Nevrotransmittere

Generellitet

Nevrotransmittere er endogene kjemiske budbringere, som cellene i nervesystemet (de såkalte nevronene) bruker for å kommunisere med hverandre eller for å stimulere muskel- eller kjertelceller.

Kjemiske synapser er steder for funksjonell kontakt mellom to nevroner eller mellom et nevron og et annet celleslag.

Det er forskjellige klasser av nevrotransmittere: klassen av aminosyrer, klassen av monoaminer, klassen av peptider, klassen av "spor" aminer, klassen av puriner, klassen av gasser, etc.

De mest kjente nevrotransmitterne inkluderer: dopamin, acetylkolin, glutamat, GABA og serotonin.

Hva er nevrotransmittere?

Nevrotransmittere er kjemikalier som nevroner - cellene i nervesystemet - bruker til å kommunisere med hverandre, for å virke på muskelceller eller for å stimulere en respons fra kjertelceller.

Med andre ord er nevrotransmittere endogene kjemiske budbringere, som muliggjør internuronal kommunikasjon (dvs. mellom nevroner) og kommunikasjon mellom nevroner og resten av kroppen.

Det menneskelige nervesystem bruker neurotransmittere til å regulere eller lede vitale mekanismer, for eksempel hjerteslag, lungepust eller fordøyelse.

Videre er nattesøvn, konsentrasjon, humør og så videre avhengig av nevrotransmittere.

NEUROTRANSMITTERE OG KJEMISKE SYNAPPER

Ifølge en mer spesialisert definisjon er nevrotransmittere bærere av informasjon langs systemet med såkalte kjemiske synapser.

I nevrobiologi indikerer begrepet synapse (eller synaptisk veikryss) stedene for funksjonell kontakt mellom to nevroner eller mellom et nevron og en annen celleslekt (for eksempel en muskelcelle eller en kjertelcelle).

Funksjonen til en synapse er å overføre informasjon mellom cellene som er involvert, for å produsere en viss respons (for eksempel sammentrekning av en muskel).

Det menneskelige nervesystem består av to typer synapser:

• Elektriske synapser, der kommunikasjon av informasjon avhenger av en strøm av elektriske strømmer gjennom de to involverte cellene, f
• De nevnte kjemiske synapser, der kommunikasjon av informasjon avhenger av en strøm av nevrotransmittere gjennom de to berørte cellene.

En klassisk kjemisk synapse består av tre grunnleggende komponenter, plassert i serie:

• Den pre-synaptiske terminalen til nevronet som nerveinformasjon kommer fra. Nevronen det er snakk om kalles også et pre-synaptisk nevron;
• Det synaptiske rommet, det vil si separasjonsrommet mellom de to hovedpersoncellene i synapsen. Den ligger utenfor cellemembranene og har et "forlengelsesområde lik 20-40 nanometer;
• Den postsynaptiske membranen i nevronet, muskelcellen eller kjertelcellen som nerveinformasjonen må nå. Enten det er et nevron, en muskelcelle eller en kjertelcelle, kalles cellenheten som den postsynaptiske membranen tilhører det postsynaptiske elementet.

Den kjemiske synapsen som kobler et nevron til en muskelcelle er også kjent som det nevromuskulære krysset eller endeplaten.

OPPDAGELSE AV NEUROTRANSMITTERE

Figur: kjemisk synapse

Fram til begynnelsen av det tjuende århundre trodde forskere at kommunikasjon mellom nevroner og mellom nevroner og andre celler utelukkende skjedde gjennom elektriske synapser.

Ideen om at det kan være en annen kommunikasjonsmåte oppsto da noen forskere oppdaget det såkalte synaptiske rommet.

Den tyske farmakologen Otto Loewi antok at det synaptiske rommet kan brukes av nevroner til å frigjøre kjemiske budbringere der. Det var året 1921.

Gjennom sine eksperimenter med nervøs regulering av hjerteaktivitet ble Loewi hovedpersonen i oppdagelsen av den første kjente nevrotransmitteren: acetylkolin.

Nettstedet

I pre-synaptiske nevroner bor nevrotransmittere i små intracellulære vesikler.

Disse intercellulære vesiklene er sammenlignbare med sekker, avgrenset av et to -lags fosfolipider som på flere måter ligner fosfolipid -lag i plasmamembranen i en generisk sunn eukaryot celle.

Så lenge de forblir inne i de intracellulære vesiklene, er nevrotransmitterne så å si inerte og gir ingen respons.

Virkningsmekanismen

Premiss: For å forstå virkningsmekanismen til nevrotransmittere er det godt å ha i betraktning de kjemiske synapser og sammensetningen deres, beskrevet tidligere.

