Nevrotransmiterji

Splošnost

Nevrotransmiterji so endogeni kemični posredniki, ki jih celice živčnega sistema (tako imenovani nevroni) uporabljajo za medsebojno komunikacijo ali za stimulacijo mišičnih ali žlezastih celic.

Kemične sinapse so mesta funkcionalnega stika med dvema nevronoma ali med nevronom in drugim rodom celic.

Obstajajo različni razredi nevrotransmiterjev: razred aminokislin, razred monoaminov, razred peptidov, razred aminov v sledovih, razred purinov, razred plinov itd.

Najbolj znani nevrotransmiterji so: dopamin, acetilholin, glutamat, GABA in serotonin.

Kaj so nevrotransmiterji?

Nevrotransmiterji so kemikalije, ki jih nevroni - celice živčnega sistema - uporabljajo za medsebojno komunikacijo, delovanje na mišične celice ali spodbujanje odziva celic žlez.

Z drugimi besedami, nevrotransmiterji so endogeni kemični posredniki, ki omogočajo medevronsko komunikacijo (tj. Med nevroni) in komunikacijo med nevroni in ostalim telesom.

Človeški živčni sistem uporablja nevrotransmiterje za uravnavanje ali usmerjanje vitalnih mehanizmov, kot so srčni utrip, pljučno dihanje ali prebava.

Poleg tega so nočni spanec, koncentracija, razpoloženje itd. Odvisni od nevrotransmiterjev.

NEUROTRANSMITERJI IN KEMIJSKE SINASPE

Po bolj specializirani definiciji so nevrotransmiterji nosilci informacij po sistemu tako imenovanih kemičnih sinaps.

V nevrobiologiji izraz sinapsa (ali sinaptično stičišče) označuje mesta funkcionalnega stika med dvema nevronoma ali med nevronom in drugim rodom celic (na primer mišično celico ali celico žleze).

Naloga sinapse je prenašati informacije med vpletenimi celicami, ustvariti določen odziv (na primer krčenje mišice).

Človeški živčni sistem je sestavljen iz dveh vrst sinaps:

• Električne sinapse, pri katerih je prenos informacij odvisen od pretoka električnih tokov skozi dve vpleteni celici, npr
• Zgoraj omenjene kemične sinapse, v katerih je prenos informacij odvisen od pretoka nevrotransmiterjev skozi obe prizadeti celici.

Klasična kemična sinapsa je sestavljena iz treh osnovnih sestavin, postavljenih v niz:

• Predsinaptični terminal nevrona, iz katerega prihajajo informacije o živcih. Zadevni nevron imenujemo tudi predsinaptični nevron;
• Sinaptični prostor, to je prostor ločitve med dvema celicama protagonista sinapse. Nahaja se zunaj celičnih membran in ima "območje razširitve približno 20-40 nanometrov;
• Post-sinaptična membrana nevrona, mišične celice ali žlezne celice, do katere morajo priti informacije o živcih. Ne glede na to, ali gre za nevron, mišično celico ali žlezno celico, se celična enota, ki ji pripada postsinaptična membrana, imenuje postsinaptični element.

Kemična sinapsa, ki povezuje nevrone z mišično celico, je znana tudi kot živčno -mišični stik ali končna plošča.

ODKRITJE NEVROTRANSMETROV

Slika: kemična sinapsa

Do začetka dvajsetega stoletja so znanstveniki verjeli, da komunikacija med nevroni ter med nevroni in drugimi celicami poteka izključno prek električnih sinaps.

Zamisel, da bi lahko obstajal drug način komunikacije, se je pojavila, ko so nekateri raziskovalci odkrili tako imenovani sinaptični prostor.

Nemški farmakolog Otto Loewi je domneval, da bi lahko sinaptični prostor uporabili nevroni za sproščanje kemičnih prenašalcev. Bilo je leto 1921.

Loewi je s svojimi poskusi na živčni regulaciji srčne aktivnosti postal protagonist odkritja prvega znanega nevrotransmiterja: acetilholina.

Spletno mesto

V predsinaptičnih nevronih se nevrotransmiterji nahajajo znotraj majhnih znotrajceličnih veziklov.

Ti medcelični mehurčki so primerljivi z vrečkami, omejenimi z dvoslojem fosfolipidov, ki je v več pogledih podoben fosfolipidnemu dvosloju plazemske membrane generično zdrave evkariontske celice.

Dokler ostanejo znotraj znotrajceličnih veziklov, so nevrotransmiterji tako rekoč inertni in se ne odzovejo.

Mehanizem delovanja

Prostor: za razumevanje mehanizma delovanja nevrotransmiterjev je dobro imeti v mislih prej opisane kemijske sinapse in njihovo sestavo.

