neurotransmiteri

općenitost

Neurotransmiteri su endogeni kemijski glasnici, koje stanice živčanog sustava (tzv. Neuroni) koriste kako bi međusobno komunicirale ili stimulirale mišićne ili žljezdane stanice.

Kemijske sinapse su mjesta funkcionalnog kontakta između dva neurona ili između neurona i druge vrste stanica.

Postoje različite klase neurotransmitera: klasa aminokiselina, klasa monoamina, klasa peptida, klasa "tragova" amina, klasa purina, klasa plinova itd.

Najpoznatiji neurotransmiteri uključuju: dopamin, acetilkolin, glutamat, GABA i serotonin.

Što su neurotransmiteri?

Neurotransmiteri su kemikalije koje neuroni - stanice živčanog sustava - koriste kako bi međusobno komunicirali, djelovale na mišićne stanice ili stimulirale odgovor iz žljezdanih stanica.

Drugim riječima, neurotransmiteri su endogeni kemijski glasnici, koji omogućuju interneuronsku komunikaciju (tj. Između neurona) i komunikaciju između neurona i ostatka tijela.

Ljudski živčani sustav koristi neurotransmitere za reguliranje ili usmjeravanje vitalnih mehanizama, kao što su otkucaji srca, disanje pluća ili probava.

Nadalje, noćni san, koncentracija, raspoloženje itd. Ovise o neurotransmiterima.

NEUROTRANSMITTERI I KEMIJSKI SNAPSIS

Prema specijaliziranoj definiciji, neurotransmiteri su nositelji informacija duž sustava takozvanih kemijskih sinapsi .

U neurobiologiji izraz sinapsa (ili sinaptička veza) označava mjesta funkcionalnog kontakta između dva neurona ili između neurona i druge vrste stanica (na primjer mišićne stanice ili žljezdane stanice).

Funkcija sinapse je prenošenje informacija između uključenih stanica, kako bi se dobio određeni odgovor (na primjer kontrakcija mišića).

Ljudski živčani sustav uključuje dvije vrste sinapsi:

• Električne sinapse, u kojima prijenos informacija ovisi o protoku električnih struja kroz dvije uključene stanice, e
• Spomenute kemijske sinapse, u kojima komunikacija informacija ovisi o protoku neurotransmitera kroz dvije uključene stanice.

Klasična kemijska sinapsa sastoji se od tri temeljne komponente, smještene u nizu:

• Predsinaptički terminal neurona iz kojeg potječu informacije o živcima. Neuron je također poznat kao pred-sinaptički neuron ;
• Sinaptički prostor, tj. Prostor razdvajanja između dvije stanice koje su protagonisti sinapse. Nalazi se izvan staničnih membrana i ima područje proširenja od oko 20-40 nanometara;
• Post-sinaptička membrana neurona, mišićne stanice ili žljezdane stanice na koju moraju doprijeti živčane informacije. Bilo da je riječ o neuronu, mišićnoj stanici ili žljezdastoj stanici, stanična jedinica kojoj pripada post-sinaptička membrana naziva se post-sinaptičkim elementom .

Kemijska sinapsa koja ujedinjuje neuron sa mišićnom stanicom poznata je i kao neuromuskularni spoj ili motorna ploča .

OTKRIVANJE NEUROTRANSMITERA

Slika: kemijska sinapsa

Do ranih godina dvadesetog stoljeća, znanstvenici su vjerovali da se komunikacija između neurona i između neurona i drugih stanica događa isključivo kroz električne sinapse.

Ideja da bi mogao postojati drugi način komunikacije nastao je kada su neki istraživači otkrili takozvani sinaptički prostor.

Njemački farmakolog Otto Loewi pretpostavio je da neuroni mogu koristiti sinaptički prostor za oslobađanje kemijskih glasnika. Bila je to godina 1921.

Kroz svoje eksperimente na nervnom reguliranju srčane aktivnosti, Loewi je postao protagonist otkrića prvog poznatog neurotransmitera: acetilkolina .

sjedalo

U pre-sinaptičkim neuronima, neurotransmiteri se nalaze unutar malih unutarstaničnih vezikula .

Ovi međustanični mjehurići su usporedivi s vrećicama, ograničenim dvostrukim slojem fosfolipida sličnih, u različitim aspektima, dvostrukom fosfolipidnom sloju plazma membrane generičke zdrave eukariotske stanice.

Dokle god ostanu unutar unutarstaničnih vezikula, neurotransmiteri su tako inertni i ne daju nikakav odgovor.

Mehanizam djelovanja

Premisa: razumjeti mehanizam djelovanja neurotransmitera dobro je imati na umu prethodno opisane kemijske sinapse i njihov sastav.

