Neuroprzekaźniki w układzie nerwowym. Typy ich działania.

Neuroprzekaźnikiem jest substancja chemiczna uwalniana z zakończenia neuronu pod wpływem docierającej doń fali depolaryzacji. Po uwolnieniu do przestrzeni synaptycznej neuroprzekaźnik łączy się z odpowiednimi strukturami białkowymi zlokalizowanymi w błonie komórkowej następnej komórki- receptorami. Efektem tego połączenia jest zmiana konformacyjna białka receptorowego i powstanie potencjału depolaryzacyjnego (neuroprzekaźnik pobudzający), lub przeciwnie ? hiperpolaryzacja błony komórkowej (neuroprzekaźnik hamujący). Niekiedy, na zasadzie sprzężenia zwrotnego ujemnego, dochodzi do hamowania dalszego uwalniania samego neuroprzekaźnika. Rys. 1

Badania ostatnich lat doprowadziły do zasadniczej zmiany poglądów na temat roli neuroprzekaźników. Przestały być one traktowane, jedynie jako proste sygnały informacyjne. Oprócz szybkich zmian potencjału czynnościowego, wpływają również na wiele cech samego neuronu. Poprzez przemijające zmiany potranslacyjne, zmiany w genomie oraz działanie neurotrofowe sprawiają, iż mózg staje się układem plastycznym, w którym sygnał modyfikuje odbiornik.
Obecnie wyróżnia się trzy zasadnicze klasy neuroprzekaźników. Różnią się one, budową chemiczną i stężeniem w mózgu. Rys. 2

Klasy I i II, zwane neuroprzekaźnikami klasycznymi, są substancjami o niskiej masie cząsteczkowej. Do klasy III należą, zaś związki o dużej masie cząsteczkowej ? peptydy ? zwane z tej racji, neuropeptydami. W zależności od stężenia, w jakim występują, dzieli się je dodatkowo, na dwie podklasy: III a i III b. Większość z nich, uznawana jest za neuromodulatory, tzn. substancje zmieniające działanie klasycznych neuroprzekaźników. Część jednak, może pełnić funkcje samodzielnych mediatorów, działających na własne receptory. Inne znów, choć pozornie nie odgrywają żadnej roli w warunkach normalnych ? to wykazują istotne działanie troficzne podczas rozwoju mózgu lub po jego uszkodzeniu.
Ze względu na budowę i funkcje fizjologiczne, wyróżnia się następujące grupy neuropeptydów:
? opioidy? opiokortyny, enkefaliny, dynorfiny, FMRFamidy endomorfiny;
? peptydy neuroprzysadkowe? wazopresyna, oksytocyna, neurofizyny;
? tachykininy? substancja P, eledoizyna, bombezyna, substancja K;
? sekretyny? sekretyna, glukagon, VIP;
? insuliny? insulina, insulino podobny czynnik wzrostu;
? somatostatyny? somatostatyna, polipeptyd trzustkowy;
? gastryny? gastryna, cholecystokinina;
? liberyny podwzgórzowe? kortykoliberyna, tyreoliberyna;
? galanina.
Oprócz różnic w budowie i funkcji, pełnionej przez poszczególne klasy neuroprzekaźników, istnieją również odmienności w ich gospodarce komórkowej. Ma to zwłaszcza istotne znaczenie przy porównaniu przekaźników klasycznych z peptydami.
Enzymy syntetyzujące przekaźniki klasy I i II tworzone są w ciele komórki, następnie ?pakowane?, na drodze endocytozy, do pęcherzyków neurosekrecyjnych i transportowane wzdłuż aksonu do zakończenia nerwowego. Tu wnikają do nich odpowiednie substraty. W wyniku biosyntezy tworzy się neuroprzekaźnik, który z kolei, pod wpływem depolaryzacji błony komórkowej uwalniany jest do szczeliny synaptycznej i łączy się z receptorem wywołując jego reakcję. Rys. 3

W dalszym etapie niewielka część przekaźnika ulega rozkładowi enzymatycznemu do nieczynnych metabolitów, większość zaś, podlega wychwytowi zwrotnemu i przy udziale wyspecjalizowanych białek transportowych ponownie umieszczana jest w pęcherzykach synaptycznych. Dzięki takiemu rozwiązaniu ? gdzie synteza i wychwyt zwrotny zlokalizowane są blisko miejsca działania przekaźnika ? komórka może szybko i dynamicznie reagować na zmieniające się zapotrzebowanie. Rys. 4

Inaczej przedstawia się sytuacja w przypadku neuropeptydów. Ich synteza zachodzi w ciele komórki i stąd, wzdłuż aksonu, transportowane są do zakończenia nerwowego, a tu pod wpływem fali depolaryzacji, uwalniane do szczeliny synaptycznej. Nie podlegają jednak wychwytowi zwrotnemu, lecz ulegają degradacji. Wynikiem tego jest wolniejsza synteza przekaźnika, przejawiająca się większą inercją układu. W przypadku zwiększonego zapotrzebowania i długotrwałej stymulacji może to prowadzić do wystąpienia deficytu, czego efektem będzie zmiana jakości sygnału.