Nevrotransmiterji ostanejo omejeni znotraj znotrajceličnih veziklov, dokler ne prispe signal živčnega izvora, ki lahko spodbudi sproščanje veziklov iz nevrona posode.

Sproščanje veziklov poteka v bližini predsinaptičnega terminala nevrona posode in vključuje sproščanje nevrotransmiterjev v sinaptični prostor.

V sinaptičnem prostoru lahko nevrotransmiterji medsebojno delujejo s post-sinaptično membrano živčne celice, mišice ali žleze, ki se nahaja v neposredni bližini in je del kemične sinapse.

Interakcija med nevrotransmiterji in post-sinaptično membrano je možna zaradi prisotnosti na slednji določenih beljakovin, pravilno imenovanih membranskih receptorjev.

Stik med nevrotransmiterji in membranskimi receptorji pretvori začetni živčni signal (tisti, ki je spodbudil sproščanje znotrajceličnih veziklov) v zelo specifičen celični odziv. Na primer, celični odziv, ki ga povzroči interakcija med nevrotransmiterji in post-sinaptično membrano mišične celice, je lahko v krčenju mišičnega tkiva, ki mu pripada omenjena celica.

Ob zaključku te shematične slike delovanja nevrotransmiterjev je pomembno poročati o naslednjem zadnjem vidiku: zgoraj omenjeni specifični celični odziv "je res odvisen od vrste nevrotransmiterja in vrste receptorjev, prisotnih na post-sinaptični membrani.

KAJ JE POTENCIAL DEJANJA?

V nevrobiologiji se živčni signal, ki spodbuja sproščanje znotrajceličnih veziklov, imenuje akcijski potencial.

Po definiciji je akcijski potencial pojav, ki se pojavlja v generičnem nevronu in vključuje hitro spremembo električnega naboja med notranjo in zunanjo stranjo celične membrane vključenega nevrona.

Glede na to ne bi smelo biti presenetljivo, če jih govorimo o živčnih signalih, ki jih primerjajo z električnimi impulzi: živčni signal je dogodek električnega tipa v vseh pogledih.

ZNAČILNOSTI CELIČNEGA ODZIVA

Po jeziku nevrobiologov je lahko celični odziv, ki ga povzročijo nevrotransmiterji, na ravni post-sinaptične membrane bodisi vznemirljiv bodisi zaviralni.

Ekscitacijski odziv je reakcija, namenjena spodbujanju ustvarjanja živčnega impulza v post-sinaptičnem elementu.

Zaviralni odziv pa je reakcija, namenjena zaviranju nastajanja živčnega impulza v post-sinaptičnem elementu.

Razvrstitev

Znanih je človeških nevrotransmiterjev, njihov seznam pa se bo nenehno povečeval, saj nevrobiologi redno odkrivajo nove.

Zaradi velikega števila priznanih nevrotransmiterjev je bilo nujno razvrstiti te kemične molekule, da bi poenostavili njihovo posvetovanje.

Obstajajo različna klasifikacijska merila; najpogostejša je tista, ki razlikuje nevrotransmiterje glede na razred molekul, ki jim pripadajo.

Glavni razredi molekul, ki jim pripadajo človeški nevrotransmiterji, so:

• Razred aminokislin ali aminokislinskih derivatov. Ta razred vključuje: glutamat (ali glutaminsko kislino), aspartat (ali asparaginsko kislino), gama-aminomaslačno kislino (bolj znano kot GABA) in glicin.
• Razred peptidov. Ta razred vključuje: somatostatin, opioide, snov P, nekaj tajinov (sekretin, glukagon itd.), Nekaj ​​tahikininov (nevrokinin A, nevrokinin B itd.), Nekatere gastrine, galanin, nevrotenzin in tako imenovane prepise, ki jih ureja kokain in amfetamin.
• Razred monoaminov. Ta razred vključuje: dopamin, norepinefrin, epinefrin, histamin, serotonin in melatonin.
• Razred tako imenovanih "aminov v sledovih". V ta razred so vključeni: tiramin, tri-jodotironamin, 2-feniletilamin (ali 2-feniletilamin), oktopamin in triptamin (ali triptamin).
• Razred purinov. Ta razred vključuje: adenozin trifosfat in adenozin.
• Razred plina. Ta razred vključuje: dušikov oksid (NO), ogljikov monoksid (CO) in vodikov sulfid (H2S).
• Drugo. Vsi tisti nevrotransmiterji, ki jih ni mogoče vključiti v nobenega od prejšnjih razredov, na primer prej omenjeni acetilholin ali anandamid, spadajo pod naslov "drugo".

