Yleisyys
Neurotransmitterit ovat endogeenisiä kemiallisia sanansaattajia, joita hermosolut (ns. Neuronit) käyttävät kommunikoidakseen keskenään tai stimuloidakseen lihas- tai rauhasoluja.
Kemialliset synapsit ovat kahden neuronin tai neuronin ja toisen solusukun välisen toiminnallisen kosketuksen paikkoja.
Välittäjäaineita on erilaisia luokkia: aminohappoluokka, monoamiiniluokka, peptidiluokka, "jäljitys" -amiinien luokka, puriiniluokka, kaasuluokka jne.
Tunnetuimpia välittäjäaineita ovat: dopamiini, asetyylikoliini, glutamaatti, GABA ja serotoniini.
Mitä ovat välittäjäaineet?
Neurotransmitterit ovat kemikaaleja, joita neuronit - hermoston solut - käyttävät kommunikoidakseen keskenään, toimimaan lihassoluissa tai stimuloimaan rauhasolujen vastetta.
Toisin sanoen välittäjäaineet ovat endogeenisiä kemiallisia sanansaattajia, jotka mahdollistavat neuronien välisen viestinnän (eli neuronien välillä) ja viestinnän neuronien ja muun kehon välillä.
Ihmisen hermosto käyttää välittäjäaineita säätelemään tai ohjaamaan elintärkeitä mekanismeja, kuten sydämenlyöntiä, keuhkojen hengitystä tai ruoansulatusta.
Lisäksi yöunet, keskittyminen, mieliala ja niin edelleen riippuvat välittäjäaineista.
NEUROTRANSMITTERS JA KEMIALLISET SYNAPSETIT
Erikoisemman määritelmän mukaan välittäjäaineet ovat tiedon kantajia ns. Kemiallisten synapsien järjestelmässä.
Neurobiologiassa termi synapsi (tai synaptinen risteys) osoittaa toiminnallisen kosketuskohdat kahden neuronin tai neuronin ja toisen solusukun (esimerkiksi lihassolun tai rauhasolun) välillä.
Synapsin tehtävänä on välittää tietoa mukana olevien solujen välillä, saada aikaan tietty vaste (esimerkiksi lihaksen supistuminen).
Ihmisen hermosto koostuu kahdenlaisista synapsista:
- Sähköiset synapsit, joissa tiedonsiirto riippuu kahden mukana olevan solun läpi kulkevista sähkövirroista, esim
- Edellä mainitut kemialliset synapsit, joissa tiedonsiirto riippuu välittäjäaineiden virrasta kahden vaikuttavan solun läpi.
Klassinen kemiallinen synapsi koostuu kolmesta sarjaan sijoitetusta peruskomponentista:
- Neuronin esisynaptinen pääte, josta hermotiedot tulevat. Kyseistä neuronia kutsutaan myös esisynaptiseksi neuroniksi;
- Synaptinen tila, eli synapsin kahden päähenkilösolun välinen etäisyys. Se sijaitsee solukalvojen ulkopuolella ja sen "laajennusalue on noin 20-40 nanometriä;
- Neuronin, lihassolun tai rauhasen solun post-synaptinen kalvo, johon hermotietojen on päästävä. Olipa kyseessä neuroni, lihasolu tai rauhasolu, soluyksikköä, johon postsynaptinen kalvo kuuluu, kutsutaan postsynaptiseksi elementiksi.
Kemiallinen synapsi, joka yhdistää neuronin lihassoluun, tunnetaan myös nimellä neuromuskulaarinen risteys tai päätylevy.
NEUROTRANSMITTERS -TUTKIMUS
Kuva: kemiallinen synapsi
1900 -luvun alkuun asti tiedemiehet uskoivat, että viestintä neuronien välillä sekä neuronien ja muiden solujen välillä tapahtui yksinomaan sähköisten synapsien kautta.
Ajatus siitä, että voisi olla toinen viestintätapa, syntyi, kun jotkut tutkijat löysivät niin sanotun synaptisen tilan.
Saksalainen farmakologi Otto Loewi oletti, että neuronit voisivat käyttää synaptista tilaa vapauttaakseen siellä kemiallisia sanansaattajia. Se oli vuosi 1921.
Loewista tuli sydämen toiminnan hermoston säätelyä koskevien kokeilujensa päähenkilö ensimmäisen tunnetun välittäjäaineen, asetyylikoliinin, löytämisessä.
Sivusto
Esisynaptisissa neuroneissa välittäjäaineet sijaitsevat pienissä solunsisäisissä rakkuloissa.
Nämä solujen väliset rakkulat ovat verrattavissa pusseihin, joita rajoittaa fosfolipidien kaksikerros, joka on monessa suhteessa samanlainen kuin geneerisen terveen eukaryoottisolun plasmakalvon fosfolipidikerros.
Niin kauan kuin ne pysyvät solunsisäisten rakkuloiden sisällä, välittäjäaineet ovat niin sanotusti inerttejä eivätkä tuota mitään vastetta.
