Hur de arbetar, olika typer och varför de är viktiga
En neurotransmittor definieras som en kemisk budbärare som bär, ökar och balanserar signaler mellan neuroner eller nervceller och andra celler i kroppen. Dessa kemiska budbärare kan påverka ett brett utbud av både fysiska och psykiska funktioner, inklusive hjärtfrekvens, sömn, aptit, humör och rädsla. Miljarder av neurotransmittorer arbetar hela tiden för att vår hjärnor ska fungera, hantera allt från vår andning till vårt hjärtslag till våra inlärnings- och koncentrationsnivåer.
Hur Neurotransmitterar fungerar
För att neuroner ska skicka meddelanden genom hela kroppen måste de kunna kommunicera med varandra för att överföra signaler. Emellertid är neuroner inte bara kopplade till varandra. I slutet av varje neuron är en liten lucka kallad synaps och för att kommunicera med nästa cell måste signalen kunna korsa detta lilla utrymme. Detta sker genom en process som kallas neurotransmission.
I de flesta fall frigörs en neurotransmittor från det som kallas axonterminalen efter att en åtgärdspotential har nått synaps, en plats där neuroner kan överföra signaler till varandra.
När en elektrisk signal når slutet av en neuron, utlöser den frisättningen av små säckar som kallas blåsor som innehåller neurotransmittorerna. Dessa säckar släpper innehållet i synaps, där neurotransmittorerna sedan rör sig över gapet mot de närliggande cellerna.
Dessa celler innehåller receptorer där neurotransmittorerna kan binda och utlösa förändringar i cellerna.
Efter frisättning korsar neurotransmittorn det synaptiska gapet och fästs vid receptorns plats på den andra neuronen, antingen spännande eller hämmande den mottagande neuronen beroende på vad neurotransmittorn är.
Neurotransmittorerna fungerar som en nyckel och receptorsidan fungerar som ett lås. Det tar rätt nyckel för att öppna specifika lås. Om neurotransmittorn kan arbeta på receptorns webbplats, utlöser den förändringar i mottagningscellen.
Ibland kan neurotransmittorer binda till receptorer och orsaka att en elektrisk signal sänds ner i cellen (excitatorisk). I andra fall kan neurotransmittorn faktiskt blockera signalen från att fortsätta, förhindra att meddelandet bärs på (hämmande).
Så vad händer med en neurotransmittor efter att jobbet är klart? När neurotransmittorn har haft den designade effekten kan dess aktivitet stoppas av olika mekanismer.
- Det kan brytas ner eller avaktiveras av enzymer
- Det kan drivas bort från receptorn
- Det kan tas upp av axonen hos neuronen som släppte den i en process som kallas återupptagning
Neurotransmittorer spelar en viktig roll i vardagen och funktionen. Forskare vet inte exakt hur många neurotransmittorer som finns, men mer än 100 kemiska budbärare har identifierats.
Vad Neurotransmittorer Gör
Neurotransmittorer kan klassificeras enligt deras funktion:
Excitatoriska neurotransmittorer: Dessa typer av neurotransmittorer har excitatoriska effekter på neuronen, vilket innebär att de ökar sannolikheten för att neuronen kommer att avfyra en åtgärdspotential.
Några av de stora excitatoriska neurotransmittorerna innefattar epinefrin och norepinefrin.
Hämmande neurotransmittorer: Dessa typer av neurotransmittorer har hämmande effekter på neuronen; de minskar sannolikheten för att neuronen kommer att avfyra en åtgärdspotential. Några av de viktigaste hämmande neurotransmittorerna innefattar serotonin och gamma-aminosmörsyra (GABA).
Vissa neurotransmittorer, såsom acetylkolin och dopamin, kan skapa både excitatoriska och hämmande effekter beroende på vilken typ av receptorer som är närvarande.
Modulatoriska neurotransmittorer: Dessa neurotransmittorer, som ofta kallas neuromodulatorer, kan påverka ett större antal neuroner samtidigt.
Dessa neuromodulatorer påverkar också effekterna av andra kemiska budbärare. Där synaptiska neurotransmittorer släpps av axonterminaler för att få en snabbverkande påverkan på andra receptorns neuroner diffunderar neuromodulatorer över ett större område och är mer långsamverkande.
Typer av neurotransmittorer
Det finns ett antal olika sätt att klassificera och kategorisera neurotransmittorer. I vissa fall delas de helt enkelt in i monoaminer, aminosyror och peptider.
