Ten artykuł dotyczy GABA jako neuroprzekaźnika. Jeśli szukasz informacji o GABA jako suplemencie diety, przejdź tutaj.

Spis treści

1. Co to jest?
2. Działanie
3. Niedobór oraz nadmiar
4. Funkcje
   4.1. Sen
   4.2. Inteligencja i funkcje kognitywne
   4.3. Komunikacja interpersonalna
   4.4. Stres
   4.5. Metabolizm
   4.6. Układ pokarmowy
5. Przyczyny zaburzeń
   5.1. Przyczyny niedoboru
6. Wpływ suplementów na aktywność GABA
7. Podsumowanie

 

1. Co to jest GABA?

GABA(kwas γ-aminomasłowy) jeden z głównych neuroprzekaźników. Ze względu na budowę chemiczną jest zaliczany do aminokwasów. Synteza GABA polega na dekarboksylacji jednego z aminokwasów, jakim jest kwas glutaminowy. Reakcja ta zachodzi przy udziale enzymu dekarboksylazy glutaminianowej. Jego ilość w mózgu jest wielokrotnie większa (ok. 1000 razy) w porównaniu do amin biogennych i acetylocholiny.

 

2. Działanie GABA

Z właściwym działaniem GABA związane są dwa rodzaje receptorów oznaczanych odpowiednio: GABA-A i GABA-B. Te pierwsze zaliczane są do receptorów jonotropowych; stanowią kanały dla jonów chlorkowych (Cl-). Każdy receptor z tej grupy zbudowany jest z pięciu podjednostek białkowych, a jego aktywacja związana jest z przyłączeniem kwasu γ-aminomasłowego. W wyniku tego kanały chlorkowe zostają otwarte i do wnętrza komórki napływa duża ilość jonów ujemnych, co zasadniczo zwiększa różnicę potencjałów występujących po obu stronach błony, na skutek czego  niemożliwe jest powstanie potencjału czynnościowego, który odpowiada za przekazywanie informacji pomiędzy komórkami. Ze względu na efekt działania na synapsę, GABA pełni rolę neuroprzekaźnika o działaniu hamującym. Receptory te są obecne prawie w każdej komórce nerwowej i pełnią bardzo ważną rolę w prawidłowym działaniu układu nerwowego.

Drugi typ, czyli receptory GABAB, należy do grupy receptorów metabotropowych. Ich działanie jest bezpośrednio związane z danym białkiem G (białkiem adaptorowym), które reguluje otwarcie i zamknięcie kanałów potasowych oraz wapniowych. Znajdują sie one przede wszystkim na błonie komórki presynaptycznej, gdzie przyczyniają się do blokowania bądź też spowalniania wydzielania innych neuroprzekaźników z zakończeń znajdujacych sie w tych komórkach. Gdy GABA zostaje uwolnione z zakończeń presynaptycznych, może nastąpić jego zwrotne wychwytywanie badź transport do komórek glejowych. W komórkach tych dochodzi do konwersji, w wyniku której powstaje glutamina. Glutamina z kolei po przedostaniu sie z powrotem do komórek nerwowych przekształca się w glutaminian, stanowiący substrat wyjściowy dla kwasu γ-aminomasłowego. Cały układ komórek GABAergicznych nie jest, tak jak w przypadku innych układów, scalony. Tworzą go rozproszone komórki, które w przeważającej części przypadków nazywane są komórkami wstawkowymi inaczej interneutronami, zawierajacymi krótkie aksony. Ze wzgledu na to interneutrony te cechuje charakter działania miejscowego.

 

3. Niedobór oraz nadmiar GABA w organizmie

W organizmie neuroprzekaźnik ten jest przede wszystkim odpowiedzialny za ograniczenie nadmiernego pobudzenia układu nerwowego, a dzięki temu łatwiejsze radzenie sobie ze stresem. Gdy komórki GABAergiczne pracują prawidłowo można zaobserwować właściwy rytm mózgu. Ten właściwy rytm objawia się w odpowiedzialnym i przemyślanym zachowaniu, nie pojawiają się niespokojne reakcje. Nie sposób zapomnieć o zbawiennym wpływie GABA na nastrój oraz na prawidłowy sen. Poprzez współdziałanie z przysadką mózgową odpowiada także za wydzielanie hormonu wzrostu, a tym samym za właściwą przemianę materii.

