üldsõnalisus
Neurotransmitterid on endogeensed keemilised sõnumitoojad, mida närvisüsteemi rakud (nn neuronid) kasutavad omavahel suhelda või lihaste või näärmete rakkude stimuleerimiseks.
Keemilised sünapsid on kahe neuroni või neuroni ja teise raku vaheliste funktsionaalsete kontaktide kohad.
Neurotransmitterite klassid on erinevad: aminohapete klass, monoamiinide klass, peptiidide klass, "jälgede" amiinide klass, puriinide klass, gaasiklass jne.
Kõige tuntumate neurotransmitterite hulka kuuluvad: dopamiin, atsetüülkoliin, glutamaat, GABA ja serotoniin.
Mis on neurotransmitterid?
Neurotransmitterid on kemikaalid, mida neuronid - närvisüsteemi rakud - kasutavad üksteisega suhtlemiseks, lihasrakkudele reageerimiseks või näärmeliste rakkude vastuse stimuleerimiseks.
Teisisõnu, neurotransmitterid on endogeensed keemilised sõnumitoojad, mis võimaldavad interneuronaalset suhtlust (st neuronite vahel) ja suhtlemist neuronite ja ülejäänud keha vahel.
Inimese närvisüsteem kasutab neurotransmitereid, et reguleerida või suunata olulisi mehhanisme, nagu südame löögisagedus, kopsude hingamine või seedimine.
Lisaks sõltub öine une, kontsentratsioon, meeleolu jne neurotransmitteritest.
NEUROTRANSMITTERID JA KEEMILISED SYNAPSIS
Spetsiifilisema määratluse kohaselt on neurotransmitterid informatsiooni kandjad nn keemiliste sünapside süsteemis .
Neurobioloogias tähistab termin synapse (või sünaptiline ristmik) kahe neuroni vahelisi funktsionaalseid kontakte või neuroni ja teise tüüpi raku vahelisi (näiteks lihasrakk või näärmelement).
Sünapsi ülesanne on edastada teavet asjaomaste rakkude vahel, et tekitada kindel vastus (näiteks lihaste kokkutõmbumine).
Inimese närvisüsteem sisaldab kahte tüüpi sünapse:
- Elektrilised sünapsid, milles teabe edastamine sõltub elektrivoolu voolust kahe kaasatud raku kaudu, nt
- Eespool nimetatud keemilised sünapsid, milles informatsiooni edastamine sõltub neurotransmitterite voolust kahe kaasatud raku kaudu.
Klassikaline keemiline sünapse koosneb kolmest põhikomponendist, mis on paigutatud järjestikku:
- Neuroni eel-sünaptiline terminal, kust pärineb närviinformatsioon. Kõnealust neuroni nimetatakse ka eel-sünaptiliseks neuroniks ;
- Sünaptiline ruum, st kahe raku eraldusruum, mis on sünapsi peategelased. See asub väljaspool rakumembraane ja selle laiendusala on umbes 20-40 nanomeetrit;
- Neuroni, lihasraku või närviraku, millele närviinformatsioon peab jõudma, post-synaptic membraan . Kas see on neuron, lihasrakk või näärmeline rakk, siis see rakuüksus, millele post-synaptic membraan kuulub, nimetatakse post-synaptic elemendiks .
Keemiline sünapss, mis ühendab neuroni lihasrakuga, on tuntud ka kui neuromuskulaarne ristmik või mootorplaat .
NEUROTRANSMITTERITE VÄLJASTAMINE
Joonis: keemiline sünapss
Kuni kahekümnenda sajandi alguseni uskusid teadlased, et neuronite ning neuronite ja teiste rakkude vaheline suhtlemine toimus ainult elektriliste sünapsi kaudu.
Idee, et mõni teine suhtlusviis võib eksisteerida, tekkis siis, kui mõned teadlased avastasid nn sünaptilise ruumi.
Saksa farmakoloog Otto Loewi oletas, et neuronid võivad sünaptilist ruumi kasutada keemiliste sõnumitoojate vabastamiseks. See oli aasta 1921.
Oma südame aktiivsuse närvisüsteemi reguleerimise katsetega sai Loewi esimese tuntud neurotransmitteri - atsetüülkoliini - avastamise peategelaseks.
iste
Eel-sünaptilistes neuronites paiknevad neurotransmitterid väikeste rakusiseste vesiikulite sees .
Need rakkudevahelised vesiikulid on võrreldavad kotidega, mida piirab kahekordne fosfolipiidide kiht, mis sarnaneb mitmesuguste aspektidega geneerilise terve eukarüootsete rakkude plasmamembraani kahekordse fosfolipiidkihiga.
Niikaua kui nad jäävad rakusisestesse vesiikulitesse, on nad nii inertsed, et nad ei reageeri.
