Le terme GABA fait référence à la substance chimique simple \(\gamma\)- acide aminobutyrique (NH2CH2CH2 CH2COOH). C’est le principal neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central. Sa présence dans le cerveau a été signalée pour la première fois en 1950 (Roberts et Frankel, 1950a).

• 1 Découverte du GABA et de l’histoire ancienne
• 2 Neurophysiologie de base du GABA
• 3 Un bref résumé de la neurochimie du GABA
• 4 Le système nerveux inhibé: une vue globale de la fonction GABAergique (Roberts, 1976, 1986b, 1991)
• 5Le GABA et les maladies du SNC
• 6 Le GABA, le neurotransmetteur par excellence : électroneutralité, fidélité et spécificité (Roberts, 1993)
• 7 Références
• 8Voir aussi

Découverte du GABA et histoire ancienne

L’histoire du GABA dans le cerveau a commencé avec la découverte de la présence unique de cette substance dans les tissus du système nerveux central des vertébrés (SNC). Au cours de l’étude des acides aminés libres de divers tissus normaux et néoplasiques chez plusieurs espèces d’animaux par chromatographie sur papier, des quantités relativement importantes d’un matériau réactif à la ninhydrine non identifié ont été trouvées dans des extraits de cerveaux frais de souris, de rat, de lapin, de cobaye, d’humain, de grenouille, de salamandre, de tortue, d’alligator et de poussin. Tout au plus, seules des traces de ce matériau ont été trouvées dans un grand nombre d’extraits de nombreux autres tissus normaux et néoplasiques et dans l’urine et le sang. Le matériau inconnu a été isolé à partir de chromatogrammes sur papier convenablement préparés. Une étude des propriétés de la substance dans le cerveau de souris a révélé qu’il s’agissait de GABA. L’identification initiale, basée sur la co-migration de l’inconnu avec le GABA sur chromatographie sur papier dans trois systèmes de solvants différents, a été suivie d’une identification absolue du GABA dans les extraits cérébraux par la méthode des dérivés isotopiques. Un résumé a été soumis aux réunions de la Fédération en mars 1950 signalant la présence de GABA dans le cerveau (Roberts et Frankel, 1950a). Trois articles traitant de l’apparition du GABA dans le cerveau sont parus plus tard cette année-là dans le même numéro du Journal of Biological Chemistry (Roberts et Frankel, 1950b; Udenfriend, 1950; Awapara et al., 1950). Des historiques détaillés des premiers travaux chimiques décrits ci-dessus ont été publiés (par exemple, voir Roberts, 1986a).

Compte rendu détaillé de la découverte du GABA ici:/histoire.

Les 3 groupes méthylène entre les groupes amino et carboxyle du GABA lui confèrent une grande flexibilité structurale, lui permettant d’explorer librement l’espace chimique environnant avec un continuum de structures allant de l’extension complète (Figure 1, en haut à droite) à la contiguïté des groupes amino et carboxyle représentés sous la forme cyclique (Figure 1, en bas à gauche). Par conséquent, le GABA a la capacité potentielle de s’engager dans d’innombrables interactions de minimisation de l’énergie et de mise en forme mutuelle avec les entités moléculaires rencontrées dans son environnement immédiat.

Neurophysiologie fondamentale du GABA

Pendant plusieurs années, la présence du GABA dans le cerveau est restée une curiosité biochimique et une énigme physiologique. Il a été remarqué dans la première revue écrite sur GABA que « La question la plus difficile à répondre serait peut-être de savoir si la présence dans la matière grise du système nerveux central de concentrations uniquement élevées d’acide \ (\ gamma\)-aminobutyrique et de l’enzyme qui la forme à partir de l’acide glutamique a un lien direct ou indirect avec la conduction de l’influx nerveux dans ce tissu” (Roberts, 1956). Cependant, plus tard cette année-là, la première suggestion selon laquelle le GABA pourrait avoir une fonction inhibitrice dans le système nerveux des vertébrés provient d’études dans lesquelles il a été constaté que des solutions de GABA appliquées par voie topique exerçaient des effets inhibiteurs sur l’activité électrique dans le cerveau (Hayashi et Nagai, 1956). En 1957, il a été suggéré que le GABA présent localement pourrait avoir une fonction inhibitrice dans le système nerveux central à partir d’études avec des hydrazides convulsivants (Killam, 1957; Killam et Bain, 1957). Toujours en 1957, des preuves suggérées d’une fonction inhibitrice du GABA provenaient d’études qui établissaient le GABA comme le principal facteur dans les extraits cérébraux responsables de l’action inhibitrice de ces extraits sur le système récepteur d’étirement des écrevisses (Bazemore et al., 1957). En une brève période, l’activité dans ce domaine a considérablement augmenté, de sorte que les recherches menées allaient de l’étude des effets du GABA sur les mouvements ioniques dans les neurones simples à l’évaluation clinique du rôle du système GABA dans l’épilepsie, la schizophrénie, le retard mental, etc. Ce regain d’intérêt a justifié la convocation en 1959 de la première conférence véritablement interdisciplinaire de neurosciences jamais tenue, à laquelle étaient présents la plupart des personnes qui avaient joué un rôle dans l’ouverture de ce champ passionnant (Roberts et al, 1960).

Au cours de la période susmentionnée, le GABA s’est imposé comme le principal neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central (SNC). Il s’est avéré qu’il répondait aux exigences ”classiques » du neurotransmetteur: preuve de l’identité de l’action postsynaptique avec celle de l’émetteur naturel, présence dans les nerfs inhibiteurs, libérabilité des terminaux des nerfs identifiés et présence d’un mécanisme d’inactivation rapide au niveau des synapses. L’information sur le système GABA, dans son ensemble, jusqu’en 1960 a été soigneusement examinée et largement documentée (Roberts et Eidelberg, 1960, et Roberts, et al., 1960) et des mises à jour majeures sont apparues à intervalles réguliers (Roberts, et al., 1976; Bowery, 1984; Olsen et Venter, 1986; Martin et Olsen, 2000).

Un bref résumé de la neurochimie du GABA

Le GABA se forme dans le SNC des organismes vertébrés dans une large mesure, sinon entièrement, à partir de l’acide L-glutamique (Figure 2). La réaction (réaction 5) est catalysée par la décarboxylase de l’acide L-glutamique (GAD), une enzyme présente chez les organismes mammifères en grande partie dans les neurones du SNC, bien qu’il existe maintenant de nombreux rapports sur l’apparition de GAD et de GABA dans les neurones du système nerveux périphérique, ainsi que dans certains tissus non neuronaux (par exemple, le pancréas) et dans les fluides corporels. La DGA du cerveau catalyse la décarboxylation rapide de l’acide L-glutamique et, du reste des acides aminés naturels, de l’acide L-aspartique uniquement dans une très faible mesure. Les gènes de deux isoformes GAD cérébrales ont été clonés, tout comme les familles d’autres protéines liées au GABA, telles que 19 récepteurs GABAA et 2 à 3 récepteurs GABAB. Il est maintenant possible de visualiser le GABA, lui-même, et la plupart des protéines impliquées dans le métabolisme, la libération et l’action du GABA sur des sections du SNC aux niveaux microscopique optique et électronique, en utilisant des antisérums pour les composants purifiés et des techniques de marquage par peroxydase. Cela a conduit à des données beaucoup plus définitives que celles disponibles jusqu’à présent par le biais d’études sur le fractionnement cellulaire et les lésions et a fourni des informations détaillées sur les interrelations des neurones GABA dans diverses régions du système nerveux (Roberts, 1978, 1980, 1984, 1986a).

La transamination réversible du GABA avec le \(\alpha\)-cétoglutarate (réaction 9) est catalysée par une aminotransférase mitochondriale, appelée GABA-transaminase (GABA-T), qui dans le SNC se trouve principalement dans la matière grise mais se produit également dans d’autres tissus. Les produits de la réaction de transaminase sont le semialdéhyde succinique et l’acide glutamique. Il existe un excès d’une déshydrogénase qui catalyse l’oxydation du semialdéhyde succinique en acide succinique, qui à son tour peut être oxydé via les réactions du cycle de l’acide tricarboxylique. Étant donné que le semialdéhyde succinique est oxydé en succinate sans formation intermédiaire de succinyl-coenzyme A, l’une des conséquences du fonctionnement du shunt GABA dans le cerveau, à travers lequel 10% à 20% du métabolisme du glucose peut s’écouler, est une diminution du taux de phosphorylation de la guanosine diphosphate (GDP) en guanosine triphosphate (GTP). Ce dernier peut être impliqué dans l’activation des protéines G, la formation de désoxy GTP pour la synthèse de l’ADN mitochondrial et la synthèse de l’adénosine triphosphate (ATP). Bien que la signification fonctionnelle exacte de ce shunt métabolique dépendant du GABA ne soit toujours pas apparente, il semble certain que le GABA joue un rôle métabolique particulier dans les mitochondries cérébrales, qui est abrogé lorsque l’inhibition du GABA-T se produit. Parmi les cétoacides normalement présents, seul le \(\alpha\)-cétoglutarate est un accepteur de groupe amino. En plus du GABA, plusieurs autres acides aminés ω sont également des donneurs d’acides aminés efficaces.

Les concentrations de GABA à l’état d’équilibre dans diverses zones du cerveau sont normalement régies par l’activité du GAD et non par le GABA-T. Dans de nombreux nerfs inhibiteurs, le GAD et le GABA-T sont présents et se retrouvent dans tout le neurone, le GAD étant plus fortement concentré dans les terminaux présynaptiques qu’ailleurs. Le GABA-T est contenu dans les mitochondries de toutes les régions neuronales. Le GABA est un précurseur de plusieurs substances présentes dans le tissu nerveux et le liquide céphalo-rachidien, parmi lesquelles la GABA histidine (homocarnosine), la GABA-1-méthylhistidine, l’acide \(\ gamma\)-guanidinobutyrique, la GABA-1-cystathionine, la \(\alpha\)- (GABA)-L-lysine, la GABA-choline et la putréanine. L’homocarnosine est présente exclusivement dans le cerveau et le liquide céphalo-rachidien, et des données suggèrent qu’elle joue un rôle important en tant qu’antioxydant, optimiseur de la fonction immunitaire et modificateur de l’excitabilité cérébrale.

Des contrôles importants dans la régulation du système GABA pourraient être exercés à des points liés à la disponibilité de l’acide glutamique, substrat de la synthèse du GABA dans les terminaisons nerveuses par GAD (réaction 5). Le carbone glutamate peut provenir du glucose par glycolyse et du cycle de Krebs (coin supérieur droit de la figure 2), de la glutamine après absorption (réaction 6) et de la proline (réactions 3 et 4) et de l’ornithine (réactions 2 et 4). L’ornithine (réactions 2 et 3), mais pas le glutamate, est un précurseur efficace de la proline dans les terminaisons nerveuses, un neurotransmetteur inhibiteur présumé. L’arginine peut être convertie en ornithine (réaction 1), qui à son tour donne naissance au glutamate (réactions 2 et 4), à la proline (réactions 2 et 3) et au GABA (réactions 2, 4 et 5).

GAD nécessite du phosphate de pyridoxal (PLP), une forme de vitamine B6, sous forme de coenzyme (Roberts et al., 1964). Les formes alimentaires de vitamine B6 sont absorbées et converties efficacement dans les tissus en (PLP), qui est synthétisé dans le cerveau à partir d’ATP et de pyridoxal. Le PLP peut facilement être éliminé de la protéine enzymatique du GAD, ce qui entraîne une perte d’activité enzymatique, et l’activité enzymatique perdue peut être restaurée simplement par l’ajout de la coenzyme. Les animaux déficients en pyridoxine montrent une diminution du degré de saturation en coenzyme de la protéine enzymatique de la GAD cérébrale, mais aucune diminution n’est constatée dans la teneur en protéines enzymatiques chez les animaux déficients. L’activité GAD du cerveau est rétablie rapidement à la normale lors de l’alimentation de pyridoxine à des animaux déficients. Une carence en pyridoxine, quelle que soit sa production, entraîne une susceptibilité aux convulsions chez les animaux, y compris les humains, probablement en raison de la diminution de la capacité à fabriquer du GABA. Les convulsions chez un nourrisson présentant une simple carence alimentaire en vitamine B6 ont été complètement abolies presque immédiatement après l’injection intramusculaire de pyridoxine. Cela indique que chez un individu normal, il y a une conversion extrêmement rapide de la pyridoxine en phosphate de pyridoxal, une association de la coenzyme avec l’apoenzyme de GAD et une formation de GABA dans les terminaisons nerveuses. Les hydrazides et autres agents de piégeage du carbonyle réagissent avec le groupe aldéhyde du PLP et diminuent sa disponibilité en tant que coenzyme. Les crises qui se produisent lorsque de tels agents sont administrés sont partiellement attribuables aux diminutions des quantités de GABA libérables dans les terminaisons nerveuses des nerfs inhibiteurs.

Le système nerveux inhibé: une vue globale de la fonction GABAergique (Roberts, 1976, 1986b, 1991)

Peut-être que le sujet de l’inhibition neurale était resté en sommeil pendant tant d’années parce qu’il n’y avait aucune base matérielle pour cela. Les neurones inhibiteurs n’avaient pas été identifiés, un neurotransmetteur inhibiteur n’avait pas été isolé et caractérisé, et les sites postsynaptiques d’inhibition neuronale n’avaient pas été mis en évidence. Il est bon de rappeler que ce n’est qu’en 1952 (Eccles, 1982), deux ans après la découverte du GABA dans le cerveau, que la controverse quant à savoir si la transmission synaptique dans le SNC est en grande partie de nature électrique ou chimique a été réglée en faveur de cette dernière. Il a également fallu 3 ans avant que la biologie moléculaire moderne ne soit commencée par Watson et Crick (Watson et Crick, 1953).

Le GABA augmente la perméabilité des membranes à des ions spécifiques de manière à faire en sorte que les membranes résistent à la dépolarisation. Par exemple, en agissant sur une classe particulière de récepteurs (GABAA), le GABA produit une augmentation de la perméabilité aux ions Cl qui est mesurée comme une augmentation de la conductance membranaire. Le GABA produit également des augmentations de la conductance K+ par action sur une autre classe distincte de récepteurs (GABAB) qui ne sont pas colocalisés avec les récepteurs GABAA. En général, le GABA accélère le taux de retour du potentiel de repos de tous les segments membranaires dépolarisés qu’il contacte et stabilise les segments membranaires non dépolarisés en diminuant leur sensibilité à la stimulation. Ainsi, sur de nombreux sites du système nerveux, le GABA exerce un contrôle inhibiteur du potentiel membranaire. De cette manière, cet émetteur inhibiteur naturel peut contrecarrer l’action dépolarisante des processus excitateurs pour maintenir la polarisation d’une cellule à un niveau d’équilibre proche de celui de sa valeur au repos, agissant essentiellement comme une pince de tension chimique. Dans la plupart des cas étudiés, il a été démontré que le GABA exerce des effets hyperpolarisants ou inhibiteurs par ce mécanisme. Cependant, si des concentrations de Cl intracellulaires élevées doivent se produire, le GABA peut entraîner une diminution du potentiel membranaire ou une dépolarisation. Les données suggèrent maintenant que les benzodiazépines (par exemple, le valium) et les barbituriques exercent leurs effets pharmacologiques en grande partie en réagissant avec des composants du complexe récepteur GABAA, améliorant ainsi l’efficacité du GABA libéré neuralement.

Le GABA est inactivé au niveau des synapses par un mécanisme qui implique la fixation à des sites de reconnaissance membranaire uniques, différents de ceux du récepteur, et l’élimination ultérieure de la jonction synaptique par un processus de transport dépendant du Na + et du Cl– similaire en principe à celui utilisé pour le transport de nombreuses autres substances. L’élimination du GABA libéré synaptiquement a lieu par recapture dans les terminaux des neurones et dans les processus gliaux qui investissent les synapses.

Figure 3: (A) Section de contrôle (non – immunodéprimé) du noyau interposé dans le cervelet de rat. Soma(s) neuronal(s). (B) Neuropile du noyau interpositus immunisé pour GAD. Soma de neurone (s), dendrite (d), produit de réaction (flèches longues), soma de neurone brouté (entouré de flèches courtes) avec un produit de réaction semblable à un bouton à la surface de la cellule (b). (C) Neurone représenté à la Fig. 2B, photographié avec l’optique Nornarski. Soma(s), dendrite (d), dépôts en forme de bouton du produit de réaction (b).

Figure 4: Micrographies électroniques de différents types de terminaux synaptiques contenant du GAD , l’enzyme qui synthétise le GABA. Tous les spécimens ont été obtenus à partir du SNC de rat. (a) synapses axodentritiques dans la substance noire (T1 et T2) avec un arbre dendritique (D) dans le réticulé pars; (b) synapse axoaxonale dans le cortex cérébral; (c) synapse axosomatique dans la corne dorsale de la moelle épinière; (d) synapse axoaxonale dans la corne dorsale de la moelle épinière; (e) synapses dendrodentritiques dans la couche glomérulaire du bulbe olfactif.

L’ubiquité et l’étendue des terminaisons présynaptiques visualisées immunocytochimiquement des neurones GABAergiques inhibiteurs sur diverses structures du système nerveux des vertébrés sont frappantes. L’impression est celle d’un système nerveux très restreint (Figure 3 et Figure 4). Dans des séquences comportementales cohérentes, innées ou apprises, des circuits préprogrammés sont libérés pour fonctionner à des vitesses variables et dans diverses combinaisons. Ceci est accompli en grande partie par la désinhibition des neurones stimulateur dont les activités sont sous le double contrôle inhibiteur tonique des neurones GABAergiques à circuit local et des neurones de projection GABAergiques provenant de centres de commande neuronaux. Selon ce point de vue, la désinhibition est permissive et l’entrée excitatrice dans les neurones du stimulateur cardiaque joue principalement un rôle modulateur.

Désinhibition., agissant en conjonction avec l’activité intrinsèque du stimulateur cardiaque et souvent avec un apport modulateur excitateur, est l’un des principaux principes organisateurs de la fonction du système nerveux. Par exemple, les neurones pyramidaux corticaux et hippocampiques sont littéralement parsemés de terminaux provenant de neurones GABAergiques inhibiteurs. Non seulement les terminaisons des neurones stellaires aspineux GABAergiques à circuit local sont densément réparties autour des somates et des dendrites des cellules pyramidales corticales, mais elles sont également situées sur les segments axonaux initiaux, où elles agissent comme des filtres de fréquence. De plus, les neurones GABA ont des terminaux d’autres neurones GABAergiques qui les percutent. Les cellules pyramidales sont étroitement inhibées par des neurones inhibiteurs de circuits locaux qui peuvent eux-mêmes être inhibés par les actions d’autres neurones inhibiteurs de telle sorte que la désinhibition des neurones pyramidaux se produit. Les neurones GABAergiques à circuit local participent également à des processus qui entraînent une rétroaction, une rétroaction, une inhibition surround et présynaptique et une facilitation présynaptique.

L’inhibition et la désinhibition jouent des rôles clés dans le traitement de l’information dans toutes les régions neuronales. Normalement, les cellules principales de certains secteurs neuronaux peuvent être étroitement contrôlées par l’action tonique constante des neurones inhibiteurs. Par désinhibition, les neurones d’un secteur neuronal peuvent être libérés pour se déclencher à des vitesses et des séquences différentes et, à leur tour, servir à libérer des circuits à d’autres niveaux du système nerveux. La communication entre les stations neuronales et les sous-stations peut se faire en grande partie en lançant des commutateurs neuronaux désinhibitoires. Cela peut être la façon dont l’information circule de l’organe sensoriel à la zone sensorielle cérébrale, à travers les zones associatives vers le cortex moteur, et par le biais des chemins pyramidaux vers les cellules motrices finales de la moelle épinière et de la moelle épinière.