Wynika z tego, że zarówno jego nadmiar jak i niedobór wpływają negatywnie na organizm. Nadmiar jest związany z osłabieniem i ospałością, niedobór zaś może przyczynić się do powstawania lęków. Badania dowiodły także, że osoby cierpiące na depresję posiadają obniżony poziom GABA. 

 

4. Funkcje GABA

4.1. Sen

Wyniki wielu niezależnych badań pokazują, że neuroprzekaźnik hamujący GABA odgrywa ważna rolę w odpoczynku nocnym. Funkcję tę GABA pełni razem z serotoniną, a prawidłowa korelacja pomiędzy nimi zapewnia odpowiednią jakość snu oraz jego właściwą długość. Udowodniono ponadto, że neuroprzekaźnik hamujący pozwala spać odpowiednio głębokim snem oraz zapobiega wybudzaniu. W jednej z prób klinicznych wykazano również, że podawanie GABA myszom, gwarantowało prawidłowy odpoczynek pomimo wcześniejszego spożycia kofeiny.

Niedobór GABA jest częstą przyczyną bezsenności oraz chrapania.

Nadmiar GABA może objawiać się chronicznym uczuciem zmęczenia oraz zwiększoną potrzebą snu.

 

4.2. Inteligencja i funkcje kognitywne

Właściwa aktywność GABA przeciwdziała nadmiernemu pobudzeniu ośrodkowego układu nerwowego przez słabe bodźce. Umożliwia w ten sposób skupienie uwagi na istotnych elementach i zapobiega jej rozpraszaniu. Dlatego też prawidłowe funkcjonowanie układu GABA-ergicznego wiąże się z dobrymi zdolnościami poznawczymi.

Inteligencja jest ogólnym pojęciem i najprościej można ją zdefiniować jako efektywność interakcji pomiędzy komórkami nerwowymi w mózgu człowieka oraz jako funkcja zdolności poznawczych. Badania przeprowadzone przez dr Inny Slutsky z Akademii Medycznej w Tel-Awiw pokazują, że w dużej mierze za tworzenie wspomnień oraz plastyczność ośrodkowego układu nerwowego odpowiada neuroprzekaźnik GABA. Nowe informacje kodowane są w połączeniach międzysynaptycznych w mózgu, a efektywność ich zapamiętywania warunkowana jest siłą połączeń neuronów. Już wcześniej wiadomo było, że siła ta jest bardzo zmienna. Dzięki wynikom badań dr Slutsky udowodniono jednak, że kluczem tej zmienności jest aktywność GABA. Wyższe stężenie tego neuroprzekaźnika w pobliżu synaps gwarantuje silniejszą stymulację jego receptorów, a tym samym osłabia siłę połączenia międzyneuronalnego. W efekcie synapsa ta jest bardziej podatna na tworzenie wspomnień. Zdolność zapamiętywania koreluje więc dodatnio z ilością kwasu gamma-aminomasłowego w ośrodkowym układzie nerwowym.

Niedobór GABA przyczynia się do pogorszenia pamięci, a co za tym idzie także i spadku ilorazu inteligencji.

 

4.3. Komunikacja interpersonalna

GABA jest neuroprzekaźnikiem hamującym. Oznacza to, że w ośrodkowym układzie nerwowym eliminuje zbędne i nadmiarowe impulsy, a także podnosi próg pobudliwości neuronów. W efekcie słabsze bodźce nie generują żadnej reakcji. Zrównoważony poziom GABA sprzyja więc powstawaniu uczucia spokoju, komfortu wewnętrznego i rozluźnienia. Przekłada się to z kolei na lepsze radzenie sobie w sytuacjach stresowych oraz na większa łatwość odnajdywania się w towarzystwie. Optymalna aktywność GABA w ośrodkowym układzie nerwowym gwarantuje pewność siebie oraz opanowanie, a to w znacznym stopniu ułatwia komunikację interpersonalną.

Udział GABA w wyrażaniu emocji potwierdza również fakt, iż jest to kluczowy neuroprzekaźnik pośredniczący w obwodach pomiędzy korą przedczołową i limbiczna. Obie te struktury mają bardzo duże znaczenie w hamowaniu behawioralnym, czyli ograniczają impulsywność i wybuchowość. Natomiast gdy komunikacja pomiędzy nimi zostaje zaburzona, pojawia się wzmożona agresja.

Niedobór GABA jest częstą przyczyną występowania stanów lękowych, ataków paniki, a także napadów padaczkowych i agresji.

Nadmiar GABA może przełożyć się z kolei na osłabienie poczucia własnej wartości oraz wzrost ignorancji w stosunku do codziennych obowiązków.

