Mga mediator ng nervous system (neurotransmitters)

Neurotransmitter (neurotransmitter, isang neurotransmitter) - isang sangkap na-synthesize sa mga neurons na nakapaloob sa presynaptic terminal ay pinakawalan sa sakop ng synaptic lamat bilang tugon sa nerve impulses at kumikilos sa mga tiyak na mga bahagi postsynaptic cell, na nagiging sanhi ng mga pagbabago sa lamad potensyal na at cell metabolismo.

Hanggang sa gitna ng huling siglo, ang mga amines at amino acids ay kabilang sa mga tagapamagitan, ngunit ang pagtuklas ng mga katangian ng neurotransmitter sa purine nucleotides, lipid derivatives at neuropeptides ay nagpalawak nang malaki sa grupo ng mga tagapamagitan. Sa pagtatapos ng huling siglo ipinakita na ang ilan sa ROS ay mayroon ding mga katangian na katulad ng mga tagapamagitan.

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

Ang kimikal na istraktura ng mga tagapamagitan

Ayon sa istraktura ng kemikal, ang mga tagapamagitan ay isang magkakaibang grupo. Kabilang dito ang eter ng choline (acetylcholine); isang pangkat ng mga monoamines kabilang ang catecholamines (dopamine, norepinephrine at epinephrine); indoles (serotonin) at imidazole (histamine); acid (glutamate at aspartate) at pangunahing (GABA at glycine) amino acids; purines (adenosine, ATP) at peptides (enkephalins, endorphins, sangkap P). Sa parehong pangkat mayroong mga sangkap na hindi maaaring mauri bilang totoong neurotransmitters - steroid, eicosanoids at isang bilang ng ROS, lalo na N0.

Ang isang bilang ng mga pamantayan ay ginagamit upang matugunan ang isyu ng neurotransmitter likas na katangian ng isang tambalan. Ang mga pangunahing ay nakabalangkas sa ibaba.

1. Ang sangkap ay dapat mag-ipon sa mga presynaptic endings, maibibigay bilang tugon sa papasok na salpok. Ang presynaptic na rehiyon ay dapat maglaman ng isang sistema para sa pagbubuo ng sangkap na ito, at ang postsynaptic zone ay dapat na tuklasin ang isang tukoy na receptor para sa compound.
2. Sa pagpapasigla ng presynaptic na rehiyon, ang Ca-dependent excretion (sa pamamagitan ng exocytosis) ng ito compound sa intersynaptic puwang proporsyonal sa lakas pampasigla ay dapat mangyari.
3. Ang ipinag-uutos na pagkakakilanlan ng mga epekto ng endogenous neurotransmitter at ang iminungkahing tagapamagitan kapag ito ay inilalapat sa target na selula at ang posibilidad ng pagharang ng pharmacological ng mga epekto ng iminungkahi na tagapamagitan.
4. Ang pagkakaroon ng isang muling pagkuha system ng putative mediator sa presynaptic terminal at / o kalapit na mga selulang astroglial. May mga kaso kapag ang tagapamagitan mismo ay hindi nakukuha muli, ngunit ang produkto ng cleavage nito (halimbawa, choline pagkatapos ng cleavage ng acetylcholine sa pamamagitan ng enzyme acetylcholinesterase).

Impluwensya ng mga gamot sa iba't ibang yugto ng pag-andar ng tagapamagitan sa synaptic transmission

Mga yugto	Pagbabago ng epekto	Resulta ng epekto
Synthesis Mediator	Pagdaragdag ng pasimula Ang pagbagsak ng re-uptake Pagbara ng mga enzymes ng pagbubuo	↑ ↓ ↓
Pag-akumulasyon	Pagbabawal ng pagkuha sa mga vesicle pagsugpo ng mga umiiral na sa vesicles	↑ ↓ ↑ ↓
Pag-iisa (exocytosis)	Pagpapasigla ng mga nagbabawal na autoreceptor Pagbabadya ng mga autoreceptor Mga karamdaman ng mga mekanismo ng exocytosis	↓ ↑ ↓
Aksyon	Mga epekto ng mga agonist sa mga receptor	↑
Sa mga receptor	Pagbara ng postsynaptic receptors	↓
Pagkasira ng tagapamagitan	Pagbara ng reuptake sa pamamagitan ng neurons at / o glia Pagbabawas ng pagbabawal sa mga neurons	↑ ↑
	Pagbabawas ng pagbabawas sa synaptic lamat	↑

Ang paglalapat ng iba't ibang mga pamamaraan para sa pagsubok ang pag-andar ng isang tagapamagitan, kabilang ang mga pinaka-modernong (immunohistochemistry, recombinant DNA, at iba pa.), Hinadlangan ng mga limitadong kakayahang magamit ng karamihan ng mga indibidwal synapses, at din dahil sa mga limitadong hanay ng mga tool na naglalayong pharmacologic epekto.

