Allgemeinheit
Neurotransmitter sind endogene chemische Botenstoffe, die von den Zellen des Nervensystems (sogenannten Neuronen) zur Kommunikation miteinander oder zur Stimulation von Muskel- oder Drüsenzellen verwendet werden.
Chemische Synapsen sind Orte des funktionellen Kontakts zwischen zwei Neuronen oder zwischen einem Neuron und einer anderen Art von Zelle.
Es gibt verschiedene Klassen von Neurotransmittern: die Klasse der Aminosäuren, die Klasse der Monoamine, die Klasse der Peptide, die Klasse der "Spuren" -Amine, die Klasse der Purine, die Klasse der Gase usw.
Die bekanntesten Neurotransmitter sind: Dopamin, Acetylcholin, Glutamat, GABA und Serotonin.
Was sind Neurotransmitter?
Neurotransmitter sind Chemikalien, die von Neuronen - den Zellen des Nervensystems - verwendet werden, um miteinander zu kommunizieren, auf Muskelzellen zu wirken oder eine Reaktion von Drüsenzellen zu stimulieren.
Mit anderen Worten, Neurotransmitter sind endogene chemische Botenstoffe, die eine interne Kommunikation (dh zwischen Neuronen) und eine Kommunikation zwischen Neuronen und dem Rest des Körpers ermöglichen.
Das menschliche Nervensystem verwendet Neurotransmitter, um Vitalmechanismen wie Herzfrequenz, Lungenatmung oder Verdauung zu regulieren oder zu steuern.
Darüber hinaus hängen Nachtschlaf, Konzentration, Stimmung usw. von Neurotransmittern ab.
NEUROTRANSMITTER UND CHEMISCHE SYNAPSIS
Nach einer spezielleren Definition sind Neurotransmitter die Informationsträger im System der sogenannten chemischen Synapsen .
In der Neurobiologie bezeichnet der Begriff Synapse (oder synaptische Verbindung) die Stellen des funktionellen Kontakts zwischen zwei Neuronen oder zwischen einem Neuron und einer anderen Art von Zelle (zum Beispiel einer Muskelzelle oder einer Drüsenzelle).
Die Funktion einer Synapse besteht darin, Informationen zwischen den beteiligten Zellen zu übertragen, um eine bestimmte Reaktion (zum Beispiel die Kontraktion eines Muskels) hervorzurufen.
Das menschliche Nervensystem umfasst zwei Arten von Synapsen:
- Die elektrischen Synapsen, bei denen die Übermittlung von Informationen von einem Fluss elektrischer Ströme durch die beiden beteiligten Zellen abhängt, z
- Die vorgenannten chemischen Synapsen, bei denen die Informationsübermittlung von einem Fluss von Neurotransmittern durch die beiden beteiligten Zellen abhängt.
Eine klassische chemische Synapse besteht aus drei Grundkomponenten, die in Reihe angeordnet sind:
- Das prä-synaptische Terminal des Neurons, von dem die Nerveninformationen stammen. Das fragliche Neuron wird auch als prä-synaptisches Neuron bezeichnet ;
- Der synaptische Raum, dh der Raum der Trennung zwischen den beiden Zellen, die die Protagonisten der Synapse sind. Es befindet sich außerhalb der Zellmembranen und hat eine Ausdehnungsfläche von etwa 20-40 Nanometern;
- Die postsynaptische Membran des Neurons, der Muskelzelle oder der Drüsenzelle, zu der die Nerveninformationen gelangen müssen. Ob es sich um ein Neuron, eine Muskelzelle oder eine Drüsenzelle handelt, die Zelleinheit, zu der die postsynaptische Membran gehört, wird als postsynaptisches Element bezeichnet .
Die chemische Synapse, die ein Neuron mit einer Muskelzelle verbindet, wird auch als neuromuskuläre Verbindung oder Motorplatte bezeichnet .
