γενικότητα
Οι νευροδιαβιβαστές είναι ενδογενείς χημικοί αγγελιοφόροι, οι οποίοι χρησιμοποιούνται από τα κύτταρα του νευρικού συστήματος (λεγόμενα νευρώνες) για να επικοινωνούν μεταξύ τους ή να διεγείρουν μυϊκά ή αδενικά κύτταρα.
Οι χημικές συνάψεις είναι θέσεις λειτουργικής επαφής μεταξύ δύο νευρώνων ή μεταξύ ενός νευρώνα και ενός άλλου είδους κυττάρου.
Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες νευροδιαβιβαστών: η κατηγορία των αμινοξέων, η κατηγορία των μονοαμινών, η κατηγορία των πεπτιδίων, η κατηγορία των ιχνών "ιχνοστοιχείων", η κατηγορία των πουρινών, η κατηγορία των αερίων κλπ.
Οι πιο γνωστοί νευροδιαβιβαστές περιλαμβάνουν: ντοπαμίνη, ακετυλοχολίνη, γλουταμικό, GABA και σεροτονίνη.
Τι είναι οι νευροδιαβιβαστές;
Οι νευροδιαβιβαστές είναι χημικά, τα οποία χρησιμοποιούνται από τους νευρώνες - τα κύτταρα του νευρικού συστήματος - για να επικοινωνούν μεταξύ τους, να δρουν στα μυϊκά κύτταρα ή να διεγείρουν μια απόκριση από τα αδενικά κύτταρα.
Με άλλα λόγια, οι νευροδιαβιβαστές είναι ενδογενείς χημικοί αγγελιοφόροι, οι οποίοι επιτρέπουν την εσωτερική επικοινωνία (δηλαδή μεταξύ των νευρώνων) και την επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων και του υπόλοιπου σώματος.
Το ανθρώπινο νευρικό σύστημα χρησιμοποιεί νευροδιαβιβαστές για να ρυθμίζει ή να κατευθύνει ζωτικούς μηχανισμούς, όπως ο καρδιακός ρυθμός, η αναπνοή των πνευμόνων ή η πέψη.
Επιπλέον, ο νυχτερινός ύπνος, η συγκέντρωση, η διάθεση κ.λπ. εξαρτώνται από τους νευροδιαβιβαστές.
ΝΕΥΡΟΤΕΧΝΙΚΟΙ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΝΑΨΗ
Σύμφωνα με έναν πιο εξειδικευμένο ορισμό, οι νευροδιαβιβαστές είναι οι φορείς των πληροφοριών κατά μήκος του συστήματος των αποκαλούμενων χημικών συνάψεων .
Στη νευροβιολογία, ο όρος σύναψη (ή συναπτική ένωση) υποδεικνύει τις θέσεις λειτουργικής επαφής μεταξύ δύο νευρώνων ή μεταξύ ενός νευρώνα και ενός άλλου είδους κυττάρου (για παράδειγμα ένα μυϊκό κύτταρο ή ένα αδενικό κύτταρο).
Η λειτουργία μιας συνάψεως είναι να μεταδίδει πληροφορίες μεταξύ των εμπλεκόμενων κυττάρων, για να παράγει μια ορισμένη απόκριση (για παράδειγμα η συστολή ενός μυός).
Το ανθρώπινο νευρικό σύστημα περιλαμβάνει δύο τύπους συνάψεων:
- Οι ηλεκτρικές συνάψεις, στις οποίες η επικοινωνία πληροφοριών εξαρτάται από μια ροή ηλεκτρικών ρευμάτων μέσω των δύο εμπλεκόμενων κυττάρων, π.χ.
- Οι προαναφερθείσες χημικές συνάψεις, στις οποίες η επικοινωνία πληροφοριών εξαρτάται από μια ροή νευροδιαβιβαστών μέσω των δύο εμπλεκόμενων κυττάρων.
Μια κλασική χημική σύναψη αποτελείται από τρία θεμελιώδη συστατικά, τοποθετημένα σε σειρά:
- Το προ-συναπτικό τερματικό του νευρώνα από το οποίο προέρχονται οι νευρικές πληροφορίες. Ο εν λόγω νευρώνας ονομάζεται επίσης και ο προ-συναπτικός νευρώνας .
