Articles

Gamma-aminosmörsyra

aktivitet efter publicering

Curator: Eugene Roberts

bidragsgivare:
0,27-

Abdellatif Nemri

0,09 –

Benjamin Bronner

figur 1: en plack skapad av Dr.C. van der stelt, kemist och konstnär, för att hedra Roberts upptäckt och efterföljande arbete med GABA vid ett möte som hedrar honom i Amsterdam, 1965 (tillhandahålls av Dr. Eugene Roberts).

termen GABA avser den enkla kemiska substansen \(\gamma\)-aminosmörsyra (NH2CH2CH2 CH2COOH). Det är den viktigaste hämmande neurotransmittorn i centrala nervsystemet. Dess närvaro i hjärnan rapporterades först 1950 (Roberts och Frankel, 1950a).

  • 1 upptäckt av GABA och tidig historia
  • 2 Grundläggande neurofysiologi av GABA
  • 3 en kort sammanfattning av neurokemi av GABA
  • 4 det hämmade nervsystemet: en global syn på Gabaergisk funktion (Roberts, 1976, 1986b, 1991)
  • 5 GABA och sjukdomar i CNS
  • 6 GABA, den avgörande neurotransmittorn: elektroneutralitet, trohet och specificitet (Roberts, 1993)
  • 7 Referenser
  • 8 Se även

upptäckt av GABA och tidig historia

historien om GABA i hjärnan började med upptäckten av den unika närvaron av detta ämne i vävnad i vertebratets centrala nervsystem (CNS). Under studien av fria aminosyror av olika normala och neoplastiska vävnader i flera djurarter genom papperskromatografi hittades relativt stora mängder av ett oidentifierat ninhydrinreaktivt material i extrakt av färska hjärnor av mus, råtta, kanin, marsvin, människa, groda, salamander, sköldpadda, alligator och kyckling. Högst hittades endast spår av detta material i ett stort antal extrakt av många andra normala och neoplastiska vävnader och i urin och blod. Det okända materialet isolerades från lämpligt beredda papperskromatogram. En studie av ämnets egenskaper i mushjärnan avslöjade att det var GABA. Den initiala identifieringen, baserad på sammigrering av det okända med GABA på papperskromatografi i tre olika lösningsmedelssystem, följdes av en absolut identifiering av GABA i hjärnextrakt med isotopderivatmetoden. Ett abstrakt överlämnades till Federationsmötena i mars 1950 och rapporterade närvaron av GABA i brain (Roberts och Frankel, 1950a). Tre papper som behandlar förekomsten av GABA i hjärnan dök upp senare samma år i samma nummer av Journal of Biological Chemistry (Roberts och Frankel, 1950b; Udenfriend, 1950; Awapara et al., 1950). Detaljerade historier om det tidiga kemiska arbetet som beskrivs ovan har publicerats (t.ex. se Roberts, 1986a).

detaljerad redogörelse för upptäckten av GABA här: / historia.

de 3 metylengrupperna mellan amino-och karboxylgrupperna i GABA ger den stor strukturell flexibilitet, vilket gör det möjligt att utforska det omgivande kemiska utrymmet med ett kontinuum av strukturer som sträcker sig från full förlängning ( Figur 1, övre högra) till konturiteten hos amino-och karboxylgrupperna som visas i cyklisk form ( Figur 1, nedre vänstra). Därför har GABA potentiell kapacitet att engagera sig i otaliga energiminimering, ömsesidigt forma interaktioner med molekylära enheter som uppträder i dess omedelbara miljö.

