загальність
Нейротрансмітери - це ендогенні хімічні месенджери, які використовуються клітинами нервової системи (так звані нейрони) для спілкування один з одним або для стимулювання м'язових або залозистих клітин.
Хімічні синапси є ділянками функціонального контакту між двома нейронами або між нейроном і іншим видом клітини.
Існують різні класи нейромедіаторів: клас амінокислот, клас моноамінів, клас пептидів, клас "слідів" амінів, клас пуринів, клас газів і т.д.
До найбільш відомих нейромедіаторів відносяться: допамін, ацетилхолін, глутамат, ГАМК і серотонін.
Що таке нейромедіатори?
Нейротрансмітери - це хімічні речовини, які використовуються нейронами - клітинами нервової системи - для спілкування один з одним, для впливу на м'язові клітини або для стимулювання відповіді від залозистих клітин.
Іншими словами, нейротрансмітери - це ендогенні хімічні месенджери, які дозволяють міжнейронну комунікацію (тобто між нейронами) і зв'язок між нейронами і рештою тіла.
У нервовій системі людини використовуються нейротрансмітери для регулювання або прямі життєві механізми, такі як частота серцевих скорочень, дихання легенів або травлення.
Крім того, нічний час сну, концентрація, настрій і т.д. залежать від нейротрансмітерів.
НЕЙРОТРАНСМІТЕРИ ТА ХІМІЧНІ СИНАПІЗИ
Згідно більш спеціалізованого визначення, нейротрансмітери є носіями інформації вздовж системи так званих хімічних синапсів .
У нейробіології термін синапс (або синаптичний перехід) вказує на ділянки функціонального контакту між двома нейронами або між нейроном і іншим видом клітини (наприклад, м'язової клітиною або клітиною залози).
Функція синапсу полягає в передачі інформації між залученими клітинами, для отримання певної реакції (наприклад, скорочення м'язів).
Нервова система людини включає два типи синапсів:
- Електричні синапси, в яких передача інформації залежить від потоку електричних струмів через дві задіяні клітини, e
- Вищезазначені хімічні синапси, в яких передача інформації залежить від потоку нейротрансмітерів через дві залучені клітини.
Класичний хімічний синапс складається з трьох основних компонентів, розташованих послідовно:
- Попередньо синаптичний термінал нейрона, з якого походить нервова інформація. Цей нейрон також називається передсинаптичним нейроном ;
- Синаптичний простір, тобто простір поділу між двома клітинами, які є протагоністами синапсу. Він знаходиться за мембранами клітин і має площу розширення близько 20-40 нанометрів;
- Постсинаптична мембрана нейрона, м'язової клітини або залозистої клітини, до якої повинна досягати нервова інформація. Незалежно від того, чи це нейрон, м'язова клітина або клітина залози, клітинна одиниця, до якої належить постсинаптична мембрана, називається постсинаптичним елементом .
Хімічний синапс, який об'єднує нейрон з м'язовою клітиною, також відомий як нервово-м'язове з'єднання або моторна пластина .
ВІДКРИТТЯ НЕЙРОТРАНСМІТЕРІВ
Малюнок: хімічний синапс
До початку двадцятого століття вчені вважали, що зв'язок між нейронами і між нейронами та іншими клітинами відбувається виключно через електричні синапси.
Ідея про існування іншого способу спілкування виникла, коли деякі дослідники виявили так званий синаптичний простір.
Німецький фармаколог Отто Лоеві висунув гіпотезу, що синаптичний простір може використовуватися нейронами для вивільнення хімічних месенджерів. Це був 1921 рік.
Завдяки своїм експериментам з нервової регуляції серцевої діяльності Лоеві став головним героєм відкриття першого відомого нейромедіатора: ацетилхоліну .
сидіння
У попередніх синаптичних нейронах нейротрансмітери перебувають у межах невеликих внутрішньоклітинних везикул .
Ці міжклітинні везикули порівнянні з мішечками, відокремленими подвійним шаром фосфоліпідів, подібними, в різних аспектах, до подвійного фосфоліпідного шару плазматичної мембрани загальної здорової еукаріотичної клітини.
До тих пір, поки вони залишаються в межах внутрішньоклітинних везикул, нейротрансмітери стають інертними і не дають відповіді.
