Neurotrasmettitori e loro funzioni
Un neurotrasmettitore è una sostanza chimica che viene rilasciata da una cellula nervosa e quindi trasmette un impulso da una cellula nervosa al suo bersaglio. Un bersaglio può essere un altro nervo, muscolo, organo o altro tessuto.
Funziona fondamentalmente come un messaggero. Sono
prodotti nel corpo cellulare del neurone e trasportati al terminale dell’assone.
Sono conservati in vescicole.
Meccanismo d’azione
I neurotrasmettitori hanno un meccanismo d’azione specifico. Sono rilasciati dal terminale presinaptico. Dopo il rilascio, causano la depolarizzazione della membrana terminale che alla fine causa l’attivazione dei canali Ca2+ voltaggio-gated.
Dopo l’attivazione dei canali, c’è un afflusso di ioni Ca2+ che causano cambiamenti conformazionali. Di conseguenza, c’è una fusione della vescicola alla membrana plasmatica e c’è il rilascio di neurotrasmettitori nella fessura sinaptica. (1).
Una volta rilasciati i neurotrasmettitori si diffondono attraverso la fessura sinaptica. Lì normalmente si legano ai recettori specifici sulla membrana del neurone postsinaptico. Il potenziale d’azione viene creato a axon hillock e, di conseguenza, il neurotrasmettitore viene rilasciato che quindi invia un messaggio al suo bersaglio.
Dopo aver eseguito la sua funzione, il neurotrasmettitore ha destini diversi. Può diffondersi dalla fessura sinaptica, può essere preso il backup nel terminale presinaptico attraverso molecole di trasportatore o enzimi metabolizzarlo all’interno della fessura sinaptica.
Il calcio (Ca2+) svolge un ruolo importante nel processo di rilascio dei neurotrasmettitori. Quando i canali Ca2+ sono bloccati, il rilascio del neurotrasmettitore è inibito. Un neurotrasmettitore si comporta in 2 modi: inibitorio o eccitatorio aumenta le possibilità di potenziale d’azione generato. Inibitorio: diminuisce le possibilità di potenziale d’azione generato.
Tipi di neurotrasmettitore
Il tipo di neurotrasmettitore dipende dal tipo di sinapsi utilizzate.
La fessura sinaptica, il terminale presinaptico e il dendrite ricevente della cella successiva formano insieme una giunzione nota come sinapsi (2).
Esistono diversi tipi di sinapsi ma
trasmettono tutti messaggi di due tipi.
- Sinapsi di tipo I: eccitatoria
- Sinapsi di tipo II: inibitoria.
These types vary in appearance and location
Type I synapses:
- Location: Dendrite spine or shafts
- Characteristic feature: round synaptic vesicles
- Examples: Neurotransmitters that use these synapses are Acetylcholine Epinephrine,Glutamate, Histamine, dopamine
Type II synapses
- Location: cell body.
- Characteristic feature: flattened vesicles
- Examples: Alcuni neurotrasmettitori che usano queste sinapsi sono Serotonina, GABA, glicina.
I meccanismi di rilascio dei neurotrasmettitori sono
alterati in molte malattie come Schizofrenia, Depressione, malattia di Alzheimer
Sistemi di neurotrasmettitori
Cinque principali sistemi di neurotrasmettitori operano nel cervello.
- Acetilcolina sistema
- sistema della Dopamina
- Noradrenalina sistema
- Istamina sistema
- sistema della Serotonina
Funzioni dei Neurotrasmettitori
Neurotrasmettitori svolgono un ruolo importante in una vasta gamma di entrambi fisici e psicologici funzioni. Ci sono centinaia di neurotrasmettitori. Quelli importanti sono dettagliati qui:
La norepinefrina è il principale neurotrasmettitore del sistema nervoso simpatico. Ha due forme. Viene anche rilasciato come ormone e provoca la contrazione dei vasi sanguigni e l’aumento della frequenza cardiaca. La funzione di base della noradrenalina come neurotrasmettitore è quella di mobilitare il cervello e il corpo per l’azione.
È responsabile per la lotta e la risposta di volo . Svolge un ruolo importante nella veglia. Regola il ritmo circadiano e il comportamento alimentare. Insieme alla dopamina, svolge un ruolo nel controllo cognitivo e nella memoria di lavoro.
