Διαφορά μεταξύ νευροπεπτιδίων και νευροδιαβιβαστών

Κύρια διαφορά – Νευροπεπτίδια έναντι νευροδιαβιβαστών

Τα νευροπεπτίδια και οι νευροδιαβιβαστές είναι χημικές ουσίες που λειτουργούν ως μεσολαβητές για τη μετάδοση παλμών από έναν νευρώνα σε έναν άλλο νευρώνα μέσω της σύναψης. Τόσο τα νευροπεπτίδια όσο και οι νευροδιαβιβαστές είναι παράγωγα πολυπεπτιδίων. Η μετάδοση του σήματος του νευρώνα κατά μήκος της σύναψης λαμβάνει χώρα σε διάφορα στάδια. Πρώτον, ο νευροδιαβιβαστής απελευθερώνεται από τον προσυναπτικό νευρώνα στη σύναψη. Στη συνέχεια, ο νευροδιαβιβαστής διαχέεται κατά μήκος της συναπτικής σχισμής και συνδέεται με συγκεκριμένους υποδοχείς. Τα νευροπεπτίδια είναι ένας τύπος νευροδιαβιβαστών. Τα νευροπεπτίδια είναι μεγάλα μόρια, αλλά οι νευροδιαβιβαστές είναι μικρά μόρια. Η κύρια διαφορά μεταξύ νευροπεπτιδίων και νευροδιαβιβαστών είναι ότι τα νευροπεπτίδια είναι βραδείας δράσης και παράγουν παρατεταμένη δράση ενώ οι νευροδιαβιβαστές δρουν γρήγορα και παράγουν βραχυπρόθεσμη απόκριση.

Αυτό το άρθρο εξετάζει,

1. Τι είναι τα νευροπεπτίδια
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Συνάρτηση
2. Τι είναι οι Νευροδιαβιβαστές
     – Ορισμός, Κατηγοριοποίηση, Χαρακτηριστικά, Λειτουργία
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των νευροπεπτιδίων και των νευροδιαβιβαστών

Τι είναι τα νευροπεπτίδια

Τα νευροπεπτίδια είναι νευροδιαβιβαστές που αποτελούνται από αμινοξέα, το καθένα συνδεδεμένο με πεπτιδικούς δεσμούς. Είναι σχετικά μεγάλα και αποτελούνται από 3 έως 36 αμινοξέα. Απελευθερώνονται στη συναπτική σχισμή μαζί με έναν άλλο νευροδιαβιβαστή. Τα νευροπεπτίδια προέρχονται από περίπου 90 αμινοξέα μεγάλες, ανενεργές πρόδρομες ουσίες. Η απομάκρυνση της αλληλουχίας σήματος από τον πρόδρομο νευροπεπτίδιο παράγει το βιοδραστικό πεπτίδιο. Σε ορισμένα πρόδρομα πεπτίδια νευροπεπτιδίου, το ίδιο βιοδραστικό νευροπεπτίδιο εμφανίζεται σε πολλαπλά αντίγραφα. Τα νευροπεπτίδια συντίθενται στο κυτταρικό σώμα του νευρώνα. Στη συνέχεια, απομονώνονται εντός του αυλού και μεταφέρονται στον άξονα, ενώ υφίστανται επεισόδια επεξεργασίας όπως η διάσπαση πεπτιδίου σήματος. Τα βιοενεργά νευροπεπτίδια αποθηκεύονται σε μεγάλα κυστίδια πυκνού πυρήνα (LDCVs). Μετά την εξωκυττάρωση των LDCV, τα συστατικά της μεμβράνης των LDCV επανεσωτερικεύονται. Επομένως, δεν λαμβάνει χώρα επαναχρησιμοποίηση νευροπεπτιδίων στη σύναψη. Η απελευθέρωση νευροπεπτιδίων λαμβάνει χώρα σε χαμηλές συγκεντρώσεις κυτταροπλαστικού Ca. Όμως, τα κάιον συνήθως διεγείρουν την εξωκυττάρωση των LDCV. Έτσι, ιόντα Ca από άλλες πηγές όπως εσωτερικές αποθήκες ή διαμεμβρανικό ρεύμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εξωκυττάρωση. Η σύνθεση των νευροπεπτιδίων φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Σύνθεση νευροπεπτιδίων

