Нейротрансмиттер - Neurotransmitter

Структура типового химический синапс
Постсинаптический плотность Напряжение- закрытый Ca++ канал Синаптический везикул Нейротрансмиттер транспортер Рецептор Нейротрансмиттер Аксон терминал Синаптическая щель Дендрит

Нейротрансмиттеры химические посланники, которые передают сообщение от нервная клетка через синапс в целевую ячейку. Мишенью может быть другая нервная клетка или мышечная клетка, или клетка железы. Они есть химикаты сделано нервной клеткой специально для передать сообщение.^[1]

Нейротрансмиттеры высвобождаются из синаптические везикулы в синапсах в синаптическая щель, где их получает рецепторы нейротрансмиттеров на целевой ячейке. Многие нейротрансмиттеры синтезируются из простых и многочисленных прекурсоров, таких как аминокислоты, которые легко доступны и требуют лишь небольшого количества биосинтетический шаги для преобразования. Нейротрансмиттеры необходимы для функционирования сложных нервных систем. Точное количество уникальных нейромедиаторов в организме человека неизвестно, но идентифицировано более 200.^[2][3][4]

Механизм

Синаптические везикулы, содержащие нейротрансмиттеры

Нейротрансмиттеры хранятся в синаптические везикулы, сгруппированные близко к клеточная мембрана на аксонный терминал пресинаптического нейрона. Нейротрансмиттеры высвобождаются и распространяются через синаптическая щель, где они привязаны к конкретным рецепторы на мембране постсинаптического нейрона.^[5] Связывание нейромедиаторов может влиять на постсинаптический нейрон в любом возбуждение или же тормозящий путь, деполяризующий или же переполяризация это соответственно.

Большинство нейротрансмиттеров размером с одну аминокислоту; однако некоторые нейротрансмиттеры могут быть размером с более крупные белки или пептиды. Высвобожденный нейротрансмиттер обычно доступен в синаптической щели в течение короткого времени, прежде чем он метаболизируется ферментами и возвращается в пресинаптический нейрон через обратный захват, или привязанный к постсинаптический рецептор. Тем не менее, кратковременного воздействия на рецептор нейромедиатора обычно достаточно для того, чтобы вызвать постсинаптический ответ в виде синаптическая передача.

Обычно нейротрансмиттер высвобождается на пресинаптическом окончании в ответ на пороговое значение. потенциал действия или же градуированный электрический потенциал в пресинаптическом нейроне. Однако «исходное» высвобождение низкого уровня также происходит без электростимуляции.

Открытие

До начала 20 века ученые предполагали, что большая часть синаптических коммуникаций в головном мозге является электрической. Однако через гистологический экзамены Рамон-и-Кахаль, промежуток от 20 до 40 нм между нейронами, известный сегодня как синаптическая щель, был открыт. Наличие такого разрыва предполагало связь через химические посланники, пересекающие синаптическую щель, и в 1921 году немецкий фармаколог Отто Леви подтвердили, что нейроны могут общаться, выделяя химические вещества. Посредством серии экспериментов с участием блуждающих нервов лягушек Лоуи смог вручную замедлить сердцебиение лягушек, контролируя количество физиологического раствора, присутствующего вокруг блуждающего нерва. По завершении этого эксперимента Леви утверждал, что симпатическая регуляция сердечной функции может быть опосредована изменениями в химических концентрациях. Кроме того, Отто Леви приписывают открытие ацетилхолин (ACh) - первый известный нейротрансмиттер.^[6]

Идентификация

Существует четыре основных критерия определения нейромедиаторов:

1. Химическое вещество должно быть синтезировано в нейроне или иным образом в нем присутствовать.
2. Когда нейрон активен, химическое вещество должно выделяться и вызывать реакцию у некоторых мишеней.
3. Такой же ответ должен быть получен, когда химическое вещество экспериментально помещается на мишень.
4. Должен существовать механизм для удаления химического вещества с места его активации после того, как его работа будет завершена.

