GABA reseptor

GABA-reseptorer sitte i nervesystemet og binder til nevrotransmitteren γ-aminobutyric acid. Ved å binde viser de en hemmende effekt på nerveceller. Målrettet administrering av visse medikamenter kan påvirke reseptorene og dermed også nervecellene, som for eksempel er relevant for behandling av epilepsi.

Hva er en GABA-reseptor?

Reseptorene er sensoriske celler som visse stimuli kan binde seg til. I strukturer for oppfatning er for eksempel reseptorer den første forekomsten av enhver oppfatning. Imidlertid spiller disse strukturene også en viktig rolle i mange andre kroppsprosesser.

For eksempel er det menneskelige nervesystemet utstyrt med GABA-reseptorer. De såkalte nevrotransmitterne binder seg til disse reseptorene. Disse stoffene er neurogene stoffer og tilsvarer dermed messenger-stoffer. Bindingen av messenger-stoffene til en GABA-reseptor har en hemmende effekt på den tilhørende nervecellen. Det skilles mellom ionotrope og metabotrope GABA-reseptorer. I tillegg til GABAA er GABAC-reseptoren et av de ionotropiske bindingssidene.

En metabotropisk reseptor er GABAB-reseptoren. Den nøyaktige virkemåten for GABA-reseptorer avhenger av den respektive undergruppen. De ionotropiske variantene er ligand-kontrollerte og påvirker derfor ion- og elektrolyttbalansen. Tilstrømningen av ioner i en signalkaskade skjer for eksempel gjennom aktivering av ionotropiske GABA-reseptorer. De metabotrope reseptorene virker på metabolske prosesser og aktiverer dannelse av sekundære messenger-stoffer i signalkaskaden etter stimulusbinding.

Anatomi og struktur

Alle GABA-reseptorer i det menneskelige nervesystemet er lokalisert på en nervecelle hver. Hver av reseptorene er et såkalt transmembranprotein. Transmembranproteiner tilsvarer integrerte membranproteiner med ett eller flere transmembrane domener.

Lipid-dobbeltlaget for å spenne over integrerte membranproteiner kalles transmembrane domene. Reseptorer er utstyrt med strukturer som visse stoffer kan binde seg til. På grunn av den faste strukturen på deres bindingssteder, reagerer alle GABA-reseptorer utelukkende på spesifikke påvirkninger og er derfor bare i stand til å binde seg til visse messenger-stoffer eller nevrotransmittere. Reseptorene binder spesielt nevrotransmitteren y-aminobutyric acid. I motsetning til de andre undergruppene av GABA, er GABAB-reseptoren en G-proteinkoblet reseptor som kan sitte både pre- og postsynaptisk.

GABAA-reseptorer tilsvarer ligandaktiverte ionekanaler som er permeable for hydrogen og kloridkarbonationer. De er heteropentamerer og består hver av fem underenheter som hver spenner over cellemembranen fire ganger. Homologe underenheter er de seks representantene α1 til α6, de tre representantene β1 til 33, de tre representantene γ1 til γ3 og δ, ε, π eller θ hver med en representant. ρ har tre representanter fra ρ1 til ρ3. I hjernen består reseptorene vanligvis av to α-, to β- og en γ-underenheter. I tillegg til bindingsstedet for y-aminobutyric acid, har GABAA-reseptorer allosteriske bindingssteder som reagerer på benzodiazepiner og er lokalisert på y-underenheten. Bindingssteder for nevroosteroider og barbiturater er lokalisert på ß-underenheten.

Funksjon & oppgaver

GABA-reseptorer er enten ligandgated eller metabotropiske. De ligand-gatede reseptorene inkluderer GABAA- og GABAC-reseptorene. Bare GABAB-reseptoren er metabotrope. Den ligand-gatede GABAA-reseptoren er en kloridionkanal. Når det binder seg til GABA, strømmer Cl inn. Denne tilstrømningen viser en hemmende effekt på nervecellen. Disse undervariantene er utbredt i hjernen og er ansvarlige for balansen mellom eksitasjon og demping i nervecellene.

Sentralnervesdepressiva som benzodiazepiner, propofol eller antiepileptika binder seg til disse reseptorene. Den ligand-gatede GABAA-ß-reseptoren kan ikke hemmes av bicuculline. Dermed har aktive ingredienser som antiepileptika neppe noen effekt på disse områdene. Den metabotropiske GABAB-reseptoren finnes enten presynaptisk eller postsynaptisk. Når GABA binder seg til presynaptiske reseptorer, strømmer det inn mer K + -. Tilstrømningen av Ca2 + avtar. Dette fører til hyperpolarisering: frigjøringen av senderen hemmes.

Ved binding til den postsynaptiske varianten aktiveres en økt K + tilstrømning. På denne måten skapes det hemmende postsynaptiske potensialet. Denne typen GABA-reseptorer er mottagelige for stoffer som muskelavslappende baclofen. GABAA-reseptorer er generelt distribuert i hjernen og ryggmargen, hvor de noen ganger er de viktigste reseptorene for å hemme sentralnervesystemet. I basal ganglia og cerebellum er disse reseptorene involvert i motorisk kontroll.

I thalamus hjelper reseptorene med å indusere og opprettholde søvn. I ryggmargen er GABA-reseptorer lokalisert på motorneuronene, der de er involvert i reflekskretsløp og koordinering av bevegelser.

Sykdommer

GABA-reseptorene er klinisk og farmakologisk relevante, spesielt i forbindelse med stoffene som kan binde seg til dem. Dette gjelder for eksempel alkohol.

Alkoholikere binder seg til GABAA-reseptorene og øker permeabiliteten for kloridioner på nervecellens membran. Dette fører til hyperpolarisering og handlingspotensialfrekvensen synker. Fordi eksitasjonssystemet hemmes samtidig på grunn av binding av alkohol til NMDA-reseptorer, har alkohol en beroligende effekt på mennesker. Dette forholdet kan være relevant når det gjelder alkoholforgiftning, og er også en viktig forbindelse i klinisk praksis med kroniske alkoholavhengige.

Bortsett fra det kan tilstanden i sentralnervesystemet påvirkes av farmakologiske stoffer som er i stand til å binde seg til GABA-reseptorene. Dette spiller en viktig rolle i klinisk praksis i behandlingen av forskjellige nevrologiske sykdommer. Behandlingen av epilepsi er for eksempel basert på denne forbindelsen, men generelt er målrettet påvirkning av nervesystemet gjennom administrering av medisiner en hovedkomponent i terapien. Beroligende midler som benzodiazepiner har en beroligende effekt. Det samme gjelder barbiturater, som ofte brukes til å indusere anestesi.

Antiepileptika som valproat forhindrer epileptiske anfall ved å blokkere reseptorene. Tiagabin hemmer opptaket av GABA og øker konsentrasjonen i synaptisk spalte slik at epileptiske anfall reduseres. Mange medisiner har også en stimulerende effekt på GABAA-reseptorer og kan dermed utløse avhengighet. Avhengigheten medieres via a1-holdige reseptorer. Deres stimulering forårsaker funksjonelle endringer i visse AMPA-reseptorer av den respektive nevronen i nevroplastiske prosesser.

Typiske og vanlige sykdommer i sentralnervesystemet

• epilepsi
• Alzheimers, demens, Parkinson
• depresjoner