grundläggande neurofysiologi av GABA

i flera år var närvaron av GABA i hjärnan en biokemisk nyfikenhet och en fysiologisk gåta. Det påpekades i den första översynen som skrevs på GABA att ”kanske den svåraste frågan att svara skulle vara om närvaron i gråmaterialet i centrala nervsystemet av unikt höga koncentrationer av \(\gamma\)-aminosmörsyra och enzymet som bildar det från glutaminsyra har en direkt eller indirekt koppling till ledning av nervimpulsen i denna vävnad” (Roberts, 1956). Senare samma år kom det första förslaget att GABA kan ha en hämmande funktion i ryggradsnervsystemet från studier där det visade sig att topiskt applicerade lösningar av GABA utövade hämmande effekter på elektrisk aktivitet i hjärnan (Hayashi och Nagai, 1956). 1957 föreslogs att inhemskt förekommande GABA kan ha en hämmande funktion i centrala nervsystemet från studier med konvulsiva hydrazider (Killam, 1957; Killam och Bain, 1957). Även 1957 kom suggestiva bevis för en hämmande funktion för GABA från studier som etablerade GABA som den viktigaste faktorn i hjärnextrakt som ansvarar för den hämmande verkan av dessa extrakt på kräftsträckreceptorsystemet (Bazemore et al., 1957). Inom en kort period ökade aktiviteten inom detta område kraftigt, så att forskningen som genomfördes varierade hela vägen från studien av effekterna av GABA på Joniska rörelser i enskilda neuroner till klinisk utvärdering av GABA-systemets roll vid epilepsi, schizofreni, mental retardation etc. Denna ökning av intresse motiverade sammankallandet 1959 av den första verkligt tvärvetenskapliga neurovetenskapskonferensen som någonsin hållits, där var närvarande de flesta individer som hade spelat en roll för att öppna upp detta spännande område (Roberts et al, 1960).

under ovannämnda period etablerades GABA som den huvudsakliga hämmande neurotransmittorn i centrala nervsystemet (CNS). Det visade sig uppfylla de ”klassiska” kraven för neurotransmittor: bevis på identitet av postsynaptisk verkan med den hos den naturliga sändaren, närvaro i hämmande nerver, frigörbarhet från terminaler av identifierade nerver och närvaron av en snabb inaktiveringsmekanism vid synapser. Information om GABA-systemet, som helhet, fram till 1960 har grundligt granskats och dokumenterats i stor utsträckning (Roberts och Eidelberg, 1960, och Roberts, et al., 1960) och stora uppdateringar har dykt upp med intervaller (Roberts, et al., 1976; Bowery, 1984; Olsen och Venter, 1986; Martin och Olsen, 2000).

Figur 2: vissa metaboliska relationer i nervvävnad.

en kort sammanfattning av neurokemi av GABA

GABA bildas i CNS av ryggradsorganismer i stor utsträckning, om inte helt, från L-glutaminsyra ( Figur 2). Reaktionen (reaktion 5) katalyseras av L-glutaminsyradekarboxylas (GAD), ett enzym som finns i däggdjursorganismer till stor del i neuroner i CNS, även om det nu finns många rapporter om förekomsten av både GAD och GABA i neuroner i det perifera nervsystemet, liksom i vissa nonneurala vävnader (t.ex. bukspottkörtel) och i kroppsvätskor. Brain GAD katalyserar den snabba \ (\alpha\)-dekarboxyleringen av L-glutaminsyra och av resten av de naturligt förekommande aminosyrorna endast L-asparaginsyra i mycket liten utsträckning. Gener för två hjärn-Gad-isoformer har klonats, liksom familjer av andra GABA-relaterade proteiner, såsom 19 GABAA-receptorer och 2 till 3 GABAB-receptorer. Det är nu möjligt att visualisera GABA, sig själv och de flesta proteiner som är involverade i GABA-metabolism, frisättning och verkan på delar av CNS vid ljus-och elektronmikroskopiska nivåer, som använder antisera till de renade komponenterna och peroxidasmärkningsteknikerna. Detta har lett till mycket mer definitiva data än hittills tillgängliga genom cellfraktionerings-och lesionsstudier och har gett detaljerad information om sambandet mellan GABA-neuroner i olika nervsystemregioner (Roberts, 1978, 1980, 1984, 1986a).

