Нейромедиаторы — это химические вещества, которые помогают синапсам передавать импульсы от нейрона к другому нейрону или клетке. Другими словами, нейромедиаторы используются для передачи сигналов от одной части тела к другой. Известно более 100 нейромедиаторов. Многие из них построены из аминокислот, другие представляют собой более сложные органические молекулы.
Нейромедиаторы выполняют множество жизненно важных функций в организме. Например, они регулируют сердцебиение, сообщают легким, когда дышать, определяют чувство жажды, влияют на настроение и контролируют пищеварение.
Синаптическая расщелина была обнаружена испанским патологом Сантьяго Рамоном-и-Кахалем в начале XX века. В 1921 году немецкий фармаколог Отто Леви подтвердил, что связь между нейронами была результатом высвобождения химических веществ. Леви открыл первый известный нейромедиатор — ацетилхолин.
Терминаль аксона хранит нейромедиаторы в пузырьках. При стимуляции электрическим потенциалом синаптические пузырьки синапса высвобождают нейромедиаторы, которые благодаря явлению диффузии преодолевают небольшое расстояние (синаптическую щель) между концом аксона и дендритом.
Когда нейромедиатор связывает рецептор в дендрите, сигнал передается. Нейромедиатор остается в синаптической щели в течение короткого времени. Затем он либо возвращается в пресинаптический нейрон в процессе обратного захвата, метаболизируется ферментами, либо связывается с рецептором.
Когда нейромедиатор связывается с постсинаптическим нейроном, он может либо возбуждать его, либо подавлять. Нейроны часто соединены с другими нейронами, поэтому в любой момент времени нейрон может подвергаться воздействию нескольких нейромедиаторов. Если стимул для возбуждения больше, чем тормозящий эффект, нейрон «выстрелит» и создаст потенциал действия, который высвобождает нейромедиаторы другому нейрону. Таким образом, сигнал передается от одной клетки к другой.
Один из методов классификации нейромедиаторов основан на их химическом составе. Категории включают:
- Аминокислоты: γ-аминомасляная кислота (ГАМК), аспартат, глутамат, глицин, D-серин
- Газы: монооксид углерода (CO), сероводород (H2S), оксид азота (NO)
- Моноамины: дофамин, адреналин, гистамин, норадреналин, серотонин
- Пептиды: β-эндорфин, амфетамины, соматостатин, энкефалин
- Пурины: аденозин, аденозинтрифосфат (АТФ)
- Следовые амины: октопамин, фенэтиламин, трипрамин
- Другие молекулы: ацетилхолин, анандамид
- Одиночные ионы: цинк
Другой основной метод классификации нейромедиаторов заключается в том, являются ли они возбуждающими или тормозящими. Однако, является ли нейромедиатор возбуждающим или тормозящим, зависит от его рецептора. Например, ацетилхолин тормозит работу сердца (замедляет сердечный ритм), но в то же время возбуждает скелетные мышцы (заставляет их сокращаться).
- Глутамат — самый распространенный нейромедиатор у людей, используемый примерно половиной нейронов человеческого мозга. Это основной возбуждающий нейромедиатор в центральной нервной системе. Одна из его функций — помогать формировать воспоминания. Интересно, что глутамат токсичен для нейронов. Повреждение головного мозга или инсульт могут привести к избытку глутамата, убивающего нейроны.
- ГАМК является основным ингибирующим (тормозящим) нейромедиатором в мозге позвоночных. Дефицит ГАМК может привести к судорогам.
- Глицин является основным ингибирующим нейромедиатором в спинном мозге позвоночных.
- Ацетилхолин стимулирует мышцы, функционирует в вегетативной нервной системе и сенсорных нейронах и связан с фазой быстрого сна. Многие яды действуют, блокируя рецепторы ацетилхолина. Среди них ботулотоксин, кураре и болиголов. Болезнь Альцгеймера связана со значительным снижением уровня ацетилхолина.
- Норадреналин увеличивает частоту сердечных сокращений и кровяное давление. Это часть системы организма «бей или беги». Норадреналин также необходим для формирования воспоминаний. Стресс истощает запасы этого нейромедиатора.
- Дофамин — это ингибирующий нейромедиатор, связанный с центром вознаграждения мозга. Низкий уровень дофамина связан с социальной тревожностью и болезнью Паркинсона, в то время как избыток дофамина связан с шизофренией.
- Серотонин — это тормозящий нейромедиатор, участвующий в регулировании настроения, эмоций и восприятии мира. Низкий уровень серотонина может привести к депрессии, суицидальным наклонностям, проблемам с управлением гневом, трудностям со сном, мигреням и повышенной тяге к углеводам. Организм может синтезировать серотонин из аминокислоты триптофана, которая содержится в таких продуктах, как теплое молоко и индейка.
- Эндорфины — это класс молекул, сходных по структуре и функциям с опиоидами (например, морфином). Слово «эндорфин» является сокращением от «эндогенный морфин». Эндорфины являются ингибирующими нейромедиаторами, связанными с удовольствием и притуплением боли. У других животных эти химические вещества замедляют метаболизм и позволяют впадать в спячку.
Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.