generalitet
Neurotransmittere er endogene kemiske budbringere, som bruges af cellerne i nervesystemet (såkaldte neuroner) til at kommunikere med hinanden eller for at stimulere muskel- eller kirtleceller.
Kemiske synaps er steder med funktionel kontakt mellem to neuroner eller mellem en neuron og en anden slags celle.
Der er forskellige klasser af neurotransmittere: Klassen af aminosyrer, klassen af monoaminer, klassen af peptider, klassen "spor" aminer, klassen af puriner, klassen af gasser mv.
De mest kendte neurotransmittere omfatter: dopamin, acetylcholin, glutamat, GABA og serotonin.
Hvad er neurotransmittere?
Neurotransmittere er kemikalier, som bruges af neuroner - cellerne i nervesystemet - at kommunikere med hinanden, at virke på muskelceller eller for at stimulere et respons fra kirtelceller.
Med andre ord er neurotransmittere endogene kemiske budbringere, som tillader interneuronal kommunikation (dvs. mellem neuroner) og kommunikation mellem neuroner og resten af kroppen.
Det menneskelige nervesystem bruger neurotransmittere til at regulere eller rette vitale mekanismer, såsom puls, lungen vejrtrækning eller fordøjelse.
Desuden er nattesøvn, koncentration, humør osv. Afhængig af neurotransmittere.
NEUROTRANSMITTERS OG CHEMICAL SYNAPSIS
Ifølge en mere specialiseret definition er neurotransmittere bærere af information langs systemet med såkaldte kemiske synapser .
I neurobiologi angiver udtrykket synaps (eller synaptisk kryds) stederne for funktionel kontakt mellem to neuroner eller mellem en neuron og en anden slags celle (for eksempel en muskelcelle eller en kirtelcelle).
Funktionen af en synaps er at transmittere information mellem de involverede celler for at frembringe et bestemt respons (for eksempel sammentrækning af en muskel).
Det menneskelige nervesystem indeholder to typer synaps:
- De elektriske synapser, hvor kommunikation af information afhænger af strømmen af elektriske strømme gennem de involverede to celler, e
- De førnævnte kemiske synapser, hvor kommunikation af information afhænger af en strøm af neurotransmittere gennem de involverede to celler.
En klassisk kemisk synaps består af tre grundlæggende komponenter, der er placeret i serie:
- Den pre-synaptiske terminal af neuronen, hvorfra nerveinformation stammer fra. Den pågældende neuron kaldes også det pre-synaptiske neuron ;
- Det synaptiske rum, dvs. adskillelsesrummet mellem de to celler, der er hovedpersonerne i synapset. Den befinder sig uden for cellemembraner og har et forlængelsesareal på ca. 20-40 nanometer;
- Den postsynaptiske membran i neuronen, i muskelcellen eller i kirtlen, hvor nerveinformation skal nås. Uanset om det er en neuron, en muskelcelle eller en glandular celle, kaldes den cellulære enhed, som den postsynaptiske membran tilhører, et postsynaptisk element .
Den kemiske synapse, der forener en neuron i en muskelcelle, er også kendt som et neuromuskulært kryds eller en motorplade .
DISCOVERY OF NEUROTRANSMITTERS
Figur: kemisk synaps
Indtil de tidlige år i det tyvende århundrede troede forskere, at kommunikation mellem neuroner og mellem neuroner og andre celler kun var sket gennem elektriske synapser.
Tanken om, at der kunne eksistere en anden kommunikationsform, da nogle forskere opdagede det såkaldte synaptiske rum.
Den tyske farmakolog Otto Loewi antog, at det synaptiske rum kunne bruges af neuroner til at frigive kemiske budbringere. Det var året 1921.
Gennem sine forsøg på den nervøse regulering af hjerteaktivitet blev Loewi hovedpersonen i opdagelsen af den første kendte neurotransmitter: acetylcholin .
plads
I præsynaptiske neuroner ligger neurotransmittere inden for små intracellulære vesikler .
Disse intercellulære vesikler er sammenlignelige med sacs, afgrænset af et dobbeltlag af phospholipider, der i forskellige aspekter ligner det dobbelte phospholipidlag af plasmamembranen af en generisk sund eukaryot celle.
Så længe de forbliver inden for de intracellulære vesikler, er neurotransmitterne så at sige inerte og producerer intet svar.
Handlingsmekanisme
Premise: At forstå virkemekanismen for neurotransmittere, det er godt at huske på de kemiske synapser og deres sammensætning, der tidligere er beskrevet.