Однако с учетом достижений фармакологии, генетики и химии нейроанатомия, термин «нейромедиатор» может применяться к химическим веществам, которые:

• Передают сообщения между нейронами посредством воздействия на постсинаптическую мембрану.
• Имеют незначительное влияние или не влияют на напряжение мембраны, но имеют общую несущую функцию, такую ​​как изменение структуры синапса.
• Общайтесь, отправляя сообщения в обратном направлении, которые влияют на освобождение или повторный захват передатчиков.

Анатомическая локализация нейротрансмиттеров обычно определяется с помощью иммуноцитохимических методов, которые определяют местоположение либо самих медиаторных веществ, либо ферментов, участвующих в их синтезе. Иммуноцитохимические методы также показали, что многие передатчики, особенно нейропептиды, совместно локализованы, то есть нейрон может высвобождать более одного передатчика со своего синаптического конца.^[7] Различные методы и эксперименты, такие как окрашивание, стимуляция и сбор, могут использоваться для идентификации нейротрансмиттеров по всему телу. Центральная нервная система.^[8]

Типы

Есть много разных способов классификации нейротрансмиттеров. Разделив их на аминокислоты, пептиды, и моноамины достаточно для некоторых целей классификации.^[9]

Основные нейротрансмиттеры:

• Аминокислоты: глутамат,^[10] аспартат, D-серин, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК),^{[nb 1]} глицин
• Газотрансмиттеры: оксид азота (НЕТ), монооксид углерода (CO), сероводород (ЧАС₂S)
• Моноамины: дофамин (DA), норэпинефрин (норадреналин; NE, NA), адреналин (адреналин), гистамин, серотонин (SER, 5-HT)
• Следы аминов: фенэтиламин, N-метилфенэтиламин, тирамин, 3-йодтиронамин, октопамин, триптамин, так далее.
• Пептиды: окситоцин, соматостатин, вещество P, транскрипт, регулируемый кокаином и амфетамином, опиоидные пептиды^[11]
• Пурины: аденозинтрифосфат (АТФ), аденозин
• Катехоламины: дофамин, норэпинефрин (норадреналин), адреналин (адреналин)
• Другие: ацетилхолин (АЧ), анандамид, так далее.

Кроме того, более 50 нейроактивных пептиды были обнаружены, и регулярно открываются новые.^{[нужна цитата ]} Многие из них выпускаются совместно с низкомолекулярным трансмиттером. Тем не менее, в некоторых случаях пептид является первичным передатчиком в синапсе. Бета-эндорфин является относительно известным примером пептидного нейромедиатора, поскольку он вступает в высокоспецифические взаимодействия с опиоидные рецепторы в Центральная нервная система.

Одинокий ионы (например, синаптически выпущенный цинк ) также считаются нейротрансмиттерами некоторыми,^[12] а также некоторые газообразные молекулы, такие как оксид азота (НЕТ), монооксид углерода (CO), и сероводород (ЧАС₂S).^[13] Газы производятся в нервной цитоплазме и немедленно диффундируют через клеточную мембрану во внеклеточную жидкость и в соседние клетки, чтобы стимулировать производство вторичных мессенджеров. Нейромедиаторы растворимых газов трудно изучать, поскольку они действуют быстро и сразу же разрушаются, существуя всего несколько секунд.

Наиболее распространенным передатчиком является глутамат, который возбуждает более 90% синапсов человеческого мозга.^[10] Следующей по распространенности является гамма-аминомасляная кислота, или ГАМК, которая ингибирует более 90% синапсов, не использующих глутамат. Хотя другие передатчики используются в меньшем количестве синапсов, они могут иметь очень важное функциональное значение: подавляющее большинство психоактивных препаратов проявляют свое действие, изменяя действие некоторых систем нейротрансмиттеров, часто действуя через передатчики, отличные от глутамата или ГАМК. Наркотики, вызывающие привыкание, такие как кокаин и амфетамины, оказывают свое действие в первую очередь на дофаминовую систему. Захватывающий опиум лекарственные препараты проявляют свое действие в первую очередь как функциональные аналоги опиоидные пептиды, которые, в свою очередь, регулируют уровень дофамина.

Список нейротрансмиттеров, пептидов и газообразных сигнальных молекул

Действия

Нейроны образуют сложные сети, через которые нервные импульсы:потенциалы действия -путешествовать. Каждый нейрон имеет до 15 000 связей с соседними нейронами.

Нейроны не соприкасаются друг с другом (за исключением случая электрического синапса через щелевой переход); вместо этого нейроны взаимодействуют в точках контакта, называемых синапсами: соединение внутри двух нервных клеток, состоящее из миниатюрной щели, внутри которой импульсы переносятся нейротрансмиттером. Нейрон передает свою информацию посредством нервного импульса, называемого потенциалом действия. Когда потенциал действия достигает пресинаптической терминальной кнопки синапса, он может стимулировать высвобождение нейромедиаторов. Эти нейротрансмиттеры высвобождаются в синаптическую щель, чтобы связываться с рецепторами постсинаптической мембраны и влиять на другую клетку либо ингибирующим, либо возбуждающим образом. Следующий нейрон может быть связан со многими другими нейронами, и если общая сумма возбуждающих воздействий минус тормозные воздействия достаточно велика, он также будет «срабатывать». Другими словами, он создаст новый потенциал действия на холме своего аксона, высвобождая нейротрансмиттеры и передавая информацию еще одному соседнему нейрону.

Возбуждающий и тормозящий

Нейромедиатор может влиять на функцию нейрона посредством значительного количества механизмов. В его прямом воздействии на нейрон электрическая возбудимость однако нейротрансмиттер действует только одним из двух способов: возбуждающим или тормозящим. Нейротрансмиттер влияет на трансмембранный ионный поток, увеличивая (возбуждая) или уменьшая (подавляя) вероятность того, что клетка, с которой он вступает в контакт, будет производить потенциал действия. Таким образом, несмотря на большое разнообразие синапсов, все они передают сообщения только этих двух типов, и они обозначены как таковые. Синапсы типа I возбуждающий в своих действиях, тогда как синапсы типа II тормозящий. Каждый тип имеет различный внешний вид и располагается в разных частях нейронов, находящихся под его влиянием.

Синапсы типа I (возбуждающие) обычно расположены на стержнях или шипах дендритов, тогда как синапсы типа II (тормозящие) обычно расположены на теле клетки. Кроме того, синапсы типа I имеют круглые синаптические пузырьки, тогда как пузырьки синапсов типа II уплощены. Материал на пресинаптических и постсинаптических мембранах более плотный в синапсе I типа, чем в синапсе II типа, а синаптическая щель I типа шире. Наконец, активная зона в синапсе I типа больше, чем в синапсе II типа.

Различное расположение синапсов типа I и типа II делит нейрон на две зоны: дендритное дерево возбуждения и тело тормозящей клетки. С тормозящей точки зрения возбуждение проникает через дендриты и распространяется на аксональный бугорок вызвать потенциал действия. Если сообщение должно быть остановлено, лучше всего остановить его, применив ингибирование к телу клетки, близко к бугорку аксона, где возникает потенциал действия. Другой способ концептуализировать возбуждающе-тормозное взаимодействие - представить себе возбуждение, преодолевающее торможение. Если тело клетки обычно находится в подавленном состоянии, единственный способ создать потенциал действия на бугорке аксона - это уменьшить подавление тела клетки. В этой стратегии «откройте ворота» возбуждающее сообщение похоже на скаковую лошадь, готовую бежать по трассе, но сначала нужно удалить препятствующие стартовые ворота.^[17]

Примеры важных действий нейротрансмиттеров

Как объяснялось выше, единственное прямое действие нейротрансмиттера - активация рецептора. Следовательно, эффекты системы нейротрансмиттеров зависят от соединений нейронов, которые используют передатчик, и химических свойств рецепторов, с которыми передатчик связывается.

Вот несколько примеров важных действий нейротрансмиттеров:

• Глутамат используется в подавляющем большинстве быстрых возбуждающих синапсов головного и спинного мозга. Он также используется в большинстве синапсов, которые являются «модифицируемыми», то есть способными увеличиваться или уменьшаться в силе. Модифицируемые синапсы считаются основными элементами памяти в мозгу. Чрезмерное высвобождение глутамата может чрезмерно стимулировать мозг и приводить к эксайтотоксичность вызывая гибель клеток, приводящую к судорогам или инсультам.^[18] Эксайтотоксичность связана с некоторыми хроническими заболеваниями, включая ишемический приступ, эпилепсия, боковой амиотрофический склероз, Болезнь Альцгеймера, Болезнь Хантингтона, и болезнь Паркинсона.^[19]
• ГАМК используется в подавляющем большинстве быстрых тормозных синапсов практически в каждой части мозга. Много седативные / транквилизирующие препараты действуют, усиливая эффекты ГАМК.^[20] Соответственно, глицин тормозящий передатчик в спинной мозг.
• Ацетилхолин был первым нейротрансмиттером, обнаруженным в периферической и центральной нервной системах. Он активирует скелетные мышцы соматической нервной системы и может возбуждать или подавлять внутренние органы вегетативной системы.^[8] Он отличается как передатчик на нервномышечное соединение соединение двигательных нервов с мышцами. Паралитическая стрела-яд кураре действует, блокируя передачу в этих синапсах. Ацетилхолин также действует во многих областях мозга, но с помощью разные типы рецепторов, включая никотиновый и мускариновый рецепторы.^[21]
• Дофамин выполняет ряд важных функций в головном мозге; это включает регуляцию моторного поведения, удовольствия, связанные с мотивацией, а также эмоциональное возбуждение. Он играет важную роль в система вознаграждений; болезнь Паркинсона был связан с низким уровнем дофамина и шизофрения был связан с высоким уровнем дофамина.^[22]
• Серотонин это моноаминный нейромедиатор. Большая часть вырабатывается и обнаруживается в кишечнике (примерно 90%), а остальная часть - в кишечнике. Центральная нервная система нейроны. Он регулирует аппетит, сон, память и обучение, температуру, настроение, поведение, сокращение мышц и функцию сердечно-сосудистая система и эндокринная система. Предполагается, что он играет роль в депрессии, поскольку у некоторых пациентов с депрессией наблюдаются более низкие концентрации метаболитов серотонина в их организме. спинномозговая жидкость и ткани мозга.^[23]
• Норэпинефрин который синтезируется в центральной нервной системе и симпатических нервах, модулирует реакции вегетативной нервной системы, режим сна, концентрацию внимания и бдительность. Он синтезируется из тирозин.
• Адреналин который также синтезируется из тирозина, выделяется в надпочечниках и стволе мозга. Он играет роль во сне, в способности человека сохранять бдительность и борьба или бегство.
• Гистамин работает с центральной нервной системой (ЦНС), особенно с гипоталамусом (туберомаммиллярное ядро ) и ЦНС тучные клетки.

Системы нейротрансмиттеров головного мозга

Нейроны, экспрессирующие определенные типы нейротрансмиттеров, иногда образуют отдельные системы, активация которых затрагивает большие объемы мозга, называемые объемная передача. Основные системы нейротрансмиттеров включают норадреналин (норэпинефриновая) система, дофамин система, серотонин система, а холинергический система, среди прочего. Следы аминов оказывают модулирующее действие на нейротрансмиссию в моноамин пути (то есть пути дофамина, норадреналина и серотонина) по всему мозгу посредством передачи сигналов через следовой амин-ассоциированный рецептор 1.^[24][25] Ниже приводится краткое сравнение этих систем:

Эффекты лекарств

Понимание воздействия лекарств на нейротрансмиттеры составляет значительную часть исследовательских инициатив в области нейробиология. Большинство нейробиологов, занимающихся этой областью исследований, считают, что такие усилия могут способствовать дальнейшему углублению нашего понимания цепей, ответственных за различные неврологические заболевания и расстройства, а также способов эффективного лечения, а когда-нибудь, возможно, предотвращения или лечения таких заболеваний.^{[40][требуется медицинская цитата ]}

