Välittäjä - Neurotransmitter

Tyypillisen kemiallisen synapsin rakenne
Postsynaptinen tiheys Jännitteinen Ca ++ -kanava Synaptinen rakkula välittäjäaine kuljettaja Reseptori Välittäjä Axonin terminaali Synaptinen halkeama Dendriitti

Välittäjäaine on signalointi molekyyli erittää neuroni tai hermotukisoluun vaikuttaa toiseen soluun poikki synapsi . Signaalin vastaanottava solu tai kohdesolu voi olla toinen neuroni, mutta se voi olla myös rauhas tai lihassolu .

Välittäjäaineiden vapautuu synapsirakkuloista osaksi synapsiraossa , jossa ne vastaanotetaan välittäjäaineiden reseptorien kohdesolun. Monet välittäjäaineet syntetisoidaan yksinkertaisista ja runsaista esiasteista, kuten aminohapoista , jotka ovat helposti saatavilla ja vaativat vain pienen määrän biosynteesivaiheita muuntamiseen. Neurotransmitterit ovat välttämättömiä monimutkaisten hermosysteemien toiminnalle. Ihmisten ainutlaatuisten välittäjäaineiden tarkkaa määrää ei tiedetä, mutta yli 500 on tunnistettu.

Mekanismi

Välittäjäaineiden tallennetaan synapsirakkuloista , ryhmittyneet lähelle solukalvon on Axon terminaalin presynaptisen hermosolun. Neurotransmitterit vapautuvat ja hajautuvat synaptiseen halkeamaan , missä ne sitoutuvat postsynaptisen neuronin kalvon spesifisiin reseptoreihin . Välittäjäaineiden sitoutuminen voi vaikuttaa postsynaptiseen neuroniin joko herätys- tai estävällä tavalla, depolarisoimalla tai repolarisoimalla sen.

Suurin osa välittäjäaineista on noin yhden aminohapon kokoisia; jotkut välittäjäaineet voivat kuitenkin olla suurempien proteiinien tai peptidien kokoisia . Vapautunut välittäjäaine on tyypillisesti saatavilla synaptisessa halkeamassa lyhyen ajan, ennen kuin se metaboloituu entsyymien toimesta, vedetään takaisin presynaptiseen neuroniin takaisinoton kautta tai sidotaan postsynaptiseen reseptoriin . Siitä huolimatta lyhytaikainen reseptorin altistuminen välittäjäaineelle on tyypillisesti riittävä synnyttämään postsynaptisen vasteen synaptisella lähetyksellä .

Yleensä neurotransmitteri vapautuu presynaptisessa terminaalissa vasteena kynnysarvon potentiaalille tai porrastetulle sähköpotentiaalille presynaptisessa neuronissa. Kuitenkin alhainen "lähtötason" vapautuminen tapahtuu myös ilman sähköstimulaatiota.

Löytö

1900 -luvun alkuun asti tutkijat olettivat, että suurin osa aivojen synaptisesta viestinnästä oli sähköistä. Kuitenkin Ramón y Cajalin histologisilla tutkimuksilla löydettiin 20-40 nm: n rako neuronien välillä, joka tunnetaan nykyään synaptisena halkeamana . Tällaisen aukon esiintyminen ehdotti viestintää synaptisen halkeaman läpi kulkevien kemiallisten sanansaattajien kautta, ja vuonna 1921 saksalainen farmakologi Otto Loewi vahvisti, että neuronit voivat kommunikoida vapauttamalla kemikaaleja. Loewi pystyi manuaalisesti hidastamaan sammakoiden sydämen sykettä kontrolloimalla vagushermon ympärillä olevan suolaliuoksen määrää useiden kokeiden avulla, joihin osallistui sammakoiden hermohermoja. Tämän kokeen päätyttyä Loewi väitti, että sydämen toiminnan sympaattinen säätely voidaan välittää muutoksilla kemiallisissa pitoisuuksissa. Lisäksi Otto Loewille myönnetään asetyylikoliinin (ACh) - ensimmäisen tunnetun välittäjäaineen - löytäminen .

Henkilöllisyystodistus

Välittäjäaineiden tunnistamiseen on neljä pääkriteeriä:

1. Kemiallinen tulee syntetisoida , että neuronin tai muuten olla siinä läsnä.
2. Kun neuroni on aktiivinen, kemikaali on vapautettava ja saatava vaste joissakin kohteissa.
3. Sama vastaus on saatava, kun kemikaali asetetaan kokeellisesti kohteeseen.
4. On oltava olemassa mekanismi kemikaalin poistamiseksi sen aktivointikohdasta sen jälkeen, kun se on tehty.

Ottaen kuitenkin huomioon farmakologian , genetiikan ja kemiallisen neuroanatomian edistymisen termiä "välittäjäaine" voidaan soveltaa kemikaaleihin, jotka:

• Välitä viestejä neuronien välillä vaikuttamalla postsynaptiseen kalvoon.
• Ne vaikuttavat vain vähän tai eivät lainkaan kalvojännitteeseen, mutta niillä on yhteinen kantotoiminto, kuten synapsin rakenteen muuttaminen.
• Kommunikoi lähettämällä vastakkaisia ​​viestejä, jotka vaikuttavat lähettimien vapautumiseen tai takaisinottoon .

Välittäjäaineiden anatomiset lokalisoinnit määritetään tyypillisesti käyttämällä immunosykemiallisia tekniikoita, jotka tunnistavat joko lähettimen aineiden tai niiden synteesiin osallistuvien entsyymien sijainnin. Immunosytokemialliset tekniikat ovat myös paljastaneet, että monet lähettimet, erityisesti neuropeptidit , ovat lokalisoituja, toisin sanoen neuroni voi vapauttaa useamman kuin yhden lähettimen synaptisesta terminaalistaan . Erilaisia ​​tekniikoita ja kokeita, kuten värjäystä , stimulointia ja keräämistä, voidaan käyttää neurotransmitterien tunnistamiseen koko keskushermostossa .

Tyypit

On monia erilaisia ​​tapoja luokitella välittäjäaineita. Niiden jakaminen aminohapoiksi , peptideiksi ja monoamiineiksi riittää joihinkin luokittelutarkoituksiin.

Tärkeimmät välittäjäaineet:

• Aminohapot : glutamaatti , aspartaatti , D-seriini , gamma-aminovoihappo (GABA), glysiini
• Kaasulähettimet : typpioksidi (NO), hiilimonoksidi (CO), rikkivety (H ₂ S)
• Monoamiinit : dopamiini (DA), norepinefriini (noradrenaliini; NE, NA), epinefriini (adrenaliini), histamiini , serotoniini (SER, 5-HT)
  • Katekoliamiinit : dopamiini , noradrenaliini (noradrenaliini), epinefriini (adrenaliini)
• Jäljittää amiinit : fenetyyliamiinin , N -methylphenethylamine , tyramiinia , 3-iodothyronamine , Oktopamiini , tryptamiini- , jne.
• Peptidit : oksitosiini , somatostatiini , aine P , kokaiini- ja amfetamiinisääteinen transkripti , opioidipeptidit
• Puriinit : adenosiinitrifosfaatti (ATP), adenosiini
• Muut: asetyylikoliini (ACh), anandamidi jne.

Lisäksi on löydetty yli 100 neuroaktiivista peptidiä , ja uusia löydetään säännöllisesti. Monet näistä julkaistaan ​​yhdessä pienimolekyylisen lähettimen kanssa. Siitä huolimatta joissakin tapauksissa peptidi on synapsin ensisijainen lähetin. Beeta-endorfiini on suhteellisen tunnettu esimerkki peptidivälittäjäaineesta, koska se osallistuu erittäin spesifisiin vuorovaikutuksiin keskushermoston opioidireseptoreiden kanssa .

Jotkut pitävät myös yksittäisiä ioneja (kuten synaptisesti vapautuvaa sinkkiä ) välittäjäaineina, samoin kuin jotkut kaasumaiset molekyylit, kuten typpioksidi (NO), hiilimonoksidi (CO) ja rikkivety (H ₂ S). Kaasut muodostuvat hermosolusolussa ja hajautuvat välittömästi solukalvon läpi solunulkoiseen nesteeseen ja läheisiin soluihin stimuloidakseen toisten lähettimien tuotantoa. Liukoisten kaasujen välittäjäaineita on vaikea tutkia, koska ne toimivat nopeasti ja hajoavat välittömästi ja ovat olemassa vain muutaman sekunnin ajan.

Yleisin lähetin on glutamaatti , joka on kiihottavaa yli 90%: ssa ihmisen aivojen synapsista. Seuraavaksi yleisin on gamma-aminovoihappo eli GABA, joka on estävä yli 90%: ssa synapsista, jotka eivät käytä glutamaattia. Vaikka muita lähettimiä käytetään harvemmin synapsissa, ne voivat olla toiminnallisesti erittäin tärkeitä: valtaosa psykoaktiivisista lääkkeistä vaikuttaa vaikutukseltaan muuttamalla joidenkin välittäjäainejärjestelmien toimintaa, jotka usein toimivat muiden lähettimien kuin glutamaatin tai GABA: n kautta. Riippuvuutta aiheuttavat huumeet, kuten kokaiini ja amfetamiinit, vaikuttavat pääasiassa dopamiinijärjestelmään. Riippuvuutta aiheuttavat opiaattilääkkeet vaikuttavat pääasiassa opioidipeptidien toiminnallisina analogeina , jotka puolestaan ​​säätelevät dopamiinitasoja.

Luettelo välittäjäaineista, peptideistä ja kaasumaisista signalointimolekyyleistä

Neurotransmitterit Kategoria Nimi Lyhenne Metabotrooppinen Ionotrooppinen Pieni : Aminohapot ( Arg ) Arginiini Arg, R. α 2 -Adrenergic reseptoreihin , imidatsoliinireseptoreihin NMDA -reseptorit Pieni: Aminohapot Aspartaatti Asp, D. - NMDA -reseptorit Pieni: Aminohapot Glutamaatti Glu, E. Metabotrooppiset glutamaattireseptorit NMDA -reseptorit , kainaattireseptorit , AMPAR -reseptorit Pieni: Aminohapot Gamma-aminovoihappo GABA GABA B -reseptorit GABA A -reseptorit , GABA A -ρ -reseptorit Pieni: Aminohapot Glysiini Gly, G. - NMDA -reseptorit , glysiinireseptorit Pieni: Aminohapot D -seriini Ser, S. - NMDA -reseptorit Pieni: Asetyylikoliini Asetyylikoliini ACh Muskariiniset asetyylikoliinireseptorit Nikotiiniset asetyylikoliinireseptorit Pieni: Monoamiini ( Phe / Tyr ) Dopamiini DA Dopamiinireseptorit , jäljittää amiiniin liittyvän reseptorin 1 - Pieni: Monoamiini ( Phe / Tyr ) Norepinefriinin (noradrenaliini) NE, NAd Adrenergiset reseptorit - Pieni: Monoamiini ( Phe / Tyr ) Epinefriini (adrenaliini) Epi, mainos Adrenergiset reseptorit - Pieni: Monoamiini ( Trp ) Serotoniini (5-hydroksitryptamiini) 5-HT Serotoniinireseptorit (kaikki paitsi 5-HT 3 ) 5-HT 3 Pieni: Monoamiini ( His ) Histamiini H Histamiinireseptorit - Pieni: Jäljittää amiinia ( Phe ) Fenetyyliamiini HERNE Ihmisen jäljitysamiiniin liittyvät reseptorit : hTAAR1 , hTAAR2 - Pieni: Jäljittää amiinia ( Phe ) N -metyylifenetyyliamiini NMPEA hTAAR1 - Pieni: Jäljittää amiinia ( Phe / Tyr ) Tyramiini TYR hTAAR1 , hTAAR2 - Pieni: Jäljittää amiinia ( Phe / Tyr ) oktopamiini Lokakuuta hTAAR1 - Pieni: Jäljittää amiinia ( Phe / Tyr ) Synefriini Syn hTAAR1 - Pieni: Jäljittää amiinia ( Trp ) Tryptamiini hTAAR1 , erilaiset serotoniinireseptorit - Pieni: Jäljittää amiinia ( Trp ) N -metyylitryptamiini NMT hTAAR1 , erilaiset serotoniinireseptorit - Lipidi Anandamidi AEA Kannabinoidireseptorit - Lipidi 2-arakidonoyyliglyseroli 2-AG Kannabinoidireseptorit - Lipidi 2-arakidonyyliglyseryylieetteri 2-IKÄINEN Kannabinoidireseptorit - Lipidi N -arakidonoyylidopamiini NADA Kannabinoidireseptorit TRPV1 Lipidi Virodamiini Kannabinoidireseptorit - Pieni: puriini Adenosiini Hyvä Adenosiinireseptorit - Pieni: puriini Adenosiinitrifosfaatti ATP P2Y -reseptorit P2X -reseptorit Pieni: puriini Nikotiiniamidi -adeniinidinukleotidi β-NAD P2Y -reseptorit P2X -reseptorit Neuropeptidit Kategoria Nimi Lyhenne Metabotrooppinen Ionotrooppinen Bombesiinin kaltaiset peptidit Bombesin BBR1-2-3 - Bombesiinin kaltainen peptidi Gastriinia vapauttava peptidi GRP - - Bombesiinin kaltainen peptidi Neuromediini B NMB Neuromedin B -reseptori - Bradykinins Bradykinin B1 , B2 - Kalsitoniini/CGRP -perhe Kalsitoniini Kalsitoniinireseptori - Kalsitoniini/CGRP -perhe Kalsitoniinigeeniin liittyvä peptidi CGRP CALCRL - Kortikotropiinia vapauttavat tekijät Kortikotropiinia vapauttava hormoni CRH CRHR1 - Kortikotropiinia vapauttavat tekijät Urocortin CRHR1 - Galanins Galanin GALR1 , GALR2 , GALR3 - Galanins Galaniinin kaltainen peptidi GALR1 , GALR2 , GALR3 - Gastriinit Gastrin Kolekystokiniini B -reseptori - Gastriinit Kolekystokiniini CCK Kolekystokiniinireseptorit - Graniinit Kromograniini A ChgA - - Melanokortiinit Adrenokortikotrooppinen hormoni ACTH ACTH -reseptori - Melanokortiinit Proopiomelanokortiini POMC Melanokortiini 4 -reseptori - Melanokortiinit Melanosyyttejä stimuloivat hormonit MSH Melanokortiinireseptorit - Neurohypophyseals Vasopressiini AVP Vasopressiinireseptorit - Neurohypophyseals Oksitosiini O T Oksitosiinin reseptori - Neurohypophyseals Neurofysiini I - - Neurohypophyseals Neurofysiini II - - Neurohypophyseals Copeptin - - Neuromediinit Neuromedin U NmU NmUR1 , NmUR2 - Neuropeptidi B/W Neuropeptidi B NPB NPBW1 , NPBW2 - Neuropeptidi B/W Neuropeptidi S. NPS Neuropeptidi S -reseptorit - Neuropeptidi Y Neuropeptidi Y NY Neuropeptidi Y -reseptorit - Neuropeptidi Y Haiman polypeptidi PP - - Neuropeptidi Y Peptidi YY PYY - - Opioidit Enkefaliinit δ-opioidireseptori - Opioidit Dynorfiinit κ-opioidireseptori - Opioidit Neoendorfiinit κ-opioidireseptori - Opioidit Endorfiinit μ-opioidireseptorit - Opioidit Endomorfiineja μ-opioidireseptorit - Opioidit Morfiini μ-opioidireseptorit - Opioidit Nosiseptiini/orfaniini FQ N/OFQ Nosiseptiini -reseptorit - Oreksiineja Orexin A OX-A Oreksiinireseptorit - Oreksiineja Orexin B OX-B Oreksiinireseptorit - Lisäkilpirauhashormoniperhe Lisäkilpirauhashormoniin liittyvä proteiini PTHrP - - RFamidit Kisspeptin Suudella GPR54 - RFamidit Neuropeptidi FF NPFF NPFF1, NPFF2 - RFamidit Prolaktiinia vapauttava peptidi PrRP PrRPR - RFamidit Pyroglutamyloitu RFamidipeptidi QRFP GPR103 - Secretins Secretin Secretin -reseptori - Secretins Motilin Motilin -reseptori - Secretins Glukagoni Glukagonireseptori - Secretins Glukagonin kaltainen peptidi-1 GLP-1 Glukagonin kaltainen peptidi 1 -reseptori - Secretins Glukagonin kaltainen peptidi-2 GLP-2 Glukagonin kaltainen peptidi 2 -reseptori - Secretins Vasoaktiivinen suoliston peptidi VIP Vasoaktiiviset suoliston peptidireseptorit - Secretins Kasvuhormonia vapauttava hormoni GHRH Kasvuhormonia vapauttava hormonireseptori - Secretins Aivolisäkkeen adenylaattisyklaasia aktivoiva peptidi PACAP ADCYAP1R1 - Somatostatiinit Somatostatiini Somatostatiinireseptorit - Tachykinins Neurokiniini A - - Tachykinins Neurokiniini B - - Tachykinins Aine P - - Tachykinins Neuropeptidi K - - Muut Agoutiin liittyvä peptidi AgRP Melanokortiinireseptori - Muut N -asetyylipartyyliglutamaatti NAAG Metabotrooppinen glutamaattireseptori 3 (mGluR3) - Muut Kokaiinin ja amfetamiinin säätelemä transkriptio OSTOSKORI Tuntematon G i /G o -kytketty reseptori - Muut Gonadotropiinia vapauttava hormoni GnRH GnRHR - Muut Tyreotropiinia vapauttava hormoni TRH TRHR - Muut Melaniinia keskittyvä hormoni MCH MCHR 1,2 - Kaasulähettimet Kategoria Nimi Lyhenne Metabotrooppinen Ionotrooppinen Kaasumainen signaalimolekyyli Typpioksidi EI Liukoinen guanylyylisyklaasi - Kaasumainen signaalimolekyyli Hiilimonoksidi CO - Heme sidottu kaliumkanaviin Kaasumainen signaalimolekyyli Rikkivety H2S - -

Toiminnot

Neuronit muodostavat monimutkaisia ​​verkostoja, joiden kautta hermoimpulssit - toimintapotentiaalit - kulkevat. Jokaisella neuronilla on peräti 15 000 yhteyttä vierekkäisiin neuroneihin.

Neuronit eivät kosketa toisiaan (paitsi jos kyseessä on sähköinen synapsi rakoyhteyden kautta); sen sijaan neuronit ovat vuorovaikutuksessa kosketuspisteissä, joita kutsutaan synapsiksi: kahden hermosolun risteys, joka koostuu pienestä aukosta, jonka sisällä hermovälittäjä kuljettaa impulsseja. Neuroni kuljettaa tietonsa toimintapotentiaaliksi kutsutun hermoimpulssin kautta. Kun toimintapotentiaali saapuu synapsin presynaptiseen päätepainikkeeseen, se voi stimuloida välittäjäaineiden vapautumista. Nämä välittäjäaineet vapautuvat synaptiseen halkeamaan sitoutuakseen postsynaptisen kalvon reseptoreihin ja vaikuttamaan toiseen soluun joko estävällä tai kiihottavalla tavalla. Seuraava neuroni voi olla yhteydessä useampiin muihin neuroneihin, ja jos kiihottavien vaikutusten kokonaismäärä miinus estovaikutukset on riittävän suuri, se myös "syttyy". Toisin sanoen se luo uuden toimintapotentiaalin aksonikukkulalleen, vapauttaen välittäjäaineita ja välittämällä tiedot vielä toiselle naapuri -neuronille.

Jännittävä ja estävä

Välittäjäaine voi vaikuttaa hermosolun toimintaan huomattavan määrän mekanismien kautta. Vaikuttaessaan suoraan neuronin sähköiseen herätettävyyteen neurotransmitteri toimii kuitenkin vain kahdella tavalla: kiihottavalla tai estävällä tavalla. Välittäjäaine vaikuttaa kalvojen väliseen ionivirtaukseen joko lisäämällä (kiihottavaa) tai vähentämällä (estävää) todennäköisyyttä, että solu, jonka kanssa se joutuu kosketuksiin, tuottaa toimintapotentiaalin. Näin ollen synapsien laajasta valikoimasta huolimatta ne kaikki välittävät vain näiden kahden tyyppisiä viestejä, ja ne on merkitty sellaisiksi. Tyypin I synapsit ovat toiminnassaan kiihottavia , kun taas tyypin II synapsit ovat estäviä . Jokaisella tyypillä on erilainen ulkonäkö ja se sijaitsee sen vaikutuksen alaisten neuronien eri osissa.

Tyypin I (kiihottavat) synapsit sijaitsevat tyypillisesti dendriittien akseleissa tai piikissä, kun taas tyypin II (estävät) synapsit sijaitsevat tyypillisesti solun rungossa. Lisäksi tyypin I synapsissa on pyöreitä synaptisia rakkuloita, kun taas tyypin II synapsien rakkulat ovat litteitä. Presynaptisten ja post-synaptisten kalvojen materiaali on tiheämpää tyypin I synapsissa kuin tyypin II synapsissa ja tyypin I synaptinen halkeama on leveämpi. Lopuksi tyypin I synapsin aktiivinen vyöhyke on suurempi kuin tyypin II synapsi.

Tyypin I ja tyypin II synapsien eri paikat jakavat neuronin kahteen vyöhykkeeseen: herättävä dendriittipuu ja estävä solurunko. Inhibitoivasta näkökulmasta herätys tulee dendriittien yli ja leviää aksonikukkulaan laukaistakseen toimintapotentiaalin . Jos viesti halutaan lopettaa, se on parasta lopettaa käyttämällä estoa solun rungossa, lähellä aksonikukkulaa, josta toimintapotentiaali on peräisin. Toinen tapa käsitellä kiihottavaa ja estävää vuorovaikutusta on kuvitella kiihtyvyys voittaa esto. Jos solurunko on normaalisti estetyssä tilassa, ainoa tapa tuottaa toimintapotentiaalia aksonikukkulalla on vähentää solurungon estoa. Tässä "avaa portit" -strategiassa kiihottava viesti on kuin kilpahevonen, joka on valmis ajamaan radalla, mutta ensin estävä lähtöportti on poistettava.

Esimerkkejä tärkeistä välittäjäaineiden toiminnoista

Kuten edellä selitettiin, neurotransmitterin ainoa suora toiminta on reseptorin aktivointi. Siksi välittäjäainejärjestelmän vaikutukset riippuvat lähettimen käyttävien neuronien yhteyksistä ja niiden reseptorien kemiallisista ominaisuuksista, joihin lähetin sitoutuu.

Tässä on muutamia esimerkkejä tärkeistä välittäjäaineiden toiminnoista:

• Glutamaattia käytetään suurimmassa osassa aivojen ja selkäytimen nopeita kiihottavia synapsia. Sitä käytetään myös useimmissa synapsissa, jotka ovat "muokattavissa", eli kykenevät lisäämään tai vähentämään voimakkuuttaan. Muunneltavien synapsien uskotaan olevan aivojen tärkeimmät muistia säilyttävät elementit. Liiallinen glutamaatin vapautuminen voi yliarvioida aivoja ja johtaa eksitotoksisuuteen aiheuttaen solukuoleman, joka johtaa kouristuksiin tai aivohalvauksiin. Eksitotoksisuus on liittynyt tiettyihin kroonisiin sairauksiin, mukaan lukien iskeeminen aivohalvaus , epilepsia , amyotrofinen lateraaliskleroosi , Alzheimerin tauti , Huntingtonin tauti ja Parkinsonin tauti .
• GABA: ta käytetään suurimmassa osassa nopeita inhiboivia synapsia lähes kaikissa aivojen osissa. Monet rauhoittavat/rauhoittavat lääkkeet parantavat GABA: n vaikutuksia. Vastaavasti glysiini on estävä lähetin selkäytimessä .
• Asetyylikoliini oli ensimmäinen perifeerisestä ja keskushermostosta löydetty välittäjäaine. Se aktivoi somaattisen hermoston luustolihaksia ja voi joko kiihottaa tai estää autonomisen järjestelmän sisäelimiä. Se tunnetaan lähettimenä neuromuskulaarisessa risteyksessä, joka yhdistää motoriset hermot lihaksiin. Paralyyttinen nuoli-myrkky- kuura toimii estämällä siirtoa näissä synapsissa. Asetyylikoliini toimii myös monilla aivojen alueilla, mutta käyttää erityyppisiä reseptoreita , mukaan lukien nikotiini- ja muskariinireseptorit .
• Dopamiinilla on useita tärkeitä toimintoja aivoissa; tähän sisältyy motorisen käyttäytymisen säätely, motivaatioon liittyvät nautinnot ja myös emotionaalinen kiihottuminen. Sillä on kriittinen rooli palkitsemisjärjestelmässä ; Parkinsonin tauti on yhdistetty alhaisiin dopamiinipitoisuuksiin ja skitsofrenia korkeisiin dopamiinipitoisuuksiin.
• Serotoniini on monoamiinin välittäjäaine . Suurin osa tuotetaan ja löytyy suolistosta (noin 90%) ja loput keskushermoston neuroneista. Se säätelee ruokahalua, unta, muistia ja oppimista, lämpötilaa, mielialaa, käyttäytymistä, lihasten supistumista sekä sydän- ja verisuonijärjestelmän ja hormonitoimintaa . Sillä on arveltu olevan rooli masennuksessa, koska joillakin masentuneilla potilailla nähdään alhaisempia serotoniinin metaboliittien pitoisuuksia aivo -selkäydinnesteessään ja aivokudoksessaan.
• Norepinefriini, joka syntetisoituu keskushermostossa ja sympaattisissa hermoissa, moduloi autonomisen hermoston reaktioita, nukkumalleja, keskittymistä ja valppautta. Se syntetisoidaan tyrosiinista .
• Epinefriini, joka syntetisoidaan myös tyrosiinista, vapautuu lisämunuaisista ja aivorungosta. Sillä on rooli unessa, kyvyssä tulla ja pysyä valppaana sekä taistella tai pakene -vastauksella .
• Histamiini toimii keskushermostossa (CNS), erityisesti hypotalamuksessa ( romamillaarisessa ydin ) ja CNS- syöttösoluja .

Aivojen välittäjäainejärjestelmät

Neuronit, jotka ilmaisevat tietyntyyppisiä välittäjäaineita, muodostavat toisinaan erillisiä järjestelmiä, joissa järjestelmän aktivointi vaikuttaa suuriin aivojen tilavuuksiin, joita kutsutaan tilavuuden siirtoksi . Suurimpia välittäjäainejärjestelmiä ovat muun muassa noradrenaliini (norepinefriini), dopamiinijärjestelmä , serotoniinijärjestelmä ja kolinerginen järjestelmä. Jäljellä olevilla amiineilla on moduloiva vaikutus neurotransmissioon monoamiinireiteillä (eli dopamiini-, norepinefriini- ja serotoniinireitit) koko aivoissa signaloimalla jäljitysamiiniin liittyvän reseptorin 1 kautta . Seuraavassa on lyhyt vertailu näistä järjestelmistä:

Neurotransmitter järjestelmät aivoissa

Järjestelmä	Reitin alkuperä ja ennusteet	Säädetyt kognitiiviset prosessit ja käyttäytyminen
Noradrenaliinijärjestelmä	Noradrenergiset reitit : Locus coeruleus (LC) -projektiot LC → Amygdala ja Hippocampus LC → Aivovarsi ja selkäydin LC → Cerebellum LC → Aivokuori LC → Hypotalamus LC → Tectum LC → Thalamus LC → Ventraalinen tegmentalialue Lateral tegmental field (LTF) -ennusteet LTF → Aivovarsi ja selkäydin LTF → Hajulamppu	ahdistus kiihottumisen (valveillaolon) vuorokausirytmi kognitiivinen ohjaus ja työmuisti (yhdessä dopamiinin kanssa) ruokinta ja energian homeostaasi hengityksen medullaarinen hallinta negatiivinen emotionaalinen muisti nociception (kivun havaitseminen) palkinto (vähäinen rooli)
Dopamiinijärjestelmä	Dopaminergiset reitit : Ventraalisen tegmentalialueen (VTA) ennusteet VTA → Amygdala VTA → Cingulate cortex VTA → Hippocampus VTA → Ventral striatum ( mesolimbinen reitti ) VTA → Hajulamppu VTA → Prefrontal cortex ( mesokortikaalinen reitti ) Nigrostriataalinen reitti Substantia nigra pars compacta → Selän striatum Tuberoinfundibulaarinen reitti Arcuate tuma → mediaani paremmuus Hypotalamospinaalinen projektio Hypotalamus → Selkäydin Incertohypothalamic -reitti Zona incerta → Hypotalamus	kiihottumisen (valveillaolon) vastenmielisyys kognitiivinen ohjaus ja työmuisti (norepinefriinin säätelemä) tunteet ja mieliala motivaatio ( motivoiva huomio ) moottorin toiminta ja ohjaus positiivista vahvistusta palkkio (ensisijainen välittäjä) seksuaalinen kiihottuminen , orgasmi ja tulenkestävä jakso (neuroendokriinisen sääntelyn kautta)
Histamiinijärjestelmä	Histaminergiset reitit : Tuberomammillary nucleus (TMN) -projektiot TMN → Aivokuori TMN → Hippokampus TMN → Neostriatum TMN → Nucleus accumbens TMN → Amygdala TMN → Hypotalamus	kiihottumisen (valveillaolon) ruokinta ja energian homeostaasi oppiminen muisti
Serotoniinijärjestelmä	Serotonergiset reitit : Caudal -ytimet (CN): Raphe magnus , raphe pallidus ja raphe obscurus Caudaaliset ennusteet CN → Aivokuori CN → Thalamus CN → Caudate - putamen ja nucleus accumbens CN → Substantia nigra ja ventral tegmental -alue CN → pikkuaivo CN → Selkäydin Rostraaliset ytimet (RN): Nucleus linearis , dorsal raphe , medial raphe ja raphe pontis Rostral -ennusteet RN → Amygdala RN → Cingulate cortex RN → Hippokampus RN → Hypotalamus RN → Neokorteksi RN → Septum RN → Thalamus RN → Ventraalinen tegmentalialue	kiihottumisen (valveillaolon) kehon lämpötilan säätely tunteet ja mieliala , mahdollisesti myös aggressio ruokinta ja energian homeostaasi palkinto (vähäinen rooli) aistillinen havainto
Asetyylikoliinijärjestelmä	Kolinergiset reitit : Eturaivojen kolinergiset ytimet (FCN): Meynertin tuumapohja , mediaalinen väliseinä ja diagonaalinen vyöhyke Eturaivojen ytimien ennusteet FCN → Hippocampus FCN → Aivokuori FCN → Limbic cortex ja sensorinen aivokuori Striatalin toonisesti aktiiviset kolinergiset neuronit (TAN) TAN → Keskikokoinen piikkinen neuroni Aivorungon kolinergiset ytimet (BCN): Pedunculopontine -ydin , laterodorsaalinen tegmentum , mediaalinen habenula ja parabigeminaalinen ydin Aivorungon ytimien projektiot BCN → Ventraalinen tegmentalialue BCN → Thalamus	kiihottumisen (valveillaolon) tunteet ja mieliala oppiminen moottoritoiminto motivaatio ( motivoiva huomio ) lyhytkestoinen muisti palkinto (vähäinen rooli)
Adrenaliinijärjestelmä	Adrenergiset reitit : Rostral ventrolateral medulla (RVLM) -projektiot RVLM → Selkäydin RVLM → Aivorunko RVLM → Hypotalamus	hengityksen medullaarinen hallinta sympaattinen hermosto ruokinta ja energian homeostaasi kiihottuminen stressi

Huumeiden vaikutukset

Lääkkeiden vaikutusten ymmärtäminen välittäjäaineisiin käsittää merkittävän osan neurotieteen alan tutkimusaloitteista . Useimmat tällä tutkimusalueella mukana olevat neurotieteilijät uskovat, että tällaiset ponnistelut voivat edelleen parantaa ymmärrystämme erilaisista neurologisista sairauksista ja häiriöistä vastuussa olevista piireistä sekä tavoista tehokkaasti hoitaa ja ehkäistä tai ehkäistä tällaisia ​​sairauksia.

Lääkkeet voivat vaikuttaa käyttäytymiseen muuttamalla välittäjäaineiden toimintaa. Esimerkiksi lääkkeet voivat vähentää välittäjäaineiden synteesinopeutta vaikuttamalla kyseisen välittäjäaineen synteettiseen entsyymiin. Kun välittäjäaineiden synteesit estetään, vapautettavien välittäjäaineiden määrä tulee oleellisesti pienemmäksi, mikä johtaa välittäjäaineiden aktiivisuuden vähenemiseen. Jotkut lääkkeet estävät tai stimuloivat tiettyjen välittäjäaineiden vapautumista. Vaihtoehtoisesti lääkkeet voivat estää välittäjäaineiden varastoinnin synaptisiin rakkuloihin aiheuttaen synaptisten rakkuloiden kalvojen vuotamisen. Lääkkeitä, jotka estävät välittäjäaineen sitoutumisen reseptoriinsa, kutsutaan reseptoriantagonisteiksi . Esimerkiksi skitsofreniapotilaiden hoitoon käytettävät lääkkeet, kuten haloperidoli, klooripromatsiini ja klotsapiini, ovat aivojen dopamiinireseptorien antagonisteja. Muut lääkkeet sitoutuvat reseptoriin ja jäljittelevät normaalia välittäjäainetta. Tällaiset lääkkeet kutsutaan reseptorin agonisteja . Esimerkki reseptoriagonistista on morfiini , opiaatti, joka jäljittelee endogeenisen välittäjäaine β-endorfiinin vaikutuksia kivun lievittämiseksi. Muut lääkkeet häiritsevät välittäjäaineen deaktivointia sen vapautumisen jälkeen, mikä pidentää välittäjäaineen toimintaa. Tämä voidaan saavuttaa estämällä takaisinottoa tai estämällä hajoavia entsyymejä. Lopuksi, lääkkeet voivat myös estää aktiopotentiaalin ilmenemisen estäminen hermosolujen toimintaa koko keskushermoston ja perifeerisen hermoston . Huumeet, kuten tetrodotoksiini, jotka estävät hermoston toimintaa, ovat tyypillisesti tappavia.

Suurten järjestelmien välittäjäaineeseen kohdistuvat lääkkeet vaikuttavat koko järjestelmään, mikä voi selittää joidenkin lääkkeiden toiminnan monimutkaisuuden. Esimerkiksi kokaiini estää dopamiinin takaisinoton takaisin presynaptiseen neuroniin jättäen välittäjäainemolekyylit synaptiseen aukkoon pitkäksi aikaa. Koska dopamiini pysyy synapssissa pidempään, välittäjäaine sitoutuu edelleen postsynaptisen neuronin reseptoreihin aiheuttaen miellyttävän emotionaalisen vasteen. Fyysinen riippuvuus kokaiinin voivat aiheutua pitkäaikainen altistuminen liikaa dopamiinin synapseissa, joka johtaa sen alaspäinsäätelyä joidenkin post-synaptisten reseptorien. Lääkkeen vaikutusten loppumisen jälkeen yksilö voi masentua, koska välittäjäaine sitoutuu reseptoriin. Fluoksetiini on selektiivinen serotoniinin takaisinoton estäjä (SSRI), joka estää serotoniinin takaisinoton presynaptisessa solussa, mikä lisää synapssissa olevan serotoniinin määrää ja sallii sen pysyä siellä pidempään, mikä tarjoaa mahdollisuuden luonnollisen vaikutuksen aikaansaamiseen vapautti serotoniinia. AMPT estää tyrosiinin muuttumisen L-DOPA: ksi , dopamiinin esiasteeksi; reserpiini estää dopamiinin varastoinnin rakkuloihin ; ja deprenyyli estää monoamiinioksidaasi (MAO) -B: tä ja lisää siten dopamiinitasoja.

