Bagaimana mereka bekerja, jenis yang berbeza, dan mengapa mereka penting
Seorang neurotransmitter ditakrifkan sebagai utusan kimia yang membawa, meningkatkan, dan mengimbangi isyarat antara neuron , atau sel saraf, dan sel-sel lain dalam badan. Utusan kimia ini boleh menjejaskan pelbagai fungsi fizikal dan psikologi termasuk denyutan jantung, tidur, nafsu makan, suasana hati, dan ketakutan. Berbilion-bilion neurotransmitter bekerja secara berterusan untuk memastikan otak kita berfungsi, menguruskan segalanya dari pernafasan kita hingga detak jantung kita ke tahap pembelajaran dan tumpuan kita.
Bagaimana Kerja Neurotransmitter
Agar neuron menghantar mesej ke seluruh badan, mereka perlu berkomunikasi dengan satu sama lain untuk menghantar isyarat. Walau bagaimanapun, neuron tidak semestinya terhubung satu sama lain. Pada akhir setiap neuron adalah jurang kecil yang dipanggil sinaps dan untuk berkomunikasi dengan sel seterusnya, isyarat perlu dapat menyeberangi ruang kecil ini. Ini berlaku melalui proses yang dikenali sebagai neurotransmission.
Dalam kebanyakan kes, neurotransmitter dilepaskan dari apa yang dikenali sebagai terminal akson setelah potensi tindakan telah mencapai sinaps, tempat di mana neuron dapat menghantar isyarat antara satu sama lain.
Apabila isyarat elektrik mencapai hujung neuron, ia mencetuskan pembebasan kantung kecil yang dipanggil vesikel yang mengandungi neurotransmitter. Sarung ini menumpahkan kandungan mereka ke dalam sinaps, di mana neurotransmitter kemudian bergerak merentasi jurang ke arah sel jiran.
Sel-sel ini mengandungi reseptor di mana neurotransmitter dapat mengikat dan memicu perubahan dalam sel.
Selepas pembebasan, neurotransmitter melintasi jurang sinaptik dan melekat pada tapak reseptor pada neuron lain, sama ada menarik atau menghalang neuron penerima bergantung kepada apa yang neurotransmitter itu.
Neurotransmitter bertindak seperti kunci dan bertindak sebagai tapak reseptor seperti kunci. Ia mengambil kunci yang betul untuk membuka kunci tertentu. Jika neurotransmitter dapat berfungsi di laman reseptor, ia mencetuskan perubahan dalam sel penerimaan.
Kadangkala neurotransmitter boleh terikat kepada reseptor dan menyebabkan isyarat elektrik dihantar ke bawah sel (excitatory). Dalam kes lain, neurotransmitter sebenarnya boleh menyekat isyarat daripada terus, menghalang mesej daripada dijalankan (menghalang).
Jadi apa yang berlaku kepada neurotransmitter selepas kerja selesai? Sebaik sahaja neurotransmitter mempunyai kesan yang direka, aktivitinya boleh dihentikan oleh mekanisme yang berbeza.
- Ia boleh direndahkan atau dinyahaktifkan oleh enzim
- Ia boleh hanyut dari reseptor
- Ia boleh diambil semula oleh akson neuron yang mengeluarkannya dalam proses yang dikenali sebagai reuptake
Neurotransmitter memainkan peranan penting dalam kehidupan seharian dan berfungsi. Para saintis masih belum tahu berapa banyak neurotransmitter yang ada, tetapi lebih daripada 100 utusan kimia telah dikenalpasti.
Apa yang dilakukan Neurotransmitter
Neurotransmiter boleh dikelaskan mengikut fungsi mereka:
Neurotransmiter excitatory: Jenis neurotransmitter ini mempunyai kesan excitatory pada neuron, yang bermakna mereka meningkatkan kemungkinan bahawa neuron akan membakar potensi tindakan.
Antara neurotransmiter utama termasuk epinefrin dan norepinephrine.
Neurotransmitter yang melemahkan: Jenis-jenis neurotransmitter ini mempunyai kesan menghalang pada neuron; mereka mengurangkan kemungkinan bahawa neuron akan membakar potensi tindakan. Antara neurotransmiter utama yang merangkumi serotonin dan asid gamma-aminobutyric (GABA).
