Informacja

Jak neuroprzekaźniki dostają się do neuronów?

Jak neuroprzekaźniki dostają się do neuronów?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

To może być głupie pytanie. Nie jestem neurobiologiem. Po prostu próbuję dowiedzieć się więcej o mózgu, aby ulepszyć moje algorytmy uczenia się AI…

Rozumiem, że istnieją różne rodzaje neuroprzekaźników, które zwiększają lub zmniejszają możliwość wystrzelenia impulsu elektrycznego przez akson. Rozumiem również, że te neuroprzekaźniki tak naprawdę nie przechodzą przez całą komórkę (popraw mnie, jeśli się mylę…), więc podróżują tylko z terminala komórki do ciała następnej komórki.

Więc moje pytanie brzmi: jak te neuroprzekaźniki dostają się do terminala komórki? Krew? I ważniejsze pytanie: Jak te neuroprzekaźniki są rozmieszczone w różnych neuronach? Nie może być losowy ani równomiernie rozłożony, ponieważ mamy różne „reakcje” na różne neuroprzekaźniki. Na przykład, jeśli dopamina jest produkowana, jest wysyłana do tych różnych komórek w naszym mózgu, co sprawia, że ​​aktywacja jej komórki jest bardziej prawdopodobna (jeśli dobrze zrozumiałem). Wiadomo również, że dopamina zwiększa nasze uczucia pożądania i sprawia, że ​​jesteśmy bardziej skoncentrowani (i nie tylko). Ale jeśli dopamina zostanie wysłana do WSZYSTKICH neuronów w naszym mózgu, co zwiększy prawdopodobieństwo aktywacji KAŻDEJ komórki, spowoduje to całkowity chaos w naszym mózgu. (Np. Spraw, aby nasza część mózgu związana ze strachem aktywowała się łatwiej, ale tak nie jest.). Jak więc dystrybuowane są te neuroprzekaźniki?

Z góry dziękuję


Ogólna zasada (choć jak w większości biologii są wyjątki) jest taka: każdy neuron uwalnia określony neuroprzekaźnik: typy neuronów są często nazywane przez ten główny neuroprzekaźnik plus przyrostek -ergiczny: neuron cholinergiczny uwalnia acetylocholinę.

Istnieją również podobne cząsteczki, które faktycznie działają w całym ciele, ale my nie nazywamy tych neuroprzekaźników, nazywamy je hormony. Czasami są to dokładnie te same cząsteczki: epinefryna, znana również jako adrenalina, jest zarówno neuroprzekaźnikiem, jak i hormonem; może działać jako jedno i drugie, ponieważ różne receptory mają różne powinowactwa, a poziomy krążących hormonów są zwykle znacznie niższe niż ilość, którą można uwolnić w bardziej ograniczonej przestrzeni.

Dodatkowo neurony mają receptory dla różnych neuroprzekaźników, więc na przykład dopamina nie wpływa na wszystkie neurony, tylko te, które mają receptory dopaminy. Różne typy komórek mogą również mieć różne typy receptorów dopaminy, a te receptory mogą robić z komórką różne rzeczy. Ten sam neuroprzekaźnik może pobudzać jedną komórkę i hamować inną.

Szerokie uproszczenia funkcji nerwowych, takie jak:

Wiadomo również, że dopamina zwiększa nasze uczucie pożądania

naprawdę nie mów nic ogólnie o funkcji dopaminy. Mógłbym podobnie powiedzieć, że komputery kontrolują samoloty: to stwierdzenie jest prawdziwe, nawet jeśli uznasz samoloty, które nie są sterowane przez komputery, i ponieważ przekonasz się, że ogromna większość komputerów nie kontroluje samolotów. Gdybym jednak wyłączył wszystkie komputery na świecie, wiele samolotów miałoby wpływ na ich działanie.

Jak neuroprzekaźniki dostają się do neuronów?

Większość neuroprzekaźników to syntetyzowany w neuronach z innych składników. GABA, na przykład, pochodzi z aminokwasu glutaminianu. Sam glutaminian jest również neuroprzekaźnikiem. Wszystkie neurony, które uwalniają neuroprzekaźniki, mają pompy, które koncentrują te neuroprzekaźniki w pęcherzykach. Neurony często mają również transportery, które wciągają uwolniony neuroprzekaźnik z powrotem do komórki, aby można go było ponownie wykorzystać, na przykład powszechną klasą leków psychoaktywnych są inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny: leki te hamują białko, które pompuje serotoninę z powrotem do komórek uwalniających serotoninę.

