všeobecnosť
Neurotransmitery sú endogénne chemické prenášače, ktoré sú používané bunkami nervového systému (tzv. Neuróny) na vzájomnú komunikáciu alebo na stimuláciu svalových alebo žľazových buniek.
Chemické synapsie sú miesta funkčného kontaktu medzi dvoma neurónmi alebo medzi neurónom a iným druhom bunky.
Existujú rôzne triedy neurotransmiterov: trieda aminokyselín, trieda monoamínov, trieda peptidov, trieda "stopových" amínov, trieda purínov, trieda plynov atď.
Medzi najznámejšie neurotransmitery patria: dopamín, acetylcholín, glutamát, GABA a serotonín.
Čo sú neurotransmitery?
Neurotransmitery sú chemikálie, ktoré používajú neuróny - bunky nervového systému - na vzájomnú komunikáciu, na pôsobenie na svalové bunky alebo na stimuláciu reakcie glandulárnych buniek.
Inými slovami, neurotransmitery sú endogénne chemické posly, ktoré umožňujú interneuronálnu komunikáciu (tj medzi neurónmi) a komunikáciu medzi neurónmi a zvyškom tela.
Ľudský nervový systém používa neurotransmitery na reguláciu alebo priame vitálne mechanizmy, ako je srdcová frekvencia, pľúcne dýchanie alebo trávenie.
Okrem toho nočný spánok, koncentrácia, nálada atď. Závisí od neurotransmiterov.
NEUROTRANSMITTERS A CHEMICAL SYNAPSIS
Podľa špecializovanejšej definície sú neurotransmitery nositeľmi informácií pozdĺž systému tzv. Chemických synapsií .
V neurobiológii pojem synapse (alebo synaptické spojenie) označuje miesta funkčného kontaktu medzi dvoma neurónmi alebo medzi neurónom a iným druhom bunky (napríklad svalová bunka alebo žľazová bunka).
Funkciou synapsie je prenášať informácie medzi zúčastnenými bunkami, aby sa vytvorila určitá reakcia (napríklad kontrakcie svalu).
Ľudský nervový systém obsahuje dva typy synapsií:
- Elektrické synapsy, v ktorých komunikácia informácií závisí od toku elektrických prúdov cez dve zapojené bunky, napr
- Vyššie uvedené chemické synapsie, v ktorých komunikácia informácií závisí od toku neurotransmiterov cez dve zúčastnené bunky.
Klasická chemická synapse pozostáva z troch základných komponentov umiestnených v sérii:
- Pre -synaptický terminál neurónu, z ktorého pochádzajú nervové informácie. Dotknutý neurón sa tiež nazýva pre-synaptický neurón ;
- Synaptický priestor, tj priestor separácie medzi dvoma bunkami, ktoré sú protagonistami synapsie. Sídli mimo bunkových membrán a má oblasť rozšírenia asi 20-40 nanometrov;
- Post-synaptická membrána neurónu, svalovej bunky alebo žľazovej bunky, ku ktorej musia nervové informácie dosiahnuť. Či sa jedná o neurón, svalovú bunku alebo glandulárnu bunku, bunková jednotka, ku ktorej patrí postsynaptická membrána, sa nazýva postsynaptický prvok .
Chemická synapse, ktorá spája neurón so svalovou bunkou, je tiež známa ako neuromuskulárna spojka alebo motorová platňa .
OBJAVY NEUROTRANSMITTERS
Obrázok: chemická synapsia
Až do prvých rokov dvadsiateho storočia sa vedci domnievali, že komunikácia medzi neurónmi a medzi neurónmi a inými bunkami prebieha výlučne prostredníctvom elektrických synapsií.
Myšlienka, že by mohol existovať iný spôsob komunikácie, vznikla, keď niektorí výskumníci objavili tzv. Synaptický priestor.
Nemecký farmakológ Otto Loewi predpokladal, že synaptický priestor by mohli byť použité neurónmi na uvoľňovanie chemických poslov. Bol to rok 1921.
Vďaka svojim experimentom na nervovej regulácii srdcovej činnosti sa Loewi stal protagonistom objavu prvého známeho neurotransmitera: acetylcholínu .
sedlo
V pre-synaptických neurónoch sa neurotransmitery nachádzajú v malých intracelulárnych vezikulách .
Tieto medzibunkové vezikuly sú porovnateľné s vakmi, ohraničenými dvojitou vrstvou fosfolipidov podobnou, v rôznych aspektoch, dvojitej fosfolipidovej vrstve plazmatickej membrány generickej zdravej eukaryotickej bunky.
Pokiaľ zostanú vo vnútrobunkových vezikulách, neurotransmitery sú takpovediac inertné a nevyvolávajú žiadnu odozvu.
