GABA (γ-Aminobuttersäure) ist ein wichtiger Neurotransmitter im zentralen Nervensystem, der eine entscheidende Rolle bei der neuronalen Hemmung spielt. Dieser Artikel beleuchtet die vielfältigen Funktionen der GABA-Rezeptoren im Gehirn, ihre Wirkungsweise und ihre Bedeutung für verschiedene physiologische und psychische Prozesse.
Was ist GABA und wie wirkt es?
GABA, die Abkürzung für Gamma-Aminobuttersäure, ist der wichtigste hemmende Neurotransmitter im Gehirn von Menschen und anderen Säugetieren. Vereinfacht ausgedrückt, wenn GABA an eine Nervenzelle bindet, kann diese vorübergehend keine Impulse weiterleiten oder empfangen. GABA hat einen Gegenspieler, den Neurotransmitter Glutamat, der erregend wirkt und die Weitergabe von Nervenimpulsen fördert.
Die Informationsverarbeitung im Gehirn basiert auf dem Austausch von Nervenzellen über Synapsen. GABA sorgt dafür, dass Reize, die im Nervensystem ankommen, verlangsamt oder gar nicht weitergeleitet werden. Im Grunde hemmt GABA genau die Signale, die durch Stressreaktionen ausgelöst werden und zu den motorischen Zentren des Gehirns gelangen wollen. GABA entspannt die Gedanken und trägt zur inneren Ausgeglichenheit bei.
GABA wird sowohl in der Bauchspeicheldrüse als auch im Gehirn aus Glutamat gebildet. Da GABA die Blut-Hirn-Schranke nicht passieren kann, muss es auch im Gehirn produziert werden, um dort zu wirken.
Die verschiedenen GABA-Rezeptoren
GABA-Rezeptoren sind Transmembranproteine in Nervenzellen, die spezifisch den Neurotransmitter GABA binden. Es gibt zwei Haupttypen von GABA-Rezeptoren:
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GABAA-Rezeptoren: Dies sind ligandenaktivierte Ionenkanäle, die für Chlorid- und Bikarbonationen durchlässig sind. Sie sind aus fünf verschiedenen Untereinheiten aufgebaut (Heteropentamere). Die meisten GABAA-Rezeptoren im Gehirn bestehen aus zwei α-, zwei β- und einer γ-Untereinheit. Der GABAA-Rezeptor ist weit verbreitet im Gehirn und Rückenmark und ist der wichtigste inhibitorische Rezeptor im zentralen Nervensystem (ZNS). 30 % der Transmittermenge im ZNS entfallen auf GABA.
GABAB-Rezeptoren: Dies sind metabotrope Rezeptoren, die von einem Transmembranprotein mit 7 Transmembrandomänen gebildet werden und als Dimer vorliegen. Sie wirken über G-Proteine und beeinflussen die Freisetzung anderer Neurotransmitter.
GABAC-Rezeptoren werden nicht durch Bicucullin gehemmt und sind nahezu insensitiv gegen Benzodiazepine, Barbiturate und Neurosteroide. Die Bezeichnung „GABAC-Rezeptor“ wird aber zur Zeit kontrovers diskutiert.
Die Bedeutung von GABA für verschiedene Gehirnfunktionen
GABA spielt eine wichtige Rolle bei vielen Gehirnfunktionen, darunter:
Schlaf: GABA wirkt im Thalamus an der Einleitung und Aufrechterhaltung des Schlafs. Hier ist auch der Hauptangriffsort der pharmakologischen Beeinflussung durch Benzodiazepine und Barbiturate. Studien haben gezeigt, dass Menschen mit Schlafstörungen einen niedrigen GABA-Spiegel aufweisen.
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Angst und Stress: GABA wirkt im Mandelkern, dem Bereich des Gehirns, der unsere Emotionen verarbeitet, an der Regulation von Angst- und Stressreaktionen mit. GABA kann Stresssymptome lindern und beim Einschlafen helfen.
Motorische Kontrolle: GABA hat eine besondere Funktion in den Basalganglien und dem Kleinhirn, wo er an der motorischen Kontrolle beteiligt ist. Die Purkinje-Zelle des Kleinhirns ist z. B. GABAerg. Im Rückenmark befinden sich GABA-Rezeptoren auf Motorneuronen, und sie sind an der Reflex-Verschaltung ebenso wie der Koordination von Bewegungsabläufen beteiligt (siehe: Renshaw-Zellen).
Kognitive Funktionen: GABA beeinflusst auch kognitive Prozesse wie Lernen und Gedächtnis.
GABA-Mangel: Ursachen und Folgen
Ein Ungleichgewicht im GABA-Haushalt kann verschiedene Ursachen haben, darunter genetische Faktoren, Stress, Ernährung und bestimmte Erkrankungen. Ein GABA-Mangel kann zu einer Übererregbarkeit des Nervensystems führen und sich in Symptomen wie Angst, Depression, Schlafstörungen, Krampfanfällen und Muskelverspannungen äußern.
