neuroprzekaźniki

ogólność

Neuroprzekaźniki są endogennymi przekaźnikami chemicznymi, które są używane przez komórki układu nerwowego (tak zwane neurony) do komunikowania się ze sobą lub do stymulowania komórek mięśniowych lub gruczołowych.

Synapsy chemiczne są miejscami kontaktu funkcjonalnego między dwoma neuronami lub między neuronem a innym rodzajem komórki.

Istnieją różne klasy neuroprzekaźników: klasa aminokwasów, klasa monoamin, klasa peptydów, klasa „śladowych” amin, klasa puryn, klasa gazów itp.

Do najbardziej znanych neuroprzekaźników należą: dopamina, acetylocholina, glutaminian, GABA i serotonina.

Czym są neuroprzekaźniki?

Neuroprzekaźniki są substancjami chemicznymi, które są używane przez neurony - komórki układu nerwowego - do komunikacji między sobą, do działania na komórki mięśniowe lub do stymulowania odpowiedzi z komórek gruczołowych.

Innymi słowy, neuroprzekaźniki są endogennymi przekaźnikami chemicznymi, które umożliwiają komunikację między neuronami (tj. Między neuronami) i komunikację między neuronami a resztą ciała.

Ludzki układ nerwowy wykorzystuje neuroprzekaźniki do regulowania lub kierowania istotnymi mechanizmami, takimi jak tętno, oddychanie płuc lub trawienie.

Ponadto nocny sen, koncentracja, nastrój itp. Zależą od neuroprzekaźników.

NEUROTRANSMITTERS I CHEMICAL SYNAPSIS

Według bardziej wyspecjalizowanej definicji, neuroprzekaźniki są nośnikami informacji wzdłuż systemu tak zwanych synaps chemicznych .

W neurobiologii termin synapsa (lub złącze synaptyczne) wskazuje miejsca kontaktu funkcjonalnego między dwoma neuronami lub między neuronem a innym rodzajem komórki (na przykład komórką mięśniową lub komórką gruczołową).

Funkcją synapsy jest przekazywanie informacji między zaangażowanymi komórkami, aby uzyskać pewną odpowiedź (na przykład skurcz mięśnia).

Ludzki układ nerwowy obejmuje dwa rodzaje synaps:

• Synapsy elektryczne, w których przekazywanie informacji zależy od przepływu prądów elektrycznych przez dwie zaangażowane komórki, np
• Wspomniane synapsy chemiczne, w których przekazywanie informacji zależy od przepływu neuroprzekaźników przez dwie zaangażowane komórki.

Klasyczna synapsa chemiczna składa się z trzech podstawowych elementów, umieszczonych w szeregu:

• Pre-synaptyczny koniec neuronu, z którego pochodzi informacja nerwowa. Omawiany neuron jest również nazywany neuronem przedsynaptycznym ;
• Przestrzeń synaptyczna, czyli przestrzeń separacji między dwiema komórkami, które są bohaterami synapsy. Znajduje się poza błonami komórkowymi i ma obszar rozszerzenia około 20-40 nanometrów;
• Błona postsynaptyczna neuronu, komórki mięśniowej lub komórki gruczołowej, do której musi dotrzeć informacja nerwowa. Niezależnie od tego, czy jest to neuron, komórka mięśniowa czy komórka gruczołowa, jednostka komórkowa, do której należy błona postsynaptyczna, nazywana jest elementem postsynaptycznym .

Synapsa chemiczna, która łączy neuron z komórką mięśniową, jest również znana jako połączenie nerwowo-mięśniowe lub płytka motoryczna .

ODKRYCIE NEUROTRANSMITERÓW

Rysunek: synapsa chemiczna

Do wczesnych lat dwudziestego wieku naukowcy wierzyli, że komunikacja między neuronami i między neuronami a innymi komórkami zachodzi wyłącznie poprzez synapsy elektryczne.

Idea, że ​​może istnieć inny sposób komunikacji, powstała, gdy niektórzy badacze odkryli tak zwaną przestrzeń synaptyczną.

Niemiecki farmakolog Otto Loewi postawił hipotezę, że przestrzeń synaptyczna może być wykorzystywana przez neurony do uwalniania przekaźników chemicznych. Był rok 1921.

Poprzez swoje eksperymenty na nerwowej regulacji aktywności serca, Loewi stał się bohaterem odkrycia pierwszego znanego neuroprzekaźnika: acetylocholiny .

siedzenie

W neuronach przedsynaptycznych neuroprzekaźniki znajdują się w małych pęcherzykach wewnątrzkomórkowych.

Te pęcherzyki międzykomórkowe są porównywalne do pęcherzyków, ograniczonych podwójną warstwą fosfolipidów podobnych, w różnych aspektach, do podwójnej warstwy fosfolipidowej błony plazmatycznej ogólnej zdrowej komórki eukariotycznej.

Dopóki pozostają wewnątrz pęcherzyków wewnątrzkomórkowych, neuroprzekaźniki są tak obojętne i nie dają odpowiedzi.

