Hvordan de jobber, forskjellige typer, og hvorfor de er viktige
En nevrotransmitter er definert som en kjemisk messenger som bærer, øker og balanserer signaler mellom nevroner eller nerveceller og andre celler i kroppen. Disse kjemiske budbringere kan påvirke et bredt spekter av fysiske og psykologiske funksjoner, inkludert hjertefrekvens, søvn, appetitt, humør og frykt. Milliarder av neurotransmittere jobber hele tiden for å holde hjernen i funksjon, og administrerer alt fra vår pust til hjerteslag til våre lærings- og konsentrasjonsnivåer.
Hvordan Neurotransmittere Arbeider
For at nevroner skal sende meldinger gjennom hele kroppen, må de kunne kommunisere med hverandre for å overføre signaler. Men nevroner er ikke bare knyttet til hverandre. På slutten av hver nevron er et lite gap kalt synaps, og for å kommunisere med neste celle, må signalet krysse denne lille plassen. Dette skjer gjennom en prosess kjent som nevrotransmisjon.
I de fleste tilfeller frigjøres en nevrotransmitter fra det som kalles axonterminalen etter at et handlingspotensial har nådd synapset, et sted hvor nevroner kan overføre signaler til hverandre.
Når et elektrisk signal når slutten av en neuron, utløser det frigivelsen av små sekker som kalles vesikler som inneholder nevrotransmitterne. Disse sacs spilder innholdet i synapset, hvor nevrotransmitterne beveger seg over gapet mot nabostaten.
Disse cellene inneholder reseptorer hvor nevrotransmitterne kan binde og utløse endringer i cellene.
Etter frigivelse krysser nevrotransmitteren det synaptiske gapet og festes til reseptorstedet på den andre nevronen, enten spennende eller hemmer det mottakende nevronet avhengig av hva nevrotransmitteren er.
Nevrotransmittere fungerer som en nøkkel, og reseptorstedet fungerer som en lås. Det tar den riktige nøkkelen for å åpne bestemte låser. Hvis nevrotransmitteren er i stand til å arbeide på reseptorstedet, utløser det endringer i mottakscellen.
Noen ganger kan nevrotransmittere binde seg til reseptorer og forårsake at et elektrisk signal blir overført ned i cellen (eksitatorisk). I andre tilfeller kan nevrotransmitteren faktisk blokkere signalet fra å fortsette, forhindre at meldingen blir båret på (hemmende).
Så hva skjer med en nevrotransmitter etter at jobben er fullført? Når nevrotransmitteren har hatt den utformede effekten, kan aktiviteten stoppes av forskjellige mekanismer.
- Det kan nedbrytes eller deaktiveres av enzymer
- Det kan drive bort fra reseptoren
- Det kan tas opp igjen av nervens akson som frigjorde det i en prosess kjent som gjenopptak
Neurotransmittere spiller en viktig rolle i hverdagen og fungerer. Forskere vet ennå ikke nøyaktig hvor mange nevrotransmittere som finnes, men mer enn 100 kjemiske budbringere er blitt identifisert.
Hva Neurotransmittere Gjør
Neurotransmittere kan klassifiseres etter deres funksjon:
Excitatoriske nevrotransmittere: Disse typer nevrotransmittere har eksitatoriske effekter på nevronet, noe som betyr at de øker sannsynligheten for at nevronet vil brenne et handlingspotensial.
Noen av de viktigste eksitatoriske nevrotransmittere inkluderer epinefrin og norepinefrin.
Inhibitoriske nevrotransmittere: Disse typer nevrotransmittere har hemmende effekter på nevronet; de reduserer sannsynligheten for at nevronet vil brenne et handlingspotensial. Noen av de viktigste inhibitoriske nevrotransmittere inkluderer serotonin og gamma-aminosmørsyre (GABA).
Noen nevrotransmittere, som acetylkolin og dopamin, kan skape både eksitatoriske og hemmende effekter, avhengig av typen reseptorer som er tilstede.
Modulatoriske nevrotransmittere: Disse nevrotransmittere, ofte referert til som neuromodulatorer, er i stand til å påvirke et større antall neuroner samtidig.
Disse neuromodulatorene påvirker også effekten av andre kjemiske budbringere. Hvor synaptiske nevrotransmittere frigjøres av axonterminaler for å ha en hurtigvirkende effekt på andre reseptorneuroner, diffunderer neuromodulatorer over et større område og er mer saktevirkende.
Typer av neurotransmittere
Det finnes en rekke forskjellige måter å klassifisere og kategorisere nevrotransmittere på. I noen tilfeller er de ganske enkelt delt inn i monoaminer, aminosyrer og peptider.
