Neurotransmițătorii

generalitate

Neurotransmițătorii sunt mesageri chimici endogeni, care utilizează celulele sistemului nervos (așa-numitele neuroni) pentru a comunica între ele sau pentru a stimula celulele de tip muscular sau glandular.

Sinapsele chimice sunt site-uri de contact funcțional între doi neuroni sau între un neuron și alt gen de celulă.

Există mai multe clase de neurotransmițători: clasa aminoacizilor, clasa monoamină, clasa peptidelor, clasa amine "de urmărire", clasa purinică, clasa gazelor etc.

Printre cei mai cunoscuți neurotransmițători se numără: dopamina, acetilcolina, glutamatul, GABA și serotonina.

Ce sunt neurotransmițătorii?

Neurotransmițătorii sunt substanțe chimice care utilizează neuronii - adică celulele sistemului nervos - pentru a comunica între ele, pentru a acționa asupra celulelor musculare sau pentru a stimula un răspuns din partea celulelor glandulare.

Cu alte cuvinte, neurotransmițătorii sunt mesageri chimici endogeni, care permit comunicarea neuronală internă (adică între neuroni) și comunicarea între neuroni și restul corpului.

Sistemul nervos uman utilizează neurotransmițători pentru a regla sau direcționa mecanisme vitale, cum ar fi bătăile inimii, respirația pulmonară sau digestia.

În plus, somnul de noapte, concentrarea, starea de spirit etc. depind de neurotransmițători.

NEUROTRASMETRE ȘI SINAZA CHIMICĂ

Conform unei definiții mai specializate, neurotransmițătorii sunt transportatorii de informații de-a lungul sistemului așa-numitelor sinapse chimice .

În neurobiologie, termenul sinapse (sau joncțiunea sinaptică) indică locurile de contact funcțional între doi neuroni sau între un neuron și alt gen de celulă (de exemplu o celulă musculară sau o celulă glandulară).

Funcția unei sinapse este de a transmite informații între celulele implicate, pentru a produce un răspuns specific (de exemplu, contracția unui mușchi).

Sistemul nervos uman cuprinde două tipuri de sinapsă:

• Sinexele electrice, în care comunicarea informațiilor depinde de un flux de curenți electrici prin cele două celule implicate, de ex
• Sinapsele chimice menționate mai sus, în care comunicarea informațiilor depinde de un flux de neurotransmițători prin cele două celule afectate.

O sinapsă chimică clasică constă din trei componente fundamentale, puse în serie:

• Terminalul pre-sinaptic al neuronului din care provine informația nervoasă. Neuronul în cauză este numit și neuron pre-sinaptic ;
• Spațiul sinaptic, adică spațiul de separare dintre cele două celule care sunt protagoniștii sinapsei. Se află în afara membranelor celulare și are o suprafață de extindere de aproximativ 20-40 nanometri;
• Membrana post-sinaptică a neuronului, a celulei musculare sau a celulei glandulare la care trebuie să ajungă informațiile nervoase. Fie că este vorba despre un neuron, o celulă musculară sau o celulă glandulară, unitatea celulară la care aparține membrana post-sinaptică ia numele unui element post-sinaptic .

Sinapsa chimică care unește un neuron cu o celulă musculară este, de asemenea, cunoscută ca o joncțiune neuromusculară sau placă motorie .

DISCOVERAREA NEUROTRASMITERILOR

Figura: sinapse chimice

Până la începutul secolului al XX-lea, oamenii de știință au crezut că comunicarea dintre neuroni și între neuroni și alte celule a apărut exclusiv prin intermediul sinapselor electrice.

Ideea că ar putea exista un alt mod de comunicare a apărut atunci când unii cercetători au descoperit așa-numitul spațiu sinaptic.

Farmacistul german Otto Loewi a emis ipoteza că spațiul sinaptic ar putea servi neuronilor pentru a elibera mesagerii chimici. A fost anul 1921.

Prin experimentele sale asupra reglării nervoase a activității cardiace, Loewi a devenit protagonistul descoperirii primului neurotransmițător cunoscut: acetilcolina .

scaun

În neuronii pre-sinaptici, neurotransmițătorii se află în vezicule intracelulare mici.

Aceste vezicule intercelulare sunt comparabile cu saculetele, legate de un strat dublu de fosfolipide similare, în mai multe privințe, cu stratul dublu fosfolipid al membranei plasmatice a unei celule eucariote sănătoase generice.

Atâta timp cât acestea rămân în interiorul veziculelor intracelulare, neurotransmițătorii spun că sunt inerți și nu produc nici un răspuns.