Наркотики могут влиять на поведение, изменяя активность нейромедиатора. Например, лекарства могут снижать скорость синтеза нейромедиаторов, воздействуя на синтетический фермент (ы) этого нейротрансмиттера. Когда синтез нейротрансмиттеров блокируется, количество нейротрансмиттеров, доступных для высвобождения, становится значительно ниже, что приводит к снижению активности нейромедиатора. Некоторые препараты блокируют или стимулируют высвобождение определенных нейротрансмиттеров. В качестве альтернативы лекарства могут предотвратить накопление нейротрансмиттеров в синаптических везикулах, вызывая утечку мембран синаптических везикул. Лекарства, препятствующие связыванию нейромедиатора с его рецептором, называются антагонисты рецепторов. Например, препараты, используемые для лечения пациентов с шизофренией, такие как галоперидол, хлорпромазин и клозапин, являются антагонистами рецепторов дофамина в головном мозге. Другие препараты действуют путем связывания с рецептором и имитируют нормальный нейромедиатор. Такие препараты называют рецепторными. агонисты. Примером агониста рецептора является морфий, опиат, имитирующий действие эндогенного нейромедиатора β-эндорфин чтобы облегчить боль. Другие препараты препятствуют деактивации нейромедиатора после его высвобождения, тем самым продлевая действие нейромедиатора. Это может быть достигнуто путем блокирования повторного захвата или ингибирования ферментов деградации. Наконец, лекарственные препараты также могут предотвращать возникновение потенциала действия, блокируя нейрональную активность в центральных и периферических отделах. нервная система. Такие лекарства, как тетродотоксин, блокирующие нервную активность, обычно смертельны.

Лекарства, нацеленные на нейротрансмиттер основных систем, влияют на всю систему, что может объяснить сложность действия некоторых лекарств. Кокаин, например, блокирует повторный прием дофамин обратно в пресинаптический нейрон, оставляя молекулы нейротрансмиттера в синаптическая щель в течение длительного периода времени. Поскольку дофамин дольше остается в синапсе, нейромедиатор продолжает связываться с рецепторами на постсинаптический нейрон, вызывающий приятную эмоциональную реакцию. Физическая зависимость от кокаина может быть результатом длительного воздействия избытка дофамина в синапсах, что приводит к подавление некоторых постсинаптических рецепторов. После того, как действие препарата прекратится, человек может впасть в депрессию из-за снижения вероятности связывания нейромедиатора с рецептором. Флуоксетин представляет собой селективный ингибитор обратного захвата серотонина (СИОЗС), который блокирует повторный захват серотонина пресинаптической клеткой, что увеличивает количество серотонина, присутствующего в синапсе, и, кроме того, позволяет ему оставаться там дольше, обеспечивая потенциал для эффекта естественного высвобождения серотонин.^[41] AMPT предотвращает превращение тирозина в L-ДОПА, предшественник дофамина; Резерпин предотвращает накопление дофамина в пузырьки; и депренил подавляет моноаминоксидаза (MAO) -B и, таким образом, увеличивает уровень дофамина.

Агонисты

Эта секция нуждается в расширении с: охват полных агонистов и их отличие от частичных агонистов и обратных агонистов. Вы можете помочь добавляя к этому. (Август 2015 г.)

Агонист - это химическое вещество, способное связываться с рецептором, таким как рецептор нейромедиатора, и инициировать ту же реакцию, которая обычно вызывается связыванием эндогенного вещества.^[45] Таким образом, агонист нейротрансмиттера инициирует тот же рецепторный ответ, что и передатчик. В нейронах лекарственный препарат-агонист может активировать рецепторы нейромедиаторов прямо или косвенно. Агонисты прямого связывания можно далее охарактеризовать как полные агонисты, частичные агонисты, обратные агонисты.^{[нужна цитата ][46]}

Прямые агонисты действуют аналогично нейротрансмиттеру, связываясь непосредственно с ассоциированным с ним рецепторным сайтом (ами), который может быть расположен на пресинаптическом нейроне или постсинаптическом нейроне, или на обоих.^[47] Обычно рецепторы нейротрансмиттеров расположены на постсинаптическом нейроне, в то время как нейромедиатор ауторецепторы расположены на пресинаптическом нейроне, как и в случае моноаминовые нейротрансмиттеры;^[24] в некоторых случаях нейротрансмиттер использует ретроградная нейротрансмиссия, тип обратной связи в нейронах, при котором нейротрансмиттер высвобождается постсинаптически и связывается с рецепторами-мишенями, расположенными на пресинаптическом нейроне.^{[48][примечание 1]} Никотин, соединение, обнаруженное в табак, является прямым агонистом большинства никотиновые рецепторы ацетилхолина, в основном расположен в холинергические нейроны.^[44] Опиаты, Такие как морфий, героин, гидрокодон, оксикодон, кодеин, и метадон, находятся μ-опиоидный рецептор агонисты; это действие опосредует их эйфорический и облегчение боли характеристики.^[44]

Непрямые агонисты увеличивают связывание нейромедиаторов с их рецепторами-мишенями, стимулируя высвобождение или предотвращая обратный захват нейротрансмиттеров.^[47] Некоторые непрямые агонисты запускать высвобождение нейромедиатора и предотвратить обратный захват нейротрансмиттера. Амфетамин, например, является непрямым агонистом постсинаптических рецепторов дофамина, норэпинефрина и серотонина в каждом из соответствующих нейронов;^[24][25] он производит высвобождение нейротрансмиттеров в пресинаптическом нейроне, а затем в синаптическую щель и предотвращает их обратный захват из синаптической щели, активируя TAAR1, пресинаптический Рецептор, связанный с G-белком, и привязка к сайту на VMAT2, тип транспортер моноаминов расположен на синаптические везикулы в моноаминовые нейроны.^[24][25]

Антагонисты

Антагонист - это химическое вещество, которое действует в организме, снижая физиологическую активность другого химического вещества (как опиата); особенно тот, который противодействует действию на нервную систему лекарства или вещества, встречающегося в организме естественным образом, путем объединения и блокирования его нервного рецептора.^[49]

Существует два основных типа антагонистов: антагонисты прямого действия и антагонисты непрямого действия:

1. Антагонист прямого действия, который занимает место на рецепторах, которые в противном случае занимают сами нейротрансмиттеры. Это приводит к тому, что нейротрансмиттеры блокируются от связывания с рецепторами. Наиболее распространен атропин.
2. Антагонисты непрямого действия - препараты, подавляющие высвобождение / производство нейротрансмиттеров (например, Резерпин ).

Антагонисты лекарств

Антагонистическое лекарство - это лекарство, которое прикрепляется (или связывается) к участку, называемому рецептором, без активации этого рецептора для получения биологической реакции. Поэтому говорят, что он не обладает внутренней активностью. Антагонист может также называться «блокатором» рецептора, потому что он блокирует действие агониста на сайте. Фармакологические эффекты антагониста, таким образом, приводят к предотвращению связывания агонистов соответствующего рецепторного сайта (например, лекарств, гормонов, нейромедиаторов) с ним и его активации. Антагонисты могут быть «конкурентными» или «необратимыми».

Конкурентный антагонист конкурирует с агонистом за связывание с рецептором. По мере увеличения концентрации антагониста связывание агониста прогрессивно ингибируется, что приводит к снижению физиологического ответа. Высокая концентрация антагониста может полностью подавить ответ. Однако это ингибирование можно обратить вспять путем повышения концентрации агониста, поскольку агонист и антагонист конкурируют за связывание с рецептором. Следовательно, конкурентных антагонистов можно охарактеризовать как сдвигающих зависимость доза-реакция для агониста справа. В присутствии конкурентного антагониста требуется повышенная концентрация агониста, чтобы вызвать тот же ответ, который наблюдается в отсутствие антагониста.

Необратимый антагонист настолько сильно связывается с рецептором, что делает рецептор недоступным для связывания с агонистом. Необратимые антагонисты могут даже образовывать ковалентные химические связи с рецептором. В любом случае, если концентрация необратимого антагониста достаточно высока, количество несвязанных рецепторов, остающихся для связывания агониста, может быть настолько низким, что даже высокие концентрации агониста не вызывают максимального биологического ответа.^[50]

Прекурсоры

Биосинтетические пути для катехоламины и следы аминов в человеческий мозг[51][52][53] L-Фенилаланин L-Тирозин L-ДОПА Адреналин Фенэтиламин п-Тирамин Дофамин Норэпинефрин N-Метилфенэтиламин N-Метилтирамин п-Октопамин Синефрин 3-метокситирамин AADC AADC AADC начальный путь PNMT PNMT PNMT PNMT AAAH AAAH мозг CYP2D6 незначительный путь COMT DBH DBH В людях, катехоламины и фенэтиламинергические следы аминов получены из аминокислота L-фенилаланин.

