Illustrations by Elizabeth A. Weaver II
Creierul uman conține aproximativ 86 de miliarde de neuroni. Aceste miliarde de celule cerebrale comunică prin transmiterea de mesaje chimice la sinapsă, micul decalaj dintre celule, într-un proces numit neurotransmisie. Aceste mesaje chimice sunt molecule unice numite neurotransmițători.
Există mai multe tipuri de neurotransmițători în creier, dar au câteva lucruri în comun. Neurotransmițătorii sunt endogeni - produși în interiorul neuronului însuși. Când o celulă este activată, aceste neurochimice sunt eliberate în sinapsă din pungile specializate grupate în apropierea membranei celulare numite vezicule sinaptice. Receptorii specifici de pe celulele vecine pot prelua apoi neurotransmițătorii, care pot crește sau micșora semnalul trecut de-a lungul unui anumit circuit.
Când oamenii de știință au studiat pentru prima dată aceste mici neurochimice puternice, au crezut că fiecare tip de neuron a eliberat un singur neurotransmițător unic pe parcursul vieții sale. Această teorie, numită Legea lui Dale, a fost sugerată de neurofiziologul australian și laureat al premiului Nobel John Eccles pe baza lucrărilor anterioare ale neurologului Henry Hallett Dale. Dar pe măsură ce tehnologiile și tehnicile din domeniu au avansat, oamenii de știință au văzut că neuronii pot sintetiza și elibera mai mult de un tip de neurotransmițător. Eccles a revizuit ulterior Legea lui Dale pentru a spune că neuronii specifici eliberează un set similar de tipuri de neurotransmițător la sinapsele lor, dacă nu chiar un singur neurotransmițător.
Astăzi, majoritatea neurologilor vă vor spune că majoritatea neuronilor eliberează același neurotransmițător din axoni - motiv pentru care este posibil să vedeți niște neuroni denumiți „dopaminergici” sau „serotoninergici”, care eliberează dopamină sau, respectiv, serotonină. Dar o nouă lucrare în domeniu a descoperit că neuronii nu sunt fixați când vine vorba de substanțele chimice pe care le eliberează.
Unele celule modifică tipul de neurotransmițători pe care îi eliberează în funcție de circumstanțe, eliberând uneori până la cinci tipuri diferite. Oamenii de știință numesc acest fenomen „comutarea neurotransmițătorului”.
Tipuri de neurotransmițători
Neurotransmițătorii, la cel mai înalt nivel, pot fi sortați în două tipuri: transmițătoare cu molecule mici și neuropeptide. Transmițătoarele cu molecule mici, cum ar fi dopamina și glutamatul, acționează de obicei direct asupra celulelor vecine. Neuropeptidele, molecule mici precum insulina și oxitocina, funcționează mai subtil, modulând sau ajustând modul în care celulele comunică la sinapsă. Până în prezent, oamenii de știință au identificat peste 60 de tipuri distincte de neurotransmițători în creierul uman, iar majoritatea experților spun că mai sunt multe de descoperit. Aceste neurochimice puternice se află în centrul neurotransmisiei și, ca atare, sunt esențiale pentru cunoașterea și comportamentul uman.
Adesea, despre neurotransmițători se vorbește de parcă ar avea un singur rol sau funcție. Dopamina este o „substanță chimică de plăcere”, iar GABA este un neurotransmițător „de învățare”. Dar neurologii descoperă că sunt multi-fațetați și complexi, lucrează unul cu celălalt și unul împotriva celuilalt pentru a facilita semnalizarea neuronală de-a lungul cortexului. Iată o listă cu unii dintre cei mai comuni neurotransmițători discutați în neuroștiințe.
Acetilcolina
Acetilcolina (Ach) a fost primul neurotransmițător descoperit. Este o moleculă mică de acțiune directă care funcționează în primul rând în mușchi, ajutându-ne să ne traducem intențiile de a ne deplasa în acțiuni reale, pe măsură ce semnalele sunt transmise de la neuroni la fibra musculară. Dar are și alte roluri în creier, inclusiv ajutând atenția directă și jucând un rol cheie în facilitarea neuroplasticității de-a lungul cortexului.
Dopamina
Dopamina (DA) este adesea denumită „substanța chimică a plăcerii”, deoarece este eliberată atunci când mamiferele primesc o recompensă ca răspuns la comportamentul lor; această recompensă ar putea fi mâncare, droguri sau sex. Este unul dintre cele mai studiate neurochimice, în principal pentru că joacă roluri atât de diverse în comportamentul uman și cognitiv.
