Neuroprzekaźniki

Co to są neuroprzekaźniki?

W mózgu znajduje się około 86 miliardów neuronów. Wszystkie te neurony tworzą skomplikowaną mapę połączeń i ścieżek, które składają się na nasze zachowania, myśli, wspomnienia, ruchy, mowę i tak dalej. Sposób, w jaki te neurony tworzą te połączenia, przebiega przez tak zwaną „synapsę”, czyli punkt, w którym sygnał elektryczny (synapsa elektryczna) lub chemiczny (synapsa chemiczna) jest przenoszony z jednej komórki do drugiej.

Sygnały elektryczne są przesyłane, gdy dwie zaangażowane komórki są fizycznie połączone maleńkimi otworami, przez które przekazywane są impulsy nerwowe. Tego typu sygnały są zwykle szybsze niż sygnały chemiczne. Niemniej jednak są one również mniej elastyczne niż ich odpowiedniki.

Z drugiej strony, sygnały chemiczne pojawiają się, gdy zaangażowane komórki nie dotykają się fizycznie. Zamiast tego pomiędzy nimi jest bardzo wąska szczelina rzędu 0,02 mikrona, którą muszą mostkować poszczególne cząsteczki. Cząsteczki odpowiedzialne za tworzenie tego mostu to te zwane neuroprzekaźnikami.

Pierwszym odkrytym neuroprzekaźnikiem była acetylocholina. Eksperyment, który doprowadził do jego odkrycia, został ujawniony we śnie austriackiemu naukowcowi Otto Lowei w 1921 roku.

Jak działa synapsa chemiczna?

Synapsa chemiczna składa się z wielu składników. Przede wszystkim chodzi o neuron presynaptyczny, z którego wysyłany jest impuls nerwowy, oraz neuron postsynaptyczny, do którego dochodzi.

Pęcherzyki zawierające neuroprzekaźniki można znaleźć na końcowym przycisku aksonu neuronu presynaptycznego. Kiedy przekazywany jest sygnał chemiczny, neuroprzekaźniki wewnątrz pęcherzyków są wydzielane do szczeliny synaptycznej w procesie zwanym egzocytozą. Podczas tego procesu błony pęcherzyków łączą się z membraną presynaptycznego przycisku, uwalniając neuroprzekaźniki do szczeliny.

Po drugiej stronie szczeliny właśnie uwolnione neuroprzekaźniki wiążą się z receptorami błonowymi na neuronie postsynaptycznym. Te receptory błonowe to duże białka zakotwiczone w błonie komórkowej neuronu postsynaptycznego. Kiedy neuroprzekaźniki połączą się z receptorami, wyzwalają w komórce kaskadę zdarzeń, które zmieniają jej wewnętrzne zachowanie.

Neuroprzekaźniki, które prowadzą do dalszej propagacji sygnału chemicznego przez komórkę odbierającą, nazywane są neuroprzekaźnikami pobudzającymi. Te, które zmniejszają prawdopodobieństwo propagacji sygnału przez neuron odbierający, nazywane są neurotransmiterami hamującymi.

Wiązanie między neuroprzekaźnikami i receptorami błonowymi zachodzi w sposób podobny do zamka i klucza. Aby nastąpiło wiązanie, zamek (receptor) i klucz (neuroprzekaźnik) muszą mieć doskonale uzupełniające się kształty. Podobnie jak w przypadku zamków i kluczy, jeden klucz (neuroprzekaźnik) może być w stanie odblokować wiele różnych zamków (receptorów). Z drugiej strony różne zamki (receptory) mogą być otwierane przez różne klucze (receptory).

Ile jest różnych typów neuroprzekaźników i receptorów?

Jak dotąd wiadomo, że istnieje ponad setki różnych receptorów i ponad sześćdziesiąt różnych neuroprzekaźników. Cząsteczki uważane za neuroprzekaźniki obejmują aminokwasy, takie jak glutaminian; monoaminy, takie jak serotonina; peptydy, takie jak peptydy opioidowe i inne cząsteczki, takie jak acetylocholina lub rozpuszczalne gazy, takie jak tlenek azotu (NO). Cząsteczki takie jak NO mają własny mechanizm działania, w którym gaz po prostu dyfunduje i przenika przez błonę neuronu przyjmującego.

