Aunque desde fuera el cerebro parezca un órgano estático, si pudiéramos ver su actividad nos sorprenderíamos. Los millones de neuronas que contiene se encuentran en constante interacción, día y noche. En algunos momentos se encuentra más activo, en otros menos, pero nunca se detiene. Las neuronas interaccionan entre ellas a través de la sinapsis neuronal, y uno de los componentes más importante en la sinapsis son los neurotransmisores.
El ácido gamma-aminobutírico, más conocido como GABA, es un neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central. Es el principal neurotransmisor inhibitorio del cerebro y desempeña un papel fundamental en la regulación de la actividad neuronal y la transmisión sináptica. En este artículo, analizaremos en detalle qué es el GABA, cómo funciona en el cerebro y su relación con diversas enfermedades.
Contenido
Neurotransmisor GABA, qué es
El GABA es un aminoácido que se sintetiza a partir del ácido glutámico por acción de la enzima glutamato descarboxilasa. A diferencia de otros neurotransmisores, como la dopamina o la serotonina, el GABA no tiene una acción específica en el cuerpo. En su lugar, actúa como un modulador de la actividad neuronal y ayuda a equilibrar el sistema nervioso central.
Este neurotransmisor que se produce naturalmente en el cerebro humano y en otros organismos. Fue descubierto en 1950 por el científico alemán Eugene Roberts y, desde entonces, ha sido objeto de numerosas investigaciones debido a su importancia en la regulación de la actividad cerebral.
El GABA (ácido gamma-aminobutírico) es un neurotransmisor inhibidor fundamental en el sistema nervioso central de los mamíferos.
El GABA se encuentra en todo el cerebro y se produce en mayor cantidad en el cuerpo estriado, la corteza prefrontal y el hipocampo. Además, se ha demostrado que el GABA está involucrado en una variedad de funciones cerebrales, como el sueño, la ansiedad, la memoria y la cognición.
Como afirma el equipo de Cortés-Romero (2011), «el aminoácido ácido gamma-aminobutírico (GABA) es el mensajero químico de tipo inhibidor más abundante en el sistema nervioso central, sugiriéndose que el 30 o 40% de las neuronas del cerebro utilizan GABA como neurotransmisor». La presencia de GABA en el tejido nervioso, asegura el equilibro entre la excitación y la inhibición neuronal, que se trata de un requisito clave en funciones cognitivas, motoras y sensitivas.
Síntesis y almacenamiento del GABA
La síntesis se produce casi en su totalidad con el glutamato como precursor. Los niveles de GABA se mantienen gracias a un ciclo que de forma constante proporciona el glutamato y que involucra a células de glía y a terminales presinápticos neuronales. Cuando el GABA es transportado al interior de la célula glial, se transforma en glutamato por acción de la GABA-Transaminasa (GABA-T). El glutamato resultante, por acción de la glutamina-sintetasa, se transforma en glutamina y ésta se exporta a la neurona, donde se transforma de nuevo en glutamato por acción de la glutaminasa.
En el último paso, gracias a la acción de la encima GAD (ácido glutámico descarboxilasa), el glutamato se convierte en GABA. El GABA es almacenado en vesículas sinápticas y se libera gracias a la llegada de un estímulo despolarizante en función de la concentración de calcio. El GABA puede ser retirado del espacio extracelular a través de transportes específicos de la membrada. Estos transportes son conocidos como: GAT-1, GAT-2, GAT-3 y GAT-4.
Función del GABA en el cerebro
El GABA, como decíamos, actúa como un neurotransmisor inhibidor, lo que significa que reduce la actividad de las células nerviosas y disminuye la transmisión sináptica. Esto se logra al unirse a los receptores GABA en la superficie de las células nerviosas. Estos receptores se encuentran en todo el cerebro y están presentes en diferentes tipos de células nerviosas.
Cuando el GABA se une a los receptores GABA, se produce una serie de efectos en el cerebro. En primer lugar, se abre un canal iónico en la membrana celular que permite la entrada de iones cloruro. Esto tiene como resultado una hiperpolarización de la célula nerviosa, lo que la hace menos propensa a disparar un potencial de acción. En segundo lugar, se reduce la liberación de neurotransmisores excitatorios, como el glutamato, lo que disminuye la actividad neuronal en general.
El GABA también juega un papel importante en la regulación del sueño y la vigilia. Los niveles de GABA aumentan durante el sueño y disminuyen durante la vigilia, lo que sugiere que este neurotransmisor ayuda a promover la relajación y la somnolencia.
Además, se ha demostrado que el GABA está involucrado en la ansiedad y el estrés. Los niveles de GABA son más bajos en personas con trastornos de ansiedad, como el trastorno de ansiedad generalizada y el trastorno de estrés postraumático (TEPT). Esto sugiere que el GABA juega un papel en la regulación de la ansiedad y el estrés.
Inactivación
Cuando el GABA se libera en el espacio sináptico, la proteína transportadora GABA-T (GABA alfa-oxoglutarato transaminasa) lo recapta. Una parte del GABA recaptado se puede volver a usar, pero una parte queda inactivada por la degradación enzimática. Cuando una molécula de GABA-T degrada una de GABA, una molécula de alfa-ketoglutarato se convierte en glutamto. Así, por cada molécula de GABA que se degrada, se produce una nueva molécula del precursor del glutamato. Este proceso asegura que no se agoten las reservas del neurotransmisor.
Receptores de GABA
El GABA puede actuar sobre tres tipos de receptores: GABA-A, GABA-B y GABA-C. Los receptores GABA-A y C son de tipo ionotrópico, mientras que el receptor GABA-B es metabotrópico.
1. GABA-A
Se trata de un recepto ionotrópico. Está acoplado a un canal de Cl- e hiperpolariza la membrana. Se localiza en las membranas postsinápticas. Los receptores GABA-B se encuentran distribuidos por el cerebro de forma generalizada y se encuentran tanto en neuronas como en células gliales. Este tipo de receptores provocan respuestas rápidas y transitorias y forma parte de un grupo macromolecular con puntos de unión a otras sustancias como: alcohol, GABA, barbitúricos, benzodiazepinas, neuroesteroides, anestésicos inhalables y picrotoxina.
2. GABA-B
El receptor GABA-B es metabotrópico y hay dos subtipos: GABA B1 y GABA B2. Es de carácter inhibidor. Inhibe la producción del AMPc (adenosín monofosfato cíclico) y facilita la apertura de canales de sodio. Los receptores GABA-B, se encuentran de forma especial en la corteza, el tálamo, los colículos superiores, el cerebelo y en las astas dorsales de la médula espinal. Su localización es tanto presináptica como postsináptica.
3. GABA-C
Se trata de un receptor ionotrópico y a pesar de su parecido con el GABA-A, es insensible a las benzodiacepinas y a los barbitúricos. Está acoplado a un canal de Cl-, así que su efecto es hiperpolarizar la membrana. Los receptores GABA-C sólo se han encontrado en la hipófisis y la retina. Su localización es en las membranas postsinápticas. Estos receptores provocan respuestas lentas y duraderas. La abundancia de este receptor en la retina, se ha asociado con el procesamiento de señales retinianas.
Neuronas GABA-érgicas
Las neuronas GABA-érgicas son especialmente numerosas en el cuerpo estriado, en el globo pálido, en la sustancia negra y en el cerebelo. Son neuronas inmunorractivas a GABA o a su enzima sintetizadora GAD. La acción GABA-érgica de tipo local o de largo alcance es de tipo inhibitorio y controla la actividad de los sistemas excitadores para mantener un correcto equilibrio entre excitación e inhibición neuronal.
Las alteraciones en el desarrollo y la función del sistema GABA-érgico conllevan una desestabilización de este delicado equilibrio, que produce alteraciones neurológicas y trastornos del desarrollo y psiquiáticos. Entre este tipo de alteraciones se pueden encontrar: epilepsia, esquizofrenia, retraso mental, autismo, síndrome de Tourette y ansiedad.
