Neirotransmiters ir ķīmisks ziņotājs, kas pārnēsā, pastiprina un līdzsvaro signālus starp neironiem (sauktiem arī par nervu šūnām) un mērķa šūnām visā ķermenī. Šīs mērķa šūnas var būt dziedzeros, muskuļos vai citos neironos.
Miljardiem neirotransmiteru molekulu pastāvīgi strādā, lai saglabātu mūsu smadzeņu darbību, pārvaldot visu, sākot no elpošanas līdz sirdsdarbībai un beidzot ar mācīšanās un koncentrēšanās līmeni. Tās var ietekmēt arī dažādas psiholoģiskas funkcijas, piemēram, bailes, garastāvokli, prieku un prieku.
Kā darbojas neirotransmiteri
Lai neironi varētu nosūtīt ziņojumus visā ķermenī, tiem jāspēj sazināties savā starpā, lai pārraidītu signālus. Tomēr neironi nav vienkārši saistīti viens ar otru. Katra neirona galā ir niecīga plaisa, ko sauc par sinapsi, un, lai sazinātos ar nākamo šūnu, signālam jāspēj šķērsot šo mazo telpu. Tas notiek, izmantojot procesu, kas pazīstams kā neirotransmisija.
Vairumā gadījumu neirotransmiteris tiek atbrīvots no tā saucamā aksona gala pēc tam, kad darbības potenciāls ir sasniedzis sinapsi - vietu, kur neironi var pārraidīt signālus viens otram.
Kad elektriskais signāls sasniedz neirona galu, tas izraisa mazu maisiņu, ko sauc par vezikulām, izdalīšanos, kas satur neirotransmiterus. Šie maisiņi izlej to saturu sinapsē, kur neirotransmiteri pēc tam pārvietojas pa spraugu uz kaimiņu šūnām. Šīs šūnas satur receptorus, kur neirotransmiteri var saistīties un izraisīt izmaiņas šūnās.
Pēc atbrīvošanas neirotransmiters šķērso sinaptisko spraugu un piestiprinās otrā neirona receptora vietai, vai nu aizraujoši, vai arī kavē uztverošo neironu atkarībā no tā, kas ir neirotransmiteris.
Receptori un neirotransmiteri darbojas kā atslēgu un atslēgu sistēma. Tāpat kā vajadzīga pareizā atslēga, lai atvērtu noteiktu slēdzeni, neirotransmiters (atslēga) saistīsies tikai ar konkrētu receptoru (slēdzeni). Ja neirotransmiters spēj darboties receptora vietā, tas izraisa izmaiņas uztverošajā šūnā.
Dažreiz neirotransmiteri var saistīties ar receptoriem un izraisīt elektriskā signāla pārraidi pa šūnu (ierosmes). Citos gadījumos neirotransmiters faktiski var bloķēt signāla turpināšanos, novēršot ziņojuma tālāknodošanu (kavējošs).
Neirotransmiteru inaktivācija
Tātad, kas notiek ar neirotransmiteru pēc tā darba pabeigšanas? Kad neirotransmitera darbība ir bijusi paredzēta, tā darbību var apturēt ar trim mehānismiem:
- Degradācija: Ferments maina neirotransmitera struktūru, tāpēc receptors to nevar atpazīt
- Difūzija: Neirotransmiters attālinās no receptora
- Atkārtota uzņemšana: Visu neirotransmitera molekulu uzņem atpakaļ neirona aksons, kas to atbrīvoja
Kritēriji
Faktiski neirotransmiteru identificēšana var būt diezgan sarežģīta. Lai gan zinātnieki var novērot vezikulas, kurās ir neirotransmiteri, noskaidrot, kādas ķīmiskās vielas tiek uzglabātas vezikulās, nav tik vienkārši.
Tāpēc neirozinātnieki ir izstrādājuši vairākas vadlīnijas, lai noteiktu, vai ķīmiskā viela ir jādefinē kā neirotransmiteris:
- Ķīmiskās vielas klātbūtne šūnā. Ķīmiska viela tiek vai nu sintezēta neironā, vai arī citādi atrodama tajā.
- Atbrīvošanās no stimuliem. Stimulējot, neirons to atbrīvo atbilstošā daudzumā.
