Identificazione di un neurotrasmettitore

by Kendra Cherry

Come funzionano, tipi diversi e perché sono importanti

Un neurotrasmettitore è definito come un messaggero chimico che trasporta, potenzia e bilancia segnali tra neuroni , cellule nervose e altre cellule del corpo. Questi messaggeri chimici possono influenzare un'ampia varietà di funzioni sia fisiche che psicologiche, tra cui la frequenza cardiaca, il sonno, l'appetito, l'umore e la paura. Miliardi di neurotrasmettitori lavorano costantemente per mantenere il nostro cervello funzionante, gestendo ogni cosa, dalla respirazione al battito del cuore, ai nostri livelli di apprendimento e concentrazione.

Come funzionano i neurotrasmettitori

Affinché i neuroni inviino messaggi in tutto il corpo, devono essere in grado di comunicare tra loro per trasmettere segnali. Tuttavia, i neuroni non sono semplicemente collegati tra loro. Alla fine di ogni neurone c'è un piccolo spazio chiamato sinapsi e per comunicare con la cellula successiva, il segnale deve essere in grado di attraversare questo piccolo spazio. Ciò avviene attraverso un processo noto come neurotrasmissione.

Nella maggior parte dei casi, un neurotrasmettitore viene rilasciato da quello che è noto come il terminale assone dopo che un potenziale d'azione ha raggiunto la sinapsi, un luogo in cui i neuroni possono trasmettere segnali l'uno all'altro.

Quando un segnale elettrico raggiunge la fine di un neurone, attiva il rilascio di piccole sacche chiamate vescicole che contengono i neurotrasmettitori. Queste sacche versano il loro contenuto nella sinapsi, dove i neurotrasmettitori si spostano quindi attraverso lo spazio verso le cellule vicine.

Queste cellule contengono recettori in cui i neurotrasmettitori possono legarsi e innescare cambiamenti nelle cellule.

Dopo il rilascio, il neurotrasmettitore attraversa il gap sinaptico e si attacca al sito del recettore sull'altro neurone, sia eccitanti che inibendo il neurone ricevente a seconda di cosa sia il neurotrasmettitore.

I neurotrasmettitori agiscono come una chiave e il sito recettore agisce come una serratura. Prende la chiave giusta per aprire blocchi specifici. Se il neurotrasmettitore è in grado di lavorare sul sito del recettore, fa scattare cambiamenti nella cellula ricevente.

Talvolta i neurotrasmettitori possono legarsi ai recettori e causare la trasmissione di un segnale elettrico lungo la cellula (eccitatorio). In altri casi, il neurotrasmettitore può effettivamente impedire al segnale di continuare, impedendo il trasferimento del messaggio (inibitorio).

Quindi cosa succede a un neurotrasmettitore una volta completato il suo lavoro? Una volta che il neurotrasmettitore ha avuto l'effetto progettato, la sua attività può essere fermata da diversi meccanismi.

Può essere degradato o disattivato dagli enzimi
Può allontanarsi dal recettore
Può essere recuperato dall'assone del neurone che lo ha rilasciato in un processo noto come reuptake

I neurotrasmettitori svolgono un ruolo importante nella vita quotidiana e nel funzionamento. Gli scienziati non sanno ancora esattamente quanti neurotrasmettitori esistono, ma sono stati identificati più di 100 messaggeri chimici.

Cosa fanno i neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori possono essere classificati in base alla loro funzione:

Neurotrasmettitori eccitatori : questi tipi di neurotrasmettitori hanno effetti eccitatori sul neurone, il che significa che aumentano la probabilità che il neurone inneschi un potenziale d'azione.

Alcuni dei principali neurotrasmettitori eccitatori includono l'adrenalina e la norepinefrina.

Neurotrasmettitori inibitori: questi tipi di neurotrasmettitori hanno effetti inibitori sul neurone; diminuiscono la probabilità che il neurone inneschi un potenziale d'azione. Alcuni dei principali neurotrasmettitori inibitori comprendono la serotonina e l'acido gamma-aminobutirrico (GABA).

Alcuni neurotrasmettitori, come l'acetilcolina e la dopamina, possono creare effetti eccitatori e inibitori a seconda del tipo di recettori presenti.

Neurotrasmettitori modulatori: questi neurotrasmettitori, spesso definiti neuromodulatori, sono in grado di interessare un numero maggiore di neuroni allo stesso tempo.

Questi neuromodulatori influenzano anche gli effetti di altri messaggeri chimici. Nei casi in cui i neurotrasmettitori sinaptici vengono rilasciati dai terminali degli assoni per avere un impatto ad azione rapida su altri neuroni recettori, i neuromodulatori si diffondono su un'area più ampia e sono più lenti.

Tipi di neurotrasmettitori

Esistono diversi modi per classificare e classificare i neurotrasmettitori. In alcuni casi, sono semplicemente divisi in monoammine, amminoacidi e peptidi.

