Acid Gama Amino Butyric (GABA)

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Acid gamma amino butyric (GABA)

Tên danh pháp theo IUPAC

γ-aminobutanoic acid

Nhóm thuốc

Thuốc dẫn truyền thần kinh

Mã UNII

2ACZ6IPC6I

Mã CAS

56-12-2

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

C4H9NO2

Phân tử lượng

103.12 g/mol

Cấu trúc phân tử

Acid gamma-aminobutyric là một Acid gamma-amino là Acid butanoic với nhóm thế amino nằm ở C-4. Dạng carboxylate của GABA là γ-aminobutyrate.

Ở trạng thái rắn, GABA xuất hiện với cấu hình trans ở đầu amino và cấu hình gauche ở đầu carboxyl.

Trong dung dịch, GABA xuất hiện dưới năm hình dạng khác nhau, một số gấp lại và một số kéo dài.

Tính linh hoạt về hình dạng của GABA rất quan trọng đối với chức năng sinh học của nó, vì nó đã được phát hiện là liên kết với các thụ thể khác nhau với các hình dạng khác nhau.

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 2

Số liên kết hydro nhận: 3

Số liên kết có thể xoay: 3

Diện tích bề mặt tôpô: 63,3 Ų

Số lượng nguyên tử nặng: 7

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: 203°C

Độ hòa tan trong nước: 1300,0 mg/mL

LogP: -3.17

Cảm quan

Chất rắn dạng bột, màu trắng; Vị ngọt, thơm. Ít tan trong nước ; tan trong nhiều dung môi không phân cực. Không tan trong ethanol.

Dạng bào chế

Viên nang hàm lượng 300mg, 500mg.

Viên nén hàm lượng 250mg.

Thuốc tiêm hàm lượng 5ml.

Độ ổn định và điều kiện bảo quản của γ-aminobutanoic acid

Bảo quản trong điều kiện tránh ánh sáng, nhiệt độ phòng và tránh ẩm.

Bảo quản dưới 30oC.

Nguồn gốc

Gamma aminobutyric acid là gì? GABA lần đầu tiên được tổng hợp và được biết đến như một chất trao đổi chất của thực vật hay vi khuẩn vào năm 1883.

Năm 1950, GABA được phát hiện là một phần không thể thiếu trong hệ thống thần kinh trung ương của động vật có vú .

Năm 1959, người ta đã chứng minh GABA hoạt động như một chất kích thích lên dây thần kinh. Tuy nhiên, cả sự ức chế do kích thích thần kinh từ tác dụng của GABA đều bị chặn bởi picrotoxin .

GABA được bán dưới dạng thực phẩm bổ sung ở nhiều quốc gia.

Về mặt hóa học, GABA là một Acid amin (vì nó có cả nhóm chức amin (-NH2) và nhóm Acid cacboxylic (-COOH)), tuy nhiên, trong y tế hay các nghiên cứu khoa học, GABA hiếm khi được gọi như vậy.

GABA không phải là một Acid amin alpha, có nghĩa là nhóm amin không được gắn vào carbon alpha. GABA cũng không được tích hợp vào protein như nhiều Acid alpha-amino.

Dược lý và cơ chế hoạt động

Các loại thuốc có tác dụng điều chỉnh hoạt động của các thụ thể GABA hoặc tăng cường sự có sẵn của GABA trong cơ thể, thường có hiệu quả thư giãn, chống lo âu và chống co giật.

Thuốc GABA không thể vượt qua hàng rào máu não, tuy nhiên, một số khu vực trong não không có hàng rào này hoặc có hiệu quả kém, như nhân quanh não thất, có thể tiếp nhận GABA thông qua việc sử dụng thuốc tiêm một cách có hệ thống.

Một nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng thuốc ức chế GABA qua đường uống có thể làm tăng lượng hormone tăng trưởng của con người (HGH). Các nghiên cứu đã báo cáo rằng việc tiêm trực tiếp GABA vào não có thể kích thích hoặc ức chế sự sản xuất hormone tăng trưởng, tùy thuộc vào các yếu tố sinh lý của từng cá nhân. Đã có những loại thuốc GABA (như picamilon) được phát triển để có khả năng vượt qua hàng rào máu não, sau đó phân tách thành GABA và một phân tử chất mang trong não.

