Mediátori nervového systému (neurotransmitery)

Neurotransmiter (neurotransmiter, neurotransmiter) - látka, ktorá sa syntetizuje v neurónoch obsiahnutých v presynaptických zakončení sa uvoľňuje do synaptickej štrbiny v reakcii na nervových vzruchov a pôsobí na špecifických častí postsynaptické bunky, čo spôsobuje zmeny membránového potenciálu a metabolizmu buniek.

Do polovice minulého storočia mediátorom zahrnuté len amíny a aminokyseliny, ale objav vlastností neurotransmiter purínových nukleotidov, derivátom lipidov a neuropeptidov veľmi rozšíril skupinu mediátorov. Na konci minulého storočia sa ukázalo, že niektoré ROS majú aj vlastnosti podobné mediátorom.

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

Chemická štruktúra mediátorov

Podľa chemickej štruktúry sú mediátori heterogénnou skupinou. Zahŕňa éter cholínu (acetylcholín); skupina monoamínov vrátane katecholamínov (dopamín, norepinefrín a epinefrín); indolov (serotonín) a imidazolov (histamín); kyselina (glutamátová a aspartátová) a bázické (GABA a glycín) aminokyseliny; puríny (adenozín, ATP) a peptidy (enkefalíny, endorfíny, látka P). Do tej istej skupiny existujú látky, ktoré nemožno klasifikovať ako pravé neurotransmitery - steroidy, eikosanoidy a množstvo ROS, predovšetkým N0.

Na riešenie problému neurotransmiterového charakteru zlúčeniny sa používa niekoľko kritérií. Hlavné sú uvedené nižšie.

1. Táto látka sa musí zhromažďovať v presynaptických koncoch, musí byť uvoľnená v reakcii na prichádzajúci impulz. Presynaptická oblasť by mala obsahovať systém syntézy tejto látky a postsynaptická zóna by mala detegovať špecifický receptor pre zlúčeninu.
2. Pri stimulácii presynaptickej oblasti by sa malo vyskytnúť Ca-dependentná exkrécia (exocytóza) tejto zlúčeniny na intersynaptickú medzeru úmernú stimulačnej sile.
3. Povinná identita účinkov endogénneho neurotransmitera a navrhovaného mediátora, keď sa aplikuje na cieľovú bunku a možnosť farmakologického blokovania účinkov navrhovaného mediátora.
4. Prítomnosť systému opätovného zachytenia predpokladaného mediátora v presynaptickom konci a / alebo v susedných astrogliálnych bunkách. Existujú prípady, keď samotný mediátor nie je opätovne zachytený, ale produkt jeho štiepenia (napríklad cholín po štiepení acetylcholínu enzýmom acetylcholínesterázou).

Vplyv liekov na rôzne štádiá funkcie mediátora v synaptickom transmisii

Stupňa	Modifikujúci účinok	Výsledok vplyvu
Mediátor syntézy	Pridanie prekurzora Blokáda spätného vychytávania Blokáda enzýmov syntézy	↑ ↓ ↓
Akumulácia	Inhibícia zachytenia vo vezikuloch inhibície väzby vo vezikulách	↑ ↓ ↑ ↓
Izolácia (exocytóza)	Stimulácia inhibičných autoreceptorov Blokáda autoreceptorov Poruchy exocytóznych mechanizmov	↓ ↑ ↓
účinok	Účinky agonistov na receptory	↑
Na receptoroch	Blokovanie postsynaptických receptorov	↓
Zničenie mediátora	Blokovanie spätného vychytávania neurónmi a / alebo glíou Inhibícia spomalenia v neurónoch	↑ ↑
	Inhibícia spomalenia v synaptickej štrbine	↑

Použitie rôznych metód na testovanie funkcie prostredníka, vrátane najmodernejšie (imunohistochémia, rekombinantnej DNA, a ďalšie.), Bráni obmedzenej dostupnosti väčšiny jednotlivých synapsií, a tiež preto, že na obmedzenú sadu nástrojov, ktorých cieľom farmakologické účinky.

Pri pokuse o definícii pojmu "mediátorov" čelia množstvu problémov, pretože v posledných desaťročiach rozšírila zoznam látok, ktoré vykonávajú v nervovom systéme, s rovnakou funkciou signálu ako klasické neurotransmiterov, ale líši sa od nich svoju chemickú povahou, syntetických dráh, receptory. Predovšetkým to platí pre veľké skupiny neuropeptidov, a tiež k AFC, a prvý, oxidov dusíka (N0 nitroxid,), pre ktoré je mediátor popísané vlastnosti dobré. Na rozdiel od "klasických" mediátorov, neuropeptidy, majú tendenciu mať väčšiu veľkosť, sa syntetizuje s nízkou rýchlosťou, v nízkych koncentráciách a hromadia sa viažu na receptory, má nízku afinitu, okrem toho, že nemajú koncové presynaptických mechanizmus vychytávania serotonínu. Trvanie účinku neuropeptidov a mediátorov sa tiež výrazne líši. Pokiaľ ide o oxid dusnatý, cez jeho účasť v interakciách bunka-bunka, na rade kritérií, možno pripísať ani tak mediátorov, a na pomocné sprostredkovateľa.

Spočiatku sa predpokladalo, že nervový koniec môže obsahovať len jeden neurotransmiter. K dnešnému dňu, možnosť mať k terminálom niekoľkých mediátorov uvoľňované spoločne v reakcii na impulz, a pôsobí na cieľové bunky, - príslušenstvo (existujúci popri) mediátory (komediatory, kotransmittery). V tomto prípade existuje akumulácia rôznych mediátorov v jednej presynaptickej oblasti, ale v rôznych vezikulách. Príklad komikantov môže slúžiť ako klasické mediátory a neuropeptidy, ktoré sa líšia v mieste syntézy a spravidla sú lokalizované na jednom konci. Uvoľnenie komikov sa vyskytuje v reakcii na sériu vzrušujúcich potenciálov s určitou frekvenciou.

V modernej neurochémii sú okrem neurotransmiterov izolované látky, ktoré modulujú ich účinky: neuromodulátory. Ich pôsobenie je tonické a časovo dlhšie ako pôsobenie mediátorov. Tieto látky môžu mať nielen neuronálny (synaptický), ale aj gliový pôvod a nie nevyhnutne sprostredkované nervovými impulzmi. Na rozdiel od neurotransmiteru pôsobí modulátor nielen na postsynaptickú membránu, ale aj na iných častiach neurónu, vrátane intracelulárne.

Existuje pre- a postsynaptická modulácia. Koncept "neuromodulátora" je širší ako pojem "neurotransmiter". V niektorých prípadoch môže byť mediátor tiež modulátorom. Napríklad norepinefrín uvoľnený z sympatického nervového konca pôsobí ako neurotransmiter pre a1 receptory, ale ako neuromodulátor pôsobí na a2-adrenoreceptory; v druhom prípade sprostredkováva inhibíciu následnej sekrécie noradrenalínu.

Látky, ktoré vykonávajú funkciu mediátora, sa líšia nielen v chemickej štruktúre, ale aj v spôsobe, akým dochádza k syntéze nervových buniek. Klasické nízkomolekulové mediátory sú syntetizované v axónovom zakončení a zahrnuté do malých synaptických vezikúl (50 nm v priemere) na skladovanie a uvoľňovanie. N0 sa tiež syntetizuje v terminológii, ale pretože sa nemôže zabaliť do vezikúl, okamžite sa rozptýli z nervového konca a ovplyvnili cieľ. Peptidové neurotransmitery sú syntetizované v centrálnej časti neurónov (perikaryon) sú balené do veľkých vačkov s hustou centra (100 až 200 nm v priemere) a transportovaný cez axonálne prúd na nervových zakončeniach.

Acetylcholín a katecholamíny sú syntetizované z cirkulujúcich progenitorov, zatiaľ čo mediátory a peptidy aminokyselín sa nakoniec tvoria z glukózy. Ako je známe, neuróny (ako iné bunky organizmu vyšších zvierat a ľudí) nemôžu syntetizovať tryptofán. Preto prvým krokom vedúcim k nástupu syntézy serotonínu je uľahčený transport tryptofánu z krvi do mozgu. Táto aminokyselina, rovnako ako ďalšie neutrálne aminokyseliny (fenylalanín, leucín a metionín), je transportovaný z krvi do mozgu pomocou špeciálnych nosičov, ktoré patria do rodiny vektorov monokarboxylových kyselín. Preto jedným z dôležitých faktorov, ktoré určujú hladinu serotonínu v sérotonergických neurónov, je relatívna v porovnaní s inými neutrálne aminokyseliny tryptofánu, v potrave. Napríklad dobrovoľníci, ktorí sa kŕmia diéty s nízkym na jeden deň a potom sa nechá zmes aminokyselín neobsahujúce tryptofánu vykazovala agresívne správanie a zmeny v cykle "spánku-prebúdzania", ktorý je spojený so zníženým hladiny serotonínu v mozgu.

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