I neurotrasmettitori possono anche essere classificati in uno dei sei tipi:

Aminoacidi

L'acido gamma-aminobutirrico (GABA) agisce come principale messaggero chimico inibitorio del corpo. GABA contribuisce alla visione, al controllo motorio e gioca un ruolo nella regolazione dell'ansia. Le benzodiazepine, che sono utilizzate per aiutare a trattare l'ansia, funzionano aumentando l'efficienza dei neurotrasmettitori GABA, che possono aumentare la sensazione di rilassamento e calma.
Il glutammato è il neurotrasmettitore più abbondante presente nel sistema nervoso dove svolge un ruolo nelle funzioni cognitive come la memoria e l' apprendimento . Quantità eccessive di glutammato possono causare eccitotossicità con conseguente morte cellulare. Questa eccitotossitosi causata dall'accumulo di glutammato è associata ad alcune malattie e lesioni cerebrali tra cui il morbo di Alzheimer, l'ictus e le convulsioni epilettiche.

peptidi

L'ossitocina è sia un ormone che un neurotrasmettitore. È prodotto dall'ipotalamo e svolge un ruolo nel riconoscimento sociale, nel legame e nella riproduzione sessuale. Ossitocina sintetica come Pitocin è spesso usata come aiuto nel travaglio e nel parto. Sia l'ossitocina che la pitocina causano la contrazione dell'utero durante il travaglio.
Le endorfine sono neurotrasmettitori che inibiscono la trasmissione dei segnali del dolore e promuovono sentimenti di euforia. Questi messaggeri chimici sono prodotti naturalmente dal corpo in risposta al dolore, ma possono anche essere innescati da altre attività come l'esercizio aerobico. Ad esempio, sperimentare un "high runner" è un esempio di sensazioni piacevoli generate dalla produzione di endorfine.

monoamine

L'epinefrina è considerata sia un ormone che un neurotrasmettitore. Generalmente, l'adrenalina (adrenalina) è un ormone dello stress che viene rilasciato dal sistema surrenale. Tuttavia, funziona come un neurotrasmettitore nel cervello.
La norepinefrina è un neurotrasmettitore che svolge un ruolo importante nella vigilanza è coinvolto nella lotta del corpo o nella risposta al volo . Il suo ruolo è quello di aiutare a mobilitare il corpo e il cervello per agire nei momenti di pericolo o di stress. I livelli di questo neurotrasmettitore sono in genere più bassi durante il sonno e più elevati durante i periodi di stress.
L'istamina agisce come un neurotrasmettitore nel cervello e nel midollo spinale. Svolge un ruolo nelle reazioni allergiche ed è prodotto come parte della risposta del sistema immunitario ai patogeni.
La dopamina svolge un ruolo importante nel coordinamento dei movimenti del corpo. La dopamina è anche coinvolta nella ricompensa, nella motivazione e nelle aggiunte. Diversi tipi di farmaci che provocano dipendenza aumentano i livelli di dopamina nel cervello. La malattia di Parkinson, che è una malattia degenerativa che provoca tremori e alterazioni del movimento motorio, è causata dalla perdita di neuroni generatori di dopamina nel cervello.
La serotonina svolge un ruolo importante nel regolare e modulare l'umore, il sonno, l'ansia, la sessualità e l'appetito. Gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina , di solito indicati come SSRI, sono un tipo di farmaco antidepressivo comunemente prescritto per il trattamento di depressione, ansia, disturbo di panico e attacchi di panico. Gli SSRI lavorano per bilanciare i livelli di serotonina bloccando la ricaptazione della serotonina nel cervello, che può aiutare a migliorare l'umore e ridurre i sentimenti di ansia.

Le purine

L'adenosina agisce come un neuromodulatore nel cervello ed è coinvolta nella soppressione dell'eccitazione e miglioramento del sonno.
L'adenosina trifosfato (ATP) agisce come un neurotrasmettitore nei sistemi nervoso centrale e periferico . Svolge un ruolo nel controllo autonomo, nella trasduzione sensoriale e nella comunicazione con le cellule gliali. La ricerca suggerisce che potrebbe anche avere una parte in alcuni problemi neurologici tra cui dolore, traumi e disturbi neurodegenerativi.

Gasotransmitters

L'ossido nitrico svolge un ruolo nell'influenzare i muscoli lisci, rilassandoli per consentire ai vasi sanguigni di dilatarsi e aumentare il flusso di sangue in certe aree del corpo.
Il monossido di carbonio è generalmente noto come un gas incolore e inodore che può avere effetti tossici e potenzialmente fatali quando le persone sono esposte a livelli elevati della sostanza. Tuttavia, è anche prodotto naturalmente dal corpo in cui agisce come un neurotrasmettitore che aiuta a modulare la risposta infiammatoria del corpo.

