Τι είναι ο Νευροδιαβιβαστής; Τύποι και Λειτουργίες

Βασικές έννοιες

Σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθετε τα πάντα για τους νευροδιαβιβαστές . Ξεκινάμε με μια εισαγωγή στους νευροδιαβιβαστές και μια εξήγηση του τρόπου λειτουργίας τους. Στη συνέχεια, εξετάζουμε τους διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους ταξινομούνται οι νευροδιαβιβαστές. Τέλος, παρέχουμε κοινά παραδείγματα και συζητάμε τις λειτουργίες τους στο ανθρώπινο σώμα.

Θέματα που καλύπτονται σε άλλα άρθρα

• Πρωτεΐνες και αμινοξέα
• Δίπλωμα πρωτεΐνης
• GPCR – Υποδοχείς συζευγμένοι με πρωτεΐνη G
• Καταλύτες και ενέργεια ενεργοποίησης

Τι είναι οι νευροδιαβιβαστές;

Οι νευροδιαβιβαστές είναι χημικοί αγγελιοφόροι μέσα στο σώμα σας. Μεταδίδουν κυτταρικά σήματα από νευρώνες (δηλαδή νευρικά κύτταρα) σε διάφορα κύτταρα-στόχους σε μύες, αδένες ή άλλα νεύρα. Το νευρικό σας σύστημα χρησιμοποιεί νευροδιαβιβαστές για να βοηθήσει στον έλεγχο ενός ευρέος φάσματος σωματικών λειτουργιών, συμπεριλαμβανομένων (αλλά δεν περιορίζονται σε) εκείνων που αναφέρονται παρακάτω.

• Αναπνοή
• Χτύπος καρδιάς και αρτηριακή πίεση
• Μυϊκή κίνηση/συντονισμός
• Ρύθμιση ορμονών
• Πέψη
• Αίσθηση/Αντίληψη
• Ύπνος

Πώς λειτουργούν οι νευροδιαβιβαστές;

Μια σύναψη είναι η θέση επικοινωνίας μεταξύ ενός νευρώνα και του κυττάρου-στόχου του. Ο όρος προσυναπτικό κύτταρο αναφέρεται στον νευρώνα που στέλνει το σήμα, ενώ ο όρος μετασυναπτικό κύτταρο αναφέρεται στο κύτταρο στόχο που λαμβάνει το σήμα. Τα προσυναπτικά κύτταρα επικοινωνούν με τα μετασυναπτικά κύτταρα απελευθερώνοντας νευροδιαβιβαστές σε μια σύναψη μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως συναπτικής μετάδοσης. Αυτή η διαδικασία μπορεί να χωριστεί σε τέσσερα κύρια βήματα.

• Βήμα 1: Οι νευροδιαβιβαστές συντίθενται εντός του νευρώνα και αποθηκεύονται σε συναπτικά κυστίδια, τα οποία βρίσκονται στο άκρο του άξονα του προσυναπτικού νευρώνα.

• Βήμα 2: Ένα ηλεκτρικό σήμα (γνωστό ως δυναμικό δράσης) ταξιδεύει κάτω από τον προσυναπτικό νευρώνα και φτάνει στο τερματικό του άξονα. Αυτό πυροδοτεί μια σειρά γεγονότων. Τα κανάλια ασβεστίου που καλύπτονται από τάση ανοίγουν και η προκύπτουσα εισροή ιόντων ασβεστίου προκαλεί τη σύντηξη των συναπτικών κυστιδίων με την προσυναπτική μεμβράνη. Ως αποτέλεσμα, οι νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται στη συναπτική σχισμή (δηλαδή, το μικρό χάσμα μεταξύ προσυναπτικών και μετασυναπτικών κυττάρων).

• Βήμα 3: Οι νευροδιαβιβαστές διαχέονται κατά μήκος της συναπτικής σχισμής και αλληλεπιδρούν με πρωτεΐνες υποδοχέα στη μετασυναπτική μεμβράνη. Η σύνδεση των νευροδιαβιβαστών με τους αντίστοιχους υποδοχείς τους μπορεί να έχει διεγερτική, ανασταλτική ή ρυθμιστική επίδραση στο μετασυναπτικό κύτταρο.

