第四節(jié)　γ-氨基丁酸系統(tǒng)

γ-氨基丁酸（GABA）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，分布廣泛，與之結(jié)合的受體主要有2種：A型GABA受體（GABA_A）和B型GABA受體（GABA_B）。GABA_A受體屬于離子通道型受體，主要分布在突觸前膜，在突觸后膜也有分布；GABA_B受體屬于代謝型受體，主要分布在突觸前膜，調(diào)節(jié)GABA遞質(zhì)的釋放。GABA_A受體有很多亞單位，包括6個(gè)α、4個(gè)β、3個(gè)γ、2個(gè)ρ及1個(gè)δ和π，每一個(gè)亞單位都有細(xì)胞外N-端結(jié)構(gòu)域，這個(gè)結(jié)構(gòu)域一般包含配體識(shí)別位點(diǎn)和4個(gè)跨膜區(qū)域，第二個(gè)跨膜區(qū)域形成了離子通道的內(nèi)層，一旦離子通道被激活，氯離子就涌入突觸后膜使膜電位高于其放電閾值（firing threshold）。GABA受體亞型的離散分布表明每個(gè)亞型在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中都具有特殊的功能。在哺乳動(dòng)物組織中，最常見的受體亞型包含α₁，β₂和γ₂亞單位。GABA受體不僅和GABA結(jié)合，而且也和其他一些化合物（包括苯二氮、巴比妥類，神經(jīng)甾體和麻醉劑等）相互作用，這些化合物與受體遠(yuǎn)距離位點(diǎn)結(jié)合，并且通過變構(gòu)調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的功能。事實(shí)上，這些化合物通過調(diào)節(jié)配體門控離子通道進(jìn)而調(diào)節(jié)神經(jīng)功能的作用已經(jīng)被用來開發(fā)藥物。通常情況下，加強(qiáng)受體GABA作用的調(diào)節(jié)劑具有鎮(zhèn)靜和催眠作用。作為最常用的精神類藥物之一，苯二氮是GABA_A受體的正性調(diào)節(jié)劑。臨床上使用苯二氮和苯二氮類的化合物來加強(qiáng)GABA受體的效果，治療焦慮、驚厥、肌肉緊張和失眠等臨床癥狀。GABA受體也存在負(fù)性調(diào)節(jié)劑，在動(dòng)物模型中，這些化合物會(huì)引起焦慮、癲癇等癥狀。下文主要討論酒精對(duì)GABA能神經(jīng)系統(tǒng)的作用。

一、酒精影響γ-氨基丁酸受體的機(jī)制

在過去一段時(shí)間內(nèi)，關(guān)于飲酒行為與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中GABA_A受體調(diào)節(jié)作用的研究取得了很大的進(jìn)展。研究資料顯示，GABA_A受體與短期和長(zhǎng)期飲酒均密切相關(guān)，酒精對(duì)GABA_A受體主要表現(xiàn)為正性調(diào)節(jié)作用。初期的一些實(shí)驗(yàn)研究表明，GABA_A受體急性暴露于酒精可以對(duì)GABA門控電流起增強(qiáng)作用。研究者使用在大鼠腦內(nèi)微囊和突觸神經(jīng)小體中提取的先天受體，把這些受體暴露在酒精中，使GABA門控氯離子攝取提高了260%。隨后在重組受體表達(dá)的爪蟾卵母細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了酒精的這種作用，這種作用通常發(fā)生在藥理學(xué)相關(guān)的酒精濃度范圍內(nèi)（低于100mmol/L），并且加強(qiáng)了GABA受體的作用。一項(xiàng)對(duì)于含有α₁β₂γ₂亞單位的GABA受體的研究顯示，酒精對(duì)于GABA_A受體具有增強(qiáng)作用，但是只發(fā)生在特殊的γ₂亞單位拼接變異體（splice varient）上。然而其他實(shí)驗(yàn)未能重復(fù)這項(xiàng)研究的結(jié)果，有的研究甚至發(fā)現(xiàn)酒精的影響作用與γ₂亞單位無關(guān)。到目前為止，在被研究的所有亞單位中，只有α₄β₁δ亞單位似乎對(duì)酒精更敏感。GABA_A受體的單通道屬性研究揭示出，酒精誘導(dǎo)的GABA_A門控電流增強(qiáng)現(xiàn)象是由于通道開放頻率的提高、開放持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)以及通道處于封閉狀態(tài)的時(shí)間的減少造成的。總之，酒精的存在增加了離子從開放通道的涌入量。然而這一問題是有爭(zhēng)議的，一些實(shí)驗(yàn)報(bào)道稱，酒精對(duì)于GABA_A受體沒有影響。對(duì)于產(chǎn)生影響的酒精的濃度范圍也有很多說法。仍需進(jìn)一步的研究以給出更確切和一致的答案。