Neurotransmittere kan også kategoriseres i en av seks typer:
Aminosyrer
- Gamma-aminosmørsyre (GABA) fungerer som kroppens viktigste hemmende kjemiske messenger. GABA bidrar til visjon, motorstyring, og spiller en rolle i reguleringen av angst. Benzodiazepiner, som brukes til å behandle angst, fungerer ved å øke effektiviteten til GABA-neurotransmittere, noe som kan øke følelsen av avslapning og ro.
- Glutamat er den mest rikelige nevrotransmitteren som finnes i nervesystemet der det spiller en rolle i kognitive funksjoner som minne og læring . Overdreven mengder glutamat kan excitotoxicitet som resulterer i celledød. Denne excitotoxiticy forårsaket av glutamatoppbygging er forbundet med noen sykdommer og hjerneskade, inkludert Alzheimers sykdom, hjerneslag og epileptiske anfall.
peptider
- Oksytokin er både et hormon og en nevrotransmitter. Den er produsert av hypothalamus og spiller en rolle i sosial anerkjennelse, binding og seksuell reproduksjon. Syntetisk oksytocin, slik som Pitocin, brukes ofte som hjelpemiddel i arbeid og fødsel. Både oksytocin og Pitocin får livmoren til å trekke seg sammen under arbeid.
- Endorfiner er nevrotransmittere enn å hemme overføringen av smertesignaler og fremme følelser av eufori. Disse kjemiske budbringere produseres naturlig av kroppen som svar på smerte, men de kan også utløses av andre aktiviteter som aerob trening. For eksempel er det å oppleve en "runner's high" et eksempel på behagelige følelser generert ved produksjon av endorfiner.
monoamines
- Epinefrin betraktes som både et hormon og en nevrotransmitter. Vanligvis er epinefrin (adrenalin) et stresshormon som frigjøres av binyrene. Det virker imidlertid som en nevrotransmitter i hjernen.
- Norepinefrin er en nevrotransmitter som spiller en viktig rolle i varsomhet er involvert i kroppens kamp eller flyrespons . Dens rolle er å bidra til å mobilisere kroppen og hjernen til å iverksette tiltak i tider med fare eller stress. Nivåene av denne nevrotransmitteren er vanligvis lavest under søvn og høyest i stressstunder.
- Histamin virker som en nevrotransmitter i hjernen og ryggmargen. Det spiller en rolle i allergiske reaksjoner og produseres som en del av immunsystemets respons på patogener.
- Dopamin spiller en viktig rolle i koordinasjonen av kroppens bevegelser. Dopamin er også involvert i belønning, motivasjon og tillegg. Flere typer av vanedannende stoffer øker dopaminnivået i hjernen. Parkinsons sykdom, som er en degenerativ sykdom som resulterer i tremor og motorisk bevegelseshemming, skyldes tap av dopamin-genererende nevroner i hjernen.
- Serotonin spiller en viktig rolle i regulering og modulering av humør, søvn, angst, seksualitet og appetitt. Selektive serotoninopptakshemmere , vanligvis referert til som SSRI, er en type antidepressiv medisin som ofte foreskrives for å behandle depresjon, angst, panikkforstyrrelse og panikkanfall. SSRIer arbeider for å balansere serotoninnivåene ved å blokkere gjenopptaket av serotonin i hjernen, som kan bidra til å forbedre stemningen og redusere følelser av angst.
puriner
- Adenosin fungerer som en neuromodulator i hjernen og er involvert i å undertrykke vekking og forbedre søvn.
- Adenosintrifosfat (ATP) virker som en nevrotransmitter i sentrale og perifere nervesystemer . Det spiller en rolle i autonom kontroll, sensorisk transduksjon og kommunikasjon med glialceller. Forskning tyder på at det også kan være med i noen nevrologiske problemer, inkludert smerte, traumer og neurodegenerative lidelser.
Gasotransmitters
- Nitrogenoksyd spiller en rolle i å påvirke glatte muskler, slapper av dem slik at blodårene kan utvide og øke blodstrømmen til bestemte områder av kroppen.
- Kullmonoksyd er vanligvis kjent som en fargeløs, luktfri gass som kan ha giftige og potensielt dødelige effekter når folk blir utsatt for høye nivåer av stoffet. Det er imidlertid også produsert naturlig av kroppen der det virker som en nevrotransmitter som bidrar til å modulere kroppens inflammatoriske respons.
acetylkolin
- Acetylcholin er den eneste nevrotransmitteren i sin klasse. Funnet i både sentrale og perifere nervesystemer, er det den primære nevrotransmitteren forbundet med motorneuroner. Det spiller en rolle i muskelbevegelser så vel som minne og læring.
Hva skjer når neurotransmittere ikke fungerer riktig
Som med mange av kroppens prosesser, kan ting noen ganger gå galt. Det er kanskje ikke overraskende at et system så stort og komplekst som det menneskelige nervesystemet ville være utsatt for problemer.
