Neuroprzekaźniki: rodzaje i działanie

Neuroprzekaźnik (neurotransmiter, neuromediator) to cząsteczka chemiczna, dzięki której możliwe jest przekazywanie sygnałów pomiędzy komórkami nerwowymi, ale nie tylko. Neuroprzekaźnikiem jest zarówno należąca do amin serotonina, jak i hormon wazopresyna czy aminokwas glicyna. Jakie jeszcze inne neuroprzekaźniki wyróżnia się u ludzi i co się dzieje w sytuacji, kiedy dochodzi do zaburzeń ilości poszczególnych neurotransmiterów w organizmie?

Spis treści

1. Neuroprzekaźniki: fizjologia działania
2. Neuroprzekaźniki: przykłady neurotransmiterów
3. Neuroprzekaźniki: przykłady działania różnych neurotransmiterów
4. Neuroprzekaźniki: schorzenia związane z układami neurotransmiterów
5. Neuroprzekaźniki: wpływ na neurotransmitery wykorzystują lekarze, ale nie tylko oni…

Neuroprzekaźnik (neurotransmiter, neuromediator) to cząsteczki chemiczne, za pomocą których poszczególne komórki nerwowe komunikują się ze sobą, dowiódł tego w 1921 roku niemiecki farmakolog, Otto Loewi. Neurotransmitery są substancjami, które typowo są produkowane w obrębie komórek nerwowych i mogą one być z nich uwalniane. Neurony – poprzez neuroprzekaźniki – przesyłają sygnały nerwowe nie tylko do innych komórek układu nerwowego, ale i do komórek mięśniowych czy komórek należących do gruczołów wydzielania wewnętrznego.

Obecnie wyróżnianych jest już ponad 100 różnych neuroprzekaźników, co więcej – wciąż odkrywane są kolejne. Zastanawiający jest jednak pewien aspekt: w komórkach nerwowych informacje przesyłane są jako bodźce elektryczne, co więc do zjawisk związanych z prądem elektrycznym mają substancje chemiczne w postaci neuroprzekaźników?

Neuroprzekaźniki: fizjologia działania

W komórkach nerwowych neuroprzekaźniki klasycznie gromadzone są w specyficznych tworach, określanych jako pęcherzyki synaptyczne. Tutaj dochodzi do wyjaśnienia, jaki jest związek pomiędzy impulsami elektrycznymi a chemicznymi w neuronach. Otóż pęcherzyki synaptyczne znajdują się zwykle w pobliżu jednego z elementów synapsy (stanowiącej połączenie pomiędzy dwoma komórkami nerwowymi czy komórką nerwową a komórką mięśniową), którym jest zakończenie presynaptyczne. Dotarcie do zakończenia presynaptycznego impulsu elektrycznego, doprowadzającego do jego depolaryzacji, prowadzi do przyłączenia się pęcherzyków synaptycznych do błony presynaptycznej. Ostatecznie dochodzi do egzocytozy (uwolnienia) neuroprzekaźnika do szczeliny synaptycznej.

Sam fakt znajdowania się neurotransmitera pomiędzy zakończeniem pre- i postsynaptycznym nie jest wystarczający do przekazania sygnału między komórkami. Aby doszło do tego zjawiska, neuroprzekaźnik musi połączyć się ze znajdującymi się w obrębie błony postsynaptycznej, charakterystycznymi dla niego, receptorami.

To, co dzieje się wtedy, kiedy neuroprzekaźnik przyłącza się do receptora, zależne jest chociażby od rodzaju neuroprzekaźnika. Wyróżnia się bowiem neuroprzekaźniki pobudzające, które – jeżeli tylko dociera ich do zakończenia postsynaptycznego odpowiednia ilość – doprowadzają do depolaryzacji komórki nerwowej i do przesłania dalej przenoszonego przez synapsę impulsu. Inaczej działają z kolei neuroprzekaźniki hamujące, ich efektem jest wystąpienie hiperpolaryzacji, czyli stanu, w którym pobudliwość komórki nerwowej ulega zmniejszeniu.

