Identificatie van een neurotransmitter

Hoe ze werken, verschillende typen, en waarom ze belangrijk zijn

Een neurotransmitter wordt gedefinieerd als een chemische boodschapper die signalen tussen neuronen of zenuwcellen en andere cellen in het lichaam draagt, stimuleert en in evenwicht brengt. Deze chemische boodschappers kunnen een breed scala van zowel fysieke als psychologische functies beïnvloeden, waaronder hartslag, slaap, eetlust, gemoedstoestand en angst. Miljarden neurotransmitters werken constant om onze hersenen te laten functioneren, alles te beheren van onze ademhaling tot onze hartslag en onze leer- en concentratieniveaus.

Hoe Neurotransmitters werken

Om ervoor te zorgen dat neuronen berichten door het lichaam sturen, moeten ze met elkaar kunnen communiceren om signalen te verzenden. Echter, neuronen zijn niet eenvoudig met elkaar verbonden. Aan het einde van elk neuron bevindt zich een kleine opening die een synaps wordt genoemd en om met de volgende cel te kunnen communiceren, moet het signaal deze kleine ruimte kunnen passeren. Dit gebeurt via een proces dat bekend staat als neurotransmissie.

In de meeste gevallen wordt een neurotransmitter vrijgegeven van wat bekend staat als de axon terminal nadat een actiepotentiaal de synaps heeft bereikt, een plaats waar neuronen signalen naar elkaar kunnen overbrengen.

Wanneer een elektrisch signaal het einde van een neuron bereikt, triggert het de afgifte van kleine zakjes genaamd vesikels die de neurotransmitters bevatten. Deze zakjes morsen hun inhoud in de synaps, waar de neurotransmitters vervolgens door de opening naar de naburige cellen bewegen.

Deze cellen bevatten receptoren waar de neurotransmitters zich kunnen binden en veranderingen in de cellen kunnen veroorzaken.

Na afgifte doorkruist de neurotransmitter de synaptische opening en hecht aan de receptorplaats op het andere neuron, ofwel exciterend of remmend op het ontvangende neuron afhankelijk van wat de neurotransmitter is.

De neurotransmitters werken als een sleutel en de receptorplaats werkt als een slot. Het neemt de juiste sleutel om specifieke sloten te openen. Als de neurotransmitter in staat is om op de receptorsite te werken, veroorzaakt dit veranderingen in de ontvangende cel.

Soms kunnen neurotransmitters binden aan receptoren en ervoor zorgen dat een elektrisch signaal door de cel wordt gestuurd (opwindend). In andere gevallen kan de neurotransmitter het signaal daadwerkelijk blokkeren om verder te gaan, waardoor wordt voorkomen dat het bericht wordt overgedragen (remmend).

Dus wat gebeurt er met een neurotransmitter nadat het werk voltooid is? Zodra de neurotransmitter het ontworpen effect heeft gehad, kan de activiteit ervan worden gestopt door verschillende mechanismen.

1. Het kan worden afgebroken of gedeactiveerd door enzymen
2. Het kan van de receptor afdrijven
3. Het kan worden teruggenomen door het axon van het neuron dat het heeft vrijgegeven in een proces dat bekend staat als heropname

Neurotransmitters spelen een belangrijke rol in het dagelijks leven en functioneren. Wetenschappers weten nog niet precies hoeveel neurotransmitters er bestaan, maar meer dan 100 chemische boodschappers zijn geïdentificeerd.

Wat Neurotransmitters doen

Neurotransmitters kunnen worden ingedeeld naar hun functie:

Excitatorische neurotransmitters: dit soort neurotransmitters hebben opwindende effecten op het neuron, wat betekent dat ze de kans vergroten dat het neuron een actiepotentiaal zal afvuren.

Enkele van de belangrijkste exciterende neurotransmitters omvatten epinefrine en norepinefrine.

Remmende neurotransmitters: dit soort neurotransmitters hebben remmende effecten op het neuron; ze verkleinen de kans dat het neuron een actiepotentiaal afvuurt. Enkele van de belangrijkste remmende neurotransmitters omvatten serotonine en gamma-aminoboterzuur (GABA).