Tegevusmehhanism
Ettevalmistus: neurotransmitterite toimemehhanismi mõistmiseks on hea meeles pidada eelnevalt kirjeldatud keemilisi sünapse ja nende koostist.
Neurotransmitterid jäävad intratsellulaarsete vesiikulite piiresse seni, kuni saabub närvirakkude signaal, mis on võimeline stimuleerima vesiikulite vabanemist konteineri neuronist.
Vesikeste vabanemine toimub konteineri neuroni eel-sünaptilise terminali lähedal ja hõlmab neurotransmitterite vabanemist sünaptilises ruumis.
Sünaptilises ruumis võivad neurotransmitterid vabalt suhelda närvi-, lihas- või närvirakkude sünteesijärgse membraaniga, mis asub keemilises sünapsis.
Koostoime neurotransmitterite ja sünteesijärgse membraani vahel on võimalik tänu sellele, et viimasel on teatud valgud, korralikult nimetatavad membraaniretseptorid .
Kontakt neurotransmitterite ja membraaniretseptorite vahel muudab algse närvisignaali (see, mis stimuleeris rakusiseste vesiikulite vabanemist) hästi spetsiifiliseks rakuliseks vastuseks. Näiteks võib neurotransmitterite ja lihasraku sünaptilise membraani vahelise interaktsiooni poolt tekitatud rakuvastus sisaldada lihaskoe kokkutõmbumist, millele nimetatud rakk kuulub.
Selle skemaatilise pildi põhjal, kuidas neurotransmitterid toimivad, on oluline teatada järgmisest viimasest aspektist: ülalmainitud spetsiifiline rakuvastus sõltub neurotransmitteri tüübist ja post-sünaptilises membraanis olevate retseptorite tüübist.
MIS ON TEGEVUSPOTENTSIAAL?
Neurobioloogias nimetatakse närvisignaali, mis stimuleerib rakusiseste vesiikulite vabanemist.
Määratluse järgi on tegevuspotentsiaal selline nähtus, mis toimub geneerilises neuronis ja mis näeb ette elektrilise laengu kiire muutumise kaasatud neuroni rakumembraani sisemuse ja välimise vahel.
Selle valguses ei ole üllatav, kui närvisignaalidest rääkides võrdlevad eksperdid neid elektriliste impulssidega: närvisignaal on igas mõttes elektriline sündmus.
SELLULISTE VASTUPIDAVUSE OMADUSED
Neurobioloogide keele järgi võib neurotransmitterite poolt indutseeritud rakuvastus pärast sünaptilist membraani olla erutav või pärssiv .
Ergastav reaktsioon on reaktsioon, mis soodustab närviimpulsi teket sünteesijärgses elemendis.
Teisest küljest on inhibeeriv vastus reaktsioon, mis on kavandatud pärssima närviimpulssi teket post-sünaptilises elemendis.
klassifikatsioon
Teadaolevad inimese neurotransmitterid on väga arvukad ja nende nimekiri on mõeldud kasvama, kuna neurobioloogid avastavad regulaarselt uusi.
Tunnustatud neurotransmitterite arv on muutnud nende keemiliste molekulide klassifitseerimise hädavajalikuks, et lihtsustada konsulteerimist.
On mitmeid klassifitseerimiskriteeriume; kõige tavalisem on see, mis eristab neurotransmitereid nende molekulide klassi alusel, mis nad kuuluvad .
Peamised molekulide klassid, millesse kuuluvad inimese neurotransmitterid, on järgmised:
- Aminohapete või aminohapete derivaatide klass. Sellesse klassi kuuluvad: glutamaat (või glutamiinhape), aspartaat (või asparagiinhape), gamma-aminovõihape (paremini tuntud kui GABA) ja glütsiin.
- Peptiidide klass. Sellesse klassi kuuluvad: somatostatiin, opioidid, aine P, mõned sekretiinid (sekretiin, glükagoon jne), mõned tahhükiniinid (neurokiniin A, neurokiniin B jne), mõned gastriinid, galaniin, neurotensiin ja niinimetatud kokaiiniga reguleeritud transkriptid amfetamiini.
- Monoamiinide klass. Sellesse klassi kuuluvad: dopamiin, norepinefriin, epinefriin, histamiin, serotoniin ja melatoniin.
- Niinimetatud " amiinijälje " klass. Sellesse klassi kuuluvad: türamiin, tri-jodüroonamiin, 2-fenüületüülamiin (või 2-fenüületüülamiin), oktopamiin ja trüptamiin (või triptamiin).
- Puriinide klass. Sellesse klassi kuuluvad: adenosiini trifosfaat ja adenosiin.
- Gaasiklass. Sellesse klassi kuuluvad: lämmastikoksiid (NO), süsinikmonooksiid (CO) ja vesiniksulfiid (H2S).
- Muu . Kõik neurotransmitterid, mida ei saa ühegi eelmise klassi sisestada, nagu juba mainitud atsetüülkoliin või anandamiid, kuuluvad rubriiki "muu".