ENTDECKUNG VON NEUROTRANSMITTERN
Abbildung: Chemische Synapse
Bis in die frühen Jahre des 20. Jahrhunderts glaubten Wissenschaftler, dass die Kommunikation zwischen Neuronen sowie zwischen Neuronen und anderen Zellen ausschließlich über elektrische Synapsen erfolgt.
Die Idee, dass ein anderer Kommunikationsmodus existieren könnte, entstand, als einige Forscher den sogenannten synaptischen Raum entdeckten.
Der deutsche Pharmakologe Otto Loewi vermutete, dass der synaptische Raum von Neuronen genutzt werden könnte, um chemische Botenstoffe freizusetzen. Es war das Jahr 1921.
Durch seine Experimente zur nervösen Regulation der Herzaktivität wurde Loewi zum Protagonisten der Entdeckung des ersten bekannten Neurotransmitters: Acetylcholin .
Sitz
In prä-synaptischen Neuronen befinden sich Neurotransmitter in kleinen intrazellulären Vesikeln .
Diese interzellulären Vesikel sind vergleichbar mit Beuteln, die durch eine doppelte Phospholipidschicht begrenzt sind, die in verschiedenen Aspekten der doppelten Phospholipidschicht der Plasmamembran einer generischen gesunden eukaryotischen Zelle ähnlich ist.
Solange sie in den intrazellulären Vesikeln verbleiben, sind die Neurotransmitter sozusagen inert und erzeugen keine Reaktion.
Aktionsmechanismus
Voraussetzung: Um den Wirkungsmechanismus von Neurotransmittern zu verstehen, ist es gut, die zuvor beschriebenen chemischen Synapsen und ihre Zusammensetzung im Auge zu behalten.
Die Neurotransmitter bleiben in den intrazellulären Vesikeln eingeschlossen, bis ein Signal des Nervenursprungs eintrifft, das die Freisetzung der Vesikel aus dem Containerneuron stimulieren kann.
Die Freisetzung der Vesikel erfolgt in der Nähe des prä-synaptischen Endes des Containerneurons und beinhaltet die Freisetzung von Neurotransmittern im synaptischen Raum.
Im synaptischen Raum können die Neurotransmitter frei mit der postsynaptischen Membran des Nervs, Muskels oder der Drüsenzelle interagieren, die sich in unmittelbarer Nähe befindet und Teil der chemischen Synapse ist.
Die Wechselwirkung zwischen Neurotransmittern und postsynaptischer Membran ist möglich, da auf letzterer bestimmte Proteine vorhanden sind, die eigentlich Membranrezeptoren genannt werden .
Der Kontakt zwischen den Neurotransmittern und den Membranrezeptoren wandelt das anfängliche Nervensignal (das die Freisetzung intrazellulärer Vesikel stimuliert) in eine gut spezifische zelluläre Antwort um. Beispielsweise kann die zelluläre Antwort, die durch die Wechselwirkung zwischen Neurotransmittern und der postsynaptischen Membran einer Muskelzelle erzeugt wird, in der Kontraktion des Muskelgewebes bestehen, zu dem die oben genannte Zelle gehört.
Zum Abschluss dieses schematischen Bildes der Funktionsweise von Neurotransmittern ist es wichtig, den folgenden letzten Aspekt zu erwähnen: Die oben erwähnte spezifische zelluläre Antwort hängt von der Art des Neurotransmitters und der Art der Rezeptoren ab, die auf der postsynaptischen Membran vorhanden sind.
WAS IST DAS AKTIONSPOTENZIAL?
In der Neurobiologie wird das Nervensignal, das die Freisetzung intrazellulärer Vesikel stimuliert, als Aktionspotential bezeichnet .
Definitionsgemäß ist das Aktionspotential das Phänomen, das in einem generischen Neuron auftritt und das eine schnelle Änderung der elektrischen Ladung zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Zellmembran des beteiligten Neurons vorsieht.
Vor diesem Hintergrund ist es nicht verwunderlich, wenn Experten über Nervensignale sprechen und diese mit elektrischen Impulsen vergleichen: Ein Nervensignal ist in jeder Hinsicht ein elektrisches Ereignis.