Có thông tin cho thấy GABA đã tăng cường quá trình chuyển hóa serotonin thành N-acetylserotonin (một chất tiền thân của melatonin) ở chuột. Do đó, đã có giả thuyết rằng GABA có thể liên quan đến quá trình tổng hợp melatonin và có thể ảnh hưởng đến khả năng điều chỉnh giấc ngủ và chức năng sinh sản.

Ứng dụng trong y học của γ-aminobutanoic acid

Chất dẫn truyền xung thần kinh

Các thụ thể GABA-A là một loại phức hợp kênh ion bị kích hoạt bởi GABA, trong đó thụ thể này là một phần của phức hợp kênh ion bị phối tử. Còn các thụ thể GABA-B là các thụ thể kết hợp với protein G để mở hoặc đóng các kênh ion thông qua các trung gian protein G.

GABA được tạo ra bởi các tế bào thần kinh GABAergic và có tác dụng ức chế chủ yếu trên các thụ thể ở động vật có xương sống trưởng thành.

Ngược lại, GABA có thể có cả tác dụng kích thích và ức chế ở côn trùng, đóng vai trò trong việc truyền tín hiệu giữa các dây thần kinh và tế bào cơ, và cũng kích thích một số tuyến nhất định.

Phát triển não

Gaba có tác dụng gì? GABA là một chất dẫn truyền ức chế trong não trưởng thành, trong khi hành động của nó được cho là gây kích thích chủ yếu trong quá trình phát triển não. Trong tế bào thần kinh chưa trưởng thành, với điện thế đảo ngược cao hơn điện thế màng nghỉ của tế bào.

Khi thụ thể GABA-A được kích hoạt, dòng ion Cl- chảy ra khỏi tế bào, gây hiệu ứng khử cực. Sự chênh lệch nồng độ clorua trong các tế bào chưa trưởng thành chủ yếu được giải thích bởi nồng độ cao hơn của chất đồng vận chuyển NKCC1 so với chất đồng vận chuyển KCC2 trong các tế bào chưa trưởng thành. Các tế bào thần kinh GABAergic trưởng thành nhanh hơn ở vùng hải mã và hệ thống GABA xuất hiện sớm hơn quá trình truyền tín hiệu glutamatergic.

Do đó, GABA được coi là chất dẫn truyền thần kinh kích thích chính ở nhiều vùng não trước khi các khớp thần kinh glutamatergic trưởng thành.

Ức chế tiết glucagon

Bên cạnh hệ thống thần kinh, GABA cũng được sản xuất ở mức tương đối cao trong các tế bào beta sản xuất insulin (tế bào β) của tuyến tụy . Các tế bào β tiết ra GABA và insulin. GABA có khả năng liên kết với các thụ thể GABA trên các tế bào alpha đảo bé lân cận (tế bào α) và ức chế chúng tiết ra glucagon (kháng insulin).

Giảm lo lắng

Một nghiên cứu được tiến hành vào năm 2006 đã chứng minh rằng chất GABA 100mg có khả năng giảm sự lo lắng. Nghiên cứu cho thấy rằng nhóm người sử dụng chất bổ sung GABA có biểu hiện căng thẳng ít hơn so với nhóm dùng giả dược hoặc L-theanine.

Hạ huyết áp

Theo một nghiên cứu được thực hiện vào năm 2003, việc sử dụng các sản phẩm sữa lên men có chứa GABA đã được chứng minh giúp giảm huyết áp ở những bệnh nhân có mức tăng huyết áp nhẹ. Sau 2-4 tuần, nhóm này đã ghi nhận mức huyết áp giảm so với nhóm dùng giả dược.

Một nghiên cứu được thực hiện năm 2009 cũng đã chỉ ra rằng việc sử dụng bổ sung các Chlorella có chứa GABA 2 lần/ngày có thể có khả năng hạ huyết áp ở những người bị huyết áp cao.

Cải thiện giấc ngủ

Một nghiên cứu vào năm 2018, thực hiện trên 40 người được tiến hành cho thấy những người được uống 300mg GABA trước khi đi ngủ 1 tiếng đồng hồ có thể chìm vào giấc ngủ nhanh hơn so với nhóm dùng giả dược. Chất lượng giấc ngủ được cải thiện sau 4 tuần bắt đầu điều trị.

