışa neden olmaları için inhibe edilmeleri gerekir.
GABA'nın merkezi sinir sistemi inhibe edici özellikleri, bazı epilepsi tedavilerinde kullanılmaktadır . Bu nörolojik hastalık, beyindeki anormal sinir uyarılarının aniden boşalmasıyla karakterizedir. GABA-T parçalayıcı enzimleri veya GAT geri dönüşüm taşıyıcılarını inhibe ederek yapılabilen GABA konsantrasyonunu artırarak nöronal uyarılmayı azaltmayı amaçlayan bir tedavi türü:
ya da takviyesi ile, GABA sentezini arttırarak B vitamini 6 , GAD bir kofaktör (enzim GABA sentezini sağlamak). Genellikle yetersiz olduğu kanıtlanan ve diğer anti-konvülsan moleküllerin eklenmesini gerektiren yenidoğan konvülsiyonları için bir tedavidir.
Bugüne kadar, bu nörotransmiter için iki tip reseptör tanımlanmıştır:
İyonotropik GABA A reseptörleri 5 oluşur glikoprotein alt birimlerine klor girmek için izin veren bir gözenek çevreleyen zaman bağlanma alanlarından GABA bağlanır. Bu Cl - anyonlarının girişi postsinaptik nöronu hiperpolarize eder ve inhibe ederek aksiyon potansiyeli dalgasının geçişini zorlaştırır:
GABA → GABA reseptörü A → Cl girişi - → hiperpolarizasyon → ↓ aksiyon potansiyeli
Her reseptörün 5 alt birimi, α,, γ, δ, ε, π, ρ ve θ türünün 19 klonlanmış alt biriminden alınır. Her alt birim birkaç izoform içerebilir: α için α1'den α6'ya, β için β1'den β4'e, γ1'den γ3'e, ρ için ρ1'den ρ3'e var. Memelilerdeki çoğu pentamerik reseptör, iki alfa, iki beta ve bir gama veya deltadan oluşur.
Bu GABA A reseptör alt birimlerinin kendileri, her ikisi de hücre dışı N- ve C-terminal uçları ile 4 transmembran sarmalından oluşur (Şekil 3, sol).
Alternatif birleştirmeyle elde edilen varyantları da dikkate alarak , üç gruba ayrılan önemli sayıda varyant elde edilir:
Sıradan GABAerjik iletim, bir postsinaptik nöron üzerinde bulunan ve bir gama alt birimini içeren GABA A reseptörleri tarafından sağlanır . Ancak tonik adı verilen sürekli aktif bir GABAerjik inhibisyonun önemi on yıldır empoze ediliyor. Çoğu zaman bu tonik inhibisyon, delta alt birimleri içeren reseptörler tarafından sağlanır, reseptörler sinapslarda değil, çevrede bulunur (ekstrasinaptik reseptörler olarak adlandırılır). Β3 ve δ alt birimlerini içeren reseptörlerin GABA ve etanole oldukça duyarlı olduğu gösterilmiştir . Doza bağlı olarak alkolle güçlendirme, alkol zehirlenmesinin öznel etkisine benzer. Sıçan beyin bölümleri üzerinde yapılan bir çalışma, alkolün beyincik tahıl hücrelerinde ekstrasinaptik GABA A reseptörlerinin (α6β3δ) aracılık ettiği tonik inhibisyonu artırdığını gösterdi . İlgili bir davranışsal çalışma, alkolün beyincikteki granül hücrelerin tonik inhibisyonunu artırarak motor koordinasyonu etkilediğini göstermektedir .
Reseptörleri GABA B , yedi zar-ötesi helisler oluşan reseptör proteinini Gi / o kuple edilir. İlk olarak, uyarılmalarının nörotransmiterin salınmasında bir azalmaya yol açtığı presinaptik sonlarda gösterildi. Ayrıca, uyarılmalarının hiperpolarizasyonla ilişkili potasyum iletkenliğinde bir artışa neden olduğu somatodendritik seviyede de bulunurlar.
GABA A reseptörleri , GABA'nın merkezi sinir sistemi üzerindeki inhibitör etkisini güçlendiren (arttıran) benzodiazepin ailesinin anksiyolitiklerinin hedefidir . Tersine, bazı beta-karbolinler , GABA'nın inhibe edici etkisini azaltır ve benzodiazepinlerin aksine "uyarıcı" etkilere (konvülsan, anksiyojenik veya pro-mnemik) sahiptir.
