GABA, Glutamát a výživa

Autor: Samuel Molnár | 16.4.2021 o 21:20 | Karma článku: 2,95 | Prečítané:  330x

Neurotransmitery, ktorých dôležitosť poznačila vývoj liečiv, ako sú anestetiká a analgetiká, ale aj liečiv určených na psychické ochorenia. 

Prekonanie alebo zastavenie bolesti bolo kedysi našimi predkami skúšané podávaním rôznych bylín alebo nápojov. Tzv. alchymisti experimentovali s týmito bylinami, a snažili sa vymyslieť nápoj nesmrteľnosti, inými slovami nápoj, pri jeho vypití človek dostane ohromnú silu a dokáže prekonať akúkoľvek bolesť. No vtedy len nevedeli o akú významnú molekulu v tele sa jedná, a ako funguje celý proces absolútnej blokácie bolesti. Dovoľte mi predstaviť a uviesť vám ďalší veľmi dôležitý neurotransmiter, GABA, alebo inými slovami kyselina gama-aminomaslová. Áno, tato molekula sa vyskytuje ako aminoderivát kyseliny maslovej, čiže aminokyselina, ktorá vznikla z kyseliny maslovej. Je pravdou, že látky ako alkohol, anestetiká alebo analgetiká pôsobia relaxáciou alebo znecitlivením organizmu, no konečný krok robí práve neurotransmiter GABA, alebo v prípade iných typov anestetík a analgetík aj látky ako sú napr. opiáty a alkaloidy. V tomto článku by som vám chcel uviesť nie len neurotransmiter GABA, ako dôležitú podstatu nášho organizmu, ale aj ďalší veľmi významný excitačný neurotransmiter, ktorým je glutamát. Regióny v limbickom systéme ho používajú ako hlavný neurotransmiter, čo ho robí veľmi podstatnou molekulou vo funkciách, ako sú učenie a pamäť. 

 

 

Funkcia a mechanizmy-GABA

V predošlom článku (Acetylcholín a výživa) som písal o excitačnom neurotransmitery. Naopak, neurotransmiter GABA je presným protikladom acetylcholínu, čiže sa radí medzi tzv. inhibičné neurotransmitery. Úlohou inhibičných neurotransmiterov je inhibícia (blokácia) generovania akčných potenciálov známym procesom hyperpolarizácia (viac v článku Neurotransmitery a výživa). Ako bolo spomenuté, neurotransmiter GABA si našiel v našom organizme mnoho úloh, na ktoré je naše telo závislé. V článku Dopamín a výživa bol dopamín opísaný ako hlavný neurotransmiter v motorickom a odmeňovacom systéme. V oboch týchto systémoch je GABA významne zapojený. Aby som to uviedol na správnu mieru, tak pocit uvoľnenia a pohody až neskoršej slabej motoriky spôsobený alkoholom je výborným príkladom funkcie neurotransmiteru GABA. Je známe, že drogy, fajčenie a alkohol zvyšujú hladinu dopamínu v centrálnej nervovej sústave. V prípade alkoholu je neurotransmiter GABA veľmi silno zapojený tiež. Konzumácia alkoholu zvyšuje koncentráciu tohto neurotransmitera, ktorý „relaxáciou“ neurónov v systémoch mozgu, ako je odmeňovací a limbický, spôsobuje pocit uvoľnenia. Nadmerný príjem alkoholu spôsobí vysokú koncentráciu neurotransmitera GABA, čím sa aj zvýši signalizácia v bazálnych gangliách, v ktorých hrá GABA rolu v inhibovaní pohybu. Príliš zvýšená koncentrácia a signalizácia GABA spôsobí problémy s koordináciou pohybu blokovaním dopamínu, a z toho dôvodu, ľudia, ktorí skonzumovali príliš veľké množstvo etanolu (vzhľadom na ich hmotnosť tela) majú problém s vykonaním pohybu.

