Neurotransmitters sind endogene Chemikalien, die Signale von einem Neuron bis eine Zielzelle über eine Synapse übersenden. Neurotransmitters werden in synaptic vesicles paketiert hat sich unter der Membran im axon Terminal auf der presynaptic Seite einer Synapse gesammelt. Sie werden darin veröffentlicht und über die Synaptic-Spalte weitschweifig, wo sie zu spezifischen Empfängern in der Membran auf der postsynaptic Seite der Synapse binden. Die Ausgabe von neurotransmitters folgt gewöhnlich Ankunft eines Handlungspotenzials an der Synapse, aber kann auch sortierten elektrischen Potenzialen folgen. "Grundlinie"-Ausgabe der niedrigen Stufe kommt auch ohne elektrische Anregung vor. Neurotransmitters werden von reichlichen und einfachen Vorgängern wie Aminosäuren synthetisiert, die von der Diät sogleich verfügbar sind, und die nur eine kleine Zahl von Biosynthetic-Schritten verlangen sich umzuwandeln.

Entdeckung

Bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts haben Wissenschaftler angenommen, dass die Mehrheit der synaptic Kommunikation im Gehirn elektrisch war. Jedoch, durch die sorgfältigen histological Überprüfungen von Ramón y Cajal (1852-1934), wurde eine 20 bis 40 nm Lücke zwischen Neuronen, bekannt heute als der zerspaltete synaptic, entdeckt. Die Anwesenheit solch einer Lücke hat Kommunikation über chemische Boten angedeutet, die die Synaptic-Spalte überqueren, und 1921 hat deutscher Pharmakologe Otto Loewi (1873-1961) bestätigt, dass Neurone durch die Ausgabe von Chemikalien kommunizieren können. Durch eine Reihe von Experimenten, die mit den vagus Nerven von Fröschen verbunden sind, ist Loewi im Stande gewesen, die Herzrate von Fröschen manuell zu verlangsamen, indem er den Betrag der Salzlösungsgegenwart um den vagus Nerv kontrolliert hat. Nach der Vollziehung dieses Experimentes hat Loewi behauptet, dass die mitfühlende Regulierung der Herzfunktion durch Änderungen in chemischen Konzentrationen vermittelt werden kann. Außerdem wird Otto Loewi mit dem Entdecken von Azetylcholin (ACh) — der erste bekannte neurotransmitter akkreditiert. Einige Neurone kommunizieren wirklich jedoch über elektrische Synapsen durch den Gebrauch von Lücke-Verbindungspunkten, die spezifischen Ionen erlauben, direkt von einer Zelle bis einen anderen zu gehen.

Sich identifizierender neurotransmitters

Die chemische Identität von neurotransmitters ist häufig schwierig, experimentell zu bestimmen. Zum Beispiel ist es das leichte Verwenden eines Elektronmikroskops, um vesicles auf der presynaptic Seite einer Synapse anzuerkennen, aber es kann nicht leicht sein, direkt zu bestimmen, was chemisch in sie gepackt ist. Die Schwierigkeiten haben zu vielen historischen Meinungsverschiedenheiten geführt, ob eine gegebene Chemikalie war oder als ein Sender nicht klar gegründet wurde. Um eine Struktur den Argumenten zu geben, hat neurochemists eine Reihe experimentell lenksamer Regeln ausgearbeitet. Gemäß dem vorherrschenden Glauben der 1960er Jahre kann eine Chemikalie als ein neurotransmitter klassifiziert werden, wenn sie die folgenden Bedingungen entspricht:

• Es gibt Vorgänger und/oder in der presynaptic Seite der Synapse gelegene Synthese-Enzyme.
• Die Chemikalie ist im presynaptic Element da.
• Es ist in der genügend Menge im presynaptic Neuron verfügbar, um das postsynaptic Neuron zu betreffen.
• Es gibt postsynaptic Empfänger, und die Chemikalie ist im Stande, zu ihnen zu binden.
• Ein biochemischer Mechanismus für inactivation ist da.

Moderne Fortschritte in der Arzneimittellehre, Genetik und chemischen Neuroanatomie haben die Wichtigkeit von diesen Regeln außerordentlich reduziert. Eine Reihe von Experimenten, die mehrere Jahre in den 1960er Jahren genommen haben können, kann jetzt mit der viel besseren Präzision in ein paar Monaten getan werden. So ist es heutzutage für die Identifizierung einer Chemikalie als ein neurotransmitter ungewöhnlich, umstritten seit sehr langen Zeitspannen zu bleiben.

