1. Informacje ogólne
Kwas gamma-aminomasłowy (GABA) jest głównym neuroprzekaźnikiem hamującym. Jego ilość w mózgu jest wielokrotnie większa w porównaniu z innymi neurotransmiterami, takimi jak acetylocholina czy aminy biogenne. Powstaje on z glutaminianu przy udziale dekarboksylazy glutaminianowej (GAD), a enzymem katalizującym jego rozkład jest transaminaza kwasu gamma-aminomasłowego (GABA).
2. Receptory GABA-ergiczne
Receptory GABA-ergiczne znajdują się na terenie całego mózgowia i rdzenia kręgowego. Wyróżnia się dwa rodzaje receptorów – GABA-A i GABA-B. GABA-A jest receptorem jonotropowym zbudowanym z 5 podjednostek białkowych. Po przyłączeniu się kwasu gamma-aminomasłowego dochodzi do zmiany jego konformacji, co prowadzi do otwarcia kanałów chlorkowych. W wyniku tego do wnętrza komórki napływa duża ilość jonów ujemnych, co decyduje o jego działaniu hamującym. Na receptor GABA-A działają leki przeciwlękowe, nasenne i uspokajające, takie jak benzodiazepiny i barbiturany. Z kolei receptor GABA-B należy do receptorów metabotropowych. Jego działanie jest bezpośrednio związane z białkiem G, które reguluje otwarcie i zamknięcie kanałów potasowych oraz wapniowych. Znajduje się presynaptycznych zakończeniach nerwowych wielu obszarów mózgu i rdzenia kręgowego, gdzie reguluje uwalnianie innych neuroprzekaźników z zakończeń znajdujących się w tych komórkach. Receptor GABA-B jest celem działania baklofenu, czyli leku rozluźniającego mięśnie szkieletowe.
3. Rozmieszczenie w układzie nerwowym
Układ GABA-ergiczny nie jest scalony, lecz składa się z rozproszonych komórek zlokalizowanych niemal w całym układzie nerwowym. W większości są to neurony pośredniczące (interneurony) o krótkich aksonach, działające głównie miejscowo. W wielu miejscach znajdują się również neurony o długich aksonach.
3.1. Rdzeń kręgowy
W rdzeniu kręgowym znajdują się komórki GABA-ergiczne, które mogą działać presynaptycznie na obwodowe neurony czuciowe. GABA-ergiczne są również tzw. komórki Renshawa, do których dochodzą kolaterale komórek ruchowych rdzenia kręgowego. Aksony komórek Renshawa kończą się z kolei na komórkach ruchowych, w wyniku czego powstaje hamująca pętla zwrotna.
3.2. Móżdżek
W móżdżku znajdują się liczne komórki GABA-ergiczne. Rozmieszczone są w obrębie komórek Purkiniego, komórek koszyczkowych i gwiaździstych warstwy drobinowej oraz komórek Golgiego warstwy ziarnistej. W większości uczestniczą w hamowaniu jąder móżdżku poprzez bezpośrednie działanie na komórki Purkiniego.
3.3. Pień mózgu
W pniu mózgowia w obrębie jądra grzbietowego szwu znajdują się stosunkowo liczne komórki GABA-ergiczne, które hamują neurony serotoninergiczne tego jądra. Również w warstwie powierzchownej wzgórka górnego pokrywy występują neurony GABA-ergiczne.
3.4. Wzgórze
Wzgórze jest głównym odbiorcą płynących z jąder podstawnych informacji, które przekazuje dalej do kory mózgu. Jest najważniejszym elementem pętli neuronalnych, które rozpoczynają i kończą się w korze mózgu, a przechodzą przez jądra podstawne. Istotnym elementem tych pętli są GABA-ergiczne neurony prążkowia i gałki przyśrodkowej. Natomiast w obrębie samego wzgórza ośrodkiem GABA-ergicznym jest jądro siatkowate wzgórza, które wywiera wpływ hamujący na jego pozostałe jądra.
3.5. Jądra podstawy
Neurony GABA-ergiczne są szczególnie liczne w jądrach podstawy. Wśród nich w prążkowiu znajdują się neurony wstawkowe oraz neurony, których aksony dochodzą do gałki bladej i istoty czarnej, co powoduje hamowanie aktywności komórek tych ośrodków. Większość włókien wychodzących z gałki bladej to włókna GABA-ergiczne, które hamują czynność jąder brzusznych wzgórza (przedniego i pośredniego). Biegną najpierw jako pętla soczewkowata, otaczając od dołu torebkę wewnętrzną lub przebijając ją i biegnąc dalej w postaci pęczka soczewkowatego. Następnie docierają do pola H Forela, zaginają się do boku i biegną pod dolną powierzchnią wzgórza, aby zakończyć się w jądrach brzusznych (przednim i pośrednim) oraz w jądrze środkowo-pośrodkowym (Luysa).
3.6. Kresomózgowie
Liczne neurony GABA-ergiczne znajdują się w jądrach przodomózgowia, takich jak jądro pasma przekątnego i jądro przyśrodkowe przegrody. Ich aksony biegną w sklepieniu, dochodząc do hipokampa i do kory śródwęchowej, które znajdują się pod hamującym wpływem przegrody. Neuronami GABA-ergicznymi są również niektóre komórki ziarniste i okołokłębuszkowe opuszki węchowej. Z kolei w korze mózgu neurony GABA-ergiczne to głównie neuronami wstawkowe, bezkolcowe. Należą do nich komórki niepiramidalne, które tworzą liczne synapsy z komórkami piramidalnymi, działając na nie hamująco.