При приеме нейромедиатора предшественники увеличивает синтез нейротрансмиттеров, доказательства неоднозначны относительно того, выпуск нейротрансмиттера и повышается активизация постсинаптических рецепторов. Даже при повышенном высвобождении нейротрансмиттеров неясно, приведет ли это к долгосрочному увеличению силы сигнала нейромедиатора, поскольку нервная система может адаптироваться к таким изменениям, как усиление синтеза нейротрансмиттеров, и поэтому может поддерживать постоянную активность.^{[54][ненадежный медицинский источник? ]} Некоторые нейротрансмиттеры могут играть роль в депрессии, и есть некоторые данные, позволяющие предположить, что прием предшественников этих нейромедиаторов может быть полезным при лечении легкой и умеренной депрессии.^{[54][ненадежный медицинский источник? ][55]}

Катехоламины и предшественники следов аминов

L-ДОПА, предшественник дофамин что пересекает гематоэнцефалический барьер, используется при лечении болезнь Паркинсона. Для пациентов с депрессией, у которых низкая активность нейромедиатора. норэпинефрин Имеется очень мало доказательств пользы от введения предшественников нейромедиаторов. L-фенилаланин и L-тирозин оба являются предшественниками дофамин, норэпинефрин, и адреналин. Эти преобразования требуют витамин B6, Витамин С, и S-аденозилметионин. Несколько исследований предполагают потенциальные антидепрессивные эффекты L-фенилаланина и L-тирозина, но есть много возможностей для дальнейших исследований в этой области.^{[54][ненадежный медицинский источник? ]}

Предшественники серотонина

Администрация L-триптофан, предшественник серотонин, увеличивает производство серотонина в головном мозге вдвое. Он значительно более эффективен, чем плацебо, при лечении легкой и умеренной депрессии.^{[54][ненадежный медицинский источник? ]} Это преобразование требует Витамин С.^[23] 5-гидрокситриптофан (5-HTP), также является прекурсором для серотонин, более эффективен, чем плацебо.^{[54][ненадежный медицинский источник? ]}

Заболевания и расстройства

Заболевания и расстройства также могут влиять на определенные системы нейротрансмиттеров. Ниже перечислены нарушения, связанные с увеличением, уменьшением или дисбалансом определенных нейротрансмиттеров.

Дофамин:

Например, проблемы с выработкой дофамина (в основном в черная субстанция ) может привести к болезнь Паркинсона, расстройство, которое влияет на способность человека двигаться так, как он хочет, в результате чего возникает скованность, тремор или тряска и другие симптомы. Некоторые исследования показывают, что слишком мало или слишком много дофамина или проблемы с его использованием в мыслящих и чувственных областях мозга могут играть роль в таких расстройствах, как шизофрения или же Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Дофамин также вызывает привыкание и употребление наркотиков, поскольку большинство рекреационных наркотиков вызывают приток дофамина в мозг (особенно опиоид и метамфетамины ), доставляющее удовольствие, поэтому потребители постоянно испытывают тягу к наркотикам.

Серотонин:

Аналогичным образом, после того, как некоторые исследования показали, что препараты, блокирующие рециркуляцию или обратный захват серотонина, похоже, помогают некоторым людям с диагнозом депрессия, было высказано предположение, что люди с депрессия может иметь уровень серотонина ниже нормы. Несмотря на широкую популяризацию, эта теория не получила подтверждения в последующих исследованиях.^[56] Следовательно, селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС) используются для увеличения количества серотонина в синапсах.