El GABA y su relación con el estrés y la ansiedad
Los trastornos de ansiedad son una de las enfermedades psiquiátricas más comunes en todo el mundo. Se caracterizan por sentimientos excesivos y persistentes de ansiedad y miedo, que pueden interferir significativamente en la vida cotidiana de una persona.
Se ha demostrado que el GABA juega un papel importante en la regulación de la ansiedad y el estrés. El GABA al ser el principal neurotransmisor inhibitorio en el cerebro y disminuye la actividad de las células nerviosas, reduciendo así la ansiedad. Los niveles de GABA son más bajos en personas con trastornos de ansiedad, lo que sugiere que el GABA puede estar implicado en la patofisiología de estos trastornos.
El GABA actúa sobre los receptores GABA-A y GABA-B, que tienen diferentes efectos en el cerebro. Los receptores GABA-A se encuentran en todo el cerebro y se asocian con la ansiedad y la sedación. Los fármacos ansiolíticos, como el diazepam y el alprazolam, actúan aumentando la actividad de los receptores GABA-A en el cerebro para reducir la ansiedad y fomentar la relajación.
Los receptores GABA-B se encuentran principalmente en la corteza prefrontal y también están implicados en la regulación de la ansiedad y la depresión. Los fármacos que actúan sobre los receptores GABA-B, como el baclofeno, se utilizan a menudo en el tratamiento de la ansiedad y la depresión.
Además, se ha demostrado que el GABA participa en la modulación del sistema de respuesta al estrés. El sistema de respuesta al estrés es una respuesta fisiológica y psicológica del cuerpo a situaciones estresantes. La exposición prolongada al estrés puede tener efectos perjudiciales en la salud mental y física de una persona. El GABA puede disminuir la actividad del sistema de respuesta al estrés y de este modo ayudar la relajación y la recuperación.
El GABA y su relación con el sueño
El GABA también desempeña un papel importante en la regulación del sueño. Los niveles de GABA aumentan durante el sueño y disminuyen durante la vigilia. El sueño es un proceso complejo que se divide en diferentes etapas, como el sueño REM y el sueño no REM. Se ha demostrado que el GABA contribuye en la regulación de ambas etapas del sueño.
Durante el sueño no REM, los niveles de GABA aumentan en el cerebro, lo que produce una disminución en la actividad neuronal. Esto lleva a una disminución en la frecuencia cardíaca, la respiración y la actividad muscular. La falta de GABA durante el sueño no REM se ha relacionado con trastornos del sueño como el insomnio y el síndrome de las piernas inquietas.
Durante el sueño REM, los niveles de GABA también aumentan en el cerebro, pero de manera más moderada que durante el sueño no REM. La actividad neuronal durante el sueño REM es similar a la actividad neuronal durante la vigilia, pero el cuerpo está relajado y paralizado. La falta de GABA durante el sueño REM se ha relacionado con trastornos del sueño como el trastorno de comportamiento del sueño REM.
Los fármacos que aumentan la actividad del GABA en el cerebro se utilizan en el tratamiento de los trastornos del sueño. Estos fármacos se conocen como hipnóticos y se utilizan para inducir el sueño y mantenerlo a lo largo de la noche. Algunos ejemplos de fármacos hipnóticos son el zolpidem, el eszopiclona y el zaleplon.
Sin embargo, es importante destacar que el uso prolongado de los hipnóticos puede tener efectos secundarios adversos, como la dependencia y la tolerancia. Además, los hipnóticos pueden alterar la arquitectura del sueño y reducir la calidad del sueño. Por lo tanto, es importante abordar las causas subyacentes de los trastornos del sueño, como el estrés y la ansiedad, en lugar de tratar simplemente los síntomas con medicamentos.
Neuroquímica de la ansiedad: Entendiendo los Mecanismos Cerebrales Detrás del Trastorno
Bibliografía
- Cortés-Romero, C., Galindo, F., Galicia-Isasmendi, S. y Flores, A. (2011). GABA. ¿dualidad funcional? Transición durante el neurodesarrollo. Revista de Neurología, 52 (11), 665-675.
- Redolar, D. (2013). Neurociencia cognitiva. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
- Redolar, D. (2010). Fundamentos de psicobiología. Barcelona: Editorial UOC.
