"The role of GABAergic innervation in the mechanism of mammalian biological clock"

γ-aminobutyric acid (GABA) is the main inhibitory neurotransmitter in the central nervous system. Its activity controls a series of processes in neurons and is responsible for maintaining the balance between excitation and inhibition in the brain. GABA, acting on its receptors, both ionotropic and metabotropic, influences dynamics of chloride currents and regulates activity state of potassium and calcium channels.There is a growing evidence that GABA is dominating neurotransmitter in the circadian timing system of mammals. In retina, at night, it influences molecular reactions and is preparing neuronal cells to activity in the light phase. Its presence in the main generator of circadian rhythms – suprachiasmatic nuclei of hypothalamus (SCN) – has a crucial impact on the whole brain. GABA regulates the excitability of neurons, the synchronization of phenotypically different cell populations in SCN, the release of neuropeptides and the expression of clock genes. Moreover, GABA is probably present in every cell of the intergeniculate leaflet (IGL), which is another key element of biological clock.GABAergic transmission thus plays a significant role in resetting and synchronizing circadian cycle and in conducting information between groups of neurons responsible for the activity of biological clock. It is essential not only in retina, SCN and IGL. GABAergic innervation is crucial also in many other brain structures (peripheral clocks), controlling arousal of the whole organism, hormonal rhythms, locomotor activity, feeding and sleep-wake cycle.

Kwas γ-aminomasłowy (GABA) to główny neuroprzekaźnik hamujący w ośrodkowym układzie nerwowym. Jego aktywność kontroluje szereg procesów w neuronach i odpowiada za utrzymanie równowagi między pobudzeniem a hamowaniem w mózgowiu. GABA, działając na swoje receptory, zarówno jonotropowe jak i metabotropowe, wpływa na dynamikę prądów chlorkowych oraz reguluje stan aktywności kanałów potasowych i wapniowych.GABA to dominujący neuroprzekaźnik w układzie zegara biologicznego ssaków. W siatkówce, nocą, wpływa na procesy molekularne i tym samym przygotowuje komórki do aktywności w fazie jasnej. Jego obecność w głównym generatorze rytmów okołodobowych – jądrach nadskrzyżowaniowych podwzgórza (SCN) – ma bardzo istotny wpływ na całe mózgowie. GABA reguluje pobudliwość neuronów , bierze udział w synchronizowaniu zróżnicowanych populacji komórkowych SCN, wpływa na uwalnianie neuropeptydów oraz na ekspresję genów zegara. Ponadto, GABA jest obecny prawdopodobnie we wszystkich komórkach listka ciała kolankowatego bocznego (IGL), który odpowiada za integrację synchronizujących bodźców świetlnych z nieświetlnymi i tym samym jest drugą (obok SCN) kluczową strukturą układu zegara biologicznego.Transmisja GABA-ergiczna pełni więc znaczącą rolę w resetowaniu i synchronizowaniu cyklu okołodobowego oraz w przekazywaniu informacji między grupami neuronów zaangażowanymi w aktywność zegara biologicznego. Jest ona ważna nie tylko w siatkówce, SCN i IGL. Unerwienie GABA-ergiczne pełni istotną funkcję także w innych strukturach mózgowia (tzw. zegarach peryferyjnych), kontrolujących stan wzbudzenia organizmu, rytmy hormonalne, aktywność lokomotoryczną, pobieranie pokarmu czy sen i czuwanie.