Giảm căng thẳng, stress và mệt mỏi

Một nghiên cứu được tiến hành tại Nhật Bản vào năm 2011 với hơn 30 người tham gia đã chỉ ra rằng một loại đồ uống chứa 25 mg hoặc 50 mg GABA có tác dụng giảm triệu chứng căng thẳng và mệt mỏi cả về mặt tinh thần và thể chất. Đặc biệt, đồ uống chứa 50mg GABA được xác định có hiệu quả mạnh hơn.

Nâng cao khả năng tư duy

Một nghiên cứu được thực hiện vào năm 2015 trên 30 tình nguyện viên khỏe mạnh đã cho thấy cách bổ sung GABA bổ sung 800 miligam (mg) hàng ngày có khả năng cải thiện khả năng sắp xếp và lập kế hoạch công việc.

Phục hồi thể lực sau tập luyện và tăng cường cơ bắp

Nghiên cứu năm 2019 trên 21 nam giới khỏe mạnh đã yêu cầu thực hiện bổ sung whey protein và GABA mỗi ngày trong 12 tuần, đồng thời thực hiện các bài tập thể lực hai lần mỗi tuần. Kết quả cho thấy sự kết hợp GABA và thực phẩm tăng trưởng whey protein đã làm tăng sản xuất hormone tăng trưởng hơn so với việc chỉ sử dụng đơn độc whey protein trong luyện tập.

Dược động học

Hấp thu

Không có dữ liệu

Phân bố

Không có dữ liệu

Chuyển hóa

Enzyme GABA transaminase xúc tác quá trình chuyển đổi Acid 4-aminobutanoic (GABA) và 2-oxoglutarate (α-ketoglutarate) thành semialdehyde succinic và glutamate.

Sau đó, semialdehyde succinic được oxy hóa thành Acid succinic bởi succinic semialdehyde dehydrogenase và như vậy đi vào chu trình Acid citric như một nguồn năng lượng có thể sử dụng được.

Đào thải

Không có thông tin

Phương pháp sản xuất

GABA chủ yếu được tạo ra từ glutamate thông qua enzyme glutamate decarboxylase (GAD), sử dụng pyridoxal phosphate (một dạng hoạt động của vitamin B6) như một yếu tố cần thiết. Quá trình này chuyển đổi glutamate, một chất dẫn truyền thần kinh kích thích chính, thành GABA, một chất dẫn truyền thần kinh ức chế chính.

Ngoài ra, GABA cũng có thể được tạo ra từ putrescine bằng cách sử dụng các enzyme diamine oxidase và aldehyde dehydrogenase. Ngoài ra, trong tự nhiên, GABA cũng tồn tại trong các thực vật.

GABA là một trong những axit amin phổ biến nhất trong apoplast của cây cà chua và có vai trò quan trọng trong truyền tín hiệu giữa các tế bào trong thực vật.

Độc tính của γ-aminobutanoic acid

Không có dữ liệu về quá liều GABA tuy nhiên, người bệnh cần lưu ý một số tác dụng không mong muốn có thể gặp phải như:

Mệt mỏi: Một số trường hợp có thể gặp cảm giác mệt mỏi sau khi sử dụng GABA.

Buồn ngủ: Thuốc GABA của Nhật có thể gây buồn ngủ hoặc ảnh hưởng đến tình trạng tỉnh táo của một số người.

Rối loạn tiêu hóa: Một số trường hợp có thể gặp các vấn đề về tiêu hóa như buồn nôn, khó tiêu, hoặc tiêu chảy sau khi sử dụng GABA.

Tác động tâm lý: Một số trường hợp có thể bị tác động tâm lý như khó chịu, lo lắng, hoặc thay đổi tâm trạng.

Tương tác của γ-aminobutanoic acid với thuốc khác

Hiện chưa rõ liệu GABA có tương tác với bất kỳ loại thuốc hoặc chất bổ sung nào khác hay không. Nếu muốn sử dụng GABA, hãy tham khảo ý kiến của bác sĩ trước.

Ngoài ra, rượu và một số loại thuốc khác có thể ảnh hưởng đến hoạt động hoặc sản xuất GABA. Ví dụ, rượu có thể kích thích hoạt động của thụ thể GABA, tạo ra cảm giác thư giãn tạm thời.