L'acetilcolina

L'acetilcolina è l'unico neurotrasmettitore nella sua classe. Trovato nel sistema nervoso centrale e periferico, è il principale neurotrasmettitore associato ai motoneuroni. Gioca un ruolo nei movimenti muscolari così come nella memoria e nell'apprendimento.

Cosa succede quando i neurotrasmettitori non funzionano correttamente

Come per molti dei processi del corpo, le cose a volte possono andare male. Forse non sorprende che un sistema così vasto e complesso come il sistema nervoso umano sia suscettibile di problemi.

Alcune delle cose che potrebbero andare storte includono:

I neuroni potrebbero non produrre abbastanza di un particolare neurotrasmettitore
Potrebbe essere rilasciato troppo di un particolare neurotrasmettitore
Troppi neurotrasmettitori possono essere disattivati dagli enzimi
I neurotrasmettitori possono essere riassorbiti troppo rapidamente

Quando i neurotrasmettitori sono affetti da malattie o droghe, possono esserci diversi effetti avversi sul corpo. Malattie come l'Alzheimer, l' epilessia e il Parkinson sono associate a deficit in alcuni neurotrasmettitori.

I professionisti della salute riconoscono il ruolo che i neurotrasmettitori possono svolgere nelle condizioni di salute mentale, motivo per cui i farmaci che influenzano le azioni dei messaggeri chimici del corpo vengono spesso prescritti per aiutare a trattare una varietà di condizioni psicologiche .

Ad esempio, la dopamina è associata a cose come la dipendenza e la schizofrenia. La serotonina svolge un ruolo nei disturbi dell'umore tra cui depressione e DOC. Farmaci, come gli SSRI, possono essere prescritti da medici e psichiatri per aiutare a trattare i sintomi della depressione o dell'ansia. I farmaci vengono talvolta usati da soli, ma possono anche essere usati in combinazione con altri trattamenti terapeutici, inclusa la terapia cognitivo-comportamentale .

Farmaci che influenzano i neurotrasmettitori

Forse la più grande applicazione pratica per la scoperta e la comprensione dettagliata di come funzionano i neurotrasmettitori è stato lo sviluppo di farmaci che hanno un impatto sulla trasmissione chimica. Questi farmaci sono in grado di modificare gli effetti dei neurotrasmettitori, che possono alleviare i sintomi di alcune malattie.

Agonisti vs antagonisti: alcuni farmaci sono noti come agonisti e funzionano aumentando gli effetti di specifici neurotrasmettitori. Altri farmaci e indicati come antagonisti e agiscono per bloccare gli effetti della neurotrasmissione.
Effetti diretti e indiretti: questi farmaci neuroattivi possono essere ulteriormente suddivisi in base al fatto che abbiano un effetto diretto o indiretto. Quelli che hanno un effetto diretto funzionano imitando i neurotrasmettitori perché sono molto simili nella struttura chimica. Coloro che hanno un impatto indiretto agiscono sui recettori sinaptici.

I farmaci che possono influenzare la neurotrasmissione includono i farmaci usati per curare le malattie inclusa la depressione e l'ansia, come gli SSRI, gli antidepressivi trycyclic e le benzodiazepine .

Anche droghe illecite come eroina, cocaina e marijuana hanno un effetto sulla neurotrasmissione. L'eroina agisce come un agonista ad azione diretta, imitando gli oppioidi naturali del cervello abbastanza da stimolare i loro recettori associati. La cocaina è un esempio di un farmaco ad azione indiretta che influenza la trasmissione della dopamina.

Identificazione dei neurotrasmettitori

L'effettiva identificazione dei neurotrasmettitori può effettivamente essere abbastanza difficile. Mentre gli scienziati possono osservare le vescicole contenenti i neurotrasmettitori, capire quali sostanze chimiche sono conservate nelle vescicole non è così semplice.

Per questo motivo, i neuroscienziati hanno sviluppato una serie di linee guida per determinare se una sostanza chimica debba essere definita o meno un neurotrasmettitore:

La sostanza chimica deve essere prodotta all'interno del neurone.
Gli enzimi precursori necessari devono essere presenti nel neurone.
Ci deve essere abbastanza del presente chimico per avere effettivamente un effetto sul neurone postsinaptico.
La sostanza chimica deve essere rilasciata dal neurone presinaptico, e il neurone postsinaptico deve contenere i recettori a cui la sostanza chimica si legherà.
Deve esserci un meccanismo di ricaptazione o un enzima presente che arresta l'azione della sostanza chimica.

Una parola da

I neurotrasmettitori svolgono un ruolo fondamentale nella comunicazione neuronale, influenzando tutto, dai movimenti involontari all'apprendimento dell'umore. Questo sistema è complesso e altamente interconnesso. I neurotrasmettitori agiscono in modi specifici, ma possono anche essere influenzati da malattie, droghe o anche azioni di altri messaggeri chimici.

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