MERKMALE DER ZELLULÄREN REAKTION
Entsprechend der Sprache der Neurobiologen kann die durch Neurotransmitter induzierte zelluläre Reaktion auf der Ebene der postsynaptischen Membran anregend oder hemmend sein .
Eine erregende Reaktion ist eine Reaktion, die die Erzeugung eines Nervenimpulses im postsynaptischen Element fördert .
Eine inhibitorische Reaktion ist dagegen eine Reaktion, die die Erzeugung eines Nervenimpulses im postsynaptischen Element hemmen soll .
Einstufung
Die bekannten menschlichen Neurotransmitter sind sehr zahlreich und ihre Liste wird wachsen, da Neurobiologen regelmäßig neue entdecken.
Die große Anzahl anerkannter Neurotransmitter hat die Klassifizierung dieser chemischen Moleküle unabdingbar gemacht, um die Beratung zu vereinfachen.
Es gibt verschiedene Klassifizierungskriterien; Am häufigsten unterscheidet man Neurotransmitter nach der Klasse der Moleküle, zu denen sie gehören .
Die Hauptklassen von Molekülen, zu denen humane Neurotransmitter gehören, sind:
- Die Klasse der Aminosäuren oder Aminosäurederivate . Diese Klasse umfasst: Glutamat (oder Glutaminsäure), Aspartat (oder Asparaginsäure), Gamma-Aminobuttersäure (besser bekannt als GABA) und Glycin.
- Die Klasse der Peptide . Diese Klasse umfasst: Somatostatin, Opioide, Substanz P, einige Sekretine (Sekretin, Glucagon usw.), einige Tachykinine (Neurokinin A, Neurokinin B usw.), einige Gastrine, Galanin, Neurotensin und sogenannte kokainregulierte Transkripte Amphetamin.
- Die Klasse der Monoamine . Diese Klasse umfasst: Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin, Histamin, Serotonin und Melatonin.
- Die Klasse der sogenannten " Amin-Spur ". Diese Klasse umfasst: Tyramin, Triiodthyronamin, 2-Phenylethylamin (oder 2-Phenylethylamin), Octopamin und Tryptamin (oder Triptamin).
- Die Klasse der Purine . Diese Klasse umfasst: Adenosintriphosphat und Adenosin.
- Die Gasklasse . Diese Klasse umfasst: Stickoxid (NO), Kohlenmonoxid (CO) und Schwefelwasserstoff (H2S).
- Andere . Alle Neurotransmitter, die keiner der vorhergehenden Klassen zugeordnet werden können, wie das bereits erwähnte Acetylcholin oder Anandamid, fallen unter die Überschrift "Sonstige".
Bekannteste Beispiele
Einige Neurotransmitter sind zweifellos berühmter als andere, weil sie schon länger bekannt und erforscht sind und weil sie Funktionen von erheblichem biologischem Interesse erfüllen.
Unter den bekanntesten Neurotransmittern verdienen sie eine Erwähnung:
- Glutamat . Es ist der hauptsächliche exzitatorische Neurotransmitter des Zentralnervensystems: Nach Angaben von Neurobiologen würden mehr als 90% der sogenannten exzitatorischen Synapsen verwendet.Glutamat ist neben seiner anregenden Funktion auch an Lernprozessen (Lernen als Prozess der Speicherung von Daten im Gehirn) und am Gedächtnis beteiligt.
Nach einigen wissenschaftlichen Studien wäre es an Krankheiten wie Alzheimer, Huntington, Amyotropher Lateralsklerose (besser bekannt als ALS) und Parkinson beteiligt.
- Die GABA . Es ist der hauptsächliche inhibitorische Neurotransmitter des Zentralnervensystems: Nach neuesten biologischen Studien würden etwa 90% der sogenannten inhibitorischen Synapsen verwendet.
Aufgrund seiner hemmenden Eigenschaften ist GABA eines der Hauptziele von Beruhigungs- und Beruhigungsmitteln.