den reversibla transamineringen av GABA med\(\alfa\)-ketoglutarat (reaktion 9) katalyseras av ett mitokondriellt aminotransferas, benämnt GABA-transaminas (GABA-T), som i CNS huvudsakligen finns i gråmaterialet men också förekommer i andra vävnader. Produkterna från transaminasreaktionen är bärnstenssemialdehyd och glutaminsyra. Det finns ett överskott av ett dehydrogenas som katalyserar oxidationen av bärnstenssemialdehyd till bärnstenssyra, som i sin tur kan oxideras via reaktionerna i trikarboxylsyracykeln. Eftersom bärnstenssemialdehyd oxideras för att succinera utan mellanliggande bildning av succinyl-koenzym A, är en konsekvens av driften av GABA-shunten i hjärnan, genom vilken 10% till 20% av glukosmetabolismen kan flöda, en minskad fosforylering av guanosindifosfat (BNP) till guanosintrifosfat (GTP). Det senare kan vara involverat i aktivering av G-proteiner, bildning av deoxi GTP för mitokondriell DNA-syntes och syntes av adenosintrifosfat (ATP). Även om den exakta funktionella betydelsen av denna GABA-beroende metaboliska shunt fortfarande inte är uppenbar, verkar det säkert att GABA spelar en speciell metabolisk roll i hjärnans mitokondrier, som upphävs när hämning av GABA-T inträffar. Av de keto-syror som normalt är närvarande är endast\(\alfa\)-ketoglutarat en aminogruppacceptor. Förutom GABA är flera andra aminosyrorna i gruppen också effektiva aminodonatorer.

Steady-state-koncentrationer av GABA i olika hjärnområden styrs normalt av Gad-aktiviteten och inte av GABA-T. I många hämmande nerver är både GAD och GABA-T närvarande och finns i hela neuronen, GAD är mer koncentrerad i de presynaptiska terminalerna än någon annanstans. GABA-T finns i mitokondrier i alla neuronala regioner. GABA är en föregångare till flera ämnen som finns i nervvävnad och cerebrospinalvätska, bland annat GABA histidin (homocarnosin), GABA-1-metylhistidin, \(\gamma\)-guanidinsmörsyra, GABA-1-cystathionin, \(\alfa\)-(GABA)-L-lysin, GABA-kolin och putreanin . Homocarnosin finns exklusivt i hjärnan och cerebrospinalvätska, och det finns data som tyder på viktiga roller för det som en antioxidant, en optimerare av immunfunktionen och en modifierare av hjärnans excitabilitet.

viktiga kontroller vid reglering av GABA-systemet kan utövas vid punkter relaterade till tillgängligheten av glutaminsyra, substratet för GABA-syntes i nervändar av GAD (reaktion 5). Glutamatkol kan härröra från glukos genom glykolys och Krebs-cykeln (övre högra hörnet av Figur 2), från glutamin efter upptag (reaktion 6) och från prolin (reaktioner 3 och 4) och ornitin (reaktioner 2 och 4). Ornitin (reaktioner 2 och 3), men inte glutamat, är en effektiv föregångare till prolin i nervterminaler, en förmodad hämmande neurotransmittor. Arginin kan omvandlas till ornitin (reaktion 1), vilket i sin tur ger upphov till glutamat (reaktioner 2 och 4), prolin (reaktioner 2 och 3) och GABA (reaktioner 2, 4 och 5).

GAD kräver pyridoxalfosfat (PLP), en form av vitamin B6, som ett koenzym (Roberts et al., 1964). Dietary former av vitamin B6 absorberas och omvandlas effektivt i vävnader till (PLP), som syntetiseras i hjärnan från ATP och pyridoxal. PLP kan lätt avlägsnas från enzymproteinet i GAD som orsakar förlust av enzymaktivitet, och den förlorade enzymatiska aktiviteten kan återställas helt enkelt genom tillsats av koenzymet. Pyridoxinbristande djur visar en minskning av mättnadsgraden med koenzymet av enzymproteinet i cerebral GAD, men ingen minskning finns i innehållet av enzymprotein hos de bristfälliga djuren. Hjärnans GAD-aktivitet återställs snabbt till normalt vid utfodring av pyridoxin till bristfälliga djur. Pyridoxinbrist, dock producerad, resulterar i en mottaglighet för anfall hos djur, inklusive människor, troligen på grund av minskad förmåga att göra GABA. Kramper hos ett spädbarn med en enkel dietbrist på vitamin B6 avskaffades helt nästan omedelbart efter intramuskulär injektion av pyridoxin. Detta indikerar att hos en normal individ finns en extremt snabb omvandling av pyridoxin till pyridoxalfosfat, förening av koenzymet med apoenzymet av GAD och bildning av GABA i nervterminaler. Hydrazider och andra karbonylfångningsmedel reagerar med aldehydgruppen av PLP och minskar dess tillgänglighet som ett koenzym. De anfall som uppstår när sådana medel administreras är delvis hänförliga till minskningarna i mängderna frisättbar GABA i nervterminaler av hämmande nerver.

