Generaliti
Neurotransmitter adalah utusan kimia endogen, yang sel-sel sistem saraf (yang disebut neuron) digunakan untuk berkomunikasi antara satu sama lain atau untuk merangsang sel otot atau kelenjar.
Sinaps kimia adalah tempat hubungan fungsional antara dua neuron atau antara neuron dan gen lain sel.
Terdapat pelbagai kelas neurotransmitter: kelas asid amino, kelas monoamin, kelas peptida, kelas amina "jejak", kelas purin, kelas gas, dll.
Neurotransmitter yang paling terkenal termasuk: dopamin, asetilkolin, glutamat, GABA dan serotonin.
Apa itu neurotransmitter?
Neurotransmitter adalah bahan kimia yang digunakan oleh neuron - sel-sel sistem saraf untuk berkomunikasi antara satu sama lain, bertindak pada sel otot atau untuk merangsang tindak balas dari sel kelenjar.
Dengan kata lain, neurotransmitter adalah utusan kimia endogen, yang memungkinkan komunikasi interneuronal (iaitu antara neuron) dan komunikasi antara neuron dan seluruh badan.
Sistem saraf manusia menggunakan neurotransmitter untuk mengatur atau mengarahkan mekanisme vital, seperti degupan jantung, pernafasan paru-paru, atau pencernaan.
Tambahan pula, tidur malam, tumpuan, mood dan sebagainya bergantung pada neurotransmitter.
NEUROTRANSMITTER DAN SYNAPS KIMIA
Menurut definisi yang lebih khusus, neurotransmitter adalah pembawa maklumat di sepanjang sistem yang disebut sinapsis kimia.
Dalam neurobiologi, istilah sinaps (atau persimpangan sinaptik) menunjukkan tapak hubungan fungsional antara dua neuron atau antara neuron dan gen sel yang lain (contohnya, sel otot atau sel kelenjar).
Fungsi sinaps adalah untuk menghantar maklumat antara sel yang terlibat, untuk menghasilkan tindak balas tertentu (contohnya, pengecutan otot).
Sistem saraf manusia terdiri daripada dua jenis sinaps:
- Sinaps elektrik, di mana komunikasi maklumat bergantung pada aliran arus elektrik melalui dua sel yang terlibat, e
- Bahan kimia yang disebutkan di atas, di mana komunikasi maklumat bergantung pada aliran neurotransmitter melalui dua sel yang terjejas.
Sinaps kimia klasik terdiri daripada tiga komponen asas, yang dibuat secara bersiri:
- Terminal pra-sinaptik neuron dari mana maklumat saraf berasal. Neuron yang dimaksudkan juga disebut neuron pra-sinaptik;
- Ruang sinaptik, iaitu ruang pemisahan antara dua sel protagonis sinaps. Ia berada di luar membran sel dan mempunyai "luas panjangan sama dengan kira-kira 20-40 nanometer;
- Membran pasca-sinaptik neuron, sel otot atau sel kelenjar yang mesti dicapai oleh maklumat saraf. Sama ada neuron, sel otot atau sel kelenjar, unit sel di mana membran postsynaptic disebut elemen postsynaptic.
Sinaps kimia yang menghubungkan neuron ke sel otot juga dikenali sebagai persimpangan neuromuskular atau plat hujung.
PENEMUAN NEUROTRANSMITTER
Rajah: sinaps kimia
Sehingga awal abad kedua puluh, para saintis percaya bahawa komunikasi antara neuron dan antara neuron dengan sel lain berlaku secara eksklusif melalui sinaps elektrik.
Idea bahawa mungkin ada cara komunikasi lain muncul ketika beberapa penyelidik menemui apa yang disebut ruang sinaptik.
Ahli farmakologi Jerman Otto Loewi membuat hipotesis bahawa ruang sinaptik dapat digunakan oleh neuron untuk melepaskan utusan kimia di sana. Ia adalah tahun 1921.
Melalui eksperimennya mengenai peraturan saraf aktiviti jantung, Loewi menjadi protagonis penemuan neurotransmitter pertama yang diketahui: asetilkolin.
Tapak
Pada neuron pra-sinaptik, neurotransmitter berada di dalam vesikel intraselular kecil.
Vesikel antar sel ini sebanding dengan kantung, dibatasi oleh lapisan dua fosfolipid yang serupa, dalam beberapa aspek, dengan lapisan fosfolipid membran plasma sel eukariotik generik yang sihat.
Selagi ia berada di dalam vesikel intraselular, neurotransmitter, sehingga boleh dikatakan, lengai dan tidak menghasilkan tindak balas.
Mekanisme tindakan
Premis: untuk memahami mekanisme tindakan neurotransmitter adalah baik untuk mengingat sinapsis kimia dan komposisinya, yang telah dijelaskan sebelumnya.
