Vispārība
Neirotransmiteri ir endogēni ķīmiskie kurjeri, kurus nervu sistēmas šūnas (tā sauktie neironi) izmanto, lai sazinātos savā starpā vai stimulētu muskuļu vai dziedzeru šūnas.
Ķīmiskās sinapses ir funkcionāla kontakta vietas starp diviem neironiem vai starp neironu un citu šūnu ģinti.
Pastāv dažādas neirotransmiteru klases: aminoskābju klase, monoamīnu klase, peptīdu klase, "izsekoto" amīnu klase, purīnu klase, gāzu klase utt.
Vispazīstamākie neirotransmiteri ir: dopamīns, acetilholīns, glutamāts, GABA un serotonīns.
Kas ir neirotransmiteri?
Neirotransmiteri ir ķīmiskas vielas, kuras neironi - nervu sistēmas šūnas - izmanto, lai sazinātos savā starpā, iedarbotos uz muskuļu šūnām vai stimulētu dziedzera šūnu reakciju.
Citiem vārdiem sakot, neirotransmiteri ir endogēni ķīmiski kurjeri, kas nodrošina starpneironu komunikāciju (t.i., starp neironiem) un saziņu starp neironiem un pārējo ķermeni.
Cilvēka nervu sistēma izmanto neirotransmiterus, lai regulētu vai virzītu dzīvībai svarīgus mehānismus, piemēram, sirdsdarbību, plaušu elpošanu vai gremošanu.
Turklāt nakts miegs, koncentrēšanās, garastāvoklis un tā tālāk ir atkarīgi no neirotransmiteriem.
NEIROTRANSMITTERS UN ĶĪMISKĀS SINAPES
Saskaņā ar specializētāku definīciju neirotransmiteri ir informācijas nesēji gar tā saukto ķīmisko sinapsu sistēmu.
Neirobioloģijā termins sinapse (vai sinaptiskais savienojums) norāda funkcionālā kontakta vietas starp diviem neironiem vai starp neironu un citu šūnu ģinti (piemēram, muskuļu šūnu vai dziedzeru šūnu).
Sinapses funkcija ir pārraidīt informāciju starp iesaistītajām šūnām, lai radītu noteiktu reakciju (piemēram, muskuļu kontrakciju).
Cilvēka nervu sistēma sastāv no divu veidu sinapsēm:
- Elektriskās sinapses, kurās informācijas pārraide ir atkarīga no elektrisko strāvu plūsmas caur abām iesaistītajām šūnām, piem
- Iepriekš minētās ķīmiskās sinapses, kurās informācijas pārraide ir atkarīga no neirotransmiteru plūsmas caur abām skartajām šūnām.
Klasiskā ķīmiskā sinapse sastāv no trim galvenajām sastāvdaļām, kas sakārtotas virknē:
- Neirona pirmssinaptiskais terminālis, no kura nāk informācija par nerviem. Attiecīgo neironu sauc arī par pirmssinaptisko neironu;
- Sinaptiskā telpa, tas ir, attālums starp abām galvenajām sinapses šūnām. Tas atrodas ārpus šūnu membrānām, un tā "pagarinājuma laukums ir aptuveni 20-40 nanometri;
- Neirona, muskuļu vai dziedzeru šūnas post-sinaptiskā membrāna, pie kuras jānonāk nervu informācijai. Neatkarīgi no tā, vai tas ir neirons, muskuļu šūna vai dziedzeru šūna, šūnu vienību, kurai pieder postsinaptiskā membrāna, sauc par postsinaptisko elementu.
Ķīmiskā sinapse, kas savieno neironu ar muskuļu šūnu, ir pazīstama arī kā neiromuskulārā krustojums vai gala plāksne.
NEIROTRANSMITERU ATKLĀŠANA
Attēls: ķīmiskā sinapse
Līdz divdesmitā gadsimta sākumam zinātnieki uzskatīja, ka saziņa starp neironiem un starp neironiem un citām šūnām notiek tikai caur elektriskajām sinapsēm.
Ideja, ka varētu būt cits saziņas veids, radās, kad daži pētnieki atklāja tā saukto sinaptisko telpu.
Vācu farmakologs Otto Loewi izvirzīja hipotēzi, ka sinaptisko telpu varētu izmantot neironi, lai atbrīvotu tur ķīmiskos kurjerus. Tas bija 1921. gads.
Veicot eksperimentus par sirds darbības nervu regulēšanu, Lēvi kļuva par pirmā zināmā neirotransmitera - acetilholīna - atklāšanas varoni.
Vietne
Pirmssinaptiskajos neironos neirotransmiteri atrodas mazās intracelulārās pūslīšās.
Šīs starpšūnu pūslīši ir salīdzināmi ar maisiņiem, kurus norobežo fosfolipīdu divslānis, kas vairākos aspektos ir līdzīgs veselīgas eikariotu šūnas plazmas membrānas divslāņu slāņam.
Kamēr tie paliek intracelulāro pūslīšu iekšienē, neirotransmiteri ir, tā sakot, inerti un nerada atbildes reakciju.