Mechanizm działania

Przesłanka: aby zrozumieć mechanizm działania neuroprzekaźników, dobrze jest mieć na uwadze opisane wcześniej synapsy chemiczne i ich skład.

Neuroprzekaźniki pozostają zamknięte w pęcherzykach wewnątrzkomórkowych, aż pojawi się sygnał pochodzenia nerwowego zdolny do stymulowania uwalniania pęcherzyków z neuronu pojemnika.

Uwalnianie pęcherzyków odbywa się w pobliżu pre-synaptycznego końca neuronu pojemnika i obejmuje uwalnianie neuroprzekaźników w przestrzeni synaptycznej.

W przestrzeni synaptycznej neuroprzekaźniki mogą swobodnie oddziaływać z błoną postsynaptyczną komórek nerwowych, mięśniowych lub gruczołowych, znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie i tworzących część synapsy chemicznej.

Interakcja między neuroprzekaźnikami a błoną postsynaptyczną jest możliwa dzięki obecności na tych ostatnich określonych białek, zwanych receptorami błonowymi .

Kontakt neurotransmiterów z receptorami błonowymi zamienia początkowy sygnał nerwowy (ten, który stymulował uwalnianie pęcherzyków wewnątrzkomórkowych) w dobrze specyficzną odpowiedź komórkową. Na przykład odpowiedź komórkowa wytwarzana przez interakcję między neuroprzekaźnikami a błoną postsynaptyczną komórki mięśniowej może polegać na skurczu tkanki mięśniowej, do której należy wspomniana komórka.

Na zakończenie tego schematycznego obrazu działania neuroprzekaźników ważne jest podanie następującego ostatniego aspektu: wspomniana powyżej specyficzna odpowiedź komórkowa zależy od rodzaju neuroprzekaźnika i rodzaju receptorów obecnych na błonie postsynaptycznej.

CO TO JEST POTENCJAŁ DZIAŁANIA?

W neurobiologii sygnał nerwowy, który stymuluje uwalnianie pęcherzyków wewnątrzkomórkowych, nazywany jest potencjałem czynnościowym .

Z definicji, potencjał działania to zjawisko, które zachodzi w neuronie ogólnym i które przewiduje szybką zmianę ładunku elektrycznego między wnętrzem a zewnętrzną częścią błony komórkowej zaangażowanego neuronu.

W świetle tego nie dziwi fakt, że mówiąc o sygnałach nerwowych, eksperci porównują je do impulsów elektrycznych: sygnał nerwowy jest zdarzeniem elektrycznym pod każdym względem.

CHARAKTERYSTYKA ODPOWIEDZI KOMÓRKOWEJ

Zgodnie z językiem neurobiologów odpowiedź komórkowa indukowana przez neuroprzekaźniki na poziomie błony postsynaptycznej może być pobudzająca lub hamująca .

Odpowiedź pobudzająca jest reakcją promującą tworzenie impulsu nerwowego w elemencie postsynaptycznym.

Z drugiej strony reakcja hamująca jest reakcją mającą na celu zahamowanie tworzenia impulsu nerwowego w elemencie postsynaptycznym.

klasyfikacja

Znane ludzkie neuroprzekaźniki są bardzo liczne i ich lista ma rosnąć, ponieważ regularnie neurobiolodzy odkrywają nowe.

Duża liczba uznanych neuroprzekaźników sprawiła, że ​​klasyfikacja tych cząsteczek chemicznych jest niezbędna, aby uprościć konsultacje.

Istnieją różne kryteria klasyfikacji; najczęstszym jest ten, który odróżnia neuroprzekaźniki na podstawie klasy cząsteczek, do których należą .

Głównymi klasami cząsteczek, do których należą ludzkie neuroprzekaźniki, są:

• Klasa aminokwasów lub pochodnych aminokwasów . Klasa ta obejmuje: glutaminian (lub kwas glutaminowy), asparaginian (lub kwas asparaginowy), kwas gamma-aminomasłowy (lepiej znany jako GABA) i glicynę.
• Klasa peptydów . Do tej klasy należą: somatostatyna, opioidy, substancja P, niektóre sekretyny (sekretyna, glukagon itp.), Niektóre tachykininy (neurokinina A, neurokinina B itd.), Niektóre gastryny, galanina, neurotensyna i tak zwane transkrypty regulowane kokainą amfetamina.
• Klasa monoamin . Klasa ta obejmuje: dopaminę, noradrenalinę, epinefrynę, histaminę, serotoninę i melatoninę.
• Klasa tak zwanego „ śladu aminowego ”. Klasa ta obejmuje: tyraminę, trijodotironaminę, 2-fenyloetyloaminę (lub 2-fenyloetyloaminę), oktopaminę i tryptaminę (lub tryptaminę).
• Klasa puryn . Klasa ta obejmuje: trifosforan adenozyny i adenozynę.
• Klasa gazu . Klasa ta obejmuje: tlenek azotu (NO), tlenek węgla (CO) i siarkowodór (H2S).
• Inne . Wszystkie neuroprzekaźniki, których nie można wstawić do żadnej z poprzednich klas, takie jak wspomniana już acetylocholina lub anandamid, mieszczą się w pozycji „inne”.

