כְּלָלִיוּת
נוירוטרנסמיטורים הם שליחים כימיים אנדוגניים, בהם משתמשים תאי מערכת העצבים (מה שנקרא נוירונים) כדי לתקשר זה עם זה או לעורר תאי שריר או בלוטות.
סינפסות כימיות הן אתרים של מגע תפקודי בין שני נוירונים או בין נוירון לסוג תא אחר.
ישנם סוגים שונים של נוירוטרנסמיטורים: סוג חומצות האמינו, סוג המונואמינים, סוג הפפטידים, סוג האמינים "עקבות", מחלקת הפורינים, סוג הגזים וכו '.
המוליכים העצביים המוכרים ביותר כוללים: דופמין, אצטילכולין, גלוטמט, GABA וסרוטונין.
מה הם נוירוטרנסמיטורים?
נוירוטרנסמיטורים הם כימיקלים שבהם נוירונים - תאי מערכת העצבים - משתמשים בכדי לתקשר זה עם זה, לפעול על תאי שריר או לעורר תגובה מתאים בלוטתיים.
במילים אחרות, נוירוטרנסמיטורים הם שליחים כימיים אנדוגניים, המאפשרים תקשורת פנימית (כלומר בין נוירונים) ותקשורת בין נוירונים לשאר הגוף.
מערכת העצבים האנושית משתמשת בנוירוטרנסמיטורים כדי לווסת או לכוון מנגנונים חיוניים, כגון פעימות לב, נשימת ריאות או עיכול.
יתר על כן, שנת לילה, ריכוז, מצב רוח וכן הלאה תלויים במוליכים עצביים.
נוירוטרנסמיטורים ותסמינים כימיים
על פי הגדרה מיוחדת יותר, נוירוטרנסמיטורים הם נשאי המידע לאורך המערכת של מה שנקרא סינפסות כימיות.
בנוירוביולוגיה, המונח סינפסה (או צומת סינפטי) מציין את אתרי המגע התפקודי בין שני נוירונים או בין נוירון לסוג תא אחר (למשל, תא שריר או תא בלוטות).
תפקידו של סינפסה הוא העברת מידע בין התאים המעורבים, לייצר תגובה מסוימת (למשל התכווצות של שריר).
מערכת העצבים האנושית כוללת שני סוגים של סינפסות:
- סינפסות חשמליות, שבהן תקשורת המידע תלויה בזרימת זרמים חשמליים דרך שני התאים המעורבים, למשל
- הסינפסות הכימיות האמורות, שבהן תקשורת המידע תלויה בזרימת נוירוטרנסמיטורים דרך שני התאים המושפעים.
סינפסה כימית קלאסית מורכבת משלושה מרכיבים בסיסיים, המוצבים בסדרה:
- הטרמינל הטרום סינפטי של הנוירון שממנו מגיע מידע עצבי. הנוירון המדובר נקרא גם נוירון טרום סינפטי;
- המרחב הסינפטי, כלומר מרחב ההפרדה בין שני התאים הגיבוריים של הסינפסה. הוא שוכן מחוץ לקרום התא ויש לו "שטח הרחבה השווה לכ- 20-40 ננומטר;
- הממברנה הפוסט-סינפטית של הנוירון, תא השריר או התא הבלוטתי שאליו מידע העצב חייב להגיע. בין אם מדובר בנוירון, תא שריר או תא בלוטות, יחידת התא שאליה משתייכת הממברנה הפוסט -סינפטית נקראת היסוד הפוסט -סינפטי.
הסינפסה הכימית המחברת נוירון לתא שריר ידועה גם כצומת הנוירו -שרירית או פלטת הקצה.
גילוי נוירוטרנסמיטורים
איור: סינפסה כימית
עד תחילת המאה העשרים האמינו המדענים שהתקשורת בין נוירונים ובין נוירונים לתאים אחרים מתרחשת אך ורק באמצעות סינפסות חשמליות.