Huumeiden ja välittäjäaineiden yhteisvaikutukset

Huume	Vuorovaikutuksessa:	Reseptorin vuorovaikutus:	Tyyppi	Tehosteet
Botuliinitoksiini (Botox)	Asetyylikoliini	-	Antagonisti	Estää asetyylikoliinin vapautumisen PNS: ssä Ehkäisee lihasten supistumista
Black Widow Spider Venom	Asetyylikoliini	-	Agonisti	Edistää asetyylikoliinin vapautumista PNS: ssä Stimuloi lihasten supistuksia
Neostigmiini	Asetyylikoliini	-	-	Häiritsee asetyylikolinaasiaktiivisuutta Lisää ACh: n vaikutuksia reseptoreihin Käytetään myasthenia graviksen hoitoon
Nikotiini	Asetyylikoliini	Nikotiini (luustolihas)	Agonisti	Lisää ACh -aktiivisuutta Lisää huomiota Vahvistavat vaikutukset
d-tubokurariini	Asetyylikoliini	Nikotiini (luustolihas)	Antagonisti	Vähentää aktiivisuutta reseptorikohdassa
Curare	Asetyylikoliini	Nikotiini (luustolihas)	Antagonisti	Vähentää ACh -aktiivisuutta Ehkäisee lihasten supistumista
Muskariini	Asetyylikoliini	Muskariininen (sydän ja sileät lihakset)	Agonisti	Lisää ACh -aktiivisuutta Myrkyllistä
Atropiini	Asetyylikoliini	Muskariininen (sydän ja sileät lihakset)	Antagonisti	Estää pupillien supistumisen Estää syljen tuotantoa
Skopolamiini ( hyoskiini )	Asetyylikoliini	Muskariininen (sydän ja sileät lihakset)	Antagonisti	Hoitaa liikepahoinvointia ja leikkauksen jälkeistä pahoinvointia ja oksentelua
AMPT	Dopamiini/noradrenaliini	-	-	Inaktivoi tyrosiinihydroksylaasin ja estää dopamiinin tuotantoa
Reserpine	Dopamiini	-	-	Estää dopamiinin ja muiden monoamiinien varastoinnin synaptisissa rakkuloissa Aiheuttaa sedaatiota ja masennusta
Apomorfiini	Dopamiini	D2 -reseptori (presynaptiset autoreceptorit/postsynaptiset reseptorit)	Antagonisti (pieni annos)/Suora agonisti (suuri annos)	Pieni annos: estää autoreceptorit Suuri annos: stimuloi postsynaptisia reseptoreita
Amfetamiini	Dopamiini/noradrenaliini	-	Epäsuora agonisti	Vapauttaa dopamiinia, noradrenaliinia ja serotoniinia Estää takaisinoton
Metamfetamiini	Dopamiini/noradrenaliini	-	-	Vapauttaa dopamiinia ja noradrenaliinia Estää takaisinoton
Metyylifenidaatti	Dopamiini	-	-	Estää takaisinoton Parantaa huomiota ja impulssien hallintaa ADHD: ssa
Kokaiini	Dopamiini	-	Epäsuora agonisti	Estää takaisinoton presynapsiksi Estää jännitteestä riippuvat natriumkanavat Voidaan käyttää paikallispuudutteena (silmätipat)
Deprenyl	Dopamiini	-	Agonisti	Estää MAO-B: n Estää dopamiinin tuhoutumisen
Klooripromatsiini	Dopamiini	D2 -reseptorit	Antagonisti	Estää D2 -reseptoreita Lievittää hallusinaatioita
MPTP	Dopamiini	-	-	Tuloksena Parkinsonin kaltaisia ​​oireita
PCPA	Serotoniini (5-HT)	-	Antagonisti	Se häiritsee serotoniinisynteesiä estämällä tryptofaanihydroksylaasin aktiivisuuden
Ondansetron	Serotoniini (5-HT)	5-HT 3 -reseptorien	Antagonisti	Vähentää kemoterapian ja säteilyn sivuvaikutuksia Vähentää pahoinvointia ja oksentelua
Buspirone	Serotoniini (5-HT)	5-HT 1A- reseptorit	Osittainen agonisti	Hoitaa ahdistuksen ja masennuksen oireita
Fluoksetiini	Serotoniini (5-HT)	tukee 5-HT- takaisinottoa	SSRI	Estää serotoniinin takaisinoton Hoitaa masennusta, joitakin ahdistuneisuushäiriöitä ja OCD: tä Yleisiä esimerkkejä: Prozac ja Sarafem
Fenfluramiini	Serotoniini (5-HT)	-	-	Aiheuttaa serotoniinin vapautumista Estää serotoniinin takaisinoton Käytetään ruokahalun vähentäjänä
Lysergihappodietyyliamidi	Serotoniini (5-HT)	Post-synaptiset 5-HT 2A- reseptorit	Suora agonisti	Tuottaa visuaalisen käsityksen vääristymiä Stimuloi 5-HT 2A -reseptoreita etuaivoissa
Metyleenidioksimetamfetamiini ( MDMA )	Serotoniini (5-HT)/ norepinfriini	-	-	Stimuloi serotoniinin ja noradrenaliinin vapautumista ja estää takaisinottoa Aiheuttaa kiihottavia ja hallusinogeenisia vaikutuksia
Strykniini	Glysiini	-	Antagonisti	Aiheuttaa vakavia lihaskouristuksia
Difenhydramiini	Histamiini			Ylittää veri -aivoesteen aiheuttaen uneliaisuutta
Tetrahydrokannabinoli (THC)	Endokannabinoidit	Kannabinoidi (CB) -reseptorit	Agonisti	Tuottaa kipua ja sedaatiota Lisää ruokahalua Kognitiiviset vaikutukset
Rimonabantti	Endokannabinoidit	Kannabinoidi (CB) -reseptorit	Antagonisti	Estää ruokahalua Käytetään tupakoinnin lopettamisessa
MAFP	Endokannabinoidit	-	-	Estää FAAH: n Käytetään tutkimuksessa kannabinoidijärjestelmän aktiivisuuden lisäämiseksi
AM1172	Endokannabinoidit	-	-	Estää kannabinoidien takaisinoton Käytetään tutkimuksessa kannabinoidijärjestelmän aktiivisuuden lisäämiseksi
Anandamidi (endogeeninen)	-	Kannabinoidi (CB) -reseptorit; 5-HT 3 -reseptorien	-	Vähennä pahoinvointia ja oksentelua
Kofeiini	Adenosiini	Adenosiinireseptorit	Antagonisti	Estää adenosiinireseptoreita Lisää herätystä
PCP	Glutamaatti	NMDA -reseptori	Epäsuora vastustaja	Estää PCP -sitoutumiskohdan Estää kalsiumionien pääsyn neuroneihin Haittaa oppimista
AP5	Glutamaatti	NMDA -reseptori	Antagonisti	Estää glutamaatin sitoutumiskohdan NMDA -reseptorissa Vaurioittaa synaptista plastisuutta ja tiettyjä oppimismuotoja
Ketamiini	Glutamaatti	NMDA -reseptori	Antagonisti	Käytetään anestesiana Indusoi transsimaisen tilan, auttaa lievittämään kipua ja rauhoittamaan
NMDA	Glutamaatti	NMDA -reseptori	Agonisti	Käytetään tutkimuksessa NMDA -reseptorin tutkimiseksi Ionotrooppinen reseptori
AMPA	Glutamaatti	AMPA -reseptori	Agonisti	Käytetään tutkimuksessa AMPA -reseptorin tutkimiseen Ionotrooppinen reseptori
Allyglysiini	GABA	-	-	Estää GABA -synteesin Aiheuttaa kouristuksia
Muscimol	GABA	GABA -reseptori	Agonisti	Aiheuttaa sedaatiota
Kaksisuuntainen	GABA	GABA -reseptori	Antagonisti	Aiheuttaa kohtauksia
Bentsodiatsepiinit	GABA	GABA -reseptorin	Epäsuorat agonistit	Ahdistuneisuus, sedaatio, muistin heikkeneminen, lihasrelaksaatio
Barbituraatit	GABA	GABA -reseptorin	Epäsuorat agonistit	Sedaatio, muistin heikkeneminen, lihasten rentoutuminen
Alkoholi	GABA	GABA -reseptori	Epäsuora agonisti	Sedaatio, muistin heikkeneminen, lihasten rentoutuminen
Picrotoksiini	GABA	GABA -reseptorin	Epäsuora antagonisti	Suuret annokset aiheuttavat kouristuksia
Tiagabiini	GABA	-	Antagonisti	GABA -kuljettajan antagonisti Lisää GABA: n saatavuutta Vähentää kohtausten todennäköisyyttä
Moklobemidi	Norepinefriini	-	Agonisti	Estää MAO-A: n masennuksen hoitoon
Idazoxan	Norepinefriini	alfa-2-adrenergiset autoretseptorit	Agonisti	Estää alfa-2-autoretseptorit Käytetään noradrenaliinijärjestelmän tutkimiseen
Fusariinihappo	Norepinefriini	-	-	Estää dopamiini-beeta-hydroksylaasin toimintaa, joka estää norepinefriinin tuotantoa Käytetään norepinefriinijärjestelmän tutkimiseen vaikuttamatta dopamiinijärjestelmään
Opiaatit ( oopium , morfiini , heroiini ja oksikodoni )	Opioidit	Opioidireseptori	Agonistit	Analgesia, sedaatio ja vahvistavat vaikutukset
Naloksoni	Opioidit	-	Antagonisti	Kääntää opiaattimyrkytyksen tai yliannostuksen oireet (eli hengitysvaikeudet)

Agonistit

Agonisti on kemikaali, joka kykenee sitoutumaan reseptoriin, kuten välittäjäaine -reseptoriin, ja käynnistämään saman reaktion, joka tyypillisesti syntyy endogeenisen aineen sitoutumisesta. Neurotransmitterin agonisti aloittaa siten saman reseptorivasteen kuin lähetin. Neuroneissa agonistilääke voi aktivoida välittäjäainereseptoreita joko suoraan tai epäsuorasti. Suoraan sitoutuvia agonisteja voidaan edelleen luonnehtia täydellisiksi agonisteiksi , osittaisiksi agonisteiksi , käänteisagonisteiksi .

Suorat agonistit toimivat samalla tavalla kuin välittäjäaine sitoutumalla suoraan niihin liittyviin reseptorikohtiin, jotka voivat sijaita presynaptisessa neuronissa tai postsynaptisessa neuronissa tai molemmissa. Tyypillisesti välittäjäainereseptorit sijaitsevat postsynaptisessa neuronissa, kun taas välittäjäaineiden autoretseptorit sijaitsevat presynaptisessa neuronissa, kuten monoamiinin välittäjäaineiden tapauksessa ; joissakin tapauksissa välittäjäaine käyttää taaksepäin suuntautuvaa neurotransmissiota , eräänlaista takaisinkytkentäsignaalia neuroneissa, jossa välittäjäaine vapautuu postsynaptisesti ja sitoutuu presynaptisen neuronin kohdereseptoreihin. Nikotiini , tupakasta löytyvä yhdiste , on useimpien nikotiiniasetyylikoliinireseptorien suora agonisti , pääasiassa kolinergisissä neuroneissa . Opiaatit , kuten morfiini , heroiini , hydrokodoni , oksikodoni , kodeiini ja metadoni , ovat μ-opioidireseptoriagonisteja ; tämä toiminta välittää niiden euforisia ja kipua lievittäviä ominaisuuksia.

Epäsuorat agonistit lisäävät välittäjäaineiden sitoutumista kohdereseptoreihinsa stimuloimalla välittäjäaineiden vapautumista tai estämällä niiden takaisinottoa . Jotkut epäsuorat agonistit laukaisevat välittäjäaineiden vapautumisen ja estävät välittäjäaineiden takaisinoton . Esimerkiksi amfetamiini on epäsuora agonisti postsynaptisille dopamiini-, norepinefriini- ja serotoniinireseptoreille kussakin niiden neuronissa; se tuottaa sekä välittäjäaineen vapautumista presynaptiseen neuroniin ja sen jälkeen synaptisen halkeaman ja estää niiden takaisinoton synaptisesta halkeamasta aktivoimalla TAAR1 , presynaptinen G-proteiinikytketty reseptori , ja sitoutumalla VMAT2- paikkaan , joka on eräänlainen monoamiinikuljetin, joka sijaitsee synaptisella rakkuloita monoamiinin neuronien sisällä .

Vastustajat

Antagonisti on kemikaali, joka toimii kehossa vähentäen toisen kemiallisen aineen (opiaattina) fysiologista aktiivisuutta; erityisesti sellainen, joka vastustaa lääkkeen tai kehossa luonnossa esiintyvän aineen vaikutusta hermostoon yhdistämällä sen hermoreseptorin ja estämällä sen toimintaa.

On olemassa kaksi päätyyppiä antagonisteja: suoravaikutteinen antagonisti ja epäsuorasti vaikuttava antagonisti:

1. Suoravaikuttava antagonisti- vie tilaa reseptoreissa, joita muut välittäjäaineet itse ottavat vastaan. Tämä johtaa välittäjäaineiden estämiseen sitoutumasta reseptoreihin. Yleisin on atropiini.
2. Epäsuorasti vaikuttavat antagonistit- lääkkeet, jotka estävät välittäjäaineiden vapautumista/tuotantoa (esim. Reserpine ).

Huumeiden antagonistit

Antagonistilääke on lääke, joka kiinnittyy (tai sitoutuu) reseptoriksi kutsuttuun kohtaan aktivoimatta tätä reseptoria tuottamaan biologista vastetta. Siksi sillä ei sanota olevan luontaista toimintaa. Antagonistia voidaan kutsua myös reseptorin "salpaajaksi", koska se estää agonistin vaikutuksen paikassa. Antagonistin farmakologiset vaikutukset estävät siksi vastaavan reseptorikohdan agonisteja (esim. Lääkkeitä, hormoneja, välittäjäaineita) sitoutumasta ja aktivoimasta sitä. Antagonistit voivat olla "kilpailukykyisiä" tai "peruuttamattomia".

Kilpaileva antagonisti kilpailee agonistin kanssa reseptoriin sitoutumisesta. Kun antagonistipitoisuus kasvaa, agonistin sitoutuminen estyy asteittain, mikä johtaa fysiologisen vasteen heikkenemiseen. Antagonistin suuri pitoisuus voi estää vasteen kokonaan. Tämä esto voidaan kuitenkin kumota lisäämällä agonistin pitoisuutta, koska agonisti ja antagonisti kilpailevat reseptoriin sitoutumisesta. Siksi kilpailevia antagonisteja voidaan luonnehtia agonistin annos -vaste -suhteen siirtämiseksi oikealle. Kilpailukykyisen antagonistin läsnäollessa tarvitaan lisääntynyt agonistipitoisuus saman vasteen aikaansaamiseksi, joka havaittiin ilman antagonistia.

Palautumaton antagonisti sitoutuu niin voimakkaasti reseptoriin, että reseptori ei ole käytettävissä sitoutumaan agonistiin. Käänteiset antagonistit voivat jopa muodostaa kovalenttisia kemiallisia sidoksia reseptorin kanssa. Kummassakin tapauksessa, jos peruuttamattoman antagonistin pitoisuus on riittävän suuri, sitoutumattomien reseptorien lukumäärä, jotka ovat jäljellä agonistin sitoutumiseen, voi olla niin pieni, että edes suuret agonistipitoisuudet eivät tuota maksimaalista biologista vastetta.

Esiasteet

Biosynteettisiä reittejä varten katekoliamiinien ja jäljittää amiinit , että ihmisen aivoissa L -fenyylialaniini L -tyrosiini L -DOPA Epinefriini Fenetyyliamiini p -tyramiini Dopamiini Norepinefriini N -metyylifenetyyliamiini N -metyylityyliamiini p -oktopamiini Synefriini 3-metoksityramiini AADC AADC AADC ensisijainen reitti PNMT PNMT PNMT PNMT AAAH AAAH aivot CYP2D6 pieni polku COMT DBH DBH Ihmisillä katekoliamiinit ja fenetyyliaminergiset jäljitysamiinit ovat peräisin aminohaposta L-fenyylialaniini .

Vaikka välittäjäaineiden esiasteiden saanti lisääkin välittäjäaineiden synteesiä, on näyttöä siitä, lisäävätkö välittäjäaineiden vapautuminen ja postsynaptisten reseptorien laukaisu. Jopa lisääntyneestä välittäjäaineiden vapautumisesta on epäselvää, aiheuttaako tämä hermovälittäjäsignaalin voimakkuuden lisääntymistä pitkällä aikavälillä, koska hermosto voi sopeutua muutoksiin, kuten lisääntyneeseen välittäjäaineiden synteesiin, ja voi siksi ylläpitää jatkuvaa laukaisua. Joillakin välittäjäaineilla voi olla rooli masennuksessa, ja on olemassa joitakin todisteita siitä, että näiden välittäjäaineiden esiasteiden saanti voi olla hyödyllistä lievän ja kohtalaisen masennuksen hoidossa.

Katekoliamiini ja amiinin esiasteet

L -DOPAa , dopamiinin edeltäjää,joka läpäisee veri -aivoesteen ,käytetään Parkinsonin taudin hoidossa . Masentuneilla potilailla, joilla välittäjäaine norepinefriinin alhainen aktiivisuusliittyy, on vain vähän todisteita välittäjäaineiden esiasteen antamisesta. L-fenyylialaniini ja L-tyrosiini ovat molemmat dopamiinin , noradrenaliinin ja epinefriinin edeltäjiä. Nämä tulokset vaativat B6 , C-vitamiinia , ja S-adenosyylimetioniinia . Muutamat tutkimukset viittaavat L-fenyylialaniinin ja L-tyrosiinin mahdollisiin masennuslääkkeisiin, mutta tällä alalla on paljon lisätutkimuksia.

Serotoniinin esiasteet

Anto L-tryptofaani , esiaste serotoniinin , nähdään kaksinkertaistaa tuotannon serotoniini aivoissa. Se on merkittävästi tehokkaampi kuin lumelääke lievän ja keskivaikean masennuksen hoidossa. Tämä muutos vaatii C -vitamiinia . 5-hydroksitryptofaani (5-HTP), joka on myös serotoniinin edeltäjä , on tehokkaampi kuin lumelääke.

Sairaudet ja häiriöt

Sairaudet ja häiriöt voivat myös vaikuttaa tiettyihin välittäjäainejärjestelmiin. Seuraavat ovat häiriöitä, jotka liittyvät tiettyjen välittäjäaineiden lisääntymiseen, vähenemiseen tai epätasapainoon.

Dopamiini :

Esimerkiksi dopamiinin tuottamiseen liittyvät ongelmat (lähinnä aineen nigrassa ) voivat johtaa Parkinsonin tautiin , häiriöön, joka vaikuttaa henkilön kykyyn liikkua haluamallaan tavalla, mikä aiheuttaa jäykkyyttä, vapinaa tai vapinaa ja muita oireita. Jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että liian vähän tai liikaa dopamiinia tai ongelmia dopamiinin käyttämisessä aivojen ajattelu- ja tuntoalueilla voi olla rooli sellaisissa häiriöissä kuin skitsofrenia tai tarkkaavaisuushäiriö (ADHD). Dopamiini liittyy myös riippuvuuteen ja huumeiden käyttöön, koska useimmat virkistyslääkkeet aiheuttavat dopamiinin tulvan aivoihin (erityisesti opioidit ja metamfetamiinit ), mikä tuottaa miellyttävän tunteen, minkä vuoksi käyttäjät haluavat jatkuvasti huumeita.

Serotoniini :

Samoin, kun jotkut tutkimukset viittasivat siihen, että lääkkeet, jotka estävät serotoniinin kierrätyksen tai takaisinoton, näyttivät auttavan joitakin ihmisiä, joilla on diagnosoitu masennus, oletettiin, että masennusta sairastavilla saattaa olla normaalia alempia serotoniinipitoisuuksia. Vaikka tämä teoria oli laajalti suosittu, sitä ei vahvistettu myöhemmissä tutkimuksissa. Siksi selektiivisiä serotoniinin takaisinoton estäjiä (SSRI) käytetään lisäämään serotoniinin määrää synapsissa.

Glutamaatti :

Lisäksi glutamaatin tuottamiseen tai käyttöön liittyvät ongelmat on liitetty viitteellisesti ja alustavasti moniin mielenterveyden häiriöihin, kuten autismiin , pakko -oireiseen häiriöön (OCD), skitsofreniaan ja masennukseen . Liian paljon glutamaattia on yhdistetty neurologisiin sairauksiin, kuten Parkinsonin tauti , multippeliskleroosi , Alzheimerin tauti , aivohalvaus ja ALS (amyotrofinen lateraaliskleroosi).

Välittäjäaineiden epätasapaino

Yleensä ei ole tieteellisesti vahvistettuja "normeja" eri välittäjäaineiden sopiville tasoille tai "tasapainoille". Useimmissa tapauksissa on käytännöllisesti katsoen mahdotonta mitata edes aivojen tai kehon välittäjäaineiden tasoja eri ajankohtina. Neurotransmitterit säätelevät toistensa vapautumista, ja heikko johdonmukainen epätasapaino tässä keskinäisessä sääntelyssä liittyi terveiden ihmisten temperamenttiin. Voimakas epätasapaino tai häiriöt välittäjäainejärjestelmissä on yhdistetty moniin sairauksiin ja mielenterveyshäiriöihin. Näitä ovat Parkinsonin tauti, masennus, unettomuus, tarkkaavaisuushäiriö (ADHD), ahdistuneisuus, muistinmenetys, dramaattiset painon muutokset ja riippuvuudet. Krooninen fyysinen tai emotionaalinen stressi voi edistää välittäjäainejärjestelmän muutoksia. Genetiikalla on myös rooli välittäjäaineiden toiminnassa. Virkistyskäytön lisäksi lääkkeitä, jotka ovat suoraan tai välillisesti vuorovaikutuksessa yhden tai useamman lähettimen tai sen reseptorin kanssa, määrätään yleisesti psykiatrisiin ja psykologisiin ongelmiin. Erityisesti lääkkeitä, jotka ovat vuorovaikutuksessa serotoniinin ja norepinefriinin kanssa, määrätään potilaille, joilla on ongelmia, kuten masennus ja ahdistuneisuus - vaikka käsitys siitä, että tällaisten toimenpiteiden tueksi on olemassa paljon vankkaa lääketieteellistä näyttöä, on kritisoitu laajalti. Tutkimukset osoittavat, että dopamiinin epätasapaino vaikuttaa multippeliskleroosiin ja muihin neurologisiin häiriöihin.

Välittäjäaineiden eliminointi

Välittäjäaine on hajotettava, kun se saavuttaa post-synaptisen solun, jotta estetään herättävän tai estävän signaalin siirto. Tämä mahdollistaa uusien signaalien tuottamisen vierekkäisistä hermosoluista. Kun välittäjäaine on erittynyt synaptiseen halkeamaan, se sitoutuu postsynaptisen solun tiettyihin reseptoreihin muodostaen siten postsynaptisen sähköisen signaalin. Sen jälkeen lähetin on poistettava nopeasti, jotta postsynaptinen solu voi osallistua toiseen välittäjäaineiden vapautumis-, sitoutumis- ja signaalinkeräyskiertoon. Neurotransmitterit lopetetaan kolmella eri tavalla:

1. Diffuusio - välittäjäaine irtoaa reseptorista ja ajautuu synaptisesta halkeamasta, täällä se imeytyy gliasoluihin .
2. Entsyymien hajoaminen - erityiset kemikaalit, joita kutsutaan entsyymeiksi, hajottavat sen. Yleensä astrosyytit absorboivat ylimääräiset välittäjäaineet ja välittävät ne entsyymeille tai pumppaavat ne suoraan presynaptiseen neuroniin.
3. Takaisinotto-välittäjäaine imeytyy uudelleen hermostoon. Kuljettajat eli kalvonsiirtoproteiinit pumppaavat välittäjäaineita synaptisesta halkeamasta takaisin aksoniterminaaleihin (presynaptiseen neuroniin), missä ne säilytetään.

Esimerkiksi koliinia ottaa vastaan ​​ja kierrättää esisynaptinen neuroni syntetisoimaan enemmän ACh: ta. Muut välittäjäaineet, kuten dopamiini, voivat diffundoitua pois kohdennetuista synaptisista liitoksistaan ​​ja eliminoituvat elimistöstä munuaisten kautta tai tuhoutuvat maksassa. Jokaisella välittäjäaineella on hyvin erityisiä hajoamisreittejä säätelypisteissä, joihin kehon säätelyjärjestelmä tai lääkkeet voivat kohdistaa.

Katso myös

Huomautuksia

Viitteet

Ulkoiset linkit

• Molekyylisolubiologia. 4. painos. Kohta 21.4: Neurotransmitterit, synapsit ja impulssilähetys
• Molekulaaristen ilmentymien valokuvagalleria: Neurotransmitter Collection
• Aivojen välittäjäaineet
• Endogeeniset neuroaktiiviset solunulkoiset signaalimuuntimet
• Neurotransmitter US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
• Neurotieteet lapsille -sivusto
• brain explorer -sivusto