Neuroprzekaźnik — chemiczny posłaniec układu nerwowego
Przegląd roli, mechanizmów i głównych typów neuroprzekaźników: synteza, uwalnianie, receptory, zakończenie sygnału oraz znaczenie kliniczne i kierunki badań.
Neuroprzekaźnik (neurotransmiter) to związek chemiczny wykorzystywany przez neurony do przekazywania sygnałów pomiędzy sobą i do komórek efektorowych. W synapsie chemicznej impuls elektryczny w zakończeniu presynaptycznym wyzwala uwolnienie substancji, która przechodzi przez szczelinę synaptyczną i wiąże się z receptorami na błonie postsynaptycznej. W ten sposób informacja zmienia formę z elektrycznej na chemiczną i z powrotem na elektryczną, co umożliwia dalszą propagację sygnału. Więcej ogólnych informacji można znaleźć pod hasłem chemiczne przekaźniki.
Galeria obrazów
5 Obrazy
Budowa synapsy i podstawowy mechanizm
Synapsa chemiczna składa się z zakończenia presynaptycznego, szczeliny synaptycznej i błony postsynaptycznej. Neuroprzekaźniki są syntetyzowane w neuronie lub powstają z prekursorów dostarczanych z krwią. Związki te przechowywane są w pęcherzykach synaptycznych, które przemieszczają się do błony presynaptycznej i uwalniają zawartość przez egzocytozę po napływie jonów wapniowych. Szczegóły dotyczące budowy synapsy i mechanizmów fuzji pęcherzyków opisano w opracowaniach o synapsie i synapsach chemicznych, a także w materiałach dotyczących błony komórkowej i fuzji pęcherzyków.
Synteza, magazynowanie i uwalnianie
Niektóre neurotransmitery, jak aminokwasy, powstają z powszechnie dostępnych prekursorów i prostych reakcji enzymatycznych; dieta wpływa na dostępność substratów, o czym więcej w źródłach dotyczących prekursorów aminokwasowych. Po syntezie związki są pakowane do pęcherzyków synaptycznych (pęcherzyki) i uwalniane w odpowiedzi na depolaryzację presynaptyczną. W uwalnianiu kluczową rolę odgrywają kanały jonowe oraz mechanizmy cytoszkieletu i białek fuzji.
Receptory i zakończenie sygnału
Po uwolnieniu neurotransmitery oddziałują z receptorami postsynaptycznymi. Receptory jonotropowe otwierają kanały jonowe bezpośrednio, prowadząc do szybkiej odpowiedzi, natomiast receptory metabotropowe wpływają na komórkę przez białka G i kaskady metaboliczne, co daje efekt dłuższy i modulujący. Zakończenie działania przekaźnika następuje przez wychwyt zwrotny do komórki presynaptycznej, enzymatyczny rozkład w szczelinie synaptycznej lub dyfuzję poza obszar synaptyczny; mechanizmy te omawiane są w kontekście mechanizmów wychwytu i rozkładu.
Główne klasy i przykłady neuroprzekaźników
Neuroprzekaźniki dzieli się na kilka grup: aminokwasy (np. glutaminian i GABA), monoaminy (dopamina, noradrenalina, serotonina), acetylocholina, peptydy oraz gazy neuromodulujące (np. tlenek azotu). Glutaminian jest powszechnym neuroprzekaźnikiem pobudzającym w mózgu i dominuje w wielu synapsach (glutaminian, zob. też statystyki występowania). GABA pełni główną funkcję hamującą oraz równoważy aktywność pobudzającą (GABA). Dopamina odgrywa istotną rolę w układzie nagrody i regulacji ruchu (dopamina), a noradrenalina uczestniczy w modulacji czujności i reakcji na stres (noradrenalina). Acetylocholina wpływa m.in. na funkcje motoryczne i procesy pamięciowe, a serotonina związana jest z nastrojem i regulacją snu. Peptydy i gazy działają jako neuromodulatory, modyfikując sygnalizację klasycznych przekaźników.