Neuroprzekaźniki: przykłady neurotransmiterów

Już dziś wyszczególnianych jest ponad 100 neuroprzekaźników, a do tego naukowcy co jakiś odkrywają kolejne jeszcze substancje, które również można zaliczyć do tej grupy. Tak naprawdę neuroprzekaźnikami jest wyjątkowo wiele różnorodnych związków, jako przykłady najistotniejszych neuroprzekaźników można podać:

• kwas glutaminowy
• kwas γ-aminomasłowy (GABA)
• glicynę
• serotoninę
• dopaminę
• noradrenalinę (norepinefrynę)
• adrenalinę (epinefrynę)
• histaminę
• adenozynę
• hormony (takie jak np. wazoaktywny peptyd jelitowy, oksytocyna czy wazopresyna)
• endogenne opiody (np. dynorfina, endorfiny)
• neurokininy
• acetylocholinę
• tlenek azotu

Budowa chemiczna poszczególnych neuroprzekaźników bywa bardzo różnorodna. Do neurotransmiterów zaliczane są bowiem zarówno aminokwasy (jak np. glicyna), peptydy (jak substancja P), pochodne puryn (jak adenozyna) czy monoaminy (takie jak choćby noradrenalina czy dopamina).

Neuroprzekaźniki: przykłady działania różnych neurotransmiterów

Różnorodne neuroprzekaźniki różnią się od siebie nie tylko budową, ale i miejscami organizmu, w których występują ich największe ilości, jak i wywieranymi przez nie efektami działania.

Dopamina jest neurotransmiterem, który w różnych częściach układu nerwowego wykazuje odrębne działania. W obrębie struktur układu piramidowego dopamina odpowiada m.in. za koordynację ruchów oraz napięcie mięśni. W układzie limbicznym ten neuroprzekaźnik wpływa na nasze emocje, z kolei w strukturach układu hormonalnego zadaniem dopaminy jest sprawowanie kontroli nad wydzielaniem hormonów – dopamina bywa nazywana również prolaktostatyną z tego względu, iż zmniejsza ona uwalnianie prolaktyny.

Serotonina to neuroprzekaźnik, który czasami bywa nazywany „hormonem szczęścia”. Serotonina produkowana jest nie tylko w obrębie układu nerwowego, ale i również m.in. w przewodzie pokarmowym czy w płytkach krwi. Ten neuroprzekaźnik związany jest z naszym nastrojem, ale i reguluje sen, ma wpływ na apetyt czy zachowania popędowe.

Kwas γ-aminomasłowy (GABA) jest jednym z podstawowych neuroprzekaźników hamujących w układzie nerwowym. To właśnie pod wpływem jego działania możemy się uspokoić i wyciszyć, efektem hamującego wpływu GABA jest także redukcja nasilenia lęku. Wydawać by się teoretycznie mogło, że przy braku GABA ludzie mogliby być cały czas aktywni – w końcu wtedy nic nie hamowałoby czynności układu nerwowego. Taka sytuacja byłaby jednak zdecydowanie niekorzystna – niedostatek GABA mógłby prowadzić do takiej nadaktywności komórek nerwowych, przez którą dochodziłoby do szkodliwego pobudzenia, związanego nawet z odczuwaniem skrajnego lęku.

Endogenne opioidy, których przykładem są endorfiny, stanowią kolejny rodzaj neuroprzekaźników związanych z odczuwaniem szczęścia. Skutkiem ich działania mogą być nawet stany euforyczne, oprócz tego typu neuromodulatory tego typu mogą doprowadzać do zniesionego odczuwania takich nieprzyjemnych doznań, jak ból czy drętwienie.