Akčný mechanizmus
Predpoklad: na pochopenie mechanizmu pôsobenia neurotransmiterov je dobré mať na pamäti chemické synapsy a ich zloženie, ktoré boli opísané vyššie.
Neurotransmitery zostávajú uzavreté v intracelulárnych vezikulách, až kým nenastane signál nervového pôvodu schopný stimulovať uvoľňovanie vezikúl z kontajnerového neurónu.
Uvoľňovanie vezikúl prebieha v blízkosti predsynaptického terminálu kontajnerového neurónu a zahŕňa uvoľňovanie neurotransmiterov v synaptickom priestore.
V synaptickom priestore sú neurotransmitery schopné interakcie s post-synaptickou membránou nervu, svalov alebo žliazových buniek, ktoré sa nachádzajú v bezprostrednej blízkosti a tvoria súčasť chemickej synapsie.
Interakcia medzi neurotransmitermi a post-synaptickou membránou je možná vďaka prítomnosti týchto proteínov, ktoré sa nazývajú membránové receptory .
Kontakt medzi neurotransmitermi a membránovými receptormi mení počiatočný nervový signál (ten, ktorý stimuloval uvoľňovanie vnútrobunkových vezikúl) na dobre špecifickú bunkovú odpoveď. Napríklad bunková odozva produkovaná interakciou medzi neurotransmitermi a post-synaptickou membránou svalovej bunky môže spočívať v kontrakcii svalového tkaniva, ku ktorému patrí uvedená bunka.
Na záver tohto schematického znázornenia fungovania neurotransmiterov je dôležité uviesť nasledujúci posledný aspekt: špecifická bunková odpoveď uvedená vyššie závisí od typu neurotransmitera a typu receptorov prítomných na postsynaptickej membráne.
ČO JE AKCIOVÝ POTENCIÁL?
V neurobiológii sa nervový signál, ktorý stimuluje uvoľňovanie vnútrobunkových vezikúl, nazýva akčný potenciál .
Podľa definície je akčný potenciál tento jav, ktorý sa odohráva v generickom neuróne a ktorý predpokladá rýchlu zmenu elektrického náboja medzi vnútornou a vonkajšou stranou bunkovej membrány príslušného neurónu.
Vzhľadom na to nie je prekvapujúce, keď odborníci porovnávajú elektrické signály s nervovými signálmi: nervový signál je vo všetkých ohľadoch elektrickým javom.
CHARAKTERISTIKY CELLULAR RESPONSE
Podľa jazyka neurobiológov môže byť bunková reakcia indukovaná neurotransmitermi na úrovni post-synaptickej membrány excitačná alebo inhibičná .
Excitačná reakcia je reakcia na podporu tvorby nervového impulzu v postsynaptickom prvku.
Inhibičná reakcia je na druhej strane reakcia určená na inhibíciu tvorby nervového impulzu v postsynaptickom prvku.
klasifikácia
Ľudské neurotransmitery, ktoré sú známe, sú veľmi početné a ich zoznam je určený na rast, pretože neurobiológovia pravidelne objavujú nové.
Veľký počet rozpoznaných neurotransmiterov urobil klasifikáciu týchto chemických molekúl nevyhnutnou, aby sa zjednodušili konzultácie.
Existujú rôzne klasifikačné kritériá; najbežnejší je ten, ktorý rozlišuje neurotransmitery na základe triedy molekúl, ku ktorým patria .
Hlavné triedy molekúl, ku ktorým patria ľudské neurotransmitery, sú:
- Trieda aminokyselín alebo derivátov aminokyselín . Táto trieda zahŕňa: glutamát (alebo kyselinu glutámovú), aspartát (alebo kyselinu asparágovú), kyselinu gama-aminomaslovú (lepšie známú ako GABA) a glycín.
- Trieda peptidov . Táto trieda zahŕňa: somatostatín, opioidy, látku P, niektoré sekretíny (sekretín, glukagón atď.), Niektoré tachykiníny (neurokinín A, neurokinín B, atď.), Niektoré gastríny, galanín, neurotenzín a takzvané transkripty regulované kokaínom amfetamín.
- Trieda monoamínov . Táto trieda zahŕňa: dopamín, norepinefrin, epinefrín, histamín, serotonín a melatonín.
- Trieda tzv. " Amínovej stopy ". Táto trieda zahŕňa: tyramín, trijódtyronamín, 2-fenyletylamín (alebo 2-fenyletylamín), oktopamín a tryptamín (alebo triptamín).
- Trieda purínov . Táto trieda zahŕňa: adenozíntrifosfát a adenozín.
- Trieda plynu . Táto trieda zahŕňa: oxid dusnatý (NO), oxid uhoľnatý (CO) a sírovodík (H2S).
- Iné . Všetky neurotransmitery, ktoré nemôžu byť vložené do žiadnej z predchádzajúcich tried, ako je už uvedený acetylcholín alebo anandamid, spadajú do položky "iné".