Typen von neurotransmitters

Es gibt viele verschiedene Weisen, neurotransmitters zu klassifizieren. Das Teilen von ihnen in Aminosäuren, peptides, und Monoamine ist zu einigen Klassifikationszwecken genügend.

Größerer neurotransmitters:

• Aminosäuren: glutamate, aspartate, D-serine, γ-aminobutyric Säure (GABA), glycine
• Monoamine und andere biogenic Amine: dopamine (DA), norepinephrine (noradrenaline; NE, NA), epinephrine (Adrenalin), Histamin, serotonin (SE, 5-HT)
• Andere: Azetylcholin (ACh), Adenosin, anandamide, Stickstoffoxyd, usw.

Außerdem sind mehr als 50 neuroactive peptides gefunden worden, und neue werden regelmäßig entdeckt. Viele von diesen sind "co-released" zusammen mit einem Sender des kleinen Moleküls, aber in einigen Fällen ist ein peptide der primäre Sender an einer Synapse. β-endorphin ist ein relativ weithin bekanntes Beispiel eines peptide neurotransmitter; es beschäftigt sich mit hoch spezifischen Wechselwirkungen mit opioid Empfängern im Zentralnervensystem.

Einzelne Ionen, wie synaptically haben Zink veröffentlicht, werden auch als neurotransmitters von einigen betrachtet, wie einige gasartige Moleküle wie Stickstoffoxyd (NO), Wasserstoffsulfid (HS) und Kohlenmonoxid (CO) sind. Das ist nicht klassischer neurotransmitters durch die strengste Definition jedoch, weil, obwohl, wie man alles gezeigt hat, sie experimentell durch presynaptic Terminals auf eine von der Tätigkeit abhängige Weise veröffentlicht worden sind, sie in vesicles nicht paketiert werden.

Bei weitem ist der am meisten überwiegende Sender glutamate, der excitatory an gut mehr als 90 % der Synapsen im menschlichen Gehirn ist. Das folgende am meisten überwiegende ist GABA, der an mehr als 90 % der Synapsen hemmend ist, die glutamate nicht verwenden. Wenn auch andere Sender in weit weniger Synapsen verwendet werden, können sie funktionell sehr wichtig sein — die große Mehrheit von psychoactive Rauschgiften übt ihre Effekten aus, indem sie die Handlungen von einigen neurotransmitter Systemen häufig verändert, durch Sender außer glutamate oder GABA handelnd. Suchterzeugende Rauschgifte wie Kokain und Amphetamin üben ihre Effekten in erster Linie auf das dopamine System aus. Die suchterzeugenden betäubenden Rauschgifte üben ihre Effekten in erster Linie als funktionelle Analoga von opioid peptides aus, die abwechselnd dopamine Niveaus regeln.

Excitatory und hemmend

Einige neurotransmitters werden als "excitatory" oder "hemmend" allgemein beschrieben. Die einzige direkte Wirkung eines neurotransmitter ist, einen oder mehr Typen von Empfängern zu aktivieren. Die Wirkung auf die postsynaptic Zelle hängt deshalb völlig auf die Eigenschaften jener Empfänger ab. Es geschieht, dass für einen neurotransmitters (zum Beispiel, glutamate), die wichtigsten Empfänger alle excitatory Effekten haben: D. h. sie vergrößern die Wahrscheinlichkeit, dass die Zielzelle ein Handlungspotenzial anzünden wird. Für anderen neurotransmitters, wie GABA, die wichtigsten Empfänger haben alle hemmende Effekten (obwohl es Beweise gibt, dass GABA excitatory während der frühen Gehirnentwicklung ist). Es, gibt jedoch, anderen neurotransmitters wie Azetylcholin, für das sowohl excitatory als auch hemmende Empfänger bestehen; und es gibt einige Typen von Empfängern, die komplizierte metabolische Pfade in der postsynaptic Zelle aktivieren, um Effekten zu erzeugen, die entweder excitatory oder hemmend nicht passend genannt werden können. So ist es eine Vergröberung, um einen neurotransmitter excitatory oder hemmend zu nennen — dennoch ist es so günstig, glutamate excitatory und GABA hemmend zu nennen, dass dieser Gebrauch sehr oft gesehen wird.

Handlungen

Wie erklärt, oben soll die einzige direkte Handlung eines neurotransmitter einen Empfänger aktivieren. Deshalb hängen die Effekten eines neurotransmitter Systems von den Verbindungen der Neurone ab, die den Sender und die chemischen Eigenschaften der Empfänger verwenden, zu denen der Sender bindet.