Adrenalina – substancja znana przede wszystkim jako lek w wielu różnych stanach zagrożenia życia – jest z kolei neuroprzekaźnikiem, który kontroluje czynność nadnerczy, ale i wpływa na przebieg snu. Oprócz tego to właśnie adrenalina jest podstawowym neuroprzekaźnikiem układu współczulnego, i to ona odpowiada za mobilizację organizmu w sytuacjach stresowych.

Neuroprzekaźniki: schorzenia związane z układami neurotransmiterów

Nie budzi zapewne zdziwienia, że zaburzenia ilości neuroprzekaźników w organizmie są brane pod uwagę jako potencjalne przyczyny różnorodnych schorzeń.

Przykładowo, niedobory serotoniny stanowią jedną z możliwych przyczyn występowania u ludzi stanów depresyjnych. Serotonina ogólnie przykuwa uwagę naukowców ze względu na to, że jej niedostatek w organizmie teoretycznie może prowadzić do bezsenności i tendencji do zachowań agresywnych, ale i może sprzyjać pojawianiu się u ludzi napadów objadania się.

Dopamina i zaburzenia jej ilości w organizmie powiązywane są przede wszystkim z dwoma jednostkami. W psychiatrii zauważa się, że u chorych na schizofrenię w jednych częściach mózgowia może dochodzić do nadmiernej aktywności dopaminergicznej (sprzyjającej występowaniu w tej chorobie objawów wytwórczych, takich jak omamy i urojenia), a w innych częściach mózgu do niedostatecznej aktywności dopaminergicznej. Z dopaminą związane jest także inne, neurologiczne tym razem schorzenie, którym jest choroba Parkinsona – to właśnie niedobory tego neuroprzekaźnika doprowadzają do występowania u chorych zaburzeń czynności ruchowych.

Chorobami związanymi z neuroprzekaźnikami mogą być również i zaburzenia otępienne. Taka zależność możliwa jest chociażby w przypadku choroby Alzheimera, w której u pacjentów dochodzić może do niedoborów acetylocholiny, czyli niedostatku neuroprzekaźnika związanego m.in. z procesami pamięciowymi.

Neuroprzekaźniki: wpływ na neurotransmitery wykorzystują lekarze, ale nie tylko oni…

Oddziaływania wpływające na układy neuroprzekaźnikowe lekarze wykorzystują już od dawna. Wspomnieć tutaj można chociażby o podawaniu chorym na chorobę Parkinsona prekursorów dopaminy w postaci lewodopy czy o lekach przeciwdepresyjnych, wśród których najpopularniejsze są preparaty zmniejszające wychwyt zwrotny serotoniny (w skrócie preparaty te są określane jako SSRI). W przypadku zaburzeń otępiennych chorym zalecane są z kolei leki z grupy inhibitorów acetylocholinoesterazy, które – zahamowując enzym rozkładający acetylocholinę – prowadzą do zwiększenia ilości tego neuroprzekaźnika w organizmach pacjentów.

Powyżej opisane wywieranie wpływu na układy neuroprzekaźnikowe wydaje się jak najbardziej uzasadnione, niestety – znajomość informacji o układach neuroprzekaźnikowych wykorzystywana jest również w zdecydowanie nielegalnych celach. Jako przykład można tutaj podać chociażby pigułkę gwałtu – zawarta w niej substancja, kwas γ-hydroksymasłowy, jest naturalnie występującym neuroprzekaźnikiem, który w organizmie człowieka powstaje z kwasu γ-aminomasłowego. Neurotransmiter w postaci pochodnej kwasu masłowego u ludzi występuje jednak w niewielkich ilościach, w pigułkach gwałtu znajdują się natomiast znaczne ilości tej substancji. Kwas γ-hydroksymasłowy należy do neuroprzekaźników hamujących – spożycie jego dużych dawek może doprowadzić do takiego zahamowania czynności układu nerwowego, którego skutkiem będą zaburzenia pamięci, senność czy nawet utrata przytomności. Takie właśnie właściwości wspomnianego związku odpowiadają za działania wywierane przez, obecne wciąż niestety w naszej rzeczywistości, pigułki gwałtu.