- Darbība ar postsinaptisko šūnu. Ķīmiskā viela jāatbrīvo presinaptiskajam neironam, un postsinaptiskajā neironā jābūt receptoriem, pie kuriem ķīmiska viela saistīsies.
- Noņemšanas mehānisms. Pastāv īpašs mehānisms, lai ķīmisko vielu pēc tās darbības pabeigšanas izņemtu no tās aktivizācijas vietas.
Klasifikācija
Neirotransmiteriem ir liela loma ikdienas dzīvē un darbībā. Zinātnieki vēl precīzi nezina, cik daudz neirotransmiteru pastāv, taču ir identificēti vairāk nekā 60 atšķirīgi ķīmiskie kurjeri.
Neirotransmiterus var klasificēt pēc to funkcijas:
- Uzbudinošie neirotransmiteri: Šāda veida neirotransmiteriem ir ierosinoša ietekme uz neironu, tas nozīmē, ka tie palielina varbūtību, ka neirons iedarbinās darbības potenciālu. Daži no galvenajiem ierosmes neirotransmiteriem ir epinefrīns un norepinefrīns.
- Inhibējošie neirotransmiteri: Šāda veida neirotransmiteri inhibē neironu darbību; tie samazina varbūtību, ka neirons iedarbinās darbības potenciālu. Daži no galvenajiem inhibējošajiem neirotransmiteriem ir serotonīns un gamma-aminosviestskābe (GABA).
- Modulējošie neirotransmiteri: Šie neirotransmiteri, kurus bieži dēvē par neiromodulatoriem, vienlaikus var ietekmēt lielāku skaitu neironu. Šie neiromodulatori ietekmē arī citu ķīmisko kurjeru iedarbību. Vietās, kur aksonu termināļi atbrīvo sinaptiskos neirotransmiterus, lai tiem būtu ātras darbības ietekme uz citiem receptoru neironiem, neiromodulatori izkliedējas lielākā platībā un darbojas lēnāk.
Daži neirotransmiteri, piemēram, acetilholīns un dopamīns, var radīt gan ierosinošu, gan inhibējošu iedarbību atkarībā no esošo receptoru veida.
Veidi
Ir vairāki dažādi veidi, kā klasificēt un kategorizēt neirotransmiterus. Dažos gadījumos tos vienkārši iedala monoamīnos, aminoskābēs un peptīdos.
Neirotransmiterus var iedalīt arī vienā no sešiem veidiem:
Aminoskābes
- Gamma-aminosviestskābe (GABA): Šī dabiski sastopamā aminoskābe darbojas kā galvenā ķermeņa nomācošā ķīmiskā nesēja. GABA veicina redzi, kustību kontroli un spēlē lomu trauksmes regulēšanā. Benzodiazepīni, kurus lieto trauksmes ārstēšanai, darbojas, palielinot GABA neirotransmiteru efektivitāti, kas var palielināt relaksācijas un miera sajūtu.
- Glutamāts: Visplašākais neirotransmiters, kas atrodams nervu sistēmā, glutamātam ir nozīme tādās kognitīvās funkcijās kā atmiņa un mācīšanās. Pārmērīgs glutamāta daudzums var izraisīt eksitotoksicitāti un izraisīt šūnu nāvi. Šī glutamāta uzkrāšanās izraisītā eksitotoksicitāte ir saistīta ar dažām slimībām un smadzeņu traumām, tostarp Alcheimera slimību, insultu un epilepsijas lēkmēm.
Peptīdi
- Oksitocīns: Šis spēcīgais hormons darbojas kā neirotransmiteris smadzenēs. To ražo hipotalāms un tam ir nozīme sociālajā atpazīšanā, saistīšanā un seksuālajā reprodukcijā.Sintētisko oksitocīnu, piemēram, Pitocīnu, bieži izmanto kā palīgu dzemdībās un dzemdībās. Gan oksitocīns, gan Pitocīns dzemdes laikā saraujas dzemdē.
