GABAA受体

GABAA受体(又称作γ-氨基丁酸A型受体)是一种离子型受体,而且是一类配体门控型离子通道。此通道的内源性配体是一种被称为GABA的神经递质。GABA是中枢神经系统里的一种主要的递质,虽然GABA在神经递质的释放过程中产生的是抑制性效应,但GABA本身并非一种抑制性而是一种刺激性递质,因为GABA激活GABA受体的开放。在GABAA受体被激活后,可以选择性的让Cl-通过,引起神经元的超极化。这种超极化引起了神经信号传递抑制,因为降低了动作电位产生的成功率GABAA,在正常条件下产生的抑制性突触后电位的翻转电位是-75 mV,高于GABAB受体的-100 mV。

GABAA受体的活性位点可与GABA以及许多药物诸如蝇蕈醇、加波沙朵、荷包牡丹碱等结合。受体也包含许多异构调节,可间接调节受体活性,可调控异构位点的药物包括苯二氮䓬类、类苯二氮平类药物、巴比妥类药物、乙醇、神经甾体、吸入性麻醉剂、印防己毒素等。

药物导致GABAA受体对神经元活动的中度抑制可使患者消除焦虑感(抗焦虑作用),而更强的抑制作用则会产生全身麻醉。药物的严重过量鲜有出现,而产生的反应是延长麻醉时间,甚至出现死亡。

苯二氮䓬类位点

苯二氮䓬类药物可结合离子型GABAA受体蛋白复合物的靶点。苯二氮䓬类的靶点位置与内源性配体GABA的靶点位置不同,并非处于α和β亚基之间,而是一个特殊的苯二氮䓬靶点,这个靶点存在于含有α和γ亚基的受体中,位于α和γ亚基之间。大部分的GABAA受体(含有α1,α2,α3或α5亚基的受体)对于苯二氮䓬类药物敏感,但少数含有α4或者α6亚基的受体对传统1,4- 苯二氮䓬类药物无敏感性,对其他类型的GABA能药物例如神经甾体和乙醇却存在敏感性。GABAA受体与外周苯二氮䓬受体(又称作转位子蛋白)并无关系。
若一个GABAA受体对苯二氮䓬类药物敏感,该受体一定带有至少一个α 和一个γ亚基,使之形成苯二氮䓬靶点。一旦苯二氮䓬类药物与之靶点结合,可使GABAA受体固定于一种对GABA产生高亲和性的构型,该构型增加氯离子通道开放频率并以此让细胞膜超极化,加强了GABA对神经系统的抑制效应并引起镇静及抗焦虑效应。 不同的苯二氮䓬药物对GABAA受体有不同的亲和性,这种亲和性的不同是由受体的亚基不同所造成的。例如,与α1和/或α5亚基亲和力高的配体能产生更严重的镇静,共济失调和失忆症;对含有α2和/或α3亚基的受体产生更高亲和力的配体则会有更强的抗焦虑作用。抗惊厥效果可以由任意一种亚基组合的受体中产生,但现在的研究主要集中于α2亚基选择性激动剂的方向,因为这种药物产生的副作用较小,而传统药物则会产生镇静,失忆等副作用。
苯二氮䓬类药物在GABAA受体的结合位点与巴比妥类药物以及GABA的位点都不相同,因此产生迥异的药效。苯二氮䓬类会引起氯离子通道开放更加频繁,而巴比妥类则增加氯离子通道的开放时间 。因为两类药物的调节过程并不相同,两种调节可以同时发生,产生强效的协同作用,并可能使患者处于十分危险的境地。另外,某些GABAA受体激动剂(如蝇蕈醇和加波沙朵会与受体上GABA位点结合,产生与苯二氮䓬类药物相似却不完全相同的效应。

结构与功能

GABAA受体是由五个亚基组成的跨膜受体,五个亚基围绕形成离子通道。每个亚基包含四个跨膜域,N-和C-末端都在细胞外。GABAA受体存在于神经元的细胞膜上,大部分该受体处于突触后膜上,而某些受体的同源异构体也会出现在突触以外的地方。GABA是GABAA受体的内源性配体,结合时可使受体通道开放。当GABA与受体结合时,受体在细胞膜上发生构型改变,通道孔打开,氯阴离子可顺着电势和浓度梯度通过离子通道。由于大多数神经元上的氯离子的翻转电位在细胞膜静息电位附近,或略低于静息电位,GABAA受体的激活可以使静息电位更加稳定,甚至使细胞超极化,以至于弱化了激动性神经递质的去极化效果和产生动作电位的可能。因此,该受体主要发挥抑制性作用,减少神经元的活动。GABAA受体是离子型受体,开放速度快,因此在抑制性突触后电位的过程中属于早期效应。内源性苯二氮䓬类位点的配体是肌苷。
亚基
GABA受体是半胱氨酸环超家族的一员,半胱氨酸环超家族包含一些在进化上相关的并在结构上相似的配体门控离子通道如烟碱型乙酰胆碱受体、甘氨酸受体,5-HT3受体。GABAA受体包含许多同源异构体,不同的异构体决定了受体的配体亲和性,通道开放率,离子电导性等性质。
在人体中,包含以下亚基:
六种α亚基(GABRA1, GABRA2, GABRA3, GABRA4, GABRA5, GABRA6)
三种β亚基(GABRB1, GABRB2, GABRB3)
三种γ亚基(GABRG1, GABRG2, GABRG3)
一种δ亚基 (GABRD)
一种ε亚基(GABRE)
一种π亚基(GABRP)
一种θ亚基(GABRQ)
还有三种ρ亚基(GABRR1, GABRR2, GABRR3),但ρ亚基并不与上述的其他亚基结合,而是形成GABA-ρ受体的同寡聚体(曾被认为是GABAC受体)。 五个亚基会以不同的组合形成GABAA受体。形成GABA门控离子通道的要求是至少有一个α 亚基和一个β亚基,而大脑中GABAA受体最常见的构成是两个α亚基,两个β亚基和一个γ亚基形成的五聚体(α2β2γ)。
而两个GABA分别结合在GABAA受体的两个位点上,GABA位点位于α亚基和β亚基之间。

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