Kako delujejo, različne vrste in zakaj so pomembni
Nevrotransmiter je definiran kot kemijski sel, ki nosi, spodbuja in uravnava signale med nevroni ali živčnimi celicami in drugimi celicami v telesu. Ti kemični poslanki lahko vplivajo na številne fizične in psihološke funkcije, vključno s srčnim utripom, spanjem, apetitom, razpoloženjem in strahom. Milijoni nevrotransmiterjev neprestano delajo, da ohranjajo delovanje možganov, ki vse od dihanja do našega srčnega utripa uresničujejo na ravni učenja in koncentracije.
Kako delujejo nevrotransmitorji
Da bi nevroni poslali sporočila po vsem telesu, morajo biti sposobni komunicirati med seboj, da prenašajo signale. Vendar nevroni niso preprosto povezani drug z drugim. Na koncu vsakega nevrona je majhna reža, ki se imenuje sinapse, in za komunikacijo z naslednjo celico mora signal prestopiti ta majhen prostor. To se zgodi s postopkom, znanim kot nevrotransmisija.
V večini primerov se nevrotransmiter sprosti iz tistega, kar je znano kot terminal za akson, potem ko je akcijski potencial dosegel sinapse, kraj, kjer nevroni lahko prenašajo signale med seboj.
Ko električni signal doseže konec nevrona, sproži sproščanje majhnih vrečk, imenovanih veziklov, ki vsebujejo nevrotransmiterje. Te vrečke prelivajo svojo vsebino v sinapse, kjer se nevrotransmitorji nato premaknejo čez razdaljo do sosednjih celic.
Te celice vsebujejo receptorje, kjer se nevrotransmitorji lahko vežejo in sprožijo spremembe v celicah.
Po sproščanju nevrotransmiter prekriva sinaptično vrzel in se pritrdi na mesto receptorja na drugem nevronu, bodisi vznemirjajoč ali zavira sprejemni nevron, odvisno od tega, kaj je nevrotransmiter.
Nevrotransmitorji delujejo kot ključ in receptorsko mesto deluje kot ključavnica. Za odpiranje posebnih ključev potrebuje desno tipko. Če lahko nevrotransmiter deluje na mestu receptorja, sproži spremembe v sprejemni celici.
Včasih se lahko nevrotransmiterji vežejo na receptorje in povzročijo, da se električni signal prenese po celici (vznemirljivo). V drugih primerih lahko nevrotransmiter dejansko blokira signal, ki se nadaljuje, in preprečuje, da se sporočilo nadaljuje (zavira).
Torej, kaj se zgodi s nevrotransmiterjem po opravljenem delu? Ko ima nevrotransmiter načrtovani učinek, lahko njegovo delovanje ustavi z različnimi mehanizmi.
- Encimi lahko razgradijo ali deaktivirajo
- Lahko se oddaljuje od receptorja
- Lahko ga vzamete s pomočjo aksona nevrona, ki ga sprosti v procesu znova ponovnega prevzema
Nevrotransmitorji igrajo pomembno vlogo v vsakdanjem življenju in delovanju. Znanstveniki še ne vedo točno, koliko nevrotransmitorjev obstaja, vendar je bilo ugotovljenih več kot 100 kemičnih sporočil.
Kaj storijo nevrotransmitorji
Nevrotransmiterji se lahko razvrstijo po svoji funkciji:
Razburilni nevrotransmitorji: Te vrste nevrotransmiterjev imajo vznemirljive učinke na nevron, kar pomeni, da povečujejo verjetnost, da bo nevron sproži akcijski potencial.
Nekateri od glavnih vzbujalnih nevrotransmiterjev vključujejo epinefrin in norepinephrine.
Inhibitorni nevrotransmitorji: te vrste nevrotransmiterjev imajo zaviralni učinek na nevrone; zmanjšujejo verjetnost, da nevron sproži akcijski potencial. Nekateri izmed glavnih inhibitornih nevrotransmiterjev vključujejo serotonin in gama-aminobutirno kislino (GABA).