- Endorfīni: Šie neirotransmiteri kavē sāpju signālu pārraidi un veicina eiforijas sajūtu. Šos ķīmiskos kurjerus organisms dabiski ražo, reaģējot uz sāpēm, bet tos var izraisīt arī citas aktivitātes, piemēram, aerobie vingrinājumi. Piemēram, “skrējēja augstuma” piedzīvošana ir patīkamu sajūtu piemērs, ko rada endorfīni.
Monoamīni
- Epinefrīns: Epinefrīnu sauc arī par adrenalīnu, tas tiek uzskatīts gan par hormonu, gan par neirotransmiteru. Parasti epinefrīns ir stresa hormons, ko atbrīvo virsnieru sistēma. Tomēr tas darbojas kā neirotransmiteris smadzenēs.
- Norepinefrīns: Šī dabiski sastopamā ķīmiskā viela ir neirotransmiters, kam ir svarīga loma modrībā un kas ir iesaistīta ķermeņa cīņā vai lidojuma reakcijā. Tās uzdevums ir palīdzēt mobilizēt ķermeni un smadzenes, lai rīkotos briesmu vai stresa laikā. Šī neirotransmitera līmenis parasti ir zemākais miega laikā un visaugstākais stresa laikā.
- Histamīns: Šis organiskais savienojums darbojas kā neirotransmiters smadzenēs un muguras smadzenēs. Tam ir nozīme alerģiskajās reakcijās un tas tiek ražots kā daļa no imūnsistēmas reakcijas uz patogēniem.
- Dopamīns: Dopamīns, ko parasti sauc par labsajūtas neirotransmiteru, ir iesaistīts atalgojumā, motivācijā un papildinājumos. Vairāki atkarību izraisošu zāļu veidi palielina dopamīna līmeni smadzenēs. Šim ķīmiskajam kurjeram ir svarīga loma arī ķermeņa kustību koordinācijā. Parkinsona slimību, kas ir deģeneratīva slimība, kuras rezultātā rodas trīce un kustību kustību traucējumi, izraisa dopamīnu ģenerējošo neironu zudums smadzenēs.
- Serotonīns: Hormons un neirotransmiters, serotonīnam ir svarīga loma garastāvokļa, miega, trauksmes, seksualitātes un apetītes regulēšanā un modulēšanā. Selektīvie serotonīna atpakaļsaistes inhibitori (SSRI) ir antidepresantu veids, ko parasti izraksta depresijas, trauksmes, panikas traucējumu un panikas lēkmju ārstēšanai. SSRI darbojas, lai līdzsvarotu serotonīna līmeni, bloķējot serotonīna atkārtotu uzņemšanu smadzenēs, kas var palīdzēt uzlabot garastāvokli un mazināt trauksmes sajūtu.
Purīni
- Adenozīns: Šī dabiski sastopamā ķīmiskā viela darbojas kā neiromodulators smadzenēs un ir iesaistīts nomākšanas un miega uzlabošanā.
- Adenozīna trifosfāts (ATP): ATP, kas tiek uzskatīta par dzīvības enerģijas valūtu, darbojas kā neirotransmiters centrālajā un perifērajā nervu sistēmā. Tam ir nozīme autonomā kontrolē, maņu transdukcijā un saziņā ar glijas šūnām. Pētījumi liecina, ka tam var būt arī daļa no dažām neiroloģiskām problēmām, tostarp sāpēm, traumām un neirodeģeneratīviem traucējumiem.
Gāzes pārraides
- Slāpekļa oksīds: Šis savienojums spēlē lomu gludo muskuļu ietekmē, atslābinot tos, lai asinsvadi varētu paplašināties un palielinātu asins plūsmu noteiktās ķermeņa vietās.
- Oglekļa monoksīds: Šai bezkrāsainai bez smaržas gāzei var būt toksiska un potenciāli letāla ietekme, ja cilvēki tiek pakļauti augsta līmeņa vielai. Tomēr to dabiski ražo arī ķermenis, kur tas darbojas kā neirotransmiters, kas palīdz modulēt ķermeņa iekaisuma reakciju.
Acetilholīns
- Acetilholīns: Šis ir vienīgais neirotransmiteris savā klasē. Atrasts gan centrālajā, gan perifērajā nervu sistēmā, tas ir primārais neirotransmiters, kas saistīts ar motoriskajiem neironiem. Tam ir nozīme muskuļu kustībās, kā arī atmiņā un mācībās.