det inhiberade nervsystemet: en global syn på Gabaergisk funktion (Roberts, 1976, 1986b, 1991)

kanske ämnet för neural hämning hade legat vilande i så många år eftersom det inte fanns någon materiell grund för det. Hämmande neuroner hade inte identifierats, en hämmande neurotransmittor hade inte isolerats och karakteriserats, och postsynaptiska platser för neural hämning hade inte visats. Det är väl att komma ihåg att det inte var förrän 1952 (Eccles, 1982), två år efter upptäckten av GABA i hjärnan, att kontroversen om synaptisk överföring i CNS till stor del är elektrisk eller kemisk i naturen avgjordes till förmån för den senare. Det var också 3 år innan modern molekylärbiologi inleddes av Watson och Crick (Watson och Crick, 1953).

GABA ökar membranens permeabilitet till specifika joner på ett sådant sätt att membranen motstår depolarisering. Till exempel, genom att verka på en viss klass av receptorer (GABAA), producerar GABA en ökning av permeabiliteten för Cl – joner som mäts som en ökning av membranledningsförmågan. GABA producerar också ökningar av k + konduktans genom verkan på en annan distinkt klass av receptorer (GABAB) som inte är kolokaliserade med GABAA-receptorer. I allmänhet accelererar GABA återkomsten av vilopotentialen hos alla depolariserade membransegment som den kontaktar och stabiliserar odepolariserade membransegment genom att minska deras känslighet för stimulering. På många ställen i nervsystemet utövar GABA hämmande kommandokontroll av membranpotential. På detta sätt kan denna naturligt förekommande hämmande sändare motverka depolariserande verkan av excitatoriska processer för att upprätthålla polariseringen av en cell på en jämviktsnivå nära dess vilovärde, som i huvudsak fungerar som en kemisk spänningsklämma. I de flesta fall som studerats har GABA visat sig utöva hyperpolariserande eller hämmande effekter av denna mekanism. Men om höga intracellulära Cl – koncentrationer bör uppstå kan GABA producera en minskning av membranpotential eller depolarisering. Data tyder nu på att bensodiazepinerna (t.ex. Valium) och barbiturater utövar sina farmakologiska effekter till stor del genom att reagera med komponenter i GABAA-receptorkomplexet, vilket ökar effekten av neuralt frisatt GABA.

GABA inaktiveras vid synapser genom en mekanism som involverar bindning till unika membranigenkänningsställen, som skiljer sig från receptorns, och efterföljande avlägsnande från den synaptiska korsningen med en Na+- och Cl-beroende transportprocess som i princip liknar den som används för transport av många andra ämnen. Avlägsnandet av synaptiskt frisatt GABA sker genom återupptagning i terminaler av neuroner och i glialprocesser som investerar synapserna.

Figur 3: (a) kontrollsektion (non-immunostained) av Nucleus interpositus i råtta cerebellum. Neuronal soma (er). (B) Neuropil av nucleus interpositus immunostained för GAD. Soma av neuron (er), Dendrit (d), reaktionsprodukt (långa pilar), betad neuron Soma (omgiven av korta pilar) med boutonliknande reaktionsprodukt på cellytan (b). (C) Neuron som visas i Fig. 2B, fotograferad med nornarski optik. Soma (s), Dendrit (d), boutonliknande avlagringar av reaktionsprodukt (b).

