Dołącz do czytelników
Brak wyników

Zapobieganie chorobom

30 października 2019

NR 5 (Październik 2019)

GABA – fascynujący aminokwas o wielorakim działaniu

328

Kwas gamma-aminomasłowy (GABA) jest aminokwasem wszechobecnym zarówno w świecie mikroorganizmów, roślin, jak i zwierząt [1, 2]. Mimo że pod względem chemicznym GABA jest aminokwasem, to ze względu na swoją budowę nie uczestniczy w syntezie białek. W zamian pełni wiele ważnych funkcji w organizmie, których wraz z rozwojem nauki odkrywa się coraz więcej [3]. GABA powstaje głównie z glutaminianu, w procesie dekarboksylacji z udziałem enzymu dekarboksylazy glutaminianu (GAD), chociaż szlaki syntezy w każdym z organizmów mogą być różne [4]. Aktywność enzymu jest zależna od fosforanu pirydoksalu, aktywnej formy witaminy B6 [5]. W procesie syntezy uczestniczą jeszcze takie aminokwasy, jak tauryna i arginina, których dostępność warunkuje efektywność tej reakcji [4]. U ludzi GABA jest przede wszystkim neuroprzekaźnikiem hamującym w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN), działając antagonistycznie do glutaminianu (z którego jest syntetyzowany) i katecholamin. GABA reguluje również pracę mięśni gładkich przewodu pokarmowego oraz układów oddechowego, współczulnego czy hormonalnego. Jego receptory odkryto również w komórkach układu odpornościowego (m.in. limfocytach T), co może świadczyć o jego udziale w reakcjach odpornościowych [6, 7].

POLECAMY

Działanie neurologiczne 

Receptory GABA-ergiczne w mózgu ze względu na swoją lokalizację odpowiadają za relaksację i prawidłowy sen, dlatego obniżone stężenie GABA może być związane z zaburzeniami, takimi jak lęk, bezsenność, depresja czy padaczka [8–13]. Receptory dla GABA zlokalizowane we wzgórzu odpowiadają za jakość i długość snu [13], dlatego leki na bezsenność opierają się na składnikach zwiększających aktywność tych receprotów [14]. 
Hamujące właściwości GABA stanowią główny mechanizm równoważący pobudzające działanie glutaminianu w ataku padaczki, dlatego obecnie większość stosowanych leków przeciwpadaczkowych działa poprzez wzmocnienie funkcji GABA [15]. 
Stany pobudzenia, takie jak lęki, agresja i panika, są związane z niedoborem GABA, który jest niezbędny do równoważenia nadmiaru neuroprzekaźników pobudzających [16, 17]. Odpowiedni poziom GABA ogranicza impulsywne zachowania w reakcji na stres i reguluje stężenie koryzolu, który wzrasta w sytuacjach stresowych i powoduje podwyższenie poziomu glukozy [18]. 

Regulacja hormonalna 

Kortyzol to tylko jeden z hormonów, w których regulacji bierze udział GABA. Kolejnym z nich jest hormon wzrostu, który odpowiada za metabolizm lipidów, a jego stymulacja ma duże znaczenie w przyroście masy mięśniowej [19]. W jednym z badań po pojedynczym podaniu dużych dawek GABA zaobserwowano znaczny wzrost poziomu hormonu wzrostu w osoczu [20]. GABA działa hamująco na sekrecję innych hormonów anabolicznych, takich jak testosteron oraz insulinopodobny czynnik wzrostu 1 (IGF-1). W komórkach beta wysp trzustkowych, odpowiedzialnych za wydzielanie insuliny, stwierdzono obecność GABA i enzymu GAD, co świadczy o tym, że GABA może być w nich syntetyzowany [4]. GABA przypisuje się również rolę w regulacji łaknienia. W ostatnich latach wykazano stymulujący wpływ GABA na podwzgórze, czego skutkiem jest zwiększenie apetytu. Można to zjawisko wytłumaczyć istnieniem neuronów GABA-ergicznych w jądrach podwzgórza odpowiedzialnych za regulację apetytu. W przeprowadzonych doświadczeniach na myszach odnotowano, że podczas głodówki dochodzi do wzrostu stężenia GABA w podwzgórzu, co – jak tłumaczą autorzy – może wynikać nie tyle ze wzrostu syntezy GABA, ale z zahamowania jego rozpadu [21, 22]. Być może jest to mechanizm obronny organizmu, który podczas głodówki „przechodzi na tryb oszczędzania”, aby utrzymać GABA w odpowiednim stężeniu.