 

4.4. Stres

GABA jako neuroprzekaźnik hamujący pozwala na wyciszenie umysłu. Jest on więc bardzo ważny w przypadku sytuacji stresowych, w których to zrównoważona aktywność tego neuroprzekaźnika pozwala zachować wewnętrzny spokój. Ponadto kwas gamma-aminomasłowy reguluje uwalnianie kortyzolu, określanego jako “hormon stresu”. Kortyzol w trudnych sytuacjach przyspiesza metabolizm organizmu poprzez podniesienie stężenia glukozy we krwi, a tym samym zapewnia mu więcej energii do działania.

Niedobór GABA przekłada się na inhibicję sekrecji kortyzolu, a tym samym na niezdolność do radzenia sobie ze stresem. Deficyty w tym obszarze objawiają się również wzmożoną agresją i wybuchowością.

 

4.5. Metabolizm

GABA stymuluję produkcję oraz sekrecję hormonu wzrostu (HGH) z przysadki mózgowej. Hormon ten odpowiada z kolei za metabolizm tłuszczów oraz za powstawanie energii w mitochondriach komórkowych. Dzięki tej korelacji pomiędzy neurotransmiterem a hormonem wzrostu, GABA odgrywa kluczową rolę w zwiększaniu wytrzymałości organizmu oraz poprawie wydolności, a także ma duże znaczenie w rzeźbieniu sylwetki. Ponadto aż 70% hormonu wzrostu uwalnianego jest w trakcie snu. W związku z tym prawidłowo przespana noc, wynikająca z odpowiedniego poziomu GABA w układzie nerwowym, ma znaczenie dla budowania masy mięśniowej.

GABA hamuje również wydzielanie innych hormonów anabolicznych, takich jak: testosteron oraz insulinoodporny czynnik wzrostu IGF-1. Sekrecja tych hormonów jest niezwykle istotna, gdyż pozwala na intensyfikację procesów wzrostowych i prowadzi do nasilenia syntezy nowych włókien mięśniowych.

Nieprawidłowa praca gospodarki GABA-ergicznej przekłada się na wzrost bądź spadek sekrecji hormonu wzrostu, co z kolei przyczynia się do rozwoju zaburzeń metabolicznych różnej postaci.

 

4.6. Układ pokarmowy

Błona śluzowa pokrywająca wewnętrzna stronę przewodu pokarmowego zawiera liczne receptory systemu GABA-ergicznego. Oznacza to, że neuroprzekaźnik ten pełni bardzo ważną rolę w układzie trawiennym oraz warunkuje jego prawidłowe funkcjonowanie. Wykazano, że metabotropowe receptory GABA-B modulują ruchy perystaltyczne jelit, wydzielanie kwasu żołądkowego, a także koordynują funkcje związane z opróżnianiem żołądka.

W jednym z badań wykazano ponadto, że w podwzgórzu zwierząt, u których zastosowano głodówkę znajduje się znacznie wyższy poziom GABA w stosunku do zwierząt karmionych normalnie. Na podstawie tej obserwacji uważa się, że neuroprzekaźnik ten odgrywa kluczową rolę w kontroli apetytu.

Niedobór GABA objawia się zmniejszonym łaknieniem oraz problemami trawiennymi.

Nadmiar GABA sprzyja zwiększeniu apetytu i tendencji do przejadania się.

 

5. Przyczyny zaburzeń

5.1. Przyczyny niedoboru GABA

  • nadużywanie alkoholu, który działa jako modulator receptorów GABA, szczególnie GABA-A. Poprzez łączenie się z tymi receptorami, etanol wzmacnia ich odpowiedź. W efekcie do mózgu wysyłane są fałszywe informacje na temat wysokiego poziomu GABA i odpowiedniej aktywności jego receptorów, co skutkuje zahamowaniem syntezy tego neuroprzekaźnika;
  • niedobór kwasu glutaminowego – jest to aminokwas endogenny, który produkowany jest w organizmie. W sytuacjach zwiększonego zapotrzebowania na GABA dobrze jest jednak dostarczać kwas glutaminowy wraz z pożywieniem. Jego bogatym źródłem są przede wszystkim mięso (wieprzowe, drobiowe, wołowe), a także mleko i przetwory mleczne;
  • awitaminoza – szczególne znaczenie mają tutaj witaminy z grupy B: B1 (tiamina), B3 (niacyna) i B6 (pirydoksyna). Związki te są kofaktorami w syntezie GABA, czyli ułatwiają produkcję neuroprzekaźnika;
  • nadmiar kofeiny – substancja ta działa pobudzająco na ośrodkowy układ nerwowy, a przy jej długotrwałym spożywaniu powstaje tolerancja. Prowadzi to do sytuacji, w której organizm do normalnego funkcjonowania potrzebuje kofeiny. Aby przeciwdziałać nadmiernemu pobudzeniu, potrzeba większych ilości neuroprzekaźnika hamującego, co w znacznym stopniu obciąża gospodarkę GABA-ergiczną;
  • nadmiar czynników stresowych, który przyczynia się do zwiększonego zapotrzebowania na GABA. Układ nerwowy nie zawsze jest w stanie nadążyć z jego produkcją, w efekcie czego pojawiają się deficyty.