Neurotransmiteri ostaju zatvoreni unutar unutarstaničnih vezikula, sve dok ne stigne signal živčanog porijekla koji je sposoban stimulirati oslobađanje vezikula iz kontejnerskog neurona.

Oslobađanje mjehurića odvija se blizu pred-sinaptičkog terminala kontejnerskog neurona i uključuje oslobađanje neurotransmitera u sinaptičkom prostoru.

U sinaptičkom prostoru, neurotransmiteri mogu slobodno stupati u interakciju s post-sinaptičkom membranom živca, mišića ili žljezdane stanice, koja se nalazi u neposrednoj blizini i čini dio kemijske sinapse.

Interakcija između neurotransmitera i post-sinaptičke membrane je moguća zahvaljujući prisutnosti pojedinih proteina, koji se pravilno nazivaju membranski receptori .

Kontakt između neurotransmitera i membranskih receptora pretvara inicijalni nervni signal (onaj koji stimulira oslobađanje intracelularnih vezikula) u dobro specifičan stanični odgovor. Na primjer, stanični odgovor koji nastaje interakcijom između neurotransmitera i post-sinaptičke membrane mišićne stanice može se sastojati u kontrakciji mišićnog tkiva kojem pripada spomenuta stanica.

Na kraju ove shematske slike o tome kako djeluju neurotransmiteri, važno je izvijestiti o sljedećem posljednjem aspektu: specifični stanični odgovor naveden iznad ovisi o tipu neurotransmitera i tipu receptora prisutnih na post-sinaptičkoj membrani.

ŠTO JE AKCIJSKI POTENCIJAL?

U neurobiologiji, živčani signal koji stimulira oslobađanje intracelularnih vezikula naziva se akcijski potencijal .

Po definiciji, akcijski potencijal je fenomen koji se događa u generičkom neuronu i koji predviđa brzu promjenu električnog naboja između unutarnje i vanjske strane stanične membrane zahvaćenog neurona.

U svjetlu toga, ne čudi kada, govoreći o živčanim signalima, stručnjaci ih uspoređuju s električnim impulsima: živčani signal je električni događaj u svakom pogledu.

OBILJEŽJA CELULARNOG ODGOVORA

Prema jeziku neurobiologa, stanični odgovor induciran neurotransmiterima, na razini post-sinaptičke membrane, može biti ekscitatoran ili inhibitor .

Uzbudljivi odgovor je reakcija kojom se potiče stvaranje živčanog impulsa u post-sinaptičkom elementu.

Inhibitorni odgovor, s druge strane, je reakcija dizajnirana da inhibira stvaranje impulsa živca u post-sinaptičkom elementu.

klasifikacija

Ljudski neurotransmiteri poznati su vrlo brojni i njihov je popis predodređen da raste, budući da redovito neurobiolozi otkrivaju nove.

Veliki broj prepoznatih neurotransmitera učinio je klasifikaciju tih kemijskih molekula neophodnim, kako bi se pojednostavile konzultacije.

Postoje različiti kriteriji klasifikacije; najčešći je onaj koji razlikuje neurotransmitere na temelju klase molekula kojima pripadaju .

Glavne klase molekula kojima pripadaju ljudski neurotransmiteri su:

• Klasa amino kiselina ili derivata amino kiselina . Ovaj razred uključuje: glutamat (ili glutaminsku kiselinu), aspartat (ili asparaginsku kiselinu), gama-aminobutirnu kiselinu (poznatiji kao GABA) i glicin.
• Klasa peptida . Ovaj razred uključuje: somatostatin, opioide, supstancu P, neke sekretine (sekretin, glukagon itd.), Neke tahikinine (neurokinin A, neurokinin B, itd.), Neke gastrine, galanin, neurotensin i takozvane transkripte regulirane kokainom amfetamin.
• Klasa monoamina . Ovaj razred uključuje: dopamin, norepinefrin, epinefrin, histamin, serotonin i melatonin.
• Klasa tzv. " Traga amina ". Ovaj razred uključuje: tiramin, tri-jodotironamin, 2-feniletilamin (ili 2-feniletilamin), oktopamin i triptamin (ili triptamin).
• Klasa purina . Ovaj razred uključuje: adenozin trifosfat i adenozin.
• Razred plina . Ovaj razred uključuje: dušikov oksid (NO), ugljikov monoksid (CO) i sumporovodik (H2S).
• Ostalo . Svi neurotransmiteri koji se ne mogu umetnuti ni u jednu od prethodnih klasa, kao što je već spomenuti acetilkolin ili anandamid, potpadaju pod naslov "ostalo".