Autoimmunizacja a GABA 

Jedyną dobrze udokumentowaną chorobą autoimmunizacyjną, u podłoża której leży upośledzenie funkcji GAD (enzymu katalizującego syntezę GABA z glutaminianu), jest zespół uogólnionej sztywności (SMS), charakteryzujący się postępującą sztywnością i skurczami mięśni. Pojawiają się doniesienia, że inne choroby autoimmunizacyjne mogą być również związane z niedoborem GABA [4]. W cukrzycy typu 1, którą charakteryzuje niszczenie komórek beta trzustki, wykrywa się głównie przeciwciała anty-GAD. Jednak ze względu na fakt, że cukrzyca typu 1 występuje dużo częściej niż SMS oraz rzadko odnotowuje się przypadki współwystępowania tych chorób, związek pomiędzy nimi wciąż pozostaje niewyjaśniony [4]. Co ciekawe, w badaniach na myszach z cukrzycą typu 2 wykazano, że suplementacja diety GABA może pomóc w przywróceniu prawidłowego stężenia glukozy na czczo i insulinowrażliwości u myszy na diecie wysokotłuszczowej. Po rozpoznaniu otyłości i cukrzycy typu 2 doustne leczenie GABA hamowało również wzrost masy ciała i stan zapalny. Działanie GABA poprzez oddziaływanie na ośrodek głodu i sytości w podwzgórzu wiąże się zatem ze zwiększaniem apetytu, a obwodowe w zależności od lokalizacji i rodzaju receptorów GABA może mieć działanie przeciwzapalne i korzystnie oddziaływać na gospodarkę węglowodanową. Badania nad przeciwcukrzycowym działaniem GABA dają wielkie nadzieje na możliwości leczenia różnych typów cukrzycy [23]. Trwają również badania mające na celu określenie wpływu GABA na kolagenowe zapalenie stawów, kontaktowe zapalenie skóry czy stwardnienie rozsiane. W jednym z badań nad stwardnieniem rozsianym zaobserwowano korzyści z podawania GABA, które przypisano aktywacji mechanizmów naprawczych neuronów i gleju oraz prawdopodobnemu działaniu GABA na układ odpornościowy [24, 25]. 
 

Sugeruje się również, że działanie suplementów, takich jak probiotyki czy GABA, na funkcje mózgu może pośrednio wynikać z ich wpływu na jelitowy układ nerwowy.


Stan zapalny jelita 

Receptory dla GABA odkryto na powierzchni błony śluzowej przewodu pokarmowego, co tłumaczy możliwy wpływ GABA na regulację wydzielania kwasu żołądkowego, opróżnianie żołądka, transport płynów i elektrolitów w jelicie oraz ich perystaltykę [26, 27]. W ostatnich latach funkcje GABA w obrębie przewodu pokarmowego zaczęto łączyć również z potencjalnym działaniem na układ odpornościowy. Wykazano, że agoniści GABA zmniejszają produkcję cytokin (TNF, Il-6, IL-12) oraz hamują proliferację limfocytów T, co może wskazywać na potencjalne przeciwzapalne działanie GABA [28, 29]. GABA jest jedną z substancji zaangażowanych w regulację aktywności komórek odpornościowych, ponieważ receptory GABA znaleziono na komórkach dendrytycznych, makrofagach i limfocytach T, z których wszystkie posiadają zdolność do produkcji GABA [30]. Chociaż niewiele badań dotyczyło możliwego działania GABA na zapalenie przewodu pokarmowego, to badanie przeprowadzone w 2011 r. wykazało, że podanie agonisty receptorów GABA szczurom poprawia obraz kliniczny błony śluzowej przewodu pokarmowego w badaniu histopatologicznym i endoskopowym w przebiegu nieswoistych zapaleń jelit (IBD). Taki efekt – 
jak sugerują autorzy – może świadczyć o tym, że GABA jest składnikiem redukującym stan zapalny ogólnoustrojowy, jak i jelitowy poprzez tzw. immunologiczny układ GABA-ergiczny. Niestety, nie zbadano tego mechanizmu i konieczne są dalsze badania w celu określenia roli GABA w IBD [31]. 

Mikrobiota jelitowa 

Badania nad wpływem GABA na stan zapalny w jelicie mogą w przyszłości wykazać współdziałanie między mikrobiotą jelitową, układem odpornościowym a jelitowym układem nerwowym. Zachwianie równowagi w obrębie mikrobioty jelitowej jest jednym z najczęściej wskazywanych zjawisk współtowarzyszących wspomnianym chorobom. Warto zauważyć, że mikroorganizmy jelitowe posiadają zdolność syntezy niektórych neuroprzekaźników. Ostatnie badania dostarczają również dowodów na wpływ mikrobioty jelitowej na stężenie GABA w jelitowym układzie nerwowym. Wykazano, że bakterie z rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium skutecznie zwiększały stężenie GABA, a spośród badanych gatunków najskuteczniejsze były Lactobacillus brevis i Bifidobacterium dentium [32–34]. 