Neurotransmitterne forblir begrenset inne i de intracellulære vesiklene, inntil et signal av nerveopprinnelse er i stand til å stimulere frigjøringen av vesiklene fra beholderneuronet.

Frigjøringen av vesiklene finner sted nær den pre-synaptiske terminalen til beholderneuronet og innebærer frigjøring av nevrotransmittere til det synaptiske rommet.

I det synaptiske rommet står nevrotransmittere fritt til å samhandle med den post-synaptiske membranen i nervecellen, muskelen eller kjertelen, som ligger i umiddelbar nærhet og utgjør en del av den kjemiske synapsen.

Interaksjonen mellom nevrotransmittere og postsynaptisk membran er mulig takket være tilstedeværelsen på bestemte proteiner, riktig kalt membranreseptorer.

Kontakten mellom nevrotransmittere og membranreseptorer forvandler det første nervesignalet (det som stimulerte frigjøringen av intracellulære vesikler) til en veldig spesifikk cellulær respons. For eksempel kan cellulær respons produsert av samspillet mellom nevrotransmittere og den post-synaptiske membranen i en muskelcelle bestå av sammentrekning av muskelvevet som den nevnte cellen tilhører.

På slutten av dette skjematiske bildet av hvordan nevrotransmittere fungerer, er det viktig å rapportere følgende siste aspekt: ​​den spesifikke cellulære responsen nevnt ovenfor "avhenger faktisk av typen neurotransmitter og typen reseptorer som er tilstede på den postsynaptiske membranen.

HVA ER HANDLINGSPOTENSIALET?

I nevrobiologi kalles nervesignalet som stimulerer frigjøring av intracellulære vesikler handlingspotensialet.

Per definisjon er handlingspotensialet fenomenet som finner sted i et generisk nevron og som innebærer en rask endring i elektrisk ladning mellom innsiden og utsiden av cellemembranen til det involverte nevronet.

I lys av dette burde det ikke være overraskende når eksperter sammenligner dem med elektriske impulser når vi snakker om nervesignaler: et nervesignal er en elektrisk type hendelse i alle henseender.

EGENSKAPER I DET CELLULÆRE SVARET

Ifølge språket til nevrobiologer kan den cellulære responsen som induseres av nevrotransmittere, på nivået av den postsynaptiske membranen, være enten eksitatorisk eller hemmende.

En eksitatorisk respons er en reaksjon designet for å fremme dannelsen av en nerveimpuls i det postsynaptiske elementet.

En hemmende respons, derimot, er en reaksjon designet for å hemme dannelsen av en nerveimpuls i det postsynaptiske elementet.

Klassifisering

Det er mange kjente menneskelige nevrotransmittere, og listen deres kommer til å vokse etter hvert som nevrobiologer regelmessig oppdager nye.

Det store antallet anerkjente nevrotransmittere har gjort det avgjørende å klassifisere disse kjemiske molekylene for å forenkle konsultasjonen.

Det er forskjellige klassifiseringskriterier; det vanligste er det som skiller nevrotransmittere på grunnlag av klassen av molekyler de tilhører.

Hovedklassene av molekyler som menneskelige nevrotransmittere tilhører er:

• Klassen av aminosyrer eller aminosyrederivater. Denne klassen inkluderer: glutamat (eller glutaminsyre), aspartat (eller asparaginsyre), gamma-aminosmørsyre (bedre kjent som GABA) og glycin.
• Klassen av peptider. Denne klassen inkluderer: somatostatin, opioider, substans P, noen sekretiner (sekretin, glukagon, etc.), noen takykininer (neurokinin A, neurokinin B, etc.), noen gastriner, galanin, neurotensin og de såkalte transkripsjonene regulert av kokain og amfetamin.
• Klassen av monoaminer. Denne klassen inkluderer: dopamin, noradrenalin, epinefrin, histamin, serotonin og melatonin.
• Klassen av de såkalte "sporaminer". Inkludert i denne klassen er: tyramin, tri-jodtyronamin, 2-fenyletylamin (eller 2-fenyletylamin), oktopamin og tryptamin (eller tryptamin).
• Klassen av puriner. Denne klassen inkluderer: adenosintrifosfat og adenosin.
• Gassklassen. Denne klassen inkluderer: nitrogenoksid (NO), karbonmonoksid (CO) og hydrogensulfid (H2S).
• Annen. Alle nevrotransmittere som ikke kan inkluderes i noen av de tidligere klassene, for eksempel nevnte acetylkolin eller anandamid, faller under overskriften "annet".

Mest kjente eksempler

Noen nevrotransmittere er desidert mer kjente enn andre, både fordi de har vært kjent og studert lenger, og fordi de utfører funksjoner av betydelig biologisk interesse.

Blant de mest kjente nevrotransmitterne fortjener å bli nevnt:

• Glutamat. Det er den viktigste eksitatoriske nevrotransmitteren i sentralnervesystemet: i henhold til hva nevrobiologer sier, bruker mer enn 90% av de såkalte eksitatoriske synapser det.

  Ved siden av sin eksitatoriske funksjon, er glutamat også involvert i læringsprosesser (læring forstått som en prosess for lagring av data i hjernen) og minne.
  Ifølge noen vitenskapelige studier vil det være implisert i sykdommer som: Alzheimers sykdom, Huntingtons sykdom, amyotrofisk lateral sklerose (bedre kjent som ALS) og Parkinsons.

• GABA. Det er de viktigste hemmende nevrotransmitterne i sentralnervesystemet: ifølge de siste biologistudiene ville omtrent 90% av de såkalte hemmende synapser benytte seg av det.
  På grunn av sine hemmende egenskaper er GABA et av hovedmålene for beroligende og beroligende medisiner.
• Acetylkolin. Det er en nevrotransmitter med en eksitatorisk funksjon på musklene: i de nevromuskulære veikryssene setter faktisk tilstedeværelsen i gang de mekanismene som trekker cellene i muskelvevet inn.
  I tillegg til å virke på muskelnivå, påvirker acetylkolin også funksjonen til organene som kontrolleres av det såkalte autonome nervesystemet, og påvirkningen av det autonome nervesystemet kan være både stimulerende og hemmende.
• Dopamin. Tilhører katekolaminfamilien, er det en nevrotransmitter som utfører mange funksjoner, både på nivået i sentralnervesystemet og på nivået til det perifere nervesystemet.
  På nivået i sentralnervesystemet deltar dopamin i: kontroll av bevegelse, sekresjon av hormonet prolaktin, kontroll av motoriske ferdigheter, belønnings- og nytelsesmekanismer, kontroll av oppmerksomhetsevner, søvnmekanisme, atferdskontroll , kontrollen over visse kognitive funksjoner, kontrollen over humør og til slutt mekanismene som ligger til grunn for læring.
  På nivået av det perifere nervesystemet virker det derimot som: vasodilator, stimulerende for natriumutskillelse, en faktor som favoriserer tarmmotilitet, en faktor som reduserer lymfocyttaktivitet og til slutt en faktor som reduserer insulinsekresjon.
• Serotonin. Det er en nevrotransmitter som hovedsakelig er tilstede i tarmen og, selv om det er i mindre grad enn i cellene i tarmen, i nevronene i sentralnervesystemet.
  Serotonin ser ut til å regulere appetitt, søvn, hukommelse og læringsprosesser, kroppstemperatur, humør, noen aspekter ved atferd, muskelsammentrekning, noen funksjoner i det kardiovaskulære systemet og noen funksjoner i det endokrine systemet.
  Fra et patologisk synspunkt ser det ut til å ha en rolle i utviklingen av depresjon og relaterte sykdommer. Dette forklarer eksistensen på markedet av såkalte selektive serotoninopptakshemmere, antidepressiva som brukes til behandling av mer eller mindre alvorlige former for depresjon.
• Histamin. Det er en nevrotransmitter med et vanlig sete i sentralnervesystemet, nettopp på nivået av hypothalamus og mastceller som er tilstede i hjernen og ryggmargen.
• Noradrenalin og adrenalin Norepinefrin er konsentrert fremfor alt i sentralnervesystemet og har som oppgave å mobilisere hjernen og kroppen for handling (derfor har den en eksitatorisk effekt). For eksempel i hjernen fremmer det opphisselse, årvåkenhet, konsentrasjon og minneprosesser; i resten av kroppen øker det hjertefrekvensen og blodtrykket, stimulerer frigjøring av glukose fra lagringspunkter, øker blodstrømmen til skjelettmuskulaturen , reduserer blodstrømmen til mage -tarmsystemet og fremmer tømming av blære og tarm.
  Epinefrin er i stor grad tilstede i binyrene og i små mengder i sentralnervesystemet.
  Denne nevrotransmitteren har eksitatoriske effekter og deltar i prosesser som: økning av blodet til skjelettmuskulaturen, økningen av hjertefrekvensen og utvidelsen av pupillene.
  Både noradrenalin og adrenalin er nevrotransmittere avledet fra tyrosin.