Ogólne zestawienie

Wykorzystanie wiedzy z neuronauki do ulepszania algorytmów AI wykroczyło daleko poza to, do czego może przyczynić się nowicjusz. Jeśli chcesz wykorzystać biologię w algorytmach AI, musisz być przygotowany na zostanie ekspertem w obu. Sugerowałbym rozpoczęcie od podstawowego podręcznika neuronauki, jeśli chcesz dowiedzieć się czegoś o neuronauce, na przykład książek autorstwa Purves'a Neuroscience lub Kandella's Principles of Neural Science.


7 neuroprzekaźników zaangażowanych w połączenie mózg-ciało

Neuroprzekaźniki to język twojego mózgu. Pozwalają neuronom komunikować się z innymi komórkami mózgowymi. To jednak nie to. Mięśnie również otrzymują wskazówki od neuroprzekaźników. W rzeczywistości ci chemiczni posłańcy wysyłają informacje po całym ciele.

Różne typy neuroprzekaźników są bardzo zróżnicowane. Niektóre zarządzają twoim tętnem i ciśnieniem krwi. Inne sprawiają, że czujesz się zmotywowany, stabilizują nastrój lub pomagają zasnąć.

Aby zrozumieć, jak neuroprzekaźniki działają w twoim ciele, przestudiujmy najważniejsze przekaźniki chemiczne. Dowiesz się, jak ważne są dla Twojego mózgu i ciała.


Definicja neuroprzekaźnika

Odnosi się do endogennych środków chemicznych, których synteza zachodzi w obrębie neurony przez stowarzyszenie ciała ER i Golgiego. ER zapewnia aktywne prekursory do syntezy neuroprzekaźników, i ciała Golgiego pomagają w opakowanie neuroprzekaźniki do pęcherzyków. Pęcherzyki synaptyczne otoczyć neuroprzekaźniki.

Neuroprzekaźnik zaczyna działać, gdy pęcherzyki synaptyczne pękają po zetknięciu się z błoną plazmatyczną. Fuzja powoduje uwolnienie przekaźników chemicznych, które mogą albo podniecać lub hamować przekazywanie sygnału nerwowego do sąsiedniego neuronu. Posłańcy chemiczni wiążą się z odpowiednimi receptory neuronu postsynaptycznego.

Lokalizacja

Neuroprzekaźniki są pakowane w małe kuliste wiązki znane jako pęcherzyki synaptyczne. Znajdują się na peryferiach końcówki aksonu. W synapsach chemicznych pęcherzyki synaptyczne są małe i okrągłe, podczas gdy w synapsach elektrycznych pęcherzyki mają kształt pleomorficzny.


Sieci komunikacyjne w mózgu: neurony, receptory, neuroprzekaźniki i alkohol

Komórki nerwowe (tj. neurony) komunikują się poprzez kombinację sygnałów elektrycznych i chemicznych. Wewnątrz neuronu sygnały elektryczne kierowane przez naładowane cząstki umożliwiają szybkie przewodzenie z jednego końca komórki do drugiego. Komunikacja między neuronami odbywa się w małych szczelinach zwanych synapsami, gdzie wyspecjalizowane części dwóch komórek (tj. neurony presynaptyczne i postsynaptyczne) znajdują się w odległości nanometrów od siebie, aby umożliwić transmisję chemiczną. Neuron presynaptyczny uwalnia substancję chemiczną (tj. neuroprzekaźnik), która jest odbierana przez wyspecjalizowane białka neuronu postsynaptycznego zwane receptorami neuroprzekaźników. Cząsteczki neuroprzekaźnika wiążą się z białkami receptorowymi i zmieniają postsynaptyczną funkcję neuronów. Istnieją dwa typy receptorów neuroprzekaźników: kanały jonowe bramkowane ligandem, które umożliwiają szybki przepływ jonów bezpośrednio przez zewnętrzną błonę komórkową, oraz receptory sprzężone z białkiem G, które wprawiają w ruch chemiczne zdarzenia sygnalizacyjne w komórce. Wiadomo, że setki cząsteczek działają jako neuroprzekaźniki w mózgu. Na rozwój i funkcję neuronów mają również wpływ peptydy znane jako neurotrofiny i hormony steroidowe. W tym artykule omówiono naturę chemiczną, działania neuronalne, podtypy receptorów i rolę terapeutyczną kilku przekaźników, neurotrofin i hormonów. Koncentruje się na neuroprzekaźnikach odgrywających ważną rolę w ostrym i przewlekłym wpływie alkoholu na mózg, takich jak te, które przyczyniają się do zatrucia, tolerancji, uzależnienia i neurotoksyczności, a także do utrzymywania picia i uzależnienia od alkoholu.