Darbības mehānisms
Priekšnoteikums: lai saprastu neirotransmiteru darbības mehānismu, ir labi ņemt vērā iepriekš aprakstītās ķīmiskās sinapses un to sastāvu.
Neirotransmiteri paliek intracelulāro pūslīšu iekšpusē, līdz tiek saņemts nervu izcelsmes signāls, kas spēj stimulēt pūslīšu izdalīšanos no konteinera neirona.
Pūslīšu izdalīšanās notiek netālu no konteinera neirona pirmssinaptiskā gala un ietver neirotransmiteru izdalīšanos sinaptiskajā telpā.
Sinaptiskajā telpā neirotransmiteri var brīvi mijiedarboties ar nervu šūnu, muskuļu vai dziedzeru post-sinaptisko membrānu, kas atrodas tiešā tuvumā un veido daļu no ķīmiskās sinapses.
Mijiedarbība starp neirotransmiteriem un post-sinaptisko membrānu ir iespējama, pateicoties tam, ka uz tiem ir konkrēti proteīni, ko pareizi sauc par membrānas receptoriem.
Kontakts starp neirotransmiteriem un membrānas receptoriem pārveido sākotnējo nervu signālu (to, kas stimulēja intracelulāro pūslīšu izdalīšanos) ļoti specifiskā šūnu reakcijā. Piemēram, šūnu reakcija, ko rada mijiedarbība starp neirotransmiteriem un muskuļu šūnas post-sinaptisko membrānu, var būt muskuļu audu kontrakcija, pie kuras pieder iepriekš minētā šūna.
Noslēdzot šo shematisko ainu par to, kā darbojas neirotransmiteri, ir svarīgi ziņot par šādu pēdējo aspektu: iepriekš minētā īpašā šūnu reakcija "patiešām ir atkarīga no neirotransmitera veida un receptoru veida, kas atrodas post-sinaptiskajā membrānā.
KAS IR RĪCĪBAS POTENCIĀLS?
Neirobioloģijā nervu signālu, kas stimulē intracelulāro pūslīšu izdalīšanos, sauc par darbības potenciālu.
Pēc definīcijas darbības potenciāls ir parādība, kas notiek vispārējā neironā un kas ietver strauju elektriskā lādiņa maiņu starp iesaistītā neirona šūnu membrānas iekšpusi un ārpusi.
Ņemot to vērā, nevajadzētu brīnīties, kad, runājot par nervu signāliem, eksperti tos salīdzina ar elektriskiem impulsiem: nervu signāls visos aspektos ir elektriskā tipa notikums.
ŠUŅU ATBILDES RAKSTUROJUMS
Saskaņā ar neirobiologu valodu, neirotransmiteru izraisītā šūnu reakcija post-sinaptiskās membrānas līmenī var būt vai nu uzbudinoša, vai inhibējoša.
Uzbudinoša reakcija ir reakcija, kuras mērķis ir veicināt nervu impulsa veidošanos post-sinaptiskajā elementā.
No otras puses, inhibējoša reakcija ir reakcija, kas paredzēta, lai kavētu nervu impulsa veidošanos post-sinaptiskajā elementā.
Klasifikācija
Ir zināmi daudzi cilvēku neirotransmiteri, un to saraksts pieaugs, jo neirobiologi regulāri atklāj jaunus.
Lielais skaits atzīto neirotransmiteru ir padarījuši būtisku šo ķīmisko molekulu klasificēšanu, lai vienkāršotu to apspriešanos.
Ir dažādi klasifikācijas kritēriji; visizplatītākais ir tas, kas atšķir neirotransmiterus, pamatojoties uz to molekulu klasi, kurām tie pieder.
Galvenās molekulu klases, kurām pieder cilvēka neirotransmiteri, ir šādas:
- Aminoskābju vai aminoskābju atvasinājumu klase. Šajā klasē ietilpst: glutamāts (vai glutamīnskābe), aspartāts (vai asparagīnskābe), gamma-aminosviestskābe (labāk pazīstama kā GABA) un glicīns.
- Peptīdu klase. Šajā klasē ietilpst: somatostatīns, opioīdi, P viela, daži sekretīni (sekretīns, glikagons utt.), Daži tahinikinīni (neirokinīns A, neirokinīns B utt.), Daži gastrīni, galanīns, neirotenzīns un tā sauktie stenogrammas, ko regulē kokaīns un amfetamīnu.
- Monoamīnu klase. Šajā klasē ietilpst: dopamīns, norepinefrīns, epinefrīns, histamīns, serotonīns un melatonīns.
- Tā saukto "izsekošanas amīnu" klase. Šajā klasē ietilpst: tiramīns, trijodtironamīns, 2-feniletilamīns (vai 2-feniletilamīns), oktopamīns un triptamīns (vai triptamīns).
- 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 tie neirotransmiteri, kurus nevar iekļaut nevienā no iepriekšējām klasēm, piemēram, iepriekš minētais acetilholīns vai anandamīds, ietilpst pozīcijā "cits".
Vispazīstamākie piemēri
Daži neirotransmiteri ir neapšaubāmi slavenāki par citiem gan tāpēc, ka tie ir pazīstami un pētīti ilgāk, gan tāpēc, ka tie veic funkcijas, kurām ir ievērojama bioloģiskā interese.