酒精對(duì)GABA_A受體發(fā)揮正性調(diào)節(jié)作用的途徑，除了上述調(diào)節(jié)GABA_A受體立體構(gòu)象的作用之外，還可以增強(qiáng)GABA能神經(jīng)激素的活性。另外，酒精可以通過影響神經(jīng)元胞體內(nèi)第二信使的傳導(dǎo)而間接增強(qiáng)GABA_A受體的作用。酒精（乙醇）可以自由通過細(xì)胞的脂質(zhì)雙分子層，影響細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，其中包括許多涉及第二信使通道的蛋白質(zhì)。許多研究表明，酒精能夠引起 蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）功能的改變，導(dǎo)致電壓依賴性鈣通道和配體門控性離子通道功能的改變，進(jìn)而影響GABA_A受體的結(jié)構(gòu)和功能。研究腦組織中存在PKC-ε的小鼠發(fā)現(xiàn)，酒精通過影響這種第二信使而對(duì)GABA_A受體發(fā)揮正性調(diào)節(jié)作用，從而使小鼠的自飲酒量減少；相反，因基因突變而缺失PKC-ε的小鼠，由于失去酒精對(duì)GABA_A受體的正性調(diào)節(jié)作用，對(duì)酒精的攝入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于野生型小鼠，缺少了對(duì)飲酒自控力。并且，缺乏PKC-ε的小鼠腦組織中的GABA受體對(duì)酒精等變構(gòu)調(diào)節(jié)劑高度敏感，酒精濃度是20mmol/L時(shí)，GABA受體激動(dòng)劑誘導(dǎo)的氯離子通道增強(qiáng)作用是對(duì)照組的兩倍。同樣，缺少PKC-γ的突變小鼠，酒精也會(huì)對(duì)它失去GABA_A受體增強(qiáng)效果。與野生型小鼠相比，這些小鼠攝入酒精的量明顯增多，而且表現(xiàn)出更多的沖動(dòng)行為。酒精還能夠影響蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）的活性，進(jìn)而改變其他一些蛋白質(zhì)的功能。研究發(fā)現(xiàn)，反復(fù)飲酒可以增加PKA活性和cAMP水平，并且改變PKA的亞細(xì)胞定位（subcellular location）。與對(duì)照組小鼠相比，基因敲除小鼠的PKA亞單位被擾亂，對(duì)酒精的鎮(zhèn)靜作用的敏感性更低，表現(xiàn)為攝入酒精量更多。

酒精之所以能夠?qū)е鲁砂a行為，除了其具有消除焦慮、緊張而帶來的正性強(qiáng)化作用之外，還有一個(gè)重要原因是酒精能夠激活中腦獎(jiǎng)賞環(huán)路中的DA能神經(jīng)系統(tǒng)，而GABA_A受體對(duì)該系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn)，在VTA中直接注射GABA_A受體激動(dòng)劑能夠增加該區(qū)域DA的釋放。

關(guān)于酒精與GABA受體關(guān)系的研究大多集中于GABA_A受體，關(guān)于GABA_B受體的研究則較少。研究發(fā)現(xiàn)，GABA_B受體能夠介導(dǎo)酒精所致的GABA能神經(jīng)傳導(dǎo)。近年來的研究表明，GABA_B受體拮抗劑法克羅芬（phaclofen）可以阻斷酒精在小鼠身上所誘導(dǎo)的體溫降低、運(yùn)動(dòng)失調(diào)和運(yùn)動(dòng)活動(dòng)增加等表現(xiàn)，而選擇性GABA_B受體激動(dòng)劑巴氯芬（baclofen）能夠抑制非酒精成癮大鼠的自飲酒行為。臨床研究亦發(fā)現(xiàn)，GABA_B受體激動(dòng)劑baclofen可以減少酒精成癮患者對(duì)酒的渴求，具有潛在的戒酒功效。對(duì)于GABA_B受體的了解仍有待進(jìn)一步研究。

