Kuidas nad töötavad, erinevad liigid ja miks nad on olulised
Neurotransmitter on määratletud kui keemiline sõnumijuht, mis kannab, suurendab ja tasakaalustab signaale neuronite või närvirakkude ja teiste organismis olevate rakkude vahel. Need keemilised saatjad võivad mõjutada nii füüsilisi kui ka psühholoogilisi funktsioone, sealhulgas südame löögisagedust, une, isu, meeleolu ja hirmu. Miljardid neurotransmitterid töötavad pidevalt, et hoida oma aju toimimist, juhtides kõike alates hingamisest meie südamerütmeni meie õppimis- ja kontsentratsioonitasemele.
Kuidas neurotransmitterid töötavad
Selleks, et neuronid saaksid sõnumeid kogu kehas saata, peavad nad suutma signaalide edastamiseks üksteisega suhelda. Kuid neuronid pole lihtsalt üksteisega ühendatud. Iga neuroni lõpus on väike tühimärk, mida nimetatakse sünapsuseks ja järgmise raku suheldmiseks peab signaal suutma seda väikest ruumi ületada. See toimub läbi protsessi nimega neurotransmission.
Enamikul juhtudel vabaneb neurotransmitter sellest, mida nimetatakse aksoniterminaliks pärast seda, kui tegevuspotentsiaal on jõudnud sünapsi, kus neuronid saavad üksteisele signaale edastada.
Kui elektriline signaal jõuab neuroni otsani, käivitab see neurotransmitterite hulka kuuluvate väikeste kotikeste vabastamise. Need kotid lasevad oma sisu sünapsi, kus neurotransmitterid liiguvad seejärel naaberrakkude suunas.
Need rakud sisaldavad retseptoreid, kus neurotransmitterid suudavad siduda ja käivitada rakkude muutusi.
Pärast vabanemist riststab neurotransmitter sünaptilise lõhe ja kinnitab teise neuroni retseptori paika, kas vastuvõtva neuroni põletav või inhibeeriv sõltuvalt neurotransmitterist.
Neurotransmitterid toimivad võti ja retseptori sait toimib nagu lukk. Spetsiaalsete lukkude avamiseks asub õige võti. Kui neurotransmitter suudab töötada retseptori saidil, käivitab see vastuvõtvas rakus muudatused.
Mõnikord võivad neurotransmitterid siduda retseptoritega ja põhjustada elektrilise signaali edastamist rakku (erutusvõime). Muudel juhtudel võib neurotransmitter tegelikult blokeerida signaali jätkumist, takistades sõnumi edasiandmist (inhibeeriv).
Mis juhtub neurotransmitteriga pärast seda, kui tema töö on lõpule jõudnud? Kui neurotransmitteril on kavandatud efekt, võib selle tegevuse peatada erinevate mehhanismide abil.
- Seda võib ensüümide abil degradeeruda või deaktiveerida
- See võib eemalduda retseptorist
- Seda saab tagasi võtta neuroni aksoniga, mis vabastas selle protsessi, mida nimetatakse tagasivõtmiseks
Neurotransmitterid mängivad olulist rolli igapäevaelus ja toimimises. Teadlased ei tea täpselt, kui palju neurotransmittereid eksisteerib, kuid on tuvastatud enam kui 100 keemilist signaali.
Mida neurotransmitterid teevad
Neurotransmittereid saab liigitada nende funktsioonide järgi:
Ekspressiooni neurotransmitterid: Neutransmitterite tüüpidel on neuronile erutav mõju, mis tähendab, et nad suurendavad tõenäosust, et neuron põleb aktsioonipotentsiaali.
Mõned suuremad põletikulised neurotransmitterid hõlmavad epinefriini ja norepinefriini.
Inhibeerivad neurotransmitterid: Neutransmitterite tüüpil on neuronile pärssiv toime; need vähendavad tõenäosust, et neuron käivitab tegevuspotentsiaali. Mõned peamised inhibeerivad neurotransmitterid hõlmavad serotoniini ja gamma-aminovõihapet (GABA).
