Glutamic acid decarboxylase (GAD) là một enzyme chủ chốt chịu trách nhiệm xúc tác quá trình chuyển đổi axit glutamic thành axit gamma-aminobutyric (GABA), đóng vai trò quan trọng trong quá trình tâm trạng và trí nhớ. Là một chất dẫn truyền thần kinh ức chế chính, chức năng của GABA rất quan trọng đối với sức khỏe của hệ thần kinh.
Ở động vật có vú, GAD được chia thành hai dạng đồng phân là GAD65 và GAD67, được biểu hiện trong não và hoạt động cùng nhau trong các môi trường khác nhau để duy trì nguồn cung cấp GABA bình thường.
Cả hai dạng đồng phân của GAD đều là cấu trúc đồng nhất với nhiều miền quan trọng, bao gồm miền liên kết PLP và miền đầu cuối C và đầu cuối N. Quá trình xúc tác của GAD liên quan đến liên kết chéo với PLP, điều này rất quan trọng đối với sự ổn định về mặt cảm xúc. Khi cấu trúc của GAD thay đổi, nó sẽ ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp GABA, từ đó ảnh hưởng đến trạng thái cảm xúc của chúng ta.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc giảm thiểu GAD là rất quan trọng để duy trì chức năng của nó và bất kỳ đột biến nào cản trở sự liên kết bình thường của nó đều có thể liên quan đến rối loạn tâm thần, chẳng hạn như tâm thần phân liệt.
Điều tiết cảm xúc có liên quan trực tiếp đến mức GABA. Khi hoạt động của GAD không đủ hoặc biểu hiện của nó bị ức chế, nó sẽ làm giảm mức GABA, điều này có thể dẫn đến các vấn đề về cảm xúc như lo lắng và trầm cảm. Ngược lại, chức năng GAD hoạt động quá mức cũng có thể dẫn đến ức chế và trầm cảm quá mức.
Trong quá trình hình thành trí nhớ, GABA rất quan trọng để giảm sự kích thích thần kinh và thúc đẩy quá trình lọc và mã hóa thông tin. Đặc biệt trong quá trình học kiến thức mới, việc giảm biểu hiện GAD được cho là dẫn đến suy giảm trí nhớ làm việc.
Một nghiên cứu cho thấy biểu hiện GAD67 giảm đáng kể ở bệnh nhân tâm thần phân liệt, bệnh này có liên quan mật thiết đến sự suy giảm trí nhớ và chức năng nhận thức.
Các bệnh về não như tự kỷ, tiểu đường tự miễn và tâm thần phân liệt đều liên quan đến biểu hiện bất thường của GAD. Trong não của bệnh nhân mắc chứng tự kỷ, biểu hiện của GAD giảm đáng kể, điều này càng khẳng định tầm quan trọng của GAD trong việc điều chỉnh cảm xúc và hành vi.
Ví dụ, các nghiên cứu trên bệnh nhân mắc chứng tự kỷ đã phát hiện ra rằng biểu hiện của GAD65 và GAD67 giảm 30%-50% ở vỏ não và tiểu não.
Nghiên cứu chuyên sâu về GAD có thể tiết lộ nhiều bí mật hơn về cảm xúc và trí nhớ, đặc biệt là cách điều trị rối loạn tâm trạng và các bệnh thần kinh khác bằng cách điều chỉnh hoạt động của GAD. Các nhà khoa học mong muốn phát triển các phương pháp điều trị mới để điều chỉnh chức năng của enzyme chủ chốt này.
Bạn đã bao giờ nghĩ rằng sự thay đổi tâm trạng của mình có thể liên quan chặt chẽ đến mức độ hoạt động GAD của bạn chưa?