Sommige neurotransmitters, zoals acetylcholine en dopamine, kunnen zowel exciterende als remmende effecten creëren, afhankelijk van het type receptoren dat aanwezig is.

Modulerende neurotransmitters: deze neurotransmitters, vaak aangeduid als neuromodulators, zijn in staat om tegelijkertijd een groter aantal neuronen te beïnvloeden.

Deze neuromodulatoren beïnvloeden ook de effecten van andere chemische boodschappers. Waar synaptische neurotransmitters door axonterminals worden vrijgegeven om een ​​snelwerkende invloed op andere receptorneuronen te hebben, diffunderen neuromodulators over een groter gebied en zijn trager werkend.

Soorten Neurotransmitters

Er zijn een aantal verschillende manieren om neurotransmitters te classificeren en te categoriseren. In sommige gevallen zijn ze eenvoudig verdeeld in monoamines, aminozuren en peptiden.

Neurotransmitters kunnen ook worden onderverdeeld in een van de zes typen:

Aminozuren

• Gamma-aminoboterzuur (GABA) werkt als de belangrijkste remmende chemische boodschapper van het lichaam. GABA draagt ​​bij aan visie, motorische controle, en speelt een rol in de regulatie van angst. Benzodiazepines, die worden gebruikt om angst te behandelen, functioneren door de efficiëntie van GABA-neurotransmitters te verhogen, wat gevoelens van ontspanning en kalmte kan verhogen.
• Glutamaat is de meest overvloedige neurotransmitter in het zenuwstelsel, waar het een rol speelt in cognitieve functies zoals geheugen en leren . Overmatige hoeveelheden glutamaat kunnen excitotoxiciteit tot gevolg hebben met cellulaire dood. Deze excitotoxiciteit, veroorzaakt door de vorming van glutamaat, is geassocieerd met sommige ziekten en hersenletsel, waaronder de ziekte van Alzheimer, beroerte en epileptische aanvallen.

peptiden

• Oxytocine is zowel een hormoon als een neurotransmitter. Het wordt geproduceerd door de hypothalamus en speelt een rol bij sociale herkenning, binding en seksuele reproductie. Synthetische oxytocine zoals Pitocin wordt vaak gebruikt als hulpmiddel bij bevalling en bevalling. Zowel oxytocine als Pitocin zorgen ervoor dat de baarmoeder samentrekt tijdens de bevalling.
• Endorfines zijn neurotransmitters dan remmen de overdracht van pijnsignalen en bevorderen gevoelens van euforie. Deze chemische boodschappers worden op natuurlijke wijze door het lichaam geproduceerd als reactie op pijn, maar ze kunnen ook worden geactiveerd door andere activiteiten zoals aërobe oefening. Het ervaren van een 'runner's high' is bijvoorbeeld een voorbeeld van aangename gevoelens die worden gegenereerd door de productie van endorfines.

monoaminen

• Epinefrine wordt beschouwd als een hormoon en een neurotransmitter. Over het algemeen is adrenaline (epinefrine) een stresshormoon dat vrijkomt door het bijniersysteem. Het functioneert echter als een neurotransmitter in de hersenen.
• Norepinephrine is een neurotransmitter die een belangrijke rol speelt bij alertheid bij de bestrijding van het lichaam of de vlucht . Zijn rol is om het lichaam en de hersenen te mobiliseren om actie te ondernemen in tijden van gevaar of stress. Niveaus van deze neurotransmitter zijn meestal het laagst tijdens de slaap en het hoogst in tijden van stress.
• Histamine werkt als een neurotransmitter in de hersenen en het ruggenmerg. Het speelt een rol bij allergische reacties en wordt geproduceerd als onderdeel van de reactie van het immuunsysteem op pathogenen.
• Dopamine speelt een belangrijke rol bij de coördinatie van lichaamsbewegingen. Dopamine is ook betrokken bij beloning, motivatie en toevoegingen. Verschillende soorten verslavende middelen verhogen de dopaminewaarden in de hersenen. De ziekte van Parkinson, een degeneratieve ziekte die resulteert in tremoren en motorische bewegingsstoornissen, wordt veroorzaakt door het verlies van dopamine-genererende neuronen in de hersenen.
• Serotonine speelt een belangrijke rol bij het reguleren en moduleren van stemming, slaap, angst, seksualiteit en eetlust. Selectieve serotonineheropnameremmers , meestal SSRI's genoemd, zijn een soort antidepressiva die vaak worden voorgeschreven voor de behandeling van depressie, angst, paniekstoornis en paniekaanvallen. SSRI's werken om de serotoninespiegel in evenwicht te brengen door de heropname van serotonine in de hersenen te blokkeren, wat kan helpen de stemming te verbeteren en gevoelens van angstgevoelens te verminderen.

