γ-Aminobuttersäure – Herkunft und Funktionalität

By | 7. April 2012

Die γ-Aminobuttersäure C4H9NO2, eigentlich 4-Aminobutansäure genannt, zählt zu den nicht in Proteinen vorkommenden Aminosäuren. Sie dient als wichtiger inhibitorischer Neurotransmitter und findet ihre Hauptanwendung im zentralen Nervensystem des menschlichen Körpers.

Namenserklärung

Der Name der γ-Aminobuttersäure beschreibt drei für diese Verbindung typische Charakteristika. Als Erstes sagt die Bezeichnung Buttersäure aus, dass der Neurotransmitter zur Kategorie der Butansäuren gehört, die ihren Trivial-Namen ihrem Geruch nach Erbrochenem oder ranziger Butter verdanken. Die Vorsilbe Amino zeigt an, dass die Verbindung eine Aminogruppe enthält und damit aus einem Amin synthetisiert wurde. Durch die Kennzeichnung y wird angegeben, dass sich die Aminogruppe von der Carboxygruppe aus gesehen am dritten Kohlenstoffatom befindet.

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Biosynthese

Die γ-Aminobuttersäure wird in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse produziert. Mit Hilfe des Enzyms Glutamat-Decarboxylase (GAD) wird dabei von einem Glutamat-Molekül (C5H9NO4) eine CO2-Gruppe abgespalten. Von der positiv geladenen Amingruppe wird danach ein Wasserstoff-Atom entfernt und der negativ geladenen Carboxylgruppe angehängt, wodurch ein ausgeglichenes y-Aminobutansäure-Molekül entsteht. Dieser Vorgang läuft im Körper automatisch alle vier Stunden ab, bei Bedarf wird die Produktion der Buttersäure allerdings auch erhöht durchgeführt.

Anwendungen im Körper

Es gibt verschiedene, wichtige Funktionen, die von der γ-Aminobuttersäure übernommen werden. Zum einen dient sie im zentralen Nervensystem als Inhibitor. Wenn sie sich an spezifische Rezeptoren setzt, signalisiert die 4-Aminobutansäure dem Körper, dass bestimmte Hormone nicht oder nur vermindert ausgeschüttet werden. Das wirkt sich auf das Verhalten eines Menschen aus, der bei einem Überschuss an γ-Aminobuttersäure schüchtern, zurückhaltend und introvertiert wird. Gleichzeitig wirkt die Konzentration von γ-Aminobuttersäure in der Bauchspeicheldrüse sich auf die Ausschüttung von Glucagon aus, durch das der Blutzuckerspiegel erhöht wird. Durch die Säure wird die Produktion des Glucagon gehemmt, wodurch die Konzentration des Bluzuckers sich verringert.

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.

Die letzte Hauptfunktion der γ-Aminobuttersäure ist vor allem im Fötus-Stadium eines Menschen wichtig, da Forscher herausgefunden haben, dass die 4-Aminobutansäure in diesem Zeitraum das Aufbauen von Synapsen und das Vernetzen von neuronalen Bahnen fördert und somit ein wichtiger Bestandteil zur Ausbildung des Gehirns ist.

Forschungsansätze

Aufgrund seiner hemmenden Wirkungen wird untersucht, ob die γ-Aminobuttersäure ein möglicher Faktor bei einer Diabetes-Erkrankung spielt. Bisher bekannt ist, dass hohe Glucose-Konzentrationen im Körper die Anzahl von Rezeptoren für die Buttersäure erhöhen, wodurch die relative Ausschüttung an γ-Aminobuttersäure ebenfalls erhöht wird. Darum wird untersucht, ob die erhöhte Produktion der Säure im Körper andere Faktoren wie die Produktion von Insulin beeinflusst und dadurch den Ausbruch einer Diabetes fördern kann.

Ein anderer Forschungsansatz ist in der Gehirnforschung zu finden. Wegen seiner Rolle beim Ausbilden von Nervenbahnen bei Föten untersuchen einige Wissenschaftler, ob die künstliche Synthese und Verabreichung von γ-Aminobuttersäure zusammen mit anderen Faktoren unter anderem bei Patienten, die unter Alzheimer leiden, eventuell zur Ausbildung neuer Synapsen und neuronaler Verbindungen führen könnte. Wenn die Versuche erfolgreich verlaufen würden, wäre das ein erster Ansatz, um diese Krankheit zu kurieren und würde gleichzeitig Möglichkeiten eröffnen, weitere neuronale Beschädigungen oder Verfallserscheinungen zu reparieren.

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