Identifizieren eines Neurotransmitters

Wie sie funktionieren, verschiedene Arten und warum sie wichtig sind

Ein Neurotransmitter ist definiert als ein chemischer Botenstoff, der Signale zwischen Neuronen oder Nervenzellen und anderen Zellen im Körper trägt, steigert und ausgleicht. Diese chemischen Botenstoffe können eine Vielzahl von physischen und psychologischen Funktionen wie Herzfrequenz, Schlaf, Appetit, Stimmung und Angst beeinflussen. Milliarden von Neurotransmittern arbeiten ständig daran, unser Gehirn in Gang zu halten, indem wir alles von unserer Atmung über unseren Herzschlag bis hin zu unserem Lern- und Konzentrationsniveau steuern.

Wie Neurotransmitter arbeiten

Damit Neuronen Nachrichten durch den Körper senden können, müssen sie in der Lage sein, miteinander zu kommunizieren, um Signale zu übertragen. Neuronen sind jedoch nicht einfach miteinander verbunden. Am Ende jedes Neurons befindet sich eine winzige Lücke, die Synapse genannt wird. Um mit der nächsten Zelle kommunizieren zu können, muss das Signal diesen kleinen Raum durchqueren können. Dies geschieht durch einen Prozess, der als Neurotransmission bekannt ist.

In den meisten Fällen wird ein Neurotransmitter von dem so genannten Axon-Terminal freigesetzt, nachdem ein Aktionspotential die Synapse erreicht hat, ein Ort, an dem Neuronen Signale zueinander übertragen können.

Wenn ein elektrisches Signal das Ende eines Neurons erreicht, löst es die Freisetzung von kleinen Bläschen aus, die Vesikel genannt werden und die Neurotransmitter enthalten. Diese Beutel verschütten ihren Inhalt in die Synapse, wo sich die Neurotransmitter dann über die Lücke zu den benachbarten Zellen bewegen.

Diese Zellen enthalten Rezeptoren, an denen die Neurotransmitter binden und Veränderungen in den Zellen auslösen können.

Nach der Freisetzung überquert der Neurotransmitter die synaptische Lücke und bindet sich an die Rezeptorstelle des anderen Neurons, wobei er entweder das aufnehmende Neuron anregt oder hemmt, abhängig davon, was der Neurotransmitter ist.

Die Neurotransmitter wirken wie ein Schlüssel und die Rezeptoren wirken wie ein Schloss. Es braucht den richtigen Schlüssel, um bestimmte Sperren zu öffnen. Wenn der Neurotransmitter in der Lage ist, an der Rezeptorstelle zu arbeiten, löst er Veränderungen in der Empfängerzelle aus.

Manchmal können Neurotransmitter an Rezeptoren binden und bewirken, dass ein elektrisches Signal durch die Zelle gesendet wird (erregend). In anderen Fällen kann der Neurotransmitter tatsächlich verhindern, dass das Signal weitergeht, wodurch verhindert wird, dass die Nachricht weitergeleitet wird (inhibitorisch).

Was passiert mit einem Neurotransmitter, nachdem seine Arbeit abgeschlossen ist? Sobald der Neurotransmitter den beabsichtigten Effekt hat, kann seine Aktivität durch verschiedene Mechanismen gestoppt werden.

1. Es kann durch Enzyme abgebaut oder deaktiviert werden
2. Es kann vom Rezeptor wegdriften
3. Es kann durch das Axon des Neurons wieder aufgenommen werden, das es in einem Prozess, bekannt als Wiederaufnahme, freigesetzt hat

Neurotransmitter spielen eine wichtige Rolle im täglichen Leben und Funktionieren. Wissenschaftler wissen noch nicht genau, wie viele Neurotransmitter existieren, aber mehr als 100 chemische Botenstoffe wurden identifiziert.

Was Neurotransmitter tun

Neurotransmitter können nach ihrer Funktion klassifiziert werden:

Exzitatorische Neurotransmitter: Diese Neurotransmitter haben erregende Wirkungen auf das Neuron, was bedeutet, dass sie die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass das Neuron ein Aktionspotential abfeuert.

Einige der wichtigsten exzitatorischen Neurotransmitter gehören Adrenalin und Noradrenalin.

Inhibitorische Neurotransmitter: Diese Arten von Neurotransmittern haben hemmende Wirkungen auf das Neuron; sie verringern die Wahrscheinlichkeit, dass das Neuron ein Aktionspotential abfeuert. Einige der wichtigsten inhibitorischen Neurotransmitter umfassen Serotonin und Gamma-Aminobuttersäure (GABA).

Einige Neurotransmitter, wie Acetylcholin und Dopamin, können abhängig von der Art der vorhandenen Rezeptoren sowohl exzitatorische als auch inhibitorische Wirkungen hervorrufen.

Modulierende Neurotransmitter: Diese Neurotransmitter, oft als Neuromodulatoren bezeichnet, sind in der Lage, eine größere Anzahl von Neuronen gleichzeitig zu beeinflussen.

Diese Neuromodulatoren beeinflussen auch die Wirkung anderer chemischer Botenstoffe. Wo synaptische Neurotransmitter durch Axon-Terminals freigesetzt werden, um einen schnellen Einfluss auf andere Rezeptor-Neuronen auszuüben, diffundieren Neuromodulatoren über eine größere Fläche und sind langsamer.

Arten von Neurotransmittern

Es gibt eine Reihe verschiedener Möglichkeiten, Neurotransmitter zu klassifizieren und zu kategorisieren. In einigen Fällen werden sie einfach in Monoamine, Aminosäuren und Peptide unterteilt.

Neurotransmitter können auch in eine von sechs Arten eingeteilt werden:

Aminosäuren

• Gamma-Aminobuttersäure (GABA) wirkt als der wichtigste hemmende chemische Botenstoff des Körpers. GABA trägt zum Sehen, zur motorischen Kontrolle bei und spielt eine Rolle bei der Regulation von Angstzuständen. Benzodiazepine, die zur Behandlung von Angstzuständen eingesetzt werden, wirken durch die Erhöhung der Effizienz von GABA-Neurotransmittern, die das Gefühl von Entspannung und Ruhe steigern können.
• Glutamat ist der häufigste Neurotransmitter im Nervensystem, wo es eine Rolle bei kognitiven Funktionen wie Gedächtnis und Lernen spielt . Übermäßige Mengen an Glutamat können eine Exzitotoxizität bewirken, die zum Zelltod führt. Diese durch Glutamataufbau verursachte Exzitotoxizität ist mit einigen Krankheiten und Hirnverletzungen einschließlich Alzheimer-Krankheit, Schlaganfall und epileptischen Anfällen verbunden.

Peptide

• Oxytocin ist sowohl ein Hormon als auch ein Neurotransmitter. Es wird vom Hypothalamus produziert und spielt eine Rolle bei der sozialen Anerkennung, Bindung und sexuellen Fortpflanzung. Synthetisches Oxytocin wie Pitocin wird oft als Hilfe bei der Geburt und der Geburt verwendet. Sowohl Oxytocin als auch Pitocin bewirken, dass sich die Gebärmutter während der Wehen zusammenzieht.
• Endorphine sind Neurotransmitter, die die Übertragung von Schmerzsignalen hemmen und Gefühle der Euphorie fördern. Diese chemischen Botenstoffe werden vom Körper als Reaktion auf Schmerzen natürlich produziert, können aber auch durch andere Aktivitäten wie Aerobic-Übungen ausgelöst werden. Zum Beispiel ist das Erleben eines "Runner High" ein Beispiel für angenehme Gefühle, die durch die Produktion von Endorphinen erzeugt werden.

Monoamine

• Epinephrin gilt sowohl als Hormon als auch als Neurotransmitter. Im Allgemeinen ist Epinephrin (Adrenalin) ein Stresshormon, das vom Nebennierensystem freigesetzt wird. Es fungiert jedoch als Neurotransmitter im Gehirn.
• Noradrenalin ist ein Neurotransmitter, der eine wichtige Rolle bei der Aufmerksamkeit spielt, die in den Kampf oder die Flugantwort des Körpers involviert ist. Seine Rolle besteht darin, Körper und Gehirn zu mobilisieren, um in Zeiten von Gefahr oder Stress aktiv zu werden. Die Spiegel dieses Neurotransmitters sind typischerweise während des Schlafes am niedrigsten und während Stresssituationen am höchsten.
• Histamin wirkt als Neurotransmitter im Gehirn und im Rückenmark. Es spielt eine Rolle bei allergischen Reaktionen und wird als Teil der Reaktion des Immunsystems auf Pathogene produziert.
• Dopamin spielt eine wichtige Rolle bei der Koordination von Körperbewegungen. Dopamin ist auch an Belohnung, Motivation und Ergänzungen beteiligt. Mehrere Arten von Suchtmitteln erhöhen Dopaminspiegel im Gehirn. Die Parkinson-Krankheit, eine degenerative Erkrankung, die zu Zittern und motorischen Beeinträchtigungen führt, wird durch den Verlust von Dopamin-generierenden Neuronen im Gehirn verursacht.
• Serotonin spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung und Modulation von Stimmung, Schlaf, Angst, Sexualität und Appetit. Selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer , üblicherweise als SSRIs bezeichnet, sind eine Art von Antidepressiva, die üblicherweise zur Behandlung von Depressionen, Angstzuständen, Panikattacken und Panikattacken verschrieben werden. SSRIs arbeiten daran, den Serotoninspiegel auszugleichen, indem sie die Wiederaufnahme von Serotonin im Gehirn blockieren, was zur Verbesserung der Stimmung und zur Verringerung von Angstgefühlen beitragen kann.

Purine

• Adenosin wirkt als Neuromodulator im Gehirn und ist an der Unterdrückung des Erregens und der Verbesserung des Schlafes beteiligt.
• Adenosintriphosphat (ATP) wirkt als Neurotransmitter im zentralen und peripheren Nervensystem . Es spielt eine Rolle bei der autonomen Kontrolle, sensorischen Transduktion und Kommunikation mit Gliazellen. Die Forschung legt nahe, dass sie auch bei einigen neurologischen Problemen wie Schmerzen, Traumata und neurodegenerativen Erkrankungen eine Rolle spielen könnte.

Gastransmittern

• Stickstoffmonoxid spielt eine Rolle bei der Beeinflussung der glatten Muskulatur, entspannt sie, damit Blutgefäße sich ausdehnen und den Blutfluss in bestimmte Bereiche des Körpers erhöhen.
• Kohlenmonoxid ist in der Regel als farb- und geruchloses Gas bekannt, das toxische und potentiell tödliche Auswirkungen haben kann, wenn Menschen hohen Konzentrationen ausgesetzt sind. Es wird jedoch auch auf natürliche Weise vom Körper produziert, wo es als Neurotransmitter wirkt, der dabei hilft, die Entzündungsreaktion des Körpers zu modulieren.

Acetylcholin

• Acetylcholin ist der einzige Neurotransmitter in seiner Klasse. Sowohl im zentralen als auch im peripheren Nervensystem gefunden, ist es der primäre Neurotransmitter, der mit motorischen Neuronen in Verbindung gebracht wird. Es spielt eine Rolle bei Muskelbewegungen sowie Gedächtnis und Lernen.

Was passiert, wenn Neurotransmitter nicht richtig funktionieren

Wie bei vielen Prozessen des Körpers können die Dinge manchmal schief gehen. Es ist vielleicht nicht überraschend, dass ein System, das so umfangreich und komplex ist wie das menschliche Nervensystem, anfällig für Probleme ist.

Einige der Dinge, die möglicherweise schief gehen, sind:

• Neuronen produzieren möglicherweise nicht genug von einem bestimmten Neurotransmitter
• Zu viel von einem bestimmten Neurotransmitter kann freigesetzt werden
• Zu viele Neurotransmitter können durch Enzyme deaktiviert werden
• Neurotransmitter können zu schnell resorbiert werden

Wenn Neurotransmitter von Krankheit oder Drogen betroffen sind, kann es eine Reihe von verschiedenen negativen Auswirkungen auf den Körper sein. Krankheiten wie Alzheimer, Epilepsie und Parkinson sind mit Defiziten bei bestimmten Neurotransmittern verbunden.

Gesundheitsfachkräfte erkennen die Rolle, die Neurotransmitter bei psychischen Erkrankungen spielen können, weshalb Medikamente, die die Wirkung der chemischen Botenstoffe des Körpers beeinflussen, oft verschrieben werden, um eine Vielzahl von psychischen Zuständen zu behandeln .