Nekateri nevrotransmitorji, kot acetilholin in dopamin, lahko ustvarjajo tako excitatory kot inhibitorne učinke, odvisno od vrste receptorjev, ki so prisotni.
Modulatorni nevrotransmitorji: ti nevrotransmitorji, pogosto imenovani nevromodulatorji, lahko hkrati prizadenejo večje število nevronov.
Ti nevromodulatorji vplivajo tudi na učinke drugih kemičnih sporočil. Kjer se sinaptični nevrotransmitorji sprostijo s terminali aksona, da hitro deluje na druge receptorske nevrone, nevromodulatorji razpršijo na večjem območju in počasneje delujejo.
Vrste nevrotransmiterjev
Obstaja več različnih načinov za razvrščanje in kategorizacijo nevrotransmiterjev. V nekaterih primerih se preprosto razdelijo na monoamine, aminokisline in peptide.
Nevrotransmiterje lahko razvrstimo tudi v eno od šestih vrst:
Amino kisline
- Gama-aminobutirna kislina (GABA) deluje kot glavna inhibitorna kemijska selektor telesa. GABA prispeva k viziji, nadzoru motorja in igra vlogo pri urejanju tesnobe. Benzodiazepini, ki se uporabljajo za zdravljenje anksioznosti, delujejo s povečanjem učinkovitosti nevrotransmiterjev GABA, kar lahko poveča občutek sproščenosti in mirnosti.
- Glutamat je najpogostnejši nevrotransmiter, ki ga najdemo v živčnem sistemu, kjer ima vlogo pri kognitivnih funkcijah, kot so spomin in učenje . Prekomerne količine glutamata lahko povzročijo eksitototoksičnost, ki je posledica celične smrti. Ta eksitotoksiticija, ki jo povzroča nastanek glutamata, je povezana z nekaterimi boleznimi in možganskimi poškodbami, vključno z Alzheimerjevo boleznijo, možgansko kapjo in epileptičnimi napadi.
Peptidi
- Oksitocin je hormon in nevrotransmiter. Proizvaja ga hipotalamus in igra vlogo pri družbenem prepoznavanju, povezovanju in spolnem razmnoževanju. Sintetični oksitocin, kot je Pitocin, se pogosto uporablja kot pomoč pri delu in dostavi. Oba oksitocina in pitocina povzročata, da se maternica sklene med delovno silo.
- Endorfini so nevrotransmitorji, kot pa zavirajo prenos signalov bolečin in spodbujajo občutke euforije. Te kemične poslanke naravno proizvaja telo kot odziv na bolečino, lahko pa jih sproži tudi druge dejavnosti, kot je aerobna vadba. Na primer, doživljanje "trkalčevega visokega" je primer zadovoljivih občutkov, ki jih povzroča proizvodnja endorfinov.
Monoamini
- Epinefrin velja za hormon in nevrotransmiter. Na splošno je epinefrin (adrenalin) stresni hormon, ki ga sprošča nadledvični sistem. Vendar pa deluje kot nevrotransmiter v možganih.
- Norepinephrine je nevrotransmiter, ki igra pomembno vlogo pri budnosti je vpleten v boj telesa ali odziv na letalo . Njegova vloga je pomagati mobilizirati telo in možgane, da ukrepajo v času nevarnosti ali stresa. Stopnje tega nevrotransmitorja so ponavadi najnižje med spanjem in najvišje v času stresa.
- Histamin deluje kot nevrotransmiter v možganih in hrbtenjači. Ima vlogo pri alergijskih reakcijah in se proizvaja kot del odziva imunskega sistema na patogene.
- Dopamin ima pomembno vlogo pri usklajevanju premikov telesa. Dopamin je vpleten tudi v nagrado, motivacijo in dodatke. Več tipov odvisnih zdravil poveča ravni dopamina v možganih. Parkinsonova bolezen, ki je degenerativna bolezen, ki povzroči tresenje in motnje gibanja motorja, je posledica izgube nevramov, ki ustvarjajo dopamin, v možganih.