Parimad teadaolevad näited
Mõned neurotransmitterid on otsustavalt kuulsamad kui teised, kuna neid on teada ja uuritud kauem ning kuna nad täidavad märkimisväärseid bioloogilisi huve.
Kõige kuulsamate neurotransmitterite hulgas väärivad nad mainimist:
- Glutamaat . See on kesknärvisüsteemi peamine ärritav neurotransmitter: vastavalt sellele, mida ütlevad neurobioloogid, kasutatakse enam kui 90% nn erutavatest sünapsidest.Lisaks erutavale funktsioonile on glutamaat kaasatud ka õppeprotsessidesse (õppimine kui aju salvestamise protsess) ja mälu.
Mõnede teaduslike uuringute kohaselt on see seotud selliste haigustega nagu: Alzheimeri tõbi, Huntingtoni tõbi, amüotroofne lateraalskleroos (paremini tuntud kui ALS) ja Parkinsoni tõbi.
- GABA . See on kesknärvisüsteemi peamine inhibeeriv neurotransmitter: uusimate bioloogiliste uuringute kohaselt kasutatakse umbes 90% nn inhibeerivatest sünapsidest.
Tänu oma pärssivatele omadustele on GABA rahustite ja rahustite uimastite üks peamisi sihtmärke.
- Atsetüülkoliin . Tegemist on neurotransmitteriga, millel on lihastes erutusfunktsioon: neuromuskulaarsetes ristmikutes tõuseb selle olemasolu tegelikult need mehhanismid, mis lepivad kokku mõjutatud lihaskoe rakkudega.
Lisaks toimele lihaste tasemel mõjutab atsetüülkoliin ka niinimetatud autonoomse närvisüsteemi poolt kontrollitavate elundite toimimist. Selle mõju autonoomses närvisüsteemis võib olla nii erutav kui ka pärssiv.
- Dopamiin . Katehhoolamiini perekonda kuuluv neurotransmitter, mis täidab mitmeid funktsioone nii kesknärvisüsteemis kui ka perifeerses närvisüsteemis.
Kesknärvisüsteemi tasandil osaleb dopamiin: liikumise kontrollis, prolaktiini hormooni sekretsioonis, motoorsete oskuste kontrollis, tasu ja rõõmumehhanismides, tähelepanuvõime kontrollis, unemehhanismis, käitumise kontroll, mõnede kognitiivsete funktsioonide kontrollimine, meeleolu kontroll ja lõpuks õppe aluseks olevad mehhanismid.
Perifeerse närvisüsteemi tasandil toimib see siiski: vasodilataatorina, stimuleerides naatriumi eritumist, tegurit, mis soodustab soole motoorikat, mis vähendab lümfotsüütide aktiivsust ja lõpuks insuliini sekretsiooni vähendavat tegurit.
- Serotoniin . See on neurotransmitter, mis leidub peamiselt soolestikus ja vähemal määral kui sooles kesknärvisüsteemi neuronites.
Inhibeeriva toime tõttu näib serotoniin reguleerivat söögiisu, une, mälu ja õppeprotsesse, kehatemperatuuri, meeleolu, käitumise teatud aspekte, lihaste kokkutõmbumist, mõningaid südame-veresoonkonna süsteemi funktsioone ja endokriinsüsteemi mõningaid funktsioone. .
Patoloogilisest vaatenurgast tundub olevat roll depressiooni ja sellega seotud haiguste arengus. See selgitab nn selektiivsete serotoniini tagasihaarde inhibiitorite, antidepressantide, mida kasutatakse enam-vähem tõsiste depressiivsete vormide raviks, olemasolu turul.
- Histamiin . See on neurotransmitter, mis asub valdavalt kesknärvisüsteemis, täpselt aju ja seljaaju juures olevate hüpotalamuse ja nuumrakkude tasemel.
- Norepinefriin ja epinefriin . Norepinefriin keskendub peamiselt kesknärvisüsteemi tasemele ning selle ülesanne on mobiliseerida aju ja keha toimimiseks (seetõttu on see erutav). Näiteks ajus soodustab see põnevust, erksust, kontsentratsiooni ja mälu; ülejäänud kehas suurendab see südame löögisagedust ja vererõhku, stimuleerib glükoosi vabanemist säilitamiskohtadest, suurendab vereringet skeletilihastesse, vähendab verevoolu seedetrakti ja soodustab põie ja soole tühjendamist.
Epinepriin esineb suures osas neerupealiste rakkudes ja väikestes kogustes kesknärvisüsteemis.
Sellel neurotransmitteril on erutav mõju ja osaleb sellistes protsessides nagu: suurenenud veri skeletilihastele, suurenenud südame löögisagedus ja õpilaste laienemine.
Nii norepinefriin kui ka epinefriin on neurotransmitterid, mis on tuletatud türosiinist.
