tổng quát
Các chất dẫn truyền thần kinh là các sứ giả hóa học nội sinh, sử dụng các tế bào của hệ thần kinh (được gọi là tế bào thần kinh) để giao tiếp với nhau hoặc để kích thích các tế bào thuộc loại cơ bắp hoặc tuyến.
Các khớp thần kinh hóa học là nơi tiếp xúc chức năng giữa hai tế bào thần kinh hoặc giữa một tế bào thần kinh và một chi khác của tế bào.
Có nhiều loại chất dẫn truyền thần kinh khác nhau: lớp axit amin, lớp monoamin, lớp peptide, lớp amin "dấu vết", lớp purine, lớp khí, v.v.
Trong số các chất dẫn truyền thần kinh được biết đến nhiều nhất, bao gồm: dopamine, acetylcholine, glutamate, GABA và serotonin.
Chất dẫn truyền thần kinh là gì?
Chất dẫn truyền thần kinh là hóa chất, mà tế bào thần kinh sử dụng - nghĩa là các tế bào của hệ thần kinh - để giao tiếp với nhau, hoạt động trên các tế bào cơ hoặc để kích thích phản ứng từ các tế bào tuyến.
Nói cách khác, chất dẫn truyền thần kinh là chất truyền tin hóa học nội sinh, cho phép giao tiếp thần kinh nội bộ (tức là giữa các tế bào thần kinh) và giao tiếp giữa các tế bào thần kinh và phần còn lại của cơ thể.
Hệ thống thần kinh của con người sử dụng các chất dẫn truyền thần kinh để điều chỉnh hoặc định hướng các cơ chế quan trọng, như nhịp tim, hô hấp phổi hoặc tiêu hóa.
Hơn nữa, giấc ngủ ban đêm, sự tập trung, tâm trạng, vv phụ thuộc vào các chất dẫn truyền thần kinh.
NEUROTRASMETTER VÀ HÓA CHẤT HÓA HỌC
Theo một định nghĩa chuyên biệt hơn, chất dẫn truyền thần kinh là người vận chuyển thông tin dọc theo hệ thống của cái gọi là khớp thần kinh hóa học .
Trong sinh học thần kinh, thuật ngữ synapse (hay khớp nối synap) chỉ ra các vị trí tiếp xúc chức năng giữa hai tế bào thần kinh hoặc giữa một tế bào thần kinh và một loại tế bào khác (ví dụ: tế bào cơ hoặc tế bào tuyến).
Chức năng của khớp thần kinh là truyền thông tin giữa các tế bào liên quan, để tạo ra một phản ứng cụ thể (ví dụ, sự co của một cơ).
Hệ thống thần kinh của con người bao gồm hai loại khớp thần kinh:
- Các khớp thần kinh điện, trong đó việc truyền thông tin phụ thuộc vào dòng điện chạy qua hai tế bào có liên quan, e
- Các khớp thần kinh hóa học đã nói ở trên, trong đó việc truyền đạt thông tin phụ thuộc vào một dòng chất dẫn truyền thần kinh thông qua hai tế bào bị ảnh hưởng.
Một khớp thần kinh hóa học cổ điển bao gồm ba thành phần cơ bản, được đặt thành chuỗi:
- Thiết bị đầu cuối tiền synap của tế bào thần kinh mà từ đó thông tin thần kinh đến từ. Tế bào thần kinh trong câu hỏi cũng được gọi là tế bào thần kinh tiền synap ;
- Không gian synap, đó là không gian phân tách giữa hai tế bào là nhân vật chính của khớp thần kinh. Nó nằm bên ngoài màng tế bào và có diện tích mở rộng khoảng 20-40 nanomet;
- Màng sau synap của tế bào thần kinh, tế bào cơ hoặc tế bào tuyến mà thông tin thần kinh phải đạt tới. Cho dù đó là tế bào thần kinh, tế bào cơ hay tế bào tuyến, đơn vị tế bào mà màng sau synap thuộc về tên của một yếu tố sau synap .
Các khớp thần kinh hóa học nối một tế bào thần kinh với một tế bào cơ còn được gọi là khớp nối thần kinh cơ hoặc tấm vận động .
KHÁM PHÁ CÁC NEUROTRASMITTERS
Hình: synapse hóa học
Cho đến đầu thế kỷ XX, các nhà khoa học tin rằng giao tiếp giữa các tế bào thần kinh và giữa các tế bào thần kinh với các tế bào khác chỉ xảy ra thông qua các khớp thần kinh điện.
Ý tưởng rằng có thể có một cách giao tiếp khác nảy sinh khi một số nhà nghiên cứu phát hiện ra cái gọi là không gian synap.
Dược sĩ người Đức Otto Loewi đưa ra giả thuyết rằng không gian synap có thể phục vụ các tế bào thần kinh để giải phóng các sứ giả hóa học. Đó là năm 1921.
Thông qua các thí nghiệm về sự điều hòa thần kinh của hoạt động tim, Loewi trở thành nhân vật chính của việc phát hiện ra chất dẫn truyền thần kinh được biết đến đầu tiên: acetylcholine .
ghế
Trong các tế bào thần kinh tiền synap, chất dẫn truyền thần kinh cư trú trong các túi nội bào nhỏ.
Các túi nội bào này có thể so sánh với các túi, được giới hạn bởi một lớp phospholipid kép tương tự, trong một số khía cạnh, với lớp kép phospholipid của màng plasma của một tế bào nhân chuẩn khỏe mạnh chung.
Miễn là chúng vẫn còn bên trong các túi nội bào, các chất dẫn truyền thần kinh là để nói chuyện trơ và không tạo ra bất kỳ phản ứng nào.
Cơ chế hoạt động
Lời nói đầu: để hiểu cơ chế hoạt động của các chất dẫn truyền thần kinh, thật tốt khi ghi nhớ các khớp thần kinh hóa học và thành phần của chúng, được mô tả ở trên.
Các chất dẫn truyền thần kinh vẫn bị giới hạn trong các túi nội bào, cho đến khi một tín hiệu có nguồn gốc thần kinh đến có khả năng kích thích sự giải phóng các túi từ tế bào thần kinh chứa.
Sự giải phóng các túi diễn ra gần đầu tiền synap của nơron chứa và liên quan đến việc giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh trong không gian synap.
Trong không gian synap, các chất dẫn truyền thần kinh được tự do tương tác với màng sau synap của tế bào thần kinh, cơ bắp hoặc tuyến, được đặt trong vùng lân cận ngay lập tức và tạo thành một phần của khớp thần kinh hóa học.
Sự tương tác giữa các chất dẫn truyền thần kinh và màng sau synap là có thể nhờ vào sự hiện diện của các protein đặc biệt sau này được gọi là các thụ thể màng .
Sự tiếp xúc giữa các chất dẫn truyền thần kinh và các thụ thể màng thay đổi tín hiệu thần kinh ban đầu (một trong đó kích thích giải phóng các túi nội bào) trong một phản ứng tế bào cụ thể. Ví dụ, phản ứng của tế bào được tạo ra bởi sự tương tác giữa các chất dẫn truyền thần kinh và màng sau synap của một tế bào cơ có thể bao gồm sự co bóp của mô cơ mà tế bào nói trên.
Ở phần cuối của bức tranh sơ đồ này về cách thức các chất dẫn truyền thần kinh hoạt động, điều quan trọng là phải báo cáo khía cạnh cuối cùng sau đây: phản ứng tế bào cụ thể mà chúng ta đã nói trước đây phụ thuộc vào loại chất dẫn truyền thần kinh và loại thụ thể có trên màng sau synap.
TIỀM NĂNG HÀNH ĐỘNG LÀ GÌ?
Trong sinh học thần kinh, tín hiệu thần kinh kích thích giải phóng các túi nội bào được gọi là tiềm năng hành động .
Theo định nghĩa, tiềm năng hành động là hiện tượng xảy ra trong một tế bào thần kinh chung và nó cung cấp một sự thay đổi nhanh chóng của điện tích giữa bên trong và bên ngoài màng tế bào của tế bào thần kinh liên quan.
Trước điều này, không có gì đáng ngạc nhiên khi nói về tín hiệu thần kinh, các chuyên gia so sánh chúng với các xung điện: tín hiệu thần kinh là một sự kiện điện trong tất cả các khía cạnh.
