Informacija

Svi neuromodulatori (dopamin, serotonin, acetilkolin, histamin i norepinefrin) djeluju samo na metabotropne receptore?

Svi neuromodulatori (dopamin, serotonin, acetilkolin, histamin i norepinefrin) djeluju samo na metabotropne receptore?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Svi neuromodulatori poput dopamina, serotonina, acetilkolina, histamina i norepinefrina djeluju samo na metabotropne receptore?


Ne svi djeluju neuromodulatori samo na metabotropne receptore. Međutim, s pravom ste primijetili da je ovo opće pravilo.

Od tvari koje ste naveli:

  • Acetilkolin nije primarno neuromodulator, nego "normalan" neurotransmiter. Kao takav djeluje na ionotropne i metabotropne receptore.

  • Serotonin – jedina iznimka među neuromodulatorima koje ste naveli – djeluje na brojne klase metabotropnih receptora, ali i na 5-HT3 receptor, koji je ionotropan.

  • Svi ostali neuromodulatori koje ste naveli djeluju samo na metabotropne receptore.

Ova sklonost neuromodulaciji da bude metabotropno posredovana je vjerojatno posljedica prirode same neuronske funkcije. Neuromodulatorni sustavi sami po sebi ne prenose informacije, već mijenjaju način rada drugih informacijskih releja. Kao takvo, nema potrebe za najbržim, vremenskim kodiranjem (najbolje se postiže bržom ionotropnom transdukcijom signala), a sporije kodiranje može biti čak i učinkovitije.


Svi neuromodulatori (dopamin, serotonin, acetilkolin, histamin i norepinefrin) djeluju samo na metabotropne receptore? - Biologija

Microglia ekspresne receptore za neuromodulatore in vivo i u kulturi.

Neuromodulatori moduliraju pokretljivost mikroglijalnih stanica, fagocitnu aktivnost, migraciju.

Neuromodulatori moduliraju mikroglijalnu imunološku polarizaciju.

Neki od učinaka neuromodulatora na razvoj CNS-a i homeostazu mogu se izvesti kroz njihovu modulaciju mikroglije.


Sadržaj

Glavni neurotransmiterski sustavi su noradrenalinski (noradrenalinski) sustav, dopaminski sustav, serotoninski sustav i kolinergički sustav. Lijekovi koji ciljaju na neurotransmiter takvih sustava utječu na cijeli sustav i objašnjavaju način djelovanja mnogih lijekova.

Većina drugih neurotransmitera, s druge strane, na pr. glutamat, GABA i glicin, koriste se vrlo općenito u cijelom središnjem živčanom sustavu.

  • uzbuđenje (Uzbuđenje je fiziološko i psihološko stanje budnosti ili reakcije na podražaje)
  • mezokortikalni put
  • mezolimbički put
  • nigrostrijatalni put
  • tuberoinfundibularni put
  • duboke jezgre malog mozga
  • cerebelarni korteks
  • povećanje (introverzija): [potrebno pojašnjenje]
    • raspoloženje
    • sitost
    • tjelesna temperatura
      ⎖]
  • duboke jezgre malog mozga ⎖]
  • pontinske jezgre ⎖]
  • locus ceruleus ⎖]
  • raphe nucleus ⎖]
  • lateralna retikularna jezgra ⎖]
  • inferiorna maslina ⎖]⎗]
  • tectum ⎗]⎗]⎗]
    • sustav kontrole mišića i motora
    • uzbuđenje
    • nagrada

    Noradrenalinski sustav

    Noradrenalinski sustav sastoji se od oko 15 000 neurona, prvenstveno u locus coeruleusu. ⎘] Ovo je malo u usporedbi s više od 100 milijardi neurona u mozgu. Kao i kod dopaminergičkih neurona u substantia nigra, neuroni u locus coeruleusu imaju tendenciju da budu pigmentirani melaninom. Noradrenalin se oslobađa iz neurona i djeluje na adrenergičke receptore. Noradrenalin se često otpušta postojano tako da može pripremiti potporne glijalne stanice za kalibrirane odgovore. Unatoč tome što sadrži relativno mali broj neurona, kada je aktiviran, noradrenalinski sustav igra glavnu ulogu u mozgu, uključujući uključenost u supresiju neuroupalnog odgovora, stimulaciju plastičnosti neurona putem LTP-a, regulaciju preuzimanja glutamata od strane astrocita i LTD i konsolidaciju pamćenja. . ⎙]

    Dopaminski sustav

    Dopaminski ili dopaminergički sustav sastoji se od nekoliko puteva, koji potječu od ventralnog tegmentuma ili supstancije nigre kao primjera. Djeluje na dopaminske receptore. ⎚]

    Parkinsonova bolest je barem dijelom povezana s ispadanjem dopaminergičkih stanica u jezgri dubokog mozga, prvenstveno melaninom pigmentiranim neuronima u supstanciji nigra, ali sekundarno noradrenergičkim neuronima locus coeruleusa. Predloženi su i provedeni tretmani koji potenciraju učinak prekursora dopamina, s umjerenim uspjehom.