Πίνακας 1:Προέλευση νευροπεπτιδίων και παραδείγματα

Προέλευση	Παράδειγμα
Υποθαλαμικές ορμόνες απελευθέρωσης	TRH, LHRH, GHIH (σωματοστατίνη)
Πεπτίδια της υπόφυσης	ACTH, β-ενδορφίνη, α-MSH, PRL, LH, TSH, GH, Βαζοπρεσσίνη, Οξυτοκίνη
Πεπτίδια που δρουν στο έντερο και τον εγκέφαλο	Εγκεφαλίνη λευκίνης, εγκεφαλίνη μεθειονίνης, δευτερεύοντα P, γαστρίνη, CCK, VIP, GF νεύρου, νευροτροπικοί παράγοντες που προέρχονται από τον εγκέφαλο, Νευροτρενσίνη, Ινσουλίνη, Γλυκαγόνη
Από άλλους ιστούς	Ag-II, βραδυκινίνη, καρνοσίνη, πεπτίδια ύπνου, καλσιτονίνη

Τι είναι οι νευροδιαβιβαστές

Οι νευροδιαβιβαστές είναι χημικές ουσίες που μεταδίδουν σήματα από έναν νευρώνα σε ένα κύτταρο στόχο μέσω μιας σύναψης. Αποθηκεύονται σε συναπτικά κυστίδια, τα οποία υπάρχουν στο άκρο των κυττάρων του προσυναπτικού νευρώνα. Μόλις ο προσυναπτικός νευρώνας διεγείρεται από μια νευρική ώθηση, οι νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται στη σύναψη από το τερματικό του άξονα. Οι απελευθερωμένοι νευροδιαβιβαστές διαχέονται κατά μήκος της σύναψης και συνδέονται με τους συγκεκριμένους υποδοχείς στον μετασυναπτικό νευρώνα. Ως εκ τούτου, οι νευροδιαβιβαστές βρίσκονται σε άμεση επαφή με τα κύτταρα-στόχους τους.

Κατηγοριοποίηση νευροδιαβιβαστών

Οι νευροδιαβιβαστές κατηγοριοποιούνται σε τύπους με βάση τη συνάρτηση. είναι διεγερτικοί και ανασταλτικοί νευροδιαβιβαστές. Εγερτικοί νευροδιαβιβαστές αυξάνουν τη διαμεμβρανική ροή ιόντων, επιτρέποντας στον μετασυναπτικό νευρώνα να παράγει ένα δυναμικό δράσης. Αντίθετα, ανασταλτικοί νευροδιαβιβαστές μειώνουν τη διαμεμβρανική ροή ιόντων, απαγορεύοντας στον μετασυναπτικό νευρώνα να παράγει δυναμικό δράσης. Ωστόσο, η συνολική επίδραση των διεγερτικών και ανασταλτικών λειτουργιών καθορίζει εάν ο μετασυναπτικός νευρώνας «πυροδοτεί» ή όχι.

Η ακετυλοχολίνη, οι βιογενείς αμίνες και τα αμινοξέα είναι οι τρεις κατηγορίες νευροδιαβιβαστών. Το ακετύλιο και η χολίνη εμπλέκονται στην παραγωγή ακετυλοχολίνης , που δρα στις νευρομυϊκές συνδέσεις. Βιογενείς αμίνες που βρίσκονται στον εγκέφαλο εμπλέκονται στη συναισθηματική συμπεριφορά του ζώου. Περιλαμβάνουν κατεχολαμίνες όπως η ντοπαμίνη, η επινεφρίνη και η νορεπινεφρίνη (NE) και οι ινδολαμίνες όπως η σεροτονίνη και η ισταμίνη. Βοηθούν επίσης στη ρύθμιση του βιολογικού ρολογιού. Η λειτουργία των βιογενών αμινών εξαρτάται από τον τύπο του υποδοχέα στον οποίο συνδέονται. Γλουταμινικό και γάμμα-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA) είναι νευροδιαβιβαστές αμινοξέων. Τα γλουταμινικά άλατα δρουν στον εγκέφαλο. Τα νευροπεπτίδια όπως οι ενδορφίνες και η ουσία P είναι σειρές αμινοξέων, τα οποία μεσολαβούν σε σήματα πόνου. Μια σύναψη με νευροδιαβιβαστές φαίνεται στην εικόνα 2 .