Neurotransmittorer kan också kategoriseras i en av sex typer:
Aminosyror
- Gamma-aminosmörsyra (GABA) fungerar som kroppens främsta hämmande kemiska budbärare. GABA bidrar till synen, motorstyrningen och spelar en roll vid reglering av ångest. Benzodiazepiner, som används för att behandla ångest, funktion genom att öka effektiviteten hos GABA-neurotransmittorer, vilket kan öka känslan av avslappning och lugn.
- Glutamat är den mest rikliga neurotransmittorn som finns i nervsystemet där det spelar en roll i kognitiva funktioner som minne och lärande . Överdriven mängd glutamat kan excitotoxicitet resultera i celldöd. Denna excitotoxiticy orsakad av glutamatuppbyggnad är associerad med vissa sjukdomar och hjärnskador, inklusive Alzheimers sjukdom, stroke och epileptiska anfall.
peptider
- Oxytocin är både ett hormon och en neurotransmittor. Det produceras av hypotalamus och spelar en roll i socialt erkännande, bindning och sexuell reproduktion. Syntetisk oxytocin, såsom Pitocin, används ofta som ett hjälpmedel vid arbete och leverans. Både oxytocin och Pitocin får livmodern att sammandragas under arbetet.
- Endorfiner är neurotransmittorer än att hämma överföringen av smärtsignaler och främja känslor av eufori. Dessa kemiska budbärare produceras naturligt av kroppen som svar på smärta, men de kan också utlösas av andra aktiviteter som aerob träning. Exempelvis upplever en "löpare hög" ett exempel på roliga känslor som genereras av produktion av endorfiner.
monoaminer
- Epinefrin betraktas som både ett hormon och en neurotransmittor. Generellt är epinefrin (adrenalin) ett stresshormon som frigörs av binjurssystemet. Det fungerar dock som en neurotransmittor i hjärnan.
- Norepinefrin är en neurotransmittor som spelar en viktig roll i vakenhet är inblandad i kroppens kamp eller flygrespons . Dess roll är att hjälpa mobilisera kroppen och hjärnan att vidta åtgärder i tider av fara eller stress. Nivåerna hos denna neurotransmittor är vanligtvis lägst under sömnen och högst under stressperioder.
- Histamin verkar som en neurotransmittor i hjärnan och ryggmärgen. Det spelar en roll i allergiska reaktioner och produceras som en del av immunsystemet svar på patogener.
- Dopamin spelar en viktig roll i samordningen av kroppsrörelser. Dopamin är också inblandad i belöning, motivation och tillägg. Flera typer av beroendeframkallande läkemedel ökar dopaminnivåerna i hjärnan. Parkinsons sjukdom, som är en degenerativ sjukdom som resulterar i tremor och rörelsehinder, orsakas av förlusten av dopamingenererande neuroner i hjärnan.
- Serotonin spelar en viktig roll för att reglera och modulera humör, sömn, ångest, sexualitet och aptit. Selektiva serotoninåterupptagshämmare , vanligtvis refererade till som SSRI, är en typ av antidepressiv medicin som vanligtvis föreskrivs för att behandla depression, ångest, panikstörning och panikattacker. SSRI-preparat arbetar för att balansera serotoninnivåer genom att blockera återupptaget av serotonin i hjärnan, vilket kan bidra till att förbättra humör och minska känslor av ångest.
puriner
- Adenosin fungerar som en neuromodulator i hjärnan och är involverad i att undertrycka uppväckning och förbättra sömnen.
- Adenosintrifosfat (ATP) fungerar som en neurotransmittor i centrala och perifera nervsystemet . Det spelar en roll i autonom kontroll, sensorisk transduktion och kommunikation med glialceller. Forskning tyder på att det också kan vara en del i några neurologiska problem, inklusive smärta, trauma och neurodegenerativa störningar.
Gasotransmitters
- Kväveoxid spelar en roll för att påverka släta muskler, slappna av dem för att tillåta blodkärlen att utvidga och öka blodflödet till vissa delar av kroppen.
- Kolmonoxid brukar kallas en färglös luktfri gas som kan ge giftiga och potentiellt dödliga effekter när människor utsätts för höga halter av ämnet. Men det produceras också naturligt av kroppen där det fungerar som en neurotransmittor som hjälper till att modulera kroppens inflammatoriska respons.
acetylkolin
- Acetylcholin är den enda neurotransmittorn i sin klass. Funnet i både centrala och perifera nervsystemet är det den primära neurotransmittorn associerad med motor neuroner. Det spelar en roll i muskelrörelser såväl som minne och lärande.
Vad händer när neurotransmittorer inte fungerar rätt
Som med många av kroppens processer kan saker ibland gå fel. Det är kanske inte förvånande att ett system så stort och komplext som det mänskliga nervsystemet skulle vara mottagligt för problem.