Toimintamekanismi
Lähtökohta: välittäjäaineiden toimintamekanismin ymmärtämiseksi on hyvä pitää mielessä aiemmin kuvatut kemialliset synapsit ja niiden koostumus.
Neurotransmitterit pysyvät solunsisäisten rakkuloiden sisällä, kunnes hermosignaali, joka kykenee stimuloimaan rakkuloiden vapautumista säiliön neuronista, saapuu.
Vesikkelien vapautuminen tapahtuu lähellä säiliön neuronin esisynaptista terminaalia ja siihen liittyy välittäjäaineiden vapautuminen synaptiseen tilaan.
Synaptisessa tilassa välittäjäaineet voivat olla vuorovaikutuksessa hermosolun, lihaksen tai rauhasen post-synaptisen kalvon kanssa, joka sijaitsee välittömässä läheisyydessä ja muodostaa osan kemiallista synapsia.
Välittäjäaineiden ja synaptisen kalvon välinen vuorovaikutus on mahdollista, koska jälkimmäisessä on tiettyjä proteiineja, joita kutsutaan oikein kalvoreseptoreiksi.
Välittäjäaineiden ja kalvoreseptoreiden välinen kosketus muuttaa alkuperäisen hermosignaalin (solunsisäisten rakkuloiden vapautumista stimuloivan signaalin) erittäin spesifiseksi soluvasteeksi. Esimerkiksi välittäjäaineiden ja lihassolun post-synaptisen kalvon välisen vuorovaikutuksen tuottama soluvaste voi koostua lihaskudoksen supistumisesta, johon edellä mainittu solu kuuluu.
Tämän kaavamaisen kuvan lopussa välittäjäaineiden toiminnasta on tärkeää raportoida seuraava viimeinen näkökohta: yllä mainittu spesifinen soluvaste "todellakin riippuu välittäjäaineiden tyypistä ja post-synaptisessa kalvossa olevien reseptorien tyypistä.
MIKÄ ON TOIMENPOTENTIALI?
Neurobiologiassa hermosignaalia, joka stimuloi solunsisäisten rakkuloiden vapautumista, kutsutaan toimintapotentiaaliksi.
Määritelmän mukaan toimintapotentiaali on ilmiö, joka tapahtuu geneerisessä neuronissa ja johon liittyy nopea muutos sähköisessä varauksessa asianomaisen neuronin solukalvon sisä- ja ulkopuolen välillä.
Tämän valossa ei pitäisi olla yllättävää, kun hermosignaaleista puhuttaessa asiantuntijat vertaavat niitä sähköimpulsseihin: hermosignaali on kaikilta osin sähkötyyppinen tapahtuma.
SOLUVASTEEN OMINAISUUDET
Neurobiologien kielen mukaan välittäjäaineiden indusoima soluvaste post-synaptisen kalvon tasolla voi olla joko kiihottava tai estävä.
Herätevaste on reaktio, jonka tarkoituksena on edistää hermoimpulssin syntymistä post-synaptisessa elementissä.
Toisaalta estävä vaste on reaktio, joka on suunniteltu estämään hermoimpulssin syntymistä post-synaptisessa elementissä.
Luokitus
On monia tunnettuja ihmisen välittäjäaineita, ja niiden luettelo kasvaa varmasti, kun neurobiologit löytävät säännöllisesti uusia.
Suuri määrä tunnustettuja välittäjäaineita on tehnyt näiden kemiallisten molekyylien luokittelun välttämättömäksi niiden kuulemisen helpottamiseksi.
Luokitteluperusteita on useita; yleisin on se, joka erottaa välittäjäaineet niiden molekyyliluokan perusteella, joihin ne kuuluvat.
Tärkeimmät molekyyliluokat, joihin ihmisen välittäjäaineet kuuluvat, ovat:
- Aminohappojen tai aminohappojohdannaisten luokka. Tähän luokkaan kuuluvat: glutamaatti (tai glutamiinihappo), aspartaatti (tai asparagiinihappo), gamma-aminovoihappo (tunnetaan paremmin nimellä GABA) ja glysiini.
- Peptidien luokka. Tähän luokkaan kuuluvat: somatostatiini, opioidit, aine P, jotkut salatiinit (sekretiini, glukagoni jne.), Jotkut takykiniinit (neurokiniini A, neurokiniini B jne.), Jotkut gastriinit, galaniini, neurotensiini ja kokaiinin säätelemät transkriptiot. ja amfetamiinia.
- Monoamiinien luokka. Tähän luokkaan kuuluvat: dopamiini, noradrenaliini, epinefriini, histamiini, serotoniini ja melatoniini.
- Ns. "Jäljitysamiinien" luokka. Tähän luokkaan kuuluvat: tyramiini, tri-jodityronamiini, 2-fenyylietyyliamiini (tai 2-fenyylietyyliamiini), oktopamiini ja tryptamiini (tai tryptamiini).
- Puriinien luokka. Tähän luokkaan kuuluvat: adenosiinitrifosfaatti ja adenosiini.
- Kaasuluokka. Tähän luokkaan kuuluvat: typpioksidi (NO), hiilimonoksidi (CO) ja rikkivety (H2S).