Mecanismul de acțiune

Cuvânt înainte: pentru a înțelege mecanismul de acțiune al neurotransmițătorilor, este bine să avem în vedere sinapsele chimice și compoziția lor, descrise mai sus.

Neurotransmițătorii rămân limitați în veziculele intracelulare, până când un semnal de origine nervoasă ajunge să fie capabil să stimuleze eliberarea propriu-zisă a veziculelor din neuronul recipientului.

Eliberarea veziculelor are loc în apropierea terminalului pre-sinaptic al neuronului recipientului și implică eliberarea neurotransmițătorilor în spațiul sinaptic.

În spațiul sinaptic, neurotransmițătorii sunt liberi să interacționeze cu membrana post-sinaptică a celulei nervoase, musculare sau glandulare, plasate în imediata vecinătate și care fac parte din sinapse chimice.

Interacțiunea dintre neurotransmițători și membrana post-sinaptică este posibilă datorită prezenței proteinelor particulare, denumite în mod corespunzător receptori de membrană .

Contactul dintre neurotransmițători și receptorii membranari modifică semnalul inițial al nervului (cel care a stimulat eliberarea veziculelor intracelulare) într-un răspuns celular specific. De exemplu, răspunsul celular produs de interacțiunea dintre neurotransmițători și membrana post-sinaptică a unei celule musculare poate consta în contracția țesutului muscular la care aparține celula menționată mai sus.

La sfârșitul acestei imagini schematice a modului în care funcționează neurotransmițătorii, este important să se raporteze următorul ultim aspect: răspunsul celular specific despre care am vorbit anterior depinde de tipul de neurotransmițător și de tipul receptorilor prezenți pe membrana post-sinaptică.

CE ESTE POTENȚIALUL ACȚIUNII?

În neurobiologie, semnalul nervos care stimulează eliberarea veziculelor intracelulare se numește potențial de acțiune .

Prin definiție, potențialul de acțiune este acel fenomen care are loc într-un neuron generic și care asigură o schimbare rapidă a sarcinii electrice între interiorul și exteriorul membranei celulare a neuronului implicat.

În lumina acestui fapt, nu trebuie să fie surprinzătoare când, vorbind de semnale nervoase, experții le compară cu impulsuri electrice: semnalul nervos este un eveniment electric din toate punctele de vedere.

CARACTERISTICILE RĂSPUNSULUI CELULAR

Conform limbii neurobiologilor, răspunsul celular indus de neurotransmițători, la nivelul membranei post-sinaptice, poate fi excitator sau inhibitor .

Un răspuns excitator este o reacție menită să promoveze crearea unui impuls nervos în elementul post-sinaptic.

Un răspuns inhibitor, pe de altă parte, este o reacție menită să inhibe crearea unui impuls nervos în elementul post-sinaptic.

clasificare

Neurotransmițătorii umani cunoscuți sunt foarte numeroși și lista lor este destinată să se prelungească, deoarece, în mod regulat, neurobiologii descoperă noi.

Numărul mare de neurotransmițători recunoscuți a făcut esențial clasificarea acestor molecule chimice, făcându-le mai ușor să se consulte.

Există diferite criterii de clasificare; cea mai comună este cea care distinge neurotransmițătorii în funcție de clasa de molecule din care fac parte .

Principalele clase de molecule la care aparțin neurotransmițătorii umani sunt:

• Clasa de aminoacizi sau derivați de aminoacizi . Această clasă include: glutamat (sau acid glutamic), aspartat (sau acid aspartic), acid gama-aminobutiric (mai bine cunoscut sub numele de GABA) și glicină.
• Clasa de peptide . Sunt incluse în această clasă: somatostatina, opioidele, substanța P, unele secretine (secretină, glucagon etc.), unele tahikinine (neurokinina A, neurokinina B etc.); amfetamina.
• Clasa monoamină . Se încadrează în această clasă: dopamina, norepinefrina, epinefrina, histamina, serotonina și melatonina.
• Clasa așa-numitelor " urme de amine ". Acestea includ: tiramină, tri-iodotironină, 2-feniletilamină (sau 2-feniletilamină), octopamină și triptamină (sau triptamină).
• Clasa purinelor . Acestea intră în această clasă: adenozin trifosfat și adenozină.
• Clasa de gaze . Această clasă include: oxidul de azot (NO), monoxidul de carbon (CO) și hidrogenul sulfurat (H2S).
• Altele . Toți acei neurotransmițători care nu pot fi incluși în niciuna dintre clasele anterioare, cum ar fi acetilcolina sau anandamida menționată mai sus , intră în intrarea "alta".