Några av de saker som kan gå fel är:
- Neuroner kanske inte tillverkar tillräckligt med en viss neurotransmittor
- För mycket av en viss neurotransmittor kan frisläppas
- För många neurotransmittorer kan deaktiveras av enzymer
- Neurotransmittorer kan reabsorberas för snabbt
När neurotransmittorer påverkas av sjukdom eller droger kan det finnas ett antal olika negativa effekter på kroppen. Sjukdomar som Alzheimers, epilepsi och Parkinsons samband med underskott i vissa neurotransmittorer.
Hälso- och sjukvårdspersonal känner igen den roll som neurotransmittorer kan spela i psykiska hälsoförhållanden, varför mediciner som påverkar kroppens kemiska budbärares handlingar ordineras ofta för att hjälpa till att behandla en rad psykiska tillstånd .
Till exempel är dopamin förknippad med sådana saker som beroende och schizofreni. Serotonin spelar en roll i humörstörningar, inklusive depression och OCD. Läkemedel, såsom SSRI, kan ordineras av läkare och psykiatriker för att hjälpa till att behandla symptom på depression eller ångest. Medicin används ibland ensam, men de kan också användas tillsammans med andra terapeutiska behandlingar, inklusive kognitiv beteendeterapi .
Läkemedel som påverkar neurotransmittorer
Kanske är den största praktiska tillämpningen av upptäckten och den detaljerade förståelsen av hur neurotransmittorer fungerar, utvecklingen av läkemedel som påverkar kemisk överföring. Dessa läkemedel kan förändra effekterna av neurotransmittorer, vilket kan lindra symtomen på vissa sjukdomar.
- Agonister mot antagonister: Vissa läkemedel är kända som agonister och funktion genom att öka effekterna av specifika neurotransmittorer. Andra droger och betecknas som antagonister och verkar för att blockera effekterna av neurotransmission.
- Direkt vs indirekta effekter: Dessa neuroverkande läkemedel kan brytas ner ytterligare beroende på om de har en direkt eller indirekt effekt. De som har direkt effekt verkar genom att efterlikna neurotransmittorerna, eftersom de är mycket lika i kemisk struktur. De som har en indirekt påverkan arbete genom att agera på de synaptiska receptorerna.
Läkemedel som kan påverka neurotransmission inbegriper mediciner som används för att behandla sjukdom inklusive depression och ångest, såsom SSRI, trycykliska antidepressiva medel och bensodiazepiner .
Olagliga droger som heroin, kokain och marijuana har också effekt på neurotransmission. Heroin fungerar som en direktverkande agonist som efterliknar hjärnans naturliga opioider tillräckligt för att stimulera deras associerade receptorer. Kokain är ett exempel på ett indirekt verkande läkemedel som påverkar överföringen av dopamin.
Identifiera neurotransmittorer
Den faktiska identifieringen av neurotransmittorer kan faktiskt vara ganska svår. Medan forskare kan observera vesiklarna som innehåller neurotransmittorer, är det inte helt enkelt att bestämma vilka kemikalier som lagras i blåsorna.
På grund av detta har neurovetenskapare utvecklat ett antal riktlinjer för att bestämma huruvida en kemikalie ska definieras som en neurotransmittor eller ej.
- Kemikalien måste produceras inuti nervsystemet.
- De nödvändiga prekursorzymerna måste vara närvarande i neuronen.
- Det måste finnas tillräckligt med att den kemiska presentationen faktiskt har en effekt på postsynaptisk neuron.
- Kemikalien måste frisläppas av presynaptisk neuron, och postsynaptisk neuron måste innehålla receptorer som kemikalien kommer att binda till.
- Det måste finnas en återupptagningsmekanism eller enzym närvarande som stoppar verkan av kemikalien.
Ett ord från
Neurotransmittorer spelar en viktig roll i neuralkommunikation, som påverkar allt från ofrivilliga rörelser till att lära känna sig. Detta system är både komplext och mycket sammankopplat. Neurotransmittorer fungerar på specifika sätt, men de kan också påverkas av sjukdomar, droger eller till och med andra kemiska budbärares handlingar.
> Källor:
> Benarroch, EE. Adenosintrifosfat: En mångfacetterad kemisk signal i nervsystemet. Neurologi. 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 orgasmiska historia: Kärlek, lust och arbete. Indisk J Endokrinol Metab. 2011; 15: S156-S161. doi: 10,4103 / 2230 till 8210,84851.
> Verkhratsky, A & Krishtal, OA. Adenosintrifosfat (ATP) som en neurotransmittor. I Encyclopedia of Neuroscience, 4: e Ed. Elsevier: 115-123; 2009.