GABA (Neurotransmitter): Récepteurs, fonctions et altérations

Le GABA ou acide gamma-aminobutyrique est le neurotransmetteur inhibiteur le plus important du système nerveux. C'est le messager inhibiteur le plus abondant et il est distribué dans tout le cerveau et la moelle épinière.

En fait, entre 30 et 40% des neurones de notre cerveau échangent le neurotransmetteur GABA. Ces neurones s'appellent GABAergic.

Cette substance est essentielle dans les plans sensoriel, cognitif et moteur. Il joue également un rôle important dans la réponse au stress.

Les neurones sont interconnectés dans notre cerveau et échangent des neurotransmetteurs excitateurs et inhibiteurs pour envoyer des messages.

Trop d'excitation causerait une instabilité dans notre activité cérébrale. Les neurones transmettraient des synapses excitatrices à d'autres neurones qui, à leur tour, exciteraient leurs voisins. L'excitation se propage aux neurones d'où l'activation a son origine, ce qui provoquerait une décharge incontrôlable de tous les neurones du cerveau.

C'est ce qui se passe lors de crises d'épilepsie ou de crises convulsives. En fait, certains scientifiques affirment qu'une des causes de l'épilepsie est une altération des neurones qui sécrètent le GABA ou ses récepteurs.

D'autre part, trop d'excitation peut causer de l'irritabilité, de la nervosité, de l'insomnie, des troubles moteurs, etc.

C'est pourquoi l'activité des neurones inhibiteurs, tels que ceux qui sécrètent de l'acide gamma-aminobutyrique, est si importante. Cette substance permet d’équilibrer l’activation du cerveau, de sorte que des niveaux optimaux d’excitation soient maintenus à tout moment.

Pour cela, les récepteurs GABA situés dans les neurones reçoivent des messages chimiques leur permettant d’inhiber ou de diminuer les impulsions nerveuses.

De cette manière, le GABA agit comme un frein après des périodes de stress intense. Il produit une relaxation et induit le sommeil. En fait, certains médicaments utilisés pour traiter l'anxiété, tels que les benzodiazépines, stimulent les récepteurs GABA.

Des niveaux modifiés d'acide gamma-aminobutyrique sont associés à des troubles psychiatriques et neurologiques. Les faibles niveaux de cette substance ou une diminution de sa fonction sont liés à l'anxiété, à la dépression, à la schizophrénie, aux troubles du sommeil, à l'insomnie ...

Brève histoire du GABA

L'acide gamma-aminobutyrique a été synthétisé pour la première fois en 1883, mais ses effets n'étaient pas connus. On savait seulement que c'était un produit qui agissait dans le métabolisme des plantes et des microbes.

Vers 1950, les chercheurs ont compris qu’il était également présent dans le système nerveux des mammifères.

Biosynthèse

L'acide gamma-aminobutyrique provient de l'acide glutamique (glutamate), principal neurotransmetteur excitateur. Ceci est converti en GABA par le biais d'une enzyme appelée acide glutamique décarboxylase (GAD) et d'un cofacteur appelé phosphate de pyridoxal, qui est la forme active de la vitamine B6. Pour créer du GABA, un groupe carboxyle est éliminé du glutamate.

Pour que l'effet du GABA soit interrompu, cette substance doit être reçue par les cellules gliales. Les neurones le récapitulent également grâce à des transporteurs spéciaux. L'objectif est d'éliminer le GABA du liquide extracellulaire dans le cerveau afin qu'il ne soit pas absorbé par les neurones GABAergiques.

Les récepteurs

Les deux récepteurs importants qui capturent le GABA sont:

GABA récepteur A

C'est un récepteur qui contrôle un canal de chlore. Ceci est complexe, car il a plus de 5 jonctions différentes. Ils ont un lieu qui capture le GABA, où le muscimol peut également être uni et qui imite les effets de ce dernier (agoniste). En outre, il peut capturer la bicuculline, une substance qui bloque les effets du GABA (antagoniste).

