Neurotransmittorer

Allmänhet

Neurotransmittorer är endogena kemiska budbärare, som cellerna i nervsystemet (de så kallade neuronerna) använder för att kommunicera med varandra eller för att stimulera muskel- eller körtelceller.

Kemiska synapser är platser för funktionell kontakt mellan två neuroner eller mellan en neuron och ett annat cellcell.

Det finns olika klasser av signalsubstanser: klassen av aminosyror, klassen av monoaminer, klassen av peptider, klassen av "spår" aminer, klassen av puriner, klassen av gaser, etc.

De mest kända neurotransmittorerna inkluderar: dopamin, acetylkolin, glutamat, GABA och serotonin.

Vad är neurotransmittorer?

Neurotransmittorer är kemikalier som neuroner - cellerna i nervsystemet - använder för att kommunicera med varandra, för att agera på muskelceller eller för att stimulera ett svar från körtelceller.

Med andra ord är neurotransmittorer endogena kemiska budbärare, som möjliggör internuronal kommunikation (dvs mellan neuroner) och kommunikation mellan neuroner och resten av kroppen.

Det mänskliga nervsystemet använder neurotransmittorer för att reglera eller styra vitala mekanismer, såsom hjärtslag, lungandning eller matsmältning.

Dessutom beror nattsömn, koncentration, humör och så vidare på signalsubstanser.

NEUROTRANSMITTER OCH KEMISKA SYNAPPER

Enligt en mer specialiserad definition är signalsubstanser bärare av information längs systemet med så kallade kemiska synapser.

Inom neurobiologi indikerar termen synaps (eller synaptisk korsning) platserna för funktionell kontakt mellan två neuroner eller mellan en neuron och ett annat cellgenus (till exempel en muskelcell eller en körtelcell).

Synapsens funktion är att överföra information mellan de involverade cellerna, för att producera ett visst svar (till exempel sammandragning av en muskel).

Det mänskliga nervsystemet består av två typer av synapser:

• Elektriska synapser, där kommunikation av information beror på ett flöde av elektriska strömmar genom de två involverade cellerna, t.ex.
• De ovannämnda kemiska synapserna, där kommunikation av information beror på ett flöde av signalsubstanser genom de två drabbade cellerna.

En klassisk kemisk synaps består av tre grundläggande komponenter, placerade i serie:

• Den pre-synaptiska terminalen i neuronen från vilken nervinformation kommer. Neuronen i fråga kallas också en pre-synaptisk neuron;
• Det synaptiska rummet, det vill säga utrymmet för separation mellan de två huvudpersonerna i synapsen. Den ligger utanför cellmembranen och har ett "förlängningsområde lika med cirka 20-40 nanometer;
• Det postsynaptiska membranet i neuron, muskelcell eller körtelcell till vilken nervinformation måste nås. Oavsett om det är en neuron, en muskelcell eller en körtelcell, kallas den cellenhet som det postsynaptiska membranet tillhör det postsynaptiska elementet.

Den kemiska synapsen som förbinder en neuron med en muskelcell är också känd som den neuromuskulära korsningen eller ändplattan.

UPPTÄCKNING AV NEUROTRANSMITTER

Figur: kemisk synaps

Fram till början av 1900 -talet trodde forskare att kommunikation mellan neuroner och mellan neuroner och andra celler uteslutande skedde genom elektriska synapser.

Tanken att det kan finnas ett annat kommunikationssätt uppstod när vissa forskare upptäckte det så kallade synaptiska rummet.

Den tyska farmakologen Otto Loewi antog att det synaptiska utrymmet kunde användas av neuroner för att släppa ut kemiska budbärare där. Det var år 1921.

Genom sina experiment på nervreglering av hjärtaktivitet blev Loewi huvudpersonen i upptäckten av den första kända signalsubstansen: acetylkolin.

Webbplats

I pre-synaptiska neuroner bor neurotransmittorer i små intracellulära vesiklar.

Dessa intercellulära vesiklar är jämförbara med säckar, avgränsade av ett tvåskikt av fosfolipider som i flera avseenden liknar fosfolipid -tvåskiktet i plasmamembranet i en generisk frisk eukaryot cell.

Så länge de finns kvar i de intracellulära vesiklarna är signalsubstanserna så att säga inerta och ger inget svar.

Handlingsmekanism

Premiss: för att förstå neurotransmittornas verkningsmekanism är det bra att ha i åtanke de kemiska synapserna och deras sammansättning, som beskrivits tidigare.