Механізм дій
Передумова: для розуміння механізму дії нейротрансмітерів добре мати на увазі хімічні синапси та їх склад, описані раніше.
Нейротрансмітери залишаються в межах внутрішньоклітинних везикул, поки не надходить сигнал нервового походження, здатний стимулювати вивільнення везикул з контейнера-нейрона.
Вивільнення везикул відбувається поблизу до синаптичного терміналу контейнера-нейрона і передбачає вивільнення нейротрансмітерів у синаптичному просторі.
У синаптичному просторі нейротрансмітери вільно взаємодіють з постсинаптичною мембраною нерва, м'язи або залозистої клітини, розташованої в безпосередній близькості і що входить до складу хімічного синапсу.
Взаємодія між нейротрансміттерами і постсинаптичною мембраною можлива завдяки присутності на останніх конкретних білків, які правильно називаються мембранними рецепторами .
Контакт між нейротрансміттерами і мембранними рецепторами перетворює початковий нервовий сигнал (той, який стимулював вивільнення внутрішньоклітинних везикул) в добре специфічну клітинну відповідь. Наприклад, клітинний відповідь, що виробляється взаємодією між нейротрансміттерами і постсинаптичною мембраною м'язової клітини, може полягати в скороченні м'язової тканини, до якої належить згадана клітина.
На закінчення цієї схематичної картини роботи нейротрансмітерів важливо повідомляти про останній аспект: зазначена вище специфічна клітинна відповідь залежить від типу нейромедіатора і типу рецепторів, що присутні на постсинаптичній мембрані.
Який потенціал дій?
У нейробиологии нервовий сигнал, який стимулює вивільнення внутрішньоклітинних везикул, називається потенціалом дії .
За визначенням, потенціал дії є явищем, яке відбувається в загальному нейроні і яке передбачає швидку зміну електричного заряду між внутрішньою і зовнішньою мембраною клітини залученого нейрона.
У світлі цього, це не дивно, коли, говорячи про нервові сигнали, експерти порівнюють їх з електричними імпульсами: нервовий сигнал є електричним явищем у всіх відношеннях.
ХАРАКТЕРИСТИКИ КЛІТИННОЇ ВІДПОВІДІ
Згідно мови нейробіологів, клітинний відповідь, індукований нейромедіаторами, на рівні постсинаптичної мембрани, може бути збудливим або гальмуючим .
Збудлива реакція є реакцією, що сприяє створенню нервового імпульсу в постсинаптичному елементі.
Інгібуюча реакція, з іншого боку, є реакцією, призначеною для інгібування створення нервового імпульсу в постсинаптичному елементі.
класифікація
Відомі людські нейротрансмітери дуже численні, і їхній список призначений для росту, оскільки регулярно нейробіологи відкривають нові.
Велика кількість визнаних нейротрансмітерів зробила класифікацію цих хімічних молекул незамінною, щоб спростити консультації.
Існують різні критерії класифікації; найбільш поширеним є той, який відрізняє нейротрансмітери на основі класу молекул, до яких вони належать .
Основні класи молекул, до яких належать людські нейротрансмітери:
- Клас амінокислот або похідних амінокислот . До цього класу належать: глутамат (або глутамінова кислота), аспартат (або аспарагінова кислота), гамма-аміномасляна кислота (більш відома як ГАМК) і гліцин.
- Клас пептидів . До цього класу належать: соматостатин, опіоїди, речовина Р, деякі секретини (секретин, глюкагон та ін.), Деякі тахікініни (нейрокінін А, нейрокінін В та ін.), Деякі гастрини, галанін, нейротензин і так звані кокаїн-регульовані транскрипти. амфетамін.
- Клас моноамінів . До цього класу належать: допамін, норадреналін, адреналін, гістамін, серотонін і мелатонін.
- Клас так званого " амінного сліду ". До цього класу належать: тирамін, три-йодотиронамид, 2-фенилэтиламин (або 2-фенілетиламін), октопамін і триптамін (або триптамін).
- Клас пуринів . До цього класу належать: аденозинтрифосфат і аденозин.
- Газовий клас. Цей клас включає: оксид азоту (NO), монооксид вуглецю (CO) і сірководень (H2S).
- Інші . Всі нейротрансмітери, які не можуть бути вставлені в будь-який з попередніх класів, таких як вже згаданий ацетилхолін або анандамід, підпадають під назву "інше".