Mõned neurotransmitterid, nagu atsetüülkoliin ja dopamiin, võivad tekitada nii erutuvaid kui inhibeerivaid toimeid sõltuvalt olemasolevate retseptorite tüübist.
Modulaatorid neurotransmitterid: Need neurotransmitterid, mida sageli nimetatakse neuromodulaatoriteks, on võimelised samal ajal mõjutama rohkem neuroneid.
Need neuromodulaatorid mõjutavad ka teiste keemiliste signaalejate mõju. Kui aksoniklemmidega vabanevad sünaptilised neurotransmitterid, et neil oleks kiiresti toimiv mõju teiste retseptorite neuronitele, laienevad neuromodulaatorid suurema piirkonna ulatuses ja on aeglasemalt toimivad.
Neurotransmitterite tüübid
Neurotransmitterite klassifitseerimiseks ja liigitamiseks on mitmeid erinevaid viise. Mõnel juhul jagatakse need lihtsalt monoamiinideks, aminohapeteks ja peptiidideks.
Neurotransmittereid saab liigitada ka kuuest tüübist:
Aminohapped
- Gamma-aminovõihape (GABA) toimib keha peamiseks inhibeerivaks keemiliseks signaalejaks. GABA aitab kaasa nägemisele, motoorikontrollile ja mängib rolli ärevuse reguleerimisel. Bensodiasepiinid, mida kasutatakse ärevuse raviks, toimivad GABA neurotransmitterite efektiivsuse suurendamise kaudu, mis võib suurendada lõõgastumise tundeid ja rahulikkust.
- Glutamaat on kõige rikkalikum neurotransmitter närvisüsteemis, kus ta mängib rolli kognitiivsete funktsioonide, näiteks mälu ja õppimise juures . Liigne glutamaadi kogus võib põhjustada eksitotoksilisust, mis põhjustab rakulist surma. Glutamaadi moodustumise põhjustatud eksitotoksilisus on seotud mõnede haiguste ja ajukahjustustega, sealhulgas Alzheimeri tõve, insuldi ja epilepsiahoogudega.
Peptiidid
- Oksütotsiin on nii hormoon kui ka neurotransmitter. Seda toodab hüpotalamus ja mängib rolli ühiskondliku tunnustamise, sidumise ja seksuaalse paljunemise osas. Sünteetilisi oksütotsiine, nagu näiteks pitotsiini, kasutatakse sageli töö- ja manustamisabi abina. Nii oksütotsiin kui ka pitotsiin põhjustavad emaka töövõimetuse ajal.
- Endorfiinid on neurotransmitterid, kui pärsivad valu signaale ja edendavad eufooria tundeid. Need keemiarõngaid toodetakse organismis loomulikul teel vastusena valu, kuid need võivad käivituda ka muude tegevustega nagu aeroobsed harjutused. Näiteks "jooksja kõrge" kogemine on näide meeldivatest tundetest, mis tekivad endorfiinide tootmisel.
Monoamiinid
- Epinefriini peetakse nii hormooniks kui ka neurotransmitteriks. Üldiselt on epinefriin (adrenaliin) stressihormoon, mida vabaneb neerupealsüsteem. Kuid see toimib aju neurotransmitterina.
- Norepinefriin on neurotransmitter, mis mängib olulist rolli tähelepanelikkuses, on seotud organismi võitlusega või lennureaktsiooniga . Selle ülesanne on aidata organismis ja ajus mobiliseerida ohuolukorras või stressi ajal tegutsemiseks. Selle neurotransmitteri tasemed on tavaliselt kõige madalamad une ajal ja kõige kõrgemad stressi vältel.
- Histamiin toimib neurotransmitterina ajus ja seljaajus. See mängib rolli allergilistes reaktsioonides ja see tekib kui osa immuunsüsteemi vastusest haigusetekitajatele.
