GABA receptor

Receptory GABA sedět v nervovém systému a vázat se na neurotransmiter y-aminobutyrovou kyselinu. Vazbou vykazují inhibiční účinek na nervové buňky. Cílená aplikace určitých léků může ovlivnit například receptory, a tedy i nervové buňky, což je důležité například při léčbě epilepsie.

Co je to receptor GABA?

Receptory jsou smyslové buňky, na které se mohou navázat určité podněty. Například ve strukturách vnímání jsou receptory první instancí každého vnímání. Tyto struktury však také hrají důležitou roli v mnoha dalších tělesných procesech.

Například lidský nervový systém je vybaven receptory GABA. Na tyto receptory se vážou takzvané neurotransmitery. Tyto látky jsou neurogenní látky, a proto odpovídají poselským látkám. Vazba messengerových látek na GABA receptor má inhibiční účinek na přidruženou nervovou buňku. Rozlišuje se mezi ionotropními a metabotropními receptory GABA. Kromě GABAA je GABAC receptor jedním z ionotropních vazebných míst.

Metabotropní receptor je receptor GABAB. Přesný způsob působení GABA receptorů závisí na příslušné podskupině. Ionotropní varianty jsou řízeny ligandem, a proto ovlivňují rovnováhu iontů a elektrolytů. K přítoku iontů v signální kaskádě dochází například aktivací ionotropních receptorů GABA. Metabotropní receptory působí na metabolické procesy a aktivují tvorbu sekundárních messengerových látek v signální kaskádě po navázání stimulu.

Anatomie a struktura

Všechny receptory GABA v lidském nervovém systému jsou umístěny na každé nervové buňce. Každý z receptorů je tzv. Transmembránový protein. Transmembránové proteiny odpovídají integrálním membránovým proteinům s jednou nebo více transmembránovými doménami.

Lipidová dvojvrstva pro překlenující integrální membránové proteiny se nazývá transmembránová doména. Receptory jsou vybaveny strukturami, ke kterým se mohou určité látky vázat. Vzhledem k pevné struktuře svých vazebných míst reagují všechny receptory GABA výhradně na specifické vlivy, a proto se mohou vázat pouze na určité poslové látky nebo neurotransmitery. Receptory se vážou primárně na neurotransmiter y-aminobutyrovou kyselinu. Na rozdíl od ostatních podskupin GABA je receptorem GABAB receptor spojený s G-proteinem, který může být jak pre-, tak postsynaptický.

Receptory GABAA odpovídají iontovým kanálům aktivovaným ligandem, které jsou propustné pro ionty vodíku a chloridu uhličitého. Jsou to heteropentamery, a proto každá sestává z pěti podjednotek, z nichž každá překlenuje buněčnou membránu čtyřikrát. Homologní podjednotky jsou šest zástupců a1 až a6, tři zástupci pi až p3, tři zástupci y1 až y3 a 5, ε, π nebo θ, každý s jedním zástupcem. ρ má tři zástupce od ρ1 do ρ3. V mozku jsou receptory obvykle tvořeny dvěma a, dvěma p a jednou y podjednotkami. Kromě vazebného místa kyseliny y-aminomáselné mají receptory GABAA alosterická vazebná místa, která reagují na benzodiazepiny a jsou umístěny na y podjednotce. Vazebná místa pro neurosteroidy a barbituráty jsou umístěna na p podjednotce.

Funkce a úkoly

Receptory GABA jsou buď ligované nebo metabotropní. Receptory řízené ligandem zahrnují receptory GABAA a GABAC. Metabotrop je pouze receptor GABAB. Receptorem GABAA řízený ligand je chloridový iontový kanál. Když se váže na GABA, proudí Cl. Tento příliv vykazuje inhibiční účinek na nervovou buňku. Tyto dílčí varianty jsou rozšířeny v mozku a jsou odpovědné za rovnováhu mezi excitací a tlumením v nervových buňkách.

Na tyto receptory se váží centrální nervová depresiva, jako jsou benzodiazepiny, propofol nebo antiepileptika. Receptorový receptor GABAA-ρ nemůže být inhibován bikukulinem. Účinné složky, jako jsou antiepileptika, tedy nemají na tyto oblasti žádný účinek. Metabotropní GABAB receptor se nachází buď presynaptický, nebo postsynaptický. Když se GABA váže na presynaptické receptory, proudí více K + -. Příliv Ca2 + se snižuje. To vede k hyperpolarizaci: uvolňování vysílače je potlačeno.

Když se váže na postsynaptickou variantu, aktivuje se zvýšený příliv K +. Tímto způsobem se vytvoří inhibiční postsynaptický potenciál. Tento typ receptoru GABA je citlivý na látky, jako je například svalový relaxační baklofen. Receptory GABAA jsou obecně distribuovány v mozku a míše, kde jsou někdy nejdůležitějšími receptory pro inhibici centrálního nervového systému. V bazálních gangliích a mozečku jsou tyto receptory zapojeny do řízení motorů.

V thalamu receptory pomáhají navozovat a udržovat spánek. V míše jsou receptory GABA umístěny na motorických neuronech, kde se podílejí na reflexním přepínání a koordinaci pohybů.

Nemoci

Receptory GABA jsou klinicky a farmakologicky relevantní, zejména ve spojení s látkami, které se na ně mohou vázat. Týká se to například alkoholu.

Alkoholici se vážou na receptory GABAA a zvyšují propustnost chloridových iontů na membráně nervových buněk. To vede k hyperpolarizaci a frekvence akčního potenciálu klesá. Protože excitační systém je inhibován současně v důsledku vazby alkoholu na NMDA receptory, má alkohol sedativní účinek na člověka. Tento vztah může být relevantní v případě otravy alkoholem a je také důležitým spojením v klinické praxi s chronickými závislými na alkoholu.

Kromě toho může být stav centrálního nervového systému ovlivněn farmakologickými látkami, které jsou schopné vázat se na receptory GABA. To hraje důležitou roli v klinické praxi při léčbě různých neurologických onemocnění. Léčení epilepsie je například založeno na této souvislosti, ale obecně je cílenou cestou k ovlivnění nervového systému podáváním léků hlavní složka terapie. Uklidňující prostředky jako benzodiazepiny mají sedativní účinek. Totéž platí pro barbituráty, které se často používají k navození anestézie.

Antiepileptika, jako je valproát, brání epileptickým záchvatům blokováním receptorů. Tiagabin inhibuje vychytávání GABA a zvyšuje jeho koncentraci v synaptické štěrbině, takže epileptické záchvaty jsou sníženy. Mnoho léčiv má také stimulační účinek na receptory GABAA a může tak vyvolat závislost. Závislost je zprostředkována prostřednictvím receptorů obsahujících al. Jejich stimulace způsobuje funkční změny v určitých AMPA receptorech příslušného neuronu v neuroplastických procesech.

Typická a běžná onemocnění centrálního nervového systému

• epilepsie
• Alzheimerova choroba, demence, Parkinsonova choroba
• deprese