- Ο συναπτικός χώρος, δηλαδή ο χώρος διαχωρισμού μεταξύ των δύο κυττάρων που είναι οι πρωταγωνιστές της συνάψεως. Βρίσκεται έξω από τις κυτταρικές μεμβράνες και έχει μια περιοχή επέκτασης περίπου 20-40 νανόμετρα.
- Η μετασυναπτική μεμβράνη του νευρώνα, του μυϊκού κυττάρου ή του αδενικού κυττάρου στο οποίο πρέπει να φθάσουν οι πληροφορίες των νεύρων. Είτε πρόκειται για νευρώνα, μυϊκό κύτταρο ή αδενικό κύτταρο, η κυτταρική μονάδα στην οποία ανήκει η μεσυναπτική μεμβράνη ονομάζεται μετασυναπτικό στοιχείο .
Η χημική σύναψη που ενώνει έναν νευρώνα με ένα μυϊκό κύτταρο είναι επίσης γνωστή ως μια νευρομυϊκή ένωση ή πλάκα κινητήρα .
ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΩΝ ΝΕΥΡΟΚΡΑΤΙΩΝ
Σχήμα: χημική σύναψη
Μέχρι τα πρώτα χρόνια του εικοστού αιώνα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η επικοινωνία μεταξύ νευρώνων και μεταξύ νευρώνων και άλλων κυττάρων έγινε αποκλειστικά μέσω ηλεκτρικών συνάψεων.
Η ιδέα ότι θα μπορούσε να υπάρξει ένας άλλος τρόπος επικοινωνίας όταν μερικοί ερευνητές ανακάλυψαν τον λεγόμενο συνοπτικό χώρο.
Ο Γερμανός φαρμακολόγος Otto Loewi υποθέτει ότι ο συναπτικός χώρος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από νευρώνες για να απελευθερώσει χημικούς αγγελιοφόρους. Ήταν το έτος 1921.
Μέσω των πειραμάτων του σχετικά με τη νευρική ρύθμιση της καρδιακής δραστηριότητας, ο Loewi έγινε ο πρωταγωνιστής της ανακάλυψης του πρώτου γνωστού νευροδιαβιβαστή: ακετυλοχολίνης .
κάθισμα
Στους προ-συναπτικούς νευρώνες, οι νευροδιαβιβαστές βρίσκονται μέσα σε μικρές ενδοκυτταρικές κυστίδια .
Αυτά τα διακυτταρικά κυστίδια είναι συγκρίσιμα με τα σάκχαρα, οριοθετημένα από ένα διπλό στρώμα φωσφολιπιδίων παρόμοιο, σε διάφορες απόψεις, με το διπλό φωσφολιπιδικό στρώμα της μεμβράνης πλάσματος ενός γενικού υγιούς ευκαρυωτικού κυττάρου.
Όσο παραμένουν εντός των ενδοκυτταρικών κυστιδίων, οι νευροδιαβιβαστές λέγονται έτσι αδρανείς και δεν παράγουν καμία απάντηση.
Μηχανισμός δράσης
Προϋπόθεση: να κατανοήσουμε τον μηχανισμό δράσης των νευροδιαβιβαστών είναι καλό να έχουμε κατά νου τις χημικές συνάψεις και τη σύνθεσή τους, που περιγράφηκαν προηγουμένως.
Οι νευροδιαβιβαστές παραμένουν περιορισμένοι εντός των ενδοκυτταρικών κυστιδίων, μέχρις ότου φθάσει ένα σήμα νευρικής προέλευσης ικανό να διεγείρει την απελευθέρωση των κυστιδίων από τον νευρώνα του υποδοχέα.
Η απελευθέρωση των κυστιδίων λαμβάνει χώρα κοντά στο προ-συναπτικό άκρο του νευρώνα του δοχείου και περιλαμβάνει την απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών στον συνοπτικό χώρο.
Στον συνοπτικό χώρο, οι νευροδιαβιβαστές είναι ελεύθεροι να αλληλεπιδρούν με την μετασυναπτική μεμβράνη του νεύρου, των μυών ή των αδενικών κυττάρων, που βρίσκονται σε άμεση γειτνίαση και αποτελούν μέρος της χημικής σύναψης.
Η αλληλεπίδραση μεταξύ των νευροδιαβιβαστών και της μετασυναπτικής μεμβράνης είναι δυνατή χάρη στην παρουσία, επί του τελευταίου, συγκεκριμένων πρωτεϊνών, καλώς καλούμενων υποδοχέων μεμβράνης .