- Dopamiin mängib olulist rolli keha liikumise koordineerimisel. Dopamiin osaleb ka tasu, motivatsiooni ja lisandustes. Mitmed sõltuvusravimid suurendavad aju dopamiini taset. Parkinsoni tõbi, mis on degeneratiivne haigus, mis põhjustab värisemise ja motoorika liikumise häireid, on tingitud dopamiini tekitavate neuronite kadumisest ajus.
- Serotoniin mängib olulist rolli meeleolu, une, ärevuse, seksuaalsuse ja isu reguleerimisel ja moduleerimisel. Selektiivsed serotoniini tagasihaarde inhibiitorid , mida tavaliselt nimetatakse SSRI-deks, on antidepressantide tüüp, mida tavaliselt kasutatakse depressiooni, ärevuse, paanikahäire ja paanikahood. SSRI-id töötavad serotoniini taseme tasakaalustamiseks, blokeerides serotoniini tagasihaarde ajus, mis võib aidata parandada meeleolu ja vähendada ärevuse tundeid.
Puriinid
- Adenosiin toimib neuromodulaatorina ajus ja on seotud ärevuse ja une parandamisega.
- Adenosiintrifosfaat (ATP) toimib neurotransmitterina kesk- ja perifeersetes närvisüsteemides . See mängib rolli autonoomses juhtimises, sensoorsel transduktsioonil ja suhtlemisel gliaalsete rakkudega. Uuringud näitavad, et see võib osaleda ka mõnedes neuroloogilistes probleemides, nagu valu, trauma ja neurodegeneratiivsed häired.
Gaasijagajad
- Lämmastikoksiid mängib rolli silelihaste mõjutamisel, leevendades neid, võimaldades veresoontel laiendada ja suurendada verevoolu teatud kehapiirkondadesse.
- Süsinikmonooksiidi nimetatakse tavaliselt värvitu lõhnatuks gaasiks, mis võib inimestel kokkupuutel aine kõrge sisaldusega toksiliselt ja potentsiaalselt surmaga lõppevat mõju avaldada. Kuid organismi toodab see ka looduslikult, kui see toimib neurotransmitterina, mis aitab moduleerida organismi põletikulist reaktsiooni.
Atsetüülkoliin
- Atsetüülkoliin on ainus oma klassi neurotransmitter. Nii keskses kui ka perifeerses närvisüsteemis leiti see motoorsete neuronitega seotud peamine neurotransmitter. See mängib rolli lihaste liikumisel, mälus ja õppimisel.
Mis juhtub, kui neurotransmitterid ei tööta õigesti
Nagu paljude keha protsesside puhul, võivad asjad mõnikord olla valed. Võib-olla pole üllatav, et selline ulatuslik ja keeruline süsteem, nagu inimese närvisüsteem, oleks tundlik probleemide suhtes.
Mõned asjad, mis võivad valesti minna, on järgmised:
- Neuronid ei pruugi teatud neurotransmitteri piisavalt valmistada
- Eri neurotransmitteri võib vabaneda liiga palju
- Liiga palju neurotransmittereid võib ensüümide poolt desaktiveerida
- Neurotransmitterid võivad reabsorbeeruda liiga kiiresti
Kui neurotransmitterid haigust või ravimeid mõjutavad, võib see organile avaldada mitmeid erinevaid kahjulikke mõjusid. Selliste haiguste nagu Alzheimeri tõbi, epilepsia ja Parkinsoni tõbi on seotud teatud neurotransmitterite defitsiidiga.
Tervishoiutöötajad mõistavad neurotransmitterite rolli vaimse tervisega seotud tingimustes, mistõttu sageli on psühholoogiliste seisundite ravimiseks ette nähtud ravimeid, mis mõjutavad keha kemikaalide käitumist.
Näiteks on dopamiini seotud sellistes asjades nagu sõltuvus ja skisofreenia. Serotoniin mängib rolli meeleoluhäirete, sealhulgas depressiooni ja OCD korral. Arstid ja psühhiaatrid võivad depressiooni või ärevuse sümptomite raviks kasutada selliseid ravimeid nagu SSRI-sid. Ravimeid kasutatakse mõnikord üksi, kuid neid võib kasutada ka koos teiste raviviisidega, sealhulgas kognitiiv-käitumuslik ravi .