Figur 4: Elektronmikrografer av olika typer av synaptiska terminaler som innehåller gad, enzymet som syntetiserar GABA. Alla prover erhölls från råtta CNS. (a) axodentritiska synapser i substantia nigra (T1 och T2) med en dendritisk axel (D) i Pars-retikulatet; (b) axoaxonal synaps i hjärnbarken; (c) axosomatisk synaps i ryggmärgs dorsala horn; (d) axoaxonal synaps i ryggmärgs dorsala horn; (e) dendrodentritiska synapser i det glomerulära skiktet i luktlampan.

ubiquiteten och omfattningen av immunocytokemiskt visualiserade presynaptiska ändar av hämmande Gabaergiska neuroner på olika strukturer i ryggradsnervsystemet är slående. Intrycket är att titta på ett mycket begränsat nervsystem ( Figur 3 och figur 4). I sammanhängande beteendesekvenser, medfödda eller lärda, förprogrammerade kretsar släpps för att fungera i varierande takt och i olika kombinationer. Detta åstadkoms till stor del genom disinhibition av pacemakerneuroner vars aktiviteter är under de dubbla toniska hämmande kontrollerna av Gabaergiska neuroner med lokal krets och av Gabaergiska projektionsneuroner som kommer från neurala kommandocentra. Enligt denna uppfattning är disinhibition tillåtet, och excitatorisk inmatning till pacemakerneuroner tjänar huvudsakligen en modulerande Roll.

Disinhibition., agerar i samband med inneboende pacemakeraktivitet och ofta med modulerande excitatorisk inmatning, är en av de viktigaste organiseringsprinciperna i nervsystemets funktion. Till exempel är kortikala och hippocampala pyramidala neuroner bokstavligen prydda med terminaler från hämmande Gabaergiska neuroner. Inte bara är slutet på den lokala kretsen Gabaergiska aspinösa stellatneuroner tätt fördelade runt somata och dendriter i de kortikala pyramidala cellerna, men de är också belägna på initiala axonsegment, där de fungerar som frekvensfilter. Dessutom har GABA-neuroner terminaler från andra Gabaergiska neuroner som påverkar dem. Pyramidala celler hämmas tätt av lokala kretshämmande neuroner som själva kan hämmas av andra hämmande neurons handlingar på ett sådant sätt att disinhibition av pyramidala neuroner uppträder. Gabaergiska neuroner med lokal krets deltar också i processer som resulterar i frammatning, återkoppling, surround och presynaptisk hämning och presynaptisk underlättande.

både hämning och disinhibition spelar nyckelroller i informationsbehandling i alla neurala regioner. Normalt kan huvudcellerna i speciella neurala sektorer hållas tätt i kontroll genom konstant tonisk verkan av hämmande neuroner. Genom disinhibition kan neuroner i en neuralsektor frisläppas till eld i olika hastigheter och sekvenser och tjänar i sin tur till att frigöra kretsar på andra nivåer i nervsystemet. Kommunikation mellan neurala stationer och transformatorstationer kan ske till stor del genom att kasta av disinhibitoriska neurala omkopplare. Detta kan vara hur information strömmar från sinnesorgan till cerebralt sensoriskt område, genom associativa områden till motorbarken och genom pyramidvägarna till de slutliga motorcellerna i medulla och ryggmärgen.

