Neurotransmittorer er kemikalier, der krydser synapser for at overføre impulser fra en neuron til en anden neuron, kirtelcelle eller muskelcelle. Med andre ord bruges neurotransmittere til at sende signaler fra en del af kroppen til en anden. Over 100 neurotransmittorer er kendt. Mange er simpelthen konstrueret ud fra aminosyrer. Andre er mere komplekse molekyler.
Neurotransmittorer udfører mange vitale funktioner i kroppen. For eksempel regulerer de hjerteslag, fortæller lungerne, hvornår de skal indåndes, bestemmer sætpunktet for vægt, stimulerer tørst, påvirker humøret og kontrollerer fordøjelsen.
Den synaptiske spalte blev opdaget af den spanske patolog Santiago Ramón y Cajal i begyndelsen af det 20. århundrede. I 1921 bekræftede den tyske farmakolog Otto Loewi, at kommunikation mellem neuroner var resultatet af frigivne kemikalier. Loewi opdagede den første kendte neurotransmitter, acetylcholin.
Sådan fungerer neurotransmittere
Axonterminalen i en synapse gemmer neurotransmittere i vesikler. Når de er stimuleret af et handlingspotentiale, frigiver synaptiske vesikler i en synaps neurotransmittere, der krydser den lille afstand (synaptisk spalte) mellem en aksonterminal og en dendrit
via diffusion. Når neurotransmitteren binder en receptor ved dendriten, kommunikeres signalet. Neurotransmitteren forbliver i synaptisk spalte i kort tid. Derefter returneres det enten til den presynaptiske neuron gennem processen med genoptagelse, metaboliseres af enzymer eller bindes til receptoren.Når en neurotransmitter binder til en postsynaptisk neuron, kan den enten begejstre den eller hæmme den. Neuroner er ofte forbundet med andre neuroner, så på et givet tidspunkt kan en neuron udsættes for flere neurotransmittere. Hvis stimuleringen til excitation er større end den hæmmende virkning, vil neuronen "affyre" og skabe et handlingspotentiale, der frigiver neurotransmittere til en anden neuron. Således ledes et signal fra en celle til den næste.
Typer af neurotransmittere
En metode til klassificering af neurotransmittorer er baseret på deres kemiske sammensætning. Kategorier inkluderer:
- Aminosyrer: γ-aminobutyric acid (GABA), aspartat, glutamat, glycin, D-serin
- Gasser: carbonmonoxid (CO), hydrogensulfid (H2S) nitrogenoxid (NO)
- Monoaminer: dopamin, epinephrin, histamin, norepinephrin, serotonin
- Peptider: ß-endorphin, amphetaminer, somatostatin, enkephalin
- Puriner: adenosin, Adenosintrifosfat (ATP)
- Sporamin: octopamin, phenethylamin, trypramine
- Andre molekyler: acetylcholin, anandamid
- Enkeltioner: zink
Den anden vigtigste metode til kategorisering af neurotransmittere er afhængig af, om de er det excitatorisk eller inhiberende. Hvorvidt en neurotransmitter er excitatorisk eller hæmmende afhænger imidlertid af dens receptor. F.eks. Er acetylcholin hæmmende for hjertet (sænker hjerterytmen), men alligevel exciterende til knoglemuskler (får den til at trække sig sammen).
Vigtige neurotransmittere
- Glutamat er den mest udbredte neurotransmitter hos mennesker, der bruges af ca. halvdelen af neuronerne i den menneskelige hjerne. Det er den primære stimulerende transmitter i centralnervesystemet. En af dens funktioner er at hjælpe med at danne minder. Interessant nok er glutamat giftigt for neuroner. Hjerneskade eller et slagtilfælde kan føre til et overskud af glutamat og dræbe neuroner.
- GABA er den primære inhiberende sender i hvirveldyr hjerne. Det hjælper med at kontrollere angst. GABA-mangel kan resultere i anfald.
- Glycine er den hovedinhiberende neurotransmitter i hvirveldyret rygrad.
- acetylcholin stimulerer muskler, fungerer i det autonome nervesystem og sensoriske neuroner og er forbundet med REM-søvn. Mange giftstoffer handling ved at blokere acetylcholinreceptorer. Eksempler inkluderer botulin, curare og hemlock. Alzheimers sygdom er forbundet med et markant fald i acetylcholiniveauet.
- noradrenalin (noradrenalin) øger hjerterytmen og blodtrykket. Det er en del af kroppens "fight or flight" -system. Norepinephrin er også nødvendigt for at danne minder. Stress udtømmer lagre på denne neurotransmitter.
- Dopamin er en hæmmende sender, der er forbundet med belønningscentret i hjernen. Lave dopaminniveauer er forbundet med social angst og Parkinsons sygdom, mens overskydende dopamin er relateret til skizofreni.
- Serotonin er en hæmmende neurotransmitter involveret i humør, følelser og opfattelse. Lavt serotoninniveau kan føre til depression, selvmordstendenser, vredehåndteringsproblemer, søvnbesvær, migræne og en øget sugen efter kulhydrater. Kroppen kan syntetisere serotonin fra aminosyren tryptophan, som findes i fødevarer som varm mælk og kalkun.
- endorfiner er en klasse af molekyler, der ligner opioider (f.eks. morfin, heroin) med hensyn til struktur og funktion. Ordet "endorfin" er forkortelse for "endogent morfin." Endorphiner er hæmmende transmittere forbundet med glæde og smertelindring. Hos andre dyr bremser disse kemikalier metabolismen og tillader dvaletilstand.