Le GABA et les maladies du SNC

Les défauts de coordination entre le système GABA et d’autres systèmes de neurotransmetteurs et de modulateurs peuvent impliquer une région cérébrale locale, plusieurs régions cérébrales ou l’ensemble du SNC. Une synchronisation accrue du déclenchement neuronal (par exemple, dans les crises) peut survenir de plusieurs façons: augmentation du taux de libération des émetteurs excitateurs synaptiques, blocage des mécanismes des récepteurs émetteurs inhibiteurs, désensibilisation des récepteurs aux émetteurs inhibiteurs, diminution de la disponibilité des émetteurs inhibiteurs, diminution de l’activité des neurones inhibiteurs et augmentation de la formation ou de l’activation des jonctions électrotoniques (gap). Des études immunocytochimiques du cortex sensorimoteur dans l’épilepsie expérimentale chez le singe ont montré des réductions très significatives du nombre de terminaux GABAergiques des sites épileptogènes électrographiquement prouvés d’application de gel d’alumine. Les observations électronmicroscopiques ont montré une perte marquée des synapses axosomatiques sur les cellules pyramidales et un remplacement des appositions synaptiques par des processus astrocytaires chez les animaux traités à la crème d’alumine. Cependant, les synapses symétriques, vraisemblablement excitatrices, sur les dendrites de ces cellules pyramidales semblaient être en grande partie intactes. Des études biochimiques complètes complémentaires aux études morphologiques ont montré une corrélation significative avec la fréquence des crises uniquement avec des pertes de liaison aux récepteurs GABAergiques et une diminution de l’activité du GAD. Les données actuelles soutiennent l’idée que la destruction ou l’inactivation réelle des interneurones inhibiteurs est l’un des principaux défauts cérébraux prédisposant aux crises, du moins dans le cas de l’épilepsie focale (Roberts, 1986b). Il a maintenant été démontré que des mutations dans le récepteur GABAA prédisposent les individus à divers types de crises (Macdonald, et al., 2004). Les neurones GABA jouent un rôle important dans les mécanismes de contrôle de divers centres hypothalamiques et du tronc cérébral. Si leur activité au sein de ces structures est compromise, des réponses anormalement améliorées peuvent être observées, par exemple, dans la réactivité émotionnelle, les fonctions cardiaques et respiratoires, la pression artérielle, l’apport alimentaire et hydrique, la transpiration, la sécrétion d’insuline, la libération d’acide gastrique et la motilité du côlon.

Les rôles des neurones GABA dans le traitement de l’information dans diverses régions du système nerveux sont si variés et complexes qu’il semble douteux que de nombreuses thérapies médicamenteuses utiles proviennent d’approches visant à affecter l’un ou l’autre aspect de la fonction GABAergique à toutes les synapses GABA. Actuellement, il n’existe aucun médicament spécifique au processus et au site. À cet égard, la caractérisation moléculaire détaillée en cours des enzymes du métabolisme du GABA, des récepteurs et transporteurs du GABA, des composants des canaux anioniques associés au récepteur du GABA et des relations entre ces structures et les composants de la membrane lipidique dans lesquels elles sont intégrées devrait donner lieu à de nombreuses possibilités de concevoir des modalités thérapeutiques spécifiques (par exemple, voir Roberts, 2006).

Le GABA, le neurotransmetteur par excellence: electroneutrality, fidelity, and specificity (Roberts, 1993)

acide glutamique

Points isoélectriques (PI) des Principaux Acides Aminés et Peptides Naturels dans les Tissus animaux (De Greenstein, J.P., Winitz, M. Chemistry of the Amino Acids, Vol. 1. Il est le fils de John Wiley & Sons, 1961, pp. 486-489).