Mantiene l’omeostasi energetica. Ha un ruolo nel controllo midollare della respirazione, nella memoria emotiva negativa e nella percezione del dolore. Ha un ruolo minore nel centro di ricompensa. La carenza di noradrenalina può causare disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD), depressione e ipotensione.
D’altra parte, l’eccesso di noradrenalina può causare dolori e dolori, mal di testa, tachicardia, palpitazioni, sudorazione, pallore, ansia e un calo della glicemia. Quando l’attività simpatica aumenta per una lunga durata, può causare perdita di peso (3).
L’acetilcolina è il neurotrasmettitore più abbondante nel corpo umano trovato sia nel SNC che nel PNS. Fa sì che i muscoli si contraggano giocando così un ruolo in tutti i movimenti del corpo.
Attiva le risposte al dolore e regola le funzioni endocrine e REM del sonno. È coinvolto nella regolazione delle emozioni, dell’umore, dell’apprendimento, della motivazione e della memoria a breve termine. Svolge un ruolo minore nel centro di ricompensa.
L’acetilcolina a basso livello può portare a miastenia grave, che è caratterizzata da debolezza muscolare. La malattia di Alzheimer è caratterizzata da perdita di memoria e nelle fasi successive incapacità di auto-cura.
È causato da una perdita di cellule che secernono acetilcolina nel proencefalo basale. L’eccesso di acetilcolina può causare segni e sintomi sia della tossicità nicotinica che muscarinica. Tutti questi includono aumento della salivazione, crampi, debolezza muscolare, lacrimazione, fascicolazione muscolare, paralisi, visione sfocata e diarrea.
Dopamina
la Dopamina è il neurotrasmettitore chiave nelle nostre azioni e relazioni. Ha un ruolo significativo nell’eccitazione, nell’avversione, nel controllo cognitivo e nella memoria di lavoro. È coinvolto nella salienza motivazionale, nella funzione motoria e nel controllo. È un mediatore primario di rinforzo positivo e centro di ricompensa. È responsabile dell’eccitazione sessuale, dell’orgasmo e del periodo refrattario.
Bassi livelli di dopamina possono causare la malattia di Parkinson che è caratterizzata da un tremore. Ulteriori caratteristiche distintive sono i movimenti lenti, i muscoli rigidi, la postura e l’equilibrio alterati, la perdita di movimenti automatici, i cambiamenti di parola e scrittura.
È causato dalla perdita di neuroni dopaminergici nei gangli della base. La schizofrenia è un altro esempio. Se c’è un eccesso di dopamina allora porterà a malattie come la sindrome di Tourette che è caratterizzata da tic ripetitivi (4).
GABA
Il GABA (acido gamma-aminobutirrico) è un neurotrasmettitore inibitorio presente abbondantemente nei neuroni della corteccia. Il ruolo del GABA è quello di inibire l’attività dei neuroni. Svolge un ruolo nelle funzioni motorie e corticali. Regola anche l’ansia. Si ritiene che l’alcol causi i suoi effetti interagendo con il recettore GABA.
Bassi livelli di GABA possono portare a
iperattività e causare condizioni come epilessia, convulsioni o disturbi dell’umore
.L’eccesso di GABA può portare a ipersonnia o sonnolenza diurna.
Gli effetti del GABA sul corpo sono significativi in
farmacologia poiché aumentando il livello di GABA, possiamo trattare l’epilessia e calmare
il tremito delle persone affette dalla malattia di Huntington. Molti farmaci
interagiscono con la neurotrasmissione GABA causando rilassamento, sollievo dal dolore,
stress e riduzione dell’ansia, abbassamento della pressione sanguigna e miglioramento del sonno (5).
Serotonina
la Serotonina è un importante neurotrasmettitore nel corpo umano. Regola l’umore, il nostro comportamento sociale, il sonno, la memoria e il desiderio sessuale. Si chiama prodotto chimico naturale del corpo.
La serotonina svolge un ruolo nella funzione intestinale.