הרעיון שאולי קיים אמצעי תקשורת אחר עלה כאשר כמה חוקרים גילו את המרחב הסינפטי.
הפרמקולוג הגרמני אוטו לואי שיער כי המרחב הסינפטי יכול לשמש נוירונים לשחרור שליחים כימיים שם. זו הייתה שנת 1921.
באמצעות ניסוייו בוויסות העצבים של פעילות הלב, לואי הפך לגיבור גילויו של המוליך העצבי הראשון הידוע: אצטילכולין.
אֲתַר
בנוירונים טרום סינפטיים, נוירוטרנסמיטורים שוכנים בתוך שלפוחיות תאיים קטנות.
שלפוחיות תאיים אלה דומות לשקיקים, המופרדים על ידי דו שכבתית של פוספוליפידים הדומים, בכמה היבטים, לשכבה הפוספוליפידית של קרום הפלזמה של תא אוקריוטי בריא.
כל עוד הם נשארים בתוך שלפוחית התא, המוליכים העצביים הם, כביכול, אינריים ואינם מייצרים תגובה.
מנגנון הפעולה
הַנָחַת יְסוֹד: כדי להבין את מנגנון הפעולה של נוירוטרנסמיטורים טוב לזכור את הסינפסות הכימיות והרכבן שלהן, שתוארו קודם לכן.
הנוירוטרנסמיטורים נשארים מרותקים בתוך השלפוחית התאית, עד שמגיע אות ממוצא עצבי המסוגל לעורר את שחרור השלפוחית מהנוירון הנכל.
שחרור השלפוחית מתרחש ליד הטרמינל הטרום סינפטי של נוירון המיכל וכרוך בשחרור נוירוטרנסמיטורים לחלל הסינפטי.
במרחב הסינפטי, נוירוטרנסמיטורים חופשיים לקיים אינטראקציה עם הממברנה הפוסט-סינפטית של תא העצב, השריר או הבלוטה, הממוקמת בסביבה הקרובה ומהווה חלק מהסינפסה הכימית.
האינטראקציה בין נוירוטרנסמיטורים לקרום הפוסט-סינפטי אפשרית הודות לנוכחותם של האחרונים, על חלבונים מסוימים, הנקראים כראוי קולטני ממברנה.
המגע בין נוירוטרנסמיטורים לקולטני ממברנה הופך את האות העצבי הראשוני (זה שעורר את שחרור שלפוחיות תוך תאיות) לתגובה תאית מאוד ספציפית. לדוגמה, התגובה התאית המיוצרת על ידי האינטראקציה בין נוירוטרנסמיטורים לקרום הפוסט סינפטי של תא שריר עשויה להיות מורכבת מהתכווצות רקמת השריר שאליה משתייך התא הנ"ל.
בסיום התמונה הסכמטית הזו של אופן הפעולה של נוירוטרנסמיטורים, חשוב לדווח על ההיבט האחרון הבא: התגובה הסלולרית הספציפית שהוזכרה לעיל "אכן תלויה בסוג הנוירוטרנסמיטר ובסוג הקולטנים הקיימים על הממברנה הפוסט-סינפטית.
מהו פוטנציאל הפעולה?
בנוירוביולוגיה, האות העצבי המעורר שחרור שלפוחית תאיים נקרא פוטנציאל הפעולה.
בהגדרה, פוטנציאל הפעולה הוא התופעה המתרחשת בנוירון גנרי ואשר כרוכה בשינוי מהיר של המטען החשמלי בין החלק הפנימי והחיצוני של קרום התא של הנוירון המעורב.
לאור זאת, אין זה מפתיע כאשר, אם מדברים על אותות עצביים, מומחים משווים אותם לדחפים חשמליים: אות עצבי הוא אירוע מסוג חשמל מכל הבחינות.
מאפייני התשובה התאית
על פי שפתם של הנוירוביולוגים, התגובה התאית המושרה על ידי נוירוטרנסמיטורים, ברמת הממברנה הפוסט-סינפטית, יכולה להיות מעוררת או מעכבת.