Figury

Schematyczny rysunek neuronu…

Schematyczny rysunek neuronu przedstawiający dendryty, w których neurony otrzymują wkład chemiczny z…

Schematyczny rysunek synapsy…

Schematyczny rysunek synapsy między dwoma neuronami. Pęcherzyki synaptyczne zawierają neuroprzekaźnik…

Schematyczny rysunek bramkowanego ligandem…

Schematyczny rysunek kanału jonowego bramkowanego ligandem (po lewej) przedstawiający zbieg poszczególnych…

Neurotrofina wiąże się z receptorami TRK…

Wiązanie się neurotrofin z receptorami TRK przyciąga różne wewnątrzkomórkowe białka sygnalizacyjne do…

Hormony steroidowe, takie jak glikokortykoidy…

Hormony steroidowe, takie jak glukokortykoidy, wiążą się z białkami w cytoplazmie…

Schematyczny rysunek γ-aminomasłowego…

Schematyczny rysunek receptora kwasu γ-aminomasłowego (GABA A ) kanał jonowy bramkowany ligandem…

Neuroprzekaźniki z dyskretną lokalizacją w obrębie…

Neuroprzekaźniki z dyskretną lokalizacją w mózgu. A) Struktura chemiczna…


Neurony są różnorodne

Na początek neurony nie są takie same, uwalniają różne neuroprzekaźniki. Co więcej, kilka różnych podklas neuronów może używać To samo nadajnik. Te różne podklasy wydają się być dostosowane do różnych zadań w mózgu, chociaż nie wiemy jeszcze w pełni, czym są te zadania. Jednym z głównych celów współczesnej neuronauki jest zrozumienie zakresu tej różnorodności.

Ile jest różnych typów neuronów (i jak możemy zdefiniować „typ” neuronu)? Co oni wszyscy robią? Czy poszczególne typy są ważniejsze niż inne w różnych chorobach i czy możemy nakierować je na terapie?

Trwająca rewolucja genetyczna sprawiła, że ​​te pytania są bardziej przystępne niż kiedykolwiek wcześniej, ale wciąż mamy przed sobą długą drogę. Kiedy już docenisz tę różnorodność i połączysz ją z faktem, że istnieje 86 miliardów neuronów (plus co najmniej tyle samo glejów!), możesz zacząć rozumieć, dlaczego wciąż mamy dużo więcej do odkrycia na temat działania mózgu.


Sygnalizacja neuroprzekaźnika

Neuroprzekaźniki są syntetyzowane przez neurony i przechowywane w pęcherzykach, które zazwyczaj znajdują się na końcu aksonu, znanym również jako zakończenie presynaptyczne. Końcówka presynaptyczna jest oddzielona od neuronu lub komórki mięśniowej lub gruczołowej, na którą styka się szczeliną zwaną szczeliną synaptyczną. Szczelina synaptyczna, terminal presynaptyczny i dendryt odbiorczy następnej komórki tworzą razem złącze zwane synapsą.

Kiedy impuls nerwowy dociera do presynaptycznego zakończenia jednego neuronu, pęcherzyki wypełnione neuroprzekaźnikami migrują przez cytoplazmę i łączą się z presynaptyczną błoną końcową. Cząsteczki neuroprzekaźnika są następnie uwalniane przez błonę presynaptyczną do szczeliny synaptycznej. W ciągu milisekund przemieszczają się przez szczelinę synaptyczną do błony postsynaptycznej sąsiedniego neuronu, gdzie następnie wiążą się z receptorami. Aktywacja receptora powoduje otwarcie lub zamknięcie kanałów jonowych w błonie drugiej komórki, co zmienia przepuszczalność komórki. W wielu przypadkach zmiana przepuszczalności powoduje depolaryzację, powodując, że komórka wytwarza swój własny potencjał czynnościowy, inicjując w ten sposób impuls elektryczny. W innych przypadkach zmiana prowadzi do hiperpolaryzacji, która uniemożliwia generowanie potencjału czynnościowego przez drugą komórkę.

Zakończenie aktywności neuroprzekaźników odbywa się na kilka różnych sposobów. Cząsteczki mogą dyfundować ze szczeliny synaptycznej, z dala od komórki przyjmującej. Mogą być również przeniesione z powrotem do terminala presynaptycznego przez cząsteczki transportera lub mogą być metabolizowane przez enzymy w szczelinie synaptycznej.


Jak dopamina wzmacnia używanie narkotyków?

Poczucie przyjemności to sposób, w jaki zdrowy mózg identyfikuje i wzmacnia korzystne zachowania, takie jak jedzenie, kontakty towarzyskie i seks. Nasze mózgi są nastawione na zwiększenie prawdopodobieństwa, że ​​będziemy powtarzać przyjemne czynności. Kluczową rolę odgrywa w tym neuroprzekaźnik dopamina. Za każdym razem, gdy obwód nagrody jest aktywowany przez zdrowy,

przyjemne doświadczenie, wybuch dopaminy sygnalizuje, że dzieje się coś ważnego, o czym należy pamiętać. Ten sygnał dopaminy powoduje zmiany w łączności neuronowej, które ułatwiają powtarzanie czynności bez myślenia o tym, co prowadzi do powstawania nawyków.