Η επαφή μεταξύ των νευροδιαβιβαστών και των υποδοχέων της μεμβράνης μετατρέπει το αρχικό νευρικό σήμα (εκείνο που διεγείρει την απελευθέρωση ενδοκυτταρικών κυστιδίων) σε μια καλά συγκεκριμένη κυτταρική απόκριση. Για παράδειγμα, η κυτταρική απόκριση που παράγεται από την αλληλεπίδραση μεταξύ των νευροδιαβιβαστών και της μετασυναπτικής μεμβράνης ενός μυϊκού κυττάρου μπορεί να συνίσταται στη συστολή του μυϊκού ιστού στον οποίο ανήκει το προαναφερθέν κύτταρο.
Κατά την ολοκλήρωση αυτής της σχηματικής εικόνας του τρόπου λειτουργίας των νευροδιαβιβαστών, είναι σημαντικό να αναφέρουμε την ακόλουθη τελευταία άποψη: η συγκεκριμένη κυτταρική απόκριση που αναφέρθηκε παραπάνω εξαρτάται από τον τύπο του νευροδιαβιβαστή και τον τύπο των υποδοχέων που υπάρχουν στην μετασυναπτική μεμβράνη.
ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΔΡΑΣΗ ΔΡΑΣΗΣ;
Στη νευροβιολογία, το νευρικό σήμα που διεγείρει την απελευθέρωση των ενδοκυτταρικών κυστιδίων ονομάζεται δυναμικό δράσης .
Εξ ορισμού, το δυναμικό δράσης είναι το φαινόμενο που λαμβάνει χώρα σε γενικό νευρώνα και το οποίο προβλέπει μια ταχεία αλλαγή στο ηλεκτρικό φορτίο μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού της κυτταρικής μεμβράνης του εμπλεκόμενου νευρώνα.
Υπό το πρίσμα αυτό, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι, όταν μιλάμε για νευρικά σήματα, οι εμπειρογνώμονες τις συγκρίνουν με ηλεκτρικούς παλμούς: ένα νευρικό σήμα είναι ένα ηλεκτρικό συμβάν από κάθε άποψη.
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ
Σύμφωνα με τη γλώσσα των νευροβιολόγων, η κυτταρική απόκριση που προκαλείται από τους νευροδιαβιβαστές, στο επίπεδο της μετασυναπτικής μεμβράνης, μπορεί να είναι διεγερτική ή ανασταλτική .
Μια διεγερτική απόκριση είναι μια αντίδραση για την προώθηση της δημιουργίας ενός νευρικού παλμού στο μετασυναπτικό στοιχείο.
Μία ανασταλτική απόκριση, από την άλλη πλευρά, είναι μια αντίδραση που αποσκοπεί στην αναστολή της δημιουργίας ενός νευρικού παλμού στο μετασυναπτικό στοιχείο.
ταξινόμηση
Οι γνωστοί ανθρώπινοι νευροδιαβιβαστές είναι πολύ πολυάριθμοι και ο κατάλογός τους προορίζεται να αναπτυχθεί, καθώς, τακτικά, οι νευροβιολόγοι ανακαλύπτουν νέους.
Ο μεγάλος αριθμός αναγνωρισμένων νευροδιαβιβαστών κατέστησε την ταξινόμηση αυτών των χημικών μορίων απαραίτητη, προκειμένου να απλουστευθεί η διαβούλευση.
Υπάρχουν διάφορα κριτήρια ταξινόμησης. η πιο συνηθισμένη είναι αυτή που διακρίνει τους νευροδιαβιβαστές που βασίζονται στην τάξη των μορίων στα οποία ανήκουν .
Οι κύριες κατηγορίες μορίων στα οποία ανήκουν οι ανθρώπινοι νευροδιαβιβαστές είναι:
- Η κατηγορία αμινοξέων ή παραγώγων αμινοξέων . Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει: γλουταμικό (ή γλουταμινικό οξύ), ασπαρτικό (ή ασπαρτικό οξύ), γ-αμινοβουτυρικό οξύ (περισσότερο γνωστό ως GABA) και γλυκίνη.
