vispārinājums
Neirotransmiteri ir endogēni ķīmiskie kurjeri, kurus nervu sistēmas šūnas izmanto (ts neironi), lai sazinātos savā starpā vai stimulētu muskuļu vai dziedzeru šūnas.
Ķīmiskās sinapses ir funkcionālas saskares vietas starp diviem neironiem vai starp neironu un citu šūnu.
Ir dažādas neirotransmiteru klases: aminoskābju klase, monoamīnu klase, peptīdu klase, "izsekošanas" amīnu klase, purīnu klase, gāzu klase utt.
Vispazīstamākie neirotransmiteri ir: dopamīns, acetilholīns, glutamāts, GABA un serotonīns.
Kas ir neirotransmiteri?
Neirotransmiteri ir ķimikālijas, ko izmanto neironi - nervu sistēmas šūnas -, lai sazinātos savā starpā, darbotos uz muskuļu šūnām vai stimulētu reakciju no dziedzeru šūnām.
Citiem vārdiem sakot, neirotransmiteri ir endogēni ķīmiskie kurjeri, kas ļauj starpnozaru saziņu (ti, starp neironiem) un komunikāciju starp neironiem un pārējo ķermeni.
Cilvēka nervu sistēma izmanto neirotransmitētājus, lai regulētu vai virzītu svarīgus mehānismus, piemēram, sirdsdarbības ātrumu, plaušu elpošanu vai gremošanu.
Turklāt nakts miega, koncentrēšanās, noskaņojums utt. Ir atkarīgi no neirotransmiteriem.
NEUROTRANSMITTERI UN ĶĪMISKĀ SYNAPSIS
Saskaņā ar specializētāku definīciju, neirotransmiteri ir informācijas nesēji pa tā saukto ķīmisko sinapses sistēmu .
Neirobioloģijā termins synapse (vai synaptic junction) norāda uz funkcionālo kontaktu vietām starp diviem neironiem vai starp neironu un citu šūnu veidu (piemēram, muskuļu šūnu vai dziedzeru šūnu).
Sinapses funkcija ir pārraidīt informāciju starp iesaistītajām šūnām, lai radītu noteiktu reakciju (piemēram, muskuļu kontrakciju).
Cilvēka nervu sistēma ietver divu veidu sinapses:
- Elektriskās sinapses, kurās informācijas nodošana ir atkarīga no elektrisko strāvu plūsmas caur abām iesaistītajām šūnām, piemēram,
- Minētās ķīmiskās sinapses, kurās informācijas nodošana ir atkarīga no neirotransmiteru plūsmas caur abām iesaistītajām šūnām.
Klasiskā ķīmiska sinapse sastāv no trim pamatkomponentiem, kas izvietoti sērijā:
- Neirona pirmssinaptiskais termināls, no kura nāk nervu informācija. Minētais neirons tiek saukts arī par pre-sinaptisko neironu ;
- Synaptic telpa, ti, atdalīšanas telpa starp abām šūnām, kas ir sinapses galvenās puses. Tā atrodas ārpus šūnu membrānām, un tās paplašināšanas laukums ir apmēram 20-40 nanometri;
- Neirona, muskuļu šūnas vai dziedzeru šūnas pēc synaptic membrāna, kurai jāsasniedz nervu informācija. Neatkarīgi no tā, vai tā ir neirons, muskuļu šūna vai dziedzeru šūna, šūnu vienība, kurai pieder post synaptic membrāna, tiek saukta par post synaptic elementu .
Ķīmiskā sinapse, kas apvieno neironu ar muskuļu šūnu, ir pazīstama arī kā neiromuskulārais savienojums vai motora plāksne .
NEUROTRANSMITTERU ATKLĀŠANA
Attēls: ķīmiskā sinapse
Līdz divdesmitā gadsimta pirmajiem gadiem zinātnieki uzskatīja, ka saziņa starp neironiem un starp neironiem un citām šūnām notiek tikai ar elektrisko sinapsiju palīdzību.
Ideja, ka varētu pastāvēt cits saziņas veids, radās, kad daži pētnieki atklāja tā saukto sinaptisko telpu.
Vācu farmakologs Otto Loewi hipotēzi, ka neironi varētu izmantot sinaptisko telpu, lai atbrīvotu ķīmiskos vēstnešus. Tas bija gads 1921.
Ar viņa eksperimentiem par sirdsdarbības nervu regulēšanu Loewi kļuva par pirmā zināmā neirotransmitera - acetilholīna - atklāšanas galveno.
sēdeklis
Pirmssinaptiskajos neironos neirotransmiteri atrodas nelielās intracelulārās vezikulās .
Šīs starpšūnu vezikulas ir salīdzināmas ar maisiņiem, ko norobežo divkāršs fosfolipīdu slānis, kas dažādos aspektos ir līdzīgs veselas eukariotiskās šūnas plazmas membrānas dubultam fosfolipīda slānim.
Kamēr tie paliek intracelulārajās vezikulās, neirotransmiteri ir tādi, lai runātu inertu un neradītu atbildes.
Rīcības mehānisms
Pielietojums: lai saprastu neirotransmiteru darbības mehānismu, ir labi paturēt prātā iepriekš aprakstītos ķīmiskos sinapses un to sastāvu.
Neirotransmiteri paliek ierobežoti intracelulārajās vezikulās, līdz parādās nervu izcelsmes signāls, kas spēj stimulēt vezikulu atbrīvošanos no konteinera neirona.
Vezikulu izdalīšanās notiek netālu no konteinera neirona pirmssinaptiskā termināļa un ietver neirotransmiteru atbrīvošanu sinaptiskajā telpā.
Synaptic telpā neirotransmiteri var brīvi mijiedarboties ar nervu, muskuļu vai dziedzeru šūnu post synaptic membrānu, kas atrodas tiešā tuvumā un veido daļu no ķīmiskās sinapses.
Mijiedarbība starp neirotransmiteriem un post-synaptic membrānu ir iespējama, pateicoties tam, ka pēdējā ir konkrēti proteīni, pareizi saukti membrānu receptori .
Kontakts starp neirotransmiteriem un membrānas receptoriem padara sākotnējo nervu signālu (vienu, kas stimulēja intracelulāro vezikulu izdalīšanos) labi specifiskā šūnu reakcijā. Piemēram, šūnu atbildes reakcija, ko rada mijiedarbība starp neirotransmiteriem un muskuļu šūnu post synaptic membrānu, var sastāvēt no muskuļu audu kontrakcijas, pie kuras pieder minētā šūna.
Noslēdzot šo shematisko attēlu par to, kā darbojas neirotransmiteri, ir svarīgi ziņot par šādu pēdējo aspektu: iepriekš minētā specifiskā šūnu reakcija ir atkarīga no neirotransmitera veida un receptoru veida, kas atrodas pēc synaptic membrānā.
KAS IR RĪCĪBAS POTENCIĀLS?
Neirobioloģijā nervu signālu, kas stimulē intracelulāro vezikulu izdalīšanos, sauc par darbības potenciālu .
Pēc definīcijas darbības potenciāls ir tāda parādība, kas notiek vispārējā neironā un kas paredz ātru elektriskās uzlādes maiņu starp iesaistītā neirona šūnu membrānas iekšpusi un ārpusi.
Ņemot to vērā, nav pārsteidzoši, kad, runājot par nervu signāliem, eksperti tos salīdzina ar elektriskajiem impulsiem: nervu signāls ir elektrisks notikums visos aspektos.
CELULĀRĀS ATBILDES RAKSTUROJUMS
Saskaņā ar neirobiologu valodu, neirotransmiteru izraisītā šūnu atbildes reakcija post synaptic membrānas līmenī var būt ierosinoša vai inhibējoša .
Eksitējošā reakcija ir reakcija, kas sekmē nervu impulsa izveidi post synaptic elementā.
No otras puses, inhibējošā reakcija ir reakcija, kas paredzēta, lai kavētu nervu impulsa izveidi post synaptic elementā.
klasifikācija
Zināmie cilvēka neirotransmiteri ir ļoti daudz, un to saraksts ir paredzēts augšanai, jo neirobiologi regulāri atklāj jaunus.
Lielais atzīto neirotransmiteru skaits ir padarījis šo ķīmisko molekulu klasifikāciju nepieciešamas, lai vienkāršotu konsultācijas.
Ir dažādi klasifikācijas kritēriji; visizplatītākais ir tas, kas atdala neirotransmiterus, pamatojoties uz to molekulu klasi, kuras tās pieder .
Galvenās molekulu grupas, pie kurām pieder cilvēku neirotransmiteri, ir:
- Aminoskābju vai aminoskābju atvasinājumu klase. Šajā klasē ietilpst: glutamāts (vai glutamīnskābe), aspartāts (vai aspartīnskābe), gamma-aminoskābe (labāk pazīstams kā GABA) un glicīns.
- Peptīdu klase. Šajā klasē ietilpst: somatostatīns, opioīdi, viela P, daži sekretīni (sekrēīns, glikagons utt.), Daži tahikinīni (neirokinīns A, neirokinīns B uc), daži gastrīni, galanīns, neirotenzīns un tā sauktie kokaīna apraksti amfetamīna.
- Monoamīnu klase. Šajā klasē ietilpst: dopamīns, norepinefrīns, epinefrīns, histamīns, serotonīns un melatonīns.
- Tā sauktās " amīna pēdas " klase. Šajā klasē ietilpst: tiramīns, trijodotironamīns, 2-feniletilamīns (vai 2-feniletilamīns), oktopamīns un triptamīns (vai triptīns).
- Purīnu klase. Šajā klasē ietilpst: adenozīna trifosfāts un adenozīns.
- Gāzes klase. Šajā klasē ietilpst: slāpekļa oksīds (NO), oglekļa monoksīds (CO) un sērūdeņradis (H2S).
- Citi . Visi neirotransmiteri, kurus nevar ievietot nevienā no iepriekšējām klasēm, piemēram, jau minētais acetilholīns vai anandamīds, ietilpst pozīcijā "citi".