Sinusubukang upang tukuyin ang konsepto ng "mediator" ay nakaharap ng isang bilang ng mga paghihirap, dahil sa mga nakaraang dekada ay pinalawak ang listahan ng mga sangkap na gumaganap sa nervous system, ang parehong signal na function bilang ang classical neurotransmitters, ngunit naiiba mula sa kanila sa pamamagitan ng kanyang mga kemikal na likas na katangian, ang synthesis pathways, receptors. Higit sa lahat, ito ay naaangkop sa isang malaking grupo ng neuropeptides, at din sa AFC, at ang unang sa nitrogen oxide (nitroxide, N0), kung saan ang tagapamagitan inilarawan properties magandang sapat. Hindi tulad ng "classical" mediators, neuropeptides, ay may posibilidad na magkaroon ng isang mas malaking sukat, ay na-synthesize na may isang mababang bilis sa mababang concentrations makaipon at magbigkis sa receptors, ay may isang mababang partikular na affinity, bukod doon, wala silang terminal presynaptic mekanismo reuptake. Ang tagal ng epekto ng neuropeptides at mediators ay magkakaiba rin. Sa pagsasaalang-alang sa nitrik oksido, sa kabila ng pagkakasangkot nito sa pakikipag-ugnayan cell-cell, sa isang bilang ng mga pamantayan, ito ay maaaring maiugnay hindi kaya magkano sa tagapamagitan at sa pangalawang tagapamagitan.

Sa una, pinaniniwalaan na ang dulo ng ugat ay maaaring maglaman lamang ng isang neurotransmitter. Upang petsa, ang posibilidad ng pagkakaroon na terminal ng ilang mga mediators pinakawalan sama-sama bilang tugon sa ang pulso, at kumilos sa isang target na cell - accessory (nabubuhay na magkakasama) mediators (komediatory, kotransmittery). Sa kasong ito, may akumulasyon ng iba't ibang mga mediator sa isang presynaptic na rehiyon, ngunit sa iba't ibang mga vesicle. Ang isang halimbawa ay maaaring magsilbi komediatorov classic neurotransmitters at neuropeptides, na naiiba sa site ng synthesis at ay karaniwang naisalokal sa isang dulo. Ang paglabas ng mga komedyante ay nangyayari bilang tugon sa isang serye ng mga kapana-panabik na potensyal ng isang tiyak na dalas.

Sa modernong neurochemistry, bilang karagdagan sa neurotransmitters, ang mga sangkap na nagpapaikut-ikot sa kanilang mga epekto ay nakahiwalay: neuromodulators. Ang kanilang aksyon ay tonic at mas matagal sa oras kaysa sa pagkilos ng mga tagapamagitan. Ang mga sangkap ay maaaring hindi lamang neuronal (synaptic), kundi pati na rin glial pinanggalingan at hindi kinakailangang mediated sa pamamagitan ng nerbiyos impulses. Hindi tulad ng neurotransmitter, ang modulator ay gumaganap hindi lamang sa postsynaptic membrane, kundi pati na rin sa ibang bahagi ng neuron, kabilang ang intracellularly.

Mayroong pre- at postsynaptic modulasyon. Ang konsepto ng "neuromodulator" ay mas malawak kaysa sa konsepto ng "neurotransmitter". Sa ilang mga kaso, ang tagapamagitan ay maaari ding maging isang modulator. Halimbawa, ang norepinephrine na inilabas mula sa sympathetic nerve end acts bilang isang neurotransmitter para sa a1 receptors, ngunit bilang isang neuromodulator kumikilos ito sa a2-adrenoreceptors; sa huli kaso ito mediates ang pagsugpo ng kasunod na pagtatago ng noradrenaline.

Ang mga sangkap na nagsasagawa ng mga tungkulin ng tagapamagitan ay naiiba hindi lamang sa istraktura ng kemikal, kundi pati na rin sa paraan kung saan nangyayari ang mga compartment ng cell ng nerve ang kanilang synthesis. Ang mga klasikal na mababang molekular na mediator ay tinatangkilik sa aksidente ng aksos at kasama sa mga maliliit na synaptic vesicles (50 nm ang lapad) para sa imbakan at paglabas. Ang N0 ay isinama din sa terminolohiya, ngunit dahil hindi ito maaaring naka-pack sa mga vesicle, agad itong lumalabas mula sa nerve end at nakakaapekto sa target. Ang peptide neurotransmitters ay synthesized sa gitnang bahagi ng neuron (perikaryon) ay nakabalot sa malaking vesicles na may isang siksikan center (100-200 nm sa diameter) at transported sa pamamagitan ng axonal kasalukuyang sa nerve endings.

Acetylcholine at catecholamines synthesized mula sa dugo nagpapalipat-lipat precursors, samantalang ang amino acid neurotransmitters at peptides ay huli nabuo mula sa asukal. Gaya ng nalalaman, ang mga neuron (tulad ng iba pang mga selula ng organismo ng mas mataas na mga hayop at mga tao) ay hindi maaaring mag-synthesize ng tryptophan. Samakatuwid, ang unang hakbang na humahantong sa simula ng serotonin synthesis ay ang facilitated transportasyon ng tryptophan mula sa dugo sa utak. Ito amino acid, pati na rin ang iba pang neutral amino acids (phenylalanine, leucine at methionine), ay transported mula sa dugo sa utak sa pamamagitan ng mga espesyal na mga carrier na kabilang sa pamilya ng mga vectors monocarboxylic acids. Sa gayon, ang isa sa mga mahalagang mga kadahilanan sa pagtukoy ang antas ng serotonin sa serotonergic neurons, ay kamag-anak bilang kung ihahambing sa iba pang mga neutral amino acids tryptophan sa diyeta. Halimbawa, boluntaryo na kutsara sa isang mababang protina diyeta para sa isang araw at pagkatapos ay pinapayagan amino acid halo na naglalaman ng walang tryptophan exhibited agresibo pag-uugali at ang pagbabago sa cycle "sleep-wake" na nauugnay sa nabawasan ang mga antas ng serotonin sa utak.

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