Εικόνα 2:Μια σύναψη

Διαφορά μεταξύ νευροπεπτιδίων και νευροδιαβιβαστών

Ορισμός

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια είναι μικρές αλυσίδες αμινοξέων που χρησιμεύουν ως νευροδιαβιβαστές.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές είναι χημικές ουσίες που απελευθερώνονται στο τέλος ενός νευρικού κυττάρου με την άφιξη μιας νευρικής ώθησης, μεταδίδοντας την ώθηση σε έναν άλλο νευρώνα, μυ ή κάποια άλλη δομή.

Μοριακό βάρος

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια έχουν υψηλό μοριακό βάρος.

Νευροδιαβιβαστές:Οι νευροδιαβιβαστές έχουν χαμηλό μοριακό βάρος.

Δραστηριότητα

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια είναι βραδείας δράσης.

Νευροδιαβιβαστές:Οι νευροδιαβιβαστές είναι ταχείας δράσης.

Απάντηση

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια παράγουν αργή απόκριση.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές παράγουν οξεία απόκριση.

Διάρκεια

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια παράγουν παρατεταμένη δράση.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές ενεργοποιούν βραχυπρόθεσμη απόκριση.

Πρωτεΐνες υποδοχέα

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια δρουν σε έναν αριθμό πρωτεϊνών υποδοχέων.

Νευροδιαβιβαστές: Οι περισσότεροι από τους νευροδιαβιβαστές δρουν μόνο σε έναν συγκεκριμένο υποδοχέα.

Μεταβολικά Μηχανήματα

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια αλλάζουν τον μεταβολικό μηχανισμό.

Νευροδιαβιβαστές: Οι περισσότεροι νευροδιαβιβαστές δεν αλλάζουν τον μεταβολικό μηχανισμό.

Γονίδια

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια μεταβάλλουν την έκφραση συγκεκριμένων γονιδίων.

Νευροδιαβιβαστές: Οι περισσότεροι νευροδιαβιβαστές δεν αλλάζουν την έκφραση των γονιδίων.

Σύνθεση

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια συντίθενται σε τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο και συσκευή Golgi.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές συντίθενται στο κυτταρόπλασμα των τερματικών προσυναπτικών νευρώνων.

Συγκέντρωση

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια συντίθενται σε χαμηλές συγκεντρώσεις.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές συντίθενται σε υψηλές συγκεντρώσεις.

Τοποθεσία

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια βρίσκονται σε όλο τον νευρώνα.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές βρίσκονται μόνο στα άκρα του άξονα των προσυναπτικών νευρώνων.

Αποθηκευμένο σε

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια αποθηκεύονται σε μεγάλα κυστίδια με πυκνό πυρήνα (LDCVs).

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές αποθηκεύονται σε μικρά εκκριτικά κυστίδια (SSVs).

Κυκλοφορία

Νευροπεπτίδια: Η αξονική ροή των νευροδιαβιβαστών εμφανίζεται σε λίγα cm/ημέρα.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται μέσα σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου με την άφιξη ενός δυναμικού δράσης.

Κυκλοφόρησε με

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια απελευθερώνονται στη συναπτική σχισμή μαζί με έναν άλλο νευροδιαβιβαστή.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται μεμονωμένα ανάλογα με το δυναμικό δράσης.

Συγκέντρωση κυτοσολικού Ca2+

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια απελευθερώνονται σε χαμηλές συγκεντρώσεις ασβεστίου στο κυτταρόπλασμα.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται σε υψηλές κυτταροπλασματικές συγκεντρώσεις Ca.

