Articles

A Gamma-aminovajsav

Post-publikációs tevékenység

a Kurátor: Eugene Roberts

Közreműködők:
0.27 –

Abdellatif Nemri

0.09 –

Benjamin Bronner

1. Ábra: Egy emléktábla által létrehozott Dr. C. van der Stelt, vegyész művész tiszteletére Roberts felfedezés, valamint az azt követő munka GABA a találkozó tiszteletére neki Amszterdamban, 1965 (feltéve, Dr. Eugene Roberts).

a GABA kifejezés az egyszerű kémiai anyagra utal \(\gamma\)-aminobutirinsav (NH2CH2CH2 CH2COOH). Ez a fő gátló neurotranszmitter a központi idegrendszerben. Az agyban való jelenlétét először 1950-ben jelentették (Roberts and Frankel, 1950a).

  • 1 GABA felfedezése és korai története
  • 2 GABA
  • 3 a GABA neurokémiájának rövid összefoglalása
  • 4 a gátolt idegrendszer: átfogó képet GABAergic funkció (Roberts, 1976, 1986b, 1991)
  • 5 GABA, valamint betegségek, a CNS
  • 6 GABA, A tömör neurotranszmitter: electroneutrality, hűség, valamint a specificitás (Roberts, 1993)
  • 7 Hivatkozások
  • 8 Lásd még a

Felfedezés, GABA, illetve a korai történelem

A történelem, a GABA az agy kezdődött a felfedezés az egyedi jelenléte az anyag szövet a gerincesek központi idegrendszer (CNS). A különböző normál és neoplasztikus szövetek szabad aminosavainak vizsgálata során számos állatfajban papírkromatográfiával viszonylag nagy mennyiségű azonosítatlan ninhidrin-reaktív anyagot találtak egér, patkány, nyúl, tengerimalac, ember, béka, szalamandra, teknős, aligátor és csaj Friss agyának kivonataiban. Legfeljebb ennek az anyagnak a nyomait találták meg számos más normál és neoplasztikus Szövet kivonatában, valamint a vizeletben és a vérben. Az ismeretlen anyagot megfelelően elkészített papírkromatogramokból izolálták. Az egér agyában lévő anyag tulajdonságainak vizsgálata azt mutatta, hogy GABA. A kezdeti azonosítást, amely az ismeretlennek a GABA-val való együttes migrációján alapult, három különböző oldószerrendszer papírkromatográfiáján, a GABA abszolút azonosítását követte az agyi kivonatokban az izotópszármazék módszerrel. 1950 márciusában egy elvont anyagot nyújtottak be a Szövetség üléseire, amelyben beszámoltak GABA brainben való jelenlétéről (Roberts and Frankel, 1950a). Három, a GABA agyi előfordulásával foglalkozó cikk még abban az évben megjelent a Journal of Biological Chemistry (Roberts and Frankel, 1950b; Udenfriend, 1950; Awapara et al., 1950). Részletes története a korai kémiai munka fent vázolt tettek közzé (például Lásd Roberts, 1986a).

részletes beszámoló a felfedezés GABA itt: /történelem.

a GABA amino-és karboxilcsoportjai közötti 3 metiléncsoport nagy szerkezeti rugalmassággal ruházza fel, lehetővé téve a környező kémiai tér felfedezését a teljes kiterjesztéstől ( 1.ábra, jobb felső rész) a ciklikus formában látható amino-és karboxilcsoportok szomszédságáig ( 1. ábra, bal alsó rész). Ezért a GABA potenciálisan képes számtalan energia-minimalizáló, kölcsönösen alakító interakciót folytatni a közvetlen környezetében előforduló molekuláris entitásokkal.