ĐẶC ĐIỂM CỦA TRẢ LỜI TUYỆT VỜI
Theo ngôn ngữ của các nhà sinh học thần kinh, phản ứng tế bào gây ra bởi các chất dẫn truyền thần kinh, ở cấp độ của màng sau synap, có thể bị kích thích hoặc ức chế .
Một phản ứng kích thích là một phản ứng được thiết kế để thúc đẩy việc tạo ra một xung thần kinh trong yếu tố sau synap.
Mặt khác, một phản ứng ức chế là một phản ứng được thiết kế để ức chế việc tạo ra một xung thần kinh trong yếu tố hậu synap.
phân loại
Các chất dẫn truyền thần kinh của con người được biết đến là rất nhiều và danh sách của họ được kéo dài, vì, thường xuyên, các nhà sinh học thần kinh khám phá ra những cái mới.
Số lượng lớn các chất dẫn truyền thần kinh được công nhận đã làm cho nó cần thiết để phân loại các phân tử hóa học này, làm cho nó dễ dàng hơn để tham khảo ý kiến.
Có nhiều tiêu chí phân loại khác nhau; phổ biến nhất là phân biệt các chất dẫn truyền thần kinh theo loại phân tử mà chúng thuộc về .
Các lớp chính của các phân tử mà các chất dẫn truyền thần kinh của con người thuộc về:
- Các lớp axit amin hoặc dẫn xuất axit amin . Lớp này bao gồm: glutamate (hoặc axit glutamic), aspartate (hoặc axit aspartic), axit gamma-aminobutyric (được gọi là GABA) và glycine.
- Các lớp peptide . Bao gồm trong lớp này là: somatostatin, opioids, chất P, một số loại mật (secretin, glucagon, v.v.), một số tachykinin (neurokinin A, neurokinin B, v.v.), một số gastrin, galanine, neurotensin và được gọi là cocaine. amphetamine.
- Các lớp monoamin . Mùa thu trong lớp này: dopamine, norepinephrine, epinephrine, histamine, serotonin và melatonin.
- Lớp của cái gọi là " dấu vết amin ". Chúng bao gồm: tyramine, tri-iodothyronine, 2-phenylethylamine (hoặc 2-phenylethylamine), octopamine và tryptamine (hoặc triptamine).
- Các lớp purin . Họ rơi vào lớp này: adenosine triphosphate và adenosine.
- Các lớp khí . Lớp này bao gồm: oxit nitric (NO), carbon monoxide (CO) và hydro sunfua (H2S).
- Khác . Tất cả những chất dẫn truyền thần kinh không thể bao gồm trong bất kỳ nhóm nào trước đó, chẳng hạn như acetylcholine hoặc anandamide đã nói ở trên , đều rơi vào mục "khác".
Ví dụ được biết đến nhiều nhất
Một số chất dẫn truyền thần kinh chắc chắn nổi tiếng hơn những loại khác, bởi vì chúng đã được biết đến và nghiên cứu trong một thời gian dài, và vì chúng thực hiện các chức năng có lợi ích sinh học đáng kể.
Trong số các chất dẫn truyền thần kinh nổi tiếng nhất xứng đáng được trích dẫn:
- Glutamate . Nó là chất dẫn truyền thần kinh kích thích chính của hệ thần kinh trung ương: theo các nhà sinh học thần kinh, hơn 90% các khớp thần kinh được gọi là kích thích sẽ sử dụng nó.Bên cạnh chức năng kích thích của nó, glutamate cũng tham gia vào các quá trình học tập (học tập như một quá trình lưu trữ dữ liệu trong não) và bộ nhớ.
Theo một số nghiên cứu khoa học, nó có liên quan đến các bệnh như bệnh Alzheimer, bệnh Huntington, bệnh xơ cứng teo cơ bên (hay còn gọi là ALS) và Parkinson.
- GABA . Đây là chất dẫn truyền thần kinh ức chế chính của hệ thần kinh trung ương: theo các nghiên cứu sinh học mới nhất, khoảng 90% các khớp thần kinh được gọi là ức chế sẽ sử dụng nó.
