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Ácido γ-aminobutírico
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Ácido gamma-aminobutírico
Fórmula estructural simplificada
C=negro, H=blanco, O=rojo, N=azul
Nombre IUPAC
Ácido 4-aminobutanoico
General
Fórmulasemidesarrollada C4H9NO2
Fórmulamolecular ?
Identificadores
Número CAS 56-12-21
Número RTECS ES6300000
ChEBI 16865

ChEMBL CHEMBL96
ChemSpider 116
DrugBank DB02530
PubChem 119
UNII 2ACZ6IPC6I
KEGG D00058
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SMILES
mostrar
InChI
Propiedades físicas
Apariencia Polvo blanco cristalino
Densidad 1110 kg/m³;1,11 g/cm³
Masa molar 103.120 g/mol
Punto de fusión 203,7 °C (477 K)
Punto de ebullición 247,9 °C (521 K)
Propiedades químicas
Acidez 4.23 (carboxyl),10.43(amino)2
pKa

Solubilidad en agua 130 g/100 mL
log P −3.17
Riesgos
Riesgosprincipales Irritante,dañino
LD50 12,680 mg/kg(ratón,oral)
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 ℃y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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El ácido γ-aminobutírico (GABA) es un aminoácido no proteico que se
encuentra presente ampliamente en microorganismos, plantas y animales. Es
el principal neurotransmisor inhibidor en el sistema nervioso central (SNC)
de mamíferos.34
Desempeña el papel principal en la reducción de excitabilidad neuronal a lo
largo del sistema nervioso. En humanos, GABA es directamente responsable
de la regulación del tono muscular y en aves migratorias de su hiperactividad
nocturna y disminución del tiempo dedicado al sueño.45
A pesar de que, en términos químicos, es un aminoácido, en las comunidades
científica y médica rara vez se refieren a GABA como tal debido a que el
término "aminoácido" por convención se refiere a los α aminoácidos y GABA no
lo es. Además no se considera como parte de alguna proteína.
En la diplejía espástica en humanos desde temprana edad, la absorción de
GABA se ve afectada de forma negativa por los nervios dañados por la lesión
en las neuronas superiores motoras propias de la condición lo cual lleva a
desarrollar hipertonía muscular señalizada por aquellos nervios que son
incapaces de absorber GABA.
Índice
 1Historia
 2Estructura
 3Biosíntesis
 4Catabolismo
 5Función
o 5.1Neurotransmisor
 5.1.1Receptor
o 5.2Desarrollo cerebral

o 5.3Más allá del sistema nervioso
 6Farmacología
 7Medicamentos GABAérgicos
 8GABA como suplemento
 9En plantas
 10Referencias
 11Enlaces externos
Historia[editar]
El ácido γ-aminobutírico fue sintetizado por primera vez en 1883, y fue
conocido originalmente únicamente como producto metabólico de plantas y
microorganismos. En 1950, sin embargo, se descubrió que GABA era una parte
integral del sistema nervioso central.6
El GABA natural fue descubierto el año 1949 en el tejido de la patata.3
En el año 1950, se encontró en el cerebro de mamíferos por el Dr. Jorge
Awapara et al, y por Roberts y Frankel. Estos últimos descubrieron que el
GABA se producía a partir del glutamato.4
En los años 1970, se descubrió que el GABA está involucrado en
la esporulación de Neurospora crassa y Bacillus megaterium.3
A fines de los años 1990, se descubrió que el GABA confiere resistencia
al pH ácido a bacterias como E. coli, Lactococcus lactis, Listeria
monocytogenes, Mycobacterium y Clostridium perfringens.3
Estructura[editar]
GABA se encuentra principalmente como ion dipolar o zwitterion, esto es, con
un grupo carboxilo desprotonado y el grupo amino protonado. Su conformación
depende de su entorno. En el estado gaseoso, una conformación altamente
plegada es fuertemente favorecida debido a la atracción electrostática entre
ambos grupos funcionales. Su estabilización es aproximadamente 50 kcal/mol,
de acuerdo a cálculos de química cuántica. En su estado sólido, se favorece
una conformación más extendida, con una conformación trans en el grupo
amino terminal y una conformación gauche en el grupo carboxilo terminal. Esto
se debe a las interacciones de su forma plegada con las moléculas vecinas. En
solución, se encuentran cinco conformaciones distintas, algunas plegadas y
otras extendidas, como resultado de los efectos de solvatación. La flexibilidad
conformacional de GABA es importante para su función biológica, puesto que
se ha encontrado unido a diferentes receptores con diferentes conformaciones.
Muchos análogos de GABA con aplicaciones farmacéuticas tienen estructuras
más rígidas para poder controlar la unión a receptores de mejor manera.78
Biosíntesis[editar]
El GABA endógeno no penetra la barrera hematoencefálica; es sintetizado en
el cerebro a partir del glutamato mediante la enzima ácido glutámico
descarboxilasa (GAD) y el piridoxal fosfato (una forma activa de la vitamina B6)
como cofactor. GABA se transforma de nuevo en glutamato mediante una ruta
metabólica llamada GABA shunt. Este proceso convierte el glutamato, el