Neurotransmitter tetap terkurung di dalam vesikel intraselular, sehingga isyarat asal saraf yang mampu merangsang pembebasan vesikel dari neuron wadah tiba.
Pelepasan vesikel berlaku berhampiran terminal pra-sinaptik neuron kontena dan melibatkan pembebasan neurotransmitter ke ruang sinaptik.
Di ruang sinaptik, neurotransmitter bebas berinteraksi dengan membran pasca-sinaptik sel saraf, otot atau kelenjar, yang terletak di kawasan berdekatan dan menjadi sebahagian daripada sinaps kimia.
Interaksi antara neurotransmitter dan membran pasca-sinaptik adalah mungkin kerana adanya protein yang disebut reseptor membran.
Hubungan antara neurotransmitter dan reseptor membran mengubah isyarat saraf awal (yang merangsang pembebasan vesikel intraselular) menjadi tindak balas sel yang sangat spesifik. Sebagai contoh, tindak balas selular yang dihasilkan oleh interaksi antara neurotransmitter dan membran pasca-sinaptik sel otot mungkin terdiri daripada pengecutan tisu otot yang menjadi sel sel tersebut.
Pada kesimpulan gambar skematik ini mengenai bagaimana neurotransmitter berfungsi, penting untuk melaporkan aspek terakhir berikut: tindak balas selular tertentu yang disebutkan di atas "sememangnya bergantung pada jenis neurotransmitter dan jenis reseptor yang terdapat pada membran pasca-sinaptik.
APAKAH POTENSI TINDAKAN?
Dalam neurobiologi, isyarat saraf yang merangsang pembebasan vesikel intraselular disebut potensi tindakan.
Secara definisi, potensi tindakan adalah fenomena yang berlaku dalam neuron generik dan yang melibatkan perubahan cepat dalam cas elektrik antara bahagian dalam dan luar membran sel neuron yang terlibat.
Sehubungan dengan itu, tidak mengejutkan apabila, mengenai isyarat saraf, para pakar membandingkannya dengan impuls elektrik: isyarat saraf adalah kejadian jenis elektrik dalam semua aspek.
KARAKTERISTIK TANGGUNGJAWAB SEL
Menurut bahasa ahli neurobiologi, tindak balas selular yang disebabkan oleh neurotransmitter, pada tahap membran pasca-sinaptik, boleh menjadi rangsangan atau penghambatan.
Tindak balas yang menggembirakan adalah reaksi yang dirancang untuk mempromosikan penciptaan dorongan saraf dalam elemen pasca-sinaptik.
Tindak balas penghambatan, sebaliknya, adalah reaksi yang dirancang untuk menghalang penciptaan dorongan saraf dalam elemen pasca-sinaptik.
Pengelasan
Terdapat banyak neurotransmitter manusia yang diketahui dan senarai mereka pasti akan bertambah kerana ahli neurobiologi kerap menemui yang baru.
Sebilangan besar neurotransmitter yang diakui telah menjadikannya penting untuk mengklasifikasikan molekul kimia ini, untuk memudahkan perundingannya.
Terdapat pelbagai kriteria klasifikasi; yang paling biasa adalah yang membezakan neurotransmitter berdasarkan kelas molekul yang menjadi milik mereka.
Kelas molekul utama di mana neurotransmitter manusia adalah:
- Kelas asid amino atau derivatif asid amino. Kelas ini merangkumi: glutamat (atau asid glutamat), aspartat (atau asid aspartik), asid gamma-aminobutyric (lebih dikenali sebagai GABA) dan glisin.
- Kelas peptida. Kelas ini merangkumi: somatostatin, opioid, bahan P, beberapa secretin (secretin, glukagon, dll.), Beberapa takikkinin (neurokinin A, neurokinin B, dll.), Beberapa gastrin, galanin, neurotensin dan apa yang disebut transkrip yang diatur oleh kokain dan amfetamin.
- Kelas monoamina. Kelas ini merangkumi: dopamin, norepinefrin, epinefrin, histamin, serotonin dan melatonin.
- Kelas yang disebut "jejak amina". Termasuk dalam kelas ini adalah: tyramine, tri-iodothyronamine, 2-phenylethylamine (atau 2-phenylethylamine), octopamine dan tryptamine (atau tryptamine).
- Kelas purin. Kelas ini merangkumi: adenosin trifosfat dan adenosin.
- Kelas gas. Kelas ini merangkumi: nitrik oksida (NO), karbon monoksida (CO) dan hidrogen sulfida (H2S).
- Yang lain. Semua neurotransmitter yang tidak dapat dimasukkan ke dalam kelas sebelumnya, seperti asetilkolin atau anandamide yang disebutkan di atas, berada di bawah tajuk "lain".