Zwykle, aby cząsteczka mogła zostać uznana za neuroprzekaźnik, musi spełniać szereg różnych kryteriów. Na przykład, musi być wytwarzany wewnątrz neuronu, musi znajdować się w guziku terminala neuronu, a także musi zostać uwolniony do szczeliny synaptycznej, gdy potencjał czynnościowy stymuluje komórkę. Ponadto uwolniona cząsteczka musi wywierać wpływ na neuron postsynaptyczny i ten sam efekt musi zostać wykazany poprzez zewnętrzne eksperymenty. Innym kryterium jest to, że po transmisji sygnału cząsteczka jest szybko dezaktywowana. Tlenek azotu, który można uznać za neuroprzekaźnik, nie spełnia jednak wszystkich tych kryteriów, co wskazuje, że zawsze są wyjątki od reguły.

Jakie są główne neuroprzekaźniki?

Niektóre z najbardziej znanych neuroprzekaźników to acetylocholina, dopamina, GABA, glutaminian, norepinefryna (zwana także noradrenaliną) i serotonina. Wszystkie oprócz acetylocholiny należą do rodziny amin lub aminokwasów.

Skutki działania każdego z różnych neuroprzekaźników mogą się znacznie różnić w zależności od tego, gdzie znajduje się jego receptor, jakiego typu jest to receptor i jakie są okoliczności jego aktywacji. Poniżej możesz przyjrzeć się niektórym z tych efektów.

Acetylocholina

Wydaje się, że oprócz wielu innych ról acetylocholina odgrywa ważną rolę w uczeniu się i zapamiętywaniu. Może również odgrywać rolę w emocjach i nastroju oraz w stanie czuwania. Neurony wytwarzające ten neuroprzekaźnik są rozsiane po całym mózgu, a wiążące się z nim receptory to receptory muskarynowe i nikotynowe, ten sam receptor, który wiąże się z nikotyną.

Dopamina

Dopamina jest głównym neuroprzekaźnikiem przyjemności lub poczucia nagrody. Jeśli coś sprawia, że czujesz się dobrze, prawdopodobnie rolę w tym odgrywa dopamina. Mimo, że jest odpowiedzialna za tak przyjemne emocje, to jednak dopamina ma również swój minus. Większość znanych obecnie substancji uzależniających wpływa na uwalnianie dopaminy. Jak dotąd wiadomo, że dopamina może wiązać się z 5 różnymi receptorami (od D1 do D5). Narkotyki, takie jak kokaina i amfetamina, są pośrednimi agonistami dopaminy.

GABA

GABA, pełna nazwa kwasu gamma-aminomasłowego, jest głównym odpowiedzialnym za hamowanie aktywności nerwowej. Głównym celem tego neuroprzekaźnika jest spowolnienie pracy mózgu. Receptory GABA dzielą się na dwa typy: receptory GABA A i receptory GABA B. Leki, które działają jak agoniści GABA, takie jak alkohol lub benzodiazepiny, nie są zaskakujące, że mają działanie uspokajające.

Glutaminian

W przeciwieństwie do GABA, glutaminian jest włącznikiem mózgu. Jego głównym celem jest pobudzenie neuronu, który go otrzymuje, co zwiększa prawdopodobieństwo, że taki neuron uwolni własną mieszankę neuroprzekaźników. Istnieje wiele różnych typów receptorów glutaminianu, niektóre z nich to NMDA, Kainate i AMPA. Ketamina jest antagonistą receptora Kainate, co oznacza, że będzie wywoływać skutki odwrotne do tego, co zwykle robi glutaminian.

Norepinefryna

Zasadniczo główną rolą noradrenaliny jest przygotowanie organizmu do działania. Uwalnianie noradrenaliny jest najniższe podczas snu, a najwyższe w sytuacjach stresu lub zagrożenia. Noradrenalina wiąże się z receptorami adrenergicznymi alfa-1, alfa-2, beta-1 i beta-3. Amfetaminy i metamfetaminy oddziałują z receptorami noradrenaliny.

Serotonina

Serotonina jest prawdopodobnie jednym z najbardziej znanych neuroprzekaźników wśród psychonautów. Jego główną rolą w mózgu jest poprawa ogólnego stanu nastroju. Istnieje wiele receptorów związanych z tym neuroprzekaźnikiem, które można podzielić na siedem rodzin. Ze względu na różnorodność różnych receptorów, z którymi może wiązać się serotonina, i dalsze skutki, jakie może wywołać wiązanie serotoniny, ten neuroprzekaźnik może w końcu wpływać na wiele różnych neuroprzekaźników w różnych częściach mózgu. Leki takie jak MDMA i LSD oddziałują z receptorami serotoninowymi.

Gdzie mogę znaleźć więcej informacji?

Aby dowiedzieć się więcej o mózgu, sprawdź „ mózg od góry do dołu ”, aby zapoznać się z przeglądem wszystkich różnych neuroprzekaźników, zapoznaj się z tą listą, a podsumowanie głównych neuroprzekaźników zajrzyj do tej tabeli.