Hier sind einige Beispiele von wichtigen neurotransmitter Handlungen:

• Glutamate wird an der großen Mehrheit von schnellen excitatory Synapsen im Gehirn- und Rückenmark verwendet. Es wird auch an den meisten Synapsen verwendet, die "modifizierbar", d. h. zur Erhöhung oder dem Verringern in der Kraft fähig sind. Wie man denkt, sind modifizierbare Synapsen die Hauptspeicherspeicherelemente im Gehirn. Übermäßige Glutamate-Ausgabe kann zu excitotoxicity das Herbeiführen des Zelltodes führen.
• GABA wird an der großen Mehrheit von schnellen hemmenden Synapsen in eigentlich jedem Teil des Gehirns verwendet. Viele beruhigende/beruhigende Rauschgifte handeln durch das Erhöhen der Effekten von GABA. Entsprechend ist glycine der hemmende Sender im Rückenmark.
• Azetylcholin ist als der Sender am neuromuscular Verbindungspunkt bemerkenswert, der Motornerven mit Muskeln verbindet. Das paralytische Kurare des Pfeil-Giftes handelt durch das Blockieren der Übertragung an diesen Synapsen. Azetylcholin funktioniert auch in vielen Gebieten des Gehirns, aber dem Verwenden verschiedener Typen von Empfängern.
• Dopamine hat mehrere wichtige Funktionen im Gehirn. Es spielt eine kritische Rolle im Belohnungssystem, aber die Funktionsstörung des dopamine Systems wird auch in die Parkinsonsche Krankheit und Schizophrenie hineingezogen.
• Serotonin ist ein Monoamin neurotransmitter. Die meisten werden dadurch erzeugt und im Eingeweide (etwa 90 %) und dem Rest in Zentralnervensystem-Neuronen gefunden. Es fungiert, um Appetit, Schlaf, Gedächtnis und das Lernen, die Temperatur, die Stimmung, das Verhalten, die Muskelzusammenziehung und die Funktion des kardiovaskulären Systems und endokrinen Systems zu regeln. Es wird nachgesonnen, um eine Rolle in Depression zu haben, weil, wie man sieht, einige deprimierte Patienten niedrigere Konzentrationen von metabolites von serotonin in ihrem cerebrospinal flüssigen und Gehirngewebe haben.
• Substanz P ist ein undecapeptide verantwortlicher für die Übertragung des Schmerzes von bestimmten Sinnesneuronen bis das Zentralnervensystem.

Neurone, die bestimmte Typen von neurotransmitters manchmal ausdrücken, bilden verschiedene Systeme, wo die Aktivierung des Systems große Volumina des Gehirns, genannt Volumen-Übertragung betrifft. Neurotransmitter Hauptsysteme schließen den noradrenaline (norepinephrine) System, das dopamine System, das serotonin System und das cholinergic System ein.

Rauschgifte, die den neurotransmitter solcher Systeme ins Visier nehmen, betreffen das ganze System; diese Tatsache erklärt die Kompliziertheit der Handlung von einigen Rauschgiften. Kokain blockiert zum Beispiel das Wiederauffassungsvermögen von dopamine zurück ins presynaptic Neuron, die neurotransmitter Moleküle in der synaptic Lücke länger verlassend. Da der dopamine in der längeren Synapse bleibt, setzt der neurotransmitter fort, zu den Empfängern auf dem postsynaptic Neuron zu binden, eine angenehme emotionale Antwort entlockend. Die physische Hingabe an Kokain kann sich aus anhaltender Aussetzung vom Übermaß dopamine in den Synapsen ergeben, der zum downregulation von einigen postsynaptic Empfängern führt. Nachdem sich die Effekten des Rauschgifts abnutzen, könnte man sich deprimiert wegen der verminderten Wahrscheinlichkeit des neurotransmitter fühlen, der zu einem Empfänger bindet. Prozac ist ein auswählender serotonin Wiederauffassungsvermögen-Hemmstoff (SSRI), der Wiederauffassungsvermögen von serotonin durch die presynaptic Zelle blockiert. Das vergrößert den Betrag der Serotonin-Gegenwart an der Synapse und erlaubt ihm, dort länger, folglich potentiating die Wirkung natürlich veröffentlichten serotonin zu bleiben. AMPT verhindert die Konvertierung von tyrosine zu L-DOPA, dem Vorgänger zu dopamine; reserpine verhindert dopamine Lagerung innerhalb von vesicles; und deprenyl hemmt Monoamin oxidase (MAO)-B und vergrößert so dopamine Niveaus.