Narkootikumid, mis mõjutavad neurotransmittereid
Võib-olla on suurim praktiline rakendus avastamiseks ja üksikasjalikult arusaam sellest, kuidas neurotransmitterid toimivad keemiliste ainete levikut mõjutavate ravimite väljatöötamisel. Need ravimid on võimelised muutma neurotransmitterite toimet, mis võib leevendada mõne haiguse sümptomeid.
- Agonistid vs. antagonistid. Mõned ravimid on tuntud kui agonistid ja nad toimivad, suurendades spetsiifiliste neurotransmitterite toimet. Teised ravimid, mida nimetatakse antagonistideks ja toimivad neurotransmissiooni toime blokeerimiseks.
- Otsene ja kaudne mõju: Neid neurotoimivaid ravimeid saab edasi lõhustada, sõltuvalt sellest, kas neil on otsene või kaudne mõju. Need, kellel on otsene toime, toimivad neurotransmitterite jäljendamise teel, sest nad on keemilise struktuuri juures väga sarnased. Need, kes mõjutavad kaudselt sünaptiliste retseptorite toimimist.
Neurotransmissiooni mõjutavad ravimid hõlmavad ravimeid, mida kasutatakse haiguste, sealhulgas depressiooni ja ärevuse raviks, näiteks SSRI-sid, tütsüklilisi antidepressante ja bensodiasepiine .
Samuti avaldavad neurotransmissioonile mõju ebaseaduslikke ravimeid nagu heroiin, kokaiin ja marihuaan. Heroiin toimib otseselt toimiva agonistiga, imiteerides aju looduslikke opioide, et stimuleerida nendega seotud retseptoreid. Kokaiin on näide kaudselt toimivast ravimist, mis mõjutab dopamiini ülekandumist.
Neurotransmitterite tuvastamine
Neurotransmitterite tegelik identifitseerimine võib olla tõesti üsna raske. Kuigi teadlased võivad jälgida neurotransmitterit sisaldavaid vesiiklumeid, ei ole päris nii lihtne kindlaks teha, milliseid kemikaale ladustatakse vesiikulites.
Seetõttu on neuroteadlased välja töötanud hulga suuniseid, et määrata, kas kemikaali tuleks määratleda kui neurotransmitterit:
- Kemikaali tuleb toota neuronis.
- Neuronis tuleb esineda vajalikud eelkäivad ensüümid.
- Postisünaptilisele neuronile mõju avaldamiseks peab olema piisavalt keemilist ainet.
- Presünaptiline neuron vabastab kemikaali ja postsünaptiline neuron peab sisaldama retseptoreid, millega kemikaal sellega seostub.
- Keemilise toime peatamiseks peab olema tagasivõtmise mehhanism või ensüüm.
Sõna alguses
Neurotransmitterid mängivad olulist rolli närvi kommunikatsioonis, mõjutades kõike alates tahtmatud liikumisest kuni õppimiseni meeleolusse. See süsteem on nii keeruline kui ka omavahel tihedalt seotud. Neurotransmitterid toimivad spetsiifilisel viisil, kuid neid võivad mõjutada ka haigused, ravimid või isegi teiste keemiliste saatjate tegevus.
> Allikad:
> Benarroch, EE. Adenosiintrifosfaat: mitmekülgne keemiline signaal närvisüsteemis. Neuroloogia. 2010; 74 (7). DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e3181d03762.
> Kring, M. M., Johnson, SL, Davison, GC, & Neale, J. M. Abnormaalne psühholoogia . Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2010
> Magon, N & Kalra, S. Oksütotsiini orgasmiline ajalugu: armastus, iha ja töö. India J Endokrinool Metab. 2011; 15: S156-S161. doi: 10.4103 / 2230-8210.84851.
> Verkhratsky, A & Krishtal, OA. Adenosiintrifosfaat (ATP) kui neurotransmitter. Neuroteaduste entsüklopeedias 4. väljaanne. Elsevier: 115-123; 2009.