Contoh terkenal
Beberapa neurotransmitter jelas lebih terkenal daripada yang lain, kedua-duanya kerana mereka telah dikenali dan dikaji lebih lama, dan kerana mereka melakukan fungsi yang sangat menarik minat biologi.
Antara neurotransmitter yang paling terkenal layak disebut:
- Glutamat. Ia adalah neurotransmitter utama dari sistem saraf pusat: menurut apa yang dikatakan oleh ahli neurobiologi, lebih daripada 90% sinapsis rangsangan yang digunakan menggunakannya.
Di samping fungsi rangsangannya, glutamat juga terlibat dalam proses pembelajaran (pembelajaran difahami sebagai proses menyimpan data di otak) dan memori.
Menurut beberapa kajian ilmiah, ini akan terlibat dalam penyakit seperti: penyakit Alzheimer, penyakit Huntington, sklerosis lateral amyotrophic (lebih dikenali sebagai ALS) dan Parkinson. - GABA. Ia adalah neurotransmitter penghambat utama sistem saraf pusat: menurut kajian biologi terkini, kira-kira 90% daripada sinapsis perencatan yang digunakan akan menggunakannya.
Kerana sifat penghambatnya, GABA adalah salah satu sasaran utama ubat penenang dan penenang. - Acetylcholine.Ia adalah neurotransmitter dengan fungsi pengujaan pada otot: pada persimpangan neuromuskular, sebenarnya, kehadirannya menggerakkan mekanisme yang mengikat sel-sel tisu otot yang terlibat.
Selain bertindak pada tahap otot, asetilkolin juga mempengaruhi fungsi organ-organ yang dikendalikan oleh sistem saraf autonomi. - Dopamin. Milik keluarga katekolamin, ia adalah neurotransmitter yang melakukan banyak fungsi, baik pada tahap sistem saraf pusat dan pada tahap sistem saraf periferal.
Pada tahap sistem saraf pusat, dopamin mengambil bahagian dalam: kawalan pergerakan, rembesan hormon prolaktin, kawalan kemahiran motor, mekanisme ganjaran dan keseronokan, kawalan kemahiran perhatian, mekanisme tidur, kawalan tingkah laku , kawalan fungsi kognitif tertentu, kawalan mood dan, akhirnya, mekanisme yang mendasari pembelajaran.
Sebaliknya, pada tahap sistem saraf periferal, ia berfungsi sebagai: vasodilator, perangsang perkumuhan natrium, faktor yang mendorong pergerakan usus, faktor yang mengurangkan aktiviti limfosit dan, akhirnya, faktor yang mengurangkan rembesan insulin. - Serotonin. Ini adalah neurotransmitter yang terdapat terutamanya di dalam usus dan, walaupun pada tahap yang lebih rendah daripada pada sel-sel usus, di dalam neuron sistem saraf pusat.
Dari kesan penghambatan, serotonin nampaknya mengatur selera makan, tidur, proses memori dan pembelajaran, suhu badan, mood, beberapa aspek tingkah laku, pengecutan otot, beberapa fungsi sistem kardiovaskular dan beberapa fungsi sistem endokrin.
Dari sudut pandang patologi, nampaknya berperanan dalam perkembangan kemurungan dan penyakit yang berkaitan. Ini menjelaskan kewujudan di pasaran yang disebut inhibitor pengambilan serotonin selektif, ubat antidepresan yang digunakan untuk rawatan bentuk kemurungan yang lebih kurang. - Histamine.Ia adalah neurotransmitter dengan tempat duduk yang lazim di sistem saraf pusat, tepat pada tahap hipotalamus dan sel mast yang terdapat di otak dan saraf tunjang.
- Norepinephrine dan epinefrin. Norepinefrin tertumpu pada sistem saraf pusat dan mempunyai tugas untuk menggerakkan otak dan badan untuk bertindak (oleh itu ia mempunyai kesan rangsangan). Sebagai contoh, di otak, ia mendorong proses rangsangan, kewaspadaan, tumpuan dan ingatan; di seluruh badan, ia meningkatkan kadar denyutan jantung dan tekanan darah, merangsang pembebasan glukosa dari tempat penyimpanan, meningkatkan aliran darah ke otot rangka , mengurangkan aliran darah ke sistem gastrointestinal dan mendorong pengosongan pundi kencing dan usus.
Epinefrin terdapat, sebahagian besarnya, dalam sel-sel kelenjar adrenal dan, dalam jumlah kecil, di sistem saraf pusat.
Neurotransmitter ini mempunyai kesan rangsangan dan mengambil bahagian dalam proses seperti: peningkatan darah ke otot rangka, peningkatan degupan jantung dan pelebaran murid.
Kedua-dua norepinefrin dan epinefrin adalah neurotransmitter yang berasal dari tirosin.