- Muut. Kaikki ne välittäjäaineet, joita ei voida sisällyttää mihinkään aiemmista luokista, kuten edellä mainittu asetyylikoliini tai anandamidi, kuuluvat otsikon "muut" alle.
Tunnetuimmat esimerkit
Jotkut välittäjäaineet ovat selvästi kuuluisampia kuin toiset, sekä siksi, että ne ovat olleet tiedossa ja tutkittuja pidempään, että koska ne suorittavat merkittäviä biologisia etuja.
Tunnetuimpien välittäjäaineiden joukossa on mainittava:
- Glutamaatti. Se on keskushermoston tärkein kiihottava välittäjäaine: neurobiologien mukaan yli 90% niin kutsutuista kiihottavista synapsista käyttää sitä.
Glutamaatti osallistuu kiihottavan tehtävänsä lisäksi myös oppimisprosesseihin (oppiminen ymmärretään tietojen tallennusprosessiksi aivoissa) ja muistiin.
Joidenkin tieteellisten tutkimusten mukaan se liittyy sairauksiin, kuten: Alzheimerin tauti, Huntingtonin tauti, amyotrofinen lateraaliskleroosi (tunnetaan paremmin nimellä ALS) ja Parkinsonin tauti. - GABA. Se on keskushermoston tärkeimpiä estäviä välittäjäaineita: uusimpien biologisten tutkimusten mukaan noin 90% niin kutsutuista inhiboivista synapsista hyödyntäisi sitä.
Esto -ominaisuuksiensa vuoksi GABA on yksi rauhoittavien ja rauhoittavien lääkkeiden pääkohteista. - Asetyylikoliini.Se on välittäjäaine, jolla on lihaksissa kiihottava toiminto: hermo -lihassoluissa sen läsnäolo itse asiassa käynnistää mekanismit, jotka supistavat mukana olevien lihaskudosten soluja.
Lihaksitasolla vaikuttamisen lisäksi asetyylikoliini vaikuttaa myös ns. Autonomisen hermoston ohjaamien elinten toimintaan, ja sen vaikutus autonomiseen hermostoon voi olla sekä kiihottavaa että estävää. - Dopamiini. Katekoliamiiniperheeseen kuuluva se on välittäjäaine, joka suorittaa lukuisia toimintoja sekä keskushermoston että ääreishermoston tasolla.
Keskushermoston tasolla dopamiini osallistuu: liikkeiden hallintaan, prolaktiinihormonin eritykseen, motoristen taitojen hallintaan, palkitsemis- ja nautintomekanismeihin, tarkkailutaitojen hallintaan, unimekanismiin, käyttäytymisen hallintaan , tiettyjen kognitiivisten toimintojen hallinta, mielialan hallinta ja lopuksi oppimisen taustalla olevat mekanismit.
Toisaalta perifeerisen hermoston tasolla se toimii: verisuonia laajentavana aineena, natriumin erittymistä stimuloivana tekijänä, suoliston motiliteettia suosivana tekijänä, lymfosyyttien toimintaa vähentävänä tekijänä ja lopulta insuliinin eritystä vähentävänä tekijänä. - Serotoniini. Se on välittäjäaine, jota esiintyy pääasiassa suolistossa ja, vaikkakin pienemmässä määrin kuin suoliston soluissa, keskushermoston neuroneissa.
Estovaikutuksista serotoniini näyttää säätelevän ruokahalua, unta, muistia ja oppimisprosesseja, kehon lämpötilaa, mielialaa, joitain käyttäytymisnäkökohtia, lihasten supistumista, joitakin sydän- ja verisuonijärjestelmän toimintoja ja joitakin hormonitoimintaa.
Patologisesta näkökulmasta sillä näyttää olevan rooli masennuksen ja siihen liittyvien sairauksien kehittymisessä. Tämä selittää niin sanottujen selektiivisten serotoniinin takaisinoton estäjien, masennuslääkkeiden, joita käytetään enemmän tai vähemmän vakavien masennuksen muotojen, olemassaolon markkinoilla. - Histamiini Se on välittäjäaine, jolla on vallitseva istuin keskushermostossa, juuri aivojen ja selkäytimen läsnä olevien hypotalamuksen ja syöttösolujen tasolla.
- Norepinefriini ja adrenaliini. Esimerkiksi aivoissa se edistää kiihottumista, valppautta, keskittymistä ja muistiprosesseja; muualla kehossa se lisää sykettä ja verenpainetta, stimuloi glukoosin vapautumista varastointipisteistä, lisää veren virtausta luustolihaksiin vähentää verenkiertoa ruoansulatuskanavaan ja edistää virtsarakon ja suolen tyhjenemistä.
Epinefriiniä esiintyy suurelta osin lisämunuaissoluissa ja pieninä määrinä keskushermostossa.
Tällä välittäjäaineella on kiihottavia vaikutuksia ja se osallistuu esimerkiksi prosesseihin, joissa veri kasvaa luustolihaksiin, syke kasvaa ja oppilaat laajenevat.
Sekä norepinefriini että epinefriini ovat tyrosiinista johdettuja välittäjäaineita.
