Ορισμός και κατάλογος νευροδιαβιβαστών

Οι νευροδιαβιβαστές είναι χημικά που διασχίζουν τις συνάψεις για να μεταδώσουν τις παρορμήσεις έναν νευρώνα σε άλλο νευρώνα, αδενικό κύτταρο ή μυϊκό κύτταρο. Με άλλα λόγια, οι νευροδιαβιβαστές χρησιμοποιούνται για την αποστολή σημάτων από ένα μέρος του σώματος σε άλλο. Περισσότεροι από 100 νευροδιαβιβαστές είναι γνωστοί. Πολλά απλά κατασκευάζονται από αμινοξέα. Άλλοι είναι πιο πολύπλοκα μόρια.

Οι νευροδιαβιβαστές εκτελούν πολλές ζωτικές λειτουργίες στο σώμα. Για παράδειγμα, ρυθμίζουν τον καρδιακό παλμό, λένε στους πνεύμονες πότε να αναπνεύσουν, να καθορίσουν το καθορισμένο σημείο για το βάρος, να διεγείρουν τη δίψα, να επηρεάσουν τη διάθεση και να ελέγξουν την πέψη.

Η συνοπτική σχισμή ανακαλύφθηκε από τους ισπανούς παθολόγους Santiago Ramón y Cajal στις αρχές του 20ου αιώνα. Το 1921, ο Γερμανός φαρμακολόγος Otto Loewi επιβεβαίωσε ότι η επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων ήταν το αποτέλεσμα των απελευθερωμένων χημικών ουσιών. Ο Loewi ανακάλυψε τον πρώτο γνωστό νευροδιαβιβαστή, ακετυλοχολίνη.

Το άκρο του άξονα μιας συνάψεως αποθηκεύει νευροδιαβιβαστές σε κυστίδια. Όταν διεγείρονται από ένα δυναμικό δράσης, τα συνοπτικά κυστίδια ενός συνδρόμου απελευθερώνουν νευροδιαβιβαστές, οι οποίοι διασχίζουν τη μικρή απόσταση (συναπτική σχισμή) μεταξύ ενός τερματικού αξόνων και ενός δενδρίτη μέσω διάχυσης. Όταν ο νευροδιαβιβαστής δεσμεύει έναν υποδοχέα στον δενδρίτη, το σήμα μεταδίδεται. Ο νευροδιαβιβαστής παραμένει στη συναπτική σχισμή για μικρό χρονικό διάστημα. Στη συνέχεια είτε επιστρέφει στον προσυναπτικό νευρώνα μέσω της διαδικασίας επαναπρόσληψης, μεταβολίζεται από ένζυμα ή συνδέεται με τον υποδοχέα.

Όταν ένας νευροδιαβιβαστής δεσμεύεται σε έναν μετασυναπτικό νευρώνα, μπορεί είτε να τον διεγείρει είτε να τον εμποδίζει. Οι νευρώνες συνδέονται συχνά με άλλους νευρώνες, έτσι ώστε ανά πάσα στιγμή ένας νευρώνας μπορεί να υπόκειται σε πολλαπλούς νευροδιαβιβαστές. Αν το ερέθισμα για διέγερση είναι μεγαλύτερο από το ανασταλτικό αποτέλεσμα, ο νευρώνας θα "πυροδοτήσει" και θα δημιουργήσει ένα δυναμικό δράσης που απελευθερώνει νευροδιαβιβαστές σε άλλο νευρώνα. Έτσι, ένα σήμα μεταδίδεται από το ένα κύτταρο στο επόμενο.

Μια μέθοδος ταξινόμησης των νευροδιαβιβαστών βασίζεται στη χημική τους σύνθεση. Οι κατηγορίες περιλαμβάνουν:

• Αμινοξέα: γ-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA), ασπαρτικό, γλουταμικό, γλυκίνη, ϋ-σερίνη
• Αέρια: μονοξείδιο του άνθρακα (CO), υδρόθειο (Η₂S), νιτρικό οξείδιο (ΝΟ)
• Μονοαμίνες: ντοπαμίνη, επινεφρίνη, ισταμίνη, νορεπινεφρίνη, σεροτονίνη
• Πεπτίδια: β-ενδορφίνη, αμφεταμίνες, σωματοστατίνη, εγκεφαλίνη
• Purines: αδενοσίνη, τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ)
• Ιχνοστοιχεία: οκτοπαμίνη, φαιναιθυλαμίνη, τρυπραμίνη
• Άλλα μόρια: ακετυλοχολίνη, αναναμίδη
• Ενιαία ιόντα: ψευδάργυρος

Η άλλη σημαντική μέθοδος κατηγοριοποίησης των νευροδιαβιβαστών είναι ανάλογα με το αν είναι διεγερτικό ή κωλυτικός. Ωστόσο, εάν ένας νευροδιαβιβαστής είναι διεγερτικός ή ανασταλτικός εξαρτάται από τον υποδοχέα του. Για παράδειγμα, η ακετυλοχολίνη είναι ανασταλτική για την καρδιά (επιβραδύνει τον καρδιακό ρυθμό), όμως διεγερτική σε σκελετικούς μυς (προκαλεί τη σύναψη σύμβασης).

• Γλουταμινικό είναι ο πιο άφθονος νευροδιαβιβαστής στον άνθρωπο, ο οποίος χρησιμοποιείται από περίπου τους μισούς νευρώνες τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Είναι ο κύριος διεγερτικός πομπός στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Μία από τις λειτουργίες της είναι να βοηθήσει στη δημιουργία μνήμης. Είναι ενδιαφέρον ότι το γλουταμινικό είναι τοξικό για τους νευρώνες. Η βλάβη του εγκεφάλου ή ένα εγκεφαλικό επεισόδιο μπορεί να οδηγήσει σε περίσσεια γλουταμινικού, που θανατώνει τους νευρώνες.
• GABA είναι ο κύριος ανασταλτικός πομπός στο σπονδυλωτό εγκέφαλος. Βοηθά στον έλεγχο του άγχους. Η ανεπάρκεια του GABA μπορεί να οδηγήσει σε επιληπτικές κρίσεις.
• Γλυκίνη είναι ο κύριος ανασταλτικός νευροδιαβιβαστής στο σπονδυλωτό νωτιαίος μυελός.
• Ακετυλοχολίνη διεγείρει τους μυς, λειτουργεί στο αυτόνομο νευρικό σύστημα και τους αισθητήριους νευρώνες και συνδέεται με ύπνο REM. Πολλά δηλητήρια δράση παρεμποδίζοντας τους υποδοχείς της ακετυλοχολίνης. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη βοτουλίνη, την κούρεμα και το κρόκο. Η νόσος του Alzheimer σχετίζεται με σημαντική πτώση των επιπέδων της ακετυλοχολίνης.
• Νορεπινεφρίνη (νοραδρεναλίνη) αυξάνει τον καρδιακό ρυθμό και την αρτηριακή πίεση. Είναι μέρος του συστήματος "μάχης ή πτήσης" του σώματος. Η νορεπινεφρίνη είναι επίσης απαραίτητη για τη δημιουργία μνήμης. Το άγχος εξαντλεί τα καταστήματα αυτού του νευροδιαβιβαστή.
• Ντοπαμίνη είναι ένας ανασταλτικός πομπός που σχετίζεται με το κέντρο ανταμοιβής του εγκεφάλου. Τα χαμηλά επίπεδα ντοπαμίνης συνδέονται με το κοινωνικό άγχος και τη νόσο του Πάρκινσον, ενώ η περίσσεια της ντοπαμίνης σχετίζεται με τη σχιζοφρένεια.
• Σεροτονίνη είναι ένας ανασταλτικός νευροδιαβιβαστής που εμπλέκεται στη διάθεση, το συναίσθημα και την αντίληψη. Τα χαμηλά επίπεδα σεροτονίνης μπορούν να οδηγήσουν σε κατάθλιψη, αυτοκτονικές τάσεις, προβλήματα διαχείρισης θυμού, δυσκολία στον ύπνο, ημικρανίες και αυξημένη επιθυμία για υδατάνθρακες. Το σώμα μπορεί να συνθέσει τη σεροτονίνη από το αμινοξύ τρυπτοφάνη, το οποίο βρίσκεται σε τρόφιμα όπως ζεστό γάλα και γαλοπούλα.
• Ενδορφίνες είναι μια τάξη μορίων παρόμοια με τα οπιοειδή (π.χ., μορφίνη, ηρωίνη) όσον αφορά τη δομή και τη λειτουργία. Η λέξη "ενδορφίνη" είναι σύντομη για την "ενδογενή μορφίνη". Οι ενδορφίνες είναι ανασταλτικοί πομποί που σχετίζονται με την ευχαρίστηση και την ανακούφιση από τον πόνο. Σε άλλα ζώα, αυτές οι χημικές ουσίες επιβραδύνουν το μεταβολισμό και επιτρέπουν τη χειμερία νάρκη.