GABA alapvető neurofiziológiája

több éven át a GABA jelenléte az agyban biokémiai kíváncsiság és fiziológiai rejtély maradt. Volt-jegyezte meg az első felülvizsgálat írva GABA, hogy “Talán a legnehezebb kérdés, hogy a válasz az lenne, hogy a jelenlét a szürke számít, hogy a központi idegrendszer a egyedülállóan magas koncentrációban \(\gamma\)-aminovajsav, valamint az enzim, amely formák a glutaminsav közvetlen vagy közvetett kapcsolat vezetés az idegi impulzus ebben a szövet” (Roberts, 1956). Azonban még abban az évben, az első javaslat, hogy GABA lehet, hogy egy gátló funkció a gerinces idegrendszer jött tanulmányok, amelyekben azt találták, hogy helyileg alkalmazott megoldások GABA gyakorolt gátló hatása az elektromos aktivitás az agyban (Hayashi és Nagai, 1956). 1957-ben felvetették, hogy az indigenously előforduló GABA gátló funkcióval rendelkezhet a központi idegrendszerben a görcsös hidrazidokkal végzett vizsgálatokból (Killam, 1957; Killam and Bain, 1957). 1957-ben a GABA gátló funkciójára utaló bizonyítékok olyan vizsgálatokból származtak, amelyek a GABA-t az agyi kivonatok fő tényezőjeként állapították meg, amelyek felelősek ezen kivonatok gátló hatásáért a rákok stretch receptor rendszerén (Bazemore et al., 1957). Belül egy rövid időszak alatt a tevékenység, ezen a területen jelentősen megnövekedett, így a kutatást végeznek mozgott egészen a tanulmány a hatását a GABA az ionos mozgalmak egyes neuronok klinikai értékelése a szerepe a GABA rendszer, epilepszia, skizofrénia, mentális retardáció, stb. Ez az érdeklődés felkeltette az 1959-ben tartott első igazán interdiszciplináris idegtudományi konferencia összehívását, amelyen jelen voltak a legtöbb olyan személy, aki szerepet játszott ezen izgalmas terület megnyitásában (Roberts et al, 1960).

a fent említett időszak alatt a GABA a központi idegrendszer (CNS) fő gátló neurotranszmitterévé vált. Megállapították, hogy teljesíti a neurotranszmitter “klasszikus” követelményeit: a posztszinaptikus hatás azonosságának igazolása a természetes jeladóval, a gátló idegekben való jelenlét, az azonosított idegek terminálisaiból való felszabadulás, valamint a szinapszisokban gyors inaktiváló mechanizmus jelenléte. A GABA-rendszer egészére vonatkozó információkat 1960-ig alaposan felülvizsgálták és széles körben dokumentálták (Roberts and Eidelberg, 1960, and Roberts, et al., 1960) és jelentős frissítések jelentek meg időközönként (Roberts, et al., 1976; Bowery, 1984; Olsen és Venter, 1986; Martin és Olsen, 2000).

2.ábra: néhány metabolikus kapcsolat az idegszövetben.

A GABA

neurokémia rövid összefoglalása a gerinces organizmusok központi idegrendszerében nagy mértékben, ha nem teljesen, L-glutaminsavból alakul ki (2. ábra). A reakció (reakció 5) által katalizált L-glutaminsav-dekarboxiláz (GAD), egy enzim található emlős szervezetek nagyrészt a neuronok a CNS, bár ott most sok jelentések előfordulásának mindkét GAD, valamint a GABA a neuronok a perifériás idegrendszer, valamint néhány nonneural szövetek (pl. hasnyálmirigy), valamint a testnedvek. Az agy GAD katalizálja az L-glutaminsav gyors \(\alpha\)-dekarboxilezését, a természetben előforduló aminosavak közül pedig csak az L-aszparaginsavat nagyon kis mértékben. Két agyi GAD izoforma génjeit klónozták, csakúgy, mint más GABA-rokon fehérjék családjait, például 19 GABAA receptort és 2-3 GABAB receptort. Most már lehetséges, hogy láthatóvá GABA, maga, és a legtöbb fehérje részt vesz a GABA anyagcsere, felszabadulás, és fellépés szakaszok a központi idegrendszer a fény és elektron mikroszkopikus szinten, alkalmazó antisera a tisztított komponensek és peroxidáz címkézési technikák. Ez sokkal határozottabb adatokhoz vezetett, mint eddig a sejtfrakcionálás és lézió vizsgálatok során, és részletes információkat adott a GABA neuronok különböző idegrendszeri régiókban való kölcsönhatásairól (Roberts, 1978, 1980, 1984, 1986a).

