Neurotransmiteriai: kas tai? Apibrėžimas, funkcijos ir pavyzdžiai
Neurotransmiteriai: aiškus apibrėžimas, funkcijos ir pavyzdžiai — dopaminas, serotoninas, GABA, glutamatas. Kaip veikia sinapsės ir kodėl tai svarbu kasdienei sveikatai.
Neurotransmiteriai yra cheminiai pasiuntiniai, kurie perduoda informaciją tarp neuronų, kirsdami sinapsę. Daugumos neuronų tarpuose elektriniai signalai negali tiesiogiai pereiti, todėl nervinis impulsas (elektrinis signalas) prieš pereinant per sinapsę yra paverčiamas cheminiu signalu — neurotransmiteriais. Kai neurotransmiteriai pasiekia kitą neuroną, jie prisijungia prie specifinių receptorių ir dažnai sukelią naują elektrinį signalą, vadinamą veikimo potencialu, arba moduliuoja šio neurono veiklą.
Kaip susidaro ir išsiskiria neurotransmiteriai
Daugelis neurotransmiterių sintetina iš aminorūgščių, kurių gauname su maistu, tačiau taip pat yra sudėtingesnių medžiagų, pavyzdžiui, peptidų ar dujų (pvz., azoto oksido). Neurotransmiteriai kaupiami mažose membraninėse struktūrose — sinapsinėse pūslelėse. Kai neuroną veikia pakankamai stiprus elektrinis signalas, pūslelės priartėja prie neurono ląstelės membranos ir susilieja su ja, atverdamos turinį į sinapsinį plyšį (procesas vadinamas egzocitoze). Išsiskyrę neurotransmiteriai gali prisijungti prie receptorių kitame neurone ir taip perduoti arba moduliuoti signalą.
Tipai, poveikis ir veiksmo būdai
Neurotransmiteriai gali būti:
- Skatinantys (eksitaciniai) — didina tikimybę, kad gavęs neuronas generuos veikimo potencialą (pvz., glutamatas).
- Slopinantys (inhibiciniai) — mažina tokį tikimybę (pvz., GABA).
- Moduliuojantys — keičia sinapsių stiprumą, ilgalaikę plastinę reakciją ar bendrą smegenų dinamiką (pvz., neuromoduliatoriai kaip dopaminas ar serotoninas).
Be to, skiriamasi pagal greitį: kai kurie veikia labai greitai (joniniai receptoriai), o kiti sukelia lėtesnes, bet ilgalaikes pokyčių grandines per metabotropinius receptorius.
Pavyzdžiai ir jų funkcijos
- Dopaminas — susijęs su atlygiu, motyvacija, motorika ir kai kuriais pažinimo aspektais; jas minima straipsnyje kaip pavyzdį (dopaminas).
- Noradrenalinas (norepinefrinas) — svarbus budrumui ir streso reakcijai („kovok arba bėk“ situacijos).
- Serotoninas — veikia nuotaiką, miegą, apetitą ir skausmo jutimą.
- Acetilcholinas — dalyvauja motorinėje kontrolėje, budrumo ir atminties procesuose.
- Glutamatas — labiausiai paplitęs skatinantis transmiteris (glutamatas), aktyvinantis didžiąją dalį smegenų sinapsijų.
- GABA — pagrindinis slopinantis neurotransmiteris (GABA), slopinantis daugumą sinapsių, kuriose nenaudojamas glutamatas.
- Neuropetidai ir dujiniai signalai — pvz., endorfinai (skausmo malšinimas, malonumas) ir azoto oksidas (NO), veikiantis difuzijos būdu).
Reguliavimas: pašalinimas ir atsinaujinimas
Po veikimo neurotransmiteriai sinapsiniame plyšyje gali būti pašalinami keliais būdais:
- Reuptake — grąžinami į presinaptinę ląstelę per specialias transporterio baltymus (pvz., serotonino reabsorbcija).
- Enziminė degradacija — pavyzdžiui, acetilcholinas yra suardyto fermento acetilcholino esterazės.
- Difuzija — kai kurios medžiagos išsisklaido į aplinkines audinių erdves.
Taip pat egzistuoja autoreceptoriai presinaptinėje membranoje, stebintys išsiskyrusius neurotransmiterius ir reguliuojantys jų išsiskyrimą atgaline grįžtamojo ryšio kilpa.