 

6. Wpływ suplementów na aktywność GABA

 

SUPLEMENT Synteza i uwalnianie Oddziaływanie na receptory Usuwanie z synapsy Uwagi
ALCAR (Acetylo-L-karnityna) modulacja aktywności  modulacja aktywności  modulacja aktywności dokładny mechanizm nieznany
Ashwagandha (Withania somnifera)  + właściwości GABA-mimetyczne
Brahmi (Bacopa monnieri)  + zwiększenie aktywności receptorów
Fasoracetam + zwiększenie stężenia receptorów
Fenibut  + agonista
Forskolina (Coleus forskohlii)  – zmniejszenie czułości receptorów
Kofeina  + zwiększenie stężenia receptorów
L-teanina (Camellia sinensis)  + stymulacja syntezy
Magnolia (Magnolia officinalis)  + zwiększenie stężenia i wrażliwości receptorów
Męczennica (Passiflora incarnata)  + właściwości GABA-mimetyczne
Pikamilon  + agonista
Shilajit + właściwości GABA-mimetyczne
Tarczyca bajkalska (Scutellaria baicalensis)  + agonista
Tauryna + + stymulacja syntezy
Waleriana (Valeriana officinalis) +  +  + stymulacja uwalniania, zwiększenie aktywności receptorów, hamowanie rozkładu

(+) – zwiększenie aktywności GABA

(-) – zmniejszenie aktywności GABA

 

7. Podsumowanie

Bibliografia:
Longstaff, A., Neurobiologia. Krótkie wykłady, PWN, 2012
Red. Górska, T. i in., Mózg a zachowanie, PWN, 1997
4.1.
Gottesmann C., GABA mechanisms and sleep., Neuroscience, 2002
Lancel M., Steiger A., Sleep and Its Modulation by Drugs That Affect GABAA Receptor Function, Angewandte, 1999
4.2.
Laviv, T., Riven, I., Dolev, I., Vertkin, I., Balana, B., Slesinger, P. A., and Slutsky, I. Basal GABA Regulates GABA(B)R Conformation and Release Probability at Single Hippocampal Synapses. Neuron, 2010
Laviv T, Vertkin I, Berdichevsky Y, Fogel H, Riven I, Bettler B, Slesinger PA, Slutsky I., Compartmentalization of the GABAB receptor signaling complex is required for presynaptic inhibition at hippocampal synapses. J Neurosci., 2011
4.3.
Narvaes R. and Martins de Almeida R. M., Aggressive behavior and three neurotransmitters: dopamine, GABA, and serotonin—a review of the last 10 years, Psychology&Neuroscience, 2014
Miczek K.A., Monoamines, GABA, Glutamate, and Aggression, Biology of Aggression, 2005
4.4.
Houtepen L.C., Schür R.R., Wijnen J.P., Boer V.O., Boks M.P.M., Kahn R.S., Joëls M., Klomp D.W. and Vinkersa C.H., Acute stress effects on GABA and glutamate levels in the prefrontal cortex: A 7T 1H magnetic resonance spectroscopy study, Neuroimage Clin, 2017
4.5.
Powers M.E., Yarrow J.F., McCoy S.C., Borst S.E., Growth hormone isoform responses to GABA ingestion at rest and after exercise, Med. Sci Sports Exerc., 2008
Powers M., GABA supplementation and growth hormone response., Med. Sport Sci., 2012
4.6.
Auteri M., Zizzo M.G., Serio R., GABA and GABA receptors in the gastrointestinal tract: from motility to inflammation., Pharmacol Res., 2015
Delgado T.C., Glutamate and GABA in Appetite Regulation, Front Endocrinol, 2013

Dodaj komentarz