neurotransmisor excitatorio principal, en el neurotransmisor inhibidor principal
(GABA).910
Catabolismo[editar]
La enzima GABA transaminasa cataliza la conversión del ácido 4-
aminobutanóico (GABA) y el 2-oxoglutarato (α cetoglutarato) en semialdehído
succínico y glutamato. El semialdehído succino es posteriormente oxidado
en ácido succínico mediante acción de la enzima AKR7A2 y como tal entre
el ciclo de Krebs como fuente de energía.11
Función[editar]
Neurotransmisor[editar]
En vertebrados, el GABA actúa en las sinapsis inhibidoras
del cerebro uniéndose a receptores transmembranales específicos en
la membrana plasmática tanto de los procesos presinápticos como
postsinápticos. Esta unión provoca la apertura de canales iónicos que permiten
el flujo tanto de iones cloruro hacia dentro como el flujo de cationes
de potasio hacia fuera. Esto resulta en un cambio negativo en el potencial
transmembranal, generalmente provocando una hiperpolarización.
Receptor[editar]
Se conocen dos clases principales de receptores GABA:
 el GABAA, en el que el receptor forma parte de un complejo de canal iónico
regulado por ligando, y
 el receptor metabotrópico GABAB los cuales son receptores acoplados a
proteínas G que abren o cierran los canales iónicos por medio de proteínas
G intermediarias.
o GABBR2

La producción, liberación, acción y degradación de GABA en una sinapsis GABAérgica
Las neuronas que producen y secretan GABA son conocidas como neuronas
GABAérgicas, y tienen principalmente funciones de inhibición en los receptores
de vertebrados adultos. Las células espinosas medias (MDC por sus siglas en
inglés) son el típico ejemplo de células GABAérgicas inhibidoras del SNC. En
cambio, GABA tiene funciones tanto inhibidoras como excitatorias en insectos,
mediando la activación muscular en las sinapsis entre los nervios y las células
musculares, y también en la estimulación de ciertas glándulas.12 En mamíferos,
algunas neuronas GABAérgicas, tales como las neuronas candelabro, son
también capaces de excitar sus contrapartes glutamaérgicas.13
Los receptores de GABAA son canales de cloruro activados por la unión
a ligando; esto es, permiten el paso a través de la membrana de
iones cloruro una vez activados por la unión a GABA. El que este flujo sea
excitatorio/despolarizante (hacer la diferencia de potencial (voltaje) menos
negativa), shunting (no tiene efecto alguno en la membrana) o
inhibitorio/hiperpolarizante (hacer la diferencia de potencial más negativa)
depende en la dirección del flujo de los iones cloruro. Cuando el flujo neto de
iones cloruro es hacia el exterior, GABA cumple su función
excitatoria/despolarizante. Cuando el flujo neto es hacia el interior de la célula,
GABA funge como inhibidor/hiperpolarizante. Cuando el flujo neto
del cloruro es cercano a cero, la acción de GABA se conoce como shunting.
Este tipo de inhibición shunting no tiene efecto directo en el potencial de la