- Η κατηγορία των πεπτιδίων . Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει: σωματοστατίνη, οπιοειδή, ουσία Ρ, μερικές εκκριματίνες (σεκρετίνη, γλυκαγόνη, κλπ.), Κάποιες ταχυκινίνες (νευροκινίνη Α, νευροκινίνη Β, κλπ.), Κάποιες γαστρίνες, γαλανίνη, νευροστενίνη και λεγόμενα μεταγραφάσματα που ρυθμίζονται από κοκαΐνη αμφεταμίνη.
- Η κατηγορία των μονοαμινών . Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει: ντοπαμίνη, νορεπινεφρίνη, επινεφρίνη, ισταμίνη, σεροτονίνη και μελατονίνη.
- Η τάξη του λεγόμενου " ίχνους αμίνης ". Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει: τυραμίνη, τρι-ιωδοθυρονάμινο, 2-φαινυλαιθυλαμίνη (ή 2-φαινυλαιθυλαμίνη), οκτοπαμίνη και τρυπταμίνη (ή τριπταμίνη).
- Η κατηγορία των πουρινών . Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει: τριφωσφορική αδενοσίνη και αδενοσίνη.
- Η κατηγορία αερίου . Η κατηγορία αυτή περιλαμβάνει: νιτρικό οξείδιο (ΝΟ), μονοξείδιο του άνθρακα (CO) και υδρόθειο (H2S).
- Άλλο . Όλοι οι νευροδιαβιβαστές που δεν μπορούν να εισαχθούν σε καμία από τις προηγούμενες κατηγορίες, όπως η ήδη αναφερθείσα ακετυλοχολίνη ή αντιανταμίδιο, εμπίπτουν στην κατηγορία "άλλοι".
Τα καλύτερα γνωστά παραδείγματα
Μερικοί νευροδιαβιβαστές είναι σαφώς πιο διάσημοι από τους άλλους, διότι είναι γνωστοί και μελετημένοι για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και επειδή εκτελούν λειτουργίες σημαντικού βιολογικού ενδιαφέροντος.
Μεταξύ των πιο γνωστών νευροδιαβιβαστών αξίζουν μια αναφορά:
- Γλουταμινικό . Είναι ο κύριος διεγερτικός νευροδιαβιβαστής του κεντρικού νευρικού συστήματος: σύμφωνα με όσα λένε οι νευροβιολόγοι, θα χρησιμοποιηθεί περισσότερο από το 90% των αποκαλούμενων διεγερτικών συνάψεων.Παράλληλα με τη διεγερτική λειτουργία του, το γλουταμινικό εμπλέκεται επίσης στις διαδικασίες μάθησης (μάθηση ως διαδικασία αποθήκευσης δεδομένων στον εγκέφαλο) και στη μνήμη.
Σύμφωνα με ορισμένες επιστημονικές μελέτες, θα εμπλέκονται σε ασθένειες όπως: η νόσος του Alzheimer, η νόσος του Huntington, η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (γνωστότερη ως ALS) και η νόσος του Parkinson.
- Το GABA . Είναι ο κύριος ανασταλτικός νευροδιαβιβαστής του κεντρικού νευρικού συστήματος: σύμφωνα με τις τελευταίες μελέτες βιολογίας, θα χρησιμοποιηθεί περίπου το 90% των αποκαλούμενων ανασταλτικών συνάψεων.
Λόγω των ανασταλτικών ιδιοτήτων του, το GABA είναι ένας από τους κύριους στόχους των ηρεμιστικών και των ηρεμιστικών φαρμάκων.
- Ακετυλοχολίνη . Είναι ένας νευροδιαβιβαστής με διεγερτική λειτουργία στους μυς: στις νευρομυικές συνδέσεις, στην πραγματικότητα, η παρουσία του θέτει σε κίνηση αυτούς τους μηχανισμούς που συστέλλονται με τα κύτταρα των επηρεασμένων μυϊκών ιστών.
Εκτός από τη δράση σε ένα μυϊκό επίπεδο, η ακετυλοχολίνη επηρεάζει επίσης τη λειτουργία των οργάνων που ελέγχονται από το λεγόμενο αυτόνομο νευρικό σύστημα. Η επιρροή του στο αυτόνομο νευρικό σύστημα μπορεί να είναι διεγερτική και ανασταλτική.
- Ντοπαμίνη . Ανήκει στην οικογένεια των κατεχολαμινών, είναι ένας νευροδιαβιβαστής που εκτελεί πολλές λειτουργίες, τόσο στο κεντρικό νευρικό σύστημα όσο και στο περιφερικό νευρικό σύστημα.
Στο επίπεδο του κεντρικού νευρικού συστήματος, η ντοπαμίνη συμμετέχει σε: έλεγχο της κίνησης, έκκριση ορμόνης προλακτίνης, έλεγχο των κινητικών δεξιοτήτων, μηχανισμοί ανταμοιβής και ευχαρίστησης, έλεγχος έκτασης προσοχής, μηχανισμός ύπνου, τον έλεγχο της συμπεριφοράς, τον έλεγχο κάποιων γνωστικών λειτουργιών, τον έλεγχο της διάθεσης και, τέλος, τους μηχανισμούς στους οποίους βασίζεται η μάθηση.
Στο επίπεδο του περιφερικού νευρικού συστήματος, ωστόσο, ενεργεί ως: αγγειοδιασταλτικό, διεγείροντας την απέκκριση νατρίου, παράγοντα που ευνοεί την κινητική του εντέρου, παράγοντα που μειώνει τη δραστηριότητα των λεμφοκυττάρων και, τέλος, έναν παράγοντα που μειώνει την έκκριση ινσουλίνης.
- Σεροτονίνη . Είναι ένας νευροδιαβιβαστής που βρίσκεται κυρίως στο έντερο και, αν και σε μικρότερο βαθμό από ότι στο έντερο, στους νευρώνες του κεντρικού νευρικού συστήματος.
Με τις ανασταλτικές επιδράσεις της, η σεροτονίνη φαίνεται να ρυθμίζει την όρεξη, τον ύπνο, τη μνήμη και τις διαδικασίες μάθησης, τη θερμοκρασία του σώματος, τη διάθεση, ορισμένες πτυχές της συμπεριφοράς, συστολή μυών, ορισμένες λειτουργίες του καρδιαγγειακού συστήματος και μερικές λειτουργίες του ενδοκρινικού συστήματος .
Από παθολογική άποψη, φαίνεται ότι έχει ρόλο στην ανάπτυξη της κατάθλιψης και των σχετικών ασθενειών. Αυτό εξηγεί την ύπαρξη στην αγορά των λεγόμενων εκλεκτικών αναστολέων επαναπρόσληψης σεροτονίνης, αντικαταθλιπτικών φαρμάκων που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία περισσότερο ή λιγότερο σοβαρών καταθλιπτικών μορφών.
- Η ισταμίνη . Είναι ένας νευροδιαβιβαστής που βρίσκεται επικρατέστερα στο κεντρικό νευρικό σύστημα, ακριβώς στο επίπεδο του υποθαλάμου και των ιστιοκυττάρων που υπάρχουν στον εγκέφαλο και στον νωτιαίο μυελό.
- Νορεπινεφρίνη και επινεφρίνη . Η νορεπινεφρίνη επικεντρώνεται κυρίως στο επίπεδο του κεντρικού νευρικού συστήματος και έχει ως στόχο την κινητοποίηση του εγκεφάλου και του σώματος για δράση (ως εκ τούτου έχει διεγερτικό αποτέλεσμα). Για παράδειγμα, στον εγκέφαλο, προάγει τις διεργασίες ενθουσιασμού, εγρήγορσης, συγκέντρωσης και μνήμης. στο υπόλοιπο σώμα αυξάνει τον καρδιακό ρυθμό και την αρτηριακή πίεση, διεγείρει την απελευθέρωση της γλυκόζης από τα σημεία αποθήκευσης, αυξάνει τη ροή του αίματος στους σκελετικούς μύες, μειώνει τη ροή του αίματος στο γαστρεντερικό σύστημα και προάγει την εκκένωση της ουροδόχου κύστης και του εντέρου.
Η επινεφρίνη είναι παρούσα, σε μεγάλο βαθμό, στα κύτταρα των επινεφριδίων και σε μικρές ποσότητες στο κεντρικό νευρικό σύστημα.
Αυτός ο νευροδιαβιβαστής έχει διεγερτικά αποτελέσματα και συμμετέχει σε διαδικασίες όπως: αυξημένο αίμα στους σκελετικούς μύες, αυξημένο καρδιακό ρυθμό και διαστολή των μαθητών.
Και η νορεπινεφρίνη και η επινεφρίνη είναι νευροδιαβιβαστές που προέρχονται από τυροσίνη.