Ιστότοπος δράσης

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια έχουν διαφορετική θέση δράσης από την προέλευσή τους.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται σε άμεση εναπόθεση στα κύτταρα-στόχους τους.

Μοίρα

Νευροπεπτίδια: Τα κυστίδια αυτολύονται χωρίς επαναχρησιμοποίηση. Μόλις απελευθερωθούν, δεν υφίστανται επαναπρόσληψη.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές είτε καταστρέφονται από ένζυμα στη συναπτική σχισμή είτε επαναπροσλαμβάνονται από το προσυναπτικό τερματικό ή τη νευρογλοία με ενεργή μεταφορά.

Δυνατότητα

Νευροπεπτίδια: Τα νευροπεπτίδια είναι 1000 φορές ισχυρά από τους νευροδιαβιβαστές.

Νευροδιαβιβαστές: Οι νευροδιαβιβαστές είναι λιγότερο ισχυροί σε σύγκριση με τα νευροπεπτίδια.

Παραδείγματα

Νευροπεπτίδια: Η ωκυτοκίνη, η αγγειοπιεσίνη, η TSH, η LH, η GH, η ινσουλίνη και η γλυκαγόνη είναι νευροπεπτίδια.

Νευροδιαβιβαστές: Η ακετυλοχολίνη, η ντοπαμίνη, η σεροτονίνη και η ισταμίνη είναι νευροδιαβιβαστές.

Συμπέρασμα

Τα νευροπεπτίδια και οι νευροδιαβιβαστές είναι χημικοί μεσολαβητές, οι οποίοι εμπλέκονται στη μετάδοση των παλμών των νευρώνων. Τα νευροπεπτίδια είναι ένας τύπος νευροδιαβιβαστών. Τα νευροπεπτίδια είναι αμινοξέα βραχείας αλυσίδας και οι νευροδιαβιβαστές είναι πολυπεπτιδικά μόρια. Η παραγωγή νευροπεπτιδίων λαμβάνει χώρα στο κυτταρικό σώμα του νευρώνα ενώ η παραγωγή νευροδιαβιβαστών λαμβάνει χώρα στο άκρο του άξονα των προσυναπτικών νευρώνων. Τα νευροπεπτίδια απελευθερώνονται σε μια ξεχωριστή θέση από τη θέση δράσης. Ως εκ τούτου, η διάχυσή τους στο ενεργό κέντρο απαιτεί χρόνο, κάνοντας τα νευροπεπτίδια να δρουν αργά. Αλλά παράγουν μια παρατεταμένη ανταπόκριση. Αντίθετα, οι νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται απευθείας με το στόχο τους, παράγοντας μια οξεία απόκριση. Δεδομένου ότι οι νευροδιαβιβαστές καταστρέφονται στην προσυναπτική σχισμή, η απόκρισή τους διαρκεί για μικρό χρονικό διάστημα. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ των νευροπεπτιδίων και των νευροδιαβιβαστών έγκειται στον μηχανισμό δράσης τους μετά την απελευθέρωση.

Αναφορά:
1."Τι είναι οι νευροδιαβιβαστές;" Νευρολογική. Ν.π., ν.δ. Ιστός. 29 Μαΐου 2017. .
2 "Τύποι νευροδιαβιβαστών ανά λειτουργία – Απεριόριστο ανοιχτό εγχειρίδιο." Απεριόριστος. N.p., 29 Σεπτ. 2016. Web. 29 Μαΐου 2017. .
3 "Synaptic Transmitters- Neurotransmitters &Neuropeptides." HowMed. N.p., 18 Μαΐου 2011. Web. 30 Μαΐου 2017. .
4. Mains, R. E., Eipper, B. A., «The Neuropeptides». Βασική Νευροχημεία:Μοριακές, Κυτταρικές και Ιατρικές Πτυχές. 6η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1999. Web. 30 Μαΐου 2017. .

Εικόνα Ευγενική προσφορά:
1. "Neuropeptide synthesis" By Pancrat – Δική μου εργασία (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2. "1225 Chemical Synapse" By OpenStax –  (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia