Role Neurotransmiterů

Neurotransmiter je chemický zprostředkovatel, který přenáší, zesiluje a vyrovnává signály mezi neurony (známými také pod pojmem nervové buňky) a cílovými buňkami po celém těle. Těmito cílovými buňkami mohou být žlázy, svaly a další neurony.

Miliardy molekul neurotransmiterů neustále pracují na tom, aby udržovaly fungování našeho mozku, řídily vše od dýchání až po tlukot srdce, učení a úrovně koncentrace. Mohou také ovlivňovat širokou škálu psychologických funkcí, jako například strach, náladu, potěšení a radost.

Jak neurotransmitery fungují

Aby mohly neurony vysílat signály naskrz tělem, potřebují být schopny komunikovat jeden s druhým a přenášet signály. Neurony však nejsou jednoduše propojeny jeden s druhým. Na konci neuronu je drobná mezera, synapse, a tak pro komunikaci s další buňkou potřebuje být signál schopen překlenout tento malý prostor. To se děje skrze proces, který je známý pod pojmem neurotransmise.

Ve většině případů je neurotransmiter uvolňován z takzvaného nervového výběžku po tom, co akční potenciál dosáhl synapsi, místo, kde neurony mohou přenášet signály jeden k druhému.

Když elektrický signál dosáhl konce neuronu, spouští uvolňování malých měchýřků, jinak nazývaných váčky (vesikuly), které obsahují neurotransmitery. Tyto měchýřky uvolní svůj obsah do synapse, kde pak neurotransmitery překračují mezeru směrem k sousedním buňkám. Tyto buňky obsahuji receptory, na které se mohou neurotransmitery navázat a spustit změny v buňkách.

Po uvolnění neurotransmiter překračuje synaptickou mezeru a naváže se na stranu receptoru na druhém neuronu, přičemž buď aktivuje (excituje), nebo utlumí (inhibuje) přijímající neuron v závislosti na tom, o jaký neurotransmiter se jedná.

Receptory a neurotransmitery se chovají jako systém zámku a klíče. Tak jako je pro určitý zámek potřeba ten správný klíč, neurotransmiter (klíč) se spojí pouze s specifickým receptorem (zámek). Pokud je neurotransmiter schopen fungovat na straně receptoru, spouští změny v přijímající buňce. Někdy se neurotransmitery mohou navázat na receptory a způsobit, že elektrický signál bude přenesen dovnitř buňky (excitačí efekt). V jiných případech může neurotransmiter ve skutečnosti i zablokovat pokračování signálu, tedy zabránit přenášení signálu (inhibiční efekt).

Inaktivace neurotransmiterů

Takže co se stane s neurotransmiterem potom, co je jeho práce dokončena? Když jednou měl neurotransmiter plánovaný efekt, jeho aktivita může být zastavena třemi druhy mechanizmů:

• Odbourání: Enzym změní strukturu neurotransmiteru, takže nemůže být rozpoznán receptorem.
• Rozptýlení: Neurotransmiter je rozptýlen pryč z dosahu receptoru.
• Zpětné vychytávání: Celá molekula neurotransmiteru je vztata zpět nervovým výběžkem, který ji uvolnil.

Kritéria

Skutečná identifikace neurotransmiterů může být doopravdy celkem náročná. I když vědci zkoumají měchýřky, které obsahují neurotransmitery, není úplně tak jednoduché zjistit, jaké chemikálie jsou v těchto měchýřcích uloženy.

Kvůli tomu neurovědci vyvinuli mnoho vodítek pro určování, zda-li by měla být daná chemická sloučenina definována jako neurotransmiter:

• Přítomnost chemické sloučeniny v buňce. Chemická sloučenina je buď v neuronu syntetizována nebo jinak v něm nalezena.
• Uvolňování závislé na stimulu. Chemická sloučenina je v příslušných množstvích uvolňována neuronem na základě stimulace.
• Působení na postsynaptickou buňku. Chemická sloučenina musí být uvolňována presynaptickým neuronem a postsynaptický neuron musí obsahovat receptory, na které se chemická sloučenina naváže.
• Mechanizmus odstraňování. Existuje specifický mechanizmus odstraňování chemické sloučeniny z jejího místa aktivace potom, co je její práce dokončena.

Třídění

Neurotransmitery sehrávají zásadní roli v každodenním životě a fungování. Vědci však dosud přesně nevědí, kolik neurotransmiterů existuje, nicméně bylo identifikováno více než 60 různých chemických sloučenin přenášejících signály.

Neurotransmitery je možné rozdělit podle jejich funkce:

• Excitační neurotransmitery: Tyto typy neurotransmiterů mají excitační vliv na neurony, což znamená, že zvyšují pravděpodobnost, že neuron spustí dané působení. Mezi hlavní excitační neurotransmitery patří adrenalin a noradrenalin.
• Inhibiční neurotransmitery: Tyto typy neurotransmiterů mají inhibiční efekt na neuron; snižují pravděpodobnost, že neuron spustí dané působení. Mezi některé nejdůležitější inhibiční neurotransmitery patří serotonin a kyselina gama-aminomáselná (GABA).

• Modulační neurotransmitery: Tyto neurotransmitery, jenž se často nazývají neuromodulátory, jsou schopny současně ovlivnit velké množství neuronů. Tyto neurotransmitery také ovlivňují působení ostatních chemických přenašečů signálů. Zatímco synaptické neurotransmitery jsou uvolňovány na koncích nervových výběžků, aby měly rychle působící účinek, neuromodulátory jsou rozptylovány na větší oblasti, aby bylo jejich působení pomalejší.

Některé neurotransmitery, jako například acetylcholin a dopamin, dokáží vytvořit jak excitační, tak inhibiční efekt, a to v závislosti na typu přítomných receptorů.

Typy

Existuje nespočet různých způsobů klasifikace a třídění neurotransmiterů. V některých případech se jednoduše rozdělují na monoaminy, aminokyseliny a peptidy.

Neurotransmitery můžeme také roztřídit podle typu do šesti kategorií:

Aminokyseliny

• Kyselina gama-amino máselná (GABA): Tato přirozeně se vyskytující aminokyselina funguje jako hlavní inhibiční chemický přenašeč těla. GABA přispívá k fungování zraku, motorickému ovládání a sehrává roli v regulaci úzkosti. Benzodiazepiny, které se používají jako pomoc při léčbě úzkosti, fungují tím, že zvyšují efektivnost GABA neurotransmiterů, které dokážou zvýšit pocity relaxace a klidu.
• Glutamát: Glutamát, nejvíce se vyskytující neurotransmitter nacházející se v nervovém systému, sehrává roli při kognitivních funkcích, jako je paměť a učení. Nadměrné množství glutamátu může také způsobit excitotoxicitu ústící v odumírání buněk. Tato excitotoxicita způsobená nahromaděním glutamátu je spojována s některými nemocemi a úrazy mozku, a to včetně Alzheimerové nemoci, mozkové mrtvice a epileptickými záchvaty.

Peptidy

• Oxytocin: Tento významný hormon funguje jako neurotransmiter v mozku. Je produkován hypotalamem a sehrává roli v sociálním přijímání, navazování vztahů a sexuální reprodukci. Syntetický oxytocin jako například Pitocin se často používá jako pomocný prostředek při porodech. Jak oxytocin, tak Pitocin způsobují stahy dělohy při porodu.
• Endorfiny: Tyto neurotransmittery tlumí přenos signálů o bolest, čímž podporují pocity euforie. Tyto chemické přenašeče signálů jsou produkovány přirozenou reakcí těla na bolest, ale mohou být spouštěny také jiným i aktivitami, jako je například aerobní cvičení. Například prožívání „excitovaných stavů“ při běhání je příkladem generování příjemných pocitů produkcí endorfinů.

Monoaminy

• Epinefrin: Epinefrin je známý také pod pojmem adrenalin a považuje se jak za hormon, tak za neurotransmiter. Obecně je epinefrin stresový hormon, který je uvolňován adrenálním systémem. Nicméně funguje jako neurotransmiter v mozku.
• Norepinefrin: Tato přirozeně se vyskytující chemická sloučenina, také nazývána noradrenalin, je neurotransmiter, který sehrává důležitou roli při bdělosti v rámci reakce bojuj nebo uteč. Jeho role je pomáhat mobilizovat tělo a mozek, aby něco podniklo ve chvílích nebezpečí nebo stresu. Hladiny tohoto neurotransmiteru jsou typicky nízké během spánku a nejvyšší během okamžiků stresu.
• Histamin: Tato organická sloučenina se chová jako neurotransmiter v mozku a míše. Sehrává roli při alergických reakcích a je produkována jako součást imunitní reakce na patogeny.
• Dopamin: Dopamin, běžně znám jako neurotransmiter dobrého pocitu, se uvolňuje, když jsme oceňování, motivování a vnitřně rosteme. Některé typy návykových drog zvyšují úroveň dopaminu v mozku. Tento chemický přenašeč také sehrává důležitou roli v koordinaci tělesných pohybů. Parkinsonova nemoc, což je degenerativní onemocnění, které má za následek třes a zhoršení motorických pohybů, je způsobována ztrátou neuronů v mozku, jenž generují dopamin.
• Serotonin: Serotonin, hormon a neurotransmiter, sehrává důležitou roli v regulaci a modulaci nálady, spánku, úzkosti, sexuality a chuti k jídlu. Selektivní inhibitory zpětného vychytávání serotoninu (SSRI) jsou typ antidepresiva, které se obvykle předepisuje pro léčbu deprese, úzkosti, panických poruch a panických atak. SSRI působí tak, že vyrovnávají úrovně serotoninu tím, že blokují zpětné vychytávání serotoninu v mozku, což může pomoci zlepšit náladu a zmírnit pocity úzkosti.