Znaczenie kliniczne i farmakologia
Zaburzenia równowagi neurotransmiterowej wiążą się z wieloma chorobami. Ubytek dopaminy w określonych obszarach mózgu jest jednym z czynników klinicznych choroby Parkinsona; nieprawidłowości w układach monoaminowych (serotonina, noradrenalina) są powiązane z zaburzeniami nastroju. Nadmierna aktywność glutaminergiczna może przyczyniać się do napadów drgawkowych, a deficyty GABA są związane z lękiem i niektórymi rodzajami nadpobudliwości. Leki psychotropowe działają poprzez modulowanie syntezy, uwalniania, receptorów lub wychwytu neurotransmiterów — przykłady i zasady terapii omówiono w materiałach o farmakologii i terapiach.
Fakty naukowe i kierunki badań
W literaturze opisano ponad sto substancji pełniących rolę neuroprzekaźników, a badania koncentrują się na lepszym zrozumieniu mechanizmów neuromodulacji, znaczeniu peptydów i małych gazów sygnalizacyjnych oraz na wpływie metabolizmu i diety na dostępność prekursorów biochemicznych. Nowe metody badawcze pozwalają precyzyjniej mapować układy neurotransmiterowe i testować interakcje między nimi, co ma znaczenie dla leczenia chorób neurologicznych i psychiatrycznych. Dalsze informacje i przeglądy popularnonaukowe można znaleźć w materiałach wprowadzających (więcej) oraz w opracowaniach poświęconych synapsom i mechanizmom przekazywania sygnału (szczegóły).
- Ogólne wprowadzenie
- Mechanizmy wychwytu i rozkładu
- Farmakologia i terapie
- Budowa synapsy
- Typy synaps
- Prekursory aminokwasowe
- Dopamina
- Noradrenalina
- Glutaminian
- Dane i statystyki
- GABA
- Pęcherzyki synaptyczne
- Błona i fuzja pęcherzyków
Odkrycie
Loewi twierdził, że współczująca regulacja funkcji serca może być wspomagana przez zmiany stężeń substancji chemicznych. Otto Loewi odkrył również acetylocholinę (ACh) - pierwszy znany neuroprzekaźnik. Niektóre neurony komunikują się jednak za pomocą synaps elektrycznych poprzez zastosowanie połączeń szczelinowych, które pozwalają na bezpośrednie przejście określonych jonów z jednej komórki do drugiej.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to są neuroprzekaźniki?
O: Neuroprzekaźniki to chemiczni posłańcy, którzy przesyłają informacje między neuronami poprzez synapsę. Działają one głównie na synapsach chemicznych, a po dotarciu do następnego neuronu są wchłaniane i zamieniane z powrotem na sygnał elektryczny zwany potencjałem czynnościowym.
P: Ile neuroprzekaźników zostało zidentyfikowanych?
O: Zidentyfikowano ponad 100 chemicznych posłańców.
P: Jaką funkcję pełni dopamina?
O: Dopamina jest wykorzystywana w procesie nagradzania i odczuwania przyjemności.
P: Do czego służy noradrenalina?
O: Noradrenalina jest wykorzystywana w reakcji zwierząt "walcz lub uciekaj".
P: Jaki jest próg wymagany do uwolnienia neuroprzekaźników?
O: Siła potrzebna do uwolnienia neuroprzekaźnika nazywana jest progiem.
P: Jaki jest najczęściej występujący u ludzi przekaźnik?
O: Najczęstszym przekaźnikiem u ludzi jest glutaminian, który działa pobudzająco w ponad 90% synaps w ludzkim mózgu.
P: W jaki sposób neuroprzekaźniki są transportowane w neuronach?
O: Neuroprzekaźniki są transportowane w neuronach przez małe "worki" zwane pęcherzykami, które stykają się z błoną komórkową neuronu i otwierają się, uwalniając je do szczeliny synaptycznej.
Powiązane artykuły
Autor
AlegsaOnline.com Neuroprzekaźnik — chemiczny posłaniec układu nerwowego Leandro Alegsa
URL: https://pl.alegsaonline.com/art/69369
Źródła
- psychology.about.com : "What is a neurotransmitter?"
- users.rcn.com : "Junctions Between Cells"