תגובה מעוררת היא תגובה שנועדה לקדם יצירת דחף עצבי ביסוד הפוסט-סינפטי.
תגובה מעכבת, לעומת זאת, היא תגובה שנועדה לעכב יצירת דחף עצבי ביסוד הפוסט-סינפטי.
מִיוּן
ישנם הרבה נוירוטרנסמיטורים אנושיים ידועים ורשימתם צפויה לגדול ככל שנוירוביולוגים מגלים חדשים באופן קבוע.
המספר הרב של נוירוטרנסמיטורים מוכרים עשה את זה חיוני לסווג את המולקולות הכימיות האלה, על מנת לפשט את התייעצותן.
ישנם קריטריוני סיווג שונים; הנפוץ ביותר הוא המבדיל בין נוירוטרנסמיטורים על בסיס סוג המולקולות שאליהן הם שייכים.
קבוצות המולקולות העיקריות שאליהן משתייכים נוירוטרנסמיטורים אנושיים הם:
- סוג חומצות האמינו או נגזרות חומצות האמינו. מחלקה זו כוללת: גלוטמט (או חומצה גלוטמית), אספרטט (או חומצה אספרטית), חומצה גמא-אמינו-בוטירית (הידועה יותר בשם GABA) וגליצין.
- סוג הפפטידים. מחלקה זו כוללת: סומטוסטטין, אופיואידים, חומר P, כמה סודינים (סודין, גלוקגון וכו '), כמה טקיקינינים (נוירוקינין A, נוירוקינין B וכו'), כמה גסטרינים, גלנין, נוירוטנסין ומה שנקרא תמלילים המוסדרים על ידי קוקאין. ואמפטמין.
- סוג המונואמינים. מחלקה זו כוללת: דופמין, נוראדרנלין, אפינפרין, היסטמין, סרוטונין ומלטונין.
- המעמד של מה שנקרא "אמינים עקבות". במחלקה זו נכללים: טירמין, טרי-יודוטירונאמין, 2-פנילטילאמין (או 2-פנילטילאמין), אוקטופמין וטריפטמין (או טריפטמין).
- סוג הפורינים. מחלקה זו כוללת: אדנוזין טריפוספט ואדנוזין.
- סוג הגז. מחלקה זו כוללת: תחמוצת החנקן (NO), פחמן חד חמצני (CO) ומימן גופרית (H2S).
- אַחֵר. כל אותם נוירוטרנסמיטורים שאינם יכולים להיכלל באף אחת מהשיעורים הקודמים, כגון האצטילכולין או האנאנדמיד הנ"ל, נופלים תחת הכותרת "אחר".
הדוגמאות הידועות ביותר
כמה מוליכים עצביים מפורסמים בהחלט יותר מאחרים, הן משום שהם ידועים ונחקרו זמן רב יותר, והן משום שהם מבצעים פונקציות בעלות עניין ביולוגי ניכר.
בין המוליכים העצביים המפורסמים ביותר ראוי להזכיר:
- גלוטמט. זהו המוליך הנוירוטרנסמיטר העיקרי של מערכת העצבים המרכזית: לפי מה שנוירווביולוגים אומרים, יותר מ -90% מהסינפסות המעוררות משתמשות בו.
לצד תפקודו המעורר, גלוטמט מעורב גם בתהליכי למידה (למידה מובנת כתהליך של אחסון נתונים במוח) ובזיכרון.
על פי כמה מחקרים מדעיים, זה יהיה מעורב במחלות כגון: מחלת אלצהיימר, מחלת הנטינגטון, טרשת לרוחב אמיוטרופית (הידועה יותר בשם ALS) ופרקינסון. - GABA. זהו המוליך הנוירוטרנסמיטורים העיקרי של מערכת העצבים המרכזית: על פי מחקרי הביולוגיה האחרונים, כ -90% מהסינפסות המעכבות יעשו בו שימוש.