Starp slavenākajiem neirotransmiteriem ir vērts pieminēt:
- Glutamāts. Tas ir galvenais centrālās nervu sistēmas uzbudinošais neirotransmiters: saskaņā ar neirobiologu teikto vairāk nekā 90% tā saukto uzbudinošo sinapsu to izmanto.
Līdztekus uzbudinošajai funkcijai glutamāts ir iesaistīts arī mācību procesos (mācīšanās tiek saprasta kā datu glabāšanas process smadzenēs) un atmiņā.
Saskaņā ar dažiem zinātniskiem pētījumiem tas būtu saistīts ar tādām slimībām kā: Alcheimera slimība, Hantingtona slimība, amiotrofā laterālā skleroze (labāk pazīstama kā ALS) un Parkinsona slimība. - GABA. Tas ir galvenais centrālās nervu sistēmas inhibējošais neirotransmiters: saskaņā ar jaunākajiem bioloģijas pētījumiem aptuveni 90% tā saukto inhibējošo sinapsu to izmantotu.
Pateicoties inhibējošajām īpašībām, GABA ir viens no galvenajiem nomierinošo un nomierinošo zāļu mērķiem. - Acetilholīns.Tas ir neirotransmiters ar uzbudinošu funkciju muskuļos: neiromuskulārajos savienojumos faktiski tā klātbūtne iedarbina tos mehānismus, kas sarauj iesaistīto muskuļu audu šūnas.
Acetilholīns ne tikai darbojas muskuļu līmenī, bet arī ietekmē tā saucamās autonomās nervu sistēmas kontrolēto orgānu darbību, un tā ietekme uz veģetatīvo nervu sistēmu var būt gan uzbudinoša, gan kavējoša. - Dopamīns. Kas pieder kateholamīnu saimei, tas ir neirotransmiters, kas veic daudzas funkcijas gan centrālās nervu sistēmas, gan perifērās nervu sistēmas līmenī.
Centrālās nervu sistēmas līmenī dopamīns piedalās: kustību kontrolē, hormona prolaktīna sekrēcijā, motorisko prasmju kontrolē, atlīdzības un baudas mehānismos, uzmanības prasmju kontrolē, miega mehānismā, uzvedības kontrolē. , noteiktu kognitīvo funkciju kontrole, garastāvokļa kontrole un, visbeidzot, mācīšanās pamatā esošie mehānismi.
No otras puses, perifērās nervu sistēmas līmenī tas darbojas kā: vazodilatators, nātrija izdalīšanās stimulators, zarnu kustīgumu veicinošs faktors, limfocītu aktivitātes samazināšanas faktors un, visbeidzot, faktors, kas samazina insulīna sekrēciju. - Serotonīns. Tas ir neirotransmiters, kas atrodas galvenokārt zarnās un, lai gan mazākā mērā nekā zarnu šūnās, centrālās nervu sistēmas neironos.
No inhibējošās iedarbības serotonīns, šķiet, regulē apetīti, miegu, atmiņu un mācīšanās procesus, ķermeņa temperatūru, garastāvokli, dažus uzvedības aspektus, muskuļu kontrakcijas, dažas sirds un asinsvadu sistēmas funkcijas un dažas endokrīnās sistēmas funkcijas..
No patoloģiskā viedokļa šķiet, ka tam ir nozīme depresijas un ar to saistīto slimību attīstībā. Tas izskaidro tā saukto selektīvo serotonīna atpakaļsaistes inhibitoru-antidepresantu, ko lieto vairāk vai mazāk smagu depresijas formu ārstēšanai, esamību tirgū. - Histamīns.Tas ir neirotransmiters ar izplatītu vietu centrālajā nervu sistēmā, tieši hipotalāmu un tuklo šūnu līmenī, kas atrodas smadzenēs un muguras smadzenēs.
- Norepinefrīns un epinefrīns.Norepinefrīns galvenokārt ir koncentrēts centrālajā nervu sistēmā, un tā uzdevums ir mobilizēt smadzenes un ķermeni darbībai (tāpēc tam ir uzbudinošs efekts). Piemēram, smadzenēs tas veicina uzbudinājumu, modrību, koncentrēšanos un atmiņas procesus; pārējā ķermenī tas palielina sirdsdarbības ātrumu un asinsspiedienu, stimulē glikozes izdalīšanos no uzglabāšanas punktiem, palielina asins plūsmu uz skeleta muskuļiem , samazina asins plūsmu kuņģa -zarnu traktā un veicina urīnpūšļa un zarnu iztukšošanos.
Epinefrīns lielā mērā ir virsnieru šūnās un nelielos daudzumos - centrālajā nervu sistēmā.
Šim neirotransmitētājam ir uzbudinoša iedarbība un tas piedalās tādos procesos kā: asiņu palielināšanās līdz skeleta muskuļiem, sirdsdarbības ātruma palielināšanās un skolēnu paplašināšanās.
Gan norepinefrīns, gan epinefrīns ir neirotransmiteri, kas iegūti no tirozīna.