Smegenų funkcijos ir klinikinė reikšmė
Neurotransmiteriai yra kertiniai elementai mokymesi, atminčiai, emocijų reguliavimui, motorikai, miegui ir daugybei kitų funkcijų. Disbalansas neurotransmiterių sistemoje siejamas su įvairiomis ligomis: depresija, šizofrenija, Parkinsono liga, Alzheimerio liga, nerimo sutrikimais, epilepsija ir kt. Daug vaistų veikia neurotransmiterių sistemas — pvz., selektyvūs serotonino reabsorbcijos inhibitoriai (SSRI) didina serotonino kiekį sinapsėje, benzodiazepinai stiprina GABA slopinimą, antipsichotikai blokuoja tam tikrus dopamino receptorius.
Tyrimai ir diagnostika
Neurotransmiterių kiekiai ir veikimas tiriami įvairiais metodais: audinių tyrimais, skysčių (pvz., nugaros smegenų skysčio) analizėmis, molekulinių žymenų ir vaizdavimo metodų (PET, fMRI) pagalba stebint smegenų veiklą. Tyrimai leidžia geriau suprasti sinapsių mechanizmus, plastinį prisitaikymą (pvz., ilgalaikį potencialavimą — LTP) ir kaip cheminiai signalai keičia elgesį.
Pastabos
Mokslininkai dar netiksliai nežino visų egzistuojančių neurotransmiterių — aprašyta daugiau nei 100 skirtingų cheminių pasiuntinių, o jų funkcijos ir sąveikos vis dar aktyviai tyrinėjamos. Svarbu atsiminti, kad neurotransmiterio poveikis priklauso ne tik nuo jo pobūdžio, bet ir nuo receptorių tipo, lokalizacijos bei sinapsės konteksto.
Neurotransmiterių procesai vyksta greitai ir koordinuotai: veikimo potencialas aktyvina pūsleles, kai šios prisiliečia prie membranos — ji atsidaro ir neuromediatoriai patenka į sinapsinį plyšį, o tolimesni mechanizmai užtikrina, kad signalas būtų laiku perduotas arba nutrauktas.
Sinapsės jungtis (terminai prancūzų kalba)
Atradimas
Iki XX a. pradžios mokslininkai manė, kad didžioji dalis sinapsinio ryšio smegenyse yra elektrinis. Tačiau Ramón y Cajal (1852-1934), atlikęs kruopščius histologinius tyrimus, atrado 20-40 nm tarpą tarp neuronų, šiandien vadinamą sinapsiniu plyšiu. Šio tarpo buvimas leido manyti, kad per sinapsinį plyšį juda cheminiai pasiuntiniai. 1921 m. vokiečių farmakologas Otto Loewi (1873-1961) patvirtino, kad neuronai gali bendrauti išskirdami chemines medžiagas. Atlikdamas eksperimentus su varlių klajoklių nervais, O. Loewi sugebėjo sulėtinti varlių širdies ritmą, kontroliuodamas druskos tirpalo, esančio aplink klajoklio nervą, kiekį.Loewi teigė, kad simpatinis širdies funkcijos reguliavimas gali būti vykdomas per cheminių medžiagų koncentracijos pokyčius. Otto Loewi taip pat atrado acetilcholiną (ACh) - pirmąjį žinomą neuromediatorių. Tačiau kai kurie neuronai bendrauja per elektrines sinapses, naudodami tarpines jungtis, kurios leidžia tam tikriems jonams tiesiogiai pereiti iš vienos ląstelės į kitą.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra neuromediatoriai?
A: Neurotransmiteriai yra cheminiai pasiuntiniai, kurie siunčia informaciją tarp neuronų, kirsdami sinapsę. Jie dažniausiai veikia cheminėse sinapsėse ir, pasiekę kitą neuroną, yra absorbuojami ir vėl paverčiami elektriniu signalu, vadinamu veikimo potencialu.
Klausimas: Kiek neurotransmiterių yra nustatyta?
A: Nustatyta daugiau kaip 100 cheminių pasiuntinių.
K: Kokia yra dopamino funkcija?
A: Dopaminas naudojamas atlygiui ir malonumui gauti.
K: Kam naudojamas noradrenalinas?
A: Noradrenalinas naudojamas gyvūnų reakcijai "kovoti arba bėgti".
K: Kokia riba reikalinga, kad išsiskirtų neuromediatoriai?
A: Stiprumas, kurio reikia, kad neurotransmiteris išsiskirtų, vadinamas slenksčiu.
K: Koks yra labiausiai paplitęs žmonių transmiteris?
A.: Dažniausias žmonių transmiteris yra glutamatas, kuris sužadina daugiau kaip 90 % žmogaus smegenų sinapsių.
K: Kaip neuromediatoriai pernešami neuronuose?
A.: Neurotransmiteriai neuronuose pernešami mažais "maišeliais", vadinamais pūslelėmis, kurie liečiasi su neurono ląstelės membrana ir atsidaro, išleisdami juos į sinapsinį plyšį.
Ieškoti