Mediátory nervového systému (neurotransmitery)

Neurotransmiter (neurotransmiter, neurotransmiter) - látka, která se syntetizuje v neuronech obsažených v presynaptických zakončení se uvolňuje do synaptické štěrbiny v reakci na nervových vzruchů a působí na specifických částí postsynaptické buňky, což způsobuje změny membránového potenciálu a metabolismu buněk.

Do poloviny minulého století mediátorům zahrnuty pouze aminy a aminokyseliny, ale objev vlastností neurotransmiter purinových nukleotidů, derivátům lipidů a neuropeptidů velmi rozšířil skupinu mediátorů. Na konci minulého století bylo prokázáno, že některé ROS mají také vlastnosti podobné mediátorům.

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

Chemická struktura mediátorů

Podle chemické struktury jsou mediátory heterogenní skupinou. Zahrnuje éter cholinu (acetylcholin); skupina monoaminů včetně katecholaminů (dopamin, norepinefrin a epinefrin); indoly (serotonin) a imidazoly (histamin); kyseliny (glutamát a aspartát) a bazické (GABA a glycin) aminokyseliny; puriny (adenosin, ATP) a peptidy (enkefaliny, endorfiny, substance P). Do stejné skupiny existují látky, které nelze klasifikovat jako pravé neurotransmitery - steroidy, eikosanoidy a řadu ROS, především N0.

K řešení problému neurotransmiterní povahy sloučeniny se používá řada kritérií. Hlavní jsou uvedeny níže.

1. Látka se musí nahromadit v presynaptických koncích, uvolnit v reakci na příchozí impuls. Presynaptická oblast by měla obsahovat systém syntézy této látky a postsynaptická zóna by měla detekovat specifický receptor pro sloučeninu.
2. Při stimulaci presynaptické oblasti by se měla vyskytnout Ca-dependentní exkrece (exocytóza) této sloučeniny na intersynaptickou mezeru úměrnou stimulační síle.
3. Povinná identita účinků endogenního neurotransmiteru a navrženého mediátoru při jeho aplikaci na cílovou buňku a možnost farmakologického blokování účinků navrhovaného mediátoru.
4. Přítomnost systému opětovného zachycení předpokládaného mediátoru v presynaptickém konci a / nebo sousedních astrogliálních buňkách. Existují případy, kdy samotný mediátor není zpětně zachycen, ale produkt jeho štěpení (například cholin po štěpení acetylcholinu enzymem acetylcholinesteráza).

Vliv léků na různé stupně funkce mediátoru v synaptickém přenosu

Etapy	Změna efektu	Výsledek nárazu
Syntézní mediátor	Přidání prekurzoru Blokáda zpětného vychytávání Blokáda enzymů syntézy	↑ ↓ ↓
Akumulace	Inhibice zachycování ve váčcích inhibicí vazby ve váčcích	↑ ↓ ↑ ↑
Izolace (exocytóza)	Stimulace inhibičních autoreceptorů Blokáda autoreceptorů Poruchy exocytózních mechanismů	↓ ↑ ↓
Akce	Účinky agonistů na receptory	↑
Na receptory	Blokování postsynaptických receptorů	↓
Zničení zprostředkovatele	Blokáda zpětného vychytávání neurony a / nebo glia Inhibice zpomalení v neuronech	↑ ↑
	Inhibice zpomalování v synaptické štěrbině	↑

Použití různých metod k testování funkce prostředníka, včetně nejmodernější (imunohistochemie, rekombinantní DNA, a další.), Brání omezené dostupnosti většiny jednotlivých synapsí, a také proto, že na omezenou sadu nástrojů, jejichž cílem farmakologické účinky.

