GABA: Funktion, Wirkweise und wissenschaftlicher Überblick

Was ist GABA?

GABA steht für Gamma-Aminobutyric Acid – auf Deutsch: Gamma-Aminobuttersäure. Es handelt sich um eine nicht-proteinogene Aminosäure, das heißt, sie wird im Körper nicht für die Synthese von Proteinen verwendet, sondern dient als chemischer Botenstoff (Neurotransmitter).

Als der wichtigste hemmende (inhibitorische) Neurotransmitter des Zentralnervensystems reguliert GABA die neuroelektrische Aktivität im Gehirn. Ohne ausreichend GABA könnten elektrische Impulse in Neuronen unkontrolliert auftreten – ein Mechanismus, der unter anderem bei epileptischen Anfällen eine Rolle spielt.

GABA beeinflusst zahlreiche Körperfunktionen, darunter die Schlafregulation, die Muskelspannung, das Schmerzempfinden und verschiedene kognitive Prozesse. Die genaue Rolle exogener GABA-Präparate bei diesen Funktionen ist noch Gegenstand der Forschung.

Vorkommen im Körper

Als hemmender Neurotransmitter ist GABA besonders im Gehirn und Rückenmark aktiv. Bei Säugetieren – und damit auch beim Menschen – enthalten schätzungsweise 25 bis 50 Prozent aller Synapsen GABA-Rezeptoren. Das bedeutet, dass rund ein Viertel bis die Hälfte aller synaptischen Verbindungen durch GABA gehemmt werden kann.[1]

Forschende haben zudem gezeigt, dass GABA nicht nur im Gehirn vorkommt, sondern auch im gesamten Gastrointestinaltrakt – sowohl in enteralen Nerven als auch in endokrinen Zellen. Dieser Befund deutet darauf hin, dass GABA möglicherweise sowohl als Neurotransmitter als auch als endokriner Mediator das Verdauungssystem beeinflusst.[2]

Die Biosynthese von GABA findet in präsynaptischen Neuronen statt, wo es in synaptischen Vesikeln gespeichert wird. Das Enzym L-Glutaminsäure-Decarboxylase (GAD) bestimmt die Syntheserate: Es wandelt den erregenden Neurotransmitter Glutamat in GABA um.

Entdeckungsgeschichte

GABA wurde erstmals 1883 chemisch synthetisiert. Zu diesem Zeitpunkt war die Verbindung lediglich als Stoffwechselprodukt von Pflanzen und Mikroorganismen bekannt. Erst im Jahr 1950 entdeckten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler GABA auch im Gehirn von Säugetieren. Die Bedeutung von GABA als inhibierender Neurotransmitter konnte jedoch erst rund 16 Jahre später wissenschaftlich belegt werden.

Wie wirkt GABA?

Damit Neuronen Signale senden können, müssen sie miteinander kommunizieren. Da Neuronen nicht direkt miteinander verbunden sind, verläuft die Kommunikation über Neurotransmitter. Am Ende jedes Neurons befindet sich ein schmaler Spalt, die Synapse. Das Signal muss diesen Raum überqueren – ein Prozess, der als Neurotransmission bezeichnet wird.

Wenn ein elektrisches Signal (Aktionspotential) das Axon-Terminal erreicht, werden kleine Bläschen (Vesikel) freigesetzt, die Neurotransmitter enthalten. Diese diffundieren durch den synaptischen Spalt und binden an Rezeptoren der benachbarten Zelle – nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. GABA bindet ausschließlich an GABA-Rezeptoren.

Durch die Bindung von GABA an seinen Rezeptor kommt es zur Hyperpolarisierung des postsynaptischen Neurons: Die Membranpermeabilität für negativ geladene Chlorid-Ionen oder positiv geladene Kalium-Ionen verändert sich. Dies senkt das Membranpotential so weit ab, dass kein neues Aktionspotential ausgelöst werden kann – die Signalweiterleitung wird gestoppt.