二、急性飲酒對(duì)γ-氨基丁酸A受體的作用

在過去幾年，科研工作者們已成功研發(fā)了幾種GABA_A受體亞單位敲除的小鼠，基因改造的小鼠模型深化了我們對(duì)于飲酒行為中GABA_A受體的認(rèn)識(shí)。酒精的鎮(zhèn)靜催眠作用中涉及了酒精與α₁-GABA_A受體的相互作用。研究發(fā)現(xiàn)，α₁-GABA_A受體敲除的雄性小鼠在酒精作用下翻正反射的消失情況減少。然而，這種作用并沒有在其他研究中發(fā)現(xiàn)。這可能是由于基因敲除小鼠不同種系間基因的多樣性造成的。而且，通過研究α₂-GABA_A受體基因敲除動(dòng)物發(fā)現(xiàn)，酒精誘導(dǎo)的翻正反射消失情況也會(huì)減少，由此得知，α₂-GABA_A受體與酒精的鎮(zhèn)靜催眠效果也有關(guān)聯(lián)。一些研究也發(fā)現(xiàn)GABA_A受體的不同亞型與酒精偏愛的相關(guān)性。在酒精和糖精二選一實(shí)驗(yàn)中，α₁-GABA_A受體敲除小鼠與野生型小鼠相比飲酒量更少，同時(shí)，也表現(xiàn)出對(duì)糖精偏愛的減少。在 強(qiáng)化飲酒（ethanol reinforcement）的研究中，α₁-GABA_A受體敲除小鼠對(duì)酒精的反應(yīng)減少，同時(shí)對(duì)蔗糖的反應(yīng)也減少。相反，α₅-GABA_A和γ-GABA_A受體敲除小鼠對(duì)酒精的偏愛減少，但是對(duì)糖精的偏愛沒有改變。最近一項(xiàng)使用病毒載體的研究證明，通過RNA干擾技術(shù)減少NAc中的α₄-GABA_A亞單位能夠降低小鼠的飲酒量和酒精偏好。因?yàn)橹罢J(rèn)為γ₂亞單位的拼接變異體對(duì)于酒精發(fā)揮作用是必須的，于是有研究將小鼠的這種基因擾亂以確定它對(duì)于酒精敏感性的作用，研究發(fā)現(xiàn)，這種類型的小鼠在酒精對(duì)個(gè)體行為的影響方面與野生鼠沒有區(qū)別。同樣一組α₆亞單位敲除小鼠對(duì)酒精的反應(yīng)也與野生型小鼠沒有區(qū)別。這些實(shí)驗(yàn)證據(jù)似乎說明，γ₂亞單位的拼接變異體和α₆亞單位在酒精作用于GABA受體的過程中發(fā)揮的作用不大。另一方面，在δ亞單位敲除的小鼠身上卻發(fā)現(xiàn)了不同的結(jié)果，這樣的小鼠和野生型小鼠相比飲酒量更少，對(duì)酒精戒斷的敏感性降低，并且使酒精誘發(fā)癲癇的作用減少。然而，對(duì)δ-GABA受體基因敲除小鼠的研究還發(fā)現(xiàn)，δ-GABA受體對(duì)于酒精或其替代品（巴比妥鹽、苯二氮和神經(jīng)類激素等）引起的刺激辨別效果來說并非是必須的。在這些研究中需要注意到的是，基因敲除鼠的行為改變有時(shí)候是一種補(bǔ)償性的變化。盡管如此，大量研究依然可以說明，GABA_A受體亞型與一些飲酒行為及相關(guān)反應(yīng)是密切相關(guān)的。