Noen av tingene som kan gå galt inkluderer:
- Neuroner kan ikke produsere nok av en bestemt nevrotransmitter
- For mye av en bestemt nevrotransmitter kan frigjøres
- For mange nevrotransmittere kan deaktiveres av enzymer
- Neurotransmittere kan reabsorberes for fort
Når nevrotransmittere er berørt av sykdom eller rusmidler, kan det være en rekke forskjellige bivirkninger på kroppen. Sykdommer som Alzheimers, epilepsi og Parkinsons er forbundet med underskudd i visse nevrotransmittere.
Helseprofessorer innser hvilken rolle nevrotransmittere kan spille i psykiske helsemessige forhold, og derfor er medisiner som påvirker kroppens kjemiske budbringere, ofte foreskrevet for å behandle en rekke psykologiske forhold .
For eksempel er dopamin forbundet med slike ting som avhengighet og schizofreni. Serotonin spiller en rolle i humørsykdommer, inkludert depresjon og OCD. Legemidler, som SSRI, kan foreskrives av leger og psykiatere for å behandle symptomer på depresjon eller angst. Medisiner brukes noen ganger alene, men de kan også brukes sammen med andre terapeutiske behandlinger, inkludert kognitiv atferdsterapi .
Narkotika som påvirker neurotransmittere
Kanskje den største praktiske søknaden for funn og detaljert forståelse av hvordan neurotransmittere fungerer, har vært utvikling av stoffer som påvirker kjemisk overføring. Disse stoffene er i stand til å forandre effektene av nevrotransmittere, noe som kan lindre symptomene på noen sykdommer.
- Agonister vs antagonister: Noen stoffer er kjent som agonister og funksjon ved å øke effekten av bestemte neurotransmittere. Andre stoffer og referert til som antagonister og handler for å blokkere effektene av nevrotransmisjon.
- Direkte mot indirekte effekter: Disse neuro-virkende legemidlene kan brytes videre basert på om de har en direkte eller indirekte virkning. De som har en direkte effekt arbeid ved å etterligne nevrotransmittere fordi de er svært lik i kjemisk struktur. De som har indirekte innvirkning på arbeidet ved å fungere på de synaptiske reseptorene.
Legemidler som kan påvirke nevrotransmisjon, inkluderer medisiner som brukes til å behandle sykdom, inkludert depresjon og angst, som SSRI, tryksykliske antidepressiva og benzodiazepiner .
Urologiske stoffer som heroin, kokain og marihuana har også effekt på nevrotransmisjon. Heroin fungerer som en direktevirkende agonist som etterligner hjernens naturlige opioider nok til å stimulere de tilhørende reseptorene. Kokain er et eksempel på et indirekte virkende legemiddel som påvirker overføringen av dopamin.
Identifisering av neurotransmittere
Den faktiske identifikasjonen av nevrotransmittere kan faktisk være ganske vanskelig. Mens forskere kan observere vesiklene som inneholder nevrotransmittere, er det ikke helt så enkelt å finne ut hvilke kjemikalier som er lagret i vesiklene.
På grunn av dette har nevrologer utviklet en rekke retningslinjer for å avgjøre om et kjemikalie skal defineres som en nevrotransmitter:
- Kjemikaliet må produseres inne i nevronet.
- De nødvendige forløperenzymer må være tilstede i nevronet.
- Det må være nok av den kjemiske tilsteden å faktisk ha en effekt på postsynaptisk nevron.
- Kemikaliet må frigjøres av presynaptisk nevron, og postsynaptisk nevron må inneholde reseptorer som kjemikaliet vil binde seg til.
- Det må være en gjenopptaksmekanisme eller enzymtilstedeværelse som stopper virkningen av kjemikaliet.
Et ord fra
Neurotransmittere spiller en kritisk rolle i nevral kommunikasjon, påvirker alt fra ufrivillige bevegelser til å lære å stemte. Dette systemet er både komplekst og svært sammenkoblet. Neurotransmittere virker på bestemte måter, men de kan også bli påvirket av sykdom, narkotika eller til og med handlinger fra andre kjemiske budbringere.
> Kilder:
> Benarroch, EE. Adenosintrifosfat: Et mangesidig kjemisk signal i nervesystemet. Neurology. 2010; 74 (7). DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e3181d03762.
> Kring, M., Johnson, SL, Davison, GC, & Neale, J M. Abnormal psykologi . Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2010.
> Magon, N & Kalra, S. Oxytocins orgasmiske historie: Kjærlighet, lyst og arbeidskraft. Indisk J Endokrinol Metab. 2011; 15: S156-S161. doi: 10,4103 / 2230-8210,84851.
> Verkhratsky, A & Krishtal, OA. Adenosintrifosfat (ATP) som en nevrotransmitter. I Encyclopedia of Neuroscience, 4. ed. Elsevier: 115-123; 2009.