Language
Country/Area
No result found
Người tạo ra GABA: GAD đóng vai trò gì trong hệ thần kinh?
Trong hệ thần kinh con người, axit gamma-aminobutyric (GABA) là một chất dẫn truyền thần kinh quan trọng và glutamate decarboxylase (GAD) đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp nó. GAD có chức năng chuyển đổi glutamate thành GABA, một quá trình không chỉ liên quan đến các phản ứng hóa học mà còn ảnh hưởng sâu sắc đến chức năng của hệ thần kinh. Bài viết này sẽ khám phá cách GAD hoạt động như một chất sản xuất GABA và thảo luận về nhiều vai trò của nó trong hệ thần kinh.
GAD sử dụng pyridoxine phosphate (PLP) làm cofactor để khử carboxyl glutamate để tạo ra GABA và carbon dioxide.
Ở động vật có vú, GAD có hai dạng đồng phân chính là GAD67 và GAD65. Mặc dù hai loại protein này có trình tự gen rất giống nhau nhưng chức năng của chúng lại hoàn toàn khác nhau. GAD67 phân bố rộng rãi bên trong tế bào và liên tục cung cấp GABA cần thiết cho các chức năng dẫn truyền thần kinh không phải tế bào thần kinh, chẳng hạn như duy trì hoạt động của tế bào thần kinh và bảo vệ chống lại tổn thương thần kinh; trong khi GAD65 chủ yếu tổng hợp GABA ở các đầu dây thần kinh để hỗ trợ nhu cầu dẫn truyền thần kinh.
Ngoài ra, còn có sự khác biệt đáng kể trong cơ chế biểu hiện và điều hòa của GAD67 và GAD65.
GAD67 tổng hợp GABA trong ty thể để duy trì các chức năng cơ bản của tế bào, do đó nó cần phải hoạt động hầu như mọi lúc, trong khi GAD65 hoạt động khi cần thiết cho sự dẫn truyền thần kinh.
Trong não, cả hai dạng GAD đều có mặt ở tất cả các loại khớp thần kinh, bao gồm khớp thần kinh liên nhánh, thân tế bào sợi trục và khớp thần kinh sợi trục-nhánh. Người ta cho rằng GAD65 chiếm ưu thế trong hệ thống thị giác và thần kinh nội tiết, trong khi GAD67 có thể phổ biến hơn ở các tế bào thần kinh hoạt động liên tục.
Chức năng của GAD không chỉ giới hạn ở các quá trình sinh lý bình thường mà các biểu hiện bất thường của nó còn liên quan chặt chẽ đến sự phát triển của nhiều bệnh lý thần kinh tâm thần. Ví dụ, trong não của những người mắc chứng tự kỷ, biểu hiện GAD bị giảm đáng kể, điều này có thể liên quan đến sự phát triển bất thường của các bộ phận khác của hệ thần kinh.
Nhiều người mắc chứng tự kỷ có mức giảm khoảng 50% biểu hiện GAD trong não, đặc biệt là ở vỏ não thái dương và tiểu não.
Trong nghiên cứu liên quan đến bệnh tiểu đường, GAD67 và GAD65 là mục tiêu tiềm năng để tạo ra khả năng dung nạp miễn dịch nhằm ngăn ngừa bệnh tiểu đường loại 1. Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tiêm GAD65 có thể ngăn ngừa hiệu quả bệnh tiểu đường loại 1 ở chuột và các thử nghiệm lâm sàng đã chỉ ra rằng tiêm GAD65 có thể duy trì một số quá trình sản xuất insulin ở những bệnh nhân này.
Kháng thể chống lại GAD cũng được tìm thấy trong các rối loạn thần kinh khác, chẳng hạn như hội chứng người cứng (SPS) và bệnh tâm thần phân liệt. Ở bệnh nhân SPS, nồng độ kháng thể anti-GAD cao cho thấy chức năng của enzyme này bị suy yếu, đây có thể là dấu hiệu bệnh lý tiềm ẩn của bệnh.
Trong não của bệnh nhân tâm thần phân liệt, sự biểu hiện giảm của GAD67 có liên quan chặt chẽ đến suy giảm chức năng nhận thức.
Ngoài ra, GAD còn liên quan chặt chẽ đến việc nghiên cứu bệnh Parkinson và bệnh tiểu não. Một nghiên cứu cho thấy việc tiêm GAD vào vùng dưới đồi của bệnh nhân thông qua một loại vi-rút cụ thể có thể cải thiện đáng kể tình trạng bệnh.
Điều đáng chú ý là sự tồn tại của GAD không chỉ giới hạn ở động vật có vú mà loại enzyme này cũng được tìm thấy ở các sinh vật khác. Ví dụ, ở thực vật, GAD tham gia vào quá trình phản ứng với căng thẳng phi sinh học bằng cách điều chỉnh nồng độ canxi nội bào để báo hiệu những thay đổi trong môi trường bên ngoài. Chức năng này làm nổi bật sự đa dạng sinh học và tầm quan trọng của GAD.
Khi nghiên cứu về GAD và vai trò của nó trong hệ thần kinh tiếp tục, cộng đồng khoa học ngày càng hiểu biết sâu sắc hơn về loại enzyme này. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tiết lộ thêm mối liên hệ giữa GAD và các bệnh khác và đưa ra ý tưởng mới cho việc phát triển các phương pháp điều trị liên quan. Bằng cách hiểu được vai trò của GAD, chúng ta có thể tìm ra nhiều câu trả lời hơn về sức khỏe thần kinh và cải thiện cách điều trị bệnh không?