a GABA reverzibilis transzaminációját \(\alpha\)-ketoglutaráttal (9.reakció) egy mitokondriális aminotranszferáz katalizálja, amelyet GABA-transzamináznak (GABA-T) neveznek, amely a központi idegrendszerben elsősorban a szürkeállományban található, de más szövetekben is előfordul. A transzamináz reakció termékei a borostyánkősav-szemialdehid és a glutaminsav. Jelen van egy dehidrogenáz feleslege, amely katalizálja a borostyánkősav-szemialdehid oxidációját borostyánkősavvá, amely viszont a trikarbonsav-ciklus reakcióival oxidálható. Mivel a borostyánkősav-szemialdehid oxidálódik szukcinát nélkül közbenső képződése szukcinil-koenzim A, az egyik következménye a működését a GABA sönt az agyban, amelyen keresztül 10% – 20% – a glükóz metabolizmus folyhat, egy csökkent aránya foszforiláció guanozin-difoszfát (GDP) a guanozin-trifoszfát (GTP). Ez utóbbi részt vehet a G fehérjék aktiválásában, a mitokondriális DNS-szintézis dezoxi GTP kialakulásában, valamint az adenozin-trifoszfát (ATP) szintézisében. Bár ennek a GABA-függő metabolikus söntnek a pontos funkcionális jelentősége még mindig nem nyilvánvaló, biztosnak tűnik, hogy a GABA különleges metabolikus szerepet játszik az agyi mitokondriumokban, amely a GABA-T gátlásakor megszűnik. A keto savak közül általában csak \(\alpha\) – a ketoglutarát egy aminosav-akceptor. A GABA mellett számos más ω aminosav is hatékony aminosavak.

A GABA egyensúlyi koncentrációját különböző agyi területeken általában a GAD aktivitása szabályozza, nem pedig a GABA-t. Számos gátló idegben mind a GAD, mind a GABA-t jelen van, és az egész neuronban megtalálható, a GAD jobban koncentrálódik a preszinaptikus terminálokban, mint máshol. A GABA-T az összes neuronális régió mitokondriumában található. A GABA az idegszövetben és a cerebrospinális folyadékban található számos anyag előfutára, köztük a GABA hisztidin( homokarnozin), a GABA-1-metil-hisztidin, \(gamma\)-guanidinobutirinsav, GABA-1-cisztationin,\(\alpha\)-(GABA)-lizin, GABA-kolin és putreanin . A homokarnozin kizárólag az agyban és a cerebrospinális folyadékban van jelen, és vannak olyan adatok, amelyek arra utalnak, hogy fontos szerepe van antioxidánsként, az immunfunkció optimalizálójaként, valamint az agyi ingerlékenység módosítójaként.

a GABA-rendszer szabályozásának fontos kontrolljai a glutaminsav, A GABA-szintézis szubsztrátjának a GAD által az idegvégződésekben való rendelkezésre állásával kapcsolatos pontokon is kifejthetők (5.reakció). Glutamát szén származnak glükóz keresztül glikolízis a Krebs ciklus (felső sarokban 2. Ábra), a glutamin követő felvételi (reakció 6), valamint a prolin (reakciók, 3, 4), valamint az ornitin (reakciók, 2, 4). Az ornitin (2. és 3. reakció), de nem glutamát, a prolin hatékony prekurzora az idegvégződésekben, egy feltételezett gátló neurotranszmitter. Arginin átalakítható ornitin (reakció 1), ami viszont ad okot, hogy a glutamát (reakciók, 2, 4), prolin (reakciók, 2, 3), valamint a GABA (reakciók, 2, 4, 5).

GAD igényel piridoxál-foszfát (PLP), egyfajta B6-vitamin, mint egy koenzim (Roberts et al., 1964). A B6-vitamin étrendi formái hatékonyan szívódnak fel és alakulnak át a szövetekben (PLP), amelyet az agyban ATP-ből és piridoxalból szintetizálnak. A PLP könnyen eltávolítható a GAD enzimfehérjéjéből, ami az enzimaktivitás csökkenését okozza, az elveszett enzimaktivitás pedig egyszerűen a koenzim hozzáadásával visszaállítható. A piridoxin-hiányos állatok az agyi GAD enzimfehérje koenzimjével való telítettség mértékét csökkentik, de az enzimfehérje tartalma nem csökken a hiányos állatokban. Az agyi GAD-aktivitás gyorsan normalizálódik a piridoxin hiányos állatoknak történő etetésével. A piridoxin-hiány azonban az állatokban, beleértve az embereket is, görcsrohamokra való hajlamot eredményez, valószínűleg a GABA csökkent képessége miatt. A B6-vitamin egyszerű étrendi hiányával rendelkező csecsemő rohamait szinte azonnal megszüntették a piridoxin intramuszkuláris injekciója után. Ez azt jelzi, hogy egy normális egyénben a piridoxin rendkívül gyors átalakulása piridoxál-foszfátra, a koenzim társulása a GAD apoenzimjével, valamint a GABA kialakulása az idegvégződésekben. A hidrazidok és más karbonil-csapdázó szerek reagálnak a PLP aldehidcsoportjával, és koenzimként csökkentik annak elérhetőségét. A görcsrohamok, amelyek az ilyen szerek adagolásakor következnek be, részben a gátló idegek idegvégződéseiben felszabadítható GABA mennyiségének csökkenéséből adódnak.