- Acetylcholin . Es ist ein Neurotransmitter mit einer anregenden Funktion für die Muskeln: In den neuromuskulären Verbindungen werden durch seine Anwesenheit diejenigen Mechanismen in Gang gesetzt, die die Zellen des betroffenen Muskelgewebes kontrahieren.
Acetylcholin wirkt nicht nur auf Muskelebene, sondern beeinflusst auch die Funktion der Organe, die vom sogenannten autonomen Nervensystem gesteuert werden. Sein Einfluss auf das autonome Nervensystem kann sowohl erregend als auch hemmend sein.
- Dopamin . Es gehört zur Katecholamin-Familie und ist ein Neurotransmitter, der zahlreiche Funktionen sowohl im Zentralnervensystem als auch im peripheren Nervensystem ausübt.
Auf der Ebene des Zentralnervensystems ist Dopamin beteiligt an: Bewegungssteuerung, Prolaktinhormonausschüttung, Steuerung der Motorik, Belohnungs- und Vergnügungsmechanismen, Aufmerksamkeitsspannensteuerung, Schlafmechanismus, Verhaltenskontrolle, Kontrolle einiger kognitiver Funktionen, Stimmungskontrolle und schließlich die Mechanismen, die dem Lernen zugrunde liegen.
Auf der Ebene des peripheren Nervensystems wirkt es jedoch als: Vasodilatator, der die Natriumausscheidung stimuliert, ein Faktor, der die Darmmotilität begünstigt, ein Faktor, der die Lymphozytenaktivität verringert, und schließlich ein Faktor, der die Insulinsekretion verringert.
- Serotonin . Es ist ein Neurotransmitter, der hauptsächlich im Darm und, wenn auch in geringerem Maße als im Darm, in den Neuronen des Zentralnervensystems vorkommt.
Durch seine hemmende Wirkung scheint Serotonin Appetit, Schlaf, Gedächtnis- und Lernprozesse, Körpertemperatur, Stimmung, einige Verhaltensaspekte, Muskelkontraktionen, einige Funktionen des Herz-Kreislauf-Systems und einige Funktionen des endokrinen Systems zu regulieren .
Aus pathologischer Sicht scheint es eine Rolle bei der Entwicklung von Depressionen und verwandten Krankheiten zu spielen. Dies erklärt die Existenz der sogenannten selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer auf dem Markt, Antidepressiva, die zur Behandlung von mehr oder weniger schweren depressiven Formen eingesetzt werden.
- Histamin . Es ist ein Neurotransmitter, der vorwiegend im Zentralnervensystem lokalisiert ist, und zwar genau auf der Ebene der Hypothalamus- und Mastzellen, die im Gehirn und im Rückenmark vorhanden sind.
- Noradrenalin und Adrenalin . Norepinephrin konzentriert sich hauptsächlich auf der Ebene des Zentralnervensystems und hat die Aufgabe, das Gehirn und den Körper zum Handeln zu mobilisieren (es hat daher eine anregende Wirkung). Zum Beispiel fördert es im Gehirn Aufregung, Wachsamkeit, Konzentration und Gedächtnisprozesse; Im übrigen Körper erhöht es die Herzfrequenz und den Blutdruck, stimuliert die Freisetzung von Glukose aus den Speicherpunkten, erhöht den Blutfluss zu den Skelettmuskeln, verringert den Blutfluss zum Magen-Darm-System und fördert die Blasen- und Darmentleerung.
Adrenalin ist zum großen Teil in den Zellen der Nebennieren und in geringen Mengen im Zentralnervensystem vorhanden.
Dieser Neurotransmitter hat anregende Wirkungen und ist an Prozessen beteiligt, wie z. B .: erhöhter Blutfluss zu den Skelettmuskeln, erhöhte Herzfrequenz und Pupillenerweiterung.
Sowohl Noradrenalin als auch Adrenalin sind Neurotransmitter, die von Tyrosin abgeleitet sind.
