neurotransmitery

všeobecnost

Neurotransmitery jsou endogenní chemické posly, které jsou používány buňkami nervového systému (tzv. Neurony) ke vzájemné komunikaci nebo ke stimulaci svalových nebo žlázových buněk.

Chemické synapsy jsou místa funkčního kontaktu mezi dvěma neurony nebo mezi neuronem a jiným typem buňky.

Existují různé třídy neurotransmiterů: třída aminokyselin, třída monoaminů, třída peptidů, třída "stopových" aminů, třída purinů, třída plynů atd.

Mezi nejznámější neurotransmitery patří: dopamin, acetylcholin, glutamát, GABA a serotonin.

Co jsou to neurotransmitery?

Neurotransmitery jsou chemikálie, které používají neurony - buňky nervového systému - ke komunikaci mezi sebou, k působení na svalové buňky nebo ke stimulaci odezvy žlázových buněk.

Jinými slovy, neurotransmitery jsou endogenní chemické posly, které umožňují interneuronální komunikaci (tj. Mezi neurony) a komunikaci mezi neurony a zbytkem těla.

Lidský nervový systém používá neurotransmitery k regulaci nebo přímému ovlivňování životních mechanismů, jako je srdeční frekvence, dýchání plic nebo trávení.

Navíc noční spánek, koncentrace, nálada atd. Závisí na neurotransmiterech.

NEUROTRANSMITTERS A CHEMICAL SYNAPSIS

Podle specializovanější definice jsou neurotransmitery nositeli informací podél systému tzv. Chemických synapsí .

V neurobiologii označuje termín synapse (nebo synaptické spojení) místa funkčního kontaktu mezi dvěma neurony nebo mezi neuronem a jiným druhem buňky (například svalová buňka nebo žlázová buňka).

Funkcí synapse je přenášet informace mezi zúčastněnými buňkami, aby se vytvořila určitá odezva (například kontrakce svalu).

Lidský nervový systém zahrnuje dva typy synapsí:

• Elektrické synapsy, ve kterých komunikace informací závisí na průtoku elektrických proudů skrze dvě zapojené buňky, např. Ekvalizační signály, které jsou závislé na elektrickém proudu
• Výše uvedené chemické synapsy, ve kterých komunikace informací závisí na toku neurotransmiterů prostřednictvím dvou zúčastněných buněk.

Klasická chemická synapse se skládá ze tří základních komponent, umístěných v sérii:

• Pre-synaptický terminál neuronu, z něhož pochází nervová informace. Dotčený neuron je také nazýván pre-synaptický neuron ;
• Synaptický prostor, tj. Prostor separace mezi dvěma buňkami, které jsou protagonisty synapsy. Je umístěn mimo buněčné membrány a má roztažnou plochu asi 20-40 nanometrů;
• Post-synaptická membrána neuronu, svalové buňky nebo žlázové buňky, k níž musí nervové informace dosáhnout. Ať se jedná o neuron, svalovou buňku nebo žlázovou buňku, buněčná jednotka, ke které post-synaptická membrána patří, se nazývá postsynaptický prvek .

Chemická synapse, která spojuje neuron se svalovou buňkou, je také známá jako neuromuskulární spojení nebo motorová deska .

VYŘEŠENÍ NEUROTRANSMITTERŮ

Obrázek: chemická synapse

Až do prvních let dvacátého století se vědci domnívali, že komunikace mezi neurony a mezi neurony a jinými buňkami probíhá výhradně prostřednictvím elektrických synapsí.

Myšlenka, že by mohl existovat jiný způsob komunikace, vznikla, když někteří výzkumníci objevili tzv. Synaptický prostor.

Německý farmakolog Otto Loewi předpokládal, že synaptický prostor může být použit neurony k uvolnění chemických poslů. Byl to rok 1921.

Díky svým experimentům na nervové regulaci srdeční aktivity se Loewi stal protagonistou objevu prvního známého neurotransmiteru: acetylcholinu .

sedlo

V pre-synaptických neuronech, neurotransmitters bydlet uvnitř malých intracelulárních vesicles .

Tyto mezibuněčné vezikuly jsou srovnatelné s vaky, ohraničenými dvojitou vrstvou fosfolipidů podobných, v různých aspektech, dvojité fosfolipidové vrstvě plazmatické membrány generické zdravé eukaryotické buňky.

Pokud zůstanou uvnitř intracelulárních váčků, jsou neurotransmitery takzvané inertní a neprodukují žádnou reakci.