Tuy nhiên, sử dụng quá liều hoặc kết hợp nhiều loại thuốc điều chỉnh GABA (như bổ sung GABA và uống rượu) có thể dẫn đến ức chế hô hấp (thở chậm) do tăng tín hiệu GABA trong hệ thần kinh trung ương.

Lưu ý khi dùng γ-aminobutanoic acid

Lưu ý và thận trọng chung

GABA có trong thực phẩm nào? Phụ nữ mang thai và đang cho con bú nên hạn chế sử dụng chất bổ sung GABA vì hiện chưa có đủ nghiên cứu mạnh mẽ để chứng minh tính an toàn của nó. Nếu bạn đang xem xét việc sử dụng GABA bổ sung, hãy thảo luận với bác sĩ trước.

Cần cẩn trọng khi lái xe và vận hành máy móc, vì GABA có thể làm cho một số người buồn ngủ.

Nên tránh sử dụng GABA cùng với rượu, vì rượu có thể tăng hoạt động của thụ thể GABA.

Lưu ý cho phụ nữ mang thai

Hiện chưa có đủ thông tin đáng tin cậy để biết liệu GABA có an toàn khi sử dụng trong thai kỳ hay không.

Lưu ý cho phụ nữ cho con bú

Hiện chưa có đủ thông tin đáng tin cậy để biết liệu GABA có an toàn khi sử dụng trong thai kỳ hoặc cho con bú hay không.

Lưu ý khi lái xe và vận hành máy móc

Vì GABA có thể làm cho một số người buồn ngủ, sau khi sử dụng GABA, tránh lái xe hoặc vận hành máy móc.

Một vài nghiên cứu về γ-aminobutanoic acid trong Y học

Mức độ Acid γ-amino butyric (GABA) như một yếu tố nguy cơ sống sót tổng thể trong bệnh ung thư vú

Giới thiệu: Acid γ-amino butyric (GABA) đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển và di cư của các tế bào ung thư. Mục đích của nghiên cứu là đánh giá mức độ GABA trong ung thư vú, liên quan đến dữ liệu lâm sàng và dịch tễ học.

Đối tượng và phương pháp: Nghiên cứu được thực hiện trên 89 bệnh nhân ung thư vú giai đoạn I-II. Mức GABA được đánh giá bằng phương pháp đo quang phổ huỳnh quang trong khối u đồng nhất. Sự biểu hiện miễn dịch của E-cadherin được đánh giá về mặt mô học trên các mẫu vật cố định bằng parafin. Tỷ lệ sống sót chung và không mắc bệnh được đánh giá trong khoảng thời gian 15 năm.

Kết quả: Thời gian sống chung trung bình dài hơn đáng kể (127,2 tháng) ở những bệnh nhân có mức GABA cao (>89,3 μg/1), so với nhóm có mức Acid amin thấp (106,4 tháng). Tỷ lệ sống sót không bệnh khác nhau không đáng kể – lần lượt là 99 và 109 tháng. Tỷ lệ sống sót tổng thể lâu hơn đáng kể (131,2 tháng) đã được ghi nhận ở những bệnh nhân có mức GABA cao và biểu hiện miễn dịch E-cadherin dương tính, so với nhóm có đặc điểm là mức GABA thấp và thiếu khả năng miễn dịch E-cadherin (98,1 tháng). Sự cùng tồn tại của biểu hiện miễn dịch âm tính của E-cadherin và nồng độ GABA thấp dẫn đến nguy cơ tử vong tăng gấp sáu lần (HR=6,03).

Kết luận: GABA có giá trị tiên lượng đáng kể trong ung thư vú. Sự cùng tồn tại của mức GABA thấp và mất biểu hiện miễn dịch E-cadherin dường như là một dấu hiệu tiên lượng mới, độc lập và tiêu cực của khối u.

Tài liệu tham khảo

1. Drugbank, γ-aminobutanoic acid , truy cập ngày 16/06/2023.
2. Pubchem, γ-aminobutanoic acid, truy cập ngày 16/06/2023.
3. Brzozowska, A., Burdan, F., Duma, D., Solski, J., & Mazurkiewicz, M. (2017). Gamma-amino butyric acid (GABA) level as an overall survival risk factor in breast cancer. Annals of Agricultural and Environmental Medicine, 24(3).