Role neurotransmiterů

Neurotransmiter je chemický posel, který přenáší, posiluje a vyvažuje signály mezi neurony (také známými jako nervové buňky) a cílovými buňkami v celém těle. Tyto cílové buňky mohou být v žlázách, svalech nebo jiných neuronech.

Miliardy molekul neurotransmiteru neustále pracují na udržení fungování našich mozků a řídí vše od našeho dýchání přes náš srdeční rytmus až po úroveň učení a koncentrace. Mohou také ovlivnit různé psychologické funkce, jako je strach, nálada, potěšení a radost.

Jak fungují neurotransmitery

Aby mohly neurony posílat zprávy po celém těle, musí být schopné vzájemně komunikovat a přenášet signály. Neurony však nejsou jednoduše spojeny. Na konci každého neuronu je malá mezera, která se nazývá synapse, a aby mohl komunikovat s další buňkou, musí být signál schopen překročit tento malý prostor. K tomu dochází prostřednictvím procesu známého jako neurotransmise.

Ve většině případů se neurotransmiter uvolňuje z tzv. Axonového terminálu poté, co akční potenciál dosáhl synapse, místa, kde si neurony mohou navzájem přenášet signály.

Když elektrický signál dosáhne konce neuronu, spustí uvolnění malých váčků nazývaných vezikuly, které obsahují neurotransmitery. Tyto vaky rozlévají svůj obsah do synapsí, kde se neurotransmitery poté pohybují přes mezeru směrem k sousedním buňkám. Tyto buňky obsahují receptory, kde se neurotransmitery mohou vázat a spouštět změny v buňkách.

Po uvolnění neurotransmiter prochází synaptickou mezerou a připojuje se k receptorovému místu na druhém neuronu, buď vzrušuje nebo inhibuje přijímající neuron v závislosti na tom, jaký je neurotransmiter.

Receptory a neurotransmitery fungují jako systém zámku a klíče. Stejně jako je potřeba správný klíč k otevření konkrétního zámku, neurotransmiter (klíč) se naváže pouze na konkrétní receptor (zámek). Pokud je neurotransmiter schopen pracovat na receptorovém místě, spouští změny v přijímající buňce.

Někdy se neurotransmitery mohou vázat na receptory a způsobit přenos elektrického signálu do buňky (excitační). V ostatních případech může neurotransmiter ve skutečnosti blokovat pokračování signálu a zabránit přenosu zprávy (inhibiční).

Inaktivace neurotransmiterů

Co se tedy stane s neurotransmiterem po dokončení jeho práce? Jakmile má neurotransmiter navržený účinek, může být jeho aktivita zastavena třemi mechanismy:

• Degradace: Enzym mění strukturu neurotransmiteru, takže jej receptor nedokáže rozpoznat
• Difúze: Neurotransmiter se vzdaluje od receptoru
• Zpětné vychytávání: Celá molekula neurotransmiteru je vzata zpět axonem neuronu, který ji uvolnil

Kritéria

Skutečná identifikace neurotransmiterů může být ve skutečnosti docela obtížná. Zatímco vědci mohou pozorovat vezikuly obsahující neurotransmitery, zjišťování toho, jaké chemikálie jsou uloženy ve vezikulích, není tak jednoduché.

Z tohoto důvodu neurologové vyvinuli řadu pokynů pro určení, zda by chemická látka měla být definována jako neurotransmiter:

• Přítomnost chemické látky v buňce. Chemická látka je buď syntetizována v neuronu, nebo se v něm jinak nachází.
• Uvolnění závislé na stimulu. Uvolňuje se ve vhodném množství neuronem po stimulaci.
• Akce na postsynaptickou buňku. Chemikálie musí být uvolňována presynaptickým neuronem a postsynaptický neuron musí obsahovat receptory, na které se chemická látka bude vázat.
• Mechanismus odstranění. Existuje specifický mechanismus k odstranění chemické látky z místa aktivace po dokončení její práce.

Klasifikace

Neurotransmitery hrají hlavní roli v každodenním životě a fungování. Vědci dosud přesně nevědí, kolik neurotransmiterů existuje, ale bylo identifikováno více než 60 odlišných chemických poslů.

Neurotransmitery lze klasifikovat podle jejich funkce:

• Budicí neurotransmitery: Tyto typy neurotransmiterů mají excitační účinky na neuron, což znamená, že zvyšují pravděpodobnost, že neuron vystřelí akční potenciál. Některé z hlavních excitačních neurotransmiterů zahrnují epinefrin a norepinefrin.
• Inhibiční neurotransmitery: Tyto typy neurotransmiterů mají inhibiční účinky na neuron; snižují pravděpodobnost, že neuron vystřelí akční potenciál. Mezi hlavní inhibiční neurotransmitery patří serotonin a kyselina gama-aminomáselná (GABA).
• Modulační neurotransmitery: Tyto neurotransmitery, často označované jako neuromodulátory, jsou schopné ovlivnit větší počet neuronů současně. Tyto neuromodulátory také ovlivňují účinky jiných chemických poslů. Tam, kde jsou synaptické neurotransmitery uvolňovány terminály axonů, aby měly rychle působící dopad na jiné neurony receptoru, neuromodulátory difundují přes větší plochu a působí pomaleji.

Některé neurotransmitery, jako je acetylcholin a dopamin, mohou vytvářet excitační i inhibiční účinky v závislosti na typu přítomných receptorů.

Typy

Existuje řada různých způsobů, jak klasifikovat a kategorizovat neurotransmitery. V některých případech se jednoduše dělí na monoaminy, aminokyseliny a peptidy.

Neurotransmitery lze také rozdělit do jednoho ze šesti typů:

Aminokyseliny

• Kyselina gama-aminomáselná (GABA): Tato přirozeně se vyskytující aminokyselina působí jako hlavní inhibiční chemický posel těla. GABA přispívá k vidění, ovládání motoru a hraje roli v regulaci úzkosti. Benzodiazepiny, které se používají k léčbě úzkosti, fungují zvýšením účinnosti neurotransmiterů GABA, což může zvýšit pocity relaxace a klidu.
• Glutamát: Nejhojnější neurotransmiter v nervovém systému, glutamát hraje roli v kognitivních funkcích, jako je paměť a učení. Nadměrné množství glutamátu může způsobit excitotoxicitu vedoucí k buněčné smrti. Tato excitotoxicita způsobená hromaděním glutamátu je spojena s některými nemocemi a poraněními mozku, včetně Alzheimerovy choroby, mozkové mrtvice a epileptických záchvatů.

Peptidy

• Oxytocin: Tento mocný hormon působí v mozku jako neurotransmiter. Je produkován hypotalamem a hraje roli při společenském rozpoznávání, spojování a sexuální reprodukci. Syntetický oxytocin, jako je Pitocin, se často používá jako pomůcka při porodu. Jak oxytocin, tak pitocin způsobují kontrakci dělohy během porodu.
• Endorfiny: Tyto neurotransmitery inhibují přenos signálů bolesti a podporují pocity euforie. Tito chemičtí poslové jsou přirozeně vytvářeni tělem v reakci na bolest, ale mohou být také vyvoláni jinými činnostmi, jako je aerobní cvičení. Například prožívání „běžecké výšky“ je příkladem příjemných pocitů generovaných produkcí endorfiny.

Monoaminy

• Adrenalin: Také známý jako adrenalin, je adrenalin považován za hormon i za neurotransmiter. Obecně je epinefrin stresový hormon, který se uvolňuje nadledvinovým systémem. Funguje však jako neurotransmiter v mozku.
• Noradrenalinu: Tato přirozeně se vyskytující chemická látka je neurotransmiter, který hraje důležitou roli při bdělosti, která se podílí na boji těla nebo letové reakci. Jeho úkolem je pomáhat mobilizovat tělo a mozek, aby jednali v době nebezpečí nebo stresu. Úrovně tohoto neurotransmiteru jsou obvykle nejnižší během spánku a nejvyšší v době stresu.
• Histamin: Tato organická sloučenina působí jako neurotransmiter v mozku a míchě, hraje roli při alergických reakcích a je produkována jako součást reakce imunitního systému na patogeny.
• Dopamin: Dopamin, běžně známý jako neurotransmiter, který se cítí dobře, se účastní odměn, motivace a doplňků.Několik typů návykových látek zvyšuje hladinu dopaminu v mozku. Tento chemický posel také hraje důležitou roli při koordinaci pohybů těla. Parkinsonova choroba, což je degenerativní onemocnění, které má za následek třes a poruchy motorického pohybu, je způsobeno ztrátou neuronů generujících dopamin v mozku.
• Serotonin: Hormon a neurotransmiter, serotonin hraje důležitou roli při regulaci a modulaci nálady, spánku, úzkosti, sexuality a chuti k jídlu. Selektivní inhibitory zpětného vychytávání serotoninu (SSRI) jsou typem antidepresiv, které se běžně předepisují k léčbě deprese, úzkosti, panické poruchy a záchvaty paniky. SSRI pracují na vyrovnání hladin serotoninu blokováním zpětného vychytávání serotoninu v mozku, což může pomoci zlepšit náladu a snížit pocity úzkosti.

Puriny

• Adenosin: Tato přirozeně se vyskytující chemikálie působí jako neuromodulátor v mozku a podílí se na potlačení vzrušení a zlepšení spánku.
• Adenosintrifosfát (ATP): ATP, považovaná za energetickou měnu života, působí jako neurotransmiter v centrálním a periferním nervovém systému, hraje roli v autonomní kontrole, senzorické transdukci a komunikaci s gliovými buňkami. Výzkum naznačuje, že může mít také podíl na některých neurologických problémech, včetně bolesti, traumatu a neurodegenerativních poruch.

Plynové vysílače

• Oxid dusnatý: Tato sloučenina hraje roli při ovlivňování hladkých svalů, uvolňuje je, aby umožnila dilataci krevních cév a zvýšila průtok krve do určitých oblastí těla.
• Kysličník uhelnatý: Tento bezbarvý plyn bez zápachu může mít toxické a potenciálně smrtelné účinky, pokud jsou lidé vystaveni vysokým hladinám látky. Je však také přirozeně produkován tělem, kde působí jako neurotransmiter, který pomáhá modulovat zánětlivou reakci těla.

Acetylcholin

• Acetylcholin: Toto je jediný neurotransmiter ve své třídě. Nachází se v centrálním i periferním nervovém systému a je primárním neurotransmiterem spojeným s motorickými neurony. Hraje roli ve svalových pohybech, paměti a učení.

Když neurotransmitery nefungují správně

Stejně jako u mnoha procesů v těle se věci někdy mohou zhoršit. Možná nepřekvapuje, že systém tak rozsáhlý a složitý jako lidský nervový systém by byl náchylný k problémům.

Několik věcí, které by se mohly pokazit, zahrnují:

• Neurony nemusí dostatečně produkovat určitý neurotransmiter
• Neurotransmitery mohou být reabsorbovány příliš rychle
• Příliš mnoho neurotransmiterů může být deaktivováno enzymy
• Může být uvolněno příliš mnoho konkrétního neurotransmiteru

Pokud jsou neurotransmitery ovlivněny nemocí nebo léky, může to mít na tělo řadu různých nepříznivých účinků. Nemoci, jako je Alzheimerova choroba, epilepsie a Parkinsonova choroba, jsou spojeny s deficitem určitých neurotransmiterů.

Zdravotničtí pracovníci uznávají úlohu, kterou mohou neurotransmitery hrát v podmínkách duševního zdraví, a proto jsou často předepisovány léky, které ovlivňují působení chemických poslů v těle, aby pomohly léčit různé psychiatrické stavy.

Dopamin je například spojován s takovými věcmi, jako je závislost a schizofrenie. Serotonin hraje roli při poruchách nálady, včetně deprese a OCD. Léky, jako jsou SSRI, mohou lékaři a psychiatři předepisovat jako pomoc při léčbě příznaků deprese nebo úzkosti.

Léky se někdy používají samostatně, ale lze je také použít ve spojení s jinými terapeutickými způsoby léčby, včetně kognitivně-behaviorální terapie.

Drogy, které ovlivňují neurotransmitery

Snad největší praktickou aplikací pro objev a podrobné porozumění fungování neurotransmiterů byl vývoj léků, které ovlivňují chemický přenos. Tyto léky jsou schopné měnit účinky neurotransmiterů, což může zmírnit příznaky některých onemocnění.

• Agonisté vs antagonisté: Některé léky jsou známé jako agonisté a fungují tak, že zvyšují účinky specifických neurotransmiterů. Jiné léky označované jako antagonisté a blokují účinky neurotransmise.
• Přímé vs. nepřímé účinky: Tyto neuro působící léky lze dále rozdělit podle toho, zda mají přímý nebo nepřímý účinek. Ty, které mají přímý účinek, fungují napodobováním neurotransmiterů, protože mají velmi podobnou chemickou strukturu. Ty, které mají nepřímý dopad, působí působením na synaptické receptory.

Mezi léky, které mohou ovlivnit neurotransmisi, patří léky používané k léčbě nemocí včetně deprese a úzkosti, jako jsou SSRI, tricyklická antidepresiva a benzodiazepiny.

Na neurotransmisi mají vliv také nelegální drogy jako heroin, kokain a marihuana. Heroin působí jako přímo působící agonista a dostatečně napodobuje přirozené opioidy v mozku, aby stimuloval jejich přidružené receptory. Kokain je příkladem nepřímo působící drogy, která ovlivňuje přenos dopaminu.

Slovo od Verywell

Neurotransmitery hrají klíčovou roli v nervové komunikaci a ovlivňují vše od mimovolních pohybů po učení až po náladu. Tento systém je složitý a vysoce propojený. Neurotransmitery působí specifickými způsoby, ale mohou být také ovlivněny chorobami, drogami nebo dokonce působením jiných chemických poslů.