DA este implicat în motivație, luarea deciziilor, mișcarea, procesarea recompenselor, atenția, memoria de lucru și învățarea. Dar nu este doar o substanță chimică de plăcere. O nouă lucrare sugerează că DA joacă, de asemenea, un rol important în boala Parkinson, dependență, schizofrenie și alte tulburări neuropsihiatrice.
Glutamat
Glutamatul (GLU) este cel mai excitator neurotransmițător din cortex. Prea mult glutamat are ca rezultat excitotoxicitate sau moartea neuronilor din cauza accident vascular cerebral, traumatism cerebral traumatic sau scleroză laterală amiotrofică, tulburarea neurodegenerativă debilitantă mai bine cunoscută a bolii Lou Gehrig. Cu toate acestea, nu toate sunt vești proaste. Entuziasmul adus de GLU este important pentru învățare și memorie: potențarea pe termen lung (LTP), procesul molecular despre care se crede că ajută la formarea amintirilor, are loc în neuronii glutamatergici din hipocamp și cortex.
Serotonina
Serotonina (5HT), uneori numită „substanță chimică calmantă”, este cunoscută mai ales pentru efectele sale de modulare a dispoziției. Lipsa 5HT a fost legată de depresie și tulburări neuropsihiatrice conexe. Dar 5HT este mai departe și a fost implicat și în a ajuta la gestionarea poftei de mâncare, a somnului, a memoriei și, mai recent, a comportamentelor decizionale.
Norepinefrina
Norepinefrina (NE) este atât un hormon, cât și un neurotransmițător. Unii îl referă la noradrenalină. A fost legată de dispoziție, excitare, vigilență, memorie și stres. Cercetări mai noi s-au concentrat pe rolul său atât în tulburarea de stres post-traumatică (PTSD), cât și în boala Parkinson.
acid gamma-aminobutiric (GABA)
Dacă GLU este neurotransmițătorul cel mai excitant, atunci corelatul său inhibitor este GABA. GABA acționează pentru a inhiba semnalizarea neuronală. Dacă inhibă celulele prea mult, poate duce la convulsii și alte probleme. Dar acest neurotransmițător joacă, de asemenea, un rol important în dezvoltarea creierului. Noi cercetări sugerează că GABA ajută la stabilirea unor circuite importante ale creierului în dezvoltarea timpurie. La fel ca DA, GABA are și o poreclă: „produsul chimic de învățare”. Studiile au descoperit o legătură între nivelurile de GABA din creier și dacă învățarea are sau nu succes.
Alți neurotransmițători
Neurochimice precum oxitocina și vasopresina sunt, de asemenea, clasificate ca neurotransmițători. Fabricate și eliberate din hipotalamus, acestea acționează direct asupra neuronilor și au fost legate de formarea legăturilor de perechi, de comportamentele monogame și de dependența de droguri. Hormonii precum estrogenul și testosteronul pot funcționa și ca neurotransmițători și pot influența activitatea sinaptică.
Alte tipuri de neurotransmițători includ factorul de eliberare a corticotropinei (CRF), galanina, enkefalina, dinorfina și neuropeptida Y. CRH, dinorfina și neuropeptida Y au fost implicate în răspunsul creierului la stres. Galanina, encefalina și neuropeptida Y sunt adesea denumite „co-emițătoare”, deoarece sunt eliberate și apoi funcționează în parteneriat cu alți neurotransmițători. Enkephalin, de exemplu, este eliberat cu glutamat pentru a semnala dorința de a mânca și a procesa recompense.
Deoarece neurologii învață mai multe despre complexitatea neurotransmisiei, este clar că creierul are nevoie de aceste molecule diferite, astfel încât să poată avea o gamă mai mare de flexibilitate și funcție.
S-a crezut cândva că doar neuronii eliberează neurotransmițători. Cu toate acestea, noi cercetări au demonstrat glia, celulele care alcătuiesc „lipiciul” care umple spațiul dintre neuroni pentru a ajuta la susținerea și menținerea acelor celule, au, de asemenea, puterea de a elibera neurotransmițători în sinapse. În 2004, cercetătorii au descoperit că celulele gliale eliberează glutamatul în sinapse din hipocamp, ajutând la sincronizarea activității de semnalizare.
Se știe că astrocitele, o celulă glială în formă de stea, eliberează o varietate de neurotransmițători diferiți în sinapsă pentru a ajuta la stimularea plasticității sinaptice, atunci când este necesar. Cercetătorii lucrează cu diligență pentru a înțelege contribuțiile acestor diferite tipuri de celule - și moleculele de neurotransmițător pe care le eliberează - asupra modului în care oamenii gândesc, simt și se comportă.
Articol preluat de pe https://www.dana.org/article/neurotransmitters/ și tradus de Postpartum.ro
Illustrations by Elizabeth A. Weaver II