GABA och sjukdomar i CNS

defekter i samordning mellan GABA-systemet och andra neurotransmittor och modulatorsystem kan involvera en lokal hjärnregion, flera hjärnregioner eller hela CNS. Förbättrad synkronisering av neuronal avfyring (t. ex. vid anfall) kan uppstå på flera sätt: ökad frisättningshastighet av synaptiska excitatoriska sändare, blockad av hämmande sändarreceptormekanismer, desensibilisering av receptorer till hämmande sändare, minskad tillgänglighet av hämmande sändare, minskad aktivitet hos hämmande neuroner och ökad bildning eller aktivering av elektrotoniska (gap) korsningar. Immunocytokemiska studier av sensorimotorisk cortex vid experimentell epilepsi hos apor visade mycket signifikanta minskningar av antalet Gabaergiska terminaler av elektrografiskt bevisade epileptogena ställen för applicering av aluminiumoxid gel. Elektronmikroskopiska observationer visade en markant förlust av axosomatiska synapser på pyramidcellerna och en ersättning av synaptiska appositioner med astrocytiska processer i de aluminiumoxidkrämbehandlade djuren. Emellertid verkade de symmetriska, förmodligen excitatoriska synapserna på dendriterna hos dessa pyramidala celler i stort sett vara intakta. Omfattande biokemiska studier som kompletterar de morfologiska visade en signifikant korrelation med anfallsfrekvens endast med förluster i Gabaerg receptorrelaterad bindning och minskad Gad-aktivitet. Nuvarande data stöder uppfattningen att faktisk förstörelse eller inaktivering av hämmande interneuroner är en av de stora cerebrala defekterna som predisponerar för anfall, åtminstone vid fokal epilepsi (Roberts, 1986b). Mutationer i GABAA-receptorn har nu visat sig predisponera individer för olika typer av anfall (Macdonald, et al., 2004). GABA-neuroner spelar viktiga roller i kontrollmekanismer i olika hypotalamiska och hjärnstamcentra. Om deras aktivitet inom dessa strukturer äventyras kan onormalt förbättrade svar observeras, till exempel i känslomässig reaktivitet, hjärt-och andningsfunktioner, blodtryck, mat och vattenintag, svettning , insulinsekretion, frigöring av magsyra och motilitet i tjocktarmen.

rollerna hos GABA-neuroner i informationsbehandling i olika regioner i nervsystemet är så varierade och komplexa att det verkar tveksamt att många användbara läkemedelsbehandlingar kommer från tillvägagångssätt som syftar till att påverka en eller annan aspekt av Gabaergisk funktion vid alla GABA-synapser. För närvarande finns det inga läkemedel som är process-och platsspecifika. I detta avseende bör den detaljerade molekylära karaktäriseringen som utförs av enzymerna i GABA-metabolism, GABA-receptorer och transportörer, komponenterna i GABA-receptorassocierade anjonkanaler och förhållandena mellan dessa strukturer och de lipidiska membrankomponenterna i vilka de är inbäddade ge upphov till många möjligheter att utforma specifika terapeutiska modaliteter (t.ex. se Roberts, 2006).

GABA, den viktigaste neurotransmittorn: elektronutralitet, trohet och specificitet (Roberts, 1993)

isoelektriska punkter (PI) av stora naturligt förekommande aminosyror och peptider i djurvävnader (från Greenstein, jp, Winitz, M. kemi av aminosyrorna, Vol. 1. New York: John Wiley & söner, 1961, s.486-489).
aminosyra pI
asparaginsyra 2,77
glutaminsyra 3,22
cystin 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) vid fysiologiskt pH är joniseringskonstanterna för både dess amino-och karboxylgrupper tillräckligt långt borta från neutralitet så att förändringar av pH i det fysiologiska intervallet ger liten förändring i nettoladdning (Tabell 1). Detta ger GABA en kapacitet för högre trohet av informationsöverföring än för andra kända stora neurotransmittorer, vilket gör det möjligt att på ”stealth” – sätt undkomma de laddade minfält som uppstått i passage genom den täta extracellulära miljön som ligger mellan presynaptiska frisättningsställen och postsynaptiska verkningsställen. Koordinatförbättring med progressiv försurning sker i Gabaergisk hämmande funktion eftersom GABA-bildning och dess anjonkanalöppningseffekt ökas medan dess metaboliska förstöring genom transaminering och avlägsnande genom transport minskas. Minskning av Gabaergisk hämmande funktion sker vid alkalisering. Tvärtom minskar försurningen postsynaptisk effekt av glutamat, den huvudsakliga excitatoriska neurotransmittorn och alkalisering ökar den.

