Mediatorer af nervesystemet (neurotransmittere)

Neurotransmitter (neurotransmitter, en neurotransmitter) - et stof, som syntetiseres i neuronerne indeholdt i præsynaptiske terminaler frigives i den synaptiske kløft i afhængighed nerveimpulser og virker på specifikke dele postsynaptiske celler, der forårsager ændringer i membranpotential og cellemetabolisme.

Indtil midten af sidste århundrede til mediatorerne omfattede kun aminer og aminosyrer, men opdagelsen af neurotransmitter egenskaber af purinnukleotider, lipidderivater og neuropeptider stærkt udvidet gruppen af mediatorer. I slutningen af forrige århundrede blev det vist, at nogle af ROS også har egenskaber svarende til mediatorer.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]

Kemisk struktur af mediatorer

Ifølge den kemiske struktur er mediatorerne en heterogen gruppe. Det omfatter æter af cholin (acetylcholin); en gruppe monoaminer inklusive catecholaminer (dopamin, norepinephrin og epinephrin); indoler (serotonin) og imidazoler (histamin); syre (glutamat og aspartat) og basiske (GABA og glycin) aminosyrer; puriner (adenosin, ATP) og peptider (enkephaliner, endorphiner, substans P). Til samme gruppe er der stoffer, der ikke kan klassificeres som ægte neurotransmittere - steroider, eicosanoider og en række ROS, primært N0.

En række kriterier anvendes til at løse problemet med neurotransmitter-karakteren af en forbindelse. De vigtigste beskrives nedenfor.

1. Stoffet skal ophobes i de presynaptiske slutninger, frigives som reaktion på den indkommende impuls. Den presynaptiske region bør indeholde et system til syntese af dette stof, og den postsynaptiske zone skal detektere en specifik receptor for forbindelsen.
2. Ved stimulering af det presynaptiske område bør Ca-afhængig udskillelse (ved eksocytose) af denne forbindelse til det intersynaptiske hul, der er proportional med stimulusstyrken, forekomme.
3. Obligatorisk identitet af virkningerne af den endogene neurotransmitter og den foreslåede mediator, når den påføres målcellen og muligheden for farmakologisk blokering af virkningerne af den foreslåede mediator.
4. Tilstedeværelsen af et genoptagelsessystem af den formodede mediator i den præsynaptiske ende og / eller nærliggende astrogliale celler. Der er tilfælde, hvor mediatoren selv ikke genoptages, men produktet af dets spaltning (for eksempel cholin efter spaltning af acetylcholin ved enzym acetylcholinesterase).

Indflydelse af stoffer på forskellige stadier af mediatorfunktionen i synaptisk transmission

Etaper	Ændrende effekt	Resultatet af virkningen af
Syntese mediator	Tilsætning af forstadium Blokering af genoptagelse Blokering af enzymer af syntese	↑ ↓ ↓
Ophobning	Inhibering af indfangning i vesikler hæmning af binding i vesikler	↑ ↓ ↑ ↓
Isolation (eksocytose)	Stimulering af hæmmende autoreceptorer Blockade af autoreceptorer Disorders of exocytosis mechanisms	↓ ↑ ↓
Effekt	Virkninger af agonister på receptorer	↑
Ved receptoren	Blockade af postsynaptiske receptorer	↓
Ødelæggelse af mægleren	Blokering af genoptagelse via neuroner og / eller glia Retardationshæmning i neuroner	↑ ↑
	Decelerationsinhibering i det synaptiske kløft	↑

Anvendelse af forskellige metoder til afprøvning af funktionen af en mediator, herunder de mest moderne (immunhistokemi, rekombinant DNA og andre.), Hindres af den begrænsede tilgængelighed af størstedelen af de enkelte synapser, og også på grund af det begrænsede sæt af værktøjer til farmakologiske virkninger.

