Références scientifiques GABA
1 Le GABA (Acide gamma-aminobutyrique)
1.1 Rôle du GABA dans le cerveau et mécanismes d'action
1.1.1 Définition
Le GABA ou acide gamma amino butyrique est un des principaux neurotransmetteurs du cerveau. Cette acide aminé non protéinogène a été découverte en 1950 par Eugène Roberts et Samuel Frankel qui étudiaient les acides aminés dans le cerveau. A cette époque, personne n’avait idée quel pouvait être son rôle dans le cerveau. (1) En 1957 au Canada, une autre équipe découvre que le GABA inhibe le déclenchement des potentiels d'action dans les neurones d’écrevisses.(2) Depuis les recherches pharmaceutiques se sont multipliées,de nombreux médicaments ont été développés agissent sur les récepteurs GABA et depuis quelques années de nombreux compléments alimentaires à base de GABA sont proposés.
1.1.2 Fabrication et métabolisme
Le GABA est fabriqué dans notre cerveau à partir de l’acide glutamique(3).
L’acide glutamique passe la barrière hémato encéphalique est est transformé en glutamate (neurotransmetteur excitateur)
Ce glutamate va lui même être transformé en GABA. Cette réaction est catalysée par l'enzyme glutamate décarboxylase (GAD), qui convertit le glutamate en GABA. (4)(4’)
Comment est-il dégradé ?
Conversion en Acide Succinique Semialdéhyde (SSA) :
- Le GABA est d'abord converti en acide succinique semialdéhyde. Cette réaction est catalysée par l'enzyme GABA transaminase (GABA-T).
Oxydation en Acide Succinique :
- L'acide succinique semialdéhyde est ensuite oxydé en acide succinique par l'enzyme succinique semialdéhyde déshydrogénase (SSADH).
Intégration dans le Cycle de Krebs :
- L'acide succinique est un composant du cycle de Krebs (ou cycle de l'acide citrique), où il est impliqué dans la production d'énergie cellulaire. voie de biosynthèse du GABA, d"après Zhang et Al., 2000
Les neurones GABAergiques sont présents à tous les niveaux de l'axe neuronal et ils représentent entre 20 et 40 % de tous les neurones selon la région du cerveau. (5) LE GABA est le neurotransmetteur inhibiteur prédominant dans le cerveau mature (6).
1.1.3 Mode d’action du GABA
Les neurones GABAergiques jouent un rôle essentiel dans les processus clés altérés tels que les troubles de la mémoire et de l'attention, la réactivité au stress, la mémoire et l'attention (7,8).
En tant que neurotransmetteur inhibiteur, le GABA est essentiel pour prévenir la sur-stimulation des neurones et maintenir l'équilibre dans le SNC.
Comment va t il agir ?
Pour mieux comprendre voici quelques rappels. Notre cerveau est un réseau complexe de milliards de neurones, mais aussi des milliards de cellules gliales sans lesquelles les fonctions neuronales ne seraient pas possibles. Le rôle principal des neurones est de recevoir, de traiter et de transmettre des informations à travers le corps sous forme de signaux électriques et chimiques. Notre cerveau utilise des neurotransmetteurs pour communiquer entre les neurones.
Les neuromédiateurs excitateurs stimulent les autres neurones à répondre et aident à transmettre les messages électriques. Par exemple, le glutamate est un neurotransmetteur excitateur, qui déclenche la dépolarisation des neurones post-synaptiques, induisant ainsi une augmentation de l'activité des neurones (le glutamate entraîne une entrée de Na+, et Ca2+ rendant la cellule plus positive).
Les neuromédiateurs dit inhibiteurs quant à eux, suppriment la réactivité des autres neurones. Ils induisent une hyperpolarisation des neurones post-synaptiques. Cette hyperpolarisation post-synaptique est en fait un changement de potentiel de membrane qui rend la cellule plus négative que son potentiel de repos. On parle de potentiel postsynaptique inhibiteur (9).
L’excitabilité d’un neurone est déterminée par son potentiel d’action. Il s’agit de sa valeur de tension électrique à travers la membrane.
