Mediatorer av nervesystemet (nevrotransmittere)

Nevrotransmitter (nevrotransmitter, en nevrotransmitter) - en substans som syntetiseres i neuronene som inneholdes i presynaptiske terminaler frigjøres til den synaptiske kløft i respons på nerveimpulser og virker på bestemte deler postsynaptiske celler, forårsaker endringer i membranpotensial og cellemetabolismen.

Til midten av forrige århundre til mediatorer, inneholdt bare aminer og aminosyrer, men funn av nevrotransmitteren egenskaper av purinnukleotider, lipidderivater og neuropeptider sterkt utvidet gruppe av mediatorer. På slutten av forrige århundre ble det vist at noen av ROS også har egenskaper som ligner på mediatorer.

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

Kjemisk struktur av mediatorer

I henhold til den kjemiske strukturen er mediatorene en heterogen gruppe. Den inkluderer eter av kolin (acetylkolin); en gruppe monoaminer inkludert katecholaminer (dopamin, norepinefrin og epinefrin); indoler (serotonin) og imidazoler (histamin); syre (glutamat og aspartat) og basiske (GABA og glycin) aminosyrer; puriner (adenosin, ATP) og peptider (enkefaliner, endorfiner, substans P). Til samme gruppe er det stoffer som ikke kan klassifiseres som ekte nevrotransmittere - steroider, eikosanoider og en rekke ROS, primært N0.

En rekke kriterier brukes til å ta opp spørsmålet om nevrotransmitteregenskapen til en forbindelse. De viktigste er beskrevet nedenfor.

1. Stoffet må akkumuleres i presynaptiske endinger, frigjøres som svar på innkommende impuls. Den presynaptiske regionen skal inneholde et system for syntese av dette stoffet, og den postsynaptiske sonen skal oppdage en spesifikk reseptor for forbindelsen.
2. Ved stimulering av presynaptisk region, bør Ca-avhengig utskillelse (ved eksocytose) av denne forbindelse til det intersynaptiske gapet proporsjonalt med stimulusstyrken oppstå.
3. Obligatorisk identitet av virkningene av den endogene neurotransmitteren og den foreslåtte mediatoren når den påføres målcellen og muligheten for farmakologisk blokkering av virkningene av den foreslåtte mediatoren.
4. Tilstedeværelsen av et re-capture-system av den formodede mediatoren i presynaptisk terminus og / eller nabostatralceller. Det kan være tilfeller når det utsettes reopptak ikke mediatoren og dens spaltningsprodukt (f.eks cholin etter avspaltning av acetylkolin ved acetylkolinesterase enzym).

Innflytelse av narkotika på ulike stadier av mediatorfunksjonen i synaptisk overføring

Stadier	Endrende effekt	Resultatet av virkningen av
Syntese mediator	Tilsetning av forløper Blokkering av gjenopptak Blokkering av enzymer av syntese	↑ ↓ ↓
Akkumulering	Inhibering av fangst i vesikler inhibering av binding i vesikler	↑ ↓ ↑ ↓
Isolasjon (eksocytose)	Stimulering av hemmende autoreceptorer Blokkering av autoreceptorer Disorders of exocytosis mechanisms	↓ ↑ ↓
Effekt	Virkninger av agonister på reseptorer	↑
Ved reseptorene	Blokkering av postsynaptiske reseptorer	↓
Ødeleggelse av mediatoren	Blokkering av gjenopptakelse av nevroner og / eller glia Retardasjonsinhibering i nevroner	↑ ↑
	Retardasjonsinhibering i det synaptiske spaltet	↑

Anvendelse av ulike metoder for å teste funksjonen av en mediator, inkludert de mest moderne (immunhistokjemi, rekombinant DNA, og andre.), Hindret av den begrensede tilgjengeligheten av flertallet av individuelle synapser, og også på grunn av den begrensede sett med verktøy som tar sikte farmakologiske effekter.