GABA und die Blut-Hirn-Schranke

Das Gehirn ist durch die Blut-Hirn-Schranke vor unerwünschten Substanzen geschützt. Diese Barriere aus spezialisierten Blutgefäßen ist semipermeabel und reguliert streng, welche Moleküle ins Gehirn gelangen.[3]

Ob oral eingenommenes GABA diese Schranke beim Menschen überwinden kann, ist wissenschaftlich noch nicht abschließend geklärt. Eine Übersichtsarbeit einer deutschen und niederländischen Forschungsgruppe wertete die Ergebnisse zahlreicher Studien zu dieser Frage kritisch aus.[4]

Frühe Tierstudien aus den 1950er Jahren deuteten darauf hin, dass GABA die Blut-Hirn-Schranke nicht passiert. Spätere Studien berichteten jedoch, dass eine Überwindung in geringen Konzentrationen möglich sein könnte – möglicherweise abhängig davon, ob die Verbindung oral oder per Injektion verabreicht wurde.

Im Jahr 2001 identifizierte eine Studie einen GABA-Transporter bei Mäusen, der theoretisch einen Durchtritt ermöglichen würde. Ob ein vergleichbarer Transporter auch beim Menschen existiert, ist bisher nicht belegt.[4]

Mehrere placebokontrollierte Studien beobachteten positive Effekte nach oraler GABA-Einnahme. Ein möglicher Erklärungsansatz ist eine indirekte Wirkung über das enterische Nervensystem und den Vagusnerv. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind noch nicht vollständig erforscht und erfordern weitere Studien.[3]

GABA-Mangel: Was wir wissen

Ein verminderter GABA-Spiegel im Gehirn wurde in wissenschaftlichen Studien mit verschiedenen neuropsychiatrischen Zuständen in Verbindung gebracht. Die genauen Ursachen eines GABA-Mangels und die klinische Relevanz dieser Befunde sind Gegenstand laufender Forschung.

Mögliche Faktoren, die einen niedrigen GABA-Spiegel begünstigen könnten, sind chronischer Stress, Nährstoffmängel (insbesondere Vitamin B6, das als Cofaktor bei der GABA-Synthese fungiert) sowie bestimmte Erkrankungen des Nervensystems.

GABA in Lebensmitteln

GABA kommt natürlicherweise in einer Reihe von Lebensmitteln vor, insbesondere in fermentierten Produkten. Durch den Fermentationsprozess kann der GABA-Gehalt von Lebensmitteln deutlich erhöht werden, da bestimmte Milchsäurebakterien und Hefen GABA aus Glutamat synthetisieren können.

Hinweis: Die angegebenen Werte sind Richtwerte auf Basis verfügbarer Studiendaten und können je nach Produkt, Anbauweise und Verarbeitung variieren.

GABA und das zentrale Nervensystem

Das zentrale Nervensystem (ZNS) besteht aus Gehirn und Rückenmark. GABA ist der wichtigste inhibitorische Neurotransmitter in diesem System und hält die Balance zwischen neuronaler Erregung und Hemmung aufrecht. Dieses Gleichgewicht ist für die normale Hirnfunktion essenziell.

GABA-Rezeptoren im ZNS werden in zwei Hauptklassen unterteilt: GABA-A-Rezeptoren (ionotrop – schnelle Reaktion über Ionenkanäle) und GABA-B-Rezeptoren (metabotrop – langsamere, über Second Messenger vermittelte Reaktion). Verschiedene Medikamente, darunter Benzodiazepine und Barbiturate, entfalten ihre Wirkung über die Modulation von GABA-A-Rezeptoren.

GABA als Neurotransmitter

GABA gehört zur Klasse der inhibitorischen (hemmenden) Neurotransmitter. Seine Hauptfunktion ist die Reduktion der neuronalen Erregbarkeit im gesamten Nervensystem. Das Gleichgewicht zwischen dem erregenden Glutamat und dem hemmenden GABA ist entscheidend für die stabile Funktion neuronaler Netzwerke.