Cele mai multe exemple cunoscute

Unii neurotransmițători sunt cu siguranță mai celebri decât alții, atât pentru că au fost cunoscuți și studiați pentru o lungă perioadă de timp, cât și pentru că îndeplinesc funcții de interes biologic considerabil.

Printre cei mai renumiți neurotransmițători merită un citat:

• Glutamat . Acesta este principalul neurotransmițător excitator al sistemului nervos central: conform neurobiologilor, mai mult de 90% din așa-numitele sinapse excitatorii ar folosi-o.
  Alaturi de functia de excitatie, glutamatul este implicat si in procesele de invatare (invatarea ca proces de stocare a datelor in creier) si memorie.

  Conform unor studii științifice, ar fi implicat în boli cum ar fi boala Alzheimer, boala Huntington, scleroza laterală amiotrofică (mai bine cunoscută sub numele de ALS) și Parkinson.

• GABA . Este principalul neurotransmițător inhibitor al sistemului nervos central: în conformitate cu cele mai recente studii de biologie, aproximativ 90% din așa-numitele sinapsă inhibitoare ar folosi-o.

  Datorită proprietăților sale inhibitoare, GABA este una dintre principalele ținte ale medicamentelor sedative și tranchilizante.

• Acetilcolina . Este un neurotransmițător cu o funcție excitativă asupra mușchilor: în joncțiunile neuromusculare, de fapt, prezența sa pune în mișcare acele mecanisme care contractează celulele țesuturilor musculare implicate.

  Pe lângă faptul că acționează asupra mușchiului, acetilcolina influențează de asemenea funcționarea organelor controlate de așa-numitul sistem nervos autonom. Influența acesteia la nivelul sistemului nervos autonom poate fi atât excitator cât și inhibitor.

• Dopamină . Aparținând familiei de catecolamine, este un neurotransmițător care îndeplinește multe funcții, atât la nivelul sistemului nervos central, cât și la nivelul sistemului nervos periferic.

  La nivelul sistemului nervos central, dopamina participă la: controlul mișcării, prolactina secreției hormonale, controlul deprinderilor motorii, mecanismele de recompensă și plăcere, controlul abilităților de atenție, mecanismul somnului, controlul comportamental, controlul anumitor funcții cognitive, controlul dispoziției și, în final, mecanismele care stau la baza învățării.

  La nivelul sistemului nervos periferic, pe de altă parte, acționează ca: vasodilatator, stimulant al excreției de sodiu, un factor care favorizează motilitatea intestinală, un factor care reduce activitatea limfocitică și, în final, un factor care reduce secreția de insulină.

• Serotonina . Este un neurotransmitator prezent în principal la nivelul intestinului și, deși într-o măsură mai mică comparativ cu celulele intestinului, în neuronii sistemului nervos central.

  Din efectele inhibitoare, serotonina pare să reglementeze apetitul, somnul, memoria și procesele de învățare, temperatura corpului, starea de spirit, unele aspecte ale comportamentului, contracția musculară, unele funcții ale sistemului cardiovascular și unele funcții ale sistemului endocrin .

  Din punct de vedere patologic, pare să joace un rol în dezvoltarea depresiei și a bolilor asociate. Aceasta explică existența pe piață a așa-numiților inhibitori selectivi ai recaptării serotoninei, antidepresive utilizate pentru tratamentul formelor depresive mai mult sau mai puțin severe.

• Histamină . Este un neurotransmițător localizat predominant în sistemul nervos central, în special la nivelul hipotalamusului și a celulelor mastocite prezente în creier și în măduva spinării.
• Norepinefrină și epinefrină . Norepinefrina se concentrează în principal la nivelul sistemului nervos central și are misiunea de a mobiliza creierul și corpul pentru acțiune (are, prin urmare, un efect excitator). De exemplu, la nivel cerebral, favorizează procesele de excitare, vigilență, concentrare și memorie; în restul corpului, crește ritmul cardiac și tensiunea arterială, stimulează eliberarea de glucoză din punctele de depozitare, crește fluxul de sânge către mușchii scheletici, reduce fluxul sanguin către sistemul gastrointestinal și promovează golirea vezicii și a intestinului.

  Epinefrina este prezentă, în mare măsură, în celulele glandelor suprarenale și, în cantități mici, la nivelul sistemului nervos central.

  Acest neurotransmițător are efecte excitatorii și participă la procese cum ar fi: creșterea sângelui muscular scheletal, creșterea frecvenței cardiace și dilatarea elevilor.

  Atât norepinefrina cât și epinefrina sunt neurotransmițători derivați din tirozină.