Tak jak narkotyki wywołują intensywną euforię, wytwarzają również znacznie większe przypływy dopaminy, silnie wzmacniając związek między konsumpcją narkotyku, wynikającą z niego przyjemnością i wszystkimi zewnętrznymi wskazówkami związanymi z tym doświadczeniem. Duże przypływy dopaminy „uczą” mózg poszukiwania narkotyków kosztem innych, zdrowszych celów i czynności.

Wskazówki w codziennej rutynie lub środowisku danej osoby, które zostały powiązane z używaniem narkotyków z powodu zmian w obwodzie nagrody, mogą wywołać niekontrolowane łaknienie, gdy osoba jest na nie narażona, nawet jeśli sam lek nie jest dostępny. Ten wyuczony „odruch” może trwać długo, nawet u osób, które nie stosowały narkotyków od wielu lat. Na przykład ludzie, którzy nie używali narkotyków przez dekadę, mogą doświadczyć głodu po powrocie do starej dzielnicy lub domu, w którym używali narkotyków. Jak jazda na rowerze, mózg pamięta.


Jak neurony wybierają wzorce, na które reagują?

Jak neurony wybierają wzorce, na które reagują? pierwotnie pojawił się na Quora: miejsce, w którym można zdobywać i dzielić się wiedzą, umożliwiając ludziom uczenie się od innych i lepsze rozumienie świata.

Odpowiedź Fabiana van den Berga, neuropsychologa, na Quora:

Jak neurony wybierają wzorce, na które reagują? Neurony nie są jak przewody elektryczne. Nie są tak plug and play jak lampa, dysk USB lub ładowarka do telefonu.

Naszkicujmy sytuację. Mamy wyjście C podłączone do wejścia A i wejścia B. Wejście A i B wysyłają ten sam sygnał do C, ale tylko A jest w stanie wyzwolić C.

Masz rację myśląc, że sygnały wysyłane przez A i B mają taką samą siłę. Wyjście neuronu jest „wszystko albo nic” po uruchomieniu, wyśle ​​ten sam sygnał. Nie ma znaczenia, jak silny lub słaby był sygnał wejściowy. Jeśli dane wejściowe zdołają osiągnąć próg, znika!

Odpowiedź na to pytanie znajduje się w punkcie strzałki, w punkcie, w którym A i B łączą się z C. To te małe robale zwane synapsami. Widzisz, neurony nie podłączają się i nie grają. W rzeczywistości w ogóle się nie podłączają.

(Obraz an Synapsy asymetryczne w hipokampie z SynapseWeb )

(Obraz ze skaningowego mikroskopu elektronowego ciała komórki (fioletowy) z synapsami (niebieski) dzięki uprzejmości Science VU/Lewis-Everhart-Zeevi)

Gdy potencjał czynnościowy rozprzestrzenia się przez akson, sekcja po sekcji staje się bardziej dodatnia. Jedna sekcja staje się bardziej pozytywna, powodując, że następna sekcja robi to samo, a następna i następna, aż dojdzie do końca. Na koniec mamy mały przycisk wypełniony nimi "kulki". Kulki wypełnione są neuroprzekaźnikami, które pod wpływem potencjału czynnościowego zostają wyrzucone. Tak, komórka wypycha je do szczeliny między neuronem wysyłającym a odbierającym.

(Zdjęcie ze skaningowego mikroskopu elektronowego rozciętego terminala aksonu, aby odsłonić pęcherzyki zawierające neuroprzekaźniki, dzięki uprzejmości Tiny Carvalho. The Cell: An Image Library)

Sygnał został wysłany w postaci substancji chemicznych unoszących się wokół, jak wieża radiowa przekazująca wiadomość. Aby jednak otrzymać wiadomość, potrzebny jest sprzęt do jej odsłuchania. Neuron odbierający nasłuchuje za pomocą receptorów. Drobne struktury, w które całkiem dobrze pasuje chemiczny/neuroprzekaźnik. Gdy to zrobi, otwiera kanały jonowe, dzięki czemu neuron odbierający staje się bardziej pozytywny.

Nie zrozum mnie źle, to nie dzieje się od razu. Każdy receptor ma tylko niewielki i tymczasowy efekt. Efekt zanika wraz z upływem czasu i odległością. Wyobraź to sobie jako kroplę barwnika spożywczego w wiadrze. Jedna kropla będzie widoczna, ale z czasem rozleje się w wiadrze i już jej nie zobaczysz. Potrzebujesz całej masy kropel, aby zabarwić wodę w wiadrze. Podobnie, aby neuron stał się wystarczająco dodatni, aby wyzwolić kaskadę niezbędną do wysłania własnego sygnału, potrzeba wielu nadajników wyzwalających te kanały.

