زيرواحدهاي گيرنده‌‌هاي گاما ‌آمينو بوتيريك اسيد و نقش آن‌ها در اختلالات عصبي

Subunits of Gamma-Aminobutyric Acid Receptors and their Roles in Neuropsychological Disorders

مقدمه: گاما ‌آمينو بوتيريك اسيد (GABA) مهم‌ترين انتقال دهندۀ عصبی مهاری در سيستم عصبی مركزی است و نقش مهمی در هماهنگی شبكه‌های عصبی موضعی و عملكرد نواحی مغزی ايفا می‌كند. انتقال دهندۀ عصبی GABA در مغز توسط مسير متابوليكی خاصی به نام‘GABA shunt’ ساخته می‌شود و نمی‌تواند از سد خونی- مغزی عبور كند. GABA دارای سه نوع گيرندۀ GABAA، GABAB و GABAC می‌باشد كه به ‌طور‌ كلی در دو گروه يونوتروپيك و متابوتروپيك دسته‌بندی می‌شوند. گيرنده‌های GABAA و GABAC از نوع گيرنده‌های يونوتروپيك هستند كه به صورت كانال يونی دريچه‌دار وابسته به ليگاند عمل می‌كنند. با اتصال ليگاند به اين گيرنده‌ها، يون كلر وارد سلول عصبی می‌شود، پتانسيل غشای سلول را منفی‌تر می‌كند و در نتيجه مانع از ايجاد پتانسيل عمل جديد می‌شود. گيرنده‌های GABAA به صورت هتروپنتامری از هشت نوع زير واحد α، β، γ، δ، ε، θ، π و ρ هستند كه بعضی از زيرواحدها نيز بيش از يك ايزوفرم دارند. بيان زير واحدهای α1، β2 و γ2 در گيرندۀ GABAA در مغز بيشترين فراوانی را دارد. گيرنده‌های GABAC فقط از زيرواحدهای ρ تشكيل شده‌اند. گيرنده‌های متابوتروپيك GABAB از نوع گيرنده‌های جفت شونده با G- پروتئين هستند و از طريق پيامبر ثانويه باعث كاهش ورود كلسيم به داخل سلول، افزايش خروج پتاسيم و يا كاهش سطح آدنوزين مونوفسفات حلقوی می‌‌شوند. گيرنده‌های GABAB به صورت هترودايمری از دو زير واحد GABAB1 و GABAB2 می‌باشند. تغييرات بيان گيرندۀ GABA با تركيب زيرواحدی خاصی در نواحی مختلف مغز می‌تواند سبب ايجاد اختلالات عصبی مانند اسكيزوفرنی، صرع، اضطراب، اختلال خواب و اوتيسم ‌شود. نتيجه‌گيری: با شناخت تنوع ساختار زيرواحدی گيرنده‌های GABA در نواحی مختلف مغز، می‌توان درمان مؤثرتری را برای بيماری‌های عصبی مختلف ارائه نمود.

Introduction: Gamma-aminobutyric acid (GABA), the main inhibitory neurotransmitter in the central nervous system, plays a pivotal role in synchronization of local neural networks and coupling of brain regions functions. GABA is synthesized in the brain by a metabolic pathway known as ‘GABA shunt’ as it does not cross the blood-brain barrier. There are three types of GABA receptors named GABAA, GABAB and GABAC, which in turn are divided into two classes of ionotropic and metabotropic receptors. Ionotropic receptors of GABA including GABAA and GABAC receptors are ligand-gated ion channels, permit influx of chloride ion into neurons after activation, hyperpolarize membrane potential, and subsequently inhibit firing of new action potentials. GABAA receptors are heteropentameres of eight subunits including α, β, γ, δ, ε, θ, π and ρ, which some subunits have more than one isoform. Expression of α1, β2, γ2 subunits of the GABAA receptors in the brain is dominant. GABAC receptors only consist of ρ subunits. GABAB metabotropic receptors belong to G-protein coupled receptors, which via second messengers abolish calcium influx, increase potassium efflux, and decrease cAMP level in neurons. GABAB receptors are heterodimers of GABAB1 and GABAB2 subunits. Changes in expression of GABA receptors in different brain regions may cause some neuropsychological disorders, including schizophrenia, epilepsy, anxiety, sleep disorder and autism spectrum disorders. Conclusion: With knowledge of diversities in subunit structure of GABA receptors in different brain areas, it is possible to treat neural disorders more effectively.