Najpoznatiji primjeri

Neki neurotransmiteri su izrazito poznatiji od drugih, i zbog toga što su bili poznati i proučavani dulje, i zato što obavljaju funkcije od značajnog biološkog interesa.

Među najpoznatijim neurotransmiterima zaslužuju spomenuti:

• Glutamat . To je glavni ekscitatorni neurotransmiter središnjeg živčanog sustava: prema onome što neurobiolozi kažu, koristilo bi se više od 90% takozvanih ekscitatornih sinapsi.
  Uz svoju uzbudljivu funkciju, glutamat je također uključen u procese učenja (učenje kao proces pohranjivanja podataka u mozgu) i pamćenje.

  Prema nekim znanstvenim istraživanjima, to bi bilo uključeno u bolesti kao što su: Alzheimerova bolest, Huntingtonova bolest, amiotrofna lateralna skleroza (poznata kao ALS) i Parkinsonova bolest.

• GABA . To je glavni inhibitorni neurotransmiter središnjeg živčanog sustava: prema najnovijim istraživanjima biologije, koristilo bi se oko 90% takozvanih inhibitornih sinapsi.

  Zbog svojih inhibitornih svojstava, GABA je jedan od glavnih ciljeva sedativa i lijekova za smirenje.

• Acetilholin . To je neurotransmiter s ekscitatornom funkcijom na mišićima: u neuromuskularnim spojevima, zapravo, njegova prisutnost pokreće one mehanizme koji kontrahiraju stanice zahvaćenog mišićnog tkiva.

  Osim što djeluje na mišićnu razinu, acetilkolin također utječe na funkcioniranje organa pod kontrolom tzv. Autonomnog živčanog sustava. Njegov utjecaj na autonomni živčani sustav može biti i uzbudljiv i inhibitoran.

• Dopamin . Pripadajućoj obitelji kateholamina, to je neurotransmiter koji obavlja brojne funkcije, kako u središnjem živčanom sustavu tako iu perifernom živčanom sustavu.

  Na razini središnjeg živčanog sustava dopamin sudjeluje u: kontroli kretanja, lučenju hormona prolaktina, kontroli motoričkih sposobnosti, mehanizama nagrađivanja i užitka, kontroli raspona pažnje, mehanizmu spavanja, kontrola ponašanja, kontrola nekih kognitivnih funkcija, kontrola raspoloženja i, konačno, mehanizmi koji podupiru učenje.

  Međutim, na razini perifernog živčanog sustava djeluje kao: vazodilatator, stimulirajući izlučivanje natrija, čimbenik koji pogoduje crijevnom motilitetu, faktor koji smanjuje aktivnost limfocita i, konačno, faktor koji smanjuje izlučivanje inzulina.

• Serotonin . To je neurotransmiter koji se uglavnom nalazi u crijevima i, iako u manjem opsegu nego u crijevima, u neuronima središnjeg živčanog sustava.

  Svojim inhibicijskim učinkom, čini se da serotonin regulira apetit, san, procese pamćenja i učenja, tjelesnu temperaturu, raspoloženje, neke aspekte ponašanja, kontrakcije mišića, neke funkcije kardiovaskularnog sustava i neke funkcije endokrinog sustava.,

  S patološkog stajališta, čini se da ima ulogu u razvoju depresije i srodnih bolesti. To objašnjava postojanje na tržištu takozvanih inhibitora ponovne pohrane serotonina, antidepresivnih lijekova koji se koriste za liječenje više ili manje ozbiljnih depresivnih oblika.

• Histamin . To je neurotransmiter koji se uglavnom nalazi u središnjem živčanom sustavu, upravo na razini hipotalamusa i mastocita prisutnih u mozgu i leđnoj moždini.
• Norepinefrin i epinefrin . Norepinefrin se uglavnom koncentrira na razinu središnjeg živčanog sustava i ima zadatak mobilizirati mozak i tijelo za djelovanje (stoga ima uzbudljiv učinak). Na primjer, u mozgu potiče uzbuđenje, budnost, koncentraciju i procese pamćenja; u ostatku tijela povećava broj otkucaja srca i krvni tlak, potiče oslobađanje glukoze iz skladišnih točaka, povećava dotok krvi u skeletne mišiće, smanjuje dotok krvi u gastrointestinalni sustav i potiče pražnjenje mjehura i crijeva.

  Epinefrin je prisutan, u velikoj mjeri, u stanicama nadbubrežne žlijezde i, u malim količinama, u središnjem živčanom sustavu.

  Ovaj neurotransmiter ima ekscitatorne učinke i sudjeluje u procesima kao što su povećana krv u skeletne mišiće, povećan broj otkucaja srca i širenje zjenice.

  I norepinefrin i epinefrin su neurotransmiteri izvedeni iz tirozina.