GABA wird nach der Ausschüttung in den Synapsenspalt von spezifischen Transportproteinen (GAT-1, GAT-2, GAT-3) wieder aufgenommen und kann recycelt oder abgebaut werden.

GABA und Glutamat

Glutamat und GABA sind funktionelle Gegenspieler: Glutamat ist der wichtigste erregende (exzitatorische) Neurotransmitter; GABA ist der wichtigste hemmende (inhibitorische). Das Verhältnis beider Botenstoffe reguliert die Gesamterregbarkeit neuronaler Netzwerke.

Biochemisch sind beide eng verbunden: GABA wird direkt aus Glutamat gebildet, katalysiert durch das Enzym Glutamatdecarboxylase (GAD), das Pyridoxalphosphat (eine aktive Form von Vitamin B6) als Cofaktor benötigt.

GABA und Schlaf: Forschungsstand

GABA-erge Neuronen spielen eine belegte Rolle bei der Einleitung und Aufrechterhaltung des Schlafs. Bestimmte Schlafmittel (z. B. Benzodiazepine, Zolpidem) wirken über die Verstärkung der GABA-A-Rezeptoraktivität.

Zu exogenen GABA-Nahrungsergänzungsmitteln und Schlaf wurden einige kleinere Humanstudien durchgeführt. Eine Studie (Yamatsu et al., 2016) beobachtete bei gesunden Erwachsenen, die täglich 100 mg GABA einnahmen, eine subjektiv verbesserte Einschlaflatenz. Die Studiengröße und Methodik erlauben jedoch noch keine allgemeingültigen Schlussfolgerungen. Weitere gut konzipierte Studien sind erforderlich.

GABA und Stressreaktion: Forschungsstand

Das GABAerge System ist an der Modulation der Stressachse (Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse) beteiligt. Tierstudien und einige Humanstudien haben untersucht, ob eine erhöhte GABA-Aktivität die physiologische Stressreaktion abschwächen kann.

Eine placebokontrollierte Studie (Abdou et al., 2006) untersuchte die Wirkung von oral eingenommenem GABA auf stressbezogene Parameter und beobachtete Veränderungen im EEG sowie in Speichelmarkern. Die Ergebnisse sind vorläufig und bedürfen der Replikation in größeren Studien. Nahrungsergänzungsmittel mit GABA sind nicht als stressreduzierende Mittel zugelassen.

GABA und das Nervensystem: Was die Forschung zeigt

Das GABAerge System ist grundlegend an der Regulation neuraler Erregungszustände beteiligt. Eine verminderte GABA-Aktivität wurde in bildgebenden Studien mit bestimmten Zuständen erhöhter neuronaler Erregbarkeit in Verbindung gebracht. Der genaue Zusammenhang zwischen dem GABA-System und Angstzuständen beim Menschen ist ein aktives Forschungsfeld.

Einige Humanstudien haben untersucht, ob oral eingenommenes GABA subjektive Parameter im Zusammenhang mit Entspannung beeinflussen kann. Die vorliegenden Ergebnisse sind vorläufig. Belastbare klinische Evidenz für die Wirksamkeit von GABA-Nahrungsergänzungsmitteln bei diagnostizierten Angststörungen liegt derzeit nicht vor.

GABA und die Immunabwehr

Neuere Forschungsarbeiten zeigen, dass GABA-Rezeptoren auch auf Immunzellen vorhanden sind, was auf eine mögliche immunmodulatorische Rolle von GABA hindeutet. Präklinische Studien haben Effekte auf T-Zellen und Makrophagen untersucht. Diese Forschung befindet sich noch in einem frühen Stadium; klinische Daten beim Menschen fehlen weitgehend.

GABA und Blutzuckerregulation: Forschungsstand

In Pankreas-Inselzellen (Langerhans-Inseln) wurde GABA als lokaler Signalstoff nachgewiesen. Präklinische Studien haben eine mögliche Rolle bei der Regulierung der Insulinsekretion und der Erhaltung von Betazellen untersucht. Klinisch relevante und belastbare Daten zur Wirkung von GABA-Supplementen auf den Blutzucker beim Menschen stehen noch aus.

