Neurotransmiter je kemijski glasnik koji prenosi, pojačava i uravnotežuje signale između neurona (poznatih i kao živčane stanice) i ciljnih stanica u cijelom tijelu. Te ciljne stanice mogu biti u žlijezdama, mišićima ili drugim neuronima.
Milijarde molekula neurotransmitera neprestano rade kako bi naš mozak funkcionirao, upravljajući svime, od disanja do otkucaja srca do razine učenja i koncentracije. Također mogu utjecati na razne psihološke funkcije kao što su strah, raspoloženje, zadovoljstvo i radost.
Kako djeluju neurotransmiteri
Da bi neuroni mogli slati poruke po tijelu, oni moraju biti sposobni komunicirati jedni s drugima kako bi prenijeli signale. Međutim, neuroni nisu jednostavno povezani jedni s drugima. Na kraju svakog neurona nalazi se maleni procjep koji se naziva sinapsa, a da bi komunicirao sa sljedećom stanicom, signal mora biti u mogućnosti prijeći ovaj mali prostor. To se događa kroz proces poznat kao neurotransmisija.
U većini slučajeva, neurotransmiter se oslobađa od onoga što je poznato kao terminal aksona nakon što akcijski potencijal dosegne sinapsu, mjesto gdje neuroni mogu međusobno prenositi signale.
Kad električni signal dosegne kraj neurona, on pokreće oslobađanje malih vrećica zvanih vezikule koje sadrže neurotransmitere. Te vrećice izlijevaju svoj sadržaj u sinapsu, gdje se neurotransmitori zatim kreću kroz jaz prema susjednim stanicama. Te stanice sadrže receptore gdje se neurotransmiteri mogu vezati i pokrenuti promjene u stanicama.
Nakon otpuštanja, neurotransmiter prelazi sinaptičku prazninu i veže se na mjesto receptora na drugom neuronu, bilo da uzbuđuje ili inhibira primajući neuron, ovisno o tome koji je neurotransmiter.
Receptori i neurotransmiteri djeluju poput sustava zaključavanja i ključa. Baš kao što je potrebna desna tipka za otvaranje određene brave, neurotransmiter (ključ) će se vezati samo za određeni receptor (bravu). Ako je neurotransmiter u stanju raditi na mjestu receptora, on pokreće promjene u primajućoj stanici.
Ponekad se neurotransmiteri mogu vezati za receptore i uzrokovati prijenos električnog signala niz stanicu (ekscitacijski). U drugim slučajevima, neurotransmiter zapravo može blokirati nastavak signala, sprječavajući daljnje prenošenje poruke (inhibitorno).
Inaktivacija neurotransmitera
Dakle, što se događa s neurotransmiterom nakon završetka njegovog posla? Nakon što neurotransmiter ima dizajnirani učinak, njegovu aktivnost mogu zaustaviti tri mehanizma:
- Degradacija: Enzim mijenja strukturu neurotransmitera pa ga receptor ne može prepoznati
- Difuzija: Neurotransmiter se udaljava od receptora
- Ponovno prihvaćanje: Cijelu molekulu neurotransmitera vraća natrag akson neurona koji ju je oslobodio
Kriteriji
Stvarna identifikacija neurotransmitera zapravo može biti prilično teška. Iako znanstvenici mogu promatrati vezikule koje sadrže neurotransmitere, odgonetnuti koje su kemikalije pohranjene u vezikulama nije baš tako jednostavno.
Zbog toga su neuroznanstvenici razvili niz smjernica za određivanje treba li neku kemikaliju definirati kao neurotransmiter:
- Prisutnost kemikalije unutar stanice. Kemikalija se ili sintetizira u neuronu ili se na neki drugi način nalazi u njemu.
- Oslobađanje o stimulusu. Neuron ga nakon stimulacije oslobađa u odgovarajućim količinama.
- Djelovanje na postsinaptičku stanicu. Presinaptički neuron mora otpustiti kemikaliju, a postsinaptički neuron mora sadržavati receptore na koje će se kemikalija vezati.
- Mehanizam za uklanjanje. Postoji određeni mehanizam za uklanjanje kemikalije s mjesta aktivacije nakon završetka rada.
Klasifikacija
Neurotransmiteri igraju glavnu ulogu u svakodnevnom životu i funkcioniranju. Znanstvenici još ne znaju koliko točno neurotransmitera postoji, ali identificirano je više od 60 različitih kemijskih glasnika.
Neurotransmiteri se mogu klasificirati prema njihovoj funkciji:
- Uzbudljivi neurotransmiteri: Ove vrste neurotransmitera imaju pobudne učinke na neuron, što znači da povećavaju vjerojatnost da će neuron aktivirati akcijski potencijal. Neki od glavnih uzbudljivih neurotransmitera uključuju epinefrin i noradrenalin.
- Inhibitorni neurotransmiteri: Ove vrste neurotransmitera imaju inhibicijski učinak na neuron; smanjuju vjerojatnost da će neuron aktivirati akcijski potencijal. Neki od glavnih inhibitornih neurotransmitera uključuju serotonin i gama-amino-maslačnu kiselinu (GABA).