Alors que, à la deuxième place du récepteur GABA A, des médicaments anxiolytiques appelés benzodiazépines (tels que Valium et Libbrium) sont ajoutés. Ils servent à réduire l’anxiété, à détendre les muscles, à induire le sommeil, à réduire l’épilepsie, etc. Peut-être dans ce même endroit, l'alcool se joint pour exercer ses effets.

Une troisième place permet l’union de barbituriques, d’autres médicaments anxiolytiques plus anciens et moins sûrs. À faible dose, ils ont un effet relaxant. Cependant, des doses plus élevées causent des problèmes de conversation et de marche, une perte de conscience, un coma et même la mort.

Une quatrième place reçoit divers stéroïdes, tels que certains utilisés pour l'anesthésie générale. En outre, le corps produit des hormones, telles que la progestérone, qui se lie à cet endroit. Cette hormone est libérée pendant la grossesse et produit une sédation légère.

À la dernière place, la picrotoxine est unie, un poison présent dans un arbuste de l'Inde. Cette substance a les effets opposés à ceux des anxiolytiques. C'est-à-dire qu'il bloque l'activité du récepteur GABA A en tant qu'antagoniste. C'est pourquoi, à fortes doses, il peut provoquer des convulsions.

Les benzodiazépines et les barbituriques activent le récepteur GABA A, d'où leur appellation d'agonistes.

Il existe plus de sites de liaison complexes que d'autres, tels que les benzodiazépines. Tout cela est connu grâce à la recherche, mais il y a beaucoup à savoir. Notre cerveau peut naturellement produire des substances qui se lient à ces récepteurs en exerçant des effets agonistes ou antagonistes. Cependant, ces composés n'ont pas encore été identifiés.

Récepteur GABA B

Ce récepteur régule un canal potassique et est métabotropique. C'est-à-dire qu'il s'agit d'un récepteur couplé à une protéine G. Une fois activés, une série d'événements biochimiques pouvant provoquer l'ouverture d'autres canaux ioniques se produit.

On sait que le baclofène est un agoniste de ce récepteur, produisant une relaxation musculaire. Alors que le composé CGP 335348, il fonctionne comme un antagoniste.

De plus, lorsque les récepteurs GABAB sont activés, les canaux potassiques s'ouvrent, produisant des potentiels inhibiteurs dans les neurones.

GABA C Receiver

D'autre part, un récepteur GABA C est également à l'étude, qui ne sont pas modulés par les benzodiazépines, les barbituriques ou les stéroïdes.

Il semble se trouver principalement dans la rétine, bien que cela puisse être ailleurs dans le système nerveux central.

Il participe aux cellules qui régulent la vision et ses principaux agonistes sont le TACA, le GABA et le muscimol. Pendant ce temps, la picrotoxine exerce des effets antagonistes.

Jusqu'à présent, aucune maladie associée à des mutations de ce récepteur n'a été découverte. Cependant, il semble que les antagonistes des récepteurs GABA C soient associés à une prévention de la forme de privation induite par la myopie (Valverde Afaro, 2011).

Donc, vous devriez continuer à enquêter pour voir quel est leur rôle dans les troubles oculaires.

Fonctions GABA

Il n’est pas surprenant que le GABA exerce une multitude de fonctions en raison de sa large distribution et de sa quantité dans tout le système nerveux central. Beaucoup de ses fonctions exactes ne sont pas connues aujourd'hui. La plupart des résultats actuels sont dus à la recherche de médicaments qui améliorent, imitent ou inhibent les effets du GABA.

En résumé, il est connu que l’acide gamma aminobutyrique est une substance inhibitrice permettant de maintenir une activité cérébrale équilibrée. Participer à:

La détente

Le GABA inhibe les circuits neuronaux activés par le stress et l'anxiété, produisant un état de relaxation et de tranquillité. Ainsi, le glutamate nous activerait alors que le GABA rétablirait le calme en réduisant l'excitation des neurones.

Le rêve

Le GABA augmente progressivement lorsque nous avons sommeil. Lorsque nous sommes endormis, il atteint des niveaux très élevés, car c’est le moment où nous sommes plus détendus et calmes.

Dans notre cerveau, il existe un groupe de cellules appelé noyau préoptique ventrolatéral, également appelé "commutateur de sommeil". 80% des cellules dans cette zone sont GABAergic.