Liczba receptorów i liczba dostępnych nadajników nie jest ustawiona. Jak powiedziałem, to nie jest jak lampa czy ładowarka do telefonu. Neuron wysyłający może wypychać więcej lub mniej neuroprzekaźników, neuron odbierający może mieć również mniej lub więcej receptorów, a ekipa sprzątająca może odkurzać mniej lub więcej nadajników szybciej i wolniej (tak, jest to trochę bardziej brudne niż kabel elektryczny).

Połączenie, synapsa, między dwoma neuronami zmienia się w zależności od ich aktywacji. Jeśli będziesz go często używać, staną się na przykład bardziej wrażliwe na siebie. Ale okoliczności odgrywają rolę, używanie go w mniejszym stopniu może również spowodować wzrost wrażliwości (podstępne robale, prawda?). Zróbmy ponownie naszą sytuację.

Dlaczego tylko A może spowodować odpalenie C, a nie B? Ponieważ połączenie między A i C jest silniejsze lub po prostu inne niż B. Ten przykład nie jest jednak zbyt realistyczny.

  • W rzeczywistości B nadal może wpływać na C, ale wymagałoby to dłuższych i częstszych potencjałów czynnościowych.
  • Połączony efekt A i B wpłynąłby również na C, nawet jeśli nie mogliby samodzielnie wywołać C (ponieważ nadal mają połączenie).
  • Albo jeszcze lepiej, B może mieć odwrotny wpływ na C, zmniejszając prawdopodobieństwo strzału.
  • Inną sytuacją, która może wystąpić, jest to, że ani A, ani B nie powodują odpalenia C w ten sposób, ale B odpala częściej (wyższa częstotliwość) niż A. Więcej sygnałów oznacza, że ​​sumują się, aż C osiągnie ten próg i odpada.

Wiele czynników wchodzi w grę, gdy zdasz sobie sprawę, że neurony się nie podłączają i nie odtwarzają, połączenie jest bardziej nieuporządkowane. Jest to system biologiczny, w którym rolę odgrywa rodzaj i jakość połączenia, pozycja połączenia (nie jest to koniec do końca), rodzaj połączenia, jakie neuroprzekaźniki są używane, co się do tej pory z tym połączeniem wydarzyło… i wiele więcej.

Czy biologia nie jest zabawna? Czy natura nie jest wspaniała? Czy to nie sprawia, że ​​żałujesz, że jest tak czysty jak nasze ludzkie wynalazki?! Natura to bałagan, ale bałagan piękny.

To pytanie pierwotnie pojawiło się na Quora - miejscu, w którym można zdobywać i dzielić się wiedzą, umożliwiając ludziom uczenie się od innych i lepsze rozumienie świata. Możesz śledzić Quorę na Twitterze, Facebooku i Google+. Więcej pytań:


Tło treści: Neuroprzekaźnictwo acetylocholiny w układzie nerwowym

Neurony syntetyzują i przechowują określone substancje chemiczne zwane neuroprzekaźnikami, które są uwalniane w terminalu po nadejściu impulsu elektrycznego. Na przykład neurony acetylocholiny 1 syntetyzują acetylocholinę poprzez szereg reakcji enzymatycznych zachodzących w terminalu neuronowym. Acetylocholina jest przechowywana w terminalu w małych woreczkach lub pęcherzykach. Kiedy impuls elektryczny pochodzący z ciała komórki przemieszcza się w dół aksonu do końcówki, wyzwala uwalnianie acetylocholiny z pęcherzyków do przestrzeni między neuronami (synapsy 2 ) (ryc. 5). Neurony acetylocholiny unerwiają również tkanki, takie jak mięśnie i inne narządy. Kiedy acetylocholina jest uwalniana z końców aksonów, wiąże się ze specyficznymi białkami zwanymi receptorami acetylocholiny 3 na sąsiednich neuronach lub na innych typach komórek, takich jak mięśnie. Gdy acetylocholina wiąże się ze swoim receptorem, powoduje zmianę w strukturze białka, otwierając kanał, przez który przemieszczają się jony Na+ 4 (z gradientem stężenia) wewnątrz komórki (ryc. 6). Napływ Na+ generuje prąd błonowy, który wyzwala nowy impuls elektryczny lub jakąś formę pracy. W przypadku mięśni powoduje skurcz mięśni, który występuje w mięśniach gładkich, takich jak jelita i oskrzeliki płuc oraz w mięśniach szkieletowych. W gruczołach potowych, ślinowych i łzowych acetylocholina powoduje wydzielanie. W sercu acetylocholina spowalnia przewodzenie impulsów elektrycznych, a tym samym zmniejsza częstość akcji serca (może również zwiększać tętno pośrednio przez współczulny układ nerwowy 5 ). W mózgu acetylocholina wpływa na szybkość odpalania neuronów i uczestniczy w pamięci i uczeniu się, kontroli motorycznej i czuwaniu. Tak więc, w zależności od umiejscowienia receptorów acetylocholiny, acetylocholina ma wiele działań w całym ciele.

