Neuroprzekaźniki - właściwości, działanie i rola neuroprzekaźników w organizmie człowieka

Zastanawiałeś się kiedyś, w jaki sposób mózg tak naprawdę rządzi całym ciałem? Neuroprzekaźniki to najlepszy dowód na geniusz Matki Natury, a zarazem warunek konieczny do funkcjonowania organizmu. Jak w każdym mechanizmie i tu jest jednak miejsce na błędy, które mogą poważnie dać się nam we znaki. Co warto więc wiedzieć o neuroprzekaźnikach?

1. Jakie funkcje spełniają neuroprzekaźniki?
2. Jak działają neuroprzekaźniki?
3. Jakie znamy neuroprzekaźniki?
4. Czy można jakoś wspomagać funkcjonowanie neuroprzekaźników?

Pod pojęciem neuroprzekaźników rozumiemy szeroką grupę cząsteczek, które odpowiadają za przekazywanie sygnałów między neuronami a innymi komórkami ciała. Można je więc porównać do zaszyfrowanych chemicznie informacji, które mózg posyła tkankom i organom. Ich działanie byłoby niemożliwe bez gęstej sieci układu nerwowego działającego niczym linie wysokiego napięcia, gdzie w „drutach” podróżują stosowne impulsy.

Jakie funkcje spełniają neuroprzekaźniki?

Neuroprzekaźniki są właśnie niczym prąd dla układu nerwowego. Bez nich nie bylibyśmy w stanie nic zrobić, ani świadomie, ani nieświadomie. Bez naszej aktywności kontrolują one pracę serca i ciśnienie krwi, a także oddychanie. Regulują też produkcję hormonów, usypianie i budzenie, gojenie się ran, a nawet proces starzenia.

Z drugiej strony, codziennie korzystamy z neuroprzekaźników, aby ruszyć ręką, wyjść z domu czy pozdrowić sąsiada. Każda myśl, emocja, nastrój i wspomnienie wywoływane są dzięki ich aktywności. Bez neuroprzekaźników nie wiedziałbyś też, że kaloryfer jest ciepły, koc miękki, a światło słoneczne razi – każdy narząd zmysłów odbiera bowiem fizyczne bodźce i za pomocą neuroprzekaźników właśnie posyła je do mózgu, gdzie są one tłumaczone na znane nam pojęcia. Na tym jednak funkcje tych przedziwnych posłańców się nie kończą. Reakcje na stres, sposób i szybkość trawienia, głód i pragnienie to kolejne funkcje wszechobecnych neuroprzekaźników.

Jak działają neuroprzekaźniki?

Mówimy, że nerwy wysyłają impulsy do działania. Tak naprawdę zjawisko to polega właśnie na uwalnianiu neuroprzekaźników, które „zaadresowane” są do receptorów umieszczonych na konkretnych komórkach, np. mięśni, bądź też dalszych neuronów. Każdy typ neuroprzekaźnika oddziałuje na inny typ komórek, dzięki czemu reakcje następują natychmiastowo i są bardzo precyzyjne.

Jak to wygląda na poziomie pojedynczego neuronu? Komórka układu nerwowego składa się z ciała zwanego somą oraz wypustek nerwowych zwanych dendrytami oraz aksonami. To właśnie przez aksony wędrują impulsy elektryczne, które w zakończeniu aksonu zmieniane są w chemiczne przekaźniki i „wiadomość” przesyłana jest dalej do następnej komórki, neuronu lub gruczołu.

Owe przestrzenie, w których poruszają się neuroprzekaźniki określamy jako połączenia synaptyczne i są one kilkaset razy węższe niż ludzki włos. Każda cząsteczka łączy się z odpowiedniego typu receptorem na docelowej komórce i tym samym zmusza ją do konkretnego działania. W efekcie może dojść np. do skurczenia mięśnia lub uwolnienia hormonu.

Różne neuroprzekaźniki wywierają przy tym różne efekty na komórkach. I tak na przykład niektóre mają działanie pobudzające, co oznacza, że zmuszają one neurony do przekazania impulsu elektrycznego dalszym komórkom. Inne są hamujące i blokują dalsze przesyłanie chemicznej wiadomości. Trzecia grupa to natomiast neuroprzekaźniki modulujące, które regulują sposób, w jaki komórki komunikują się między sobą. Niczym w doskonale zorganizowanej armii, każda cząsteczka ma więc ściśle określoną funkcję i działa tylko tam, gdzie jest to pożądane.

Co się dzieje z neuroprzekaźnikami, które spełniły swoje zadanie? Zostają usunięte ze szczelin synaptycznych poprzez dyfuzję, absorpcję w celu ponownego wykorzystania (jest to swego rodzaju recykling biologiczny) lub enzymatyczny rozkład. W każdym z tych przypadków nie zostaje po nich żaden ślad, tak, aby dalsze przekazywanie chemicznych wiadomości nie było w żaden sposób zakłócone.

Jakie znamy neuroprzekaźniki?

W całym organizmie w danym momencie są miliardy cząsteczek różnych neuroprzekaźników. Jak dotąd znamy ich łącznie ponad sto, ale naukowcy nie mają wątpliwości, że wiele pozostaje jeszcze do odkrycia. Dla ułatwienia kategoryzuje się je według typu budowy chemicznej.Jedną z najważniejszych grup stanowią neuroprzekaźniki w formie aminokwasów, które zaangażowane są w większość funkcji układu nerwowego. Przykładem jest choćby bardzo powszechny glutaminian, o działaniu pobudzającym. To dzięki niemu myślimy, uczymy się i zapamiętujemy. Najbardziej powszechnym neuroprzekaźnikiem o działaniu hamującym jest natomiast kwas gamma-aminomasłowy, znany jako GABA, który reguluje aktywność mózgu, rozwiązując problemy takie jak niepokój, rozdrażnienie czy bezsenność. W rdzeniu kręgowym podobną funkcję spełnia natomiast glicyna, odpowiedzialna m.in za przewodzenie bólu oraz metabolizm.