Prøver å definere begrepet "mediatorer" står overfor en rekke vanskeligheter, fordi de siste tiårene har utvidet liste av stoffer som utfører i nervesystemet, det samme signal funksjon som de klassiske nevrotransmittere, men avviker fra dem ved sin kjemiske natur, synteseveier, reseptorer. Fremfor alt gjelder dette for en stor gruppe av neuropeptider, og også for AFC, og den første til den nitrogenoksid (-nitroksydet, N0), for hvilken mellem beskrevne egenskaper gode nok. I motsetning til "klassiske" mediatorer, neuropeptider, har en tendens til å ha en større størrelse, blir syntetisert med en lav hastighet i lave konsentrasjoner akkumuleres og binder seg til reseptorer, har en lav spesifikk affinitet, dessuten har de ikke terminale presynaptiske gjenopptaksinhibitorer mekanismer. Varigheten av effekten av nevropeptider og mediatorer varierer også betydelig. Med hensyn til nitrogenoksid, til tross for dens involvering i celle-celleinteraksjoner, på en rekke kriterier, det kan tilbakeføres ikke så mye til mediatorer og til sekundære mellomledd.

I utgangspunktet ble det antatt at nerveenden kan inneholde bare en nevrotransmitter. Hittil har mulighet for å ha til terminalene på flere mediatorer utgitt sammen som reaksjon på pulsen, og handle på en målcelle - tilbehør (sammenfallende) mediatorer (komediatory, kotransmittery). I dette tilfellet er det opphopning av forskjellige mediatorer i en presynaptisk region, men i forskjellige vesikler. Et eksempel på komikere kan tjene som klassiske mediatorer og neuropeptider, som er forskjellige i syntese og som regel lokalisert i den ene enden. Utgivelsen av komikere oppstår som svar på en serie spennende potensialer av en viss frekvens.

I moderne nevrokemi, i tillegg til nevrotransmittere, er substanser som modulerer effektene deres isolert: neuromodulatorer. Deres handling er tonisk og lengre i tid enn mediatorens handling. Disse stoffene kan ikke bare være nevonalt (synaptisk), men også glial opprinnelse og ikke nødvendigvis mediert av nerveimpulser. Til forskjell fra nevrotransmitteren virker modulatoren ikke bare på den postsynaptiske membranen, men også på andre deler av nevronet, inkludert intracellulært.

Det er pre- og postsynaptisk modulering. Konseptet med "neuromodulator" er bredere enn begrepet "neurotransmitter". I noen tilfeller kan mediatoren også være en modulator. For eksempel, norepinefrin frigjøres fra sympatiske nerveender, virker som en neurotransmitter i a1-reseptorer, men som en neuromodulator - a2-adrenoseptorer; i sistnevnte tilfelle medierer det inhiberingen av påfølgende sekresjon av noradrenalin.

Stoffer som utfører mediatorfunksjoner, avviker ikke bare i kjemisk struktur, men også i hvordan i hvilke celler i nervecellen deres syntese oppstår. Klassiske lavmolekylære mediatorer syntetiseres i aksonterminalen og inngår i små synaptiske vesikler (50 nm i diameter) for lagring og frigjøring. N0 er også syntetisert i terminologi, men siden det ikke kan pakkes inn i vesikler, diffunderer det umiddelbart fra nerveenden og påvirker målet. Peptidforbindelsene nevrotransmittere blir syntetisert i den sentrale del av neuron (perikaryon) er pakket inn i store vesikler med et tett senter (100 til 200 nm i diameter) og transportert via aksonal strøm til de nerveender.

Acetylkolin og katekolaminer syntetiseres fra sirkulerende progenitorer, mens aminosyremediatorer og peptider til slutt dannes fra glukose. Som kjent, kan neuroner (som andre celler i organismen av høyere dyr og mennesker) ikke syntetisere tryptofan. Derfor er det første trinnet som fører til utbruddet av serotoninsyntese, den lettere transporten av tryptofan fra blod til hjernen. Denne aminosyren, så vel som andre nøytrale aminosyrer (fenylalanin, leucin og metionin), transporteres fra blodet inn i hjernen ved spesialskip som tilhører familien av vektorer monokarboksylsyrer. En av de viktige faktorene som bestemmer nivået av serotonin i serotonerge nevroner er således den relative mengden tryptofan i mat sammenlignet med andre nøytrale aminosyrer. For eksempel, frivillige som ble matet en lav proteindiett i én dag, og deretter fikk aminosyre-blanding som ikke inneholdt tryptofan oppviste aggressiv oppførsel og endringen i syklusen "sleep-wake" som er forbundet med reduserte nivåer av serotonin i hjernen.

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