Neurotransmittorerna förblir instängda inuti de intracellulära vesiklarna tills en signal av nervursprung kan stimulera frisättningen av vesiklarna från behållareuronen.

Frisättningen av vesiklarna sker nära den pre-synaptiska terminalen i behållareuronet och involverar frisättning av signalsubstanser till det synaptiska utrymmet.

I det synaptiska rummet är neurotransmittorer fria att interagera med det post-synaptiska membranet i nervcellen, muskeln eller körteln, belägen i omedelbar närhet och utgör en del av den kemiska synapsen.

Interaktionen mellan signalsubstanser och postsynaptiskt membran är möjlig tack vare närvaron på det senare av särskilda proteiner, korrekt kallade membranreceptorer.

Kontakten mellan signalsubstanser och membranreceptorer förvandlar den initiala nervsignalen (den som stimulerade frisättningen av intracellulära vesiklar) till ett mycket specifikt cellulärt svar. Till exempel kan det cellulära svaret som produceras av interaktionen mellan signalsubstanser och det post-synaptiska membranet i en muskelcell bestå av sammandragning av muskelvävnaden som den ovan nämnda cellen tillhör.

I slutet av denna schematiska bild av hur neurotransmittorer fungerar är det viktigt att rapportera följande sista aspekt: ​​det specifika cellulära svaret som nämns ovan "beror verkligen på typen av signalsubstans och typen av receptorer som finns på det postsynaptiska membranet.

VAD ÄR POTENTIALET AV ÅTGÄRDEN?

Inom neurobiologin kallas nervsignalen som stimulerar frisättningen av intracellulära vesiklar för åtgärdspotential.

Per definition är åtgärdspotentialen det fenomen som äger rum i en generisk neuron och som innebär en snabb förändring av elektrisk laddning mellan insidan och utsidan av cellmembranet i den inblandade neuronen.

Mot bakgrund av detta borde det inte vara förvånande när experter jämfört med nervsignaler jämför dem med elektriska impulser: en nervsignal är en händelse av elektrisk typ i alla avseenden.

EGENSKAPER FÖR DET CELLULÄRA ANSVARET

Enligt neurobiologers språk kan det cellulära svaret som induceras av signalsubstanser, på nivå med det postsynaptiska membranet, vara antingen excitatoriskt eller hämmande.

Ett excitatoriskt svar är en reaktion avsedd att främja skapandet av en nervimpuls i det postsynaptiska elementet.

Ett hämmande svar är å andra sidan en reaktion avsedd att hämma skapandet av en nervimpuls i det postsynaptiska elementet.

Klassificering

Det finns många kända mänskliga signalsubstanser och deras lista kommer att växa när neurobiologer regelbundet upptäcker nya.

Det stora antalet erkända signalsubstanser har gjort det viktigt att klassificera dessa kemiska molekyler för att förenkla deras samråd.

Det finns olika klassificeringskriterier; den vanligaste är den som särskiljer signalsubstanser på grundval av klassen av molekyler de tillhör.

Huvudklasserna av molekyler som mänskliga neurotransmittorer tillhör är:

• Klassen av aminosyror eller aminosyraderivat. Denna klass inkluderar: glutamat (eller glutaminsyra), aspartat (eller asparaginsyra), gamma-aminosmörsyra (bättre känd som GABA) och glycin.
• Klassen av peptider. Denna klass inkluderar: somatostatin, opioider, substans P, vissa sekretiner (sekretin, glukagon, etc.), några takykininer (neurokinin A, neurokinin B, etc.), några gastriner, galanin, neurotensin och de så kallade transkripten som regleras av kokain och amfetamin.
• Klassen av monoaminer. Denna klass inkluderar: dopamin, noradrenalin, epinefrin, histamin, serotonin och melatonin.
• Klassen av de så kallade "spåraminerna". I denna klass ingår: tyramin, tri-jodtyronamin, 2-fenyletylamin (eller 2-fenyletylamin), oktopamin och tryptamin (eller tryptamin).
• Klassen puriner. Denna klass inkluderar: adenosintrifosfat och adenosin.
• Gasklassen. Denna klass inkluderar: kväveoxid (NO), kolmonoxid (CO) och svavelväte (H2S).
• Övrig. Alla dessa signalsubstanser som inte kan ingå i någon av de föregående klasserna, såsom ovannämnda acetylkolin eller anandamid, faller under rubriken "annat".

