Receptor GABA

Receptory GABA siedzieć w układzie nerwowym i wiązać się z neuroprzekaźnikiem, kwasem γ-aminomasłowym. Wiążąc się, działają hamująco na komórki nerwowe. Celowe podawanie niektórych leków może wpływać na receptory, a tym samym także na komórki nerwowe, co ma znaczenie na przykład w leczeniu padaczki.

Co to jest receptor GABA?

Receptory to komórki czuciowe, z którymi mogą wiązać się określone bodźce. Na przykład w strukturach percepcji receptory są pierwszą instancją każdej percepcji. Jednak struktury te odgrywają również ważną rolę w wielu innych procesach organizmu.

Na przykład ludzki układ nerwowy jest wyposażony w receptory GABA. Tak zwane neuroprzekaźniki wiążą się z tymi receptorami. Substancje te są substancjami neurogennymi, a zatem odpowiadają substancjom przekaźnikowym. Wiązanie się substancji przekaźnikowych z receptorem GABA ma działanie hamujące na związaną z nim komórkę nerwową. Rozróżnia się receptory jonotropowe i metabotropowe GABA. Oprócz GABAA, jednym z jonotropowych miejsc wiązania jest receptor GABAC.

Receptor metabotropowy to receptor GABAB. Dokładny sposób działania receptorów GABA zależy od odpowiedniej podgrupy. Warianty jonotropowe są kontrolowane przez ligandy i dlatego wpływają na równowagę jonów i elektrolitów. Napływ jonów w kaskadzie sygnałowej następuje np. Poprzez aktywację jonotropowych receptorów GABA. Receptory metabotropowe oddziałują na procesy metaboliczne i aktywują tworzenie się wtórnych substancji przekaźnikowych w kaskadzie sygnałowej po wiązaniu bodźca.

Anatomia i budowa

Wszystkie receptory GABA w ludzkim układzie nerwowym są zlokalizowane w jednej komórce nerwowej. Każdy z receptorów jest tak zwanym białkiem transbłonowym. Białka transbłonowe odpowiadają integralnym białkom błonowym z jedną lub większą liczbą domen transbłonowych.

Dwuwarstwowa lipidowa łącząca integralne białka błonowe nazywana jest domeną transbłonową. Receptory są wyposażone w struktury, z którymi mogą się wiązać określone substancje. Ze względu na ustaloną strukturę miejsc wiązania, wszystkie receptory GABA reagują wyłącznie na określone wpływy i dlatego są w stanie wiązać się tylko z określonymi substancjami przekaźnikowymi lub neuroprzekaźnikami. Receptory specyficznie wiążą się przede wszystkim z neuroprzekaźnikiem, kwasem γ-aminomasłowym. W przeciwieństwie do innych podgrup GABA, receptor GABAB jest receptorem sprzężonym z białkiem G, który może być zarówno pre-, jak i postsynaptyczny.

Receptory GABAA odpowiadają kanałom jonowym aktywowanym przez ligandy, które są przepuszczalne dla jonów wodoru i węglanu chlorku. Są heteropentamerami i dlatego każda składa się z pięciu podjednostek, z których każda czterokrotnie obejmuje błonę komórkową. Podjednostki homologiczne to sześciu przedstawicieli α1 do α6, trzech przedstawicieli β1 do β3, trzech przedstawicieli γ1 do γ3 i δ, ε, π lub θ, każdy z jednym przedstawicielem. ρ ma trzech przedstawicieli od ρ1 do ρ3. W mózgu receptory składają się zwykle z dwóch podjednostek α, dwóch β i jednej γ. Oprócz miejsca wiązania kwasu γ-aminomasłowego, receptory GABAA mają allosteryczne miejsca wiązania, które odpowiadają na benzodiazepiny i są zlokalizowane w podjednostce γ. Miejsca wiązania neurosteroidów i barbituranów znajdują się na podjednostce β.