- Serotonin igra pomembno vlogo pri uravnavanju in modulaciji razpoloženja, spanja, tesnobe, spolnosti in apetita. Selektivni zaviralci ponovnega privzema serotonina , ki se običajno imenujejo SSRI, so vrsta antidepresivov, ki so običajno predpisana za zdravljenje depresije, anksioznosti, panične motnje in napadov panike. SSRI si prizadevajo uravnotežiti ravni serotonina, tako da blokirajo ponoven prevzem serotonina v možganih, kar lahko pomaga izboljšati razpoloženje in zmanjšati občutke tesnobe.
Purines
- Adenozin deluje kot nevromodulator v možganih in je vpleten v zatiranje vzburjanja in izboljšanja spanja.
- Adenozin trifosfat (ATP) deluje kot nevrotransmiter v osrednjem in perifernem živčnem sistemu . Ima vlogo pri avtonomnem nadzoru, senzorični transdukciji in komunikaciji s glialnimi celicami. Raziskave kažejo, da lahko sodelujejo tudi pri nekaterih nevroloških težavah, vključno z bolečino, travmi in nevrodegenerativnimi motnjami.
Bencinski prenosniki
- Dušikov oksid ima vlogo pri prizadetih gladkih mišicah, ki jih sproščajo, da omogočajo razširitev krvnih žil in povečajo pretok krvi na določena področja telesa.
- Ogljikov monoksid je ponavadi znan kot brezbarven plin, brez vonja, ki ima lahko strupene in potencialno smrtne učinke, kadar so ljudje izpostavljeni visokim nivojem snovi. Vendar pa ga naravno proizvaja tudi telo, kjer deluje kot nevrotransmiter, ki pomaga modulirati vnetni odziv telesa.
Acetilholin
- Acetilholin je edini nevrotransmiter v svojem razredu. Najdeno je v osrednjem in perifernem živčnem sistemu, je primarni nevrotransmiter, povezan z motoričnimi nevroni. Pomembno vlogo pri gibanju mišic, spominu in učenju.
Kaj se zgodi, če nevrotransmitorji ne delujejo pravilno
Tako kot pri mnogih procesih v telesu lahko stvari včasih preženejo. Morda ni presenetljivo, da bi bil sistem, ki bi bil ogromen in kompleksen kot človeški živčni sistem, dovzeten za težave.
Nekaj stvari, ki bi lahko šlo narobe, je:
- Nevroni morda ne proizvajajo dovolj določenega nevrotransmiterja
- Preveliko število določenih nevrotransmiterjev se lahko sprosti
- Enzimi lahko deaktivirajo preveč nevrotransmiterjev
- Nevrotransmiterji se lahko prehitro reabsorbirajo
Ko imajo nevrotransmitorji bolezni ali droge, lahko na telo pride do številnih različnih škodljivih učinkov. Bolezni, kot so Alzheimerjeva bolezen, epilepsija in Parkinsonova bolezen, so povezana s primanjkljaji pri določenih nevrotransmiterjih.
Zdravstveni delavci prepoznajo vlogo, ki jo imajo nevrotransmitorji v duševnem zdravju, zato so zdravila, ki vplivajo na delovanje telesnih kemičnih poslanikov, pogosto predpisana za pomoč pri zdravljenju različnih psiholoških stanj .
Na primer, dopamin je povezan z zasvojenostjo in shizofrenijo. Serotonin igra vlogo pri motnjah razpoloženja, vključno z depresijo in OCD. Zdravila, kot so SSRI, lahko predpišejo zdravniki in psihiatri za zdravljenje simptomov depresije ali tesnobe. Zdravila se včasih uporabljajo sami, vendar se lahko uporabljajo tudi v povezavi z drugimi terapevtskimi zdravljenji, vključno s kognitivno-vedenjsko terapijo .