Acide aminé	pI
Acide aspartique	2,77
3,22
Cystine	5,03
Taurine	5.12
Asparagine	5.41
Phenylalanine	5.48
Homocystine	5.53
Threonine	5.64
Glutamine	5.65
Tyrosine	5.66
Serine	5.68
Methionine	5.74
Hydroxyproline	5.74
Tryptophan	5.89
Citrulline	5.92
Isoleucine	5.94
Valine	5.96
Glycine	5.97
Leucine	5.98
Alanine	6.00
Sarcosine	6.12
Proline	6.30
β-Alanine	6.90
Cysteine	6.94
Homocysteine	7.05
\(\gamma\)-Aminobutyric acid	7.30
Histidine	7.47
\(\delta\)-Amino-n-valeric acid	7.52
\(\epsilon\)-Amino-n-caproic acid	7.60
l-Methylhistidine	7.67
Carnosine	8.17
Anserine	8.27
Lysine	9.59
Ornithine	9.70
Arginine	11.15

Nature’s choice of GABA as the major inhibitory neurotransmitter is an example of evolutionary optimization. Alone of the known neurotransmitters, GABA is an electroneutral zwitterion (isoelectric point, 7.3) au pH physiologique, les constantes d’ionisation pour ses groupes amino et carboxyle étant suffisamment éloignées de la neutralité pour que les changements de pH dans la gamme physiologique produisent peu de changement de charge nette (tableau 1). Cela confère au GABA une capacité de transmission de l’information plus fidèle que celle des autres neurotransmetteurs majeurs connus, lui permettant, de manière « furtive”, d’échapper aux champs de mines chargés rencontrés en passage à travers le milieu extracellulaire dense situé entre les sites de libération présynaptiques et les sites d’action postsynaptiques. L’amélioration des coordonnées avec l’acidification progressive se produit dans la fonction inhibitrice GABAergique car la formation de GABA et son efficacité d’ouverture de canal anionique sont augmentées tandis que sa destruction métabolique par transamination et son élimination par transport sont diminuées. La diminution de la fonction inhibitrice GABAergique se produit lors de l’alcalinisation. Au contraire, l’acidification diminue l’efficacité postsynaptique du glutamate, le principal neurotransmetteur excitateur, et l’alcalinisation l’augmente.

De cette manière, l’équilibre délicat entre excitation et inhibition dans le cerveau est maintenu dans la plage adaptative en réponse à une activité locale ou globale qui acidifie l’environnement dans lequel elle se produit. Le métabolisme accéléré après l’activité nerveuse entraîne une formation accélérée de dioxyde de carbone et d’acide lactique; l’acidification qui l’accompagne applique des « freins” physiologiques, pour ainsi dire, empêchant les dommages structurels et fonctionnels de se produire. Lorsque les relations GABAergiques-glutamatergiques sont déséquilibrées par une suractivité glutamatergique, des crises peuvent survenir. Par exemple, l’excitation ressentie lors d’un événement sportif avec l’hyperventilation qui l’accompagne et l’alcalinisation qui en résulte provoquent souvent des crises chez les individus sensibles. Un équilibre excessif en faveur du système GABA peut entraîner une diminution inadaptée de l’activité neuronale et même un coma.

Les propriétés de la simple molécule de GABA elle-même, et des machines construites pour soutenir sa fonction, la rendent éminemment appropriée pour guider le cerveau de manière « civilisée”. La relation yin-yang entre les systèmes excitateurs glutamatergiques et inhibiteurs GABAergiques se joue sur la corde raide d’un équilibre délicat, et les déséquilibres entre eux entraînent de graves troubles.

Aucun acide aminé \(\alpha\)-, \(\bêta\)- ou \(\oméga\) connu en abondance dans les tissus animaux se rapproche du GABA dans l’efficacité molaire au niveau du récepteur GABAA. Par conséquent, le niveau de bruit créé par des effets non spécifiques au niveau du récepteur GABAA est minime, assurant une fidélité quantitative des messages neuronaux délivrés par GABA.

Le « charme » du GABA réside dans le choix naturel de cette molécule simple, fabriquée à partir du sol métabolique commun de l’acide glutamique, pour le rôle primordial de contrôleur majeur de la machinerie infiniment complexe du cerveau, lui permettant de fonctionner de la manière la mieux décrite comme la liberté sans licence. Essayez comme on pourrait, on ne peut pas trouver un meilleur choix pour le travail (Roberts, 1991, 1993).

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Références internes

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Voir aussi

Récepteurs GABA, Interneurones, Inhibition Neurale, Synapse, Transmission Synaptique