Sesetengah neurotransmitter, seperti acetylcholine dan dopamine, boleh mencipta kedua-dua kesan bersemangat dan menghalang bergantung kepada jenis reseptor yang hadir.
Neurotransmitter penguatkuasaan : Ini neurotransmitter, yang sering dirujuk sebagai neuromodulator, mampu mempengaruhi bilangan neuron yang lebih besar pada masa yang sama.
Neuromodulator ini juga mempengaruhi kesan-kesan daripada para utusan kimia lain. Jika neurotransmiter sinaptik dikeluarkan oleh terminal akson untuk mempunyai kesan pantas pada neuron reseptor yang lain, neuromodulator meresap di kawasan yang lebih besar dan bertindak lebih perlahan.
Jenis Neurotransmitter
Terdapat beberapa cara untuk mengklasifikasikan dan mengkategorikan neurotransmitter. Dalam sesetengah keadaan, mereka hanya dibahagikan kepada monoamin, asid amino, dan peptida.
Neurotransmitter juga boleh dikategorikan kepada salah satu daripada enam jenis:
Asid amino
- Asid gamma-aminobutyric (GABA) bertindak sebagai utusan kimia yang menghalang utamanya. GABA menyumbang kepada visi, kawalan motor, dan memainkan peranan dalam peraturan kebimbangan. Benzodiazepines, yang digunakan untuk membantu merawat kebimbangan, berfungsi dengan meningkatkan kecekapan neurotransmiter GABA, yang boleh meningkatkan perasaan tenang dan tenang.
- Glutamat adalah neurotransmitter yang paling banyak terdapat dalam sistem saraf di mana ia memainkan peranan dalam fungsi kognitif seperti ingatan dan pembelajaran . Jumlah glutamat yang berlebihan boleh menggantikan ketoksikan yang mengakibatkan kematian sel. Ini keguguran yang disebabkan oleh pembentukan glutamat dikaitkan dengan beberapa penyakit dan kecederaan otak termasuk penyakit Alzheimer, stroke, dan serangan epilepsi.
Peptida
- Oxytocin adalah kedua-dua hormon dan neurotransmitter. Ia dihasilkan oleh hypothalamus dan memainkan peranan dalam pengiktirafan sosial, ikatan, dan pembiakan seksual. Oxytocin sintetik seperti Pitocin sering digunakan sebagai bantuan dalam buruh dan penghantaran. Kedua-dua oxytocin dan Pitocin menyebabkan rahim mengikat semasa buruh.
- Endorfin adalah neurotransmitter daripada menghalang penghantaran isyarat sakit dan menggalakkan perasaan euforia. Pesanan kimia ini dihasilkan secara semulajadi oleh badan sebagai tindak balas terhadap kesakitan, tetapi ia juga boleh dicetuskan oleh aktiviti lain seperti latihan aerobik. Sebagai contoh, mengalami "pelari tinggi" adalah contoh perasaan yang menyenangkan yang dihasilkan oleh pengeluaran endorfin.
Monoamines
- Epinephrine dianggap sebagai hormon dan neurotransmitter. Secara amnya, epinephrine (adrenalin) adalah hormon stres yang dikeluarkan oleh sistem adrenal. Walau bagaimanapun, ia berfungsi sebagai neurotransmitter di dalam otak.
- Norepinephrine adalah neurotransmitter yang memainkan peranan penting dalam kewaspadaan terlibat dalam pertarungan badan atau tindak balas penerbangan . Peranannya adalah untuk membantu memobilisasi badan dan otak untuk mengambil tindakan semasa bahaya atau tekanan. Tahap neurotransmitter ini biasanya paling rendah semasa tidur dan paling tinggi semasa tekanan.
- Histamine bertindak sebagai neurotransmitter di otak dan saraf tunjang. Ia memainkan peranan dalam tindak balas alahan dan dihasilkan sebagai sebahagian daripada tindak balas sistem imun terhadap patogen.