GABA und psychisches Wohlbefinden: Studienlage

Verschiedene Studien haben einen Zusammenhang zwischen dem zentralen GABAergen System und der Stimmungsregulation untersucht. Bestimmte Antidepressiva und Stimmungsstabilisatoren modulieren indirekt die GABA-Aktivität. Ob eine direkte Supplementierung mit GABA das subjektive Wohlbefinden beeinflusst, ist derzeit nicht hinreichend durch klinische Studien belegt.

GABA und PMS

Prämenstruelles Syndrom (PMS) ist mit zyklischen hormonellen Veränderungen verbunden. Da Progesteron-Metaboliten (insbesondere Allopregnanolon) als positive allosterische Modulatoren von GABA-A-Rezeptoren wirken, wurde ein Zusammenhang zwischen GABAerger Aktivität und PMS-Symptomen untersucht. Die Datenlage ist noch begrenzt und erlaubt keine Empfehlung zur Supplementierung mit GABA bei PMS.

GABA und Wachstumshormone

Einige Studien haben untersucht, ob GABA die Ausschüttung von Wachstumshormon (Growth Hormone, GH) aus der Hypophyse beeinflussen kann. Eine Studie (Powers et al., 2008) untersuchte GABA in Kombination mit körperlichem Training und beobachtete erhöhte GH-Spiegel. Die zugrundeliegenden Mechanismen und die klinische Relevanz dieser Befunde sind noch nicht abschließend geklärt.

GABA und Kognition

Das GABAerge System ist an verschiedenen kognitiven Prozessen beteiligt, darunter Arbeitsgedächtnis, Lernprozesse und Aufmerksamkeitsregulation. Bildgebende Studien zeigen, dass GABA-Konzentrationen in bestimmten Hirnregionen mit kognitiver Leistung korrelieren. Der Zusammenhang zwischen exogener GABA-Zufuhr und kognitiver Funktion beim Menschen ist Gegenstand laufender Forschung.

GABA und neuronale Aktivität: Was wir bisher wissen

Grundlagenforschung zeigt, dass das GABAerge System an der Modulation der neuronalen Erregbarkeit maßgeblich beteiligt ist. Einige Studien haben Veränderungen des GABAergen Systems bei verschiedenen neurologischen und psychiatrischen Zuständen beschrieben. Klinische Studien zur gezielten Anwendung von GABA-Supplementen beim Menschen sind in diesem Bereich noch begrenzt.

GABA als Arzneistoff

GABA selbst ist in der EU nicht als Arzneimittel zugelassen. Bestimmte Arzneistoffe, die das GABAerge System modulieren, sind jedoch zugelassene Medikamente, darunter:

• Benzodiazepine (z. B. Diazepam) – positive Modulatoren von GABA-A-Rezeptoren
• Barbiturate – positive Modulatoren von GABA-A-Rezeptoren
• Gabapentin und Pregabalin – strukturelle Analoga von GABA (wirken jedoch über andere Mechanismen)
• Baclofen – GABA-B-Rezeptoragonist, zugelassen bei Spastik

Diese Medikamente sind verschreibungspflichtig und wirken auf anderem Weg als orale GABA-Nahrungsergänzungsmittel. Sie sollten ausschließlich auf ärztliche Anordnung eingenommen werden.

GABA-Nahrungsergänzungsmittel

Im Handel sind GABA-Präparate als Kapseln, Tabletten oder Pulver erhältlich. Dabei wird unterschieden zwischen:

• Synthetisches GABA: Chemisch hergestellte Gamma-Aminobuttersäure
• Natürliches GABA: Durch mikrobiellen Fermentationsprozess gewonnenes GABA (häufig als „natürliches GABA" vermarktet)
• PharmaGABA®: Eine spezifische, fermentativ hergestellte GABA-Form, die in einigen Studien untersucht wurde

Beim Kauf sollte auf Qualitätszertifizierungen, transparente Zutatenlisten und seriöse Hersteller geachtet werden. Beachten Sie stets die Produktinformationen des Herstellers.