Puriny

• Adenosin: Tato přirozeně se vyskytující chemická sloučenina se chová jako neuromodulátor v mozku a je zapojena do potlačování rozrušení a zlepšení spánku.
• Adenosintrifosfát (ATP): ATP se považuje za nepostradatelný pro život a funguje jako neurotransmiter v centrálním a periferním nervovém systému. Sehrává roli v autonomním ovládání, v senzorické transdukci a komunikaci s gliovými buňkami. Výzkum naznačuje, že může hrát roli i některých neurologických problémech, a to včetně bolesti, traumatu a neurodegenerativních nemocech.

Plynné neurotransmitery

• Oxid dusičný: Tato sloučenina hraje roli v ovlivňování hladkého svalstva a jeho uvolňování, aby se tak mohly roztáhnout krevní cévy a zvýšit proudění krve do určitých oblastí těla.
• Oxid uhelnatý: Tento plyn bez barvy a zápachu má toxické a potenciálně fatální důsledky, pokud je člověk vystaven jeho vyšším koncentracím. Nicméně tento plyn přirozeně produkuje i tělo, kde funguje jako neurotransmiter, který pomáhá upravovat zánětlivou reakci těla.

Acetlylcholin

• Acetylcholin: Toto je jediný neurotransmiter v této kategorii. Nachází se jak v centrálním, tak periferním nervovém systému a je primárně spojený s motorickými neuronmi. Hraje roli při svalových pohybech, jakož i paměťových funkcíh a učení.

Když neurotransmitery nefungují správně

Stejně tak jako u mnoha tělesných procesů, i tady mohou věci někdy fungovat špatně. Pravděpodobně není překvapující, že tak rozsáhlý a komplexní systém, jakým je nervový systém, je náchylný k problémům.

Mezi některé procesy, kde může dojít k poruchám, patří:

• Neurony nemusí produkovat neurotransmiter v dostatečném množství.
• Neurotransmitery mohou být opětovně absorbovány příliš rychle.
• Příliš mnoho neurotransmiterů může být deaktivováno enzymy.
• Může být uvolňováno příliš mnoho konkrétního neurotransmiteru.

Když jsou neurotransmitery ovlivněny nemocí nebo léky, mohou mít množství nežádoucích účinků na tělo. Nemoci, jako například Alzheimerova nemoc, epilepsie a Parkinsonova choroba jsou spojeny s nedostatkem určitých neurotransmiterů.

Lékaři jsou si vědomi role, kterou mohou sehrávat neurotransmitery při psychických onemocněních, a proto často předepisují léky, které ovlivňují působení chemických přenašečů v těle, aby podpořili léčení různých psychiatrických stavů.

Například dopamin je spojován s takovými poruchami, jakými jsou závislosti a schizofrenie. Serotonin sehrává roli v poruchách nálady, včetně deprese a obsedantně-kompulzivní poruchy. Léky, jako například SSRI, mohou být předepisovány praktickými lékaři a psychiatry pro pomoc s léčením symptomů deprese a úzkosti. Tyto léky jsou užívány někdy samostatně, ale mohou být užívány také společně s dalšími terapeutickými metodami, včetně kognitivně-behaviorální terapie.

Léky, které ovlivňují neurotransmitery

Nejvýznamnější praktická aplikace objevu neurotransmiterů a detailního pochopení toho, jak fungují, je dost možná vývoj léků, které ovlivňují chemický přenos. Tyto léky jsou schopny změnit vliv neurotransmiterů, což může pomoci ulevit od symptomů některých nemocí.

• Agonisté versus antagonisté: Některé léky jsou známy jako agonisté a fungují tak, že zvyšují vliv specifických neurotransmiterů. Jiné léky jsou považovány za antagonisty a působí tak, že blokují vliv neurotransmiterů.
• Přímý versus nepřímý vliv: Tyto léky s neurologickým působením je možná dále rozčlenit na základě jejich přímého či nepřímého vlivu. Ty, jenž mají přímý vliv, fungují tak, že napodobují neurotransmitery, protože mají velmi podobnou chemickou strukturu. Ty, jenž mají nepřímý vliv, fungují tak, že působí na synaptické receptory.

Mezi léky, které mohou ovlivnit neurologický přenos a které se používají pro léčení nemoci včetně deprese a úzkosti, patří například SSRI, tricyklická antidepresiva a benzodiazepiny. Ilegální dogy, jako například heroin, kokain a marihuana mají také vliv na neurologický přenos. Heroin působí jako přímý agonista dostatečně napodobující přirozené opioidy, aby tak stimulovaly s nimi související receptory. Kokain je příkladem nepřímo působící drogy, která ovlivňuje přenos dopaminu.

Slovo na závěr

Neurotransmitery sehrávají zásadní roli v neurologické komunikaci, přičemž ovlivňují všechno, od nevědomých pohybů, až po učení a náladu. Tento systém je jak komplexní, tak vysoce vzájemně propojený. Neurotransmitery se chovají specifickými způsoby, ale mohou být také ovlivněny nemocemi, léky nebo dokonce působením jiných chemických přenašečů signálů.

Zdroj článku: The Role Of Neurotransmitters

Překlad: Centrum Oberonic