Lorsqu’un neurone a plus de charges positives à l'intérieur il va être plus réactif et inversement plus il aura de charges négatives moins il sera réactif.
Le GABA est un neuromédiateur dit inhibiteur.
Le GABA exerce ses effets en activant deux classes de récepteurs A et B totalement différentes.
1.1.3.1 Mode d’action via les récepteurs ionotropes GABA A.
Les récepteurs GABA A sont des récepteurs dit ionotropes.
Ils sont largement distribués dans le cerveau et sont essentiels pour de nombreuses fonctions cérébrales, notamment l'apprentissage, la mémoire, et la régulation de l'état d'éveil. Ils sont également la cible de nombreux médicaments, y compris les benzodiazépines, qui modulent leur activité.
Voici comment cela se passe : lorsque le GABA se lie à ses récepteurs, les canaux ioniques s'ouvrent, permettant l'entrée de Cl-, rendant ainsi la membrane postsynaptique plus négative. Plus concrètement, cette hyperpolarisation rend plus difficile l'atteinte du seuil nécessaire pour déclencher un potentiel d'action, diminuant ainsi l'activité neuronale c’est pourquoi on parle d’un effet inhibiteur. (10)
1.1.3.2 Mode d’action via les recepteurs metabotropes GABA B
Les récepteurs GABA B sont des récepteurs métabotropes, faisant partie de la famille des récepteurs couplés aux protéines G. Ils sont composés de deux sous-unités (GABA_B1 et GABA_B2) qui doivent se lier ensemble pour être fonctionnels.
Comment agissent-ils ?
Ces récepteurs agissent indirectement pour moduler l'activité neuronale. Lorsque le GABA se lie à GABA_B, cela active une voie de signalisation intracellulaire impliquant des protéines G. Cela va entraîner l'ouverture des canaux potassiques et la fermeture des canaux calciques, menant à l'hyperpolarisation de la cellule et à la réduction de la libération de neurotransmetteurs.
Où sont-ils situés ?
Les récepteurs GABA_B sont également répandus dans le cerveau et sont impliqués dans des processus tels que la modulation de la douleur, la mémoire, et le contrôle moteur. Ils jouent un rôle dans des mécanismes d'inhibition à long terme, contrairement à l'inhibition rapide et phasique médiée par les récepteurs GABA_A. (11)
Ce sont les récepteurs GABA A qui sont connus pour être des éléments clés du contrôle de l'état d'anxiété et nous allons maintenant voir les études qui montrent l’efficacité de la prise de GABA sur l’anxiété et le stress.
1.2 Études d'efficacité du GABA
Au cours des dernières années, le GABA est devenu un sujet d'actualité dans les études médicales et pharmaceutiques qui mettent en évidence ses multiples effets physiologiques bénéfiques, notamment la neuroprotection, le soulagement du stress , la promotion du sommeil et l'amélioration de la qualité de vie. (12)
Voici un résumé des quelques études réalisées avec une prise de GABA par voie orale.
1.2.1 Etude sur l’efficacité du GABA dans des conditions de stress induites par des tâches mentales. (13)
Cette recherche montre le potentiel du GABA comme complément alimentaire pouvant influencer positivement la gestion du stress et les fonctions cognitives.
L'expérience menée dans le cadre de cette étude a été approuvée par le comité d'éthique de la recherche de l'université de Shizuoka,et a été réalisée conformément à la déclaration d'Helsinki.La population de l'étude comprenait 63 participants .
Cette étude a été réalisée selon un schéma en simple aveugle, croisé, randomisé et contrôlé par placebo. Deux essais distincts ont été réalisés au cours desquels les participants ont pris par voie orale du GABA ou de la dextrine en guise de placebo 100 mg chacun, chaque jour.
L'objectif de cette étude a été de déterminer si l'ingestion orale de GABA peut atténuer les effets négatifs du stress mental et améliorer l'humeur et les performances cognitives chez les individus soumis à des tâches mentales stressantes. Pour cela des marqueurs physiologiques et psychologiques du stress, ainsi que sur les évaluations de l'humeur et les tests de performance cognitive ont été réalisés.