Najbolj znani primeri

Nekateri nevrotransmiterji so vsekakor bolj znani kot drugi, tako zato, ker so bili znani in proučevani dlje, kot tudi zato, ker opravljajo funkcije, ki imajo velik biološki interes.

Med najbolj znanimi nevrotransmiterji si velja omeniti:

• Glutamat. Je glavni vznemirljivi nevrotransmiter centralnega živčnega sistema: po mnenju nevrobiologov ga uporablja več kot 90% tako imenovanih ekscitacijskih sinaps.

  Poleg vzbujajoče funkcije je glutamat vključen tudi v učne procese (učenje, razumeno kot proces shranjevanja podatkov v možganih) in spomin.
  Po nekaterih znanstvenih študijah bi bil vpleten v bolezni, kot so: Alzheimerjeva bolezen, Huntingtonova bolezen, amiotrofična lateralna skleroza (bolj znana kot ALS) in Parkinsonova bolezen.

• GABA. Je glavni zaviralni nevrotransmiter centralnega živčnega sistema: po najnovejših bioloških študijah bi ga uporabilo približno 90% tako imenovanih zaviralnih sinaps.
  Zaradi zaviralnih lastnosti je GABA ena glavnih tarč sedativnih in pomirjevalnih zdravil.
• Acetilholin, ki je nevrotransmiter z ekscitacijsko funkcijo na mišicah: v živčno -mišičnih stičiščih njegova prisotnost dejansko sproži tiste mehanizme, ki krčijo celice vpletenih mišičnih tkiv.
  Poleg delovanja na mišični ravni acetilholin vpliva tudi na delovanje organov, ki jih nadzoruje tako imenovani avtonomni živčni sistem, njegov vpliv na avtonomni živčni sistem pa je lahko vznemirljiv in zaviralni.
• Dopamin. Pripada družini kateholaminov in je nevrotransmiter, ki opravlja številne funkcije, tako na ravni centralnega živčnega sistema kot na ravni perifernega živčnega sistema.
  Na ravni centralnega živčnega sistema dopamin sodeluje pri: nadzoru gibanja, izločanju hormona prolaktina, nadzoru motoričnih sposobnosti, mehanizmom nagrajevanja in užitka, nadzoru spretnosti pozornosti, mehanizmu spanja, nadzoru vedenja , nadzor nad določenimi kognitivnimi funkcijami, nadzor razpoloženja in na koncu mehanizmi, na katerih temelji učenje.
  Na ravni perifernega živčnega sistema pa deluje kot: vazodilatator, stimulant izločanja natrija, dejavnik, ki spodbuja črevesno gibljivost, dejavnik, ki zmanjšuje aktivnost limfocitov in nazadnje dejavnik, ki zmanjšuje izločanje insulina.
• Serotonin. Je nevrotransmiter, prisoten predvsem v črevesju in, čeprav v manjši meri kot v črevesnih celicah, v nevronih centralnega živčnega sistema.
  Zdi se, da serotonin zaradi zaviralnih učinkov uravnava apetit, spanje, spomin in učne procese, telesno temperaturo, razpoloženje, nekatere vidike vedenja, krčenje mišic, nekatere funkcije srčno -žilnega sistema in nekatere funkcije endokrinega sistema.
  S patološkega vidika se zdi, da ima vlogo pri razvoju depresije in z njo povezanih bolezni. To pojasnjuje obstoj na trgu tako imenovanih selektivnih zaviralcev ponovnega privzema serotonina, antidepresivov, ki se uporabljajo za zdravljenje bolj ali manj hudih oblik depresije.
• Histamin je nevrotransmiter s prevladujočim sedežem v centralnem živčnem sistemu, natančno na ravni hipotalamusa in mastocitov v možganih in hrbtenjači.
• Norepinefrin in epinefrin.Norepinefrin je koncentriran predvsem v centralnem živčnem sistemu in ima nalogo, da mobilizira možgane in telo za delovanje (zato ima vznemirljiv učinek). V možganih na primer spodbuja vzburjenost, budnost, koncentracijo in spominske procese; v preostalem delu telesa povečuje srčni utrip in krvni tlak, spodbuja sproščanje glukoze iz skladiščnih mest, povečuje pretok krvi v skeletne mišice , zmanjšuje pretok krvi v prebavni sistem in spodbuja praznjenje mehurja in črevesja.
  Epinefrin je v veliki meri prisoten v celicah nadledvičnih žlez in v majhnih količinah v centralnem živčnem sistemu.
  Ta nevrotransmiter ima vznemirljive učinke in sodeluje pri procesih, kot so: povečanje krvi do skeletnih mišic, povečanje srčnega utripa in razširitev zenic.
  Tako noradrenalin kot epinefrin sta nevrotransmiterja, pridobljena iz tirozina.