purines

• Adenosine werkt als een neuromodulator in de hersenen en is betrokken bij het onderdrukken van opwinding en het verbeteren van de slaap.
• Adenosine-trifosfaat (ATP) werkt als een neurotransmitter in het centrale en perifere zenuwstelsel . Het speelt een rol bij autonome controle, sensorische transductie en communicatie met gliacellen. Onderzoek suggereert dat het ook een rol kan spelen bij sommige neurologische problemen, waaronder pijn, trauma en neurodegeneratieve aandoeningen.

Gasotransmitters

• Stikstofmonoxide speelt een rol bij het beïnvloeden van gladde spieren, waardoor ze ontspannen worden zodat bloedvaten zich kunnen verwijden en de bloedstroom naar bepaalde delen van het lichaam kan toenemen.
• Koolmonoxide staat meestal bekend als een kleurloos, geurloos gas dat giftige en mogelijk dodelijke gevolgen kan hebben wanneer mensen worden blootgesteld aan hoge niveaus van de stof. Het wordt echter ook op natuurlijke wijze door het lichaam geproduceerd, waar het werkt als een neurotransmitter dat helpt bij het moduleren van de ontstekingsreactie van het lichaam.

acetylcholine

• Acetylcholine is de enige neurotransmitter in zijn klasse. Gevonden in zowel het centrale als het perifere zenuwstelsel, is het de primaire neurotransmitter geassocieerd met motorneuronen. Het speelt een rol bij spierbewegingen, evenals bij geheugen en leren.

Wat er gebeurt als neurotransmitters niet goed werken

Zoals met veel van de processen van het lichaam, kan het soms misgaan. Het is misschien niet verrassend dat een systeem dat zo omvangrijk en complex is als het menselijke zenuwstelsel, vatbaar is voor problemen.

Een paar dingen die fout kunnen gaan zijn:

• Neuronen produceren mogelijk niet genoeg van een bepaalde neurotransmitter
• Te veel van een bepaalde neurotransmitter kan worden vrijgegeven
• Te veel neurotransmitters kunnen worden gedeactiveerd door enzymen
• Neurotransmitters kunnen te snel worden geresorbeerd

Wanneer neurotransmitters door ziekte of drugs worden beïnvloed, kunnen er verschillende schadelijke effecten op het lichaam zijn. Ziekten zoals Alzheimer, epilepsie en Parkinson zijn geassocieerd met tekorten in bepaalde neurotransmitters.

Gezondheidswerkers erkennen de rol die neurotransmitters kunnen spelen in psychische gezondheidscondities. Daarom worden medicijnen die de acties van de chemische boodschappers van het lichaam beïnvloeden vaak voorgeschreven om verschillende psychologische aandoeningen te behandelen .

Dopamine wordt bijvoorbeeld geassocieerd met zaken als verslaving en schizofrenie. Serotonine speelt een rol bij stemmingsstoornissen waaronder depressie en ocs. Geneesmiddelen, zoals SSRI's, kunnen worden voorgeschreven door artsen en psychiaters om symptomen van depressie of angst te helpen behandelen. Medicijnen worden soms alleen gebruikt, maar ze kunnen ook worden gebruikt in combinatie met andere therapeutische behandelingen, waaronder cognitieve gedragstherapie .

Geneesmiddelen die de neurotransmitters beïnvloeden

Misschien wel de grootste praktische toepassing voor de ontdekking en het gedetailleerde begrip van hoe neurotransmitters functioneren, is de ontwikkeling van geneesmiddelen die de chemische overdracht beïnvloeden. Deze medicijnen kunnen de effecten van neurotransmitters veranderen, die de symptomen van sommige ziekten kunnen verlichten.

• Agonisten versus antagonisten: sommige geneesmiddelen staan ​​bekend als agonisten en functioneren door het verhogen van de effecten van specifieke neurotransmitters. Andere geneesmiddelen en aangeduid als antagonisten en werken om de effecten van neurotransmissie te blokkeren.
• Directe versus indirecte effecten: deze neurogerelateerde geneesmiddelen kunnen verder worden afgebroken op basis van het feit of ze een direct of indirect effect hebben. Degenen met een direct effect werken door de neurotransmitters na te bootsen, omdat ze erg op elkaar lijken qua chemische structuur. Degenen met een indirecte impact werken door in te werken op de synaptische receptoren.

Geneesmiddelen die de neurotransmissie kunnen beïnvloeden, omvatten medicijnen die worden gebruikt voor de behandeling van ziekten, waaronder depressie en angst, zoals SSRI's, trycyclische antidepressiva en benzodiazepines .

Illegale drugs zoals heroïne, cocaïne en marihuana hebben ook een effect op neurotransmissie. Heroïne werkt als een directwerkende agonist, waarbij de natuurlijke opioïden van de hersenen voldoende worden nagebootst om de bijbehorende receptoren te stimuleren. Cocaïne is een voorbeeld van een indirect werkend medicijn dat de overdracht van dopamine beïnvloedt.

Identificatie van neurotransmitters

De daadwerkelijke identificatie van neurotransmitters kan zelfs behoorlijk moeilijk zijn. Hoewel wetenschappers de blaasjes kunnen zien die neurotransmitters bevatten, is het niet zo eenvoudig om uit te zoeken welke chemicaliën in de blaasjes zijn opgeslagen.

Daarom hebben neurowetenschappers een aantal richtlijnen ontwikkeld om te bepalen of een chemische stof al dan niet moet worden gedefinieerd als een neurotransmitter:

• De chemische stof moet in het neuron worden geproduceerd.
• De noodzakelijke precursor-enzymen moeten aanwezig zijn in het neuron.
• Er moet genoeg van de chemische stof aanwezig zijn om daadwerkelijk een effect op het postsynaptische neuron te hebben.
• De chemische stof moet worden vrijgegeven door het presynaptische neuron en het postsynaptische neuron moet receptoren bevatten waaraan de chemische stof zal binden.
• Er moet een heropnameremechanisme of enzym aanwezig zijn dat de werking van de chemische stof stopt.

Een woord van

Neurotransmitters spelen een cruciale rol in neurale communicatie en beïnvloeden alles, van onwillekeurige bewegingen tot leren tot humeur. Dit systeem is zowel complex als sterk met elkaar verbonden. Neurotransmitters werken op specifieke manieren, maar ze kunnen ook worden beïnvloed door ziekte, drugs of zelfs de acties van andere chemische boodschappers.

> Bronnen:

> Benarroch, EE. Adenosine-trifosfaat: een veelzijdig chemisch signaal in het zenuwstelsel. Neurologie. 2010; 74 (7). DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e3181d03762.

> Kring, A M., Johnson, SL, Davison, GC, & Neale, J M. Abnormale psychologie . Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2010.

> Magon, N & Kalra, S. De orgastische geschiedenis van oxytocine: liefde, lust en arbeid. Indiase J Endocrinol Metab. 2011; 15: S156-S161. doi: 10,4103 / 2230-8.210,84851.

> Verkhratsky, A & Krishtal, OA. Adenosine trifosfaat (ATP) als een neurotransmitter. In Encyclopedia of Neuroscience, 4th Ed. Elsevier: 115-123; 2009.