A gátolt idegrendszer: a GABAerg funkció globális nézete (Roberts, 1976, 1986b, 1991)

talán az idegi gátlás tárgya oly sok éven át szunnyadt, mert ennek nem volt anyagi alapja. Gátló neuronokat nem azonosítottak, gátló neurotranszmittert nem izoláltak és jellemeztek, és a neurális gátlás posztszinaptikus helyeit nem mutatták ki. Emlékeztetni kell arra, hogy csak 1952-ben (Eccles, 1982), két évvel a GABA agyi felfedezése után, az utóbbi javára rendezték a vitát arról, hogy a központi idegrendszerben a szinaptikus átvitel nagyrészt elektromos vagy kémiai jellegű-e. 3 évvel a modern molekuláris biológia megkezdése előtt Watson és Crick (Watson and Crick, 1953).

A GABA növeli a membránok permeabilitását specifikus ionokra oly módon, hogy a membránok ellenálljanak a depolarizációnak. Például egy adott receptorcsoportra (GABAA) hatva a GABA növeli a Cl – ionok permeabilitását, amelyet a membrán vezetőképességének növekedésével mérnek. A GABA szintén növeli a K + vezetőképességet azáltal, hogy egy másik különálló receptorcsoportra (GABAB) hat, amelyek nem kolokalizálódnak a GABAA receptorokkal. Általánosságban elmondható, hogy a GABA felgyorsítja az összes depolarizált membránszegmens nyugalmi potenciáljának visszatérési sebességét, amely érintkezik és stabilizálja az undepolarizált membránszegmenseket azáltal, hogy csökkenti a stimulációra való érzékenységüket. Így az idegrendszer számos helyén a GABA gátolja a membránpotenciál gátló irányítását. Ily módon ez a természetesen előforduló gátló adó ellensúlyozhatja az excitáló folyamatok depolarizáló hatását, hogy fenntartsa a sejt polarizációját egyensúlyi szinten a nyugalmi érték közelében, lényegében kémiai feszültség-szorítóként. A legtöbb vizsgált esetben kimutatták, hogy a GABA hiperpolarizáló vagy gátló hatást fejt ki ezzel a mechanizmussal. Ha azonban magas intracelluláris Cl-koncentrációkra van szükség, a GABA csökkentheti a membránpotenciált vagy a depolarizációt. Az adatok arra utalnak, hogy a benzodiazepinek (pl. Valium) és a barbiturátok farmakológiai hatásukat nagyrészt a GABAA receptor komplex összetevőivel reagálva fejtik ki, ezáltal fokozva a neurálisan felszabaduló GABA hatékonyságát.

a GABA az inaktivált a szinapszisok által egy mechanizmus, amely magában foglalja a kötődés egyedi membrán elismerés oldalak, különböző azoktól a receptor, valamint a későbbi eltávolítása a szinaptikus junction egy Na+ -, illetve Cl–függő szállítási folyamat hasonló az elv, hogy az alkalmazott szállítási sok más anyagok. A szinaptikusan felszabaduló GABA eltávolítása a neuronok termináljaiba történő visszavétel útján történik, valamint a szinapszisokat befektető gliális folyamatokba.

3.ábra: (A) ellenőrzési szakasz (nem-immunszuppresszált) nucleus interpositus patkány kisagyban. Neuronális soma (ok). B) a nucleus interpositus Neuropilja, amely GAD-re vonatkozik. Neuron(ok) Soma, dendrit (d), reakciótermék (hosszú nyilak), legelt neuron soma (rövid nyilakkal körülvéve), boutonszerű reakciótermékkel a sejtfelszínen (B). C) Az ábrán látható Neuron. 2B, fényképezett Nornarski optika. Soma (k), dendrit (d), boutonszerű reakciótermék-lerakódások (b).