US-Forscher haben erstmals neurochemische Abweichungen im Gehirn von Patienten mit primärer Insomnie festgestellt: Bei Schlafstörungen sind die Werte des hemmenden Neurotransmitters GABA niedriger als im Durchschnitt. Je geringer die Werte, umso ausgeprägter sind dabei die Symptome. So wurde bislang bei Insomnie-Patienten festgestellt, dass die Kortisolwerte abends im Blut erhöht sind und dass die nächtliche EEG- und Stoffwechselaktivität verstärkt ist. Schlafforscher führen dies meist auf ein Ungleichgewicht zwischen hemmenden und erregenden Einflüssen zurück.
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Auffallend ist zudem, so die Studienautoren, dass auch bei depressiven Patienten ein GABA-Mangel registriert wurde, allerdings nur bei solchen mit Schlafmangel, nicht bei solchen mit Hypersomnie. Offenbar steuern GABA-erge Zellen im basalen Vorderhirn den Schlafbeginn, und dieser Mechanismus scheint bei Insomnie-Patienten gestört zu sein.
Beeinflussung des GABA-Spiegels: Medikamente und natürliche Methoden
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den GABA-Spiegel im Gehirn zu beeinflussen:
Medikamente: Benzodiazepine und Barbiturate wirken auf GABAA-Rezeptoren und verstärken die Wirkung von GABA. Sie werden häufig zur Behandlung von Angststörungen, Schlafstörungen und Krampfanfällen eingesetzt. Einige Epilepsie-Medikamente zielen ebenso auf das GABA-System im Gehirn ab. Sie erhöhen den GABA-Spiegel, normalisieren das Gleichgewicht zwischen Erregung und Hemmung und können dadurch die für die Krankheit typischen Krampfanfälle verhindern.
Nahrungsergänzungsmittel: GABA ist als Nahrungsergänzungsmittel erhältlich, aber seine Wirksamkeit ist umstritten, da es die Blut-Hirn-Schranke nur schwer überwinden kann. Allerdings gibt es Hinweise darauf, dass GABA-Präparate im Darm an GABA-Rezeptoren andocken und so indirekt die Psyche beeinflussen können. Eine Vorstufe von GABA ist Glutamat. Im Gehirn und in der Bauchspeicheldrüse wird es umgewandelt und trägt so zu einem entspannten Schlaf bei. Glutamat kommt ganz natürlich in sehr vielen Lebensmitteln vor. Es kann aber auch extrahiert und Produkten als Geschmacksverstärker künstlich hinzugefügt werden.
Ernährung: Einige Lebensmittel enthalten GABA oder Substanzen, die die GABA-Produktion fördern können. Dazu gehören fermentierte Produkte wie Kimchi, Miso und Tempeh, pflanzliche Nahrungsmittel wie Tomaten, Keimlinge, Spinat, Brokkoli, Kohl, Blumenkohl, Rosenkohl, Süßkartoffeln sowie grüner, schwarzer und Oolong-Tee. Eine Handvoll Nüsse sind definitiv die bessere Wahl, um dem Gehirn das benötigte Glutamat zu geben und so den GABA-Haushalt zu pushen.
Lifestyle: Stressreduktion, ausreichend Schlaf und regelmäßige Bewegung können ebenfalls dazu beitragen, den GABA-Spiegel im Gehirn zu erhöhen.
GABA und Morbus Parkinson
Die Pathophysiologie von Morbus Parkinson beinhaltet den Verlust von Nervenzellen in der Substantia nigra und den anschließenden Verlust der zentralen Dopaminversorgung. Pharmakotherapien zielen darauf ab, die dopaminerge Aktivität wiederherzustellen.
GABA und Antidepressiva
Antidepressiva werden basierend auf der Theorie des Neurotransmitter-Ungleichgewichts eingesetzt, um die Stimmung zu beeinflussen, indem sie die Spiegel spezifischer Neurotransmitter im Gehirn verändern. Sie werden als Mittel der ersten Wahl zur Behandlung von Angststörungen und Major Depression (MDD) indiziert.
GABA und Antipsychotika
Antipsychotika werden zur Behandlung psychotischer Störungen und zur Linderung von Unruhe, Manie und Aggression eingesetzt. Beide Medikamentenklassen wirken auf Dopaminrezeptoren.
GABA und Benzodiazepine
Benzodiazepine wirken auf den GABAA-Rezeptor, um inhibitorische Wirkungen auf das ZNS zu erzeugen. Sie potenzieren die GABA-Aktivität und haben anxiolytische, muskelrelaxierende, hypnotische, sedierende und krampflösende Eigenschaften. Sie werden im Allgemeinen nicht für die Langzeitanwendung empfohlen, da Personen eine physiologische und psychologische Abhängigkeit entwickeln können.
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