Ácido gama-aminobutírico

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Ácido gama-aminobutírico
Alerta sobre risco à saúde
230
Nome IUPAC 4-aminobutanoic acid
Identificadores
Número CAS 56-12-2
PubChem 119
MeSH gamma-Aminobutyric+Acid
SMILES
Propriedades
Fórmula molecular C4H9NO2
Massa molar 103.12 g/mol
Ponto de fusão

203 °C

Compostos relacionados
aminoácidos relacionados Ácido alfa-aminobutírico, Ácido beta-aminobutírico
Compostos relacionados Ácido gama-hidroxibutírico, Ácido butanóico, Butilamina
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades n, εr, etc.
Dados termodinâmicos Phase behaviour
Solid, liquid, gas
Dados espectrais UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão
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Alerta sobre risco à saúde.

Ácido gama-aminobutírico (IUPAC: 4-aminobutanóico [ácido]), também conhecido pela sigla inglesa GABA (Gamma-AminoButyric Acid), é um ácido aminobutírico em que o grupo amina está na extremidade da cadeia carbônica. É o principal neurotransmissor inibidor no sistema nervoso central dos mamíferos. Ele desempenha um papel importante na regulação da excitabilidade neuronal ao longo de todo o sistema nervoso. Nos seres humanos, o GABA também é diretamente responsável pela regulação do tônus muscular.[1] Em espécies de insetos o GABA atua apenas em receptores excitatórios nos nervos.

Na diplegia espástica em seres humanos, a absorção de GABA por parte de alguns nervos fica danificada, o que leva a hipertonia dos músculos sinalizado por esses nervos.

Função

Neurotransmissor

Nos vertebrados, o GABA atua em sinapses inibitórias no cérebro através da ligação aos receptores específicos transmembranares na membrana plasmática de ambos os neurônios, pré e pós-sináptico, em processos neuronais. Essa ligação provoca a abertura de canais iônicos para permitir o influxo de íons de carga negativa como o íons cloreto na célula ou íons potássio carregados positivamente para fora da célula. Esta ação resulta numa mudança negativa no potencial transmembrana, normalmente causando hiperpolarização. Atualmente são conhecidas três classes de receptores GABA: GABAA e GABAC, que são receptores ionotrópicos, e GABAB, receptor metabotrópico, um receptor ligado a um proteína G, que abrem canais iônicos através de intermediários.

É um neurotransmissor importante, atuando como inibidor neurossináptico, por ligar-se a receptores específicos. Como neurotransmissor peculiar, o ácido gama aminobutírico induz a inibição do sistema nervoso central (SNC), causando a sedação. Isso porque as células neuronais possuem receptores específicos para o GABA. Quando este se liga aos receptores, abre-se um canal por onde entra íon cloreto na célula neuronal, fazendo com que a célula fique hiperpolarizada, dificultando a despolarização e, como consequência, dá-se a diminuição da condução neuronal, provocando a inibição do SNC.

Os neurônios que secretam GABA são chamados de GABAérgicos e têm ação inibitória principalmente em receptores no nos vertebrados adultos. Em contrapartida,o GABA exibe ações excitatórias em insetos, mediando ativação muscular em sinapses entre os nervos e células musculares, e também o estímulo de certas glândulas.

A atividade do GABA vai ser excitatória ou inibitória dependendo da direção (para dentro ou para fora da célula) e magnitude das correntes iônicas controlado pelo receptor GABAA. Quando o fluxo de íons positivos estiver direcionado para dentro das células a ação é excitatória, do contrário, o fluxo for para fora da célula, a ação é inibitória. A troca da maquinaria molecular que controlam a polaridade deste curso, durante o desenvolvimento, é responsável pelas alterações no papel funcional do GABA entre os estágios neonatal e adulto. Ou seja, o papel do GABA muda de excitatória para inibitória a partir do desenvolvimento do cérebro na idade adulta.[2]

Desenvolvimento

No hipocampo e no neocórtex dos cérebros dos mamíferos, o GABA tem inicialmente efeitos excitatórios no início do desenvolvimento, e é de fato o maior neurotransmissor excitatório em muitas regiões do cérebro antes da maturação das sinapses com glutamato.