Mest kända exempel

Vissa signalsubstanser är avgjort mer kända än andra, både för att de har varit kända och studerade längre, och för att de utför funktioner av stort biologiskt intresse.

Bland de mest kända neurotransmittorerna förtjänar ett omnämnande:

• Glutamat.Det är den centrala excitatoriska neurotransmittorn i centrala nervsystemet: enligt vad neurobiologer säger använder mer än 90% av de så kallade excitatoriska synapserna det.

  Förutom sin excitatoriska funktion är glutamat också involverat i inlärningsprocesser (lärande förstås som en process för lagring av data i hjärnan) och minne.
  Enligt vissa vetenskapliga studier skulle det vara inblandat i sjukdomar som: Alzheimers sjukdom, Huntingtons sjukdom, amyotrofisk lateral skleros (mer känd som ALS) och Parkinsons.

• GABA. Det är de viktigaste hämmande neurotransmittorerna i centrala nervsystemet: enligt de senaste biologistudierna skulle cirka 90% av de så kallade hämmande synapserna använda det.
  På grund av dess hämmande egenskaper är GABA ett av huvudmålen för lugnande och lugnande läkemedel.
• Acetylkolin. Det är en signalsubstans med en excitatorisk funktion på musklerna: i de neuromuskulära korsningarna sätter faktiskt dess närvaro igång de mekanismer som drar ihop cellerna i de involverade muskelvävnaderna.
  Förutom att verka på muskelnivå påverkar acetylkolin också funktionen hos de organ som styrs av det så kallade autonoma nervsystemet, dess inflytande på det autonoma nervsystemet kan vara både excitatoriskt och hämmande.
• Dopamin. Tillhör katekolaminfamiljen, det är en signalsubstans som utför många funktioner, både på nivån i centrala nervsystemet och på nivån av det perifera nervsystemet.
  På nivån i centrala nervsystemet deltar dopamin i: kontroll av rörelse, utsöndring av hormonet prolaktin, kontroll av motoriska färdigheter, belönings- och nöjesmekanismer, kontroll av uppmärksamhet, sömnmekanism, beteendekontroll , kontrollen över vissa kognitiva funktioner, kontrollen av humör och slutligen de mekanismer som ligger till grund för lärande.
  På nivån av det perifera nervsystemet fungerar det å andra sidan som: vasodilatator, stimulerande av natriumutsöndring, en faktor som gynnar tarmmotilitet, en faktor som minskar lymfocytaktivitet och slutligen en faktor som minskar insulinsekretion.
• Serotonin. Det är en signalsubstans som främst finns i tarmen och, även om det är i mindre utsträckning än i tarmcellerna, i nervcellerna i centrala nervsystemet.
  Från de hämmande effekterna verkar serotonin reglera aptit, sömn, minne och inlärningsprocesser, kroppstemperatur, humör, vissa aspekter av beteende, muskelsammandragning, vissa funktioner i det kardiovaskulära systemet och vissa funktioner i det endokrina systemet.
  Ur en patologisk synvinkel verkar det ha en roll i utvecklingen av depression och relaterade sjukdomar. Detta förklarar förekomsten på marknaden av så kallade selektiva serotoninåterupptagshämmare, antidepressiva läkemedel som används för behandling av mer eller mindre allvarliga former av depression.
• Histamin. Det är en signalsubstans med en vanlig plats i centrala nervsystemet, just på nivån av hypothalamus och mastceller som finns i hjärnan och ryggmärgen.
• Noradrenalin och adrenalin Norepinefrin är framför allt koncentrerat i centrala nervsystemet och har till uppgift att mobilisera hjärnan och kroppen för handling (därför har det en excitatorisk effekt). I hjärnan främjar det till exempel upphetsning, vakenhet, koncentration och minnesprocesser; i resten av kroppen ökar det hjärtfrekvensen och blodtrycket, stimulerar frigörandet av glukos från lagringsplatser, ökar flödet av blod till skelettmusklerna , minskar blodflödet till mag -tarmsystemet och främjar tömning av urinblåsa och tarm.
  Epinefrin finns i stor utsträckning i binjurarnas celler och i små mängder i centrala nervsystemet.
  Denna signalsubstans har excitatoriska effekter och deltar i processer som: ökningen av blodet till skelettmusklerna, ökningen av hjärtfrekvensen och utvidgningen av pupillerna.
  Både noradrenalin och adrenalin är signalsubstanser som härrör från tyrosin.