Ďalšiu veľmi dôležitú úlohu hrá v anestetikách, sedatívach a psychoaktívnych látkach. GABA sa nie priamo podáva, či už intravenózne alebo perorálne. Zato agonisti GABA-A receptorov, čiže látky, ktoré sú tiež schopné sa viazať na GABA receptory dokážu tak isto ako GABA inhibovať neuronálnu excitabilitu, a tým aj pôsobiť ako anestetiká. Medzi tieto anestetiká/sedatíva patria napr. etomidát, benzodiazepiny, baribiturátypropofol. Treba uviesť, že GABA sa viaže na 2 receptory, GABA-A GABA-B. Spomínané benzodiazepiny sú výborným príkladom funkcie neurotransmitera GABA. Benzodiazepiny sa viažu na svoje receptory BZR-1 a BZR-2, ktoré sú lokalizované separovane pod receptormi pre GABA. Ich aktivácia spôsobuje nasledovnú aktiváciu GABA-A receptorov, čo inhibuje neurón. Benzodiazepiny sú využívané nie len ako anestetiká a sedatíva, ale aj v centrálnej nervovej sústave pri úzkosti a epilepsii, kde spôsobujú dezinhibíciu emócii, útlm a podporujú fázu spánku REM. Tak isto sedatíva a anestetiká, ako sú barbituráty, propofol a etomidát sú využívané ako agonisti GABA-A receptorov, kde blokujú tzv. thalamické senzorické jádra, ktoré dostávajú informácie o vonkajších podnetoch, ako sú napr. bolesť a zmena tlaku. Keď sú blokované, nie sú schopné túto informáciu spracovať a vyhodnotiť, či ide napr. o stimul bolesti. 

 

 

GABA je tiež zapojená v regulácii vylučovania inzulínu, tým že sa viaže na pankreatické ostrovčeky alpha buniek, ktoré syntetizujú a vylučujú glukagón (hormón slúžiaci ako signalizátor glukogenézie (generovanie glukózy), glykogenézie (tvorba glykogénu) a následnej glykolýzy (lýzia glykogénu), čo zabezpečí energiu pre organizmus). Väzbou na pankreatické ostrovčeky alpha buniek spôsobuje ich inhibíciu, čím sa blokuje vylučovanie glukagónu, a tým sa aj dovolí inzulínu plniť si svoju funkciu. Pre lepšie pochopenie, inzulín slúži, keď telo potrebuje získanú glukózu premeniť na energiu, a naopak glukagón pôsobí, keď telo nemá dostatok glukózy a potrebuje nutne energiu pre správne fungovanie. 

Navyše, GABA môže taktiež pôsobiť aj v imúnnom systéme, kde potláča aktivitu cytokínov, ktoré spúšťajú zápalovú reakciu organizmu, a tým aj podporuje tzv. reguláciu imúnnej odpovede. (viac o imunitnom systéme bude písané v ďalších sériách článkov).

 

Funkcia a mechanizmy-Glutamát

Hlavnou rolou glutamátu je excitovať neurón, aby elektrický impulz mohol ďalej signalizovať a stimulovať určité regióny v mozgu. Je predpokladané, že približne 80-90% synáps v mozgu je glutamátergických, číže tie, ktoré využívajú glutamát ako neurotransmiter. Hlavný systém, v ktorom je glutamát využívaný na šírenie akčných potenciálov je limbický systém. Hlavné regióny hippocampus a amygdala využívajú práve glutamát na prenos informácii. Z toho dôvodu je glutamát široko zapojený v procesoch učenia a pamäte, emočných a kognitívnych procesoch, a taktiež aj vo vyvolávaní ("recalling") spomeniok. Glutamát sa tu zúčastňuje tzv. synaptickej plasticity, čo je proces, kde sú synapsie schopné vzhľadom na ich aktivitu (zvýšenú/zníženú) zvýšiť alebo znížiť generovanie a šírenie akčných potenciálov. Z toho dôvodu je tento dej veľmi dôležitý vo funkciách učenia a pamäte.

Glutamát hrá navyše rolu aj v motorickom systéme človeka. (viac v článku Dopamín a výživa)

Ďalej slúži ako prekurzor neurotransmitera GABA. Pomocou glutamát-GABA-glutamínového cyklu je glutamát úspešne syntetizovaný a schopný byť v prípade potreby premenený na GABA. Je veľmi zaujímavé, že po odstránení hydroxylovej skupiny (OH-), atómu kyslíka a atómu uhlíka, vie byť excitačný neurotransmiter premenený na inhibičný neurotransmiter, čo je sebe kontrastné. 