Definicje:
1 neuroprzekaźnik przechowywany w pęcherzykach zakończeń nerwowych znajduje się w neuronach w obrębie ośrodkowego układu nerwowego, somatycznego układu nerwowego, przywspółczulnego układu nerwowego i współczulnego układu nerwowego.
2 połączenie między dwoma neuronami neuroprzekaźniki są uwalniane z terminala do przestrzeni synaptycznej i wiążą się z receptorami na sąsiednim neuronie.
3 białko, z którym wiążą się hormony, neuroprzekaźniki i leki. Są one zwykle zlokalizowane na błonach komórkowych i po związaniu wywołują funkcję.
4 atom, rodnik lub cząsteczka, która zyskała lub straciła jeden lub więcej elektronów. W związku z tym uzyskuje ładunek ujemny lub dodatni netto.
5 część autonomicznego układu nerwowego, która kontroluje funkcje narządów i tkanek, szczególnie w okresach stresu, strachu i sytuacji kryzysowych. Składa się z 2 typów neuronów, przedzwojowych i zazwojowych. Neurony przedzwojowe uwalniają acetylocholinę, a neurony zazwojowe uwalniają norepineprynę.

Rysunek 5 Synapsa acetylocholiny na końcu aksonu uwalnia acetylocholinę, która wiąże się z receptorami acetylocholiny. Od: Gross de Nunez & Schwartz-Bloom, 1997 dla pełnego cytowania, patrz Zasoby

Rysunek 6 Acetylocholina wiąże się z jej receptorami i otwiera kanały Na+. Napływ Na+ generuje prąd elektryczny przez błonę komórkową. Od: Gross de Nunez & Schwartz-Bloom, 1997 dla pełnego cytowania, patrz Zasoby


Rodzaje neuroprzekaźników

Neuroprzekaźniki na najwyższym poziomie można podzielić na dwa typy: przekaźniki małocząsteczkowe i neuropeptydy. Przekaźniki małocząsteczkowe, takie jak dopamina i glutaminian, zazwyczaj działają bezpośrednio na sąsiednie komórki. Neuropeptydy, małe cząsteczki, takie jak insulina i oksytocyna, działają bardziej subtelnie, modulując lub dostosowując sposób, w jaki komórki komunikują się w synapsie. Do tej pory naukowcy zidentyfikowali ponad 60 różnych typów neuroprzekaźników w ludzkim mózgu, a większość ekspertów twierdzi, że pozostało jeszcze więcej do odkrycia. Te potężne neurochemikalia znajdują się w centrum neuroprzekaźnictwa i jako takie mają kluczowe znaczenie dla ludzkiego poznania i zachowania.

Często mówi się o neuroprzekaźnikach, jakby pełniły jedną rolę lub funkcję. Dopamina jest „przyjemną substancją chemiczną”, a GABA jest neuroprzekaźnikiem „uczącym się”. Jednak neuronaukowcy odkrywają, że są one wieloaspektowe i złożone, współpracując ze sobą i przeciwko sobie, aby ułatwić sygnalizację neuronową w korze. Oto lista niektórych z najczęstszych neuroprzekaźników omawianych w neuronauce.

Acetylocholina

Acetylocholina (Ach) była pierwszym odkrytym neuroprzekaźnikiem. Jest to mała cząsteczka o działaniu bezpośrednim, która działa głównie w mięśniach, pomagając przełożyć nasze intencje na ruch na rzeczywiste działania, gdy sygnały są przekazywane z neuronów do włókien mięśniowych. Ale pełni również inne role w mózgu, w tym pomaga ukierunkować uwagę i odgrywa kluczową rolę w ułatwianiu neuroplastyczności w korze mózgowej.

Dopamina (DA) jest często określana jako „substancja chemiczna przyjemności”, ponieważ jest uwalniana, gdy ssaki otrzymują nagrodę w odpowiedzi na ich zachowanie, którą może być jedzenie, narkotyki lub seks. Jest to jeden z najdokładniej przebadanych neurochemikaliów, głównie dlatego, że odgrywa tak różnorodne role w ludzkim zachowaniu i poznaniu.