    Farmakologija dopamina

      , na primjer, blokira ponovnu pohranu dopamina, ostavljajući te neurotransmitere dulje u sinaptičkom jazu. sprječava pretvorbu tirozina u L-DOPA, prekursor dopamin rezerpin sprječava skladištenje dopamina unutar vezikula, a deprenil inhibira monoamin oksidazu (MAO)-B i tako povećava razinu dopamina.

    Serotoninski sustav

    Serotonin koji stvara mozak čini oko 10% ukupnog tjelesnog serotonina. Većina (80-90%) nalazi se u gastrointestinalnom (GI) traktu. ⎛] ⎜] Putuje oko mozga duž medijalnog snopa prednjeg mozga i djeluje na serotoninske receptore. U perifernom živčanom sustavu (kao što je u stijenci crijeva) serotonin regulira vaskularni tonus.

    Farmakologija serotonina

      (SSRI) kao što je fluoksetin su široko korišteni antidepresivi koji specifično blokiraju ponovnu pohranu serotonina s manjim učinkom na druge prijenosnike. ⎝]⎞]⎟]
    • Triciklički antidepresivi također blokiraju ponovnu pohranu biogenih amina iz sinapse, ali prvenstveno mogu utjecati na serotonin ili norepinefrin ili oboje. Obično im je potrebno 4 do 6 tjedana za ublažavanje simptoma depresije. Smatra se da imaju trenutne i dugoročne učinke. ⎝]⎟]⎠]
    • Inhibitori monoamin oksidaze omogućuju ponovnu pohranu biogenih aminskih neurotransmitera iz sinapse, ali inhibiraju enzim koji normalno uništava (metabolizira) neke od prijenosnika nakon njihovog ponovnog preuzimanja. Više neurotransmitera (osobito serotonin, noradrenalin i dopamin) dostupno je za otpuštanje u sinapse. MAOI potrebno je nekoliko tjedana da ublaže simptome depresije. ⎝]⎟]⎡]⎢]

    Iako se promjene u neurokemiji nalaze odmah nakon uzimanja ovih antidepresiva, simptomi se možda neće početi poboljšavati tek nekoliko tjedana nakon primjene. Povećana razina transmitera u sinapsi sama po sebi ne ublažava depresiju ili tjeskobu. ⎝] ⎟] ⎢]

    Kolinergički sustav

    Kolinergički sustav sastoji se od projekcijskih neurona iz pedunkulopontinske jezgre, laterodorzalne tegmentalne jezgre te bazalnog prednjeg mozga i interneurona iz striatuma i nucleus accumbensa. Još nije jasno djeluje li acetilkolin kao neuromodulator putem prijenosa volumena ili klasičnog sinaptičkog prijenosa, jer postoje dokazi koji podržavaju obje teorije. Acetilkolin se veže i na metabotropne muskarinske receptore (mAChR) i na ionotropne nikotinske receptore (nAChR). Utvrđeno je da kolinergički sustav sudjeluje u reagiranju na znakove povezane s putem nagrađivanja, poboljšava detekciju signala i senzornu pažnju, regulira homeostazu, posreduje u odgovoru na stres i kodira formiranje sjećanja. ⎣] ⎤]

    Gama-aminomaslačna kiselina (GABA) ima inhibitorni učinak na aktivnost mozga i leđne moždine. ⎝]

    Neuropeptidi

    Neuropeptidi su mali proteini koji se koriste za komunikaciju u živčanom sustavu. Neuropeptidi predstavljaju najrazličitiju klasu signalnih molekula. Postoji 90 poznatih gena koji kodiraju prekursore ljudskih neuropeptida. U beskralježnjaka ih ima

    50 poznatih gena koji kodiraju neuropeptidne prekursore. ⎥] Većina neuropeptida veže se na receptore vezane za G-protein, međutim neki neuropeptidi izravno ulaze u ionske kanale ili djeluju kroz receptore kinaze.

    • Opioidni peptidi – velika obitelj endogenih neuropeptida koji su široko rasprostranjeni u središnjem i perifernom živčanom sustavu. Opijatski lijekovi kao što su heroin i morfin djeluju na receptore ovih neurotransmitera. ⎦]⎧]

    Epinefrin i norepinefrin

    Ovi srodni hormoni, koji se također nazivaju adrenalin (epinefrin) i noradrenalin (noradrenalin), djeluju na povećanje otkucaja srca, krvnog tlaka i razine šećera i masti u krvi. Izlučuju ih u krvotok nadbubrežne žlijezde kao odgovor na stres, ali ih također sintetiziraju i oslobađaju kao neurotransmiteri terminali aksona u središnjem živčanom sustavu i u simpatičkim vlaknima autonomnog živčanog sustava.

    Receptori osjetljivi na norepinefrin i epinefrin nazivaju se adrenergičnim receptorima. Dijele se u dvije vrste, α i β. Oni su dalje razvrstani u podtipove α1, α2, β1, i β2.

    Obje vrste adrenergičkih receptora proizvode promjene u potencijalu postsinaptičke membrane djelovanjem na ionske kanale specifične za K+ i Ca 2+. Razlikuju se po mehanizmima koje, nakon stimulacije neurotransmiterom, koriste za aktiviranje tih kanala. Stimulirani β1 receptori se vežu na vezne proteine ​​koji se zauzvrat vežu na kalcijeve kanale, mijenjajući njihov oblik i mijenjajući njihovu propusnost za kation. Što je još važnije, povezujući proteini potiču sintezu cAMP-a, koji kroz još jedan niz reakcija otvara kalijeve kanale. Istjecanje K+ ima tendenciju hiperpolarizacije postsinaptičke membrane, inhibirajući stvaranje živčanog impulsa. β2 receptor je pronađen na glijalnim stanicama.

    α2 receptor aktivira kalijeve kanale u postsinaptičkoj i presinaptičkoj membrani, vjerojatno putem veznih proteina i sinteze cAMP. α1 receptor djeluje na kalcijeve kanale kroz niz reakcija povezanih s lipidnim molekulama plazma membrane.

    I epinefrin i norepinefrin se prekidaju apsorpcijom natrag u presinaptičke terminale, gdje se enzimski razgrađuju ili inaktiviraju.


    Sadržaj

    Kemijski se glasnici vežu na metabotropne receptore kako bi pokrenuli različite učinke uzrokovane biokemijskim signalnim kaskadama. Svi receptori vezani za G protein su metabotropni receptori. Kada se ligand veže na receptor povezan s G proteinom, protein koji veže nukleotide gvanina ili G protein, aktivira kaskadu drugog glasnika koji može promijeniti transkripciju gena, regulirati druge proteine ​​u stanici, osloboditi unutarstanični Ca 2+ ili izravno utjecati na ionski kanali na membrani. [2] [3] Ovi receptori mogu ostati otvoreni od nekoliko sekundi do minuta i povezani su s dugotrajnim učincima, kao što je modificiranje sinaptičke snage i modulacija kratkoročne i dugotrajne sinaptičke plastičnosti. [4]

    Metabotropni receptori imaju raznolikost liganada, uključujući, ali ne ograničavajući se na: prijenosnike malih molekula, monoamine, peptide, hormone, pa čak i plinove. [4] [5] [6] U usporedbi s brzodjelujućim neurotransmiterima, ti se ligandi ne preuzimaju ponovno niti brzo razgrađuju. Oni također mogu ući u krvožilni sustav kako bi globalizirali signal. [2] Većina metabotropnih liganada ima jedinstvene receptore. Neki primjeri uključuju: metabotropne glutamatne receptore, muskarinske acetilkolinske receptore, GABAB receptori. [1] [7]

    G protein-vezani receptori imaju sedam hidrofobnih transmembranskih domena. Većina njih su monomerni proteini, iako GABAB receptori zahtijevaju heterodimerizaciju da bi ispravno funkcionirali. N-kraj proteina nalazi se na izvanstaničnoj strani membrane, a njegov C-kraj je na intracelularnoj strani. [1]

    Često se tvrdi da je 7 transmembranskih rasponskih domena, s vanjskim amino terminusom, u obliku alfa spirale, a polipeptidni lanac se sastoji od


    4.2 Neurokemijski prijenosnici i receptori

    Sada kada znate kako se događa neurotransmisija, vrijeme je da naučite o nekim od neurotransmitera koji se koriste u ljudskom tijelu. Postoji mnogo više neurotransmitera od onoga što je uključeno u ovaj odjeljak (možda i do stotinu), a odabrani su neki od najraširenijih i dobro istraženih. Na većinu njih će na neki način utjecati lijekovi koje ćemo kasnije tijekom tečaja ispitati.

    U ovom dijelu ima puno materijala, ali ne brinite na kraju odjeljka, bit će tablica koja će vam dati pregled svih važnih informacija. Dok čitate ovaj odjeljak, pokušajte povezati naziv svakog neurotransmitera s njegovom funkcijom kada dođete do kraja, moći ćete ponovno proći kroz sve receptore i kategorije, a organiziranje svega bit će lakše kada budete imali osjećaj što svaki izraz znači.

    Do kraja ovog odjeljka trebali biste biti u mogućnosti:

    • Navedite primjere neurokemijskih prijenosnika, njihove opće funkcije i receptore koje aktiviraju.
    • Objasniti klasifikaciju različitih vrsta neurotransmitera, uključujući monoamine, aminokiseline, peptide i plinovite signalne molekule.

    4.2.1 Acetilkolin

    U ovom pododjeljku ćemo pogledati acetilkolin, prvi identificirani neurotransmiter. Ovo je kemikalija uključena u eksperiment Otta Loewija koju je on nazvao vagusstoff. Acetilkolin je tada već bio otkriven u biološkim organizmima, a Loewi i drugi istraživači sumnjali su da vagusstoff bio je acetilkolin, iako je trebalo nekoliko godina prije nego što je to potvrđeno.

    U PNS-u acetilkolin igra veliku ulogu u parasimpatičkom živčanom sustavu. Podsjetimo da je u Loewijevom eksperimentu, vagusstoff uzrokovao usporavanje otkucaja srca. Ovo je jedan od mnogih učinaka za koje je odgovoran acetilkolin, zajedno s drugim odgovorima "odmori se i probavi", kao što su suženje zjenica i inervacija glatkih mišića. Acetilkolin je također neurotransmiter koji aktivira skeletne mišiće u somatskom živčanom sustavu, što znači da su svi vaši voljni pokreti regulirani ovim neurotransmiterom.

    U CNS-u acetilkolin igra važnu ulogu u obradi sjećanja. U hipokampusu, oštećenje acetilkolinskih receptora povezano je s gubitkom pamćenja kod ljudi s Alzheimerovom bolešću. Neurotransmiter je također uključen u pažnju i uzbuđenje.

    Acetilkolinski receptori se nazivaju kolinergičkih receptora. U ovom kontekstu, -ergičan sufiks znači "aktiviran od strane", dakle termin kolinergički samo znači "aktiviran kolinom". (Kolin je jedna od kemikalija od kojih se sastoji acetilkolin, zbog čega je i u nazivu.) Postoje dvije vrste kolinergičkih receptora: muskarinski i nikotinski. Oba su nazvana po lijekovima koji su proizveli različitu podskupinu učinaka koje ima acetilkolin. Kao što vjerojatno možete pretpostaviti, nikotinske receptore aktivira nikotin, što će ova klasa detaljno obrađivati.

    4.2.2 Norepinefrin, adrenalin i dopamin

    U ovom pododjeljku ćemo pokriti kateholamine, koji su organski spojevi koji imaju katehol (benzenski prsten s dvije hidroksilne bočne skupine) povezan s dva ugljika s jednom aminskom (NH) skupinom. Ne morate pamtiti molekularnu strukturu svakog neurotransmitera za ovu klasu, ali, ispitivanjem kemijskih struktura u nastavku, možete vidjeti sličnosti između svakog od neurotransmitera u ovoj klasi.

    Prvi kateholamin o kojem ćemo raspravljati je epinefrina. U Velikoj Britaniji i Europi epinefrin se zove adrenalin, što vam vjerojatno daje osjećaj što epinefrin radi. Često govorimo o dobivanju navale adrenalina u situacijama borbe ili bijega, pa kao što možete očekivati, epinefrin je uključen u simpatički živčani sustav. Epinefrin može proširiti zjenice i povećati protok krvi od srca do mišića. To je hormon koji proizvodi nadbubrežne žlijezde i koji se aktivira adrenergičkih receptora, od kojih postoje dvije glavne vrste nazvane alfa (α) i beta (β) adrenergički receptori. Možda ćete vidjeti i adrenergičke receptore zvane adrenoreceptori, što je samo kraći naziv za istu stvar.

    Vrlo slična kemikalija se zove norepinefrin, koji se međunarodno naziva i noradrenalin. The ni- prefiks dolazi iz činjenice da u ovoj molekuli nedostaje CH3 skupina. Slično kao i epinefrin, uključen je u simpatički odgovor i aktivira α i β adrenergičke receptore.

    Za razliku od epinefrina, koji se oslobađa isključivo kao hormon, norepinefrin se oslobađa i kao hormon i kao tipični neurotransmiter. U CNS-u igra ulogu u uzbuđenju i pažnji te je važan u regulaciji raspoloženja. Nedostatak norepinefrina može biti sastavnica određenih vrsta depresije, o čemu ćemo detaljno govoriti kada budemo govorili o antidepresivima.

    Koja je razlika između hormona i neurotransmitera?

    Spomenuli smo da je epinefrin hormon koji luči nadbubrežna žlijezda, no što je zapravo hormon? Hormoni se proizvode u organima zvanim žlijezde i izlučuju se u krvotok. Usporedite to s većinom neurotransmitera koji se proizvode unutar aksonskog terminala neurona i oslobađaju u sinaptički rascjep. Velika razlika je u rasponu: hormoni cirkuliraju cijelim tijelom i mogu doći do udaljenih ciljnih stanica, dok su neurotransmiteri ograničeni na sinapse.

    Iako postoji jasna granica između hormona i neurotransmitera u smislu funkcije, neke kemikalije mogu se ponašati kao neurotransmiteri u nekim slučajevima, a hormoni u drugima. Ako ste zainteresirani za učenje više (nije potrebno za ovaj predmet), dobro mjesto za početak je ovaj kratki zapis od Alpane i Murarija Chaudhurija:

    Treći i posljednji kateholamin je dopamin. Dopamin je vrlo važna komponenta ovisnosti o drogama, budući da je jedna od glavnih uloga dopamina u CNS-u nagrada i pojačanje. Svojstva ovisnosti mnogih lijekova proizlaze iz toga kako lijekovi potiču oslobađanje dopamina i stvaraju dugotrajne promjene u putevima povezanim s dopaminom u mozgu. Dopamin je također uključen u motoričku kontrolu, a dva dobro poznata neurološka poremećaja, Parkinsonova bolest i Huntingtonova bolest, uzrokovana su nedostatkom (Parkinsonova) ili viškom (Huntingtonova) aktivnosti dopamina u bazalnim ganglijama. Psihijatrijski poremećaj shizofrenija također je uzrokovan prekomjernom aktivnošću dopamina u limbičkom sustavu.

    Dopamin se aktivira dopaminergičkih receptora, od kojih postoji najmanje pet različitih podtipova.

    4.2.3 Serotonin i histamin

    Tri gore spomenuta kateholamina zapravo su podskup veće skupine neurotransmitera tzv monoamini. Kao što im ime govori, monoamini imaju jednu amino skupinu, koja je s aromatičnim prstenom povezana lancem s dva ugljika. Manje je važno da ste u mogućnosti objasniti molekularnu strukturu monoamina umjesto toga, trebali biste biti u stanju imenovati pet neurotransmitera koji su klasificirani kao monoamini – tri gore navedena kateholamina, a dva dolje pokrivena.

    Četvrti monoamin je serotonin. Puni naziv za serotonin je 5-hidroksitriptamin ili skraćeno 5-HT. Često ćete u znanstvenoj literaturi vidjeti serotonin zvan 5-HT, stoga ga vrijedi zapamtiti.

    U PNS-u, serotonin igra veliku ulogu u probavi. Većina serotonina proizvedenog u tijelu nalazi se u probavnom traktu, gdje regulira kretanje crijeva, lučenje želučane kiseline i proizvodnju sluzi. U CNS-u, serotonin je povezan s brojnim funkcijama, uključujući san, tjeskobu, raspoloženje, apetit, mučninu te društveno i seksualno ponašanje. Slično noradrenalinu, jedna vrsta depresije klasificira se kao posljedica nedostatka serotonina. 5-HT također igra veliku ulogu u nastanku anksioznosti.

    Serotoninski receptori se nazivaju 5-HT receptori oni su najzastupljeniji u ljudskom tijelu i sadrže najviše podtipova od svih receptora. Grupirani su u 7 glavnih tipova, označenih od 5-HT1 do 5-HT7, a svaki od njih se može dalje razlikovati u podtipove poput 5-HT1A.

    Posljednji monoamin koji ćemo pokriti je histamin. (Postoje i drugi monoamini, ali mi ćemo se usredotočiti na ovih pet za ovu klasu.) U PNS-u, histamin je dio upalnog odgovora, koji pomaže imunološkom sustavu u borbi protiv patogena. Ovaj odgovor uzrokuje svrbež, kihanje i curenje iz nosa kada ste prehlađeni. U CNS-u histamin je uključen u razne učinke, od kojih je najvažniji promicanje budnosti. Zbog toga su antihistaminici dobro poznati po svojstvima koja izazivaju san. Histamin djeluje na četiri glavna H receptori, H1 do H4, a svi su metabotropni.

    4.2.4 Glutamat, GABA i glicin

    Sljedeća skupina neurotransmitera su amino kiselina odašiljači. Možda se sjećate da ste naučili da su aminokiseline građevni blokovi proteina. Postoji nekoliko aminokiselina koje također djeluju kao neurotransmiteri. U ovom pododjeljku osvrnut ćemo se na tri najvažnija.

    Prvi je glutamat, koji je glavni ekscitatorni neurotransmiter u CNS-u. Uključen je u različite kognitivne funkcije poput učenja i pamćenja. Također je uključen u neurološka stanja kao što su Alzheimerova bolest, Parkinsonova bolest i epilepsija kroz proces koji se naziva ekscitotoksičnost, gdje prekomjerna stimulacija glutamatnih receptora može rezultirati degradacijom stanice i konačno smrću stanice.

    Tri glavna glutamatna receptora su svi ionotropni i nazivaju se AMPA, kainate, i NMDA receptori. Potonje je od posebnog interesa za ovu klasu, budući da su NMDA receptori ciljna mjesta za određene psihoaktivne tvari kao što su PCP i ketamin.

    Sljedeći neurotransmiter naziva se gama-aminomaslačna kiselina, ili GABA ukratko, i vrlo je važno za ovaj razred. To je glavni inhibitorni neurotransmiter u mozgu, što znači da glutamat i GABA imaju suprotne učinke. Zapravo, neki znanstvenici tvrde da su glutamat i GABA jedina dva neurotransmitera u mozgu u ovom pogledu, drugi neurotransmiteri se smatraju neuromodulatorima, budući da pojačavaju ili smanjuju prijenos glutamata i GABA. GABA djeluje na dva podtipa receptora, tzv GABAA i GABAB, da priguši preaktivne neurone. Mnogi sedativi i sredstva za smirenje postižu svoje djelovanje tako što na neki način pojačavaju prijenos GABA. Budući da je uključen u široku paletu depresora CNS-a, uključujući alkohol, detaljnije ćemo obraditi GABA-u i njezine receptore u kasnijem poglavlju.

    Konačno, dok je GABA glavni inhibicijski prijenosnik mozga, glicin je glavni inhibicijski prijenosnik u leđnoj moždini, iako je prisutan i u moždanom deblu i retini. Ima jedan receptor jednostavno nazvan glicinski receptor (GlyR) a osim što ima ulogu inhibitora poput GABA, također je uključen u obradu motoričkih i senzornih informacija.

    4.2.5 Endorfini i tvar P

    Do sada su svi neurotransmiteri koje smo pokrili smatrani prenositeljima malih molekula, budući da je njihova molekularna struktura relativno mala. Međutim, neurotransmiteri mogu biti mnogo veći. Takvi odašiljači se nazivaju peptidi ili neuropeptida peptid znači da se sastoje od lanca aminokiselina, sličnih proteinima (iako mnogo manje složenih). Pokriti ćemo dvije vrste relevantnih neuropeptida: endorfine i tvar P.

    Prva vrsta peptida koju ćemo pogledati su endorfini, od kojih postoje tri vrste: alfa, beta i gama (γ). Iznad možete vidjeti strukturu β-endorfina - jasno je da je mnogo veća od svih neurotransmitera koje smo do sada pogledali. β-endorfin se sastoji od 31 aminokiseline. Endorfini djeluju na opioidni receptori, kojih također postoje tri tipa: mu (μ), kappa (κ) i delta (δ). Vjerojatno ste čuli za opioide kao što su morfij, heroin, oksikodon i fentanil. Zapravo, ime endorfina dolazi od kontrakcije od endogeni morfij, budući da se prirodno javljaju u tijelu. Nazivaju se i endogeni opioidni peptidi.

    Kao i opioidi, endorfini su poznati po tome da proizvode analgetski (blokirajući) učinak. To je zato što aktivacija opioidnih receptora inhibira oslobađanje tvari P, o čemu ćemo dalje raspravljati. U PNS-u, endorfine (uglavnom β-endorfin) luči hipofiza i djeluju kao hormoni. U CNS-u, endorfini također pokreću osjećaj užitka inhibirajući GABA-u, što zauzvrat povećava aktivnost dopamina u centru nagrađivanja. Euforični osjećaji koji se javljaju od slušanja glazbe, jedenja nečeg ukusnog, seksa ili snažne aerobne tjelovježbe (poznate kao "trkački napon") rezultat su aktivnosti endorfina.

    Dva druga uobičajena endogena opioidna peptida su enkefalini, koji se sastoje od pet aminokiselina, i dinorfini, koji su fragmenti od 13 i 17 aminokiselina većeg prekursora od 32 aminokiselina.

    Kao što je prethodno spomenuto, endorfini mogu inhibirati oslobađanje Supstanca P, koji je uključen u prijenos signala boli u CNS. Bio je to prvi ikada otkriven neuropeptid koji se sastoji od lanca od jedanaest aminokiselina. Iako biste mogli pretpostaviti da P u nazivu znači bol, ono zapravo znači prah, budući da je izvorno otkriven i pročišćen u obliku praha (Hochberg i sur., 2019.). Tvar P se oslobađa iz krajeva osjetnih živaca i aktivira neurokinin-1 (NK1) receptori.

    4.2.6 Dušikov oksid

    Osim neurotransmitera i peptida malih molekula, postoji i treća vrsta transmitera tzv plinovite signalne molekule odnosno plinotransmitera. To su molekule plina koje mogu slobodno prožimati stanične membrane – umjesto da se vežu na receptore na površini stanice kao svi prethodno razmatrani neurotransmiteri, te molekule jednostavno prelaze membranu same i mijenjaju fiziologiju stanice izravno unutar stanice. Budući da mogu prodrijeti u stanične membrane, ne mogu se pohraniti u vezikule kao drugi neurotransmiteri, već se proizvode na zahtjev. Plinovite signalne molekule su nedavna otkrića u neurotransmisiji i o njima se trenutno mnogo toga ne zna, pa ćemo se osvrnuti samo na jednu vrstu koja je najviše proučavana.

    Dušikov oksid (skraćeno NO) je molekula koja se sastoji od jednog atoma dušika spojenog na jedan atom kisika. NO je slobodni radikal, što znači da ima nespareni elektron. “Receptori” na koje se veže zapravo su enzimi unutar stanice, od kojih je najviše istraženo topiva gvanilat ciklaza (SGC). Kada se dušikov oksid veže na enzim, on pokreće signalnu kaskadu koja dovodi do opuštanja glatkih mišića. Zbog toga je uobičajena upotreba dušikovog oksida za širenje krvnih žila, povećavajući opskrbu krvlju.

    Dušikov oksid također igra ulogu u imunološkom sustavu, jer je toksičan za stanične organizme i može se lučiti kao odgovor na patogene. Studije su pokazale da može inhibirati replikaciju određenih virusa, uključujući SARS (Åkerström i sur., 2005.), što je dovelo do toga da se dušikov oksid predloži kao potencijalni lijek za COVID-19 ublažavanjem plućnih simptoma i inhibiranjem replikacije virus (Adusumilli i sur., 2020. Pieretti i sur., 2021.).

    4.2.7 Pregled odašiljača i prijemnika

    Uf, to je bilo puno za pokriti. Ako ste se ponekad malo izgubili, u redu je - bilo je puno novih pojmova koji su se bacali okolo. Da biste naučili ovo gradivo i organizirali ga u svojoj glavi, morat ćete početi pamtiti veze između neurotransmitera, njihovih receptora i njihovih funkcija. Izrada flash kartica izvrstan je način vježbanja i stvaranja tih veza.

    Kao pomoć, u nastavku je grafikon koji sažima sve važne informacije iz ovog odjeljka. Možda biste željeli pogledati i ovaj video s Khan Academy, koji pokriva većinu neurotransmitera iz ovog odjeljka:


    Vanjske poveznice



    Informacije od: 12.07.2020. 03:58:31 CEST

    Promjene: Uklonjene su sve slike i većina elemenata dizajna koji se na njih odnose. Neke su ikone zamijenjene FontAwesome-Icons. Neki su predlošci uklonjeni (poput "članak treba proširiti") ili dodijeljeni (poput "hatnotes"). CSS klase su ili uklonjene ili usklađene.
    Veze specifične za Wikipediju koje ne vode do članka ili kategorije (poput "Crvene veze", "veze na stranicu za uređivanje", "veze na portale") su uklonjene. Svaka vanjska veza ima dodatnu ikonu FontAwesome. Uz neke male promjene dizajna, uklonjeni su medijski spremnik, karte, navigacijske kutije, govorne verzije i Geo-mikroformati.


    Neuroznanost za djecu

    Komunikacija informacija između neurona postiže se kretanjem kemikalija kroz mali jaz koji se naziva sinapse. Kemikalije, tzv neurotransmiteri, oslobađaju se iz jednog neurona na presinaptičkom živčanom terminalu. Neurotransmiteri tada prelaze sinapsu gdje ih može prihvatiti sljedeći neuron na specijaliziranom mjestu zvanom receptor. Djelovanje koje slijedi nakon aktivacije receptorskog mjesta može biti ili depolarizacija (ekscitatorni postsinaptički potencijal) ili hiperpolarizacija (inhibicijski postsinaptički potencijal). Depolarizacija čini VEĆU vjerojatnost da će akcijski potencijal pokrenuti hiperpolarizaciju čini MANJE vjerojatnijim da će se akcijski potencijal aktivirati.

    Otkriće neurotransmitera

    Godine 1921. austrijski znanstvenik po imenu Otto Loewi otkrio je prvi neurotransmiter. U svom eksperimentu (koji mu je došao u snu) koristio je dva žablja srca. Jedno srce (srce #1) je još uvijek bilo povezano s vagusnim živcem. Srce #1 stavljeno je u komoru koja je bila napunjena fiziološkom otopinom. Ova komora je bila povezana s drugom komorom koja je sadržavala srce #2. Dakle, tekućini iz komore #1 je dopušteno da teče u komoru #2. Električna stimulacija vagusnog živca (koji je bio spojen na srce br. 1) uzrokovala je srce br. uspori. Loewi je također primijetio da se nakon kašnjenja srce broj 2 također usporilo. Iz ovog eksperimenta, Loewi je pretpostavio da električna stimulacija vagusnog živca oslobađa kemikaliju u tekućinu komore #1 koja je tekla u komoru #2. Ovu je kemikaliju nazvao "Vagusstoff". Sada poznajemo ovu kemikaliju kako se zove neurotransmiter acetilkolin.

    Eksperiment Otta Loewija

    Kriteriji neurotransmitera

    Neuroznanstvenici su postavili nekoliko smjernica ili kriterija kako bi dokazali da je kemikalija stvarno neurotransmiter. Ne mogu svi neurotransmiteri za koje ste čuli zapravo zadovoljiti svaki od ovih kriterija.

    Kemikalija se mora proizvesti unutar neurona.
    Kemikalija se mora pronaći unutar neurona.
    Kada je neuron stimuliran (depolariziran), neuron mora otpustiti kemikaliju.
    Kada se kemikalija oslobodi, ona mora djelovati na postsinaptički receptor i izazvati biološki učinak.
    Nakon što se kemikalija oslobodi, ona se mora deaktivirati. Inaktivacija može biti putem mehanizma ponovnog preuzimanja ili enzimom koji zaustavlja djelovanje kemikalije.
    Ako se kemikalija nanese na postsinaptičku membranu, ona bi trebala imati isti učinak kao kad je otpusti neuron.

    Vrste neurotransmitera

    Postoje mnoge vrste kemikalija koje djeluju kao neurotransmiterske tvari. U nastavku je popis nekih od njih.

    Neurotransmiterske tvari male molekule

    Aminokiseline

    Neuroaktivni peptidi - samo djelomični popis!

    bradikinin beta-endorfina bombesin kalcitonin
    kolecistokinin enkefalin dinorfin inzulina
    gastrin tvar P neurotenzin glukagon
    sekretin somatostatin motilin vazopresin
    oksitocin prolaktina tirotropin angiotenzin II
    peptidi za spavanje galanin neuropeptid Y hormon koji oslobađa tireotropin
    hormon koji oslobađa gonadotropnin hormon rasta koji oslobađa hormon luteinizirajući hormon vazoaktivni crijevni peptid

    Topljivi plinovi

    Sinteza neurotransmitera

    Acetilkolin se nalazi u središnjem i perifernom živčanom sustavu. Kolin preuzima neuron. Kada je prisutan enzim zvan kolin acetiltransferaza, kolin se kombinira s acetil koenzimom A (CoA) kako bi se dobio acetilkolin.

    Dopamin, norepinefrin i epinefrin su skupina neurotransmitera koji se nazivaju "kateholamini". Norepinefrin se također naziva "noradrenalin", a epinefrin se također naziva "adrenalin". Svaki od ovih neurotransmitera proizvodi se na način korak po korak različitim enzimima.

    Prijenos i oslobađanje neurotransmitera

    Neurotransmitters are made in the cell body of the neuron and then transported down the axon to the axon terminal. Molecules of neurotransmitters are stored in small "packages" called vesicles (see the picture on the right). Neurotransmitters are released from the axon terminal when their vesicles "fuse" with the membrane of the axon terminal, spilling the neurotransmitter into the synaptic cleft.

    Unlike other neurotransmitters, nitric oxide (NO) is not stored in synaptic vesicles. Rather, NO is released soon after it is produced and diffuses out of the neuron. NO then enters another cell where it activates enzymes for the production of "second messengers."

    Receptor Binding

    Neurotransmitters will bind only to specific receptors on the postsynaptic membrane that recognize them.

    Inactivation of Neurotransmitters

    The action of neurotransmitters can be stopped by four different mechanisms:


    All neuromodulators (dopamine, serotonin, acetylcholine, histamine, and norepinephrine) act only on metabotropic receptors? - Biologija

    There are two kinds of receptors:

    ionotropic receptors are ion channels to which neurotransmitters bind directly in order to open them.

    In contrast, metabotropic receptors are separate from the ion channels whose operation they regulate. They make the linkage by means of a membrane protein from the G-protein family.

    SYNAPSES

    Thanks to research by hundreds of laboratories throughout the world, the main entities involved in synaptic transmission have now been identified. They include over sixty neurotransmitters and hundreds of subtypes of receptors. Since a single neuron may release several different neurotransmitters at once, the soup of molecules and ions in the synaptic gap can be decoded only by means of very specific affinities between neurotransmitters and their receptors.

    A combination of neurotransmitters that can act on various subtypes of receptors can thus have varying effects, depending on what particular receptors they are acting upon.

    This diagram shows a synapse that is capable of long-term potentiation, a synaptic facilitation mechanism that is the basis for memory. The neurotransmitter involved here is glutamate. The enlarged diagram shows just three of the approximately twenty known subtypes of glutamate receptors.

    When glutamate binds to these receptors, it not only causes the ion channels to open but also triggers several cascades of chemical reactions, also represented in this diagram. Many of these reactions involve &ldquosecond messengers:&rdquo molecules that relay signals from neurotransmitters within the postsynaptic neuron and that can in turn cause other ion channels to open or close. The effects of second messengers can extend all the way to the neuron&rsquos nucleus, thus influencing its synthesis of new proteins, receptors, or channels, for example.

    Ion channels too are large proteins embedded in the neuronal membrane. It is the selective opening of all these various channels that, by changing the membrane&rsquos electrical potential, produces the action potential.

    It is also these channels that let calcium ions enter the presynaptic neuron when the action potential reaches the axon&rsquos terminal button&ndasha crucial step that leads to the fusion of the synaptic vesicles with the membrane and their expulsion of neurotransmitters into the synaptic gap.

    Lastly, this overview of the entities involved in neurotransmission would not be complete without a mention of the other transmembrane proteins that reabsorb neurotransmitters into the presynaptic neuron or that actively pump ions through the membrane against their natural gradient.

    Many peptides act more as neuromodulators than as neurotransmitters. Neuromodulators are substances that do not propagate nerve impulses directly, but instead affect the synthesis, breakdown, or reabsorption (reuptake) of neurotransmitters. Neuromodulators can also exert regulatory effects on many extra-synaptic receptors, rather than on synaptic sites exclusively.

    1) It must be produced inside a neuron, found in the neuron&rsquos terminal button, and released into the synaptic gap upon the arrival of an action potential. 2) It must produce an effect on the postsynaptic neuron. 3) After it has transmitted its signal to this neuron, it must be deactivated rapidly. 4) It must have the same effect on the postsynaptic neuron when applied experimentally as it does when secreted by a presynaptic neuron.

    Over 60 different molecules are currently known to meet these criteria.

    Among the small molecules constituting the &ldquoclassical&rdquo neurotransmitters , the best known are:

    • acetilkolin
    • serotonin
    • catecholamines, including epinephrine, norepinephrine, and dopamine
    • excitatory amino acids such as aspartate and glutamate (half of the synapses in the central nervous system are glutamatergic)
    • inhibitory amino acids such as glycine and gamma-aminobutyric acid (GABA one-quarter to one-third of the synapses in the central nervous system are GABAergic)
    • histamin
    • adenozin
    • adenozin trifosfat (ATP)

    Peptides form another large family of neurotransmitters, with over 50 known members. Here is a very partial list:

    • substance P, beta endorphin, enkephalin, somatostatin, vasopressin, prolactin, angiotensin II, oxytocin, gastrin, cholecystokinin, thyrotropin, neuropeptide Y, insulin, glucagon, calcitonin, neurotensin, bradykinin.

    Certain soluble gases also act as neurotransmitters. The most important member of this category is nitrogen monoxide (NO).

    These neurotransmitters act by their own distinctive mechanism: they exit the transmitting neuron&rsquos cell membrane by simple diffusion and penetrate the receiving neuron&rsquos membrane in the same way.



Komentari:

  1. Xalbador

    Kao stručnjak, mogu pomoći.

  2. Bothe

    Izbrisao sam poruku



Napišite poruku