בשל תכונותיו המעכבות, GABA הוא אחד המטרות העיקריות של תרופות הרגעה ומרגיעה. - אצטילכולין. זהו מוליך עצבי בעל פונקציה מעוררת על השרירים: בצמתים הנוירו -שרירים, למעשה, נוכחותו מפעילה את אותם מנגנונים המכווצים את התאים של רקמות השריר המעורבות.
מלבד הפעולה ברמה השרירית, אצטילכולין משפיע גם על תפקוד האיברים הנשלטים על ידי מה שמכונה מערכת העצבים האוטונומית.השפעתו על מערכת העצבים האוטונומית יכולה להיות מעוררת ומעכבת כאחד. - דופמין. שייך למשפחת הקטכולאמינים, זהו מוליך עצבי המבצע פונקציות רבות, הן ברמת מערכת העצבים המרכזית והן ברמה של מערכת העצבים ההיקפית.
ברמת מערכת העצבים המרכזית, דופמין משתתף ב: שליטה בתנועה, הפרשת הורמון הפרולקטין, שליטה על מוטוריקה, מנגנוני התגמול וההנאה, השליטה בכישורי הקשב, מנגנון השינה, בקרת ההתנהגות , השליטה בפונקציות קוגניטיביות מסוימות, השליטה במצב הרוח ולבסוף המנגנונים העומדים בבסיס הלמידה.
ברמה של מערכת העצבים ההיקפית, לעומת זאת, הוא פועל כ: מרחיב כלי דם, מעורר הפרשת נתרן, גורם המעודד תנועתיות מעיים, גורם המפחית את פעילות הלימפוציטים ולבסוף גורם המפחית הפרשת אינסולין. - סרוטונין. זהו מוליך עצבי הקיים בעיקר במעי, ולמרות שהוא במידה פחותה מאשר בתאי המעי, בנוירונים של מערכת העצבים המרכזית.
מההשפעות המעכבות נראה שסרוטונין מווסת את התיאבון, השינה, הזיכרון ולתהליכי הלמידה, טמפרטורת הגוף, מצב הרוח, כמה היבטים של התנהגות, התכווצות שרירים, כמה תפקודים של מערכת הלב וכלי הדם וחלק מתפקודי המערכת האנדוקרינית.
מנקודת מבט פתולוגית, נראה כי יש לו תפקיד בהתפתחות דיכאון ומחלות נלוות. זה מסביר את קיומם של מעכבי ספיגה חוזרת של סרוטונין סלקטיביים בשוק, תרופות נוגדות דיכאון המשמשות לטיפול בצורות דיכאון חמורות יותר או פחות. - היסטמין .זהו מוליך עצבי עם מושב נפוץ במערכת העצבים המרכזית, בדיוק ברמה של ההיפותלמוס ותאי התורן הקיימים במוח ובחוט השדרה.
- נוראדרנלין ואפינפרין. הנוראדרנלין מרוכז מעל הכל במערכת העצבים המרכזית ויש לו את המשימה לגייס את המוח והגוף לפעולה (לכן יש לו השפעה מעוררת). לדוגמה, במוח הוא מקדם תהליכי עוררות, עירנות, ריכוז וזיכרון; בשאר הגוף, הוא מגביר את קצב הלב ולחץ הדם, מעורר את שחרור הגלוקוז מנקודות אחסון, מגביר את זרימת הדם לשרירי השלד. , מפחית את זרימת הדם למערכת העיכול ומקדם ריקון שלפוחית השתן והמעיים.
אפינפרין קיים במידה רבה בתאי בלוטת יותרת הכליה ובכמויות קטנות במערכת העצבים המרכזית.
למוליך עצבי זה יש השפעות מעוררות ומשתתף בתהליכים כגון: עליית הדם לשרירי השלד, עליית קצב הלב והרחבת האישונים.
הן הנוראדרנלין והן האפינפרין הם נוירוטרנסמיטורים הנגזרים מטירוזין.