På detta sätt upprätthålls den känsliga balansen mellan excitation och hämning i hjärnan inom det adaptiva området som svar på lokal eller global aktivitet som surgör miljön där den förekommer. Accelererad metabolism efter nervaktivitet resulterar i accelererad bildning av koldioxid och mjölksyra; den medföljande försurningen tillämpar fysiologiska ”bromsar”, så att säga, vilket förhindrar strukturella och funktionella skador från att äga rum. När GABAergic-glutamatergic relationer är obalanserade av glutamatergisk överaktivitet kan anfall förekomma. Till exempel orsakar spänningen som upplevs vid en atletisk händelse med åtföljande hyperventilation och därmed alkalisering inte sällan anfall hos mottagliga individer. Överbalansering till förmån för GABA-systemet kan leda till maladaptiv minskning av neural aktivitet och till och med till koma.

egenskaperna hos den enkla GABA-molekylen själv och av maskinerna som är byggda för att stödja dess funktion gör det utmärkt lämpligt att styra hjärnan på ett ”civiliserat” sätt. Yin-yang-förhållandet mellan de glutamatergiska excitatoriska och Gabaergiska hämmande systemen spelas ut på stramningen av en känslig balans, och obalanser mellan dem leder till allvarliga störningar.

Nej \(\alpha\)-, \(\beta\) – eller \(\omega\)- aminosyra som är känd för att förekomma i något överflöd i djurvävnader närmar sig GABA i molär effekt vid GABAA-receptorn. Därför är ljudnivån som skapas av ospecifika effekter vid GABAA-receptorn minimal, vilket säkerställer kvantitativ trohet hos de neurala meddelandena som levereras av GABA.gabas ”charm” ligger i naturens val av denna enkla molekyl, gjord av den gemensamma metaboliska jorden av glutaminsyra, för den viktiga rollen som huvudkontroll av hjärnans oändligt komplexa maskiner, så att den kan fungera på det sätt som bäst beskrivs som frihet utan licens. Försök som man kan, man kan inte komma med ett bättre val för jobbet (Roberts, 1991, 1993).

Awapara, J., Landua, A. J., Fuerst, R. och Seale, B. fri gamma-aminosmörsyra i hjärnan. Journal of Biological Chemistry 187: 35-9, 1950.

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

Bowery, ng, ed. Åtgärder och interaktioner mellan GABA och bensodiazepiner. New York: Raven Press, 1984.

Eccles, J. C. synapsen: från elektrisk till kemisk överföring. Årlig granskning av neurovetenskap, 5:325-339, 1982.

Hayashi, T., Nagai, K. verkan av Javi-aminosyror på motorbarken hos högre djur, särskilt den verkliga hämmande principen i hjärnan. I: sammanfattningar av recensioner: sammanfattningar av kommunikation. Bryssel: Tjugonde internationella fysiologiska kongressen, S. 410, 1956.

Killam, K. F. konvulsiva hydrazider. II. jämförelse av elektriska förändringar och enzymhämning inducerad genom administrering av tiosemikarbazid. Journal of Pharmacological and Experimental Therapeutics. 119:263-271, 1957.

Killam, K. F., Bain J. A. konvulsiva hydrazider. I. in vitro och in vivo hämning av vitamin B6-enzymer genom konvulsiva hydrazider. Journal of Pharmacological and Experimental Therapeutics. 119:255-262, 1957.

Macdonald, R. L., Gallagher, M. J., Feng, H.-J., Kang, J. GABAA-receptorepilepsi mutationer. Biokemisk Farmakologi. 68:1497-1506, 2004.

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

Olsen, RW och Venter JC, redaktörer bensodiazepin / GABA receptorer och kloridkanaler: strukturella och funktionella egenskaper. New York: Alan R. Liss, Inc., 1986.

Roberts, E. bildning och användning av kub-aminosmörsyra i hjärnan. Framsteg inom neurobiologi. I. Neurokemi. Korey, Sr och Burnberger, J. I. Red. New York: Hoeber-Harper, s. 11-25, 1956.

Roberts, E. Disinhibition som en organiserande princip i nervsystemet: GABA-systemets roll. Ansökan om neurologiska och psykiatriska störningar. I: Roberts, E., jaga, T. N., Och Tower, D. B., Red., GABA i nervsystemets funktion, New York, Raven Press, s.515-539, 1976.

Roberts, E. Roller av GABA-neuroner i informationsbehandling i vertebratets CNS. I: Karlin, A., Tennyson, V. M., Vogel, H. J., Red. Neuronal Informationsöverföring. New York: akademisk Press, s. 213-239, 1978.