Do đặc tính ức chế của nó, GABA là một trong những mục tiêu chính của thuốc an thần và an thần.
- Acetylcholine . Nó là một chất dẫn truyền thần kinh có chức năng kích thích trên cơ bắp: trong các mối nối thần kinh cơ, trên thực tế, sự hiện diện của nó tạo ra trong các cơ chế tạo ra các tế bào của các mô cơ liên quan.
Bên cạnh tác động lên cơ bắp, acetylcholine còn ảnh hưởng đến hoạt động của các cơ quan được kiểm soát bởi cái gọi là hệ thống thần kinh tự trị. Ảnh hưởng của nó ở cấp độ của hệ thống thần kinh tự trị có thể là cả kích thích và ức chế.
- Dopamine . Thuộc họ catecholamine, nó là một chất dẫn truyền thần kinh thực hiện nhiều chức năng, cả ở cấp độ của hệ thần kinh trung ương và ở cấp độ của hệ thần kinh ngoại biên.
Ở cấp độ của hệ thống thần kinh trung ương, dopamine tham gia vào: kiểm soát vận động, tiết prolactin tiết hormone, kiểm soát các kỹ năng vận động, cơ chế khen thưởng và khoái cảm, kiểm soát các kỹ năng chú ý, cơ chế ngủ, kiểm soát hành vi, kiểm soát các chức năng nhận thức nhất định, kiểm soát tâm trạng và cuối cùng là các cơ chế học tập cơ bản.
Ở cấp độ của hệ thần kinh ngoại biên, mặt khác, nó hoạt động như: thuốc giãn mạch, chất kích thích bài tiết natri, yếu tố có lợi cho nhu động ruột, yếu tố làm giảm hoạt động của tế bào lympho và cuối cùng là yếu tố làm giảm bài tiết insulin.
- Serotonin . Nó là một chất dẫn truyền thần kinh có mặt chủ yếu ở cấp độ ruột và, mặc dù ở mức độ thấp hơn so với các tế bào của ruột, trong các tế bào thần kinh của hệ thống thần kinh trung ương.
Từ các tác dụng ức chế, serotonin dường như điều chỉnh sự thèm ăn, ngủ, trí nhớ và quá trình học tập, nhiệt độ cơ thể, tâm trạng, một số khía cạnh của hành vi, co cơ, một số chức năng của hệ thống tim mạch và một số chức năng của hệ thống nội tiết .
Từ quan điểm bệnh lý, nó dường như đóng một vai trò trong sự phát triển của trầm cảm và các bệnh liên quan. Điều này giải thích sự tồn tại của cái gọi là thuốc ức chế tái hấp thu serotonin có chọn lọc trên thị trường, thuốc chống trầm cảm được sử dụng để điều trị các dạng trầm cảm ít nhiều nghiêm trọng.
- Histamine . Nó là một chất dẫn truyền thần kinh chủ yếu nằm trong hệ thống thần kinh trung ương, đặc biệt ở cấp vùng dưới đồi và các tế bào mast có trong não và trong tủy sống.
- Norepinephrine và epinephrine . Norepinephrine tập trung chủ yếu ở cấp độ của hệ thống thần kinh trung ương và có nhiệm vụ huy động não và cơ thể để hành động (do đó nó có tác dụng kích thích). Ví dụ, ở cấp độ não, nó ủng hộ các quá trình hưng phấn, cảnh giác, tập trung và bộ nhớ; Trong phần còn lại của cơ thể, nó làm tăng nhịp tim và huyết áp, kích thích giải phóng glucose từ các điểm lưu trữ, tăng lưu lượng máu đến cơ xương, làm giảm lưu lượng máu đến hệ thống tiêu hóa và thúc đẩy làm trống bàng quang và ruột.
Epinephrine có mặt, ở một mức độ lớn, trong các tế bào của tuyến thượng thận và, với một lượng nhỏ, ở cấp độ của hệ thống thần kinh trung ương.
Chất dẫn truyền thần kinh này có tác dụng kích thích và tham gia vào các quá trình như: tăng máu cơ xương, tăng nhịp tim và giãn đồng tử.
Cả norepinephrine và epinephrine đều là chất dẫn truyền thần kinh có nguồn gốc từ tyrosine.