Les résultats ont montré que les tâches de stress mental ont diminué les scores dans les deux groupes par rapport à l'évaluation de base (P0,01), et que la prise de GABA a entraîné une diminution plus faible ( P= 0.05 ).
1.2.2 Effets de relaxation et d'amélioration de l'immunité induits par l’administration de GABA chez l'homme (14)
Cette étude a évalué les effets de l'ingestion orale de GABA (acide γ-aminobutyrique) sur l'humeur et les activités du système nerveux central sous stress mental. Soixante-trois adultes ont participé à cette étude randomisée, en double aveugle, contrôlée par placebo, recevant 100 mg de GABA ou un placebo. Les résultats ont montré que le GABA diminue l'activité des ondes cérébrales alpha et bêta pendant le stress mental, suggérant une réduction du stress.
Deux expériences ont été menées lors de cette étude :
1.2.2.1 Test des ondes cérébrales
L'effet du GABA sur les ondes cérébrales a été étudié chez 13 sujets. On a mesuré types d'activités électriques du cerveau par électroencéphalographie Les résultats ont montré que le GABA augmentait significativement les ondes alpha et diminuait les ondes bêta.
Augmentation des Ondes Alpha:
- L'étude a révélé une augmentation significative des ondes alpha après l'ingestion de GABA. Les ondes alpha sont associées à un état de relaxation, de calme et de diminution du stress. Elles sont souvent observées lorsque les yeux sont fermés et que l'individu est détendu.
- L'augmentation des ondes alpha suggère que le GABA favorise un état de relaxation et de tranquillité mentale, ce qui peut expliquer la réduction perçue du stress chez les participants.
Modulation des Ondes Bêta:
On observe une modulation notable des ondes bêta chez les participants ayant consommé du GABA. Les ondes bêta sont liées à l'éveil, à l'attention, à la concentration et à la cognition. Un niveau trop élevé d'activité bêta peut être associé à l'anxiété. La modulation des ondes bêta après l'ingestion de GABA pourrait indiquer une réduction de l'anxiété et une amélioration de la gestion du stress, sans pour autant entraîner une baisse de la vigilance ou de la fonction cognitive.
1.2.2.2 Test du pont suspendu
Cette étude a été réalisée sur huit sujets souffrant d’acrophobie divisés en groupes placebo et GABA, traversant un pont suspendu comme stimulus de stress.
L'étude a révélé que le groupe placebo montrait une diminution marquée des niveaux d'Immunoglobuline A (IgA) salivaire, tandis que le groupe GABA maintenait des niveaux d'IgA nettement plus élevés, suggérant que le GABA renforce l'immunité dans des situations de stress. En somme, l'effet du GABA observé dans cette étude sur les ondes alpha et bêta illustre son rôle potentiel dans la promotion d'un état de relaxation (augmentation des ondes alpha) tout en régulant l'activité cérébrale associée à l'anxiété et au stress (modulation des ondes bêta).
Ces résultats soulignent l'importance du GABA en tant que régulateur de l'activité cérébrale et offrent une perspective intéressante sur son utilisation potentielle dans la gestion du stress et des troubles de l'humeur.
1.2.3 Soulagement de la fatigue professionnelle par la consommation d'une boisson contenant du GABA (15)
Cette étude confirme l'efficacité du GABA à des doses de 50 mg pour réduire nettement la fatigue psychologique et physique. Administrée via une boisson de 250 mL, cette quantité de GABA a amélioré la performance dans des tâches arithmétiques et diminué significativement les indicateurs de fatigue psychologique.
Cette fatigue a été évaluée par l'Échelle Visuelle Analogique (VAS) et le Profil des États d'Humeur (POMS), ainsi que les niveaux de sécrétion salivaires de chromogranine A et de cortisol, des marqueurs de la fatigue physique, par rapport au groupe témoin. Les résultats de cette étude soulignent le potentiel du GABA comme agent bénéfique dans la gestion de la fatigue psychologique.