Neurotransmitterne forbliver begrænset i de intracellulære vesikler, indtil et signal af nerveoprindelse, der er i stand til at stimulere frigivelsen af vesikler fra beholderneuronen, ankommer.
Frigivelsen af vesiklerne finder sted nær den presynaptiske terminal af beholderneuronen og involverer frigivelsen af neurotransmittere i det synaptiske rum.
I det synaptiske rum er neurotransmitterne fri til at interagere med den postsynaptiske membran i nerve-, muskel- eller glandularcellen, der ligger i umiddelbar nærhed og udgør en del af den kemiske synapse.
Samspillet mellem neurotransmittere og postsynaptisk membran er mulig takket være tilstedeværelsen af sidstnævnte af bestemte proteiner, der er behørigt kaldte membranreceptorer .
Kontakten mellem neurotransmitterne og membranreceptorerne ændrer det initiale nervesignal (den der stimulerede frigivelsen af intracellulære vesikler) til en velspecifik cellulær respons. For eksempel kan den cellulære respons frembragt ved interaktionen mellem neurotransmittere og en post-synaptisk membran i en muskelcelle bestå i sammentrækningen af det muskelvæv, som den førnævnte celle tilhører.
Ved afslutningen af dette skematiske billede af hvordan neurotransmittere virker, er det vigtigt at rapportere følgende sidste aspekt: Den ovenfor nævnte specifikke cellulære respons afhænger af typen af neurotransmitter og typen af receptorer, der er til stede på den postsynaptiske membran.
Hvad er handlingspotentialet?
I neurobiologi kaldes nervesignalet, som stimulerer frigivelsen af intracellulære vesikler, til handlingpotentiale .
Per definition er handlingspotentialet det fænomen, der finder sted i en generisk neuron, og som forudser en hurtig ændring i elektrisk ladning mellem indersiden og ydersiden af cellemembranen af den involverede neuron.
I lyset af dette er det ikke overraskende, at når man taler om nervesignaler, sammenligner eksperter dem med elektriske impulser: Et nervøst signal er en elektrisk begivenhed i alle henseender.
KARAKTERISTIKKER FOR DEN KELLULARE ANVENDELSE
Ifølge neurobiologers sprog kan den cellulære respons induceret af neurotransmittere på niveauet af den postsynaptiske membran være excitatorisk eller hæmmende .
Et excitatorisk svar er en reaktion for at fremme skabelsen af en nerveimpuls i det postsynaptiske element.
Et hæmmende respons er på den anden side en reaktion designet til at hæmme skabelsen af en nerveimpuls i det postsynaptiske element.
klassifikation
De kendte menneskelige neurotransmittere er meget talrige, og deres liste er bestemt til at vokse, da neurobiologer regelmæssigt opdager nye.
Det store antal anerkendte neurotransmittere har gjort klassificeringen af disse kemiske molekyler uundværlig for at forenkle høringen.
Der er forskellige klassificeringskriterier; den mest almindelige er den der adskiller neurotransmittere baseret på den klasse af molekyler de tilhører .
De vigtigste klasser af molekyler, som menneskelige neurotransmittere tilhører, er:
- Klassen af aminosyrer eller aminosyrederivater . Denne klasse omfatter: glutamat (eller glutaminsyre), aspartat (eller asparaginsyre), gamma-aminosmørsyre (bedre kendt som GABA) og glycin.
- Klassen af peptider . Denne klasse omfatter: somatostatin, opioider, substans P, nogle secretiner (secretin, glucagon osv.), Nogle tachykininer (neurokinin A, neurokinin B osv.), Nogle gastriner, galanin, neurotensin og såkaldte kokainregulerede transkripter amfetamin.
- Klassen af monoaminer . Denne klasse omfatter: dopamin, norepinephrin, epinephrin, histamin, serotonin og melatonin.
- Klassen af det såkaldte " aminspor ". Denne klasse omfatter: tyramin, triiodothyronamin, 2-phenylethylamin (eller 2-phenylethylamin), octopamin og tryptamin (eller triptamin).
- Klassen af puriner . Denne klasse omfatter: adenosintrifosfat og adenosin.
- Gasklassen. Denne klasse omfatter: nitrogenoxid (NO), carbonmonoxid (CO) og hydrogensulfid (H2S).
- Andet . Alle neurotransmittere, der ikke kan indsættes i nogen af de foregående klasser, såsom den allerede nævnte acetylcholin eller anandamid, henhører under overskriften "andre".
Mest kendte eksempler
Nogle neurotransmittere er bestemt mere berømte end andre, både fordi de har været kendt og studeret i længere tid, og fordi de udfører funktioner af stor biologisk interesse.
Blandt de mest berømte neurotransmittere fortjener de en omtale:
- Glutamat . Det er den vigtigste excitatoriske neurotransmitter i centralnervesystemet: Ifølge hvilke neurobiologer siger, vil mere end 90% af de såkaldte excitatoriske synapser blive brugt.Ud over sin excitatoriske funktion er glutamat også involveret i læringsprocesser (læring som en proces til lagring af data i hjernen) og hukommelse.
Ifølge nogle videnskabelige undersøgelser vil det være impliceret i sygdomme som: Alzheimers sygdom, Huntingtons sygdom, amyotrofisk lateralsklerose (bedre kendt som ALS) og Parkinsons.
- GABA . Det er den vigtigste hæmmende neurotransmitter i centralnervesystemet: Ifølge de seneste biologistudier vil omkring 90% af de såkaldte inhibitoriske synapser blive anvendt.
På grund af dets hæmmende egenskaber er GABA et af hovedmålene med beroligende og beroligende lægemidler.
- Acetylcholin . Det er en neurotransmitter med en excitatorisk funktion på musklerne: i de neuromuskulære kryds er faktisk dens tilstedeværelse i bevægelse de mekanismer, der kontraherer cellerne i de ramte muskelvæv.
Ud over at virke på et muskulært niveau påvirker acetylcholin også funktionen af de organer, der styres af det såkaldte autonome nervesystem. Dens indflydelse i det autonome nervesystem kan både være excitatorisk og hæmmende.
- Dopamin . I tilknytning til katekolaminfamilien er det en neurotransmitter, der udfører en lang række funktioner, både i centralnervesystemet og i det perifere nervesystem.
På niveauet af centralnervesystemet deltager dopamin i: bevægelseskontrol, prolactin hormonsekretion, kontrol af motoriske færdigheder, belønning og fornøjelsesmekanismer, opmærksomhedsstyring, søvnmekanisme, adfærdskontrol, kontrol af nogle kognitive funktioner, humørkontrol og endelig de mekanismer, der ligger til grund for læring.
På niveauet af det perifere nervesystem virker det imidlertid som: vasodilator, stimulerende natriumudskillelse, en faktor der favoriserer intestinalmotilitet, en faktor, der reducerer lymfocytaktiviteten og endelig en faktor, der reducerer insulinsekretionen.
- Serotonin . Det er en neurotransmitter, der hovedsageligt findes i tarmen og, selvom i mindre grad end i tarmene, i neuronerne i centralnervesystemet.
Ved sine hæmmende virkninger ser serotonin ud til at regulere appetit, søvn, hukommelse og læringsprocesser, kropstemperatur, humør, nogle aspekter af adfærd, muskelkontraktion, nogle funktioner i det kardiovaskulære system og nogle funktioner i det endokrine system .
Fra et patologisk synspunkt synes det at have en rolle i udviklingen af depression og beslægtede sygdomme. Dette forklarer eksistensen på markedet for de såkaldte selektive serotoninoptagelseshæmmere, antidepressive lægemidler, der anvendes til behandling af mere eller mindre alvorlige depressive former.
- Histamin . Det er en neurotransmitter, der i øvrigt er placeret i centralnervesystemet, netop på niveauet af de hypotalamus- og mastceller, der findes i hjernen og rygmarven.
- Norepinephrin og epinephrin . Norepinephrin koncentrerer sig primært på niveauet af centralnervesystemet og har til opgave at mobilisere hjernen og kroppen til handling (det har derfor en spændende virkning). For eksempel i hjernen fremmer det spænding, årvågenhed, koncentrations- og hukommelsesprocesser; i resten af kroppen øger hjertefrekvensen og blodtrykket, stimulerer frigivelsen af glukose fra opbevaringspunkter, øger blodgennemstrømningen til skeletmusklerne, reducerer blodgennemstrømningen til mavetarmsystemet og fremmer blære og tarmtømning.
Epinephrin er til stede i stor udstrækning i binyrerne og i små mængder i centralnervesystemet.
Denne neurotransmitter har excitatoriske virkninger og deltager i processer som: øget blod til skeletmuskler, øget hjertefrekvens og pupil dilation.
Både norepinephrin og epinephrin er neurotransmittere afledt af tyrosin.