- Modulacijski neurotransmitori: Ovi neurotransmiteri, koji se često nazivaju neuromodulatori, sposobni su istodobno utjecati na veći broj neurona. Ovi neuromodulatori također utječu na učinke drugih kemijskih glasnika. Tamo gdje se sinaptički neurotransmiteri oslobađaju aksonskim terminalima kako bi imali brzo djelujući utjecaj na druge receptorske neurone, neuromodulatori difundiraju na većem području i sporije djeluju.
Neki neurotransmiteri, poput acetilkolina i dopamina, mogu stvoriti i ekscitacijski i inhibicijski učinak, ovisno o vrsti prisutnih receptora.
Vrste
Postoji niz različitih načina za klasifikaciju i kategorizaciju neurotransmitera. U nekim su se slučajevima jednostavno podijelili na monoamine, aminokiseline i peptide.
Neurotransmiteri se također mogu svrstati u jednu od šest vrsta:
Aminokiseline
- Gama-amino-maslačna kiselina (GABA): Ova aminokiselina koja se prirodno javlja djeluje kao glavni inhibitorni kemijski prijenosnik u tijelu. GABA doprinosi vidu, motoričkoj kontroli i igra ulogu u regulaciji anksioznosti. Benzodiazepini, koji se koriste za liječenje anksioznosti, djeluju povećavajući učinkovitost GABA neurotransmitera, što može povećati osjećaj opuštenosti i smirenosti.
- Glutamat: Najobilniji neurotransmiter pronađen u živčanom sustavu, glutamat igra ulogu u kognitivnim funkcijama poput pamćenja i učenja. Prekomjerne količine glutamata mogu uzrokovati eksitotoksičnost što rezultira staničnom smrću. Ova ekscitotoksičnost uzrokovana nakupljanjem glutamata povezana je s nekim bolestima i ozljedama mozga, uključujući Alzheimerovu bolest, moždani udar i epileptičke napadaje.
Peptidi
- Oksitocin: Ovaj snažni hormon djeluje kao neurotransmiter u mozgu. Proizvodi ga hipotalamus i igra ulogu u društvenom prepoznavanju, vezivanju i spolnoj reprodukciji.Sintetički oksitocin poput Pitocina često se koristi kao pomoć u radu i porođaju. I oksitocin i Pitocin uzrokuju kontrakciju maternice tijekom porođaja.
- Endorfini: Ovi neurotransmiteri inhibiraju prijenos signala boli i potiču osjećaj euforije. Te kemijske glasnike tijelo proizvodi prirodno kao odgovor na bol, ali ih mogu potaknuti i druge aktivnosti poput aerobnih vježbi. Na primjer, doživljaj "visine trkača" primjer je ugodnih osjećaja generiranih stvaranjem endorfini.
Monoamini
- Epinefrin: Poznat i kao adrenalin, epinefrin se smatra i hormonom i neurotransmiterom. Općenito, epinefrin je hormon stresa koji se oslobađa nadbubrežnim sustavom. Međutim, on funkcionira kao neurotransmiter u mozgu.
- Norepinefrin: Ova kemikalija koja se javlja u prirodi je neurotransmiter koji igra važnu ulogu u budnosti i uključen je u tjelesnu borbu ili odgovor na bijeg. Njegova je uloga pomoći u mobilizaciji tijela i mozga na akciju u vrijeme opasnosti ili stresa. Razine ovog neurotransmitera obično su najniže tijekom spavanja, a najviše tijekom stresa.
- Histamin: Ovaj organski spoj djeluje kao neurotransmiter u mozgu i leđnoj moždini.Ima ulogu u alergijskim reakcijama i stvara se kao dio odgovora imunološkog sustava na patogene.
- Dopamin: Općenito poznat kao neurotransmiter koji se osjeća dobro, dopamin sudjeluje u nagrađivanju, motivaciji i dodavanjima. Nekoliko vrsta lijekova koji izazivaju ovisnost povećavaju razinu dopamina u mozgu. Ovaj kemijski glasnik također igra važnu ulogu u koordinaciji tjelesnih pokreta. Parkinsonova bolest, koja je degenerativna bolest koja rezultira podrhtavanjem i oštećenjem motoričkih pokreta, uzrokovana je gubitkom neurona koji stvaraju dopamin u mozgu.
- Serotonin: Hormon i neurotransmiter, serotonin igra važnu ulogu u regulaciji i modulaciji raspoloženja, spavanja, tjeskobe, seksualnosti i apetita. Selektivni inhibitori ponovnog preuzimanja serotonina (SSRI) vrsta su antidepresiva koji se obično propisuju za liječenje depresije, anksioznosti, poremećaja panike i napadaja panike. SSRI rade na uravnoteženju razine serotonina blokirajući ponovni unos serotonina u mozak, što može pomoći u poboljšanju raspoloženja i smanjenju osjećaja tjeskobe.
Purini
- Adenozin: Ova kemikalija koja se prirodno javlja djeluje kao neuromodulator u mozgu i uključen je u suzbijanje uzbuđenja i poboljšanje sna.