 

Obsah v strave 

GABA aj glutamát sú syntetizované z tej istej aminokyseliny a ňou je glutamín. Táto aminokyselina je neesenciálna, čo znamená, že si ju vie náš organizmus syntetizovať sám. Glutamín má okrem toho, že je prekurzorom glutamátu, aj iné funkcie, ako sú napr. syntéza proteínov (najmä v kostrových svaloch), a zabezpečenie energie pre bunky (pomocou procesu glutaminolýza). Napriek tomu, že si ho telo vie syntetizovať samé, je dôležité ho prijímať pravidelne. Najvyšší obsah tejto aminokyseliny má mäso, a konkrétne hovädzie má spomedzi všetkých mies jej najväčšie zastúpenie (1,2g na 100g). Ďalším vynikajúcim zdrojom sú ryby, mliečne výrobky a vajcia. Taktiež aj listová zelenina (špenát, kapusta), fazule, mrkva a kukurica obsahujú dostatočné množstvo aminokyseliny glutamín. Chcel by som ešte doplniť, že potraviny, ako sú ryža a orechy obsahujú tiež dostatok glutamínu.

 

 

Ak trpíte deficitom aminokyseliny glutamín, je odporúčané ho dopĺňať vo forme doplnkov. Existuje mnoho doplnkov s aminokyselinou glutamín, a z toho dôvodu je dôležité sa poradiť s výživovým poradcom, alebo lekárnikom. Role neurotransmiterov GABA a glutamát sú nevyhnutné v správnom fungovaní nášho organizmu. Oba neurotransmitery sú využívané aj vo farmakológii, kde agonisti a antagonisti glutamátových receptorov napomáhajú vedcom ďalej skúmať ďalšie funkcie a mechanizmy glutamátu. Aktivácia GABA receptorov je vo farmakológii široko využívaná rôznymi liečivami na psychické ochorenia, a v  anestéziológii. Vďaka rozsiahlym výskumom, môžeme ďakovať za pokroky v chirurgii a farmakológii, čo pomohlo zachrániť milióny životov. Zistenia o neurotransmiteroch GABA a glutamát pomohli vedcom vyvinúť liečiva, ktoré ľuďom dokážu zachrániť život.

 

Zdroje:

1. Martinkova J a kolektiv.2018. Farmakologie. Praha: Vydavateľstvo GRADA, 2018.  ISBN: 978-80-247-4157-4.

2. Kittnar O. a kolektív. Lekárska fyziológia. 2020. 2., prepracované a doplnené vydanie, Praha. Vydavateľstvo Grada, 2020. ISBN: 978-80-247-1963-4.  

3. Mravec B. et al. Neurotransmitery. 2007, Bratislava. Tlač FABER, ISBN 80-8095-005-9.

4. Jewett E. B., Sharma S. Physiology, GABA. August 29, 2020. STATPEARLS.

5. Bounds G. C., Nelson L. V. Benzodiazepines. November 22, 2020. STATPEARLS. 

6. Boonstra E., Klejin de R., Colzato S. L., Alkemade A., Forstmann U. B., Nieuwenhuis S. Neurotransmitters as food supplements: the effects of GABA on brain and behavior. October 6, 2015. NCBI. 

7. Allen J. M., Sabir S., Sharma S. GABA Receptor. February 17, 2021. STATPEARLS. 

8. Stallard N. C., Anoruo M., Saadabadi A. Biochemistry, Glutamate. January 7, 2021. STATPEARLS. 

9. Purves D., Augustine GJ., Fitzpatrick D. Glutamate. 2001. NCBI.

10. Tinsley G. Glutamine: Benefits, Uses and Side Effects. January 13, 2018. Healthline.

11. Butler N. Does L-Glutamine work for IBS? February 7, 2018. MedicalNewsToday.

12. Cruzat V., Rogero M. M., Keane N. K., Curi R., Newsholme P. Glutamine: Metabolism and Immune Function, Supplementation and Clinical Translation. October 23, 2018. NCBI.

     

 

 

 

 

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

Píše Shashi Tharoor - Fórum

Zoznam chýb je dlhý. Ako sa India dostala až tam, kde nestačí miesto v márniciach

Optimizmus z konca pandémie aj hrdosť na vakcínovú diplomaciu neboli namieste.

SIS má nového šéfa, prezidentka vymenovala Aláča

Miesto šéfa tajných sa uvoľnilo po odchode obvineného Vladimíra Pčolinského.


Už ste čítali?