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receptor GABA

Ácido gamma-aminobutírico

Los receptores GABA son una clase de receptores que responden al neurotransmisor ácido gamma-aminobutírico (GABA), el principal compuesto inhibidor del sistema nervioso central de los vertebrados maduros . Hay dos clases de receptores GABA : GABA A y GABA B. Los receptores GABA A son canales iónicos activados por ligando (también conocidos como receptores ionotrópicos ); mientras que los receptores GABA B son receptores acoplados a proteína G , también llamados receptores metabotrópicos .

Canales iónicos activados por ligando

Receptor celular GABA A.

Receptor GABA A

Desde hace tiempo se reconoce que, para las neuronas estimuladas por bicuculina y picrotoxina , la rápida respuesta inhibidora al GABA se debe a la activación directa de un canal aniónico . [1] [2] [3] [4] [5] Este canal se denominó posteriormente receptor GABA A. [6] Los receptores GABA de respuesta rápida son miembros de una familia de canales iónicos activados por ligando Cys-loop . [7] [8] [9] Los miembros de esta superfamilia, que incluye receptores nicotínicos de acetilcolina , receptores GABA A , receptores de glicina y 5-HT 3 , poseen un bucle característico formado por un enlace disulfuro entre dos residuos de cisteína . [10]

En los receptores ionotrópicos GABA A , la unión de las moléculas de GABA a sus sitios de unión en la parte extracelular del receptor desencadena la apertura de un poro selectivo de iones cloruro . [11] El aumento de la conductancia del cloruro impulsa el potencial de membrana hacia el potencial de inversión del ion Cl¯, que es de aproximadamente –75 mV en las neuronas, inhibiendo la activación de nuevos potenciales de acción . Este mecanismo es responsable de los efectos sedantes de los agonistas alostéricos del GABA A. Además, la activación de los receptores GABA conduce a la llamada inhibición de la derivación , que reduce la excitabilidad de la célula independientemente de los cambios en el potencial de membrana.

Ha habido numerosos informes sobre receptores GABA A excitadores . Según la teoría del GABA excitador, este fenómeno se debe al aumento de la concentración intracelular de iones Cl¯ durante el desarrollo del sistema nervioso [12] [13] o en determinadas poblaciones celulares. [14] [15] [16] Después de este período de desarrollo, se regula positivamente una bomba de cloruro y se inserta en la membrana celular, bombeando iones Cl al espacio extracelular del tejido. Más aperturas a través de la unión de GABA al receptor producen respuestas inhibidoras. La sobreexcitación de este receptor induce la remodelación del receptor y la eventual invaginación del receptor GABA. Como resultado, se inhibe una mayor unión de GABA y los potenciales postsinápticos inhibidores ya no son relevantes.

Sin embargo, la teoría excitatoria del GABA ha sido cuestionada por ser potencialmente un artefacto de condiciones experimentales, y la mayoría de los datos adquiridos en experimentos de cortes cerebrales in vitro son susceptibles a entornos no fisiológicos, como un metabolismo energético deficiente y daño neuronal. La controversia surgió cuando varios estudios demostraron que el GABA en cortes de cerebro neonatal se vuelve inhibidor si la glucosa en perfusión se complementa con cuerpos cetónicos, piruvato o lactato, [17] [18] o que el GABA excitador era un artefacto de daño neuronal. . [19] Estudios posteriores de los creadores y defensores de la teoría excitatoria del GABA han cuestionado estos resultados, [20] [21] [22] pero la verdad permaneció esquiva hasta que los efectos reales del GABA pudieron dilucidarse de manera confiable en un cerebro vivo intacto. Desde entonces, utilizando tecnología como la electrofisiología/imagen in vivo y la optogenética, dos estudios in vivo han informado del efecto del GABA en el cerebro neonatal, y ambos han demostrado que el GABA es efectivamente inhibidor general, con su activación en el cerebro del roedor en desarrollo. no resulta en la activación de la red, [23] y en cambio conduce a una disminución de la actividad. [24] [25]

Los receptores GABA influyen en la función neuronal coordinándose con los procesos glutamatérgicos. [26]

Receptor GABA A -ρ

Una subclase de receptores GABA ionotrópicos , insensibles a los moduladores alostéricos típicos de los canales del receptor GABA A , como las benzodiazepinas y los barbitúricos , [27] [28] [29] fue designada receptor GABA С. [30] [31] Las respuestas nativas del tipo de receptor GABA C ocurren en células bipolares u horizontales de la retina en todas las especies de vertebrados. [32] [33] [34] [35]

Los receptores GABA С están compuestos exclusivamente por subunidades ρ (rho) que están relacionadas con las subunidades del receptor GABA A. [36] [37] [38] Aunque el término "receptor GABA С " se usa con frecuencia, GABA С puede verse como una variante dentro de la familia de receptores GABA A. [7] Otros han argumentado que las diferencias entre los receptores GABA С y GABA A son lo suficientemente grandes como para justificar el mantenimiento de la distinción entre estas dos subclases de receptores GABA. [39] [40] Sin embargo, dado que los receptores GABA С están estrechamente relacionados en secuencia, estructura y función con los receptores GABA A y dado que otros receptores GABA A además de los que contienen subunidades ρ parecen exhibir farmacología de GABA С , el Comité de Nomenclatura de la IUPHAR ha recomendado que ya no se utilice el término GABA С y que estos receptores ρ deberían designarse como la subfamilia ρ de los receptores GABA A (GABA A -ρ). [41]