Kolejną grupę neuroprzekaźników stanowią monoaminy zaangażowane przede wszystkim w sferę świadomości, poznania i emocji. Najsłynniejszym przykładem w tej kategorii jest serotonina, która reguluje nasze nastroje, ochotę na seks, jakość snu, apetyt i ból. Nazywana czasem hormonem szczęścia w rzeczywistości ma jednak działanie hamujące negatywne procesy zachodzące w mózgu. Jej bliską krewną jest dopamina, która wyjątkowo ma działanie zarówno pobudzające, jak i hamujące. Jako jeden z kluczowych elementów układu nagrody pozwala nam ona odczuwać przyjemność i podekscytowanie. Ponadto wzmaga koncentrację i pamięć, poprawia nastrój i wzmaga motywację. Do grupy monamin należy także histamina regulująca stan pobudzenia ciała i odpowiedzialna za reakcje alergiczne, a także adrenalina oraz noradrenalina, czyli duet warunkujący słynny mechanizm walki lub ucieczki, który nie jednemu człowiekowi uratował życie. Te dwa ostatnie neuroprzekaźniki podwyższają tętno, przyspieszają oddychanie, zwiększają poziom cukru we krwi i jej dopływ do mięśni, a także do maksimum zaostrzają naszą uwagę, pomagając jak najlepiej poradzić sobie ze źródłem stresu.

Poza tym mamy jeszcze peptydowe neuroprzekaźniki, do których należą choćby słynne endorfiny. Ich uwalnianie łagodzi ból i sprawia, że czujemy się dobrze we własnej skórze. Wreszcie, bardzo ważnym neuroprzekaźnikiem jest także acetylocholina, która realizuje szereg funkcji w mózgu i rdzeniu kręgowym. Wydzielana przez większość neuronów autonomicznego systemu nerwowego, oddziałuje m.in. na tętno, ciśnienie czy ruchu robaczkowe jelit. Odgrywa też istotną rolę w pracy mięśni, pamięci, libido oraz jakości snu. Funkcjonowanie przekaźników niestety może ulec poważnym zakłóceniom, np. z powodu chronicznego stresu fizycznego lub emocjonalnego. Bywa, że neurony nie produkują ich dostatecznej ilości, bądź, wprost przeciwnie, uwalniają ich nadmiar. Czasami problemem jest też zbyt szybka resorpcja lub nadmierny poziom dezaktywacji przez enzymy. Konsekwencje zaburzenia naturalnej równowagi neuroprzekaźników mogą być bardzo szerokie – począwszy od dolegliwości fizycznych, a skończywszy na zaburzeniach psychicznych.

I tak na przykład zakłócenia w poziomie glutaminianu są związane z chorobą Alzheimera, Parkinsona i demencją. Nierównowaga serotoniny powoduje stany lękowe, depresję, fibromialgię oraz chroniczne bóle. Jej nadprodukcja jest też obserwowana u pacjentów ze spektrum autyzmu. Dysfunkcja dopaminy asocjowana jest ze schizofrenią, chorobą bipolarną, ADHD, a nawet syndromem niespójnych nóg. Nadmiar adrenaliny prowadzi do nadciśnienia, cukrzycy oraz chorób serca. Niedobór endorfin może za to odgrywać rolę w przebiegu fibromialgii oraz bólów głowy, zaś zaburzenia wydzielania acetylocholiny powodować mogą drgawki, spazmy, a także chorobę Alzheimera.

Czy można jakoś wspomagać funkcjonowanie neuroprzekaźników?

Na dzień dzisiejszy dysponujemy już całym szeregiem leków, które aktywnie oddziałują na neuroprzekaźniki łagodząc bardzo poważne schorzenia. W szczególności korzysta się z antagonistów blokujących działanie poszczególnych neuroprzekaźników i agonistów, czyli związków wspomagających ich efekt.

I tak selektywne inhibitory zwrotnego wychwytu serotoniny (SSRI) oraz inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny i noradrenaliny (SNRI) to dziś jedne z najskuteczniejszych leków na depresję. Alternatywnie pacjentom podaje się benzodiazepiny, które z kolei wiążą się z receptorami kwasu GABA. Donepezil czyli inhibitor esterazy acetylocholinowej to środek przepisywany na walkę z demencją i chorobą Alzheimera, zaś lit częściowo blokuje wydzielanie noradrenaliny i dlatego wykorzystywany jest w terapii choroby bipolarnej. Środki zwiększające poziom noradrenaliny stosowane są natomiast do leczenia ADHD. Syntetyczna adrenalina (epinefryna) codzienne ratuje zaś tysiące ludzkich żyć np. w obliczu wstrząsu anafilaktycznego czy zatrzymania akcji serca. Nawet klasyczne leki przeciwalergiczne wykorzystują mechanizm blokowania histaminy, aby złagodzić zbyt gwałtowne reakcje układu odpornościowego na poszczególne alergeny.Nie da się ukryć, że pogłębiona wiedza o neuroprzekaźnikach jest dla medycyny kluczowa i może okazać się przełomem w leczeniu wielu powszechnych chorób chronicznych. W ostatnich latach dokonano ogromnego postępu w monitorowaniu poziomu poszczególnych cząsteczek za pomocą specjalnych sensorów. Zdaniem naukowców w niedługiej przyszłości będziemy potrafili dość skutecznie kontrolować system „zarządzania” organizmem.

Bibliografia