Zum Beispiel ist Dopamin mit solchen Dingen wie Sucht und Schizophrenie assoziiert. Serotonin spielt eine Rolle bei affektiven Störungen einschließlich Depression und OCD. Drogen, wie SSRIs, können von Ärzten und Psychiatern verschrieben werden, um bei der Behandlung von Symptomen von Depression oder Angstzuständen zu helfen. Medikamente werden manchmal alleine angewendet, aber sie können auch in Verbindung mit anderen therapeutischen Behandlungen, einschließlich kognitiver Verhaltenstherapie, verwendet werden .

Drogen, die Neurotransmitter beeinflussen

Die vielleicht wichtigste praktische Anwendung für die Entdeckung und das detaillierte Verständnis der Funktionsweise von Neurotransmittern war die Entwicklung von Medikamenten, die die chemische Übertragung beeinflussen. Diese Medikamente sind in der Lage, die Wirkung von Neurotransmittern zu verändern, die die Symptome einiger Krankheiten lindern können.

• Agonisten gegen Antagonisten: Einige Medikamente sind als Agonisten bekannt und funktionieren durch die Erhöhung der Wirkung bestimmter Neurotransmitter. Andere Drogen und bezeichnet als Antagonisten und wirken, um die Auswirkungen der Neurotransmission zu blockieren.
• Direkte und indirekte Effekte: Diese neuroaktiven Medikamente können weiter unterteilt werden, je nachdem, ob sie direkt oder indirekt wirken. Diejenigen, die eine direkte Wirkung haben, arbeiten, indem sie die Neurotransmitter nachahmen, weil sie in der chemischen Struktur sehr ähnlich sind. Diejenigen, die einen indirekten Einfluss haben, wirken, indem sie auf die synaptischen Rezeptoren einwirken.

Zu den Medikamenten, die die Neurotransmission beeinflussen können, gehören Medikamente, die zur Behandlung von Krankheiten einschließlich Depressionen und Angstzuständen eingesetzt werden, wie SSRIs, tricyclische Antidepressiva und Benzodiazepine .

Illegale Drogen wie Heroin, Kokain und Marihuana haben ebenfalls einen Einfluss auf die Neurotransmission. Heroin agiert als ein direkt agierender Agonist, der die natürlichen Opioide des Gehirns imitiert, um ihre assoziierten Rezeptoren zu stimulieren. Kokain ist ein Beispiel für ein indirekt wirkendes Medikament, das die Übertragung von Dopamin beeinflusst.

Identifizieren von Neurotransmittern

Die tatsächliche Identifizierung von Neurotransmittern kann tatsächlich ziemlich schwierig sein. Während Wissenschaftler die Vesikel mit Neurotransmittern beobachten können, ist es nicht so einfach herauszufinden, welche Chemikalien in den Vesikeln gespeichert sind.

Aus diesem Grund haben Neurowissenschaftler eine Reihe von Richtlinien entwickelt, um zu bestimmen, ob eine Chemikalie als Neurotransmitter definiert werden sollte oder nicht:

• Die Chemikalie muss innerhalb des Neurons produziert werden.
• Die notwendigen Vorläuferenzyme müssen im Neuron vorhanden sein.
• Es muss genug von der Chemikalie vorhanden sein, um tatsächlich eine Wirkung auf das postsynaptische Neuron zu haben.
• Die Chemikalie muss durch das präsynaptische Neuron freigesetzt werden, und das postsynaptische Neuron muss Rezeptoren enthalten, an die die Chemikalie bindet.
• Es muss ein Wiederaufnahmemechanismus oder ein Enzym vorhanden sein, das die Wirkung der Chemikalie stoppt.

Ein Wort von

Neurotransmitter spielen eine entscheidende Rolle in der neuralen Kommunikation und beeinflussen alles von unwillkürlichen Bewegungen über das Lernen bis zur Stimmung. Dieses System ist sowohl komplex als auch stark vernetzt. Neurotransmitter wirken auf spezifische Weise, können aber auch von Krankheiten, Medikamenten oder sogar von anderen chemischen Boten beeinflusst werden.

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