• Βήμα 4: Οι νευροδιαβιβαστές απενεργοποιούνται ή αφαιρούνται από τη συναπτική σχισμή για να αποτραπεί η συνεχής διέγερση του μετασυναπτικού κυττάρου. Μερικοί νευροδιαβιβαστές διαχέονται έξω από τη συναπτική σχισμή και απορροφώνται από τα νευρογλοιακά κύτταρα, ενώ άλλοι επαναρροφούνται από τον προσυναπτικό νευρώνα. Είναι επίσης πιθανό οι νευροδιαβιβαστές να διασπώνται από ένζυμα.

Ταξινόμηση νευροδιαβιβαστών

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι κατηγοριοποίησης των νευροδιαβιβαστών. Για παράδειγμα, συνήθως ταξινομούνται ανάλογα με την επίδραση που έχουν σε ένα μετασυναπτικό κύτταρο.

• Εγερτικοί νευροδιαβιβαστές αποπόλωση της μετασυναπτικής μεμβράνης (δηλαδή, κάνοντάς την πιο θετική) και αυξήστε την πιθανότητα να ενεργοποιηθεί ένα δυναμικό δράσης. Το κάνουν αυτό δεσμεύοντας και ενεργοποιώντας υποδοχείς σε ένα κύτταρο στόχο, οι οποίοι, με τη σειρά τους, προκαλούν το άνοιγμα των διαύλων ιόντων νατρίου στη μεμβράνη και την αποπόλωση του κυττάρου.
• Ανασταλτικοί νευροδιαβιβαστές υπερπόλωση της μετασυναπτικής μεμβράνης (δηλαδή, καταστήστε την πιο αρνητική) και μειώστε την πιθανότητα να ενεργοποιηθεί ένα δυναμικό δράσης. Αυτό το κάνουν δεσμεύοντας και ενεργοποιώντας υποδοχείς σε ένα κύτταρο στόχο, οι οποίοι, με τη σειρά τους, προκαλούν το άνοιγμα των διαύλων ιόντων καλίου (ή χλωρίου) στη μεμβράνη και την υπερπόλωση του κυττάρου.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ορισμένοι νευροδιαβιβαστές είναι ικανοί να παράγουν τόσο διεγερτικά όσο και ανασταλτικά αποτελέσματα στα κύτταρα-στόχους. Για παράδειγμα, ο νευροδιαβιβαστής ακετυλοχολίνη παράγει διεγερτικά αποτελέσματα στους σκελετικούς μύες (προκαλώντας συστολή των μυών) αλλά ανασταλτικά αποτελέσματα στην καρδιά (επιβράδυνση του καρδιακού ρυθμού). Σε αυτές τις περιπτώσεις, το αποτέλεσμα εξαρτάται από το κύτταρο-στόχο και τους υποδοχείς του.

Οι νευροδιαβιβαστές μπορούν επίσης να ταξινομηθούν με βάση τη χημική τους δομή. Η παρακάτω λίστα περιέχει μερικές από τις κύριες ομάδες (μαζί με παραδείγματα).

• Αμινοξέα: περιλαμβάνουν γλυκίνη, γλουταμικό και GABA.
• Μονοαμίνες: περιλαμβάνουν σεροτονίνη, ντοπαμίνη, επινεφρίνη, νορεπινεφρίνη και ισταμίνη.
• Πεπτίδια: περιλαμβάνουν ενδορφίνες, ωκυτοκίνη, σωματοστατίνη και την ουσία P.
• Πουρίνες: περιλαμβάνουν αδενοσίνη και ATP.
• Άλλα: περιλαμβάνουν ακετυλοχολίνη (ACh) και μονοξείδιο του αζώτου.

