Ako fungujú, rôzne typy a prečo sú dôležité
Neurotransmiter je definovaný ako chemický posol, ktorý prenáša, zvyšuje a vyvažuje signály medzi neurónmi , nervovými bunkami a inými bunkami v tele. Títo chemickí poslovia môžu ovplyvniť širokú škálu fyzických aj psychologických funkcií vrátane srdcovej frekvencie, spánku, chuti do jedla, nálady a strachu. Miliardy neurotransmiterov neustále pracujú na tom, aby naše mozgy fungovali, riadili všetko od dýchania až po srdce až po úroveň učenia a koncentrácie.
Ako fungujú neurotransmitere
Aby mohli neuróny posielať správy po celom tele, musia byť schopné komunikovať s ostatnými, aby mohli vysielať signály. Avšak neuróny nie sú jednoducho spojené navzájom. Na konci každého neurónu je malá medzera nazývaná synapsa a na komunikáciu s ďalšou bunkou musí byť signál schopný prekročiť tento malý priestor. K tomu dochádza procesom známym ako neurotransmisia.
Vo väčšine prípadov sa neurotransmiter uvoľní z toho, čo je známe ako terminál axónu, keď akčný potenciál dosiahne synapsiu, miesto, kde môžu neuróny prenášať signály navzájom.
Keď elektrický signál dosiahne koniec neurónu, spúšťa uvoľnenie malých vreciek nazývaných vezikuly, ktoré obsahujú neurotransmitery. Tieto vaky preliatia ich obsah do synapsie, kde sa neurotransmitery potom pohybujú cez medzeru smerom k susedným bunkám.
Tieto bunky obsahujú receptory, kde sa neurotransmitery môžu viazať a spúšťať zmeny v bunkách.
Po uvoľnení neurotransmiter prekročí synaptickú medzeru a pripojí sa k receptorovému miestu na inom neuróne, a to buď budenie alebo inhibícia prijímajúceho neurónu v závislosti od toho, čo je neurotransmiter.
Neurotransmitery pôsobia ako kľúč a receptorové miesto pôsobí ako zámok. Ak chcete otvoriť konkrétne zámky, použije sa správne tlačidlo. Ak je neurotransmiter schopný pracovať na mieste receptora, spúšťa zmeny v prijímacej bunke.
Niekedy sa neurotransmitery môžu viazať na receptory a spôsobiť prenos elektrického signálu do bunky (excitačné). V iných prípadoch môže neurotransmiter skutočne zablokovať signál z pokračovania, čo bráni tomu, aby správa bola vykonávaná (inhibičná).
Takže čo sa stane s neurotransmiterom po dokončení jeho práce? Akonáhle má neurotransmiter navrhnutý účinok, jeho činnosť môže byť zastavená rôznymi mechanizmami.
- Môže sa degradovať alebo deaktivovať enzýmami
- Môže sa odchyľovať od receivera
- Môže sa vziať späť axon neurónu, ktorý ho uvoľnil v procese známe ako spätné vychytávanie
Neurotransmitery zohrávajú dôležitú úlohu v každodennom živote a fungovaní. Vedci ešte nevedia, koľko neurotransmiterov existuje, ale bolo identifikovaných viac ako 100 chemických poslov.
Čo robí neurotransmiter
Neurotransmitery možno klasifikovať podľa ich funkcie:
Excitatory neurotransmitters: Tieto typy neurotransmiterov majú excitačné účinky na neurón, čo zvyšuje pravdepodobnosť, že neurón bude strieľať akčný potenciál.
Niektoré z hlavných excitačných neurotransmiterov zahŕňajú epinefrín a norepinefrín.
Inhibičné neurotransmitery: Tieto typy neurotransmiterov majú inhibičný účinok na neurón; znižujú pravdepodobnosť, že neurón spustí akčný potenciál. Niektoré z hlavných inhibičných neurotransmiterov zahŕňajú serotonín a kyselinu gama-aminomaslovú (GABA).