membrana de la célula; sin embargo, minimiza el efecto de cualquier estímulo
sináptico simultáneo al reducir la resistencia eléctrica de la membrana celular
(en esencia, equivalente a la ley de Ohm). Un interruptor en la maquinaria
molecular que controla la concentración de cloruro, y por lo tanto la dirección
del flujo iónico, es responsable de los cambios en la función de GABA entre las
etapas neonatal y adulta. Esto es que el papel que desempeña GABA cambia
de excitatorio a inhibidor conforme el cerebro se desarrolla hacia la adultez.14
Desarrollo cerebral[editar]
Aunque GABA es un neurotransmisor inhibitorio en el cerebro maduro, sus
funciones son principalmente excitatorias en el cerebro en desarrollo.1415 El
gradiente de cloruro se invierte en las neuronas inmaduras y su potencial
inverso es mayor que el potencial de membrana en reposo; por lo tanto, la
activación de los receptores de GABAA provoca un flujo de salida de la célula
de iones cloruro (una corriente despolarizante). El gradiente diferencial de
cloruro en las neuronas inmaduras se debe principalmente a las altas
concentraciones de cotransportadores de NKCC1 respecto a los
cotransportadores de KCC2 en las células inmaduras. GABA es parcialmente
responsable por sí mismo de orquestar la maduración de bombas iónicas.16 Las
interneuronas GABAérigicas maduran más rápido en el hipocampo y la
maquinaria de señalización de GABA aparece en una etapa más temprana que
la transmisión glutamaérgica. Por lo tanto, GABA es el neurotransmisor
excitatorio más importante en muchas regiones del cerebro durante la
maduración de las sinapsis glutamaérgicas. No obstante, se ha cuestionado
esta teoría basándose en evidencia que muestra que en rebanadas de cerebro
de ratones incubadas en líquido cefalorraquídeo artificial (modificado de tal
forma que toma en cuenta la composición normal del entorno neuronal de crías
que aún no han sido destetadas al añadir una fuente de energía diferente de
la glucosa, el ácido betahidroxibutírico) la función de GABA cambia de
excitatoria o inhibidora.17
Este efecto se repitió en las rebanadas de cerebro al añadir otras fuentes de
energía en el medio suplementado con glucosa, como piruvato y lactato.18
Investigaciones posteriores del metabolismo del piruvato19 y el lactato20
demostraron que los resultados originales no se debieron a las cuestiones
relacionadas con las fuentes de energía sino a cambios en el pH como
resultado de las acciones de los sustratos como ácidos débiles. Estos
argumentos fueron refutados posteriormente sobre la base de otros hallazgos21
22 que demostraban que cambios en el pH aún mayores a los provocados por
las fuentes de energía no afectaban al cambio en las funciones de GABA
descrito en la presencia líquido cefalorraquídeo artificial suplementado con
otras fuentes de energía y que el modo de acción del ácido betahidroxibutírico,
el piruvato y lactato (evaluado por las mediciones del consumo de NAD(P)H
y oxígeno) estaba relacionado con el metabolismo de estos.23
En las etapas de desarrollo que preceden a la formación de contactos
sinápticos, GABA es sintetizado por neuronas y actúa tanto como mediador de
señalización autocrina (actúa en la misma célula que lo secreta) como
paracrina (actúa en las células próximas).2425 La eminencia gangliónica (EG)
también contribuye en gran parte en la generación de población de células
GABAérgicas corticales.26

GABA regula la proliferación,2728 migración,29 y diferenciación de progenitores
neurales,1630 la elongación de neuritas31 y la formación de sinapsis.32
GABA también regula el crecimiento de las células madre embrionarias y
neurales. GABA puede influir en el desarrollo de progenitores neurales por
medio de la expresión del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF por
sus siglas en inglés).33 GABA también es capaz de provocar la detención del
ciclo celular en la fase S al activar los receptores GABAA, limitando el
crecimiento.34
Más allá del sistema nervioso[editar]
Expresión de mRNA de la variante embrionaria de la enzima productora de GABA, GAD67, en la
sección coronal del cerebro de la rata Wistar de un día de nacido con la expresión más alta en la
zona subventricular (zsv); de Popp et al., 2009.35
Se han demostrado mecanismos GABAérgicos en distintos tejidos y órganos
periféricos incluyendo el intestino, estómago, páncreas, las trompas de falopio,
el útero, ovario, testículos, riñón, vejiga, pulmón e hígado.36
En el 2007, un sistema excitatorio GABAérgico fue descrito en el epitelio de las
vías respiratorias. El sistema se activa después de la exposición a alergénos y
puede estar involucrado en los mecanismos del asma.37 Los sistemas
GABAérgicos también se han encontrado en los testículos38 y en el cristalino de
los ojos.39
Farmacología[editar]
Los medicamentos que actúan como moduladores alostéricos de los receptores
GABA (conocidos como análogos de GABA o medicamentos GABAérgicos) o
aumentan la cantidad disponible de GABA generalmente tienen efectos de
relajación, combaten la ansiedad y tienen efectos anticonvulsivantes.4041 Se
sabe que muchas de estas sustancias provocan amnesia
anterógrada y retrógrada.42
En general GABA no cruza la barrera hematoencefálica,43 aunque algunas
zonas del cerebro que no poseen una barrera hematoencefálica efectiva, tal
como el núcleo periventricular, pueden ser afectadas por estos compuestos
como la GABA inyectada de manera sistémica.44 Al menos un estudio sugiere
que GABA administrado oralmente incrementa la cantidad de hormona humana
de crecimiento.45 Se ha reportado que GABA inyectado directamente al cerebro
tiene efectos tanto estimulantes como inhibidores en la producción de hormona
del crecimiento, dependiendo de la fisiología del individuo.44 Se han
desarrollado algunos profármacos de GABA (por ejemplo, picamilon) para

permear la barrera hematoencefálica y separarse en una molécula de GABA y
su molécula acarreadora una vez dentro del cerebro. Esto permite un
incremento en los niveles de GABA a lo largo del cerebro, de manera que se
puede monitorear el patrón de distribución del profármaco antes de su
metabolismo.
Se ha visto que GABA influye en el catabolismo de la serotonina hacia N-
acetilserotonina y melatonina en ratas.46 Se sospecha que tiene una función
reguladora en la producción de melatonina en humanos.
Medicamentos GABAérgicos[editar]
 Ligandos de receptores GABAA
o Agonistas o moduladores alostéricos positivos: etanol,474849
barbitúricos, benzodiazepinas, cariosprodol, hidrato de
cloral, etomidato, glutetimida, kava, metacualona, etacualona, m
uscimol, neuroesteroides, fármacos z, propofol, scutellaria
lateriflora, valeriana común, teanina y anestésicos
inhalados/volátiles.
o Antagonistas o modulares alostéricos
negativos: bicuculina, cicutoxina, flumazenil, furosemida, gabazi
na, enantotoxina, picrotoxina, Ro15-4513 y tujona.
 Ligandos de receptores GABAB
o Agonistas: baclofen, gama butirolactona (GBL), propofol, ácido
γ-hidroxibutírico (GHB)50
y fenibut.
o Antagonistas: faclofen y saclofen.
 Inhibidores de recaptura de GABA: hiperforina y tiagabina.
 Inhibidores de la GABA transaminasa: gabaculina, fenelzina, ácido
valproico, vigabatrina, y Melissa officinalis.51
 Análogos de GABA: pregabalina y gabapentina.
 Otros: GABA por sí mismo, L-glutamina, picamilon y progabide.
GABA como suplemento[editar]
Se usa un gran número de formulaciones comerciales de GABA como
suplemento alimenticio, algunas veces por administración sublingual. Estos
productores aseguran que tiene un efecto calmante. Esto no es completamente
irracional dada la naturaleza de GABA, pero aislado por sí mismo, no ha sido
reconocido científicamente como agente tranquilizante y esto sólo se ha
demostrado de manera irregular. Por ejemplo, hay evidencia que muestra que
se puede observar GABA puro en el cerebro después de una administración
oral de GABA como suplemento.52 Sin embargo, hay evidencia más relevante
de que GABA no cruza la barrera hematoencefálica en niveles significantes
terapéuticamente en ratones tratados con un inhibidor de GABA transaminasa.
En animales no tratados (ratones y conejos) los marcadores de GABA (H3) se
encontraron distribuidos en distintos metabolitos no identificados (excepto
la glutamina), lo cual parece moverse hacia y desde el cerebro.43
Aunque GABA podría no cruzar la barrera hematoencefálica, es importante
considerar que los estudios que han demostrado que en individuos con la
barrera hematoencefálica dañada (temporalmente con propósitos
experimentales, o como resultados de otros problemas), GABA, de hecho, tiene
un efecto positivo, aunque con efectos secundarios.53 La única manera de

administrar GABA efectivamente es burlar la barrera hematoencefálica. De
hecho, hay un pequeño y limitado número de suplementos disponibles que son
derivados de GABA, tales como fenibut y picamilon. Picamilon
combina niacina y GABA para cruzar la barrera hematoencefálica como
profármaco que después se hidroliza para dar lugar a GABA y niacina.54
En plantas[editar]
GABA también se puede encontrar en plantas. Es el aminoácido más
abundante en el apoplasto del tomate.55 También podría tener un papel en la
señalización en plantas.5657
Referencias[editar]
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