Bariera krew – mózg (BBB)

Czy suplementacja diety probiotykami i samym GABA będzie skuteczna również u ludzi? Na to pytanie wciąż nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Istnieje szereg badań, w których nie udało się wykazać, że GABA przekracza BBB (blood brain barrier), co oznacza, że ten aminokwas musi być syntetyzowany w mózgu [35–38]. Istnieją również badania na modelach zwierzęcych, które wykazały zdolność GABA do przekraczania BBB [39–42], ale w tej chwili nie można ostatecznie wywnioskować, w jakim stopniu BBB jest przepuszczalna dla GABA u człowieka. Niejednoznaczne są również wyniki badań na grupach badanych chorujących na epilepsję i może to wynikać z faktu, że ilość GABA, która przekracza BBB, jest zbyt niska, aby mieć znaczenie kliniczne [43–45]. Co ciekawe, w jednym z badań na szczurach stwierdzono, że sama suplementacja diety GABA zwiększa poziom tego aminokwasu w mózgu o 33%, ale gdy GABA był podawany razem z L-argininą, stężenie GABA w mózgu wzrosło aż o 383% [42]. Autorzy sugerują, że tak duży wzrost GABA może wynikać ze zwiększenia stężenia tlenku azotu w efekcie podania L-argininy, co może wpłynąć na przepuszczalność BBB. Dodatkowo L-arginina jest jednym z aminokwasów towarzyszących syntezie GABA z glutaminianu, zatem może dodatkowo wspomagać szlak jego syntezy [46]. 
Sugeruje się również, że działanie suplementów, takich jak probiotyki czy GABA, na funkcje mózgu może pośrednio wynikać z ich wpływu na jelitowy układ nerwowy [47].
 

Do źródeł roślinnych GABA należą: warzywa krzyżowe, pomidory, szpinak, ziemniaki, bataty, grzyby, kasztany jadalne, warzywa strączkowe: soja, fasola i groch; zboża: gryka, owies, pszenica, jęczmień i ryż oraz zioła, m.in. męczennica, waleriana, dziurawiec.


Źródła GABA w żywności

Jak wspomniano, GABA jest aminokwasem wszechobecnym w świecie zwierząt, jak również roślin, dlatego wiele produktów spożywczych naturalnie zawiera GABA. Do źródeł roślinnych GABA należą: warzywa krzyżowe, pomidory, szpinak, ziemniaki, bataty, grzyby, kasztany jadalne, warzywa strączkowe: soja, fasola i groch; zboża: gryka, owies, pszenica, jęczmień i ryż oraz zioła, m.in. męczennica, waleriana, dziurawiec [48]. 
Przeprowadzono różne badania mające na celu określenie tych najlepszych źródeł GABA i okazało się, że należą do nich skiełkowane pełnoziarniste ziarna, takie jak jęczmień, żyto i ryż, czy fermentowane rośliny strączkowe, np. soja, fasola mung, czarna fasola oraz sezam [49, 50]. Wysoką zawartość GABA w niełuskanym ryżu czy otrębach pszenicy autorzy badań tłumaczą obecnością związków mineralnych pochodzących z łuski, wpływającą na efektywniejszą syntezę GABA [51, 52]. Warunki kiełkowania czy sposób gotowania są zależne od rodzaju ziarna, ale wskazuje się, że kiełkowanie w temperaturze 30–40°C 
było optymalne do zwiększenia aktywności GAD i produkcji GABA, a gotowanie na parze powoduje mniejsze straty GABA w niektórych roślinach strączkowych [53–55]. Dodatkowo wykorzystanie mikroorganizmów wytwarzających GABA oferuje potencjał do opracowania naturalnej żywności zawierającej GABA, jak fermentowane soja [56, 57], mleko [58, 59] czy herbata [60]. Mimo że nie...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • Roczną prenumeratę dwumiesięcznika Food Forum w wersji papierowej lub cyfrowej,
  • Nielimitowany dostęp do pełnego archiwum czasopisma,
  • Możliwość udziału w cyklicznych Konsultacjach Dietetycznych Online,
  • Specjalne dodatki do czasopisma: Food Forum CASEBOOK...
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy