En neurotransmittor är en kemisk budbärare som bär, förstärker och balanserar signaler mellan nervceller (även känd som nervceller) och målceller i hela kroppen. Dessa målceller kan finnas i körtlar, muskler eller andra nervceller.
Miljarder neurotransmittormolekyler arbetar ständigt för att hålla hjärnan fungerande och hantera allt från andning till hjärtslag till inlärnings- och koncentrationsnivåer. De kan också påverka olika psykologiska funktioner som rädsla, humör, glädje och glädje.
Hur neurotransmittorer fungerar
För att nervceller ska kunna skicka meddelanden i hela kroppen måste de kunna kommunicera med varandra för att sända signaler. Neuroner är dock inte bara kopplade till varandra. I slutet av varje neuron finns ett litet gap som kallas en synaps och för att kommunicera med nästa cell måste signalen kunna korsa detta lilla utrymme. Detta sker genom en process som kallas neurotransmission.
I de flesta fall frigörs en neurotransmittor från det som kallas axonterminalen efter att en åtgärdspotential har nått synapsen, en plats där neuroner kan överföra signaler till varandra.
När en elektrisk signal når slutet av en neuron, utlöser den frisättningen av små säckar som kallas vesiklar som innehåller neurotransmittorerna. Dessa säckar sprider innehållet i synapsen, där neurotransmittorerna sedan rör sig över gapet mot de angränsande cellerna. Dessa celler innehåller receptorer där neurotransmittorerna kan binda och utlösa förändringar i cellerna.
Efter frisättning passerar neurotransmittorn det synaptiska gapet och fäster vid receptorsidan på den andra neuronen, antingen spännande eller hämmar den mottagande neuronen beroende på vad neurotransmittorn är.
Receptorer och signalsubstanser fungerar som ett lås-och-nyckelsystem. Precis som det tar rätt nyckel för att öppna ett specifikt lås, kommer en neurotransmittor (nyckeln) bara att binda till en specifik receptor (låset). Om neurotransmittorn kan arbeta på receptorsidan utlöser det förändringar i den mottagande cellen.
Ibland kan neurotransmittorer bindas till receptorer och orsaka att en elektrisk signal sänds ner i cellen (exciterande). I andra fall kan neurotransmittorn faktiskt blockera signalen från att fortsätta, vilket förhindrar att meddelandet fortsätter (hämmande).
Inaktivering av neurosändare
Så vad händer med en neurotransmittor när jobbet är klart? När neurotransmittorn har haft den designade effekten kan dess aktivitet stoppas av tre mekanismer:
- Degradering: Ett enzym förändrar strukturen hos neurotransmittorn så att det inte kan kännas igen av receptorn
- Diffusion: Neurotransmittorn glider bort från receptorn
- Återuppta: Hela neurotransmittormolekylen tas upp igen av axonen i neuronen som släppte den
Kriterier
Den faktiska identifieringen av neurotransmittorer kan faktiskt vara ganska svår. Medan forskare kan observera blåsorna som innehåller signalsubstanser, är det inte riktigt så enkelt att ta reda på vilka kemikalier som lagras i blåsorna.
På grund av detta har neurovetenskapsmän utvecklat ett antal riktlinjer för att avgöra om en kemikalie ska definieras som en neurotransmittor:
- Närvaron av kemikalien i cellen. Kemikalien syntetiseras antingen i neuronen eller på annat sätt finns i den.
- Stimulusberoende frisättning. Det frigörs i lämpliga mängder av neuronen vid stimulering.
- Åtgärd på postsynaptisk cell. Kemikalien måste frigöras av den presynaptiska neuronen, och den postsynaptiska neuronen måste innehålla receptorer som kemikalien kommer att binda till.
- Mekanism för borttagning. Det finns en specifik mekanism för att ta bort kemikalien från dess aktiveringsplats efter att dess arbete är gjort.
Klassificering
Neurotransmittorer spelar en viktig roll i vardagen och funktionen. Forskare vet ännu inte exakt hur många signalsubstanser som finns, men mer än 60 olika kemiska budbärare har identifierats.
Neurotransmittorer kan klassificeras efter deras funktion:
- Excitatoriska neurotransmittorer: Dessa typer av signalsubstanser har exciterande effekter på neuronen, vilket innebär att de ökar sannolikheten för att neuronen kommer att avfyra en åtgärdspotential. Några av de viktigaste exciterande neurotransmittorerna inkluderar adrenalin och noradrenalin.
- Hämmande neurotransmittorer: Dessa typer av neurotransmittorer har hämmande effekter på neuronen; de minskar sannolikheten för att neuronen kommer att avfyra en åtgärdspotential. Några av de viktigaste hämmande neurotransmittorerna inkluderar serotonin och gamma-aminosmörsyra (GABA).