Κοινοί νευροδιαβιβαστές (και οι λειτουργίες τους)

Ακετυλοχολίνη

Η ακετυλοχολίνη, ο πρώτος νευροδιαβιβαστής που ανακαλύφθηκε, έχει πολλές λειτουργίες σε όλο το σώμα. Ενεργοποιεί τους σκελετικούς μύες στο σωματικό νευρικό σύστημα και είναι ικανό να διεγείρει ή να αναστέλλει τα εσωτερικά όργανα του αυτόνομου νευρικού συστήματος. Στον εγκέφαλο, η ακετυλοχολίνη βοηθά στη ρύθμιση των γνωστικών διεργασιών όπως η μνήμη και η προσοχή.

Ντοπαμίνη

Η ντοπαμίνη συχνά αποκαλείται το παρατσούκλι «χημική ουσία για την καλή αίσθηση» για το ρόλο της στο σύστημα ανταμοιβής του εγκεφάλου. Απελευθερώνεται σε ευχάριστες καταστάσεις (π.χ. όταν τρώτε το αγαπημένο σας φαγητό ή συμμετέχετε σε σεξουαλική δραστηριότητα). Η ντοπαμίνη βελτιώνει επίσης τη διάθεση, αυξάνει τα κίνητρα, ενισχύει την προσοχή και ρυθμίζει τον κινητικό έλεγχο. Τα μη φυσιολογικά επίπεδα ντοπαμίνης στον εγκέφαλο μπορεί ενδεχομένως να οδηγήσουν σε καταστάσεις όπως η νόσος του Πάρκινσον, η σχιζοφρένεια και η διαταραχή ελλειμματικής προσοχής/υπερκινητικότητας (ADHD).

Σεροτονίνη

Η σεροτονίνη ταξινομείται γενικά ως ανασταλτικός νευροδιαβιβαστής. Η πλειονότητα της συνολικής σεροτονίνης του σώματος (περίπου το 90%) βρίσκεται στο γαστρεντερικό σωλήνα, όπου βοηθά στη ρύθμιση της πέψης. Επιπλέον, τα αιμοπετάλια απελευθερώνουν σεροτονίνη, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στην επούλωση των πληγών. Στον εγκέφαλο, η σεροτονίνη βοηθά στη σταθεροποίηση της διάθεσης και στη μείωση του άγχους. Ως αποτέλεσμα, τα χαμηλά επίπεδα μπορεί δυνητικά να οδηγήσουν σε άγχος και διαταραχές της διάθεσης. Η σεροτονίνη βοηθά επίσης στη ρύθμιση του ύπνου, της όρεξης και της σεξουαλικής λειτουργίας.

Γλουταμινικό

Το γλουταμινικό είναι ο πιο άφθονος διεγερτικός νευροδιαβιβαστής στο νευρικό σύστημα. Παίζει σημαντικό ρόλο στον κύκλο ύπνου-εγρήγορσης, μάθησης/μνήμης και σηματοδότησης πόνου. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας για τα εγκεφαλικά κύτταρα όταν τα επίπεδα γλυκόζης είναι χαμηλά. Επιπλέον, ένα ένζυμο (γλουταμινική αποκαρβοξυλάση) χρησιμοποιεί το γλουταμικό για να συνθέσει το GABA, έναν άλλο βασικό νευροδιαβιβαστή στον εγκέφαλο.

GABA

Το γάμμα-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA), από την άλλη πλευρά, είναι ο πιο κοινός ανασταλτικός νευροδιαβιβαστής στο νευρικό σύστημα. Μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του άγχους, στην ανακούφιση από το στρες και στη βελτίωση της ποιότητας του ύπνου. Στην πραγματικότητα, πολλά διαφορετικά ηρεμιστικά και ηρεμιστικά δρουν ενισχύοντας τις επιδράσεις του GABA.

Περαιτέρω ανάγνωση

• Τι είναι η χημική αντίδραση; Παραδείγματα φυσικής έναντι χημικής αλλαγής
• Τύποι χημικών αντιδράσεων
• Φυσικές έναντι χημικών ιδιοτήτων
• Πολικοί δεσμοί και μη πολικοί δεσμοί και μόρια
• Ιωνικοί δεσμοί έναντι ομοιοπολικών δεσμών