Signalsubstanser

genera

Neurotransmittorer är endogena kemiska budbärare, som används av cellerna i nervsystemet (så kallade neuroner) för att kommunicera med varandra eller att stimulera muskel- eller glandulära celler.

Kemiska synapser är platser med funktionell kontakt mellan två neuroner eller mellan en neuron och en annan typ av cell.

Det finns olika klasser av neurotransmittorer: klassen av aminosyror, klassen av monoaminer, klassen av peptider, klassen "spårämnen", klassen av puriner, klassen av gaser etc.

De mest kända neurotransmittorerna innefattar: dopamin, acetylkolin, glutamat, GABA och serotonin.

Vad är neurotransmittorer?

Neurotransmittorer är kemikalier som används av neuroner - cellerna i nervsystemet - att kommunicera med varandra, att agera på muskelceller eller stimulera ett svar från glandulära celler.

Med andra ord, neurotransmittorer är endogena kemiska budbärare, vilket möjliggör inreuronal kommunikation (dvs mellan neuroner) och kommunikation mellan neuroner och resten av kroppen.

Det mänskliga nervsystemet använder neurotransmittorer för att reglera eller rikta vitala mekanismer, såsom hjärtfrekvens, lung andning eller matsmältning.

Vidare är nattvakt sömn, koncentration, humör, etc. beroende av neurotransmittorer.

NEUROTRANSMITTERS OCH CHEMICAL SYNAPSIS

Enligt en mer specialiserad definition är neurotransmittorer bärare av information längs systemet med så kallade kemiska synapser .

I neurobiologi indikerar termen synaps (eller synaptisk förbindning) platserna för funktionell kontakt mellan två neuroner eller mellan en neuron och en annan typ av cell (till exempel en muskelcell eller en glandulär cell).

Funktionen hos en synaps är att sända information mellan de involverade cellerna, för att ge ett visst svar (till exempel sammandragning av en muskel).

Det mänskliga nervsystemet innefattar två typer av synapser:

• De elektriska synapserna, i vilka kommunikationen av information beror på ett flöde av elektriska strömmar genom de två involverade cellerna, e
• De ovan nämnda kemiska synapserna, i vilka kommunikation av information beror på ett flöde av neurotransmittorer genom de två involverade cellerna.

En klassisk kemisk synaps består av tre grundläggande komponenter, placerade i serie:

• Den presynaptiska terminalen hos neuronen från vilken nervinformationen härstammar. Den aktuella neuronen kallas också presynaptisk neuron ;
• Det synaptiska rummet, dvs separationsutrymmet mellan de två cellerna som är huvudpersonerna i synapset. Den ligger utanför cellmembran och har ett förlängningsområde av ca 20-40 nanometer;
• Det postsynaptiska membranet i neuronen, i muskelcellen eller i den glandulära cellen till vilken nervinformationen måste nå. Oavsett om det är en neuron, en muskelcell eller en glandularcell, kallas den cellulära enhet som det postsynaptiska membranet heter ett postsynaptiskt element .

Den kemiska synaps som förenar en neuron till en muskelcell är också känd som en neuromuskulär korsning eller motorplatta .

UTVECKLING AV NEUROTRANSMITTERS

Figur: kemisk synaps

Fram till början av det tjugonde århundradet trodde forskare att kommunikation mellan neuroner och mellan neuroner och andra celler skedde uteslutande genom elektriska synapser.

Tanken att ett annat kommunikationssätt skulle kunna uppstå uppstod när vissa forskare upptäckte det så kallade synaptiska rummet.

Den tyska farmakologen Otto Loewi antog att det synaptiska utrymmet kunde användas av neuroner för att släppa ut kemiska budbärare. Det var året 1921.

Genom sina experiment på den nervösa regleringen av hjärtaktivitet blev Loewi huvudpersonen för upptäckten av den första kända neurotransmittorn: acetylkolin .

sittplats

I presynaptiska nervceller bor neurotransmittorer inom små intracellulära vesiklar .

Dessa intercellulära vesiklar är jämförbara med säckar, avgränsade av ett dubbelskikt fosfolipider som i olika aspekter liknar det dubbla fosfolipidskiktet i plasmamembranet hos en generisk hälsosam eukaryot cell.

Så länge de förblir inom de intracellulära vesiklarna, så är neurotransmittorerna så inerta och ger inget svar.

Åtgärdsmekanism

Premise: För att förstå verkningsmekanismen hos neurotransmittorer är det bra att komma ihåg de kemiska synapserna och deras sammansättning, som beskrivits tidigare.

Neurotransmittorerna förblir begränsade inom de intracellulära vesiklarna tills en signal av nervuppkomst som kan stimulera frisättningen av vesiklarna från behållarneuronen kommer.

Frigörelsen av blåsorna sker nära den försynaptiska terminalen hos behållarens neuron och involverar frisättning av neurotransmittorer i det synaptiska utrymmet.

I det synaptiska rummet är neurotransmittorerna fritt att interagera med det postsynaptiska membranet i nerv-, muskel- eller glandulärcellen, som ligger i omedelbar närhet och utgör en del av den kemiska synapsen.

Samspelet mellan neurotransmittorer och postsynaptiskt membran är möjligt tack vare närvaron av senare proteiner, välkända membranreceptorer .

Kontakten mellan neurotransmittorerna och membranreceptorerna förvandlar den initiala nervsignalen (den som stimulerade frisättningen av intracellulära vesiklar) till ett välspecifikt cellulärt svar. Exempelvis kan det cellulära svaret som alstras genom interaktionen mellan neurotransmittorer och det postsynaptiska membranet i en muskelcell bestå i sammandragningen av muskelvävnaden som den förutnämnda cellen tillhör.

I slutet av denna schematiska bild av hur neurotransmittorer fungerar, är det viktigt att rapportera följande sista aspekt: ​​det specifika cellulära svaret som nämns ovan beror på typen av neurotransmittor och typen av receptorer som är närvarande på det postsynaptiska membranet.

Vad är handlingspotentialen?

I neurobiologi kallas nervsignalen som stimulerar frisättningen av intracellulära vesiklar.

Per definition är åtgärdspotentialen det fenomen som äger rum i en generisk neuron och som förutsätter en snabb ändring i elektrisk laddning mellan insidan och utsidan av cellmembranet hos den involverade neuronen.

Mot bakgrund av detta är det inte förvånande när man talar om nervsignaler, jämför experter med elektriska impulser: en nervös signal är en elektrisk händelse i alla avseenden.

CHARACTERISTICS OF THE CELLULAR RESPONSE

Enligt neurobiologists språk kan det cellulära svar som induceras av neurotransmittorer, vid nivån av det postsynaptiska membranet, vara excitatoriska eller hämmande .

Ett excitatoriskt svar är en reaktion för att främja skapandet av en nervimpuls i det postsynaptiska elementet.

Ett hämmande svar är å andra sidan en reaktion utformad för att hämma skapandet av en nervimpuls i det postsynaptiska elementet.

klassificering

De kända humana neurotransmittorerna är mycket talrika och deras lista är avsedd att växa, eftersom neurobiologer regelbundet upptäcker nya.

Det stora antalet erkända neurotransmittorer har gjort klassificeringen av dessa kemiska molekyler oumbärlig för att förenkla samrådet.

Det finns olika klassificeringskriterier; Den vanligaste är den som skiljer neurotransmittorer utifrån klassen av molekyler de tillhör .

De huvudsakliga klasserna av molekyler som mänskliga neurotransmittorer hör till är:

• Klassen av aminosyror eller aminosyraderivat . Denna klass omfattar: glutamat (eller glutaminsyra), aspartat (eller asparaginsyra), gamma-aminosmörsyra (bättre känd som GABA) och glycin.
• Klassen av peptider . Denna klass innefattar: somatostatin, opioider, substans P, några sekretiner (sekretin, glukagon etc.), vissa tachykininer (neurokinin A, neurokinin B etc.), några gastrin, galanin, neurotensin och så kallade kokainreglerade transkript amfetamin.
• Klassen av monoaminer . Denna klass omfattar: dopamin, norepinefrin, epinefrin, histamin, serotonin och melatonin.
• Klassen av det så kallade " aminspåret ". Denna klass omfattar: tyramin, trijodtyronamin, 2-fenyletylamin (eller 2-fenyletylamin), oktopamin och tryptamin (eller triptamin).
• Klassen av puriner . Denna klass omfattar: adenosintrifosfat och adenosin.
• Gasklassen . Denna klass omfattar: kväveoxid (NO), kolmonoxid (CO) och vätesulfid (H2S).
• Övrigt . Alla neurotransmittorer som inte kan sättas in i någon av de föregående klasserna, såsom den tidigare nämnda acetylkolin eller anandamid, faller under rubriken "andra".

Mest kända exempel

Vissa neurotransmittorer är avgjort mer kända än andra, både för att de har varit kända och studerade längre och för att de utför funktioner av stor biologisk intresse.

Bland de mest kända neurotransmittorerna förtjänar de att nämna:

• Glutamat . Det är den främsta excitatoriska neurotransmittorn i centrala nervsystemet: Enligt vad neurobiologer säger skulle mer än 90% av de så kallade excitatoriska synapserna användas.
  Vid sidan om sin excitatoriska funktion är glutamat också inblandat i inlärningsprocesser (lärande som en process för lagring av data i hjärnan) och minne.

  Enligt vissa vetenskapliga studier skulle det vara implicerat i sjukdomar som: Alzheimers sjukdom, Huntingtons sjukdom, amyotrofisk lateralskleros (bättre känd som ALS) och Parkinsons.

• GABA . Det är den huvudsakliga hämmande neurotransmittorn i centrala nervsystemet: Enligt de senaste biologiska studierna skulle cirka 90% av de så kallade hämmande synapserna användas.

  På grund av dess inhiberande egenskaper är GABA ett av huvudmålen för lugnande och lugnande läkemedel.

• Acetylkolin . Det är en neurotransmittor med en excitatorisk funktion på musklerna: i de neuromuskulära förbindelserna sätter faktiskt sin närvaro de mekanismer som kontraherar cellerna i de drabbade muskelvävnaderna.

  Förutom att agera på muskelnivå påverkar acetylkolin också funktionen hos de organ som styrs av det så kallade autonoma nervsystemet. Dess inflytande i det autonoma nervsystemet kan vara både excitatoriskt och hämmande.

• Dopamin . Tillhör katekolaminfamiljen, det är en neurotransmittor som utför många funktioner, både i centrala nervsystemet och i det perifera nervsystemet.

  På nivån av centrala nervsystemet deltar dopamin i: rörelsekontroll, prolactinhormonsekretion, kontroll av motoriska färdigheter, belöning och nöjesmekanismer, uppmärksamhetskontroll, sömnmekanism, beteendekontroll, kontroll av vissa kognitiva funktioner, humörkontroll och slutligen de mekanismer som ligger bakom lärandet.

  På nivån av det perifera nervsystemet fungerar det dock som: vasodilatorn, stimulerande natriumutskiljning, en faktor som gynnar tarmmotilitet, en faktor som minskar lymfocytaktiviteten och slutligen en faktor som minskar insulinsekretionen.

• Serotonin . Det är en neurotransmittor som huvudsakligen finns i tarmarna, och i mindre utsträckning än i tarmarna, i nervcellerna i centrala nervsystemet.

  Serotonin verkar genom sina inhiberande effekter reglera aptit, sömn, minne och lärprocesser, kroppstemperatur, humör, vissa aspekter av beteende, muskelkontraktion, vissa funktioner i hjärt-kärlsystemet och vissa funktioner i det endokrina systemet .

  Ur patologisk syn verkar det ha en roll i utvecklingen av depression och besläktade sjukdomar. Detta förklarar förekomsten på marknaden av de så kallade selektiva serotoninåterupptagshämmarna, antidepressiva läkemedel som används för behandling av mer eller mindre allvarliga depressiva former.

• Histamin . Det är en neurotransmittor som ligger i centrala nervsystemet, precis vid nivån av hypotalamus och mastceller som finns i hjärnan och ryggmärgen.
• Norepinefrin och epinefrin . Norepinefrin koncentrerar sig huvudsakligen på nivån i centrala nervsystemet och har till uppgift att mobilisera hjärnan och kroppen för handling (det har därför en excitatorisk effekt). I hjärnan främjar det till exempel spänning, vakenhet, koncentrations- och minnesprocesser. i resten av kroppen ökar hjärtfrekvensen och blodtrycket, stimulerar frisättningen av glukos från lagringspunkter, ökar blodflödet till skelettmusklerna, minskar blodflödet till mag-tarmsystemet och främjar blåsning och tarmtömning.

  Epinefrin förekommer i stor utsträckning i binjurceller och i små mängder i centrala nervsystemet.

  Denna neurotransmittor har excitatoriska effekter och deltar i processer som: ökat blod till skelettmuskler, ökad hjärtfrekvens och pupil dilation.

  Både norepinefrin och epinefrin är neurotransmittorer härrörande från tyrosin.