- Dopamine memainkan peranan penting dalam penyelarasan pergerakan badan. Dopamine juga terlibat dalam ganjaran, motivasi, dan penambahan. Beberapa jenis ubat ketagihan meningkatkan kadar dopamine di dalam otak. Penyakit Parkinson, yang merupakan penyakit degeneratif yang mengakibatkan gegaran dan gangguan pergerakan motor, disebabkan oleh kehilangan neuron yang menghasilkan dopamine di otak.
- Serotonin memainkan peranan penting dalam mengawal dan memodulasi suasana hati, tidur, kebimbangan, seksualiti, dan selera makan. Inhibitor serotonin reuptake selektif , biasanya dirujuk sebagai SSRI, adalah sejenis ubat antidepresan yang biasanya dirawat untuk merawat kemurungan, kebimbangan, gangguan panik, dan serangan panik. SSRI berfungsi untuk mengimbangi tahap serotonin dengan menyekat reaksi serotonin di otak, yang dapat membantu meningkatkan mood dan mengurangkan perasaan kecemasan.
Purines
- Adenosine bertindak sebagai neuromodulator di otak dan terlibat dalam penahanan membangkitkan dan meningkatkan tidur.
- Adenosine triphosphate (ATP) bertindak sebagai neurotransmitter dalam sistem saraf pusat dan periferal . Ia memainkan peranan dalam kawalan autonomi, transduksi deria, dan komunikasi dengan sel glial. Penyelidikan mencadangkan ia juga mungkin mempunyai bahagian dalam beberapa masalah neurologi termasuk kesakitan, trauma, dan gangguan neurodegeneratif.
Gasotransmitters
- Nitrik oksida memainkan peranan dalam menjejaskan otot licin, menenangkan mereka untuk membolehkan saluran darah melebar dan meningkatkan aliran darah ke bahagian tertentu badan.
- Karbon monoksida biasanya dikenali sebagai gas yang tidak berwarna dan tidak berbau yang boleh mempunyai kesan toksik dan berpotensi membawa maut apabila orang terdedah kepada tahap bahan yang tinggi. Walau bagaimanapun, ia juga dihasilkan secara semulajadi oleh badan di mana ia berfungsi sebagai neurotransmitter yang membantu memodulasi tindak balas keradangan badan.
Acetylcholine
- Acetylcholine adalah satu-satunya neurotransmitter dalam kelasnya. Ditemui di kedua-dua sistem saraf pusat dan periferal, ia adalah neurotransmitter utama yang berkaitan dengan neuron motor. Ia memainkan peranan dalam pergerakan otot serta memori dan pembelajaran.
Apa yang Berlaku Apabila Neurotransmitter Tidak Berfungsi
Seperti banyak proses tubuh, perkara-perkara kadang-kadang boleh berlaku. Ia mungkin tidak menghairankan bahawa sistem yang luas dan kompleks sebagai sistem saraf manusia akan terdedah kepada masalah.
Beberapa perkara yang mungkin salah termasuk:
- Neuron mungkin tidak menghasilkan cukup neurotransmitter tertentu
- Terlalu banyak neurotransmitter tertentu boleh dibebaskan
- Terlalu banyak neurotransmitter boleh dinyahaktifkan oleh enzim
- Neurotransmitter mungkin diserap semula dengan cepat
Apabila neurotransmitter terjejas oleh penyakit atau ubat-ubatan, terdapat beberapa kesan buruk yang berlainan pada tubuh. Penyakit seperti Alzheimer, epilepsi , dan Parkinson dikaitkan dengan defisit dalam neurotransmitter tertentu.
Para profesional kesihatan mengiktiraf peranan yang dapat dimainkan oleh neurotransmitter dalam keadaan kesihatan mental, oleh itu ubat-ubatan yang mempengaruhi tindakan para penasihat kimia badan sering diresepkan untuk membantu merawat pelbagai keadaan psikologi .
Sebagai contoh, dopamin dikaitkan dengan perkara-perkara seperti ketagihan dan skizofrenia. Serotonin memainkan peranan dalam gangguan mood termasuk kemurungan dan OCD. Dadah, seperti SSRI, boleh diresepkan oleh pakar perubatan dan ahli psikiatri untuk membantu merawat gejala kemurungan atau kecemasan. Ubat-ubatan kadang-kadang digunakan secara bersendirian, tetapi mereka juga boleh digunakan bersama dengan rawatan terapeutik lain termasuk terapi tingkah laku kognitif .
