GABA gamma-aminovoihappo Estävä keskushermoston välittäjäaine

GABA on gamma-aminovoihappo (γ-aminovoihappo). Se on nisäkkäiden keskushermoston välittäjäaine ja toimii pääosin estävänä (inhiboivana) välittäjäaineena. Normaali synaptinen toiminta perustuu siihen, että aktivoituneesta neuronista vapautuu välittäjäainetta, joka voi joko vahvistaa tai heikentää seuraavan solun sähkösignaalia; GABA heikentää signaalia ja laskee kohdesolun ärsyttävyyttä.

Synteesi ja aineenvaihdunta

GABA syntetisoidaan pääasiassa glutamaatista entsyyminä toimivan glutamaattidekarboksylaasin (GAD) välityksellä. GAD tarvitsee kofaktorina pyridoksalifosfaattia (B6-vitamiini). Valmiiksi syntynyt GABA pakataan synaptisiin rakkuloihin vesikulaarisen GABA‑kuljettajan (VGAT) avulla ja vapautuu presynaptisen solun aktivaation yhteydessä.

GABA:n poistosta synapsiraosta huolehtivat GABA‑kuljettajat (GAT) ja entsymaattinen hajotus tapahtuu GABA‑transaminaasin (GABA‑T) kautta; tuotteena syntyy suksiinialdehydi, joka edelleen hapetetaan ja liittyy Krebsin sykliin.

Reseptorit ja vaikutustyyppi

GABA_A-reseptori on ionotrooppinen (kloridi‑kanava). Sen aktivaatio aiheuttaa nopean, lyhytaikaisen inhibitiivisen postsynaptisen potentiaalin (IPSP) kloridivirtauksen kautta. Monilla sedatiivisilla ja anksiolyysisillä lääkkeillä (esim. bentsodiatsepiinit, barbituraatit, alkoholi) on vaikutusta GABA_A-reseptorien toimintaa muokkaamalla kanavan toimintaa.
GABA_B-reseptori on metabotrooppinen, G‑proteiiniin liittyvä reseptori, joka välittää hitaampaa ja pitkäkestoisempaa inhibitiota usein vaikuttamalla kaliumkanaviin tai estämällä kalsiumin sisäänvirtauksen. Baclofen on GABA_B-agonisti, jota käytetään lihasjäykkyyden hoidossa.
Historiallisesti mainittu GABA_C viittaa nykyisin GABA_A-ryhmän rho‑subtyyppiin, joka on ionotrooppinen ja esiintyy erityisesti verkkokalvolla.

Fysiologiset ja kliiniset merkitykset

GABA säätelee sitä, kuinka paljon ihmisillä ja muilla nisäkkäillä keskushermoston neuronit stimuloituvat. Sillä on keskeinen rooli hermosolujen kiihtyvyyden säätelyssä, verkkojen synkroniassa, unen säätelyssä, ahdistuksen hillinnässä ja epileptisten purkausten estämisessä. GABA:n häiriöt liittyvät moniin neurologisiin ja psykiatrisiin tiloihin, kuten epilepsiaan, ahdistuneisuushäiriöihin, unettomuuteen, spastisuuteen ja joissakin tapauksissa masennukseen ja skitsofreniaan.

Ihmisen kehityksessä GABA:n vaikutus voi muuttua: vastasyntyneillä GABA voi aluksi olla depolarisoiva (kiihdyttävä) johtuen solun korkeammasta sisäisestä kloridipitoisuudesta; tämä muutos kmaturta riippuu kloridi‑transporttereista (esim. NKCC1, KCC2) ja siirtymä kohti inhibitiivistä vaikutusta tapahtuu kehityksen aikana.

Hyönteislajeissa GABA vaikuttaa pääosin perifeerisiin tai tietyntyyppisiin reseptoreihin: esimerkiksi monilla hyönteisillä GABA toimii lähinnä hermotuksen herätehermoreseptoreissa ja sen tarkka rooli voi poiketa nisäkkäistä.

Lääkkeet ja lääkevaikutukset

Bentsodiatsepiinit ja barbituraatit tehostavat GABA_A-reseptorin toimintaa ja niitä käytetään ahdistuksen, unihäiriöiden ja kouristusten hoidossa.
Alkoholi ja jotkin anestesia-aineet vaikuttavat osittain GABA‑järjestelmään, mikä selittää sedatiivisia ja ataksisia vaikutuksia.
Vigabatrin estää GABA‑transaminaasia ja nostaa synaptista GABA‑tasoa — käytetään tietyissä epilepsiamuodoissa.
Tiagabiini estää GABA:n takaisinottoa (GAT‑estäjä) ja lisää synaptista GABA‑pitoisuutta.
Baclofen on GABA_B-agonisti, joka toimii lihasrelaksanttina spastisuuden hoidossa.

Kemiallinen luonne

Vaikka GABA on kemiallisesti aminohappo, sitä harvoin luokitellaan samantapaiseksi kuin proteiineja rakentavat alfa‑aminohapot. Termi "aminohappo" ilman lisämääritystä viittaa yleensä alfa‑aminohappoihin, joita GABA ei ole. GABA on ei‑proteiinigeneettinen aminohappo eikä siten sisälly proteiineihin.

Mittaus ja tutkimus

GABA‑tasojen muutoksia voidaan tutkia mm. magneettispektroskopialla (MRS), mikrodialisaatiolla eläinmalleissa sekä immunohistokemiallisilla menetelmillä. Tutkimus keskittyy myös GABA‑järjestelmän rooliin neuroverkoissa, kehityksessä ja sairauksissa sekä lääkeaineiden vaikutuksiin.

Yhteenvetona: GABA on keskeinen inhiboiva välittäjäaine nisäkäsaivoissa, jonka synteesi, vapautus, reseptorit ja poistomekanismit yhdessä säätelevät hermoston tasapainoa. Sen epätasapaino vaikuttaa moniin terveydentiloihin, ja GABA‑järjestelmään kohdistuvat lääkkeet ovat tärkeitä neuropsykiatrisessa ja neurologisessa hoidossa.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on GABA?

V: GABA on gamma-aminovoihappo, joka on nisäkkäiden keskushermostossa toimiva välittäjäaine.

K: Mikä on GABA:n tehtävä?

V: GABA on estävä välittäjäaine, joka säätelee sitä, kuinka paljon keskushermoston neuronit stimuloituvat ihmisillä ja muilla nisäkkäillä. Sillä on merkitystä hermosolujen kiihtyvyyden säätelyssä koko hermostossa, ja se on suoraan vastuussa lihasjänteyden säätelystä ihmisillä.

K: Miten GABA toimii keskushermostossa?

V: GABA estää neuronien vastaanottamia impulsseja, mikä heikentää signaalia kokonaisuutena.

K: Mikä on GABA:n vaikutus hyönteislajeihin?

V: GABA vaikuttaa hyönteislajeissa vain herätehermoreseptoreihin.

K: Onko GABA aminohappo?

V: Kyllä, kemiallisesti GABA on aminohappo.

K: Miksi GABA:ta kutsutaan harvoin aminohapoksi?

V: GABA:a kutsutaan harvoin aminohapoksi, koska se ei ole alfa-aminohappo, eikä se sisälly proteiineihin.

K: Mikä on GABA:n merkitys tieteellisessä ja lääketieteellisessä yhteisössä?

V: GABA:lla on merkitystä tiede- ja lääketieteellisissä yhteisöissä, koska se on ratkaisevan tärkeä hermovälittäjäaine, joka säätelee nisäkkäiden, myös ihmisten, hermoston kiihtyvyyttä ja jolla on suora rooli lihasjänteyden säätelyssä.