- Modulerande neurotransmittorer: Dessa neurotransmittorer, ofta kallade neuromodulatorer, kan påverka ett större antal neuroner samtidigt. Dessa neuromodulatorer påverkar också effekterna av andra kemiska budbärare. Där synaptiska neurotransmittorer frigörs av axonterminaler för att ha en snabbverkande inverkan på andra receptorneuroner, sprids neuromodulatorer över ett större område och är långsammare.
Vissa neurotransmittorer, såsom acetylkolin och dopamin, kan skapa både exciterande och hämmande effekter beroende på vilken typ av receptorer som finns.
Typer
Det finns ett antal olika sätt att klassificera och kategorisera neurotransmittorer. I vissa fall är de helt enkelt uppdelade i monoaminer, aminosyror och peptider.
Neurotransmittorer kan också kategoriseras i en av sex typer:
Aminosyror
- Gamma-aminosmörsyra (GABA): Denna naturligt förekommande aminosyra fungerar som kroppens huvudsakliga hämmande kemiska budbärare. GABA bidrar till syn, motorisk kontroll och spelar en roll vid reglering av ångest. Bensodiazepiner, som används för att behandla ångest, fungerar genom att öka effektiviteten hos GABA-neurotransmittorer, vilket kan öka känslan av avkoppling och lugn.
- Glutamat: Den mest rikliga signalsubstansen som finns i nervsystemet, glutamat spelar en roll i kognitiva funktioner som minne och inlärning. För stora mängder glutamat kan orsaka excitotoxicitet och resultera i celldöd. Denna excitotoxicitet orsakad av glutamatuppbyggnad är associerad med vissa sjukdomar och hjärnskador inklusive Alzheimers sjukdom, stroke och epileptiska anfall.
Peptider
- Oxytocin: Detta kraftfulla hormon fungerar som en neurotransmittor i hjärnan. Den produceras av hypotalamus och spelar en roll i socialt erkännande, bindning och sexuell reproduktion.Syntetiskt oxytocin som Pitocin används ofta som ett hjälpmedel vid förlossning. Både oxytocin och pitocin får livmodern att dra ihop sig under förlossningen.
- Endorfiner: Dessa neurotransmittorer än hämmar överföringen av smärtsignaler och främjar känslor av eufori. Dessa kemiska budbärare produceras naturligt av kroppen som svar på smärta, men de kan också utlösas av andra aktiviteter som aerob träning. Till exempel är att uppleva en "runner's high" ett exempel på behagliga känslor som genereras av produktion av endorfiner.
Monoaminer
- Adrenalin: Adrenalin, även kallat adrenalin, anses vara både ett hormon och en neurotransmittor. Generellt är adrenalin ett stresshormon som frigörs av binjurarna. Men det fungerar som en neurotransmittor i hjärnan.
- Noradrenalin: Denna naturligt förekommande kemikalie är en neurotransmittor som spelar en viktig roll i vakenhet är involverad i kroppens kamp eller flygrespons. Dess roll är att hjälpa till att mobilisera kroppen och hjärnan för att vidta åtgärder i tider av fara eller stress. Nivåerna för denna signalsubstans är vanligtvis lägst under sömnen och högst under tider av stress.
- Histamin: Denna organiska förening fungerar som en neurotransmittor i hjärnan och ryggmärgen, den spelar en roll vid allergiska reaktioner och produceras som en del av immunsystemets reaktion på patogener.
- Dopamin: Dopamin är allmänt känt som den bra humantransmittorn och är involverad i belöning, motivation och tillägg Flera typer av beroendeframkallande läkemedel ökar dopaminnivåerna i hjärnan. Denna kemiska budbärare spelar också en viktig roll i samordningen av kroppsrörelser. Parkinsons sjukdom, som är en degenerativ sjukdom som resulterar i skakningar och motoriska rörelsehinder, orsakas av förlusten av dopamingenererande nervceller i hjärnan.
- Serotonin: Serotonin är ett hormon och neurotransmittor och spelar en viktig roll för att reglera och modulera humör, sömn, ångest, sexualitet och aptit. Selektiva serotoninåterupptagshämmare (SSRI) är en typ av antidepressiva läkemedel som vanligtvis ordineras för att behandla depression, ångest, panikstörning och panikattacker. SSRI arbetar för att balansera serotoninnivåerna genom att blockera återupptaget av serotonin i hjärnan, vilket kan hjälpa till att förbättra humöret och minska känslor av ångest.
Puriner
- Adenosin: Denna naturligt förekommande kemikalie fungerar som en neuromodulator i hjärnan och är involverad i att undertrycka väckande och förbättra sömn.
- Adenosintrifosfat (ATP): ATP betraktas som livets energivaluta, och fungerar som en neurotransmittor i det centrala och perifera nervsystemet.Det spelar en roll i autonom kontroll, sensorisk transduktion och kommunikation med gliaceller. Forskning tyder på att det också kan ha en del i vissa neurologiska problem, inklusive smärta, trauma och neurodegenerativa störningar.
Gasöverförare
- Kväveoxid: Denna förening spelar en roll för att påverka släta muskler, slappna av dem så att blodkärlen utvidgas och ökar blodflödet till vissa delar av kroppen.
- Kolmonoxid: Denna färglösa, luktfria gas kan ha gif.webptiga och potentiellt dödliga effekter när människor utsätts för höga halter av ämnet. Det produceras dock också naturligt av kroppen där det fungerar som en neurotransmittor som hjälper till att modulera kroppens inflammatoriska respons.
Acetylkolin
- Acetylkolin: Detta är den enda signalsubstansen i sin klass. Finns i både det centrala och perifera nervsystemet och är den primära neurotransmittorn som är associerad med motoriska nervceller. Den spelar en roll i muskelrörelser såväl som minne och inlärning.
När neurosändare inte fungerar rätt
Som med många av kroppens processer kan saker ibland gå fel. Det är kanske inte förvånande att ett system så stort och komplext som det mänskliga nervsystemet skulle vara mottagligt för problem.
Några av de saker som kan gå fel är:
- Neuroner kanske inte tillverkar tillräckligt med en viss neurotransmittor
- Neurotransmittorer kan absorberas för snabbt
- För många neurotransmittorer kan inaktiveras av enzymer
- För mycket av en viss neurotransmittor kan släppas
När neurotransmittorer påverkas av sjukdom eller läkemedel kan det finnas ett antal olika negativa effekter på kroppen. Sjukdomar som Alzheimers, epilepsi och Parkinsons är förknippade med underskott i vissa neurotransmittorer.
Hälso- och sjukvårdspersonal känner igen den roll som neurotransmittorer kan spela i psykiska tillstånd, varför läkemedel som påverkar kroppens kemiska budbärares handlingar ofta ordineras för att hjälpa till att behandla olika psykiatriska tillstånd.
Till exempel är dopamin associerat med sådana saker som missbruk och schizofreni. Serotonin spelar en roll vid humörsjukdomar inklusive depression och OCD. Läkemedel, såsom SSRI, kan ordineras av läkare och psykiatriker för att behandla symtom på depression eller ångest.
Läkemedel används ibland ensamma, men de kan också användas i samband med andra terapeutiska behandlingar inklusive kognitiv beteendeterapi.
Läkemedel som påverkar neurotransmittorer
Kanske den största praktiska tillämpningen för upptäckten och detaljerad förståelse för hur neurotransmittorer fungerar har varit utvecklingen av läkemedel som påverkar kemisk överföring. Dessa läkemedel kan förändra effekterna av neurotransmittorer, vilket kan lindra symtomen på vissa sjukdomar.
- Agonister vs Antagonister: Vissa läkemedel är kända som agonister och fungerar genom att öka effekterna av specifika neurotransmittorer. Andra droger och kallas antagonister och verkar för att blockera effekterna av neurotransmission.
- Direkt mot indirekta effekter: Dessa neuroverkande läkemedel kan brytas ned ytterligare beroende på om de har en direkt eller indirekt effekt. De som har en direkt effekt fungerar genom att härma neurotransmittorerna eftersom de är mycket lika i kemisk struktur. De som har en indirekt inverkan fungerar genom att agera på de synaptiska receptorerna.
Läkemedel som kan påverka neurotransmission inkluderar läkemedel som används för att behandla sjukdom inklusive depression och ångest, såsom SSRI, tricykliska antidepressiva medel och bensodiazepiner.
Olagliga droger som heroin, kokain och marijuana har också en effekt på neurotransmission. Heroin fungerar som en direktverkande agonist och efterliknar hjärnans naturliga opioider tillräckligt för att stimulera deras associerade receptorer. Kokain är ett exempel på ett indirekt verkande läkemedel som påverkar överföringen av dopamin.
Ett ord från Verywell
Neurotransmittorer spelar en kritisk roll i neural kommunikation och påverkar allt från ofrivilliga rörelser till inlärning till humör. Detta system är både komplext och mycket sammankopplat. Neurotransmittorer agerar på specifika sätt, men de kan också påverkas av sjukdomar, droger eller till och med andra kemiska budbärares handlingar.