Funkcja i zadania

Receptory GABA są bramkowane przez ligandy lub metabotropowe. Receptory bramkowane ligandem obejmują receptory GABAA i GABAC. Jedynie receptor GABAB jest metabotropem. Receptor GABAA bramkowany ligandem jest chlorkowym kanałem jonowym. Kiedy wiąże się z GABA, Cl- wpływa. Ten napływ wykazuje hamujący wpływ na komórki nerwowe. Te pod-warianty są szeroko rozpowszechnione w mózgu i odpowiadają za równowagę między pobudzeniem a tłumieniem w komórkach nerwowych.

Z tymi receptorami wiążą się środki działające depresyjnie na ośrodkowy układ nerwowy, takie jak benzodiazepiny, propofol lub leki przeciwpadaczkowe. Receptor GABAA-ρ bramkowany ligandem nie może być hamowany przez bikukulinę. Tak więc składniki aktywne, takie jak leki przeciwpadaczkowe, prawie nie mają wpływu na te obszary. Metabotropowy receptor GABAB znajduje się w stanie presynaptycznym lub postsynaptycznym. Kiedy GABA wiąże się z receptorami presynaptycznymi, wpływa więcej K + -. Zmniejsza się napływ Ca2 +. Prowadzi to do hiperpolaryzacji: uwalnianie przekaźnika jest zahamowane.

Podczas wiązania z wariantem postsynaptycznym aktywowany jest zwiększony napływ K +. W ten sposób powstaje hamujący potencjał postsynaptyczny. Ten typ receptora GABA jest wrażliwy na substancje, takie jak baklofen zwiotczający mięśnie. Receptory GABAA są generalnie rozmieszczone w mózgu i rdzeniu kręgowym, gdzie czasami są najważniejszymi receptorami hamującymi ośrodkowy układ nerwowy. W zwojach podstawy mózgu i móżdżku receptory te biorą udział w kontroli motorycznej.

W wzgórzu receptory pomagają wywołać i utrzymać sen. W rdzeniu kręgowym receptory GABA znajdują się na neuronach ruchowych, gdzie biorą udział w obwodach odruchowych i koordynacji ruchów.

Choroby

Receptory GABA mają znaczenie kliniczne i farmakologiczne, zwłaszcza w połączeniu z substancjami, które mogą się z nimi wiązać. Dotyczy to na przykład alkoholu.

Alkoholicy wiążą się z receptorami GABAA i zwiększają przepuszczalność jonów chlorkowych na błonie komórek nerwowych. Prowadzi to do hiperpolaryzacji, a częstotliwość potencjału czynnościowego maleje. Ponieważ jednocześnie hamowany jest układ pobudzający z powodu wiązania się alkoholu z receptorami NMDA, alkohol działa uspokajająco na ludzi. Zależność ta może mieć znaczenie w przypadku zatrucia alkoholem, a także stanowi ważny związek w praktyce klinicznej z przewlekłymi uzależnionymi od alkoholu.

Poza tym na stan ośrodkowego układu nerwowego mogą wpływać substancje farmakologiczne zdolne do wiązania się z receptorami GABA. Odgrywa to ważną rolę w praktyce klinicznej w leczeniu różnych chorób neurologicznych. Na przykład leczenie padaczki opiera się na tym związku, ale na ogół głównym elementem terapii jest ukierunkowane oddziaływanie na układ nerwowy poprzez podawanie leków. Środki uspokajające, takie jak benzodiazepiny, mają działanie uspokajające. To samo dotyczy barbituranów, które są często używane do wywoływania znieczulenia.

Leki przeciwpadaczkowe, takie jak walproinian, zapobiegają napadom padaczkowym poprzez blokowanie receptorów. Tiagabina hamuje wychwyt GABA i zwiększa jego stężenie w szczelinie synaptycznej, co zmniejsza napady padaczkowe. Wiele leków działa również pobudzająco na receptory GABAA i może w ten sposób wywoływać uzależnienia. Uzależnienie odbywa się za pośrednictwem receptorów zawierających α1. Ich stymulacja powoduje zmiany funkcjonalne niektórych receptorów AMPA odpowiedniego neuronu w procesach neuroplastycznych.

Typowe i powszechne choroby ośrodkowego układu nerwowego

• padaczka
• Alzheimer, demencja, choroba Parkinsona
• depresje