γ-氨基丁酸的有關(guān)研究與進展

黃芳

1.引言

γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid），簡稱 GABA，別名氨酪氨?；蜻哙に?，是一種廣泛分布于哺乳動物、植物和微生物中的四碳非蛋白質(zhì)氨基酸，主要由谷氨酸（glutamic acid，Glu）經(jīng)谷氨酸脫羧酶（glutamate decarboxylase，簡稱 GAD 或 GDC）催化而來[1，2]。

GABA 是哺乳動物中樞神經(jīng)中的一種重要神經(jīng)抑制性介質(zhì)，介導(dǎo)了 40% 以上的神經(jīng)抑制性信號[3]。GABA在人體內(nèi)發(fā)揮著極其重要的生理功能，主要功能是降血壓[3]，另外也可以促進腦的活化，鎮(zhèn)靜、抗驚厥、抗癲癇，促進睡眠，延緩腦衰老，補充人體抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，同時還能抑制脂肪肝及肥胖癥，活化肝功能等[3-5]。GABA因其較好的生理功能和應(yīng)用前景，已受到世界學(xué)術(shù)和企業(yè)界越來越多的關(guān)注和研究。而與國外相比，我國有關(guān)GABA的研究開發(fā)報道較少，有待大力研究開發(fā)。GABA作為一種新型的功能性因子正越來越引起國內(nèi)人們的關(guān)注，對 GABA的保健功能和作用機理的進一步深入探討，必將對其應(yīng)用起到極大的推動作用。

2.GABA的物化特性

GABA為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，熔點202℃，極易溶于水，微溶于熱乙醇。GABA在絕大多數(shù)狀態(tài)下是以帶正電的氨基和帶負(fù)電的羧基的兩性離子形式存在的。GABA的存在狀態(tài)決定了分子構(gòu)象：氣態(tài)時，由于兩個帶電基團的靜電作用，分子構(gòu)象高度折疊，固態(tài)時，由于兩個基團構(gòu)象產(chǎn)生的分子間相互作用，分子構(gòu)象伸展;液態(tài)時，這兩種分子構(gòu)象同時存在。GABA多變的構(gòu)象便于和不同的受體蛋白結(jié)合，從而發(fā)揮其不同的生理功能[6]。

3.GABA的生物活性

GABA是哺乳動物腦組織中重要的起抑制作用的神經(jīng)抑制劑。根據(jù)對激動劑和拮抗劑敏感性的不同，GABA受體可以分為A型（GABAA）、B型（GABAB）、C 型（GABAC）這三種類型[4，6]。哺乳動物大腦中含量最多的也是最重要的GABA受體是GABAA。通過這三種受體的相互作用，GABA在動物體內(nèi)具有重要的生理功能。同時 GABA可以兼作營養(yǎng)因子為生物體內(nèi)提供能量，此外還能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)多種生理信息。

3.1 調(diào)節(jié)血壓

GABA 可用于預(yù)防、輔助治療高血壓等心血管疾病。研究表明GABA主要通過兩種方式降壓：一種是GABA通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能有效促進血管擴張，GABA與有擴張血管作用的突觸后GABAA受體和對交感神經(jīng)末梢有抑制作用的GABAb受體相結(jié)合，能夠促進血管擴張，從而使血壓降低[2];另一種是 GABA能較強抑制ACE的活性，減少血管緊張素Ⅱ的合成，減少強升壓產(chǎn)生，血壓降低。此外，也有文獻報道GABA還能減少去甲腎上腺素的釋放量起到降血壓作用[6]

3.2 腦的功能與記憶

GABA可從根本上鎮(zhèn)靜神經(jīng)，從而起到抗焦慮的效果.有利于學(xué)習(xí)與記憶。以及改善睡眠。GABA可以提高腦中葡萄糖磷脂酶的活性，能有效地活化腦血流通;增加氧供給量;可以改善腦血管障礙的癥狀;腦部外傷后遺癥及腦動脈化導(dǎo)致的頭疼;有效預(yù)防或改善老年癡呆癥。Thanapreedawat認(rèn)為 GABA對認(rèn)知功能及時間記憶有一定的影響作 用。此外，研究表明GABA對情緒波動、焦慮及壓力緩解、學(xué)習(xí)有著重要的作用。

3.3 抗疲勞

Kanehira通過實驗證明口服含有50 mgGABA 的飲料（250 mL）能明顯降低精神上和身體上所產(chǎn)生的疲勞感，并且提高任務(wù)解決能力。王嘉怡等通過小鼠實驗的得出GABA含量增加，食用高劑量GBRB有利于延長大鼠負(fù)重游泳力竭時間，說明GABA具有緩解體力疲勞的功效。在工作、學(xué)習(xí)、運動等過程中，很容易產(chǎn)生疲勞感，這是一種正常的生理現(xiàn)象。所以，將含有GABA功能因子應(yīng)用在食品或保健品上也是十分有意義的。

3.4 改善和治療糖尿病

糖尿病在人群中普遍存在。研究發(fā)現(xiàn)GABA受體對胰腺激素如胰島素、胰島血糖素的分泌過程有著重要作用，蘇志潔等人提出在 GABA 刺激下，人胰島β樣細(xì)胞數(shù)量顯著增多，而α細(xì)胞數(shù)量呈現(xiàn)減少趨勢。這些發(fā)現(xiàn)將對今后糖尿病的預(yù)防和治療有著積極的影響，同時也說明了GABA產(chǎn)品開發(fā)的重要性。

3.5 其它功能

此外，眾多研究表明GABA還有具有鎮(zhèn)痛作用、抗癲癇病等精神疾病、調(diào)節(jié)激素分泌及控制哮喘、抗癌、調(diào)節(jié)心律失常等功能?，F(xiàn)已證實，作為小分子量非蛋白質(zhì)氨基酸的GABA具備食用安全性，并可用于飲料等食品的生產(chǎn)，眾多的生理活性決定來GABA在未來一定會有更加廣泛的應(yīng)用。

4.CABA的應(yīng)用

目前 GABA 作為癲癇、帕金森以及神經(jīng)類等藥物廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。在農(nóng)作物種植中，GABA噴灑在植物表面可增強植物耐寒、耐旱、耐堿、耐澇、耐熱能力，還可進行果實催熟。近年來，GABA相關(guān)功能性食品的開發(fā)也引人關(guān)注，包括植物（米胚、米糠、綠茶、南瓜、豆制品、西紅柿、小球藻等）、微生物（乳酸菌、酵母）等由來的GABA的食品，都獲得了良好的社會價值和經(jīng)濟效益。在某些發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)將 γ-氨基丁酸添加至保健食品中，并且還研究出具有較高 γ-氨基丁酸含量的農(nóng)作物，并進行大規(guī)模的生產(chǎn)加工，具有一定的市場優(yōu)勢。

參考文獻

[1]劉元，王玥瑋，張立娟.米糠發(fā)酵產(chǎn)γ-氨基丁酸條件優(yōu)化的研究.食品研究與開發(fā)，2019，40（18）：150-153.

[2]Xin Mei，Xinlan Xu，Ziyin Yang.Characterization of two tea glutamate decarboxylase isoforms involved in GABA production.Food Chemistry，2020，305.

[3]李文強，劉洋，唐榮興，廖平安，馬立新.全細(xì)胞生物轉(zhuǎn)化法制備γ-氨基丁酸.湖北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，41（01）：5-9.

[4]Marina D，Joan Q，Magdalena R.Gamma-aminobutyric acid as a bioactive compound in foods：a review.Journal of Functional Foods，2014，10.