1.2.4 Efficacité du GABA sur les problématiques de sommeil
Une étude a été réalisée en Corée sur 40 personnes, en double aveugle, pour comparer l'effet du GABA (300 mg par jour) à un placebo chez des patients souffrant d'insomnie. Les résultats ont montré une réduction de la latence du sommeil et une augmentation de l'efficacité du sommeil après 4 semaines de traitement avec le GABA, sans effets secondaires graves. Cela indique que le GABA pourrait être un traitement efficace et sûr pour améliorer la qualité du sommeil chez les patients présentant des symptômes d'insomnie. (16)
L’efficacité du GABA sur les problématiques du sommeil a également été montré dans une méta analyse qui a mis en avant que le GABA pouvait induire une réduction de la latence du sommeil et une augmentation du sommeil non-REM, surtout avec une utilisation prolongée, suggérant son impact sur les premières phases du sommeil. Les doses nécessaires pour bénéficier du sommeil varient entre 100 et 300 mg pour le GABA biosynthétique, avec une efficacité observée après 1 à 4 semaines d'utilisation. (17) (18)
1.2.5 Discussion
De part son mécanisme d’action de nos jours bien documenté et de part les études réalisées sur l’homme , nous voyons bien le potentiel du GABA en tant que complément alimentaire pour diminuer l’anxiété ou améliorer le sommeil.
Au Japon et dans d'autres pays d’ Asie, le GABA est considéré comme un ingrédient alimentaire bénéfique. On le retrouve dans des aliments fonctionnels (boissons, thé, riz germé…)qui sont fréquemment consommés pour obtenir leurs effets relaxants. En occident le GABA pris par voie orale a été à une période décrié car on manquait de preuves de son passage à travers la barrière hémato encéphalique.
Des transporteurs spécifiques GABA au niveau de la barrière hémato encéphalique ont été identifiés au niveau des souris (19) et ont relancé le débat.
Même si les études montrant le transport du GABA via la barrière hématoencéphalique divergent, un effet indirect via le système nerveux entérique est le mode d’action le plus envisagé. Le lien entre l'administration orale de GABA, le nerf vagal et les niveaux de GABA dans le cerveau sont une piste pour expliquer l'efficacité du GABA pris par voie orale.
Une première étude en 2009 ayant montré l’effet positif de chocolat enrichi en GABA a considéré que le GABA pourrait agir sur le système nerveux périphérique des organes digestifs et non sur le système nerveux central. (21)
Depuis de nombreux chercheurs ont travaillé sur cette communication intestin cerveau (GUT BRAIN AXIS) et sur cette production de GABA au niveau intestinal (Pour rappel Ce gut brain axis a été mis en évidence sur les souris (22)).
En outre, il existe une communication considérable entre l'intestin et le cerveau par l'intermédiaire du nerf vagal (Cryan et O'Mahony, 2011 ; Cryan et Dinan, 2012). Ce nerf est constitué, pour l'essentiel, de fibres nerveuses sensorielles qui transmettent au système nerveux central des informations sur l'état des organes corporels (Thayer et Sternberg, 2009)).
Plus récemment la revue Nature Communications a démontré que 13 types de bactéries présentes dans l'intestin sont associées à des symptômes de dépression. Ces bactéries sont connues pour être impliquées dans la production de neurotransmetteurs jouant un rôle clé dans la dépression, tels que la sérotonine, le glutamate, le butyrate et le GABA.
Il a été également été constaté que certaines souches probiotiques sont capables de produire du GABA in vivo. (22) Plus précisément, les bactéries des souches Lactobacillus et Bifidobacterium qui ont permis d'augmenter les concentrations de GABA dans le système nerveux entérique (ENS)(Barrett et al., 2012). Pour compléter, d’autres études montrent que le GABA et ses récepteurs sont largement distribués dans l'ENS (23).
Pour finir, une méta analyse datant de novembre 2023 a examiné le potentiel thérapeutique du GABA dans les troubles de stress à travers l'axe intestin-cerveau. (24) Cette méta analyse a également souligné que son potentiel est largement reconnu dans les pays asiatiques.
En occident son utilisation est moins fréquente, mais son avenir est très prometteur.
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