- Adenozin trifosfat (ATP): Smatra se energetskom valutom života, ATP djeluje kao neurotransmiter u središnjem i perifernom živčanom sustavu.Ima ulogu u autonomnoj kontroli, senzornoj transdukciji i komunikaciji s glijalnim stanicama. Istraživanja sugeriraju da također može sudjelovati u nekim neurološkim problemima, uključujući bol, traumu i neurodegenerativne poremećaje.
Gasotransmiteri
- Dušikov oksid: Ovaj spoj igra ulogu u utjecaju na glatke mišiće, opuštajući ih kako bi omogućio širenje krvnih žila i povećao protok krvi u određenim dijelovima tijela.
- Ugljični monoksid: Ovaj plin bez boje i mirisa može imati toksične i potencijalno kobne učinke kada su ljudi izloženi visokim razinama tvari. Međutim, tijelo ga također proizvodi prirodno, gdje djeluje kao neurotransmiter koji pomaže modulirati upalni odgovor tijela.
Acetilkolin
- Acetilkolin: Ovo je jedini neurotransmiter u svojoj klasi. Pronađen je i u središnjem i u perifernom živčanom sustavu, primarni je neurotransmiter povezan s motornim neuronima i igra ulogu u mišićnim pokretima, kao i u pamćenju i učenju.
Kada neurotransmiteri ne rade kako treba
Kao i kod mnogih tjelesnih procesa, stvari ponekad mogu poći po zlu. Možda i ne čudi da bi tako ogroman i složen sustav kao što je ljudski živčani sustav bio osjetljiv na probleme.
Nekoliko stvari koje bi mogle poći po zlu uključuju:
- Neuroni možda neće proizvesti dovoljno određenog neurotransmitera
- Neurotransmiteri se mogu prebrzo reapsorbirati
- Previše neurotransmitera može enzim deaktivirati
- Može se osloboditi previše određenog neurotransmitera
Kada su neurotransmiteri pod utjecajem bolesti ili lijekova, može postojati niz različitih štetnih učinaka na tijelo. Bolesti poput Alzheimerove, epilepsije i Parkinsonove bolesti povezane su s deficitima u određenim neurotransmiterima.
Zdravstveni radnici prepoznaju ulogu koju neurotransmiteri mogu igrati u uvjetima mentalnog zdravlja, zbog čega se često propisuju lijekovi koji utječu na djelovanje tjelesnih kemijskih glasnika koji pomažu u liječenju raznih psihijatrijskih stanja.
Na primjer, dopamin je povezan sa stvarima poput ovisnosti i shizofrenije. Serotonin igra ulogu u poremećajima raspoloženja, uključujući depresiju i OKP. Liječnici i psihijatri mogu propisati lijekove kao što su SSRI za liječenje simptoma depresije ili anksioznosti.
Lijekovi se ponekad koriste sami, ali se mogu koristiti i zajedno s drugim terapijskim tretmanima, uključujući kognitivno-bihevioralnu terapiju.
Lijekovi koji utječu na neurotransmitere
Možda je najveća praktična primjena za otkriće i detaljno razumijevanje funkcioniranja neurotransmitera bio razvoj lijekova koji utječu na kemijski prijenos. Ti su lijekovi sposobni promijeniti učinke neurotransmitera, koji mogu ublažiti simptome nekih bolesti.
- Agonisti vs Antagonisti: Neki su lijekovi poznati kao agonisti i djeluju povećavajući učinke specifičnih neurotransmitera. Ostali lijekovi i nazivaju se antagonistima i djeluju blokirajući učinke neurotransmisije.
- Izravni i neizravni učinci: Ovi se neuro-djelujući lijekovi mogu dalje raščlaniti na temelju toga imaju li izravni ili neizravni učinak. Oni koji imaju izravan učinak djeluju oponašajući neurotransmitere jer su vrlo slični u kemijskoj strukturi. Oni koji imaju neizravni utjecaj djeluju djelujući na sinaptičke receptore.
Lijekovi koji mogu utjecati na neurotransmisiju uključuju lijekove koji se koriste za liječenje bolesti, uključujući depresiju i anksioznost, poput SSRI-a, tricikličkih antidepresiva i benzodiazepina.
Ilegalne droge poput heroina, kokaina i marihuane također imaju učinak na neurotransmisiju. Heroin djeluje kao agonist izravnog djelovanja, oponašajući prirodne opioide u mozgu dovoljno da stimulira njihove povezane receptore. Kokain je primjer lijeka s neizravnim djelovanjem koji utječe na prijenos dopamina.
Riječ iz vrlo dobrog
Neurotransmiteri igraju ključnu ulogu u neuronskoj komunikaciji, utječući na sve, od nehotičnih pokreta do učenja do raspoloženja. Ovaj je sustav složen i vrlo je povezan. Neurotransmiteri djeluju na specifične načine, ali na njih također mogu utjecati bolesti, lijekovi ili čak djelovanja drugih kemijskih glasnika.