DA jest zaangażowany w motywację, podejmowanie decyzji, ruch, przetwarzanie nagród, uwagę, pamięć roboczą i uczenie się. Ale to nie tylko przyjemność chemiczna. Nowa praca sugeruje, że DA odgrywa również ważną rolę w chorobie Parkinsona, uzależnieniu, schizofrenii i innych zaburzeniach neuropsychiatrycznych.

Glutaminian (GLU) jest najbardziej pobudzającym neuroprzekaźnikiem w korze mózgowej. Zbyt dużo glutaminianu powoduje ekscytotoksyczność lub śmierć neuronów z powodu udaru, urazowego uszkodzenia mózgu lub stwardnienia zanikowego bocznego, wyniszczającego zaburzenia neurodegeneracyjnego, lepiej znanego z choroby Lou Gehriga. Jednak to nie wszystkie złe wieści. Podekscytowanie, jakie przynosi GLU, jest ważne dla uczenia się i pamięci: długotrwałe wzmocnienie (LTP), proces molekularny, który uważa się za pomagający w tworzeniu wspomnień, zachodzi w neuronach glutaminianergicznych w hipokampie i korze mózgowej.

Serotonina (5HT), czasami nazywana „uspokajającą substancją chemiczną”, jest najbardziej znana ze swoich efektów modulujących nastrój. Brak 5HT został powiązany z depresją i powiązanymi zaburzeniami neuropsychiatrycznymi. Ale 5HT sięga dalej, a także pomaga w zarządzaniu apetytem, ​​snem, pamięcią i, ostatnio, zachowaniami decyzyjnymi.

Noradrenalina

Norepinefryna (NE) jest zarówno hormonem, jak i neuroprzekaźnikiem. Niektórzy nazywają to noradrenaliną. Wiąże się to z nastrojem, pobudzeniem, czujnością, pamięcią i stresem. Nowsze badania koncentrują się na jego roli zarówno w zespole stresu pourazowego (PTSD), jak i chorobie Parkinsona.

kwas gamma-aminomasłowy (GABA)

Jeśli GLU jest najbardziej pobudzającym neuroprzekaźnikiem, to jego hamującym korelatem jest GABA. GABA działa hamująco na sygnalizację neuronową. Jeśli zbyt mocno hamuje komórki, może prowadzić do drgawek i innych problemów. Ale ten neuroprzekaźnik odgrywa również ważną rolę w rozwoju mózgu. Nowe badania sugerują, że GABA pomaga w tworzeniu ważnych obwodów mózgowych na wczesnym etapie rozwoju. Podobnie jak DA, GABA ma również przydomek: „ucząca się substancja chemiczna”. Badania wykazały związek między poziomem GABA w mózgu a tym, czy nauka jest skuteczna.

Inne neuroprzekaźniki

Neurochemikalia, takie jak oksytocyna i wazopresyna, są również klasyfikowane jako neuroprzekaźniki. Wytwarzane i uwalniane z podwzgórza oddziałują bezpośrednio na neurony i są powiązane z tworzeniem więzi par, zachowaniami monogamicznymi i uzależnieniem od narkotyków. Hormony, takie jak estrogen i testosteron, mogą również działać jako neuroprzekaźniki i wpływać na aktywność synaptyczną.

Inne typy neuroprzekaźników obejmują czynnik uwalniający kortykotropinę (CRF), galaninę, enkefalinę, dynorfinę i neuropeptyd Y. CRH, dynorfina i neuropeptyd Y są powiązane z odpowiedzią mózgu na stres. Galanina, encefalina i neuropeptyd Y są często określane jako „ko-przekaźniki”, ponieważ są uwalniane, a następnie współpracują z innymi neuroprzekaźnikami. Na przykład enkefalina jest uwalniana z glutaminianem, aby zasygnalizować chęć jedzenia i przetwarzania nagród.

Ponieważ neuronaukowcy dowiadują się więcej o złożoności neuroprzekaźnictwa, jasne jest, że mózg potrzebuje tych różnych cząsteczek, aby mógł mieć większy zakres elastyczności i funkcji.


Wideo Rysunek 2.4

Twój komputer nie obsługuje wideo HTML5

Jest jednak jeden neuroprzekaźnik, który nie jest pobierany z powrotem do pęcherzyków. Ponieważ ACh jest odpowiedzialny za aktywność mięśni, a aktywność mięśni musi następować szybko i dalej zachodzić, nie można czekać na proces „wysysania”. Zamiast tego, enzym bardziej szczegółowo zaprojektowany specjalnie do rozbijania ACh bardzo szybko usuwa lukę synaptyczną (proces zwany degradacją enzymatyczną). Istnieją również enzymy, które rozkładają inne neuroprzekaźniki.