Mechanismus akce

Předpoklad: pro pochopení mechanismu působení neurotransmiterů je dobré mít na paměti chemické synapsy a jejich složení, popsané dříve.

Neurotransmitery zůstávají uzavřeny uvnitř intracelulárních váčků, dokud nedorazí signál nervového původu schopný stimulovat uvolňování vezikul z kontejnerového neuronu.

Uvolňování vezikul probíhá v blízkosti předsynaptického terminálu kontejnerového neuronu a zahrnuje uvolňování neurotransmiterů v synaptickém prostoru.

V synaptickém prostoru jsou neurotransmitery volné k interakci s post-synaptickou membránou nervu, svalů nebo žlázových buněk, které se nacházejí v bezprostřední blízkosti a tvoří součást chemické synapse.

Interakce mezi neurotransmitery a postsynaptickou membránou je možná díky přítomnosti na těchto proteinech, řádně nazývaných membránové receptory .

Kontakt mezi neurotransmitery a membránovými receptory mění počáteční nervový signál (ten, který stimuloval uvolňování intracelulárních váčků) do dobře specifické buněčné odpovědi. Například buněčná odezva produkovaná interakcí mezi neurotransmitery a postsynaptickou membránou svalové buňky může spočívat v kontrakci svalové tkáně, ke které patří výše uvedená buňka.

Na závěr tohoto schematického znázornění fungování neurotransmiterů je důležité uvést následující poslední aspekt: ​​specifická buněčná odpověď uvedená výše závisí na typu neurotransmiteru a typu receptorů přítomných na postsynaptické membráně.

CO JE AKČNÍ POTENCIÁL?

V neurobiologii se nervový signál, který stimuluje uvolňování intracelulárních váčků, nazývá akční potenciál .

Podle definice je akční potenciál takový jev, který se odehrává v generickém neuronu a který předpokládá rychlou změnu elektrického náboje mezi vnitřkem a vnějškem buněčné membrány daného neuronu.

S ohledem na to není divu, když odborníci srovnávají nervové signály s elektrickými impulsy: nervový signál je ve všech ohledech elektrickou událostí.

CHARAKTERISTIKA CELLULAR RESPONSE

Podle jazyka neurobiologů může být buněčná odezva indukovaná neurotransmitery na úrovni postsynaptické membrány excitační nebo inhibiční .

Excitační reakce je reakce na podporu tvorby nervového impulsu v postsynaptickém prvku.

Inhibiční odezva je na druhé straně reakce určená k inhibici tvorby nervového impulsu v postsynaptickém prvku.

klasifikace

Lidské neurotransmitery známé jsou velmi početné a jejich seznam je určen k růstu, protože pravidelně, neurobiologové objevují nové.

Velký počet rozpoznaných neurotransmiterů učinil klasifikaci těchto chemických molekul nepostradatelnou, což usnadňuje konzultaci.

Existují různá klasifikační kritéria; nejvíce obyčejný je ten to rozlišuje neurotransmitters založený na třídě molekul, ke kterému patří .

Hlavní třídy molekul, ke kterým patří lidské neurotransmitery, jsou:

• Třída aminokyselin nebo derivátů aminokyselin . Tato třída zahrnuje: glutamát (nebo kyselinu glutamovou), aspartát (nebo kyselinu asparagovou), kyselinu gama-aminomaslovou (lépe známou jako GABA) a glycin.
• Třída peptidů . Tato třída zahrnuje: somatostatin, opioidy, látku P, některé sekretiny (sekretin, glukagon atd.), Některé tachykininy (neurokinin A, neurokinin B atd.), Některé gastriny, galanin, neurotensin a tzv. Transkripty regulované kokainem amfetamin.
• Třída monoaminů . Tato třída zahrnuje: dopamin, norepinefrin, epinefrin, histamin, serotonin a melatonin.
• Třída tzv. " Aminové stopy ". Tato třída zahrnuje: tyramin, trijodthyronamin, 2-fenylethylamin (nebo 2-fenylethylamin), oktopamin a tryptamin (nebo triptamin).
• Třída purinů . Tato třída zahrnuje: adenosintrifosfát a adenosin.
• Třída plynu . Tato třída zahrnuje: oxid dusnatý (NO), oxid uhelnatý (CO) a sirovodík (H2S).
• Jiné . Všechny neurotransmitery, které nemohou být vloženy do žádné z předchozích tříd, jako je již zmíněný acetylcholin nebo anandamid, spadají do položky "ostatní".