Najlepšie známe príklady
Niektoré neurotransmitery sú rozhodne slávnejšie ako iné, a to ako preto, že boli známe a študované dlhšie, a preto, že vykonávajú funkcie so značným biologickým záujmom.
Medzi najznámejšie neurotransmitery si zaslúžia zmienku:
- Glutamát . Je to hlavný excitačný neurotransmiter centrálneho nervového systému: podľa toho, čo neurobiológovia hovoria, by sa použilo viac ako 90% tzv. Excitačných synapsií.Popri svojej excitačnej funkcii sa glutamát podieľa aj na procesoch učenia (učenie sa ako proces ukladania dát v mozgu) a pamäti.
Podľa niektorých vedeckých štúdií by to malo za následok ochorenia ako Alzheimerova choroba, Huntingtonova choroba, amyotrofická laterálna skleróza (lepšie známa ako ALS) a Parkinsonova choroba.
- GABA . Je to hlavný inhibičný neurotransmiter centrálneho nervového systému: podľa najnovších biologických štúdií by sa použilo približne 90% tzv. Inhibičných synapsií.
Vďaka svojim inhibičným vlastnostiam je GABA jedným z hlavných cieľov sedatív a sedatív.
- Acetylcholín . Je to neurotransmiter s excitačnou funkciou na svaloch: v neuromuskulárnych spojeniach, v skutočnosti jeho prítomnosť v pohybe mechanizmy, ktoré sa sťahujú do buniek postihnutých svalových tkanív.
Okrem pôsobenia na svalovú úroveň ovplyvňuje acetylcholín aj fungovanie orgánov kontrolovaných tzv. Autonómnym nervovým systémom. Jeho vplyv na autonómny nervový systém môže byť excitačný aj inhibičný.
- Dopamín . Patrí do rodiny katecholamínov a je to neurotransmiter, ktorý vykonáva mnohé funkcie, a to ako v centrálnom nervovom systéme, tak v periférnom nervovom systéme.
Na úrovni centrálneho nervového systému sa dopamín zúčastňuje: kontroly pohybu, sekrécie prolaktínového hormónu, kontroly motorických zručností, mechanizmov odmeňovania a potešenia, kontroly nad rozsahom pozornosti, mechanizmu spánku, mechanizmov spánku, kontrola správania, kontrola niektorých kognitívnych funkcií, kontrola nálady a nakoniec mechanizmy, ktoré sú základom učenia.
Na úrovni periférneho nervového systému však pôsobí ako: vazodilatátor, stimulujúci vylučovanie sodíka, faktor podporujúci črevnú motilitu, faktor, ktorý znižuje aktivitu lymfocytov a nakoniec faktor, ktorý znižuje sekréciu inzulínu.
- Serotonín . Je to neurotransmiter, ktorý sa nachádza hlavne v čreve, a hoci v menšom rozsahu ako v čreve, v neurónoch centrálneho nervového systému.
Svojimi inhibičnými účinkami sa zdá, že serotonín reguluje chuť k jedlu, spánok, pamäť a procesy učenia, telesnú teplotu, náladu, niektoré aspekty správania, svalovú kontrakciu, niektoré funkcie kardiovaskulárneho systému a niektoré funkcie endokrinného systému.,
Z patologického hľadiska sa zdá, že má úlohu pri rozvoji depresie a príbuzných ochorení. To vysvetľuje existenciu takzvaných selektívnych inhibítorov spätného vychytávania serotonínu, antidepresív používaných na liečbu viac alebo menej závažných depresívnych foriem.
- Histamín . Je to neurotransmiter, ktorý sa nachádza prevažne v centrálnom nervovom systéme, presne na úrovni hypotalamu a žírnych buniek prítomných v mozgu a mieche.
- Norepinefrín a epinefrín . Norepinefrin sa koncentruje hlavne na úrovni centrálneho nervového systému a má za úlohu mobilizovať mozog a telo na pôsobenie (preto má excitačný účinok). Napríklad v mozgu podporuje vzrušenie, bdelosť, koncentráciu a pamäťové procesy; vo zvyšku tela zvyšuje srdcovú frekvenciu a krvný tlak, stimuluje uvoľňovanie glukózy z miest uskladnenia, zvyšuje prietok krvi do kostrových svalov, znižuje prietok krvi do gastrointestinálneho systému a podporuje vyprázdňovanie močového mechúra a čriev.
Epereprin je prítomný vo veľkej miere v bunkách nadobličiek av malých množstvách v centrálnom nervovom systéme.
Tento neurotransmiter má excitačné účinky a podieľa sa na procesoch, ako sú: zvýšená krv do kostrových svalov, zvýšená srdcová frekvencia a dilatácia žiakov.
Norepinefrín aj epinefrín sú neurotransmitery odvodené od tyrozínu.
