GABA-Rezeptoren sind ligandengesteuerte Ionenkanäle der postsynaptischen Membran, welche durch den Neurotransmitter gamma-Aminobuttersäure (GABA) aktiviert bzw. geöffnet werden können.

Es gibt mehrere Typen von GABA-Rezeptoren, die wohl bekanntesten sind der GABAA-Rezeptor und der GABAB-Rezeptor.

GABAA-Rezeptor

Funktion

Dieser hauptsächlich im Gehirn und Rückenmark verbreitete Rezeptor ist ein chemisch gesteuerter Ionenkanal, der für Chlorid- und Hydrogencarbonat-Ionen permeabel ist. Durch den Einstrom dieser negativ geladenen Ionen entsteht eine Hyperpolarisierung in der postsynaptischen Membran und damit ein IPSP. Werden GABA-Rezeptoren aktiviert, hat das meistens eine inhibitorische (hemmende) Funktion. So wirken GABA-Rezeptoren beispielsweise an der Aufrechterhaltung des Schlafs mit oder spielen eine wichtige Rolle bei der Wirkung von Beruhigungsmitteln.

Laut engl. Wikipedia gibt es auch GABAA-Rezeptoren, die zu einem EPSP führen können:

"There have been numerous reports of excitatory GABAA receptors. According to the excitatory GABA theory, this phenomenon is due to increased intracellular concentration of Cl¯ ions either during development of the nervous system or in certain cell populations"[1].

Zellen, die eine hohe intrazelluläre Konzentration an Chlorid-Ionen enthalten, können also eine Depolarisierung ausbilden, wenn die GABA-Rezeptoren aktiviert werden, weil ja dann Chlorid-Ionen nicht einströmen, sondern im Gegenteil ausströmen.

Aufbau

In der Wikipedia findet sich ein sehr schönes public-domain-Bild, das den Aufbau eines GABAA-Rezeptors anschaulich darstellt:

Wie man leicht erkennen kann, besteht der GABAA-Rezeptor aus fünf Untereinheiten, die drei verschiedenen Typen angehören: Zwei alpha-Untereinheiten, zwei beta-Untereinheiten und eine gamma-Untereinheit.

Als ob das noch nicht genug wäre, existieren von jeder Untereinheit auch noch verschiedene Subtypen. Von der alpha-Untereinheit gibt es sechs verschiedene Typen, von der beta-Untereinheit drei Typen und von der gamma-Untereinheit auch drei Typen. Es gibt also - zumindest theoretisch - eine ganze Vielzahl verschiedener GABAA-Rezeptoren in den Zellmembranen.

Die Bindungsstelle für den Neurotransmitter GABA ist in der Abbildung 1 gut zu sehen, sozusagen genau oben im Zentrum des Rezeptors. Aber, wie es so Proteine oft an sich haben, gibt es nicht nur ein "aktives Zentrum", sondern auch noch mehrere allosterische Zentren in dem GABA-Rezeptor. In diese allosterischen Zentren können sich verschiedene Wirkstoffe einlagern, welche die Aktivität des GABA-Rezeptors beeinflussen.

Benzodiazepin beispielsweise lagert sich zwischen den alpha- und gamma-Untereinheiten in den Rezeptor ein und verstärkt die Wirkung von GABA. Auch Ethanol und Propofol haben einen verstärkenden Effekt auf den GABA-Rezeptor.

GABAB-Rezeptor

Dieser Rezeptor ist kein chemisch gesteuerter Ionenkanal, sondern aktiviert ein G-Protein, welches dann seinerseits Kalium-Kanäle öffnet, so dass Kalium-Ionen ausströmen und ein IPSP von -100 mV verursachen können, was wesentlich stärker ist als das durch einen GABAA-Rezeptor verursachte IPSP[1]. Außerdem bewirkt ein aktiver GABAB-Rezeptor, dass sich chemisch gesteuerte Calcium-Kanäle schließen, so dass keine Calcium-Ionen mehr in die Zelle einströmen und so das IPSP abschwächen können.

Quellen:

  1. Engl. Wikipedia, Artikel "GABA receptor", aufgerufen am 30.07.2019