4. Ábra: Elektron nagyítások a különböző típusú szinaptikus terminálok, amelyek GAD, az enzim, hogy szintetizálja GABA. Az összes példányt a patkány központi IDEGRENDSZERÉBŐL nyerték. a) axodentritikus szinapszisok a substantia nigra-ban (T1 és T2), dendritikus tengellyel (D) a pars retikulátumban; b) axoaxonális szinapszis az agykéregben; C) axoszomatikus szinapszis a gerincvelő hátsó szarvában; d) axoaxonális szinapszis a gerincvelő hátsó szarvában; e) dendrodentritikus szinapszisok a szaglóhagyma glomeruláris rétegében.

a gátló GABAerg neuronok immunocitokémiailag vizualizált preszinaptikus végződései mindenütt jelen vannak a gerinces idegrendszer különböző struktúráiban. Az a benyomás, hogy egy erősen visszafogott idegrendszert nézünk ( 3. ábra és 4. ábra). Koherens viselkedési szekvenciákban, veleszületett vagy tanult, előre programozott áramkörök szabadulnak fel, hogy különböző sebességgel, különböző kombinációkban működjenek. Ezt nagyrészt a pacemaker neuronok gátlásával érik el, amelyek tevékenysége a helyi áramköri GABAerg neuronok és az idegi irányító központokból érkező GABAerg vetítő neuronok kettős tónusos gátló kontrollja alatt áll. E nézet szerint a gátlás megengedő, a pacemaker neuronjainak izgató bemenete elsősorban modulációs szerepet játszik.

Disinhibition. a belső pacemaker aktivitással, gyakran modulációs excitáló bemenettel együtt járva az idegrendszer működésének egyik fő szervezési elve. Például a kortikális és hippokampális piramis neuronok szó szerint a gátló GABAerg neuronok terminálisaival vannak ellátva. Nem csak a lokális-circuit GABAerg aspinos csillagsejtek végei sűrűn oszlanak el a kortikális piramissejtek szomatája és dendritjei körül, hanem a kezdeti axon szegmenseken is megtalálhatók, ahol frekvenciaszűrőként működnek. Ezenkívül a GABA neuronok más GABAerg neuronokból származó terminálokkal rendelkeznek, amelyek rájuk hatnak. A piramissejteket szorosan gátolják a helyi áramköri gátló neuronok, amelyeket maguk is gátolhatnak más gátló neuronok hatása oly módon, hogy a piramis neuronok gátlása megtörténik. A helyi áramkörű GABAerg neuronok olyan folyamatokban is részt vesznek, amelyek előerősítést, visszacsatolást, térhatást és preszinaptikus gátlást és preszinaptikus könnyítést eredményeznek.

mind a gátlás, mind a gátlás kulcsszerepet játszik az információfeldolgozásban minden neurális régióban. Normális esetben, a fő sejtek különösen neurális szektorok lehet tartani szorosan ellenőrzés állandó tónusos hatása gátló neuronok. A gátlás révén az idegi szektor neuronjai különböző sebességgel és szekvenciákkal szabadul fel, és az idegrendszer más szintjein lévő áramkörök felszabadítására szolgálnak. A neurális állomások és alállomások közötti kommunikáció Jórészt gátlástalan neurális kapcsolók ledobásával valósulhat meg. Ez lehet az, ahogyan az információ az érzékszervtől az agyi szenzoros területig, az asszociatív területeken keresztül a motoros kéregig, valamint a piramis utak útján a medulla és a gerincvelő végső motorsejtjeihez.

GABA és a központi idegrendszer betegségei

a GABA rendszer és más neurotranszmitter és Modulátor rendszerek közötti koordinációs hibák helyi agyi régiót, több agyi régiót vagy az egész központi idegrendszert érinthetnek. A neuronális égetés fokozott szinkronitása (például görcsrohamok esetén) többféle módon is felmerülhet: megnövekedett a kiadás serkentő szinaptikus adók, blokád gátló adó receptor mechanizmusok, deszenzitizáció receptorok, hogy gátló adók, csökkent a rendelkezésre álló gátló adó, csökkent aktivitás, a gátló idegsejtek, illetve fokozott képződését, illetve aktiválása electrotonic (gap) csomópontok. Immunocytokémiai vizsgálatok a szenzomotoros kéreg kísérleti epilepszia majmokban mutatott jelentős számának csökkenése GABAerg terminálok elektrografikusan bizonyított epileptogén helyek alumínium-oxid gél alkalmazás. Az elektronmikroszkópos megfigyelések azt mutatták, hogy a piramissejtek axoszomatikus szinapszisai jelentősen elvesztek, és a szinaptikus appositások helyettesítése asztrocitikus folyamatokkal az alumínium-oxid krémmel kezelt állatokban. Ezeknek a piramis sejteknek a dendritjein található szimmetrikus, feltehetően izgató szinapszisok azonban nagyrészt érintetlenek voltak. A morfológiai vizsgálatokat kiegészítő átfogó biokémiai vizsgálatok szignifikáns összefüggést mutattak a görcsrohamok gyakoriságával, csak a GABAerg receptorokhoz kapcsolódó kötődés csökkenésével és a GAD aktivitás csökkenésével. A jelenlegi adatok alátámasztják azt az elképzelést, hogy a gátló interneuronok tényleges megsemmisítése vagy inaktiválása a rohamokra hajlamos egyik fő agyi hiba, legalábbis fokális epilepszia esetén (Roberts, 1986b). Mutációk GABAA receptor most kimutatták, hogy hajlamos az egyének különböző típusú rohamok (Macdonald, et al., 2004). A GABA neuronok fontos szerepet játszanak a különböző hipotalamusz-és agytörzs-központok kontrollmechanizmusaiban. Ha a tevékenység belül ezek a struktúrák sérül, kórosan fokozott válaszok figyelhetők meg, például érzelmi reaktivitás -, szív -, illetve légúti funkciók, vérnyomás -, élelmiszer -, víz bevitel, izzadás , az inzulin-választ, felszabadulás, a gyomorsav -, illetve a vastagbél motilitás.

a GABA neuronok szerepe az idegrendszer különböző régióiban az információfeldolgozásban annyira változatos és összetett, hogy kétségesnek tűnik, hogy sok hasznos gyógyszerterápia olyan megközelítésekből származik, amelyek célja a GABAerg funkció egyik vagy másik aspektusának befolyásolása minden GABA szinapszisban. Jelenleg nincsenek olyan gyógyszerek, amelyek folyamat-és helyspecifikusak. Ebben a tekintetben a részletes molekuláris jellemzése, amit végeznek, az enzimek, a GABA-anyagcsere, a GABA receptorok, illetve a szállítók, az alkatrészek, a GABA-receptor-hoz kapcsolódó anion csatornák, valamint a kapcsolatok között ezek a struktúrák a lipidic membrán alkatrészek, amelyben ezek a beágyazódott ad okot, hogy sok lehetőséget kidolgozása konkrét terápiás módozatokat (pl. lásd Roberts, 2006).

GABA, a tömör neurotranszmitter: elektroneutralitás, hűség és specificitás (Roberts, 1993)

izoelektromos pontok (PI) A főbb természetben előforduló aminosavak és peptidek állati szövetekben (Greenstein, J. P., Winitz, M. kémia az aminosavak, Vol. 1. New York: John Wiley & Sons, 1961, PP. 486-489).
Aminosav pI
Aszparaginsav 2.77
glutaminsav 3.22
Cisztin 5.03
Taurin 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) fiziológiás pH-az ionizációs állandók mind az aminosavak, illetve karboxil-csoportok, hogy kellően távol semlegesség tehát változik a pH-érték a fiziológiás tartomány termelnek kis változás nettó díj (1.Táblázat). Ez kölcsönöz GABA kapacitás magasabb hűség információ továbbítási, mint a többi ismert, jelentős neurotranszmitterek, amely lehetővé teszi, a “lopakodó” divat, hogy elkerülje a feltöltött aknamező találkozott a folyosón keresztül a sűrű extracelluláris környezetben fekszik között preszinaptikus oldalak a szabadulást, illetve a posztszinaptikus oldalak akció. Koordináta javítása progresszív savasodás fordul elő, GABAergic gátló funkció, mert a GABA kialakulását, valamint az anion csatorna-nyílás hatékonysága növekszik, míg a metabolikus pusztulástól transamination, illetve eltávolítása a szállítási csökkent. A GABAerg gátló funkció csökkenése az alkalinizáción történik. Ezzel szemben a savasodás csökkenti a glutamát posztszinaptikus hatékonyságát, a fő izgató neurotranszmitter, az alkalinizáció pedig növeli azt.

ily módon az agyban a gerjesztés és a gátlás közötti kényes egyensúly az adaptív tartományon belül marad, válaszul a helyi vagy globális aktivitásra, amely savanyítja a környezetet, amelyben előfordul. A felgyorsult anyagcsere az idegaktivitás után a szén-dioxid és a tejsav gyorsított képződését eredményezi; a kísérő savasodás fiziológiás “fékeket” alkalmaz, hogy úgy mondjam, megakadályozza a szerkezeti és funkcionális károsodást. Ha a GABAerg-glutamaterg kapcsolatok kiegyensúlyozatlanok a glutamaterg túlaktivitás miatt, rohamok fordulhatnak elő. Például a sporteseményen tapasztalt izgalom a kísérő hiperventilációval és az ebből következő alkalinizációval nem ritkán görcsöket okoz a fogékony egyénekben. A GABA rendszer javára történő túlzott egyensúly a neurális aktivitás, sőt a kóma maladaptív csökkenéséhez vezethet.

maga az egyszerű GABA molekula, valamint a funkcióját támogató gép tulajdonságai miatt kiválóan alkalmas arra, hogy “civilizált” módon vezesse az agyat. A glutamáterg és a GABAerg gátló rendszerek közötti Yin-yang kapcsolat a kényes egyensúly szorításában játszódik le, és a köztük lévő egyensúlytalanságok súlyos rendellenességekhez vezetnek.

No \(\alpha\)-, \(\beta\)-, vagy \(\omega\)- aminosav ismert, hogy előfordulnak bármilyen bőségben állati szövetekben megközelíti GABA moláris hatékonyságát a GABAA receptor. Ezért a GABAA receptor nem specifikus hatásai által létrehozott zajszint minimális, biztosítva a GABA által szállított idegi üzenetek mennyiségi hűségét.

a GABA “varázsa” abban rejlik, hogy a természet választotta ezt az egyszerű molekulát, amely a glutaminsav közös metabolikus talajából készült, az agy végtelenül összetett gépezetének minden fontos szabályozójaként, lehetővé téve, hogy az engedély nélküli SZABADSÁGként legjobban leírt módon működjön. Próbáld ki, ahogy lehet, nem lehet jobb választást találni a munkára (Roberts, 1991, 1993).

Awapara, J., Landua, A. J., Fuerst, R., and Seale, B. Free gamma-amino-vajsav az agyban. Journal of Biological Chemistry 187: 35-9, 1950.

Bazemore, A. W., Elliott, K. A. C., Florey, E. Isolation of Factor I. Journal of Neurochemistry 1:334-339, 1957.

Bowery, N. G., Szerk. A GABA és a benzodiazepinek hatásai és kölcsönhatásai. New York: Raven Press, 1984.

Eccles, J. C. The synapse: from electrical to chemical transmission. Az idegtudomány éves áttekintése, 5:325-339, 1982.

Hayashi, T., Nagai, K. az ω-aminosavak hatása a magasabb állatok motoros kéregére, különösen a γ-amino-β-oxibutirinsav, mint az agy valódi gátló elve. In: áttekintések absztraktjai: kommunikációs kivonatok. Brüsszel: Huszadik nemzetközi élettani Kongresszus, p. 410, 1956.

Killam, K. F. Convulsant hydrazides. II. a tioszemikarbazid alkalmazása által kiváltott elektromos változások és enzim gátlás összehasonlítása. Journal of farmakológiai and Experimental Therapeutics. 119:263-271, 1957.

Killam, KF, Bain J. A. Convulsant hydrazides. I. A B6-vitamin enzimek in vitro és in vivo gátlása konvulzáns hidrazidokkal. Journal of farmakológiai and Experimental Therapeutics. 119:255-262, 1957.

Macdonald, R. L., Gallagher, M. J., Feng, H.-J., Kang, J. GABAA receptor epilepszia mutációk. Biokémiai Farmakológia. 68:1497-1506, 2004.

Martin, D. L. & Olsen, R. W., eds. GABA az idegrendszerben. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2000.

Olsen, R. W. és Venter J. C., szerkesztők benzodiazepin / GABA receptorok és klorid csatornák: szerkezeti és funkcionális tulajdonságok. New York: Alan R. Liss, Inc., 1986.

Roberts, E. γ-amino-vajsav képződése és felhasználása az agyban. Haladás a Neurobiológiában. I. Neurokémia. Korey, S. R. és Burnberger, J. I. eds. New York: Hoeber-Harper, 1956.

Roberts, E. Disinhibition mint szervező elv az idegrendszerben: a GABA rendszer szerepe. Alkalmazás neurológiai és pszichiátriai rendellenességekre. In: Roberts, E., Chase, T. N., and Tower, D. B., eds., GABA in Nervous System Function, New York, Raven Press, pp.515-539, 1976.