Roberts, E. Kubi-aminosmörsyra (GABA): en viktig hämmande sändare i ryggradsnervsystemet. I: Levi-Montalcini, R., ed. Nervceller, sändare och beteende. Rom: Pontifical Academy of Sciences, 163-213, 1980.

Roberts, E. Kubi-aminosmörsyra (GABA): från upptäckt till visualisering av Gabaergiska neuroner i ryggradsnervsystemet. I: åtgärder och interaktioner mellan GABA och bensodiazepiner, Bowery, ng, ed. New York: Raven Press, s. 1-25, 1984.

Roberts, E. GABA: vägen till neurotransmittorstatus. I: bensodiazepin / GABA-receptorer och kloridkanaler: strukturella och funktionella egenskaper, R. W. Olsen och J. C. Venter, redaktörer, s. 1-39. New York: Alan R. Liss, Inc., 1986a.

Roberts, E. misslyckande av Gabaergisk hämning: en nyckel till lokala och globala anfall. Framsteg inom neurologi, 44:319-341, 1986b.

Roberts, E. levande system är toniskt hämmade, autonoma optimerare och disinhibition kopplad till variabilitetsgenerering är deras huvudsakliga organiseringsprincip: hämmande kommandokontroll vid nivåer av membran, genom, metabolism, hjärna och samhälle. Neurokemisk Forskning 16: 409-421, 1991.

Roberts, E. äventyr med GABA: femtio år senare. I: GABA i nervsystemet: Vyn på femtio år, D. L. Martin och Richard W. Olsen, redaktörer, s. 1-24, Lippincott, Williams & Wilkins, Philadelphia, 2000.Roberts, E. GABAergic fel i det limbiska systemet till följd av en aboriginal genetisk defekt i spänningsgated Na+-kanal SCN5A föreslås ge upphov till mottaglighet för schizofreni. Framsteg inom farmakologi 54: 119-145, 2006.han är en av de mest kända och mest kända. Hämning i nervsystemet och Gamma-aminosmörsyra. Oxford: Pergamon Press, 1960.

Roberts, E., Chase, T. N. Och Tower, D. B., Red., GABA i nervsystemet funktion, New York, Raven Press, 1976.

Roberts, E. Och Eidelberg, E. metabola och neurofysiologiska Roller av kub-aminosmörsyra. Internationell granskning av neurobiologi 2: 279-332, 1960.

Roberts, E. Och Frankel, S. Javi-aminosmörsyra i hjärnan. Federationsförfaranden 9:219, 1950.

Roberts, E. Och Frankel, S. Javi-aminosmörsyra i hjärnan: dess bildning från glutaminsyra. Journal of Biological Chemistry 187: 55-63, 1950.

Roberts, E. och Sherman, M. A. GABA-den viktigaste neurotransmittorn: elektroneutralitet, trohet, specificitet och en modell för ligandbindningsstället för GABAA-receptorer. Neurokemisk Forskning 18:365-376, 1993.

Roberts, E., Wein, J., Simonsen, D. G. Kubi-aminosmörsyra (GABA), vitamin B6 och neuronal funktion: en spekulativ syntes. Vitaminer och hormoner 22: 503-559, 1964.

Udenfriend, S. identifiering av gamma-aminosmörsyra i hjärnan med isotopderivatmetoden. Journal of Biological Chemistry 187: 65-9, 1950.

Watson, jd och Crick, F. H. C. molekylstruktur av nukleinsyror: en struktur för deoxiribos nukleinsyra. Natur 171: 737-8, 1953.

interna referenser

  • Valentino Braitenberg (2007) hjärna. Scholarpedia, 2 (11): 2918.
  • Eugene M. Izhikevich (2007) jämvikt. Scholarpedia, 2 (10):2014.
  • Peter Jonas och Gyorgy Buzsaki (2007) Neural hämning. Scholarpedia, 2 (9): 3286.
  • Arkady Pikovsky och Michael Rosenblum (2007) synkronisering. Scholarpedia, 2(12): 1459.
  • John W. Moore (2007) Spänningsklämma. Scholarpedia, 2 (9): 3060.

Se även

GABA-receptorer, interneuroner, Neural hämning, synaps, synaptisk överföring