飲酒行為中GABA_A受體的藥理學(xué)研究表明，在強(qiáng)化飲酒時(shí)，GABA_A受體亞型可能起一定作用。比如，腹側(cè)蒼白球的α₁-GABA_A受體與強(qiáng)化飲酒有關(guān)。在酒精偏愛的大鼠腹側(cè)蒼白球注入一種α₁選擇性苯二氮激動(dòng)劑和拮抗劑的混合體3-丙氧基-β-咔啉鹽酸鹽，能夠降低大鼠堅(jiān)持飲酒的行為。研究還發(fā)現(xiàn)，α₁-GABA_A受體與酒精引起的侵犯行為之間也存在相關(guān)性。同時(shí)，動(dòng)物和人體實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)，γ₂-GABA_A受體與空間記憶損傷有關(guān)。利用更多可選亞型的混合物，有助于進(jìn)一步闡述特殊的GABA_A受體亞型在飲酒行為中的作用。比如，L-838，417（對(duì)α₂/α₃/α₅-GABA_A受體具有選擇性）就被用來證明GABA幾種特殊受體亞型的作用。GABA_A受體的正性調(diào)節(jié)劑（如苯二氮、巴比妥和某些神經(jīng)類激素）作用于鴿子、大鼠、小鼠、沙鼠、獼猴身上，都會(huì)產(chǎn)生類似飲酒之后的反應(yīng)。研究表明，不同的GABA_A受體亞型與飲酒后不同的機(jī)體反應(yīng)有關(guān)。對(duì)人類以外的其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物的研究發(fā)現(xiàn)，酒精的鎮(zhèn)靜催眠效果與α₁-GABA_A受體有關(guān)。相反，有研究顯示，在松鼠，猴身上苯二氮產(chǎn)生的類似飲酒后的反應(yīng)和酒精的刺激辨別效果主要由α₅-GABA_A受體發(fā)揮作用，而不是α₁-GABA_A受體。飲酒的刺激辨別效果是復(fù)雜的，低劑量（1.0g/kg）飲酒產(chǎn)生的刺激辨別效果主要由GABA_A受體正性調(diào)節(jié)，較高劑量（2.0g/kg）的飲酒行為還需要NMDA受體等其他神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的參與調(diào)節(jié)。事實(shí)上，飲酒的刺激辨別效果是由位于特殊的邊緣系統(tǒng)腦區(qū)（如NAc和海馬等）中的GABA_A受體、NMDA受體和促代謝型谷氨酸受體亞型5（mGluR₅）一起發(fā)揮作用的。

三、長(zhǎng)期飲酒對(duì)γ-氨基丁酸A受體的作用

與急性飲酒對(duì)GABA_A受體的正性調(diào)節(jié)作用相反，長(zhǎng)期飲酒則導(dǎo)致GABA_A受體功能的降低，表現(xiàn)為人和動(dòng)物在戒酒時(shí)容易發(fā)生驚厥。研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期暴露于酒精會(huì)影響神經(jīng)興奮的基線水平。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)里，長(zhǎng)期攝入酒精然后戒斷的實(shí)驗(yàn)組比對(duì)照組更容易誘發(fā)癲癇發(fā)作。一些研究顯示，GABA_A受體的mRNA和蛋白質(zhì)水平在重復(fù)暴露于酒精的過程中會(huì)發(fā)生改變。大腦受體檢測(cè)表明，與沒有經(jīng)過處理的對(duì)照組大鼠相比，長(zhǎng)期攝入酒精的大鼠，酒精對(duì)其腦中GABA門控氯離子流的加強(qiáng)程度更大；此外，像氯硝西泮這樣的正性變構(gòu)調(diào)節(jié)劑似乎對(duì)于增強(qiáng)GABA的作用并不十分有效，反而像RO15-4513這樣的負(fù)性變構(gòu)調(diào)節(jié)劑的增強(qiáng)效果似乎更明顯。并且，慢性飲酒也改變了受體對(duì)于內(nèi)源性變構(gòu)調(diào)節(jié)劑的反應(yīng)。一些研究一致發(fā)現(xiàn)，重復(fù)暴露于酒精后GABA_A受體亞單位mRNA和蛋白質(zhì)的改變涉及α₁和α₄亞單位。在酒精成癮的動(dòng)物體內(nèi)，α₁亞單位的mRNA和蛋白質(zhì)水平降低，然而在其大腦皮層等一些中樞區(qū)域，α₄亞單位的mRNA 和蛋白質(zhì)水平增高。這些改變的原因目前還不清楚，或許是機(jī)體的一種普通適應(yīng)性改變。一些實(shí)驗(yàn)觀察到，重復(fù)暴露于苯二氮等變構(gòu)調(diào)節(jié)劑的大鼠腦內(nèi)也存在這種變化。也有研究觀察到，暴露于孕激素會(huì)提高腦內(nèi)GABAα4亞單位的蛋白質(zhì)表達(dá)。