Roberts, E. A GABA neuronok szerepe az információfeldolgozásban a gerinces központi idegrendszerben. In: Karlin, A., Tennyson, V. M., Vogel, H. J., eds. Neuronális Információátadás. New York: Academic Press, pp. 213-239, 1978.

Roberts, E. γ-amino-vajsav (GABA): a gerinces idegrendszer egyik fő gátló jeladója. In: Levi-Montalcini, R., Szerk. Idegsejtek, adók és viselkedés. Róma: Pápai Tudományos Akadémia, 163-213, 1980.

Roberts, E. γ-amino-vajsav( GABA): a felfedezéstől a GABAerg neuronok megjelenítéséig a gerinces idegrendszerben. In: GABA és benzodiazepinek, Bowery, N. G., ed fellépései és kölcsönhatásai. New York: Raven Press, pp. 1-25, 1984.

Roberts, E. GABA: az út a neurotranszmitter állapot. In: benzodiazepin / GABA receptorok és Kloridcsatornák: szerkezeti és funkcionális tulajdonságok, R. W. Olsen és J. C. Venter, szerkesztők, 1-39. New York: Alan R. Liss, Inc., 1986a.

Fejlődés Neurológia,44:319-341, 1986b.

Roberts, E. Élő rendszerek tonically gátolt, autonóm optimalizáló, valamint a gátlások felszabadulása függő változó generáció a fő szervező elv: gátló parancs-ellenőrzés a szint membrán, genom, anyagcsere, az agy, a társadalom. Neurokémiai Kutatás 16:409-421, 1991.

Roberts, E. Adventures with GABA: Fifty Years On. In: GABA az idegrendszerben: The View at Fifty Years, D. L. Martin and Richard W. Olsen, editors, PP. 1-24, Lippincott, Williams & Wilkins, Philadelphia, 2000.

Roberts, E. A limbikus rendszerben a feszültséggátos Na+-csatornás SCN5A aboriginális genetikai hibájából eredő Gabaergikus meghibásodás javasolt a skizofrénia iránti fogékonyság kialakulásához. A farmakológia fejlődése 54:119-145, 2006.

Roberts, E., Baxter, C. F., Van Harreveld, A., Wiersma, C. A. G., Adey, W. R., and Killam, K. F., eds. Gátlás az idegrendszerben és Gamma-amino-vajsav. Oxford: Pergamon Press, 1960.

Roberts, E., Chase, T. N., and Tower, D. B., eds., GABA in Nervous System Function, New York, Raven Press, 1976.

Roberts, E. és Eidelberg, E. γ-amino-vajsav metabolikus és neurofiziológiai szerepe. A neurobiológia nemzetközi áttekintése 2:279-332, 1960.

Roberts, E. és Frankel, S. γ-amino-vajsav az agyban. Szövetség 9:219, 1950.

Roberts, E. és Frankel, S. γ-amino-vajsav az agyban: glutaminsavból képződik. Journal of Biological Chemistry 187: 55-63, 1950.

Roberts, E. and Sherman, M. A. GABA-az alapvető neurotranszmitter: elektroneutralitás, hűség, specificitás, valamint a GABAA receptorok ligandumkötési helyének modellje. Neurokémiai Kutatás 18:365-376, 1993.

Roberts, E., Wein, J., Simonsen, D. G. γ-amino-vajsav (GABA), B6-vitamin és neuronális funkció: spekulatív szintézis. Vitaminok és hormonok 22:503-559, 1964.

Udenfriend, S. A gamma-amino-vajsav azonosítása az agyban izotópszármazék módszerrel. Journal of Biological Chemistry 187: 65-9, 1950.

Watson, J. D. és Crick, F. H. C. nukleinsavak molekuláris szerkezete: a szerkezet dezoxiribóz nukleinsav. Természet 171:737-8, 1953.

belső hivatkozások

  • Valentino Braitenberg (2007) Brain. Scholarpedia, 2(11): 2918.
  • Eugene M. Izhikevich (2007). Scholarpedia, 2(10): 2014.
  • Jónás Péter és Buzsáky György (2007). Scholarpedia, 2(9): 3286.
  • Arkagyij Pikovszkij és Michael Rosenblum (2007). Scholarpedia, 2(12):1459.
  • John W. Moore (2007). Scholarpedia, 2(9): 3060.

Lásd még:

GABA receptorok, interneuronok, neurális gátlás, szinapszis, szinaptikus transzmisszió