GABA A reseptörleri üzerindeki benzodiazepin bağlanma bölgeleri , topografik olarak GABA'nunkilerden farklıdır. Bu sözde allosterik siteler , GABA'nın etkisini modüle edecek aktif maddeler tarafından tanınır. Genel olarak, bu modüle edici maddelerin bağlanması, klor kanalının açılma sıklığını ve süresini arttırır ve dolayısıyla GABA'nın inhibe edici etkisini arttırır. Benzodiazepinlere ek olarak, barbitüratların , alkolün ve nörosteroidlerin allosterik modülatör bölgeleri bilinmektedir . Bu maddelerin hepsi yatıştırıcı, anksiyolitik, antikonvülsan, antiepileptik ve kas gevşetici özelliklere sahiptir.
GABA A reseptörleri üzerinde , a ve P alt birimleri arasındaki arayüzde yer alan iki GABA bağlanma bölgesi vardır . Benzodiazepin bağlanma bölgesi, a ve p alt birimleri arasındaki arayüzde bulunur .
Γ alt biriminin varlığı, benzodiazepinlerin tanınması için gereklidir. Bu moleküllerin anksiyolitik, yatıştırıcı ve kas gevşetici etkileri GABA A1, -A2, -A3 ve -A5 reseptörleri tarafından sağlanır . Öte yandan, benzodiazepinlere yakın bir aileden gelen zolpidem (Stilnox), α1 alt birimi için güçlü bir afiniteye sahip (ve α4, α6, δ ve ε için hiçbiri) ve farklı amino-asil kalıntıları ile etkileşime girerek, yüksek bir afiniteye sahiptir. tek GABA A1 reseptörleri için .
GABA molekülü kan-beyin bariyerini geçemez , bu nedenle nörotransmiterin rolü, gıda tarafından sağlananlarla değil, yalnızca nöronlar tarafından mevcut olan ve salgılanan GABA tarafından gerçekleştirilebilir.
2016 yılında , KLE1738 adı verilen çok özel (bağırsak) bir bakteri türü keşfedildi . Uzak olmasına rağmen , metabolizmasını sağlamak için yalnızca GABA'yı ( belirli bir dozun ötesinde toksik molekül) tüketmesi bakımından, hayatta kalması için tamamen beynin biyokimyasına bağlı görünmektedir .
Bu güne kadar başka yiyecek bilinmiyor.
Aktivitesi, insanlarda (veya diğer türlerde) bağırsak mikrobiyomunun ruh halini nasıl etkileyebileceğini kısmen açıklayabilir .
Düşük GABA seviyeleri zaten depresyon ve duygudurum bozukluklarıyla ilişkilendirilmiştir; içinde , 2011 , zaten çeşitli göstermiştir olmuştu Lactobacillus ( Lactobacillus rhamnosus ) kuvvetle beyinlerinde GABA aktivitesini değiştirebilir laboratuvar farelerin ve tepkilerini değiştirmek stres ve farelerde cerrahi (vagus sinirinin yoksun olan doğrudan bağlandığı beyne giden bağırsak) - bağırsakları beyne bırakan - bağırsak bakterilerinin beyin üzerindeki etkisinde bir şekilde rol oynadığını düşündürür.
Yeni bir bilimsel alan açıktır, bazen GABA tüketen veya üreten diğer bağırsak bakterilerinin , özellikle de (en azından başlangıçta hayvanlarda) varlıklarının etkileri üzerindeki etkilerini test edip etmediklerini araştıran , bazen Gut - beyin ekseni olarak adlandırılır ). duygudurum bozukluklarına ( depresyon , anksiyete , belirli saldırganlık biçimleri , vb.) karşı yeni tedaviler geliştirmek için beyin ve davranış .
INSERM araştırmacılarına göre 2016 yılında GABA, pankreasta insülin üreten beta hücrelerinin yenilenmesini tetikleyebilir. Bu, özellikle bu hücrelerin ilerleyen bir kaybı ile karakterize edilen tip 1 diyabette yararlı olacaktır. Bu çalışma, o zamandan beri bir yayınla çelişmektedir.Ağustos 2018 sonuçların tekrarlanabilir olmadığını gösterir.
İki böcek türünde (bir genç kız ve bir çekirge ) günden geceye, aydınlıktan karanlığa geçiş döneminde GABA üretiminde bir zirve olduğu keşfedildi .