Neurotransmitterid — mis need on ja kuidas need ajus töötavad

Avasta neurotransmitterite roll ajus: kuidas keemilised sõnumitoojad toimivad, mõjutavad meeleolu, käitumist ja keha funktsioone.

Neurotransmitterid on keemilised sõnumitoojad. Nad saadavad teavet neuronite vahel, ületades sünapsi. Elektrilised signaalid ei suuda enamiku neuronite vahelist lõhet ületada. Lõhe ületamiseks muudetakse need keemilisteks signaalideks. Neurotransmitterid toimivad peamiselt keemilistes sünapsides. Kui nad jõuavad järgmisesse neuronisse, imenduvad nad. Seejärel muudab neuron selle keemilise signaali tagasi elektriliseks signaaliks, mida nimetatakse tegevuspotentsiaaliks. Aktsioonipotentsiaal liigub üle järgmise neuroni ja järgmise sünapsi.

Paljud neurotransmitterid valmistatakse aminohapetest, mis on osa teie toidust ja nende muundamiseks on vaja vaid paar sammu. Neurotransmitterid mängivad olulist rolli igapäevaelu ja funktsioonide kujundamisel. Teadlased ei tea veel täpselt, kui palju neurotransmittereid on olemas, kuid on tuvastatud üle 100 keemilise sõnumitooja.

Igal neurotransmitteril on erinev funktsioon. Näiteks: dopamiini kasutatakse tasu ja naudingu saamiseks ning noradrenaliini kasutatakse looma "võitle või põgene" reaktsioonis. Neurotransmitterid reguleerivad ka sõnumite edastamist. Seda seetõttu, et enne neurotransmitterite vabanemist peab toimepotentsiaal olema teatud tugevusega. Neurotransmitteri vabastamiseks vajalikku tugevust nimetatakse läveks.

Kõige tavalisem saatja on glutamaat, mis on erutav üle 90% inimaju sünapsi. Järgmine levinuim on GABA, mis inhibeerib enam kui 90% sünapsi, mis ei kasuta glutamaati.

Neurotransmitterid transporditakse neuronites väikeste "kotikestega", mida nimetatakse vesikliteks. Kui need vesiklid puutuvad kokku neuroni rakumembraaniga, avaneb see. See vabastab neurotransmitterid sünaptilisse pilusse.

Kuidas neurotransmitterid täpsemalt edastavad signaale

Neurotransmitteri vabanemist käivitab tavaliselt aktsioonipotentsiaal, mis jõuab sünapsi ja avab voolu juhtivad kaltsiumikanalid. Rakkusse sisenenud Ca2+ ioonid vallandavad vesiklite ja rakumembraani ühinemise protsessi (eksotsütoos), mida vahendavad spetsiaalsed valgud (nt SNARE-kompleks). Vabanenud neurotransmitterid liiguvad sünaptilisse pilusse ja seonduvad post- või presünaptiliste retseptoritega.

Retseptorid jagunevad laias laastus kahte tüüpi:

• Ionotroopsed retseptorid (ligandi juhitud ioonikanalid) — avanevad kiiresti ja põhjustavad kohe muutuse post‑sünaptilises membraanipotentsiaalis (näiteks AMPA- ja NMDA-retseptorid glutamaadi puhul).
• Metabotroopsed retseptorid (G-proteiniga seotud retseptorid ehk GPCR) — aktiveerivad signaalirada, millel on aeglasem ja kestvam efekt (näiteks paljude monoamiinide puhul).

Post‑sünaptiline efekt võib olla erutav (EPSP) või inhibeeriv (IPSP). Kui summaarsed EPSP‑d ja inhibeerivad signaalid kokkuvõttes viivad membraanipotentsiaali selleni, et tekib uus aktsioonipotentsiaal, siis on saavutatud lävi ja signaal jätkub.

Neurotransmitterite süntees, taastootmine ja eemaldamine

Neurotransmitterid sünteesitakse närvirakkudes kasutades eelseisvaid molekule (nt aminohappeid, lipiide või peptiide). Pärast sünapsisse vabanemist eemaldatakse neurotransmitterid mitmel viisil, et peatada signaali ja võimaldada järgmist edastust:

• Reuptake ehk tagasiimendumine presünaptilisse neuroni spetsiaalsete transporterite kaudu (näiteks serotoniini transporter SERT).
• Enüsümaatiline lagundamine sünaptilises pilus või gliaalrakkudes (näiteks atsetüülkolinesteraas lõhub atsetüülkoliini, monoamiinide puhul töötavad monoamiini oksüdaas (MAO) ja katehhool-O-metüültransferaas (COMT)).
• Diffusioon sünaptilisest piirkonnast välja.

Peamised neurotransmitterid ja nende rollid

Mõned tuntumad näited:

• Glutamaat — peamine erutav neurotransmitter ajus; oluline õppimisel ja mälul (osalevad NMDA-retseptorid ja pikaajaline potentsiatsioon, LTP).
• GABA — peamine inhibeeriv neurotransmitter, hoiab ajutegevuse tasakaalus ja vähendab ülierutuvust.
• Dopamiin — seotud motivatsiooni, liigutuste ja tasustamisega; dopamiini puudus on seotud Parkinsoni tõvega, liigne või ebaõige dopamiinitöötlus võib olla seotud skisofreeniaga.
• Noradrenaliin (norepinefriin) — osaleb ärksuses, tähelepanus ja stressireaktsioonis.
• Serotoniin — mõjutab meeleolu, söögiisu ja und; paljud antidepressandid (SSRId) mõjutavad serotoniini tagasihaaret.
• Atsetüülkoliin — oluline neuromuskulaarses ühenduses (lihaskontraktsioonid) ja ajus õppimise ja mäluga seotud radades.
• Peptiidne neurotransmitterid (nt endorfiinid) — töötavad sageli neuromodulaatoritena ja mõjutavad valu ning heaolu tunnet.

Mida võivad neurotransmitterid mõjutada praktilises elus ja haigustes

Neurotransmitterite tasakaal on oluline terve ajufunktsiooni jaoks. Näited:

• Parkinsoni tõbi — dopamiini tootvate rakkude hukkumine tumesinis toob kaasa liigutusprobleeme.
• Depressioon — seotud serotoniini, noradrenaliini ja dopamiini süsteemide häiretega; antidepressandid sihivad sageli nende süsteemide taastamist.
• Ärevushäired — seotud GABA ja monoamiinide toimimisega; bensodiasepiinid suurendavad GABA-A retseptorite toimet.
• Epilepsia — sageli tulemus liigse erutuse ja/või vähese inhibeeriva toime tasakaalust.
• Psühhoaktiivsed ained ja ravimid — paljud mõjutavad neurotransmitterite vabanemist, retseptoreid või reuptake’i (nt narkootikumid, antidepressandid, antipsühhootikumid).

Lühikokkuvõte

Neurotransmitterid on ajus ja närvisüsteemis hädavajalikud keemilised sõnumitoojad, mis muundavad elektrilise signaali keemiliseks ja tagasi elektriliseks, võimaldades rakkude vahel toimuvat kiiret ja paindlikku kommunikatsiooni. Nende süntees, vabanemine, seondumine retseptoritega ning eemaldamine on kõik osa täpselt reguleeritud protsessist, mille häired võivad põhjustada erinevaid neuroloogilisi või vaimseid haigusi. Mõistes neurotransmitterite tööd, saame paremini mõista nii normaalseid käitumuslikke funktsioone kui ka ravivõimalusi erinevates seisundites.

Küsimused ja vastused

K: Mis on neurotransmitterid?

K: Kui palju neurotransmittereid on tuvastatud?

K: Milline on dopamiini funktsioon?

K: Milleks kasutatakse noradrenaliini?

K: Milline on neurotransmitterite vabanemiseks vajalik lävi?

K: Mis on kõige levinum transmitter inimesel?

K: Kuidas transporditakse neurotransmitterid neuronites?

Otsing