Droge, ki vplivajo na nevrotransmiterje
Morda je največja praktična aplikacija za odkritje in podrobno razumevanje delovanja nevrotransmitorjev razvoj zdravil, ki vplivajo na prenos kemikalij. Ta zdravila lahko spremenijo učinke nevrotransmiterjev, ki lahko ublažijo simptome nekaterih bolezni.
- Agonisti in antagonisti: Nekatera zdravila so znana kot agonisti in delujejo tako, da povečajo učinke določenih nevrotransmiterjev. Druga zdravila, ki se imenujejo antagonisti in delujejo, da blokirajo učinke nevrotransmisije.
- Neposredno proti posrednim učinkom: Ta zdravila, ki delujejo nevrološko, je mogoče dodatno razčleniti glede na to, ali imajo neposreden ali posreden učinek. Tisti, ki imajo neposreden učinek, delujejo tako, da posnemajo nevrotransmiterje, ker so v kemični strukturi zelo podobni. Tisti, ki imajo posreden vpliv, delujejo na sinaptičnih receptorjih.
Zdravila, ki lahko vplivajo na nevrotransmisijo, vključujejo zdravila za zdravljenje bolezni, vključno z depresijo in anksioznostjo, kot so SSRI, trikicni antidepresivi in benzodiazepini .
Nezakonite droge, kot so heroin, kokain in marihuana, vplivajo tudi na nevrotransmisijo. Heroin deluje kot neposredno delujoči agonist, ki posnema naravne opioide možganov dovolj, da spodbuja njihove povezane receptorje. Kokain je primer zdravila, ki posredno deluje, kar vpliva na prenos dopamina.
Prepoznavanje nevrotransmitorjev
Dejanska identifikacija nevrotransmiterjev je lahko precej težavna. Medtem ko lahko znanstveniki opazujejo vezikle, ki vsebujejo nevrotransmiterje, ugotovimo, katere kemikalije so shranjene v vezikih, ni tako preprosto.
Zaradi tega so nevroznanstveniki razvili številne smernice za ugotavljanje, ali je treba kemikalijo opredeliti kot nevrotransmiter ali ne:
- Kemikalija mora biti proizvedena znotraj nevrona.
- Potrebni predhodni encimi morajo biti prisotni v nevronu.
- Vsebovati mora dovolj kemične prisotnosti, ki bi dejansko vplivala na postsinaptični nevron.
- Kemično mora sprosti presinaptični nevron, postvinavitni nevron pa mora vsebovati receptorje, s katerimi se bo kemikalija zavezala.
- Obstajati mora mehanizem prevzema ali encim, ki preneha z delovanjem kemikalije.
Beseda iz
Nevrotransmitorji igrajo ključno vlogo pri nevronski komunikaciji, ki vplivajo na vse od neprostovoljnih gibanj do učenja do razpoloženja. Ta sistem je zapleten in medsebojno povezan. Nevrotransmitorji delujejo na specifične načine, vendar jih lahko prizadenejo tudi bolezni, droge ali celo dejanja drugih kemičnih sporočil.
> Viri:
> Benarroch, EE. Adenozin trifosfat: večplasten kemični signal v živčnem sistemu. Nevrologija. 2010; 74 (7). DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e3181d03762.
> Kring, A M., Johnson, SL, Davison, GC, & Neale, J M. Abnormalna psihologija . Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2010.
> Magon, N & Kalra, S. orgazmična zgodovina oksitocina: ljubezen, poželenje in delo. Indijski J Endocrinol Metab. 2011; 15: S156-S161. doi: 10.4103 / 2230-8210.84851.
> Verkhratsky, A & Krishtal, OA. Adenozin trifosfat (ATP) kot nevrotransmiter. V Enciklopediji nevroznanosti, 4. Ed. Elsevier: 115-123; 2009.