Il nostro intestino produce più serotonina se mangiamo qualcosa di irritante o tossico
per il nostro sistema digestivo. La serotonina in più aiuta a spostare il cibo interessato lungo
quindi è espulso dal nostro corpo rapidamente.
Dopo un infortunio, le piastrine secernono
serotonina che causa vasocostrizione che aiuta nel processo di coagulazione del sangue
(6).
Bassi livelli di serotonina possono causare ansia, umore depresso, aggressività, comportamento impulsivo, pensieri suicidi e insonnia. Disturbo d’ansia generalizzato comporta uno squilibrio di serotonina.
La serotonina ad alto livello è associata all’osteoporosi. L’eccesso di serotonina può causare
La sindrome serotoninergica è caratterizzata da irrequietezza,
confusione, tachicardia e ipertensione. Un paziente può presentare con pupille dilatate, perdita di coordinazione muscolare, rigidità muscolare, sudorazione pesante e diarrea.
La serotonina è significativa in farmacologia come
un importante trattamento di ansia e depressione dipende dall’uso di
inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina. Inibiscono la ricaptazione della serotonina dalle lacune sinaptiche e aumentano l’azione del neurotrasmettitore che a sua volta allevia i sintomi depressivi.
Glutammato
Il glutammato è il neurotrasmettitore eccitatorio più abbondante nel sistema nervoso dei vertebrati. Aiuta nella funzione cognitiva, nella memoria e nell’apprendimento. Il glutammato è un precursore del GABA. Il glutammato svolge un ruolo importante nello sviluppo del cervello.
Il cervello sembra aver bisogno di glutammato per formare
ricordi. Il glutammato svolge un ruolo significativo nella funzione muscolare. Glutammato
svolge la funzione principale nella produzione di energia e la produzione di supporto glutatione
durante l’esercizio. Ritardo glutammato distrofia muscolare negli animali carenti di vitamina D.
I recettori del glutammato sono presenti sulle cellule immunitarie (cellule T, cellule B, macrofagi e cellule dendritiche), il che suggerisce che il glutammato svolge un ruolo sia nell’immunità innata che adattativa. Bassi livelli cerebrali di glutammato sono associati
con disturbi neurologici e psichiatrici. I livelli di glutammato erano più bassi negli adulti schizofrenici rispetto agli adulti sani.
Bassi livelli di glutammato si traduce in mancanza di energia, diminuzione dell’appetito, pelle pallida, mal di testa, formicolio o intorpidimento delle mani e dei piedi, insonnia, esaurimento e problemi di concentrazione. Alte concentrazioni di glutammato nel cervello sono state associate a malattie neurologiche come schizofrenia, morbo di Parkinson, sclerosi multipla, morbo di Alzheimer, ictus e sclerosi laterale amiotrofica.
Endorfina
L’endorfina è un importante neurotrasmettitore. Sono presenti in tutto il sistema nervoso, ma la maggior parte è nella ghiandola pituitaria. Svolgono le loro azioni interagendo con i recettori oppioidi. Sono di 3 tipi. Alfa endorfina, Beta-endorfina, Gamma endorfina. Possono essere chiamati antistress. .Allevia il dolore e lo stress.
La carenza di endorfine può causare depressione e stress. Possono verificarsi anche disturbi ossessivo-compulsivi. L’eccesso di endorfine può creare sentimenti di euforia, aumento dell’appetito e desiderio sessuale. Le endorfine sono importanti in farmacologia poiché la maggior parte degli antidolorifici agisce imitando il meccanismo dell’endorfina.
Conclusione
I neurotrasmettitori hanno un’ampia varietà e meccanismo di azioni. Svolgono un ruolo significativo nella nostra attività quotidiana sia fisica che psicologica. Qualsiasi compromissione delle loro funzioni può portare a malattie.
- https://www.d.umn.edu/~jfitzake/Lectures/DMED/NeuralCommunication/Neurotransmission/TransmitterRelease.html
- https://www.britannica.com/science/neurotransmitter
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3548657/
- https://www.verywellmind.com/what-is-acetylcholine-2794810
- https://thebrain.mcgill.ca/flash/i/i_01/i_01_m/i_01_m_ana/i_01_m_ana.html
- https://www.verywellmind.com/what-is-serotonin-425327