Při pokusu o definici pojmu „mediátorů“ čelí řadě problémů, protože v posledních desetiletích rozšířila seznam látek, které vykonávají v nervovém systému, se stejnou funkcí signálu jako klasické neurotransmiterů, ale liší se od nich svou chemickou povahou, syntetických drah, receptory. Především to platí pro velké skupiny neuropeptidů, a také k AFC, a první, oxidů dusíku (N0 nitroxid,), pro které je mediátor popsané vlastnosti dobré. Na rozdíl od „klasických“ mediátorů, neuropeptidy, mají tendenci mít větší velikost, je syntetizován s nízkou rychlostí, v nízkých koncentracích a hromadí se váží na receptory, má nízkou afinitu, kromě toho, že nemají koncové presynaptických mechanismus vychytávání serotoninu. Délka účinku neuropeptidů a mediátorů se také výrazně liší. Pokud jde o oxid dusnatý, přes jeho účast v interakcích buňka-buňka, na řadě kritérií, lze přičíst ani tak mediátorů, a na pomocné zprostředkovatele.

Původně bylo věřeno, že nervový konec může obsahovat pouze jeden neurotransmiter. K dnešnímu dni, možnost mít k terminálům několika mediátory uvolňované společně v reakci na impuls, a působí na cílové buňky, - příslušenství (koexistujících) mediátory (komediatory, kotransmittery). V tomto případě dochází k akumulaci různých mediátorů v jedné presynaptické oblasti, avšak v různých vesikulách. Příklad komiků může sloužit jako klasické mediátory a neuropeptidy, které se liší v místě syntézy a jsou zpravidla lokalizovány na jednom konci. Vydání komiků se odehrává v reakci na řadu vzrušujících potenciálů určité frekvence.

V moderní neurochémii jsou navíc k neurotransmiterům izolovány látky, které modulují jejich účinky: neuromodulátory. Jejich účinnost je tonická a delší v čase než činnost mediátorů. Tyto látky mohou mít nejen neuronální (synaptický), ale i gliový původ a nemusí být nutně zprostředkovány nervovými impulsy. Na rozdíl od neurotransmiteru modulátor působí nejen na postsynaptickou membránu, ale také na jiných částech neuronu, včetně intracelulárně.

Existuje pre- a postsynaptická modulace. Koncept "neuromodulátoru" je širší než pojem "neurotransmiter". V některých případech může být mediátor také modulátor. Například norepinefrin uvolněný z sympatického nervového konce působí jako neurotransmiter pro receptory al, ale jako neuromodulátor působí na a2-adrenoreceptory; v druhém případě zprostředkovává inhibici následné sekrece noradrenalinu.

Látky, které vykonávají funkci mediátoru, se liší nejen chemickou strukturou, ale také způsobem, jakým dochází k syntéze nervových buněk. Klasické nízkomolekulární mediátory jsou syntetizovány v axonovém zakončení a zahrnují se v malých synaptických vezikulách (50 nm v průměru) pro skladování a uvolňování. N0 se také syntetizuje v terminologii, ale protože nemůže být zabalen do vezikulů, okamžitě se rozptýlí z nervového konce a ovlivní cíl. Peptidové neurotransmitery jsou syntetizovány v centrální části neuronů (perikaryon) jsou baleny do velkých váčků s hustou centra (100 až 200 nm v průměru) a transportován přes axonální proud na nervových zakončeních.

Acetylcholin a katecholaminy jsou syntetizovány z cirkulujících progenitorů, zatímco mediátory a peptidy aminokyselin jsou nakonec tvořeny z glukózy. Jak je známo, neurony (stejně jako jiné buňky organismu vyšších zvířat a lidí) nemohou syntetizovat tryptofan. Proto je prvním krokem vedoucím k nástupu syntézy serotoninu usnadnění transportu tryptofanu z krve do mozku. Tato aminokyselina, stejně jako další neutrální aminokyseliny (fenylalanin, leucin a methionin), je transportován z krve do mozku pomocí speciálních nosičů, které patří do rodiny vektorů monokarboxylových kyselin. Jedním z důležitých faktorů určujících hladinu serotoninu u serotonergních neuronů je tedy relativní množství tryptofanu v potravinách ve srovnání s jinými neutrálními aminokyselinami. Například dobrovolníci, kteří se krmí diety s nízkým na jeden den a pak se nechá směs aminokyselin neobsahující tryptofanu vykazovala agresivní chování a změny v cyklu „spánku-probouzení“, který je spojen se sníženým hladiny serotoninu v mozku.

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