Receptores acoplados a proteína G

Receptor GABA B

Una respuesta lenta al GABA está mediada por los receptores GABA B , [42] definidos originalmente sobre la base de propiedades farmacológicas. [43]

En estudios centrados en el control de la liberación de neurotransmisores, se observó que un receptor GABA era responsable de modular la liberación provocada en una variedad de preparaciones de tejidos aislados. Esta capacidad del GABA para inhibir la liberación de neurotransmisores de estas preparaciones no fue bloqueada por la bicuculina, no fue imitada por la isoguvacina y no dependió del Cl¯, todos los cuales son característicos del receptor GABA A. El descubrimiento más sorprendente fue el hallazgo de que el baclofeno (β-paraclorofenil GABA), un relajante muscular empleado clínicamente [44] [45] imitaba, de manera estereoselectiva , el efecto del GABA.

Estudios posteriores de unión a ligandos proporcionaron evidencia directa de sitios de unión del baclofeno en las membranas neuronales centrales. [46] La clonación de ADNc confirmó que el receptor GABA B pertenece a la familia de receptores acoplados a proteína G. [47] Se ha revisado información adicional sobre los receptores GABA B en otros lugares. [48] ​​[49] [50] [51] [52] [53] [54] [55]

Polimorfismos del gen del receptor GABA

Dos genes separados en dos cromosomas controlan la síntesis de GABA (genes de glutamato descarboxilasa y alfa-cetoglutarato descarboxilasa), aunque no se han realizado muchas investigaciones para explicar este fenómeno poligénico. [56] Los genes del receptor GABA se han estudiado más en profundidad y muchos han formulado hipótesis sobre los efectos nocivos de los polimorfismos en estos genes receptores. Los polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) más comunes que ocurren en los genes del receptor GABA rho 1, 2 y 3 (GABBR1, GABBR2 y GABBR3) se han explorado más recientemente en la literatura, además de los efectos potenciales de estos polimorfismos. Sin embargo, algunas investigaciones han demostrado que existe evidencia de que estos polimorfismos causados ​​por variaciones de un solo par de bases pueden ser dañinos.

Se descubrió que el alelo menor de un polimorfismo de un solo nucleótido en GABBR1 conocido como rs1186902 se asocia significativamente con una edad más tardía de aparición de las migrañas, [57] pero para los otros SNP, no se descubrieron diferencias entre las variaciones genéticas y alélicas en el control. versus participantes con migraña. De manera similar, en un estudio que examinó los SNP en rho 1, 2 y 3, y su implicación en el temblor esencial, un trastorno del sistema nervioso, se descubrió que no había diferencias en las frecuencias de las variantes alélicas de los polimorfismos de control versus esenciales. participantes del temblor. [58] Por otro lado, la investigación que examinó el efecto de los SNP en participantes con síndrome de piernas inquietas encontró una "asociación entre el polimorfismo GABRR3rs832032 y el riesgo de SPI, y un efecto modificador de GABRA4 rs2229940 en la edad de aparición del SPI": la el último de los cuales es un polimorfismo de un gen modificador. [59] Los SNP del receptor GABA más comunes no se correlacionan con efectos nocivos para la salud en muchos casos, pero sí en unos pocos.

Un ejemplo significativo de una mutación perjudicial es la principal asociación entre varios polimorfismos del gen del receptor GABA y la esquizofrenia. Dado que el GABA es fundamental para la liberación de neurotransmisores inhibidores que producen un efecto calmante y desempeñan un papel en la reducción de la ansiedad, el estrés y el miedo, no es sorprendente que los polimorfismos en estos genes tengan más consecuencias relacionadas con la salud mental que con la salud física. De un análisis de 19 SNP en varios genes del receptor GABA, se encontró que cinco SNP en el grupo GABBR2 estaban significativamente asociados con la esquizofrenia, [60] que producen frecuencias de haplotipos inesperadas que no se encontraron en los estudios mencionados anteriormente.

Varios estudios han verificado la asociación entre el trastorno por consumo de alcohol y el polimorfismo rs279858 en el gen e GABRA2, y puntuaciones más altas de efectos negativos del alcohol para individuos que eran homocigotos en seis SNP. [61] Además, un estudio que examinó los polimorfismos en el gen de la subunidad beta 2 del receptor GABA encontró una asociación con la esquizofrenia y el trastorno bipolar, y examinó tres SNP y sus efectos sobre la frecuencia de la enfermedad y la dosis del tratamiento. [62] Un hallazgo importante de este estudio fue que la psicosis funcional debe conceptualizarse como una escala de fenotipos en lugar de categorías distintas.

Ver también

Referencias

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