Najlepsze znane przykłady

Niektóre neuroprzekaźniki są zdecydowanie bardziej znane niż inne, zarówno dlatego, że są znane i badane przez dłuższy czas, jak i dlatego, że spełniają funkcje o dużym znaczeniu biologicznym.

Wśród najbardziej znanych neuroprzekaźników zasługują na wzmiankę:

• Glutaminian . Jest to główny pobudzający neuroprzekaźnik centralnego układu nerwowego: zgodnie z tym, co mówią neurobiolodzy, wykorzystano by ponad 90% tak zwanych synaps pobudzających.
  Oprócz funkcji pobudzającej glutaminian bierze również udział w procesach uczenia się (uczenie się jako proces przechowywania danych w mózgu) i pamięci.

  Zgodnie z niektórymi badaniami naukowymi miałoby to związek z chorobami takimi jak: choroba Alzheimera, choroba Huntingtona, stwardnienie zanikowe boczne (lepiej znane jako ALS) i choroba Parkinsona.

• GABA . Jest to główny hamujący neuroprzekaźnik centralnego układu nerwowego: zgodnie z najnowszymi badaniami biologicznymi, około 90% tak zwanych synaps hamujących zostanie użytych.

  Ze względu na swoje właściwości hamujące, GABA jest jednym z głównych celów leków uspokajających i uspokajających.

• Acetylocholina . Jest to neuroprzekaźnik z funkcją pobudzającą na mięśniach: w połączeniach nerwowo-mięśniowych, w rzeczywistości jego obecność uruchamia mechanizmy, które kurczą komórki dotkniętych tkanki mięśniowej.

  Oprócz działania na poziom mięśniowy acetylocholina wpływa również na funkcjonowanie narządów kontrolowanych przez tak zwany autonomiczny układ nerwowy. Jego wpływ na autonomiczny układ nerwowy może być zarówno pobudzający, jak i hamujący.

• Dopamina . Należący do rodziny katecholamin, jest neuroprzekaźnikiem, który pełni liczne funkcje, zarówno w ośrodkowym układzie nerwowym, jak iw obwodowym układzie nerwowym.

  Na poziomie centralnego układu nerwowego dopamina bierze udział w: kontroli ruchu, wydzielaniu hormonu prolaktyny, kontroli umiejętności motorycznych, mechanizmach nagrody i przyjemności, kontroli koncentracji uwagi, mechanizmie snu, kontrola zachowania, kontrola niektórych funkcji poznawczych, kontrola nastroju i wreszcie mechanizmy leżące u podstaw uczenia się.

  Jednak na poziomie obwodowego układu nerwowego działa on jak: środek rozszerzający naczynia, stymulujący wydalanie sodu, czynnik sprzyjający ruchliwości jelit, czynnik zmniejszający aktywność limfocytów i wreszcie czynnik zmniejszający wydzielanie insuliny.

• Serotonina . Jest to neuroprzekaźnik występujący głównie w jelicie i, choć w mniejszym stopniu niż w jelicie, w neuronach centralnego układu nerwowego.

  Wydaje się, że dzięki efektom hamującym serotonina reguluje apetyt, sen, procesy pamięci i uczenia się, temperaturę ciała, nastrój, niektóre aspekty zachowania, skurcz mięśni, niektóre funkcje układu sercowo-naczyniowego i niektóre funkcje układu hormonalnego,

  Z patologicznego punktu widzenia wydaje się, że odgrywa ona rolę w rozwoju depresji i chorób pokrewnych. To wyjaśnia istnienie na rynku tak zwanych selektywnych inhibitorów wychwytu zwrotnego serotoniny, leków przeciwdepresyjnych stosowanych w leczeniu mniej lub bardziej poważnych postaci depresyjnych.

• Histamina . Jest to neuroprzekaźnik umiejscowiony głównie w ośrodkowym układzie nerwowym, dokładnie na poziomie podwzgórza i komórek tucznych obecnych w mózgu i rdzeniu kręgowym.
• Norepinefryna i epinefryna . Norepinefryna koncentruje się głównie na poziomie ośrodkowego układu nerwowego i ma za zadanie mobilizować mózg i ciało do działania (dlatego ma działanie pobudzające). Na przykład w mózgu promuje podniecenie, czujność, koncentrację i procesy pamięciowe; w pozostałej części ciała zwiększa tętno i ciśnienie krwi, stymuluje uwalnianie glukozy z miejsc przechowywania, zwiększa przepływ krwi do mięśni szkieletowych, zmniejsza dopływ krwi do układu pokarmowego i wspomaga opróżnianie pęcherza i jelit.

  Epinefryna jest obecna w dużej mierze w komórkach nadnerczy i, w małych ilościach, w ośrodkowym układzie nerwowym.

  Ten neuroprzekaźnik ma działanie pobudzające i bierze udział w procesach takich jak: zwiększona krew do mięśni szkieletowych, zwiększona częstość akcji serca i rozszerzenie źrenic.

  Zarówno noradrenalina, jak i epinefryna są neuroprzekaźnikami pochodzącymi z tyrozyny.