Kad neirotransmiteri nedarbojas pareizi
Tāpat kā daudzos ķermeņa procesos, dažkārt viss var kļūt greizs. Varbūt nav pārsteidzoši, ka tik plaša un sarežģīta sistēma kā cilvēka nervu sistēma būtu uzņēmīga pret problēmām.
Dažas no lietām, kas varētu noiet greizi, ir šādas:
- Neironi, iespējams, nepietiekami ražo konkrētu neirotransmiteru
- Neirotransmiteri var reabsorbēties pārāk ātri
- Pārāk daudz neirotransmiteru fermenti var deaktivizēt
- Pārāk daudz konkrēta neirotransmitera var izdalīties
Ja slimības vai zāles ietekmē neirotransmiterus, ķermenim var būt vairākas atšķirīgas negatīvas ietekmes. Tādas slimības kā Alcheimera slimība, epilepsija un Parkinsona slimība ir saistītas ar noteiktu neirotransmiteru deficītu.
Veselības nozares speciālisti atzīst neirotransmiteru lomu garīgās veselības apstākļos, tāpēc bieži tiek izrakstīti medikamenti, kas ietekmē ķermeņa ķīmisko kurjeru darbību, lai palīdzētu ārstēt dažādus psihiskus stāvokļus.
Piemēram, dopamīns ir saistīts ar tādām lietām kā atkarība un šizofrēnija. Serotonīnam ir nozīme garastāvokļa traucējumos, tostarp depresijā un OKT. Medikamentus, piemēram, SSRI, ārsti un psihiatri var izrakstīt, lai palīdzētu ārstēt depresijas vai trauksmes simptomus.
Medikamentus dažreiz lieto atsevišķi, bet tos var izmantot arī kopā ar citām terapeitiskām ārstēšanas metodēm, ieskaitot kognitīvi-uzvedības terapiju.
Zāles, kas ietekmē neirotransmiterus
Varbūt vislielākais praktiskais pielietojums neirotransmiteru darbības atklāšanai un detalizētai izpratnei ir bijis tādu zāļu izstrāde, kas ietekmē ķīmisko transmisiju. Šīs zāles spēj mainīt neirotransmiteru iedarbību, kas var mazināt dažu slimību simptomus.
- Agonisti pret antagonistiem: Dažas zāles ir pazīstamas kā agonisti un darbojas, palielinot specifisko neirotransmiteru iedarbību. Citas zāles un tiek sauktas par antagonistiem un darbojas, lai bloķētu neirotransmisijas ietekmi.
- Tiešie vai netiešie efekti: Šīs neiro darbības zāles var sīkāk sadalīt atkarībā no tā, vai tām ir tieša vai netieša ietekme. Tie, kuriem ir tieša ietekme, darbojas, atdarinot neirotransmiterus, jo tie pēc ķīmiskās struktūras ir ļoti līdzīgi. Tie, kuriem ir netieša ietekme, darbojas, iedarbojoties uz sinaptiskajiem receptoriem.
Zāles, kas var ietekmēt neirotransmisiju, ir zāles, ko lieto slimību ārstēšanai, ieskaitot depresiju un trauksmi, piemēram, SSRI, tricikliskie antidepresanti un benzodiazepīni.
Nelikumīgas narkotikas, piemēram, heroīns, kokaīns un marihuāna, ietekmē arī neirotransmisiju. Heroīns darbojas kā tiešas darbības agonists, pietiekami atdarinot smadzeņu dabiskos opioīdus, lai stimulētu ar tiem saistītos receptorus. Kokaīns ir netiešas darbības zāļu piemērs, kas ietekmē dopamīna pārnešanu.
Vārds no Verywell
Neirotransmiteriem ir izšķiroša loma neironu komunikācijā, kas ietekmē visu, sākot no piespiedu kustībām līdz mācībām un beidzot ar noskaņojumu. Šī sistēma ir gan sarežģīta, gan savstarpēji cieši saistīta. Neirotransmiteri darbojas īpašos veidos, taču tos var ietekmēt arī slimības, zāles vai pat citu ķīmisko kurjeru darbība.