Mediatoren des Nervensystems (Neurotransmitter)

Neurotransmitter (Neurotransmitter, ein Neurotransmitter) - eine Substanz, die in den Neuronen synthetisiert wird in präsynaptischen enthalten ist in den synaptischen Spalt in Reaktion auf Nervenimpulse freigesetzt und wirkt auf spezifische Teilen postsynaptischen Zellen, Veränderungen in dem Membranpotential verursacht, und den Zellstoffwechsel.

Bis Mitte des letzten Jahrhunderts gehörten nur Amine und Aminosäuren zu Mediatoren, aber die Entdeckung von Neurotransmittereigenschaften in Purinnukleotiden, Lipidderivaten und Neuropeptiden erweiterte die Gruppe der Mediatoren signifikant. Am Ende des letzten Jahrhunderts wurde gezeigt, dass einige der ROS auch Mediatoren ähnliche Eigenschaften haben.

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Chemische Struktur von Mediatoren

Entsprechend der chemischen Struktur sind die Mediatoren eine heterogene Gruppe. Es enthält den Äther von Cholin (Acetylcholin); eine Gruppe von Monoaminen einschließlich Katecholaminen (Dopamin, Norepinephrin und Epinephrin); Indole (Serotonin) und Imidazole (Histamin); saure (Glutamat und Aspartat) und basische (GABA und Glycin) Aminosäuren; Purine (Adenosin, ATP) und Peptide (Enkephaline, Endorphine, Substanz P). Zu derselben Gruppe gibt es Substanzen, die nicht als echte Neurotransmitter klassifiziert werden können - Steroide, Eicosanoide und eine Anzahl von ROS, hauptsächlich N0.

Eine Reihe von Kriterien wird verwendet, um das Problem der Neurotransmitter-Natur einer Verbindung anzugehen. Die wichtigsten sind unten aufgeführt.

1. Die Substanz muss sich in den präsynaptischen Enden ansammeln, als Antwort auf den eintreffenden Impuls freigesetzt werden. Die präsynaptische Region sollte ein System für die Synthese dieser Substanz enthalten, und die postsynaptische Zone sollte einen spezifischen Rezeptor für die Verbindung nachweisen.
2. Mit der Stimulation der präsynaptischen Region sollte eine Ca-abhängige Ausscheidung (durch Exozytose) dieser Verbindung zur intersynaptischen Lücke proportional zur Stimulusstärke erfolgen.
3. Obligatorische Identität der Wirkungen des endogenen Neurotransmitters und des vorgeschlagenen Mediators bei der Anwendung auf die Zielzelle und die Möglichkeit einer pharmakologischen Blockierung der Wirkungen des vorgeschlagenen Mediators.
4. Das Vorhandensein eines Wiederfangsystems des mutmaßlichen Mediators im präsynaptischen Terminus und / oder benachbarten Astrogliazellen. Es gibt Fälle, in denen der Mediator selbst nicht zurückerobert wird, sondern das Produkt seiner Spaltung (z. B. Cholin nach Spaltung von Acetylcholin durch Enzym Acetylcholinesterase).

Einfluss von Medikamenten auf verschiedene Stadien der Mediatorfunktion bei der synaptischen Übertragung

Bühnen	Änderungseffekt	Auswirkung Ergebnis
Synthese Mediator	Zugabe von Vorläufern Blockade der Wiederaufnahme Blockade von Enzymen der Synthese	↑ ↓ ↓
Akkumulation	Inhibierung der Bindung in Vesikeln Hemmung der Bindung in Vesikeln	↑ ↓ ↑ ↓
Isolation (Exozytose)	Stimulation von inhibitorischen Autorezeptoren Blockade von Autorezeptoren Störungen von Exozytosemechanismen	↓ ↑ ↓
Aktion	Wirkungen von Agonisten auf Rezeptoren	↑
An den Rezeptoren	Blockade von postsynaptischen Rezeptoren	↓
Zerstörung des Vermittlers	Blockade der Wiederaufnahme durch Neuronen und / oder Glia Verzögerung der Hemmung in Neuronen	↑ ↑
	Verzögerungshemmung im synaptischen Spalt	↑

Die Anwendung der verschiedenen Methoden zum Testen der Funktion eines Vermittlers, einschließlich der modernsten (Immunhistochemie, rekombinante DNA und andere.), Gehinderte durch die begrenzte Verfügbarkeit der Mehrheit der einzelnen Synapsen, und auch wegen der begrenzten Reihe von Werkzeugen pharmakologischer Wirkungen abzielen.

Der Versuch, den Begriff der „Vermittler“ zu definieren, steht vor einer Reihe von Schwierigkeiten, weil in den letzten Jahrzehnten die Liste der Stoffe erweitert, die im Nervensystem führen, die gleiche Signalfunktion wie die klassischen Neurotransmittern, unterscheiden sich aber von ihnen durch seine chemische Natur, die Synthesewege, Rezeptoren. Vor allem gilt dies für eine große Gruppe von Neuropeptiden, und auch für die AFC und die erste mit dem Stickstoffoxid (Nitroxid, N0), bei denen der Vermittler ausreichend gute Eigenschaften beschrieben. Im Gegensatz zu „klassischen“ Vermittlern, Neuropeptide, neigt dazu, eine größere Größe zu haben, mit einer niedrigen Geschwindigkeit synthetisierte in niedrigeren Konzentrationen anreichern und bindet an Rezeptoren, hat eine geringe spezifische Affinität, sie darüber hinaus nicht Terminal präsynaptischen Wiederaufnahme-Mechanismen hat. Die Dauer der Wirkung von Neuropeptiden und Mediatoren unterscheidet sich ebenfalls signifikant. Im Hinblick auf Stickoxid trotz ihrer Beteiligung an dem Zell-Zell-Interaktionen, auf einer Reihe von Kriterien, kann es nicht so sehr auf die Vermittler und zum sekundären Vermittler zurückgeführt werden.

Anfangs wurde angenommen, dass das Nervenende nur einen Neurotransmitter enthalten kann. Bis heute wurde gezeigt, dass mehrere im Terminal freigesetzte Mediatoren als Reaktion auf einen Puls zusammen freigesetzt werden können und auf einen einzelnen Zielzellen-begleitenden (koexistierenden) Mediator (Komeditoren, Co-Transmitter) wirken. In diesem Fall gibt es eine Ansammlung von verschiedenen Mediatoren in einer präsynaptischen Region, aber in verschiedenen Vesikeln. Ein Beispiel von Komödianten kann als klassische Mediatoren und Neuropeptide dienen, die sich am Ort der Synthese unterscheiden und in der Regel an einem Ende lokalisiert sind. Die Veröffentlichung von Komödianten erfolgt als Reaktion auf eine Reihe von aufregenden Potentialen einer bestimmten Frequenz.

In der modernen Neurochemie werden neben Neurotransmittern auch Substanzen isoliert, die ihre Wirkung modulieren: Neuromodulatoren. Ihre Aktion ist tonischer und länger als die Aktion der Mediatoren. Diese Substanzen können nicht nur neuronalen (synaptischen), sondern auch glialen Ursprungs haben und nicht notwendigerweise durch nervöse Impulse vermittelt werden. Anders als der Neurotransmitter wirkt der Modulator nicht nur auf die postsynaptische Membran, sondern auch auf andere Teile des Neurons, einschließlich intrazellulär.

Es gibt prä- und postsynaptische Modulation. Der Begriff "Neuromodulator" ist breiter als der Begriff "Neurotransmitter". In einigen Fällen kann der Mediator auch ein Modulator sein. Zum Beispiel wirkt Noradrenalin, das vom sympathischen Nervenende freigesetzt wird, als Neurotransmitter für a1-Rezeptoren, aber als Neuromodulator wirkt es auf a2-Adrenorezeptoren; im letzteren Fall vermittelt es die Hemmung der nachfolgenden Noradrenalinsekretion.

Substanzen, die Mediatorenfunktionen erfüllen, unterscheiden sich nicht nur in der chemischen Struktur, sondern auch in der Art und Weise, in der die Zellen der Nervenzelle ihre Synthese durchlaufen. Klassische niedermolekulare Mediatoren werden im Axon-Terminus synthetisiert und zur Speicherung und Freisetzung in kleine synaptische Vesikel (50 nm Durchmesser) eingeschlossen. N0 wird auch in der Terminologie synthetisiert, aber da es nicht in Vesikel gepackt werden kann, diffundiert es sofort vom Nervenende und beeinflusst das Ziel. Peptid-Neurotransmitter werden im zentralen Teil des Neurons (Perikarion) synthetisiert, in großen Vesikeln mit einem dichten Zentrum (100-200 nm Durchmesser) verpackt und durch axonalen Strom zu den Nervenenden transportiert.

Acetylcholin und Catecholamine werden aus zirkulierenden Vorläuferzellen synthetisiert, während Aminosäure-Mediatoren und Peptide letztlich aus Glucose gebildet werden. Wie bekannt ist, können Neuronen (wie andere Zellen des Organismus höherer Tiere und Menschen) Tryptophan nicht synthetisieren. Daher ist der erste Schritt, der zum Beginn der Serotoninsynthese führt, der erleichterte Transport von Tryptophan aus dem Blut in das Gehirn. Diese Aminosäure sowie andere neutrale Aminosäuren (Phenylalanin, Leucin und Methionin), wird aus dem Blut in das Gehirn von speziellen Trägern gehören der Familie von Vektoren, einbasisch transportiert. Daher ist einer der wichtigen Faktoren, die den Serotoninspiegel in serotonergen Neuronen bestimmen, die relative Menge an Tryptophan in Nahrungsmitteln im Vergleich zu anderen neutralen Aminosäuren. Zum Beispiel Freiwilligen, die eine eiweißarme Ernährung für einen Tag gefüttert wurden und dann Aminosäure erlaubt Mischung kein Tryptophan zeigten aggressives Verhalten und die Änderung des Zyklus „Schlaf-Wach“ enthält, die mit reduzierten Serotoninspiegel im Gehirn verbunden ist.

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