Глутамат:

Более того, проблемы с производством или использованием глутамата предположительно и предположительно связаны со многими психическими расстройствами, включая аутизм, обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР), шизофрения, и депрессия.^[57] Избыток глутамата был связан с неврологическими заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, Болезнь Альцгеймера, Инсульт, и ALS (боковой амиотрофический склероз).^[58]

CAPON связывает синтазу оксида азота, регулируя нейротрансмиссию глутамата, опосредованную рецептором NMDA

Дисбаланс нейротрансмиттеров

Как правило, не существует научно установленных «норм» для соответствующих уровней или «балансов» различных нейротрансмиттеров. В большинстве случаев прагматично невозможно даже измерить уровни нейромедиаторов в мозге или теле в какие-либо определенные моменты времени. Нейротрансмиттеры регулируют высвобождение друг друга, и слабый постоянный дисбаланс в этой взаимной регуляции был связан с темпераментом у здоровых людей.^{[59][60][61][62][63]} Сильный дисбаланс или сбои в работе нейротрансмиттерных систем были связаны со многими заболеваниями и психическими расстройствами. К ним относятся болезнь Паркинсона, депрессия, бессонница, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), беспокойство, потеря памяти, резкие изменения веса и зависимости. Хронический физический или эмоциональный стресс может способствовать изменениям в нейромедиаторной системе. Генетика также играет роль в активности нейротрансмиттеров. Помимо использования в рекреационных целях, лекарства, которые прямо или косвенно взаимодействуют с одним или несколькими передатчиком или его рецептором, обычно назначаются при психиатрических и психологических проблемах. В частности, препараты, взаимодействующие с серотонин и норэпинефрин прописываются пациентам с такими проблемами, как депрессия и тревожность, хотя представление о том, что существует множество веских медицинских доказательств в поддержку таких вмешательств, подвергалось широкой критике.^[64] Исследования показали, что дисбаланс дофамина влияет на рассеянный склероз и другие неврологические расстройства.^[65]

Устранение нейротрансмиттеров

Нейромедиатор должен быть разрушен, как только он достигнет постсинаптической клетки, чтобы предотвратить дальнейшую передачу возбуждающего или тормозящего сигнала. Это позволяет производить новые сигналы от соседних нервных клеток. Когда нейротрансмиттер секретируется в синаптическую щель, он связывается со специфическими рецепторами постсинаптической клетки, тем самым генерируя постсинаптический электрический сигнал. Затем передатчик должен быть быстро удален, чтобы постсинаптическая клетка могла участвовать в другом цикле высвобождения, связывания и генерации сигнала нейромедиатора. Нейротрансмиттеры терминируются тремя разными способами:

1. Диффузия - нейротрансмиттер отделяется от рецептора, выходя из синаптической щели, здесь он поглощается глиальные клетки.
2. Расщепление ферментов - специальные химические вещества, называемые ферменты Сломай. Обычно, астроциты абсорбируют избыточные нейротрансмиттеры и передают их ферментам или перекачивают непосредственно в пресинаптический нейрон.
3. Reuptake - повторное поглощение нейромедиатора нейроном. Транспортеры, или мембранные транспортные белки, перекачивают нейротрансмиттеры из синаптической щели обратно в терминалы аксонов (пресинаптический нейрон), где они хранятся.^[66]

Например, холин поглощается и повторно используется пресинаптическим нейроном для синтеза большего количества ACh. Другие нейротрансмиттеры, такие как дофамин способны размытый далеко от целевых синаптических соединений и выводятся из организма через почки или разрушаются в печени. Каждый нейротрансмиттер имеет очень специфические пути деградации в регуляторных точках, на которые может воздействовать регуляторная система организма или лекарства.

Смотрите также

Примечания

Рекомендации

внешняя ссылка

• Молекулярная клеточная биология. 4-е издание. Раздел 21.4: Нейротрансмиттеры, синапсы и передача импульсов
• Фотогалерея молекулярных выражений: Коллекция нейротрансмиттеров
• Нейротрансмиттеры головного мозга
• Эндогенные нейроактивные внеклеточные преобразователи сигналов
• Нейротрансмиттер в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)
• сайт нейробиологии для детей
• сайт исследователя мозга