GABA (gamma-aminosmörsyra) – hämmande neurotransmittor i centrala nervsystemet

Lär dig om GABA — hjärnans huvudsakliga hämmande neurotransmittor som reglerar nervcellers excitabilitet och muskeltonus i det centrala nervsystemet.

GABA är gamma-aminosmörsyra (γ-aminosmörsyra). Det är en neurotransmittor i däggdjurens centrala nervsystem och främst en hämmande signalsubstans. När en neuron tar emot en impuls höjs normalt sannolikheten för att den avfyrar en ny impuls vidare. GABA minskar istället den elektriska excitabiliteten i målcellerna genom att hyperpolarisera membranet eller genom att göra det svårare att nå tröskelvärdet för aktionspotential, vilket leder till att den inkommande signalen försvagas eller dämpas.

GABA reglerar hur mycket neuroner i det centrala nervsystemet stimuleras hos människor och andra däggdjur. Det spelar en central roll för att balansera excitation och inhibition i hela nervsystemet och är avgörande för stabil nervsignalering, rytmisk aktivitet och förebyggande av överdriven fyrning som kan leda till anfall. Hos människor är GABA också direkt involverat i kontrollen av muskeltonus. I ryggradslösa djur och insekter kan GABA:s effekter variera beroende på receptortyp och jonströmmarnas riktning; i vissa system fungerar GABA som en inhibitorisk signal medan det i andra sammanhang kan ge depolariserande eller excitatoriska effekter beroende på cellens jongradienter.

Även om GABA kemiskt sett är en aminosyra kallas den sällan för det i vetenskapliga och medicinska sammanhang. Termen "aminosyra", utan förtydligande, syftar vanligen på alfaaminosyror som ingår i proteiner; GABA är däremot en gamma-aminosyra (non-proteinogen) och införlivas inte i proteiner.

Syntes och nedbrytning

GABA syntetiseras i nervterminaler från excitatoriska neurotransmittorn glutamat genom enzymet glutamatdekarboxylas (GAD). Denna reaktion kräver pyridoxalfosfat (vitamin B6) som kofaktor. GABA bryts ner huvudsakligen av enzymet GABA-transaminas (GABA-T) och vidare i citronsyracykeln via succinatsemialdehyddehydrogenas. Återupptag av GABA från synapsklyftan sker via specifika transportörer (GAT), både i neuroner och gliaceller, vilket reglerar signalens varaktighet.

Receptorer och verkningsmekanismer

GABA verkar på flera receptorformer:

• GABA_A-receptorer – jonotropa Cl--kanaler som snabbt medierar inhibitorisk synaptisk transmission. Aktivering leder oftast till Cl--influx och hyperpolarisering (snabb, "fasisk" inhibition). Dessa receptorer är mål för benzodiazepiner, barbiturater, alkohol och vissa sömnmedel.
• GABA_B-receptorer – metabotropa G-proteinkopplade receptorer som ger långsammare, längre varande inhibition genom att påverka K+-kanaler och hämma Ca2+-inflöde samt modulera second-messenger-system. Baclofen är en GABA_B-agonist som används vid spasticitet.
• GABA_A-rho (tidigare kallade GABA_C) – en grupp jonotropa receptorer med särskilda farmakologiska egenskaper, framför allt i näthinnan.

Utöver de snabba synaptiska effekterna finns också tonic (tonisk) inhibition via extrasynaptiska GABA_A-receptorer som reagerar på lägre, bakgrundsnivåer av GABA och reglerar neuroners basala excitabilitet.

Fysiologiska roller

• Balans mellan excitation och inhibition i hjärnan — nödvändigt för normal kognition, sensorisk bearbetning och förebyggande av epilepsi.
• Reglering av motorik och muskeltonus.
• Påverkan på sömn, ångestnivåer, oro och stressrespons.
• Involvering i neurala rytmer (t.ex. thalamokortikala oscillationer) som påverkar sömn och medvetandenivå.

Utveckling och plastiskitet

I den utvecklande hjärnan kan GABA initialt vara depolariserande/exciterande på grund av höga intracellulära kloridkoncentrationer i omogna neuroner. Denna effekt vänder under postnatal utveckling när kloridtransportörer som NKCC1 och senare KCC2 ändrar cellernas kloridbalans, vilket ger den vuxna, hämmande effekten. Denna övergång är viktig för normal neuronal utveckling och nätverksmognad.

Klinisk betydelse och läkemedel

GABA-systemet är ett viktigt mål för många läkemedel:

• Benzodiazepiner (t.ex. diazepam) förstärker GABA_A-receptorernas effekt och används mot ångest, krampanfall och som muskelavslappnande medel.
• Barbiturater och alkohol förstärker eller aktiverar GABA_A-receptorer och ger sedering och hämning.
• Z-drugs (t.ex. zolpidem) påverkar sömn via specifika GABA_A-subtyper.
• Baclofen är en GABA_B-agonist som används mot spasticitet.
• Vissa antiepileptika påverkar GABA-nivåer indirekt: vigabatrin hämmar GABA-transaminas (minskar nedbrytning) och tiagabin hämmar GABA-återupptag (GAT), vilket ökar synaptisk GABA.

Störningar i GABAergic transmission är kopplade till sjukdomar som epilepsi, ångestsyndrom, sömnstörningar och vissa former av rörelsestörningar. Mätning av GABA i hjärnvävnad kan utföras med magnetresonansspektroskopi (MRS) i forskningssammanhang.

Tillskott och överföring över blod-hjärnbarriären

GABA säljs ibland som kosttillskott med påståenden om lugnande effekter, men vetenskapliga studier visar varierande stöd för att oralt intaget GABA effektivt passerar blod‑hjärnbarriären och påverkar centrala funktioner. Effekterna kan därför vara begränsade eller mediata genom perifera mekanismer.

Sammanfattning

GABA är en central, huvudsakligen hämmande neurotransmittor i däggdjurscentrala nervsystemet med nyckelroller i att reglera neuronal excitabilitet, motorik, sömn och känslomässiga tillstånd. Syntes, nedbrytning, receptorernas mångfald och förändringar under utveckling gör GABA-systemet till ett viktigt kliniskt och farmakologiskt mål.

Frågor och svar

F: Vad är GABA?

F: Vilken funktion har GABA?

F: Hur fungerar GABA i det centrala nervsystemet?

F: Vilken effekt har GABA på insektsarter?

F: Är GABA en aminosyra?

F: Varför kallas GABA sällan för en aminosyra?

F: Vilken betydelse har GABA inom vetenskap och medicin?

Sök med bokstav