Невротрансмитери

Общност

Невротрансмитерите са ендогенни химически пратеници, които клетките на нервната система (така наречените неврони) използват за комуникация помежду си или за стимулиране на мускулни или жлезисти клетки.

Химическите синапси са места на функционален контакт между два неврона или между неврон и друг клетъчен род.

Съществуват различни класове невротрансмитери: класът на аминокиселините, класът на моноамините, класът на пептидите, класът на „следите“ амини, класът на пурините, класът на газовете и т.н.

Най-известните невротрансмитери включват: допамин, ацетилхолин, глутамат, GABA и серотонин.

Какво представляват невротрансмитерите?

Невротрансмитерите са химикали, които невроните - клетките на нервната система - използват, за да комуникират помежду си, да действат върху мускулните клетки или да стимулират реакцията на жлезистите клетки.

С други думи, невротрансмитерите са ендогенни химически пратеници, които позволяват междунейронна комуникация (т.е. между неврони) и комуникация между неврони и останалата част от тялото.

Човешката нервна система използва невротрансмитери за регулиране или насочване на жизнени механизми, като сърдечен ритъм, белодробно дишане или храносмилане.

Освен това нощният сън, концентрацията, настроението и т.н. зависят от невротрансмитерите.

НЕЙРОТРАНСМИТОРИ И ХИМИЧНИ СИНАПСИ

Според по-специализирано определение, невротрансмитерите са носители на информация по системата от така наречените химически синапси.

В невробиологията терминът синапс (или синаптично съединение) показва местата на функционален контакт между два неврона или между неврон и друг клетъчен род (например мускулна клетка или жлезиста клетка).

Функцията на синапса е да предава информация между участващите клетки, да произвежда определен отговор (например свиване на мускул).

Човешката нервна система се състои от два вида синапси:

• Електрически синапси, в които комуникацията на информация зависи от поток от електрически токове през двете участващи клетки, напр
• Гореспоменатите химични синапси, при които предаването на информация зависи от поток от невротрансмитери през двете засегнати клетки.

Класическият химически синапс се състои от три основни компонента, поставени последователно:

• Предсинаптичният терминал на неврона, от който идва нервната информация. Въпросният неврон се нарича още пресинаптичен неврон;
• Синаптичното пространство, което е пространството на разделяне между двете клетки -герои на синапса. Той се намира извън клетъчните мембрани и има "площ на удължаване, равна на около 20-40 нанометра;
• Постсинаптичната мембрана на неврона, мускулната клетка или жлезистата клетка, до която трябва да достигне нервната информация. Независимо дали става дума за неврон, мускулна клетка или жлезиста клетка, клетъчната единица, към която принадлежи постсинаптичната мембрана, се нарича постсинаптичен елемент.

Химическият синапс, който свързва неврон с мускулна клетка, е известен също като невромускулна връзка или крайна плоча.

ОТКРИТИЕ НА НЕЙРОТРАНСМИТОРИ

Фигура: химически синапс

До началото на ХХ век учените смятаха, че комуникацията между невроните и между невроните и други клетки се осъществява изключително чрез електрически синапси.

Идеята, че може да има друг начин на комуникация, възникна, когато някои изследователи откриха така нареченото синаптично пространство.

Германският фармаколог Ото Лоуи предположи, че синаптичното пространство може да се използва от невроните за освобождаване на химически пратеници там. Беше 1921 година.

Чрез експериментите си върху нервната регулация на сърдечната дейност, Лоуи става главният герой на откриването на първия известен невротрансмитер: ацетилхолин.

Сайт

В предсинаптичните неврони невротрансмитерите се намират в малки вътреклетъчни везикули.

Тези междуклетъчни везикули са сравними с торбички, ограничени от двуслоен фосфолипид, подобен в няколко отношения на фосфолипидния двуслой на плазмената мембрана на обща здрава еукариотна клетка.

Докато остават вътре в вътреклетъчните везикули, невротрансмитерите са, така да се каже, инертни и не предизвикват отговор.

Механизъм на действие

Помещение: за да се разбере механизмът на действие на невротрансмитерите е добре да се имат предвид химическите синапси и техният състав, описани по -горе.

Невротрансмитерите остават ограничени във вътреклетъчните везикули, докато не пристигне сигнал от нервен произход, способен да стимулира освобождаването на везикулите от контейнерния неврон.

Освобождаването на везикулите се извършва близо до предсинаптичния терминал на контейнерния неврон и включва освобождаването на невротрансмитери в синаптичното пространство.

В синаптичното пространство невротрансмитерите могат свободно да взаимодействат с постсинаптичната мембрана на нервната клетка, мускулна или жлезиста, разположена в непосредствена близост и съставляваща част от химическия синапс.

Взаимодействието между невротрансмитерите и постсинаптичната мембрана е възможно благодарение на наличието на последните на определени протеини, правилно наречени мембранни рецептори.

Контактът между невротрансмитерите и мембранните рецептори трансформира първоначалния нервен сигнал (този, който стимулира освобождаването на вътреклетъчните везикули) в много специфичен клетъчен отговор. Например, клетъчният отговор, предизвикан от взаимодействието между невротрансмитерите и постсинаптичната мембрана на мускулна клетка, може да се състои в свиване на мускулната тъкан, към която принадлежи гореспоменатата клетка.

В заключение на тази схематична картина за това как действат невротрансмитерите, е важно да се докладва следният последен аспект: специфичният клетъчен отговор, споменат по-горе "наистина зависи от типа на невротрансмитера и от типа рецептори, присъстващи на постсинаптичната мембрана.

Какъв е потенциалът за действие?

В невробиологията нервният сигнал, който стимулира освобождаването на вътреклетъчните везикули, се нарича потенциал за действие.

По дефиниция потенциалът за действие е явлението, което се случва в общ неврон и което включва бърза промяна на електрическия заряд между вътрешната и външната страна на клетъчната мембрана на засегнатия неврон.

В светлината на това не би трябвало да е изненадващо, когато говорим за нервни сигнали, експертите ги сравняват с електрически импулси: нервният сигнал е събитие от електрически тип във всички отношения.

ХАРАКТЕРИСТИКИ НА КЛЕТЪЧНИЯ ОТГОВОР

Според езика на невробиолозите, клетъчният отговор, индуциран от невротрансмитери, на нивото на постсинаптичната мембрана, може да бъде възбуждащ или инхибиращ.

Възбуждащ отговор е реакция, предназначена да насърчи създаването на нервен импулс в постсинаптичния елемент.

Инхибиторният отговор, от друга страна, е реакция, предназначена да инхибира създаването на нервен импулс в постсинаптичния елемент.

Класификация

Има много известни човешки невротрансмитери и списъкът им ще се увеличи, тъй като невробиолозите редовно откриват нови.

Големият брой признати невротрансмитери наложи да се класифицират тези химични молекули, за да се опрости консултацията им.

Има различни критерии за класификация; най -често срещаната е тази, която отличава невротрансмитерите въз основа на класа молекули, към които принадлежат.

Основните класове молекули, към които принадлежат човешките невротрансмитери, са:

• Класът на аминокиселини или производни на аминокиселини. Този клас включва: глутамат (или глутаминова киселина), аспартат (или аспарагинова киселина), гама-аминомаслена киселина (по-известна като GABA) и глицин.
• Класът на пептидите. Този клас включва: соматостатин, опиоиди, вещество Р, някои секретини (секретин, глюкагон и др.), Някои тахикинини (неврокинин А, неврокинин В и др.), Някои гастрини, галанин, невротензин и така наречените транскрипти, регулирани от кокаин и амфетамин.
• Класът на моноамините. Този клас включва: допамин, норепинефрин, епинефрин, хистамин, серотонин и мелатонин.
• Класът на така наречените "следи амини". В този клас са включени: тирамин, трийодтиронамин, 2-фенилетиламин (или 2-фенилетиламин), октопамин и триптамин (или триптамин).
• Класът на пурините. Този клас включва: аденозин трифосфат и аденозин.
• Газовият клас. Този клас включва: азотен оксид (NO), въглероден оксид (CO) и сероводород (H2S).
• Други. Всички тези невротрансмитери, които не могат да бъдат включени в нито един от предходните класове, като гореспоменатия ацетилхолин или анандамид, попадат в заглавието „друго“.

Най -известните примери

Някои невротрансмитери определено са по -известни от други, както защото са известни и изучавани по -дълго, така и защото изпълняват функции от значителен биологичен интерес.

Сред най -известните невротрансмитери заслужават да бъдат споменати:

• Глутамат. Той е основният възбуждащ невротрансмитер на централната нервна система: според това, което казват невробиолозите, повече от 90% от така наречените възбуждащи синапси го използват.

  Наред с възбуждащата си функция, глутаматът участва и в учебните процеси (ученето, разбирано като процес на съхраняване на данни в мозъка) и паметта.
  Според някои научни изследвания той би бил замесен в заболявания като: болестта на Алцхаймер, болестта на Хънтингтън, амиотрофична латерална склероза (по -известна като ALS) и Паркинсон.

• ГАМК. Това е основният инхибиращ невротрансмитер на централната нервна система: според последните биологични изследвания около 90% от така наречените инхибиторни синапси биха го използвали.
  Поради инхибиторните си свойства, GABA е една от основните мишени на седативни и успокояващи лекарства.
• Ацетилхолин.Той е невротрансмитер с възбуждаща функция върху мускулите: в нервно -мускулните връзки всъщност присъствието му задейства тези механизми, които свиват клетките на засегнатите мускулни тъкани.
  Освен че действа на мускулно ниво, ацетилхолинът влияе и върху функционирането на органите, контролирани от т. Нар. Автономна нервна система.Влиянието му върху автономната нервна система може да бъде както възбуждащо, така и инхибиращо.
• Допамин. Принадлежащ към семейството на катехоламините, той е невротрансмитер, който изпълнява множество функции, както на нивото на централната нервна система, така и на нивото на периферната нервна система.
  На нивото на централната нервна система допаминът участва в: контрола на движението, секрецията на хормона пролактин, контрола на двигателните умения, механизмите за възнаграждение и удоволствие, контрола на уменията за внимание, механизма на съня, контрола на поведението , контрол на определени когнитивни функции, контрол на настроението и накрая, механизмите, лежащи в основата на ученето.
  На ниво периферна нервна система, от друга страна, той действа като: вазодилататор, стимулант на екскрецията на натрий, фактор, който благоприятства чревната подвижност, фактор, който намалява активността на лимфоцитите и накрая, фактор, който намалява секрецията на инсулин.
• Серотонин. Той е невротрансмитер, присъстващ главно в червата и макар и в по -малка степен, отколкото в клетките на червата, в невроните на централната нервна система.
  От инхибиторните ефекти серотонинът изглежда регулира апетита, съня, паметта и процесите на учене, телесната температура, настроението, някои аспекти на поведението, свиване на мускулите, някои функции на сърдечно -съдовата система и някои функции на ендокринната система.
  От патологична гледна точка изглежда има роля в развитието на депресия и свързаните с нея заболявания. Това обяснява съществуването на пазара на т. Нар. Селективни инхибитори на обратното захващане на серотонин, антидепресанти, използвани за лечение на повече или по-малко тежки форми на депресия.
• Хистаминът е невротрансмитер с преобладаващо място в централната нервна система, точно на нивото на хипоталамуса и мастоцитите в мозъка и гръбначния мозък.
• Норадреналин и епинефрин. Норепинефринът е концентриран преди всичко в централната нервна система и има задачата да мобилизира мозъка и тялото за действие (следователно има възбуждащ ефект). Например, в мозъка, той насърчава възбуждането, бдителността, концентрацията и процесите на паметта; в останалата част от тялото увеличава сърдечната честота и кръвното налягане, стимулира освобождаването на глюкоза от местата за съхранение, увеличава притока на кръв към скелетните мускули , намалява притока на кръв към стомашно -чревната система и насърчава изпразването на пикочния мехур и червата.
  Епинефринът присъства до голяма степен в клетките на надбъбречните жлези и в малки количества в централната нервна система.
  Този невротрансмитер има възбуждащ ефект и участва в процеси като: увеличаване на кръвта към скелетните мускули, увеличаване на сърдечната честота и разширяване на зениците.
  И норадреналинът, и епинефринът са невротрансмитери, получени от тирозин.