Найбільш відомі приклади
Деякі нейротрансмітери є більш відомими, ніж інші, тому що вони відомі і вивчаються довше, і тому що вони виконують функції, що представляють значний біологічний інтерес.
Серед найбільш відомих нейромедіаторів вони заслуговують на згадку:
- Глутамат . Це головний збуджуючий нейротрансмітер центральної нервової системи: за даними нейробіологів, буде використано більше 90% так званих збуджувальних синапсів.Поряд з її збуджуючою функцією, глутамат також бере участь у процесах навчання (навчання як процес зберігання даних у мозку) та пам'яті.
Згідно з деякими науковими дослідженнями, це може бути пов'язане з такими захворюваннями, як хвороба Альцгеймера, хвороба Хантінгтона, аміотрофічний бічний склероз (більш відомий як ALS) і Паркінсона.
- GABA . Це головний пригнічуючий нейротрансмітер центральної нервової системи: за даними останніх біологічних досліджень, буде використано близько 90% так званих інгібуючих синапсів.
Завдяки своїм інгібуючим властивостям, ГАМК є однією з головних мішеней седативних і транквілізаторів.
- Ацетилхолін . Це нейромедіатор з збуджуючою функцією на м'язах: у нервово-м'язових переходах, насправді, його присутність приводить в рух ті механізми, які стискують клітини уражених м'язових тканин.
Крім дії на м'язовий рівень, ацетилхолін також впливає на функціонування органів, контрольованих так званою вегетативною нервовою системою. Її вплив на вегетативну нервову систему може бути як збудливим, так і гальмівним.
- Допамін . Приналежність до сімейства катехоламінів - це нейромедіатор, який виконує численні функції, як в центральній нервовій системі, так і в периферичній нервовій системі.
На рівні центральної нервової системи допамін бере участь у: керуванні рухом, секреції гормону пролактину, контролю рухових навичок, механізмів винагороди та задоволення, контролі охоплення уваги, механізму сну, контроль поведінки, контроль деяких когнітивних функцій, контроль настрою і, нарешті, механізми, що лежать в основі навчання.
Однак на рівні периферичної нервової системи він діє як: судинорозширювальний, стимулюючий екскрецію натрію, фактор, що сприяє моториці кишечника, фактор, що знижує активність лімфоцитів і, нарешті, фактор, що знижує секрецію інсуліну.
- Серотонін . Це нейромедіатор, що в основному знаходиться в кишечнику і, хоча і в меншій мірі, ніж в кишечнику, в нейронах центральної нервової системи.
За своїм гальмуючим ефектом, серотонін, здається, регулює апетит, сон, пам'ять і процеси навчання, температуру тіла, настрій, деякі аспекти поведінки, скорочення м'язів, деякі функції серцево-судинної системи і деякі функції ендокринної системи,
З патологічної точки зору, мабуть, вони мають роль у розвитку депресії та пов'язаних із нею захворювань. Цим пояснюється існування на ринку так званих селективних інгібіторів зворотного захоплення серотоніну, антидепресантів, що використовуються для лікування більш-менш серйозних депресивних форм.
- Гістамін . Це нейромедіатор, який переважно розташований в центральній нервовій системі, саме на рівні гіпоталамуса і тучних клітин, що знаходяться в мозку і спинному мозку.
- Норадреналін і адреналін . Норадреналін концентрується головним чином на рівні центральної нервової системи і має завдання мобілізувати мозок і організм для дії (тому має збуджуючий ефект). Наприклад, в мозку він сприяє збудженню, пильності, концентрації і процесам пам'яті; в іншій частині тіла, вона збільшує частоту серцевих скорочень і артеріальний тиск, стимулює вивільнення глюкози з точок зберігання, збільшує приплив крові до скелетних м'язів, зменшує приплив крові до шлунково-кишкової системи і сприяє випорожненню сечового міхура і кишечника.
Епінефрин присутній, в значній мірі, в клітинах надниркових залоз і, в невеликих кількостях, в центральній нервовій системі.
Цей нейромедіатор має збуджуючі ефекти і бере участь у таких процесах, як: збільшення крові до скелетних м'язів, збільшення частоти серцевих скорочень і розширення зіниці.
Обидва норадреналіну і адреналіну є нейротрансміттерами, отриманими з тирозину.