Labākie zināmie piemēri
Daži neirotransmiteri ir ievērojami vairāk pazīstami nekā citi, jo tie ir zināmi un ilgāk pētīti, un tāpēc, ka viņi veic ievērojamas bioloģiskās intereses.
Starp slavenākajiem neirotransmiteriem tie ir pelnījuši pieminēt:
- Glutamāts . Tas ir galvenais centrālās nervu sistēmas ierosinātāja neirotransmiters: saskaņā ar to, ko apgalvo neirobiologi, tiks izmantoti vairāk nekā 90% tā saukto eksitējošo sinapsiju.Līdztekus eksitējošajai funkcijai glutamāts ir iesaistīts arī mācīšanās procesos (mācīšanās kā datu glabāšanas process smadzenēs) un atmiņā.
Saskaņā ar dažiem zinātniskiem pētījumiem tas būtu saistīts ar tādām slimībām kā: Alcheimera slimība, Hantingtona slimība, amyotrofiska laterālā skleroze (pazīstama kā ALS) un Parkinsona slimība.
- GABA . Tā ir galvenais centrālās nervu sistēmas neirotransmiters: saskaņā ar jaunākajiem bioloģijas pētījumiem aptuveni 90% no tā saucamajām inhibējošajām sinapsijām.
GABA ir inhibējošo īpašību dēļ viens no galvenajiem nomierinošo un trankvilizējošo zāļu mērķiem.
- Acetilholīns . Tas ir neirotransmiters ar muskuļu eksitējošām funkcijām: neiromuskulārajos mezglos faktiski tās klātbūtne rosina mehānismus, kas sabojājas ar skarto muskuļu šūnām.
Papildus iedarbībai uz muskuļu līmeni acetilholīns ietekmē arī tā sauktās autonomās nervu sistēmas kontrolēto orgānu darbību. Tās ietekme uz autonomo nervu sistēmu var būt gan uzbudinoša, gan inhibējoša.
- Dopamīns . Kateholamīna ģimenei pieder neirotransmiters, kas veic vairākas funkcijas gan centrālajā nervu sistēmā, gan perifērajā nervu sistēmā.
Centrālās nervu sistēmas līmenī dopamīns piedalās: kustības kontrolē, prolaktīna hormona sekrēcijā, motorisko prasmju kontrolē, atalgojuma un izklaides mehānismos, uzmanības kontrolē, miega mehānismā, uzvedības kontrole, dažu kognitīvo funkciju kontrole, garastāvokļa kontrole un, visbeidzot, mācīšanās mehānismi.
Tomēr perifērās nervu sistēmas līmenī tas darbojas kā: vazodilatators, stimulējot nātrija izdalīšanos, kas veicina zarnu kustību, faktors, kas samazina limfocītu aktivitāti un, visbeidzot, faktors, kas samazina insulīna sekrēciju.
- Serotonīns . Tas ir neirotransmiters, ko galvenokārt konstatē zarnās un, lai arī mazākā mērā nekā zarnās, centrālās nervu sistēmas neironos.
Ar savu inhibējošo iedarbību serotonīns, šķiet, regulē apetīti, miegu, atmiņu un mācīšanās procesus, ķermeņa temperatūru, garastāvokli, dažus uzvedības aspektus, muskuļu kontrakciju, dažas sirds un asinsvadu sistēmas funkcijas un dažas endokrīnās sistēmas funkcijas. .
No patoloģiskā viedokļa šķiet, ka tai ir nozīme depresijas un ar to saistīto slimību attīstībā. Tas izskaidro tā saukto selektīvo serotonīna atpakaļsaistes inhibitoru, antidepresantu, ko lieto vairāk vai mazāk nopietnu depresīvo formu ārstēšanai, esamību tirgū.
- Histamīns . Tas ir neirotransmiters, kas parasti atrodas centrālajā nervu sistēmā, tieši hipotalāma un mātes šūnu līmenī, kas atrodas smadzenēs un muguras smadzenēs.
- Norepinefrīns un epinefrīns . Norepinefrīns koncentrējas galvenokārt uz centrālās nervu sistēmas līmeni, un tā uzdevums ir mobilizēt smadzenes un ķermeni darbībai (tāpēc tam ir ierosinošs efekts). Piemēram, smadzenēs tas veicina uztraukumu, modrību, koncentrēšanos un atmiņas procesus; pārējā ķermeņa daļā tas palielina sirdsdarbības ātrumu un asinsspiedienu, stimulē glikozes izdalīšanos no uzglabāšanas punktiem, palielina asins plūsmu uz skeleta muskuļiem, samazina asins plūsmu uz kuņģa-zarnu sistēmu un veicina urīnpūšļa un zarnu iztukšošanos.
Epineprīns lielā mērā atrodas virsnieru dziedzeru šūnās un nelielos daudzumos - centrālajā nervu sistēmā.
Šim neirotransmiteram ir eksitējošs efekts, un tā piedalās tādos procesos kā: palielināts asinsvads uz skeleta muskuļiem, palielināts sirdsdarbības ātrums un skolēnu dilatācija.
Gan norepinefrīns, gan epinefrīns ir neirotransmiteri, kas iegūti no tirozīna.