Forsøger at definere begrebet "mediatorer" står over for en række vanskeligheder, fordi der i de seneste årtier har udvidet listen over stoffer, der udfører i nervesystemet, det samme signal funktion som de klassiske neurotransmittere, men adskiller sig fra dem ved sin kemiske natur Synteseforløbene, receptorer. Frem for alt gælder dette for en stor gruppe af neuropeptider, og også til AFC, og den første til nitrogenoxid (nitroxid, n0), for hvilken mediator beskrevne egenskaber gode nok. Modsætning "klassiske" mediatorer, neuropeptider, tendens til at have en større størrelse, syntetiseres med en lav hastighed i lave koncentrationer ophobes og binder til receptorer, har en lav specifik affinitet øvrigt har de ikke terminale præsynaptiske reuptake mekanismer. Varigheden af virkningen af neuropeptider og mediatorer adskiller sig også signifikant. Med hensyn til nitrogenoxid, trods dens involvering i celle-celle-vekselvirkninger, på en række kriterier, det kan tilskrives ikke så meget at mediatorerne og sekundære formidlere.

Oprindeligt blev det antaget, at nerveenden kun kan indeholde en neurotransmitter. Hidtil har det vist sig, at flere mediatorer frigivet i terminalen kan frigives sammen som reaktion på en puls og handling på en enkelt målcelle-samtidige (sameksisterende) mediatorer (comeditors, cotransmittere). I dette tilfælde er der ophobning af forskellige mediatorer i en presynaptisk region, men i forskellige vesikler. Et eksempel på komikere kan tjene som klassiske mediatorer og neuropeptider, som adskiller sig i stedet for syntese og som regel er lokaliseret i den ene ende. Udgivelsen af komikere opstår som reaktion på en række spændende potentialer af en bestemt frekvens.

I moderne neurokemi, ud over neurotransmittere, er stoffer, der modulerer deres virkninger, isoleret: neuromodulatorer. Deres handling er tonisk og længere i tiden end mediatorernes handling. Disse stoffer kan ikke kun have neuronal (synaptisk), men også glial oprindelse og ikke nødvendigvis medieret af nerveimpulser. I modsætning til neurotransmitteren virker modulatoren ikke kun på den postsynaptiske membran, men også på andre dele af neuronen, herunder intracellulært.

Der er præ- og postsynaptisk modulering. Begrebet "neuromodulator" er bredere end begrebet "neurotransmitter". I nogle tilfælde kan mediatoren også være en modulator. For eksempel norepinephrin frigivet fra sympatiske nerveender, virker som en neurotransmitter i a1-receptorer, men som en neuromodulator - a2-adrenoceptorer; i sidstnævnte tilfælde medierer det hæmningen af efterfølgende sekretion af noradrenalin.

Stoffer, der udfører mediatorfunktioner, adskiller sig ikke kun i kemisk struktur, men også i, hvordan nervecellens rum opstår deres syntese. Klassiske lavmolekylære mediatorer syntetiseres i axonterminalen og indgår i små synaptiske vesikler (50 nm i diameter) til opbevaring og frigivelse. N0 er også syntetiseret i terminologi, men da det ikke kan pakkes i vesikler, diffunderer det straks fra nerveenden og påvirker målet. Peptid-neurotransmittere syntetiseres i den centrale del af neuron (perikaryon) pakkes i store blærer med en tæt center (100-200 nm i diameter) og transporteres via axonal strøm til nerveender.

Acetylcholin og catecholaminer syntetiseres fra cirkulerende progenitorer, hvorimod aminosyremediatorer og peptider i sidste ende dannes af glucose. Som det er kendt, kan neuroner (som andre celler fra organismen hos højere dyr og mennesker) ikke syntetisere tryptophan. Derfor er det første skridt, der fører til starten af serotoninsyntese, den lettere transport af tryptofan fra blod til hjerne. Denne aminosyre, såvel som andre neutrale aminosyrer (phenylalanin, leucin og methionin), som transporteres fra blodet ind i hjernen ved særlige bærere tilhører familien af vektorer monocarboxylsyrer. Således er en af de vigtige faktorer, der bestemmer niveauet af serotonin i serotonerge neuroner, er relativ i forhold til andre neutrale aminosyrer tryptophan i kosten. For eksempel frivillige, der blev fodret med en lav protein diæt i en dag og derefter tilladt aminosyreblanding uden indhold tryptophan udviste aggressiv adfærd og ændringen i cyklussen "sleep-wake", der er associeret med reducerede niveauer af serotonin i hjernen.

[10], [11], [12], [13], [14], [15]