Niektoré neurotransmitery, ako je acetylcholín a dopamín, môžu vytvárať tak excitačné, ako aj inhibičné účinky v závislosti od typu prítomných receptorov.
Modulačné neurotransmitery: Tieto neurotransmitery, často označované ako neuromodulátory, sú schopné ovplyvniť väčší počet neurónov súčasne.
Tieto neuromodulátory tiež ovplyvňujú účinky iných chemických poslov. Tam, kde sú synaptické neurotransmitery uvoľňované terminálmi axónu, aby mali rýchly účinok na iné receptorové neuróny, neuromodulátory difundujú cez väčšiu plochu a sú pomalšie pôsobiace.
Druhy neurotransmiterov
Existuje niekoľko rôznych spôsobov klasifikácie a kategorizácie neurotransmiterov. V niektorých prípadoch sú jednoducho rozdelené na monoamíny, aminokyseliny a peptidy.
Neurotransmitery môžu byť tiež zaradené do jedného zo šiestich typov:
Aminokyseliny
- Kyselina gama-aminomaslová (GABA) pôsobí ako hlavný inhibičný chemický posol. GABA prispieva k vízii, kontrole motorov a hrá úlohu pri regulácii úzkosti. Benzodiazepíny, ktoré sa používajú na pomoc pri liečbe úzkosti, fungujú tak, že zvyšujú účinnosť neurotransmiterov GABA, čo môže zvýšiť pocity pokoja a pokoja.
- Glutamát je najpočetnejší neurotransmiter nájdený v nervovom systéme, kde hrá úlohu v kognitívnych funkciách, ako je pamäť a učenie . Nadmerné množstvo glutamátu môže spôsobiť excitotoxicitu, čo vedie k bunkovej smrti. Táto excitotoxitická reakcia spôsobená tvorbou glutamátu je spojená s niektorými ochoreniami a poraneniami mozgu vrátane Alzheimerovej choroby, mŕtvice a epileptických záchvatov.
peptidy
- Oxytocín je hormón aj neurotransmiter. Vyrába sa z hypotalamu a zohráva úlohu v spoločenskom rozpoznávaní, spájaní a sexuálnej reprodukcii. Syntetický oxytocín, ako je Pitocin, sa často používa ako pomôcka pri pôrode a pôrode. Oxytocín aj Pitocin spôsobujú, že maternica sa počas pôrodu zmierňuje.
- Endorfíny sú neurotransmitery, ako inhibujú prenos bolestivých signálov a podporujú pocity eufórie. Títo chemickí poslovia sú prirodzene produkované telom v reakcii na bolesť, môžu sa však spúšťať aj inými činnosťami, ako je aeróbne cvičenie. Napríklad, skúsenosť s "vysokým bežcom" je príkladom príjemných pocitov vyvolaných produkciou endorfínov.
monoamíny
- Epinefrín sa považuje za hormón aj za neurotransmiter. Všeobecne platí, že epinefrín (adrenalín) je stresový hormón, ktorý sa uvoľňuje nadledvinovým systémom. Avšak, funguje ako neurotransmiter v mozgu.
- Norepinefrín je neurotransmiter, ktorý hrá dôležitú úlohu v ostražitosti, ktorá sa podieľa na boji alebo odpoveďou na telo. Jeho úlohou je pomôcť mobilizovať telo a mozog, aby mohli konať v časoch nebezpečenstva alebo stresu. Úrovne tohto neurotransmitera sú zvyčajne najnižšie počas spánku a najvyššie v časoch stresu.
- Histamín pôsobí ako neurotransmiter v mozgu a mieche. Má úlohu pri alergických reakciách a je produkovaná ako súčasť reakcie imunitného systému na patogény.
- Dopamín zohráva dôležitú úlohu pri koordinácii pohybov tela. Dopamín je tiež zapojený do odmeňovania, motivácie a doplnkov. Niekoľko typov návykových látok zvyšuje hladiny dopamínu v mozgu. Parkinsonova choroba, ktorá je degeneratívnym ochorením, ktoré vedie k tremoru a poruchám motorického pohybu, je spôsobené stratou neurónov generujúcich dopamín v mozgu.
- Serotonín zohráva dôležitú úlohu pri regulácii a modulácii nálady, spánku, úzkosti, sexuality a chuti do jedla. Selektívne inhibítory spätného vychytávania serotonínu , zvyčajne označované ako SSRI, sú typom antidepresívnych liekov bežne predpísaných na liečbu depresie, úzkosti, panickej poruchy a záchvaty paniky. SSRI pracujú na vyrovnávaní hladín serotonínu blokovaním opätovného príjmu serotonínu v mozgu, čo môže pomôcť zlepšiť náladu a znížiť pocity úzkosti.
puríny
- Adenozín pôsobí ako neuromodulátor v mozgu a podieľa sa na potlačovaní vyvolávania a zlepšenia spánku.
- Adenozín trifosfát (ATP) pôsobí ako neurotransmiter v centrálnom a periférnom nervovom systéme . Zohráva úlohu v autonómnej kontrole, senzorickej transdukcii a komunikácii s gliovými bunkami. Výskum naznačuje, že môže mať tiež úlohu pri niektorých neurologických problémoch vrátane bolesti, traumy a neurodegeneratívnych porúch.
Gasotransmitters
- Oxid dusnatý zohráva úlohu pri ovplyvňovaní hladkých svalov, ktoré ich uvoľňujú a umožňujú dilatácii krvných ciev a zvýšeniu prietoku krvi do určitých oblastí tela.
- Oxid uhoľnatý je zvyčajne známy ako bezfarebný plyn bez zápachu, ktorý môže mať toxické a potenciálne smrteľné účinky, keď sú ľudia vystavení vysokým hladinám látky. Prirodzene ju však produkuje aj telo, kde pôsobí ako neurotransmiter, ktorý pomáha modulovať zápalovú odpoveď tela.
acetylcholín
- Acetylcholín je jediným neurotransmiterom vo svojej triede. Nachádza sa v centrálnom aj periférnom nervovom systéme, je to primárny neurotransmiter spojený s motorickými neurónmi. Zohráva úlohu vo svalových pohyboch, ako aj v pamäti a učení.
Čo sa stane, keď neurotransmitery nefungujú správne
Rovnako ako u mnohých procesov tela, niekedy to môže byť zbytočné. Nie je prekvapujúce, že taký rozsiahly a komplexný systém ako ľudský nervový systém by bol náchylný k problémom.
Niektoré veci, ktoré sa môžu pokaziť, zahŕňajú:
- Neuróny nemusia produkovať dostatok určitého neurotransmitera
- Môže sa uvoľniť príliš veľa konkrétneho neurotransmitera
- Príliš veľa neurotransmiterov môže byť deaktivovaných enzýmami
- Neurotransmitery môžu byť reabsorbované príliš rýchlo
Keď sú neurotransmitery postihnuté ochorením alebo liekmi, môže dôjsť k rôznym nepriaznivým účinkom na telo. Choroby, ako je Alzheimerova choroba, epilepsia a Parkinsonova choroba, sú spojené s deficitmi určitých neurotransmiterov.
Zdravotníci uznávajú úlohu, ktorú môžu neurotransmitery zohrávať v duševnom zdraví, a preto lieky, ktoré ovplyvňujú činnosť chemických poslucháčov tela, sú často predpísané na pomoc pri liečbe rôznych psychologických stavov .
Napríklad dopamín je spojený s takými vecami, ako je závislosť a schizofrénia. Serotonín zohráva úlohu pri poruchách nálady vrátane depresie a OCD. Lieky, ako napríklad SSRI, môžu lekári a psychiatri predpísať na liečbu príznakov depresie alebo úzkosti. Lieky sa niekedy používajú samostatne, môžu sa však použiť aj v kombinácii s inými terapeutickými liečeniami vrátane kognitívno-behaviorálnej terapie .