Myślę, że teraz rozumiem synapsę i neuroprzekaźniki, ale jak mam to odnieść do prawdziwego świata?

Wiedza o tym, jak i dlaczego leki na nas wpływają, może pomóc nam zrozumieć, dlaczego lekarz może przepisać dany lek lub dlaczego niektóre leki są niebezpieczne i należy ich unikać. Ponieważ cząsteczki chemiczne różnych leków, jeśli są wystarczająco podobne w kształcie do neuroprzekaźników, mogą pasować do miejsc receptorowych w neuronach odbierających, tak jak robią to neuroprzekaźniki, leki mogą działać jako agoniści lub antagoniści. Na przykład leki działające jako agoniści mogą naśladować lub wzmacniać działanie neuroprzekaźników w miejscach receptorowych następnej komórki. Może to skutkować wzrostem lub spadkiem aktywności komórki przyjmującej, w zależności od tego, jaki będzie efekt oryginalnego neuroprzekaźnika (pobudzający lub hamujący). Więc jeśli oryginalny neuroprzekaźnik był pobudzający, efektem agonisty będzie zwiększenie tego pobudzenia. Jeśli był hamujący, efektem agonisty będzie zwiększenie tego hamowania. Kolejnym decydującym czynnikiem jest lokalizacja neuronów w układzie nerwowym, które wykorzystują określony neuroprzekaźnik.

Na przykład niektóre leki przeciwlękowe, takie jak diazepam (Valium®), są klasyfikowane jako benzodiazepiny (patrz Cel nauczania 13.10.) i są agonistami GABA, głównego neuroprzekaźnika hamującego w mózgu. Obszary mózgu, o których dowiesz się później, a które odgrywają rolę w kontrolowaniu lęku, pobudzenia i strachu, obejmują ciało migdałowate, korę oczodołowo-czołową i wyspę (LeDoux i Damasio, 2013 Zilles i Amunts, 2012). Zwiększając hamujące (uspokajające) działanie GABA, benzodiazepiny bezpośrednio uspokajają te specyficzne obszary mózgu (Julien i in., 2011 Preston i in., 2008).

Inne leki działają jak antagoniści, blokując lub zmniejszając odpowiedź komórki na działanie innych substancji chemicznych lub neuroprzekaźników. Chociaż może brzmieć, że antagonista ma tylko działanie hamujące, ważne jest, aby pamiętać, że jeśli neuroprzekaźnik, na który wpływa antagonista, sam w sobie jest hamujący, w rzeczywistości rezultatem będzie zwiększać w aktywności komórki, która normalnie byłaby hamowana przez antagonistę Bloki działanie hamujące.

Wreszcie, niektóre leki wywołują efekt agonistyczny lub antagonistyczny, wpływając na ilość neuroprzekaźnika w synapsie. Robią to, zakłócając regularny wychwyt zwrotny lub proces enzymatycznej degradacji. Pamiętaj, że neuroprzekaźnik serotonina pomaga regulować i dostosowywać nastroje ludzi, ale u niektórych osób normalny proces dostosowania nie przebiega prawidłowo. Niektóre leki stosowane w leczeniu depresji nazywane są SSRI (selektywne inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny). SSRI blokują wychwyt zwrotny serotoniny, pozostawiając więcej serotoniny dostępnej w synapsie do wiązania się z miejscami receptorowymi. W ciągu kilku tygodni poprawia się nastrój danej osoby. Chociaż przyczyna tej poprawy nie jest tak prosta, jak kiedyś sądzono (tj. niski poziom serotoniny = niski poziom nastroju) lub w pełni zrozumiała, SSRI są skuteczne w przypadku depresji, lęków i zaburzeń obsesyjno-kompulsywnych (Hyman & Cohen, 2013 Julien i in., 2011 Stahl, 2013).

W tej sekcji omówiono neuron i sposób komunikowania się neuronów. W następnej sekcji przyjrzymy się szerszemu obrazowi — samemu układowi nerwowemu.


Obejrzyj wideo: 2-Minute Neuroscience: Synaptic Transmission (Lipiec 2022).


Uwagi:

  1. Deryck

    Jest w tym coś. Dzięki za pomoc w tej sprawie, myślę również, że im prostsze ...

  2. Julabar

    fajne !!!

  3. Addam

    Na pewno. Tak się dzieje. Zbadamy to pytanie.

  4. Osrid

    Gratuluję, doskonały pomysł

  5. Melabar

    Proponuję odwiedzić witrynę, która ma wiele artykułów na temat, który Cię interesuje.

  6. Tito

    Mam na myśli, że nie masz racji. Proponuję omówić to.

  7. Blaisdell

    dziwne wyniki komunikacji.



Napisać wiadomość