D'autre part, le GABA participe à la maintenance de notre horloge interne ou de nos rythmes circadiens. En fait, lorsque les animaux hibernent, leur quantité de GABA augmente considérablement.

Pendant le sommeil, accompagné d'une augmentation de GABA, il y a aussi une augmentation de cytokines. Ce sont des protéines qui protègent le corps de l'inflammation. C'est pourquoi un repos adéquat est fondamental, car l'organisme en bonne santé est maintenu, réparant ses dommages.

La douleur

On sait que le GABA a des effets nociceptifs (perception de la douleur). Par exemple, si le baclofène, une substance qui se lie aux récepteurs GABAB, est administré, un effet analgésique se produit chez l'homme. Cette substance agit en diminuant la libération de neurotransmetteurs de la douleur dans les neurones de la corne dorsale de la moelle épinière.

Ainsi, lorsque des zones de ces récepteurs sont altérées, les animaux développent une hyperalgésie (perception de douleur très intense). C’est pourquoi on pense que les récepteurs GABAB participent au maintien d’un seuil de douleur adéquat.

Fonctions endocriniennes

Il semble qu’après l’administration de fortes doses de GABA, l’hormone de croissance augmente considérablement. Cette hormone permet le développement et la récupération des muscles et augmente également pendant le sommeil profond.

Le GABA semble également jouer un rôle important dans la régulation des cycles hormonaux féminins.

Altérations de GABA

Les niveaux de GABA ou de son activité peuvent être modifiés par diverses conditions. Par exemple, pour la consommation d'alcool, de drogues ou de drogues.

Par ailleurs, certaines maladies psychiatriques et neurologiques sont associées à des altérations du fonctionnement des neurones GABAergiques et de leurs récepteurs.

Ci-dessous, chacune de ces situations est expliquée plus en détail.

Anxiété

De faibles niveaux de GABA ou une activité inadéquate de ce neurotransmetteur sont associés à l'anxiété et au stress.

Par conséquent, un grand nombre de médicaments anxiolytiques agissent sur les récepteurs GABA A. De plus, certaines activités de détente (telles que le yoga) peuvent jouer un rôle dans les taux de GABA. Plus précisément, il augmente considérablement sa quantité dans le cerveau.

La dépression

Des niveaux excessifs de GABA peuvent se traduire par une dépression, car trop de relaxation peut se transformer en indifférence ou en apathie.

Hallucinations

Une association a été découverte entre de faibles niveaux de GABA dans le cerveau et des hallucinations olfactives et gustatives. Ce sont des symptômes positifs de la schizophrénie, une condition qui est également associée à des altérations du GABA.

En outre, il a été observé que ces hallucinations ont cessé avec un traitement augmentant le GABA dans le système nerveux central.

Troubles du mouvement

Certains troubles neurologiques du mouvement, tels que la maladie de Parkinson, le syndrome de Tourette ou la dyskinésie tardive, semblent être liés au GABA.

Le baclofène, un analogue synthétique du GABA, semble être efficace dans le traitement du syndrome de Tourette chez les enfants.

Des agonistes du GABA, tels que la gabapentine et le zolpidem, aident au traitement de la maladie de Parkinson. En revanche, la vigabatrine est bénéfique pour la dyskinésie tardive et d’autres problèmes moteurs.

Tout cela implique que l'origine de ces conditions peut être une signalisation défectueuse des voies GABAergiques.

L'épilepsie

Un échec ou une dérégulation de la transmission de l'acide gamma-aminobutyrique produit une hyperexcitabilité. C'est-à-dire que les neurones sont trop activés, donnant lieu à une activité épileptique.

Les principaux foyers d'épilepsie où le GABA est défaillant sont le néocortex et l'hippocampe. Cependant, l'épilepsie a une forte composante génétique. Certaines personnes nées avec plus de prédisposition que d’autres à souffrir d’une activité épileptogène ou de crises convulsives.

Il a maintenant été découvert qu'un défaut d'expression de γ2, une partie du récepteur GABA A, provoque l'apparition de l'épilepsie.