Dadah Yang Mempengaruhi Neurotransmitter
Mungkin aplikasi praktikal yang paling besar untuk penemuan dan pemahaman terperinci tentang bagaimana fungsi neurotransmitter adalah pembangunan ubat-ubatan yang memberi kesan kepada penghantaran kimia. Ubat-ubatan ini mampu mengubah kesan neurotransmitter, yang dapat mengurangkan gejala beberapa penyakit.
- Agonis vs antagonis: Sesetengah ubat dikenali sebagai agonis dan berfungsi dengan meningkatkan kesan neurotransmiter tertentu. Ubat lain dan dirujuk sebagai antagonis dan bertindak untuk menghalang kesan neurotransmisi.
- Langsung vs kesan tidak langsung: Narkoba-bertindak ubat-ubatan ini boleh dibahagikan lagi berdasarkan sama ada mereka mempunyai kesan langsung atau tidak langsung. Mereka yang mempunyai kesan langsung bekerja dengan meniru neurotransmiter kerana ia sangat serupa dengan struktur kimia. Mereka yang mempunyai kesan tidak langsung bekerja dengan bertindak di reseptor sinaptik.
Dadah yang boleh mempengaruhi neurotransmission termasuk ubat-ubatan yang digunakan untuk merawat penyakit termasuk kemurungan dan kecemasan, seperti SSRI, antidepresan trisiklik, dan benzodiazepin .
Dadah haram seperti heroin, kokain, dan ganja juga mempunyai kesan ke atas neurotransmisi. Heroin bertindak sebagai agonis yang bertindak secara langsung, meniru opioid semulajadi otak yang cukup untuk merangsang reseptor yang berkaitan. Cocaine adalah contoh dari ubat tidak langsung yang mempengaruhi penghantaran dopamin.
Mengenalpasti Neurotransmitter
Pengenalpastian sebenar neurotransmiter sebenarnya boleh menjadi agak sukar. Walaupun saintis boleh melihat vesikel yang mengandungi neurotransmitter, memikirkan apa bahan kimia yang disimpan dalam vesikel tidak begitu mudah.
Oleh kerana itu, ahli sains saraf telah mengembangkan beberapa garis panduan untuk menentukan sama ada atau tidak suatu bahan kimia harus didefinisikan sebagai neurotransmitter:
- Bahan kimia mesti dihasilkan di dalam neuron.
- Enzim prekursor yang diperlukan mestilah hadir di neuron.
- Harus ada cukup bahan kimia untuk memberi kesan pada neuron postsynaptik.
- Bahan kimia mesti dikeluarkan oleh neuron presinaptik, dan neuron postsynaptik mesti mengandungi reseptor bahawa bahan kimia akan terikat.
- Perlu ada mekanisme reuptake atau enzim hadir yang menghentikan tindakan kimia.
A Word From
Neurotransmitter memainkan peranan penting dalam komunikasi saraf, mempengaruhi segala-galanya dari pergerakan sukarela untuk belajar dengan perasaan. Sistem ini bersifat kompleks dan sangat saling berkaitan. Neurotransmitter bertindak dengan cara tertentu, tetapi mereka juga boleh terjejas oleh penyakit, ubat-ubatan, atau bahkan tindakan-tindakan utusan kimia lain.
> Sumber:
> Benarroch, EE. Adenosine triphosphate: Isyarat kimia pelbagai rupa dalam sistem saraf. Neurologi. 2010; 74 (7). DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e3181d03762.
> Kring, A M., Johnson, SL, Davison, GC, & Neale, J M. Psikologi yang tidak normal . Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2010.
> Magon, N & Kalra, S. Sejarah orgasmic oxytocin: Cinta, nafsu dan buruh. Indian J Endocrinol Metab. 2011; 15: S156-S161. doi: 10.4103 / 2230-8210.84851.
> Verkhratsky, A & Krishtal, OA. Adenosine triphosphate (ATP) sebagai neurotransmitter. Dalam Ensiklopedia Neurosains, Ed. Elsevier: 115-123; 2009.