Nejznámější příklady

Některé neurotransmitery jsou rozhodně slavnější než jiné, a to jak proto, že byly známy a studovány déle, tak proto, že plní funkce značného biologického zájmu.

Mezi nejznámějšími neurotransmitery si zaslouží zmínku:

• Glutamát . Je to hlavní excitační neurotransmiter centrálního nervového systému: podle toho, co říkají neurobiologové, by bylo použito více než 90% tzv. Excitačních synapsí.
  Vedle své excitační funkce se glutamát podílí také na procesech učení (učení se jako proces ukládání dat v mozku) a paměti.

  Podle některých vědeckých studií by se jednalo o nemoci jako: Alzheimerova choroba, Huntingtonova choroba, amyotrofická laterální skleróza (lépe známá jako ALS) a Parkinsonova choroba.

• GABA . Je to hlavní inhibiční neurotransmiter centrálního nervového systému: podle nejnovějších biologických studií bude použito přibližně 90% tzv. Inhibičních synapsí.

  Vzhledem ke svým inhibičním vlastnostem je GABA jedním z hlavních cílů sedativních a sedativních léků.

• Acetylcholin . Je to neurotransmiter s excitační funkcí na svalech: v neuromuskulárních spojích, ve skutečnosti jeho přítomnost uvádí do pohybu ty mechanismy, které stahují buňky postižených svalových tkání.

  Kromě působení na svalové úrovni ovlivňuje acetylcholin také funkci orgánů řízených tzv. Autonomním nervovým systémem. Jeho vliv v autonomním nervovém systému může být jak excitační, tak inhibiční.

• Dopamin . Patří do rodiny katecholaminů a jedná se o neurotransmiter, který plní řadu funkcí, a to jak v centrálním nervovém systému, tak v periferním nervovém systému.

  Na úrovni centrálního nervového systému se dopamin podílí na: řízení pohybu, sekreci prolaktinového hormonu, kontrole motorických dovedností, mechanismech odměny a potěšení, kontrole rozpětí pozornosti, spánkovém mechanismu, kontrola chování, kontrola některých kognitivních funkcí, kontrola nálady a nakonec mechanismy, které jsou základem učení.

  Na úrovni periferního nervového systému však působí jako: vazodilatátor, stimulující vylučování sodíku, faktor podporující střevní motilitu, faktor, který snižuje aktivitu lymfocytů a nakonec faktor snižující sekreci inzulínu.

• Serotonin . Je to neurotransmiter vyskytující se hlavně ve střevě, ačkoli v menší míře než ve střevě, v neuronech centrálního nervového systému.

  Se svými inhibičními účinky se zdá, že serotonin reguluje chuť k jídlu, spánek, paměť a procesy učení, tělesnou teplotu, náladu, některé aspekty chování, svalovou kontrakci, některé funkce kardiovaskulárního systému a některé funkce endokrinního systému.,

  Z patologického hlediska se zdá, že má význam pro rozvoj deprese a příbuzných onemocnění. To vysvětluje existenci takzvaných selektivních inhibitorů zpětného vychytávání serotoninu na trhu, antidepresiv používaných k léčbě více či méně závažných depresivních forem.

• Histamin . Jedná se o neurotransmiter převážně umístěný v centrálním nervovém systému, přesně na úrovni hypotalamu a žírných buněk přítomných v mozku a míše.
• Norepinefrin a epinefrin . Norepinefrin se koncentruje hlavně na úrovni centrální nervové soustavy a má za úkol mobilizovat mozek a tělo k akci (má tedy excitační účinek). Například v mozku podporuje vzrušení, bdělost, koncentraci a paměťové procesy; ve zbytku těla zvyšuje tepovou frekvenci a krevní tlak, stimuluje uvolňování glukózy ze skladovacích míst, zvyšuje průtok krve do kosterních svalů, snižuje průtok krve do gastrointestinálního systému a podporuje vyprazdňování močového měchýře a střev.

  Epinephrine je přítomný, ve velkém rozsahu, v buňkách nadledvinek a, v malých množstvích, v centrální nervové soustavě.

  Tento neurotransmiter má excitační účinky a podílí se na procesech, jako jsou: zvýšená krev do kosterních svalů, zvýšená tepová frekvence a dilatace žáků.

  Norepinefrin i epinefrin jsou neurotransmitery odvozené od tyrosinu.