Krankheiten können spezifische neurotransmitter Systeme betreffen. Zum Beispiel ist die Parkinsonsche Krankheit mindestens teilweise mit dem Misserfolg von dopaminergic Zellen in Tief-Gehirnkernen, zum Beispiel der substantia nigra verbunden. Behandlungen potentiating die Wirkung von dopamine Vorgängern sind vorgeschlagen und mit dem gemäßigten Erfolg bewirkt worden.

Ein kurzer Vergleich der neurotransmitter Hauptsysteme folgt:

Allgemeiner neurotransmitters

Vorgänger von neurotransmitters

Während die Aufnahme von neurotransmitter Vorgängern wirklich neurotransmitter Synthese vergrößert, werden Beweise betreffs gemischt, ob Neurotransmitter-Ausgabe-(Zündung) vergrößert wird. Sogar mit der vergrößerten Neurotransmitter-Ausgabe ist es unklar, ob das auf eine langfristige Zunahme in der Neurotransmitter-Signalkraft hinauslaufen wird, da das Nervensystem an Änderungen solchen, wie vergrößert, neurotransmitter Synthese anpassen kann und deshalb unveränderliche Zündung aufrechterhalten kann. Ein neurotransmitters kann eine Rolle in Depression haben, und es gibt einige Beweise, um darauf hinzuweisen, dass die Aufnahme von Vorgängern dieser neurotransmitters in der Behandlung der milden und gemäßigten Depression nützlich sein kann.

Vorgänger von Dopamine

- DOPA, ein Vorgänger von dopamine, der die Blutgehirnbarriere durchquert, wird in der Behandlung der Parkinsonschen Krankheit verwendet.

Vorgänger von Norepinephrine

Für deprimierte Patienten, wo die niedrige Tätigkeit des neurotransmitter norepinephrine hineingezogen wird, gibt es nur wenige Beweise für den Vorteil der neurotransmitter Vorgänger-Regierung. L-phenylalanine und L-tyrosine sind beide Vorgänger für dopamine, norepinephrine, und epinephrine. Diese Konvertierungen verlangen Vitamin B6, Vitamin C und S-adenosylmethionine. Einige Studien deuten potenzielle antidepressive Effekten von L-phenylalanine und L-tyrosine an, aber es gibt viel Zimmer für die weitere Forschung in diesem Gebiet.

Vorgänger von Serotonin

sieht, verdoppelt die Regierung von L-tryptophan, einem Vorgänger für serotonin, die Produktion von serotonin im Gehirn. Es ist bedeutsam wirksamer als ein Suggestionsmittel in der Behandlung der milden und gemäßigten Depression. Diese Konvertierung verlangt Vitamin C. 5-hydroxytryptophan (5-HTP), auch ein Vorgänger für serotonin, ist auch wirksamer als ein Suggestionsmittel.

Degradierung und Beseitigung

Ein neurotransmitter muss gebrochen werden, sobald er die post-synaptic Zelle erreicht, um weiter excitatory oder hemmendes Signal transduction zu verhindern. Zum Beispiel wird Azetylcholin (ACh), ein excitatory neurotransmitter, durch acetylcholinesterase (SCHMERZ) gebrochen. Choline wird aufgenommen und durch das pre-synaptic Neuron wiederverwandt, um mehr ACh zu synthetisieren.

Andere neurotransmitters wie dopamine sind im Stande, sich weg von ihren ins Visier genommenen synaptic Verbindungspunkten zu verbreiten, und werden vom Körper über die Nieren beseitigt, oder in der Leber zerstört. Jeder neurotransmitter hat sehr spezifische Degradierungspfade an Durchführungspunkten, die das Ziel des eigenen Durchführungssystems des Körpers oder Erholungsrauschgifte sein können.

Siehe auch

• Neuropsychopharmacology
• Neuropeptide
• Nervensystem
• Gasotransmitters
• Übertragung von Neuromuscular
• Kiss-run Fusion

Links

• Molekulare Ausdruck-Foto-Galerie: Die Neurotransmitter Sammlung
• Gehirn Neurotransmitters
• Endogene Signalwandler des Neuroactive Extracellular
• neuroscience für die Kinderwebsite
• Gehirnforscher-Website
• wikibooks Zellneurobiologie