γ-aminoboterzuur

Het γ-aminoboterzuur C4H9NO2, dat eigenlijk 4-aminoboterzuur wordt genoemd, is een van de aminozuren die niet in eiwitten voorkomen. Het dient als een belangrijke remmende neurotransmitter en vindt zijn belangrijkste toepassing in het centrale zenuwstelsel van het menselijk lichaam.

Naamsverklaring

De naam van de γ-aminoboterzuur beschrijft drie typische kenmerken van deze verbinding. Ten eerste geeft de naam boterzuur aan dat de neurotransmitter behoort tot de categorie van de butaanzuren, die hun banale naam danken aan hun geur van braaksel of ranzige boter. Het voorvoegsel amino geeft aan dat de verbinding een aminogroep bevat en dus is gesynthetiseerd uit een amine. De aanduiding y geeft aan dat de aminogroep zich bevindt op het derde koolstofatoom, gezien vanuit de carboxylgroep.

Biosynthese

Het γ-aminoboterzuur wordt geproduceerd in de eilandjes van Langerhans in de alvleesklier. Met behulp van het enzym glutamaat-decarboxylase (GAD) wordt een CO2-groep afgesplitst van een glutamaatmolecuul (C5H9NO4). Een waterstofatoom wordt dan verwijderd uit de positief geladen aminegroep en vastgemaakt aan de negatief geladen carboxylgroep, waardoor een evenwichtig y-aminobutaanzuurmolecuul ontstaat. Dit proces vindt automatisch om de vier uur plaats in het lichaam, maar indien nodig wordt ook de productie van boterzuur opgevoerd.

Toepassingen in het lichaam

Er zijn verschillende belangrijke functies die door γ-aminoboterzuur worden vervuld. Ten eerste werkt het als een remmer in het centrale zenuwstelsel. Wanneer 4-aminoboterzuur zich aan specifieke receptoren hecht, geeft het een signaal aan het lichaam dat bepaalde hormonen niet of in verminderde hoeveelheden worden vrijgegeven. Dit beïnvloedt het gedrag van een persoon die verlegen, gereserveerd en introvert wordt wanneer er een overmaat aan γ-aminoboterzuur is. Tegelijkertijd beïnvloedt de concentratie van γ-aminoboterzuur in de alvleesklier de afgifte van glucagon, waardoor de bloedsuikerspiegel stijgt. Het zuur remt de productie van glucagon, waardoor de bloedsuikerconcentratie daalt.

Eine weitere wichtige Rolle spielt die γ-Aminobuttersäure beim Abbau von Alkohol. Von der Bauchspeicheldrüse wird die Säure dabei teilweise in die Gliazellen transportiert und dort durch das Enzym GABA-Transaminase in das für den Citratzyklus wichtige Succinat-Semialdehyd aufgespalten.

De laatste hoofdfunctie van γ-aminoboterzuur is bijzonder belangrijk in het foetale stadium van de mens, aangezien onderzoekers hebben vastgesteld dat 4-aminoboterzuur in deze periode de opbouw van synapsen en de onderlinge verbinding van neuronale paden bevordert en dus een belangrijk bestanddeel is voor de vorming van de hersenen.

Onderzoeksbenaderingen

Wegens de remmende werking ervan wordt onderzocht of γ-aminoboterzuur mogelijk een rol speelt bij diabetes. Tot dusver is bekend dat hoge glucoseconcentraties in het lichaam het aantal receptoren voor boterzuur doen toenemen, waardoor ook de relatieve afgifte van γ-aminoboterzuur toeneemt. Daarom wordt onderzocht of de verhoogde productie van het zuur in het lichaam andere factoren, zoals de productie van insuline, beïnvloedt en zo het ontstaan van diabetes kan bevorderen.

Een andere onderzoeksbenadering kan worden gevonden in hersenonderzoek. Vanwege de rol die het speelt bij de vorming van zenuwbanen in foetussen, onderzoeken sommige wetenschappers of de kunstmatige synthese en toediening van γ-aminoboterzuur samen met andere factoren mogelijk kan leiden tot de vorming van nieuwe synapsen en neuronale verbindingen bij patiënten die onder meer lijden aan de ziekte van Alzheimer. Indien de experimenten slagen, zou dit een eerste benadering zijn om deze ziekte te genezen en tegelijk mogelijkheden openen om verdere neuronale schade of tekenen van aftakeling te herstellen.