Consommation d'alcool

L'alcool ou l'éthanol est une substance largement utilisée dans la société d'aujourd'hui. Il a une action dépressive du système nerveux central.

En particulier, il bloque l'excitation produite par les récepteurs NMDA et potentialise les impulsions inhibitrices des récepteurs GABA A.

À faible concentration, l'éthanol produit une désinhibition et une euphorie. Bien que sa concentration sanguine soit élevée, il peut provoquer une insuffisance respiratoire et même la mort.

Cognition

Il a été constaté que les récepteurs GABA A possèdent un lieu d'action pour une substance appelée RO4938581. Ce médicament est un agoniste inverse, c’est-à-dire qu’il a l’effet opposé du GABA.

Il semble que ledit médicament améliore la cognition. En particulier, cela nous permet de mieux consolider les mémoires spatiales et temporelles (où et quand quelque chose s'est passé).

De plus, lorsque les récepteurs GABA sont inhibés ou présentent des mutations dans l'hippocampe, l'amélioration de l'apprentissage par association se produit.

Toxicomanie

Le baclofène, une drogue mentionnée précédemment, semble être utile dans le traitement de la dépendance à des drogues telles que l'alcool, la cocaïne, l'héroïne ou la nicotine. Bien qu'il ait de nombreux effets secondaires et d'autres similaires, ils provoquent également un effet inhibiteur.

Les drogues d'abus provoquent une libération de dopamine dans le noyau d'accumbens. Cette zone du cerveau est essentielle au sens de la récompense et du renforcement.

Lorsque le baclofène est administré, le désir de prendre des médicaments diminue. Cela se produit parce que la substance réduit l'activation des neurones dopaminergiques dans cette zone. En bref, ils ont le sentiment que le médicament n’a pas l’effet escompté et ne souhaitent plus le consommer.

Troubles du sommeil

Les altérations du GABA peuvent causer divers problèmes de sommeil. L'insomnie survient généralement lorsqu'il y a moins de GABA que la normale ou que les neurones ne fonctionnent pas correctement.

Cependant, lorsque les niveaux de cette substance sont très élevés, une paralysie du sommeil peut survenir. Dans ce trouble, la personne peut se réveiller lorsque son corps est paralysé par la phase de REM et ne peut plus bouger.

D'autre part, la narcolepsie a été liée à l'hyperactivité des récepteurs GABAergiques.

Alzheimer

Dans certaines études, des taux élevés de GABA ont été observés chez des patients atteints de la maladie d'Alzheimer. La formation de plaques séniles et l'augmentation de GABA semblent bloquer progressivement l'activité neuronale chez les patients. Surtout, ceux impliqués dans l'apprentissage et la mémoire.

Niveaux élevés de GABA

Trop de GABA peut produire une somnolence excessive, comme avec la consommation d'alcool ou de Valium.

Cependant, un taux de GABA très élevé peut avoir l’effet inverse chez de nombreuses personnes, provoquant une anxiété ou une panique. Elle s'accompagne de picotements, d'essoufflement et de modifications de la pression artérielle ou du rythme cardiaque.

Suppléments de GABA

Actuellement, l'acide gamma-aminobutyrique est disponible sur le marché en tant que complément alimentaire, tant naturel que synthétique. Le GABA naturel est créé par un processus de fermentation qui utilise une bactérie appelée Lactobacillus hilgardii.

Beaucoup de gens le consomment pour mieux dormir et réduire leur anxiété. Il est également célèbre parmi les athlètes, car il semble contribuer à la perte de graisse et au développement de la masse musculaire.

En effet, il entraîne une augmentation intense de l'hormone de croissance, fondamentale pour le muscle. De plus, cela permet de mieux dormir, ce dont ceux qui pratiquent le bodybuilding ont besoin.

Cependant, l'utilisation de ce supplément est sujette à controverse. Beaucoup croient qu'il existe un manque de preuves scientifiques sur ses avantages.

De plus, il semble qu’il est difficile pour le sang GABA de franchir la barrière hémato-encéphalique pour atteindre le cerveau. Par conséquent, il ne pourrait pas agir sur les neurones de notre système nerveux.