GABA (kwas gamma-aminomasłowy) jest głównym inhibitorem neuroprzekaźnictwa w mózgu kręgowców, działającym poprzez wiązanie się ze swoistymi receptorami GABAergicznymi, co w warunkach dojrzałego mózgu zazwyczaj prowadzi do hiperpolaryzacji błony komórkowej i hamowania pobudliwości neuronów. Służy jako przeciwwaga dla pobudzających neurotransmiterów, takich jak glutaminian, lecz może również pełnić funkcje pobudzające, szczególnie podczas rozwoju mózgu.
GABA odgrywa kluczową rolę regulacyjną w mózgu, modulując aktywność neuronalną i jest niezbędna dla procesów neurogennych, takich jak proliferacja, różnicowanie, migracja neuronów i tworzenie połączeń synaptycznych. Mechanizmy związane z GABA są istotne dla utrzymania równowagi w procesach eksytacji i inhibicji w układzie nerwowym. Zaburzenia neuroprzekaźnictwa GABAergicznego wiążą się z szerokim spektrum chorób ośrodkowego układu nerwowego, w tym padaczką oraz zaburzeniami nastroju i lękowymi.
Budowa
GABA to organiczny związek z klasy aminokwasów. W warunkach fizjologicznych występuje głównie jako zwitterion, z grupą karboksylową odprotonowaną i grupą aminową zprotonowaną. GABA jest zdolna do przyjmowania różnych konformacji w zależności od środowiska, a jej konformacyjna elastyczność jest ważna dla wiązania z różnymi receptorami. W fazie gazowej, w strukturze krystalicznej oraz w roztworze, GABA może przyjmować różnorodne konformacje, które mają wpływ na jej aktywność biologiczną.
Synteza GABA zachodzi głównie z kwasu L-glutaminowego, katalizowana przez enzym dekarboksylazę kwasu L-glutaminowego (GAD).
Rola
GABA jest odpowiedzialna za procesy hamowania w mózgu na poziomie komórkowym, sieciowym i behawioralnym. Na poziomie molekularnym, wiążąc się z jonotropowymi receptorami GABAA, GABA powoduje otwieranie kanałów chlorkowych. Oddziaływanie z metabotropowymi receptorami GABAB wpływa z kolei na aktywność kanałów potasowych i wapniowych. Skutkiem tych interakcji jest hiperpolaryzacja neuronów, co prowadzi do zahamowania ich pobudliwości. Jednakże efekt działania GABA może zależeć od kierunku przepływu jonów chlorkowych i może objawiać się jako depolaryzacja, hiperpolaryzacja lub „shunting inhibition”.
Na poziomie fizjologicznym GABA może wpływać na kontrolę cyklu czuwanie-sen, reakcje lękowe, modulację bólu, pamięć roboczą oraz koordynację ruchową. Dysfunkcje systemu GABAergicznego zostały zidentyfikowane jako potencjalne przyczyny rozwoju padaczki, zespołu Angelmana, zaburzeń lękowych, depresji oraz różnych uzależnień.