Dosierungshinweise

Angaben basieren auf Studiendaten; individuelle Unterschiede können erheblich sein. Rücksprache mit Fachpersonal wird dringend empfohlen.

Beispiel-Einnahmeplan (allgemeine Orientierung)

Wechselwirkungen

Mögliche Wechselwirkungen bestehen insbesondere mit folgenden Substanzklassen:

• Benzodiazepine & Schlafmittel: Mögliche additive Wirkung auf das ZNS (verstärkte Sedierung)
• Antikonvulsiva: Mögliche Beeinflussung der Krampfschwelle
• Antidepressiva: Wechselwirkungen nicht ausgeschlossen
• Blutdrucksenkende Mittel: GABA kann in höheren Dosierungen blutdrucksenkende Eigenschaften haben
• Alkohol: Kombination mit Alkohol nicht empfohlen (additiver ZNS-Effekt möglich)

Überdosierung

Belastbare Daten zur Toxizität von GABA beim Menschen bei Überdosierung sind begrenzt. Tierstudien zeigen eine vergleichsweise geringe akute Toxizität. Bei Einnahme deutlich höherer Mengen als empfohlen können verstärkte Nebenwirkungen (siehe unten) auftreten.

Bei versehentlicher Einnahme großer Mengen wenden Sie sich bitte an die Giftnotrufzentrale oder eine Ärztin bzw. einen Arzt:

• Deutschland: 030 19240 (Giftnotruf Berlin) oder 0228 19240 (Bonn)
• Österreich: 01 406 43 43
• Schweiz: 145

Nebenwirkungen

GABA-Nahrungsergänzungsmittel werden in Studien bei empfohlenen Dosierungen in der Regel gut vertragen. Mögliche, in der Regel mild und vorübergehend auftretende Nebenwirkungen umfassen:

• Kribbeln oder Taubheitsgefühl in Händen oder Füßen
• Leichte Benommenheit oder Schwindel
• Übelkeit oder Magen-Darm-Beschwerden
• Gefühl von Herzrasen (bei höheren Dosen)
• Atemnot bei sehr hohen Dosen (selten)

Quellen & Literatur

1. Bloom, F. E., & Iversen, L. L. (1971). Localizing 3H-GABA in nerve terminals of rat cerebral cortex by electron microscopic autoradiography. Nature, 229(5287), 628–630. doi:10.1038/229628a0
2. Auteri, M., Zizzo, M. G., & Serio, R. (2015). GABA and GABA receptors in the gastrointestinal tract: from motility to inflammation. Pharmacological Research, 93, 11–21. doi:10.1016/j.phrs.2014.12.001
3. Abdou, A. M., Higashiguchi, S., Horie, K., Kim, M., Hatta, H., & Yokogoshi, H. (2006). Relaxation and immunity enhancement functions of gamma-aminobutyric acid (GABA) administration in humans. BioFactors, 26(3), 201–208. doi:10.1002/biof.5520260305
4. Boonstra, E., de Kleijn, R., Colzato, L. S., Alkemade, A., Forstmann, B. U., & Nieuwenhuis, S. (2015). Neurotransmitters as food supplements: the effects of GABA on brain and behaviour. Frontiers in Psychology, 6, 1520. doi:10.3389/fpsyg.2015.01520
5. Petroff, O. A. C. (2002). GABA and glutamate in the human brain. The Neuroscientist, 8(6), 562–573. doi:10.1177/1073858402238515
6. Yamatsu, A., Yamashita, Y., Maru, I., Yang, J., Tatsuzaki, J., & Kim, M. (2016). The improvement of sleep by oral intake of GABA and apocynum venetum leaf extract. Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 62(3), 182–187. doi:10.3177/jnsv.62.182
7. Powers, M. E., Yarrow, J. F., McCoy, S. C., & Borst, S. E. (2008). Growth hormone isoform responses to GABA ingestion at rest and after exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise, 40(1), 104–110. doi:10.1249/mss.0b013e318158b518