Lieky, ktoré ovplyvňujú neurotransmitery
Snáď najväčšia praktická aplikácia na objavenie a detailné pochopenie toho, ako neurotransmitery fungujú, je vývoj liekov, ktoré ovplyvňujú prenos chemikálií. Tieto lieky sú schopné meniť účinky neurotransmiterov, ktoré môžu zmierniť príznaky niektorých ochorení.
- Agonisty proti antagonistom: Niektoré lieky sú známe ako agonisty a fungujú tak, že zvyšujú účinky špecifických neurotransmiterov. Iné lieky a označované ako antagonisty a pôsobia na blokovanie účinkov neurotransmisie.
- Priame a nepriame účinky: Tieto neuroaktívne lieky možno ďalej rozdeliť na základe toho, či majú priamy alebo nepriamy účinok. Tie, ktoré majú priamy účinok, napodobňujú neurotransmitery, pretože sú veľmi podobné v chemickej štruktúre. Tí, ktorí majú nepriamy vplyv pôsobením pôsobením na synaptické receptory.
Medzi liečivá, ktoré môžu ovplyvniť neurotransmisiu, patria lieky používané na liečbu chorôb vrátane depresie a úzkosti, ako sú SSRI, tryklické antidepresíva a benzodiazepíny .
Nelegálne drogy, ako napríklad heroín, kokaín a marihuana, majú tiež vplyv na neurotransmisiu. Heroín pôsobí ako agonista s priamym pôsobením a napodobňuje prírodné opioidy mozgu, aby stimuloval ich asociované receptory. Kokaín je príklad liečiva s nepriamym účinkom, ktoré ovplyvňuje prenos dopamínu.
Identifikácia neurotransmiterov
Skutočná identifikácia neurotransmiterov môže byť skutočne dosť ťažká. Zatiaľ čo vedci môžu sledovať vezikuly obsahujúce neurotransmitery, zisťovanie toho, aké chemikálie sú uložené vo vezikulách, nie je tak jednoduché.
Z tohto dôvodu neurovedci vyvinuli niekoľko smerníc na určenie toho, či by chemická látka mala alebo nemá byť definovaná ako neurotransmiter:
- Chemikálie sa musí produkovať vnútri neurónu.
- Potrebné prekurzorové enzýmy musia byť prítomné v neuróne.
- Musí existovať dostatok chemickej prítomnosti, aby skutočne pôsobil na postsynaptický neurón.
- Chemická látka musí byť uvoľnená presynaptickým neurónom a postsynaptický neurón musí obsahovať receptory, s ktorými sa chemikália viaže.
- Musí existovať mechanizmus spätného vychytávania alebo prítomný enzým, ktorý zastaví pôsobenie chemikálie.
Slovo z
Neurotransmitery zohrávajú rozhodujúcu úlohu v neurónovej komunikácii a ovplyvňujú všetko od nedobrovoľných pohybov po učenie sa nálady. Tento systém je komplexný a vysoko prepojený. Neurotransmitery pôsobia špecificky, môžu však byť ovplyvnené chorobou, drogami alebo dokonca činnosťami iných chemických poslov.
> Zdroje:
> Benarroch, EE. Adenozín trifosfát: mnohostranný chemický signál v nervovom systéme. Neurológia. 2010, 74 (7). DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e3181d03762.
> Kring, M., Johnson, SL, Davison, GC, & Neale, J M. Abnormálna psychológia . Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2010.
> Magon, N & Kalra, S. Orgazmická história oxytocínu: Láska, chtíč a práca. Indian J Endocrinol Metab. 2011; 15: S156-S161. doi: 10,4103 / 2.230-8.210,84851.
> Verkhratsky, A & Krishtal, OA. Adenozín trifosfát (ATP) ako neurotransmiter. In Encyclopedia of Neuroscience, 4. vyd. Elsevier: 115-123; 2009.