Nas fases anteriores de desenvolvimento da formação de contatos sinápticos, o GABA é sintetizado por neurônios e atua tanto como um mediador de sinalização autócrina (agindo sobre a mesma célula) ou parácrina (agem em células vizinhas).[3][4]

O GABA regula a proliferação de células progenitoras neurais,[5][6] a migração[7] e diferenciação,[8][9] o alongamento de neuritos[10] e a formação de sinapses.[11]

O GABA também regula o crescimento das células estaminais embrionárias e neurais. O GABA pode influenciar o desenvolvimento do cérebro através da expressão de células progenitoras neurais derivadas de fatores neurotróficos (BDNF).[12] O GABA ativa o receptor GABAA, causando a interrupção do ciclo celular na fase S, limitando o crescimento.[13]

História

O ácido gama-aminobutírico foi primeiramente sintetizado em 1883, e foi inicialmente conhecido apenas como um produto metabólico de plantas e micróbios. Em 1950, porém, o GABA foi descoberto como uma parte integrante do sistema nervoso central dos mamíferos..[14]

Síntese

O organismo sintetiza o GABA a partir do glutamato utilizando a enzima L-ácido glutâmico descarboxilase e piridoxal fosfato (que é a forma ativa de B6) como cofator. Este processo converte o principal neurotransmissor excitatório (glutamato) em um dos principais inibitório (GABA).[15][16]

Farmacologia

Drogas que atuam como agonistas dos receptores GABA (conhecido como drogas gabaérgica ou análogos do GABA) ou aumentar o montante disponível do GABA normalmente têm efeitos relaxante, antiansiedade e anticonvulsivos.[17] Muitas das substâncias abaixo são conhecidos por causar amnésia anterógrada e amnésia retrógrada.

Tem sido sugerido que administração oral de GABA aumenta a quantidade de secreção do hormônio do crescimento humano, mas isso é questionável, uma vez que se desconhece se o GABA pode ultrapassar a barreira hematoencefálica. No entanto, quando administrado por via oral, o GABA tem efeitos fora do do sistema nervoso central (por exemplo, diminuição do tônus muscular).

Yoga e GABA

Por outro lado, uma nova pesquisa publicada no Journal of Alternative and Complementary Medicine mostra que uma hora de yoga eleva os níveis de GABA no cérebro, o que supostamente ajuda a combater a ansiedade e outros transtornos neuropsiquiátricos.[18]

A pesquisa foi realizada na Boston University School of Medicine (BUSM) e no Hospital McLean e comprovou-se com imagens de ressonância magnética espectroscópica ao examinar dois grupos de pessoas antes e depois de uma prática de Yoga. O outro grupo leu um livro, como controle.[19]

Os participantes do grupo de Yoga obtiveram um aumento de 27% nos níveis de GABA, enquanto que no grupo de leitura, permaneceram inalteradas. Os co-autores Chris Streeter da BUSM e Domenic Ciraulo salientaram que esta pesquisa mostra um método de tratamento de estados de baixa GABA e demonstra clara e inquestionavelmente um método não-farmacológico para o aumento dos níveis de GABA, que as pessoas podem utilizar agora, sem esperar que drogas sintéticas sejam criadas e ainda precisam passar por orgão governamentais reguladores como o FDA.

Esta pesquisa ainda mostrou que, como os níveis de GABA caem na doença de Alzheimer, pode-se aplicar a lógica que o Yoga pode ser benéfico para aqueles que sofrem da doença de Alzheimer.

Exemplos de drogas GABAérgicas

  • Ligantes do Receptor GABAA
  • Ligantes do receptor GABAB
    • Agonistas
    • Antagonistas
      • Faclofeno
      • Saclofeno
  • Ligantes do receptor GABAC
  • Inibidores da recaptação de GABA
  • Inibidores da GABA Transaminase
    • Gabaculina
    • Fenelzina
    • Valproato (Depakote)
    • Vigabatrina (Vigabatrine, Sabril)
  • Outros

Ver também

Receptores:

Referências

  1. ↑ Watanabe M, Maemura K, Kanbara K, Tamayama T, Hayasaki H (2002). «GABA and GABA receptors in the central nervous system and other organs». Int. Rev. Cytol. 213: 1–47. PMID 11837891 
  2. ↑ Li K, Xu E (2008). «The role and the mechanism of gamma-aminobutyric acid during central nervous system development». Neurosci Bull. 24 (3): 195–200. PMID 18500393 
  3. ↑ Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, Augustine GJ, Lamantia A-S (2007). Neuroscience 4th ed. Sunderland, Mass: Sinauer. pp. 135, box 6D. ISBN 0-87893-697-1 
  4. ↑ Jelitai M, Madarasz E (2005). «The role of GABA in the early neuronal development» (PDF). Int. Rev. Neurobiol. 71: 27–62. PMID 16512345. doi:10.1016/S0074-7742(05)71002-3 
  5. ↑ LoTurco JJ, Owens DF, Heath MJ, Davis MB, Kriegstein AR (1995). «GABA and glutamate depolarize cortical progenitor cells and inhibit DNA synthesis». Neuron. 15 (6): 1287–98. PMID 8845153. doi:10.1016/0896-6273(95)90008-X 
  6. ↑ Haydar TF, Wang F, Schwartz ML, Rakic P (2000). «Differential modulation of proliferation in the neocortical ventricular and subventricular zones». J. Neurosci. 20 (15): 5764–74. PMID 10908617 
  7. ↑ Behar TN, Schaffner AE, Scott CA, O'Connell C, Barker JL (1998). «Differential response of cortical plate and ventricular zone cells to GABA as a migration stimulus». J. Neurosci. 18 (16): 6378–87. PMID 9698329 
  8. ↑ Barbin G, Pollard H, Gaïarsa JL, Ben-Ari Y (1993). «Involvement of GABAA receptors in the outgrowth of cultured hippocampal neurons». Neurosci. Lett. 152 (1-2): 150–4. PMID 8390627. doi:10.1016/0304-3940(93)90505-F 
  9. ↑ Ganguly K, Schinder AF, Wong ST, Poo M (2001). «GABA itself promotes the developmental switch of neuronal GABAergic responses from excitation to inhibition». Cell. 105 (4): 521–32. PMID 11371348. doi:10.1016/S0092-8674(01)00341-5 
  10. ↑ Maric D, Liu QY, Maric I, Chaudry S, Chang YH, Smith SV, Sieghart W, Fritschy JM, Barker JL (2001). «GABA expression dominates neuronal lineage progression in the embryonic rat neocortex and facilitates neurite outgrowth via GABA(A) autoreceptor/Cl- channels». J. Neurosci. 21 (7): 2343–60. PMID 11264309 
  11. ↑ Ben-Ari Y (2002). «Excitatory actions of gaba during development: the nature of the nurture». Nat. Rev. Neurosci. 3 (9): 728–39. PMID 12209121. doi:10.1038/nrn920 
  12. ↑ Obrietan K, Gao XB, Van Den Pol AN (2002). «Excitatory actions of GABA increase BDNF expression via a MAPK-CREB-dependent mechanism--a positive feedback circuit in developing neurons». J. Neurophysiol. 88 (2): 1005–15. PMID 12163549 
  13. ↑ Wang DD, Kriegstein AR, Ben-Ari Y (2008). «GABA Regulates Stem Cell Proliferation before Nervous System Formation». Epilepsy currents / American Epilepsy Society. 8 (5): 137–9. PMC 2566617Acessível livremente. PMID 18852839. doi:10.1111/j.1535-7511.2008.00270.x 
  14. ↑ Roth, Robert J.; Cooper, Jack R.; Bloom, Floyd E. (2003). The Biochemical Basis of Neuropharmacology. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. pp. 416 pages. ISBN 0-19-514008-7 
  15. ↑ Petroff OA (2002). «GABA and glutamate in the human brain». Neuroscientist. 8 (6): 562–73. PMID 12467378 
  16. ↑ Schousboe A, Waagepetersen HS (2007). «GABA: homeostatic and pharmacological aspects». Prog. Brain Res. 160: 9–19. PMID 17499106. doi:10.1016/S0079-6123(06)60002-2 
  17. ↑ Foster AC, Kemp JA (2006). «Glutamate- and GABA-based CNS therapeutics». Curr Opin Pharmacol. 6 (1): 7–17. PMID 16377242. doi:10.1016/j.coph.2005.11.005 
  18. ↑ Yoga and elevated brain GABA levels (em inglês)
  19. ↑ Yoga Boosts Brain’s GABA Levels (em inglês)
  20. ↑ Dzitoyeva S, Dimitrijevic N, Manev H (2003). «Gamma-aminobutyric acid B receptor 1 mediates behavior-impairing actions of alcohol in Drosophila: adult RNA interference and pharmacological evidence». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100 (9): 5485–90. PMID 12692303. doi:10.1073/pnas.0830111100 
  21. ↑ Mihic SJ, Ye Q, Wick MJ, Koltchine VV, Krasowski MD, Finn SE, Mascia MP, Valenzuela CF, Hanson KK, Greenblatt EP, Harris RA, Harrison NL (1997). «Sites of alcohol and volatile anaesthetic action on GABAA and glycine receptors». Nature. 389 (6649): 385–9. PMID 9311780. doi:10.1038/38738 
  22. ↑ Boehm SL, Ponomarev I, Blednov YA, Harris RA (2006). «From gene to behavior and back again: new perspectives on GABAA receptor subunit selectivity of alcohol actions». Adv. Pharmacol. 54: 171–203. PMID 17175815. doi:10.1016/j.bcp.2004.07.023 
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