Nevrotransmitter er et signalstoff som skilles ut av nerveceller for å påvirke andre nerveceller, muskelceller eller kjertelceller. Nevrotransmittere er involvert i utallige funksjoner i nervesystemet og kontrollerer mange av kroppens funksjoner.
nevrotransmitter
Signalformidling i synapser
Nevrotransmittere skiller seg fra andre kjemiske signalstoffer i kroppen, for eksempel hormoner. Nevrotransmittere fungerer svært kortvarig og over svært korte avstander. De påvirker bare én eller noen ganske få celler i sin umiddelbare nærhet.
Signalformidling via nevrotransmittere skjer i synapser, som er kontaktpunkter mellom en nervecelle og en annen celle. Disse er ikke i direkte kontakt, men adskilt av en smal synapespalte. Nevrotransmitteren skilles ut fra nervecellen og flyter over (diffunderer) til cellen på den andre siden av synapsespalten. Der binder nevrotransmitteren seg til reseptorer og kan dermed øke eller dempe aktiviteten til denne cellen. Mange legemidler virker ved å etterlikne eller hemme effekten til nevrotransmitterne på disse reseptorene.
- Les mer om synapse
En synapse er et kontaktsted mellom en nervecelle og en annen nervecelle, en muskelcelle eller en kjertelcelle. Synapsen består av en presynaptisk og en postsynaptisk del. Presynaptisk er det en nervecelle med en utløper (akson) som ender i en knopp (aksonende). I aksonenden er det flere små blærer (vesikler) med signalstoffer (transmittersubstanser). Postsynaptisk er det i dette tilfellet en annen nervecelle med en type utløper som kalles dendritter. Når en nervecelle skal overføre signalet til en annen celle slipper den ut transmittersubstans i synapsespalten. Transmittersubstansen binder seg så til mottakerapparater (reseptorer) på den postsynaptiske cellen. Reseptorene setter så i gang et signal i den postsynaptiske cellen.
Vanlige nevrotransmittere
Det finnes mange ulike typer nevrotransmittere, blant annet:
- acetylkolin
- aminosyrer som glutamat, GABA og glysin
- monoaminer som dopamin, serotonin, histamin, noradrenalin og adrenalin
- nevropeptider, for eksempel endorfiner og enkefaliner
Acetylkolin
Acetylkolin er den første transmittersubstansen som ble oppdaget. Den spiller en viktig rolle i det autonome nervesystemet, samt i det perifere nervesystemet, hvor det frigjøres av motoriske nerveceller som stimulerer musklene til å trekke seg sammen.
Dopamin
Dopamin brukes flere steder i hjernen, og er blant annet involvert i styring av motorikk, belønning, forsterkning og motivasjon.
Histamin
Histamin er mest kjent for sin rolle i allergiske reaksjoner, men den er også involvert i signaloverføring mellom nerveceller og kan også påvirke følelser og atferd. Histamin hjelper til med å kontrollere søvnsyklusen og fremmer frigjøring av adrenalin og noradrenalin.
Serotonin
Serotonin er en hemmende nevrotransmitter. Den finnes hovedsakelig i mage-tarmkanalen, blodplater og sentralnervesystemet hos mennesker og andre dyr, og antas å bidra til en følelse av velvære og lykke.
Lagring og frigjøring
Elektronmikroskopisk bilde av en nerveende med vesikler som inneholder nevrotransmittere.
Nevrotransmittere er lagret i små blærer (synaptiske vesikler) i endene på nervecellens utløper (aksonet) eller i oppsvulminger langs aksonet (boutoner). Vesiklene har høye konsentrasjoner av nevrotransmittere fordi det sitter egne transportører for nevrotransmitteren (vesikulære transportører) i membranen som omgir de synaptiske vesiklene.
For at nevrotransmitteren skal bli sluppet ut i synapsespaltene, må aksonet og nerveendene aktiveres elektrisk (depolariseres). Denne forandringen fører til åpning av kalsium-ionekanaler cellemembranen i nerveendene eller boutonene. Fordi konsentrasjonen av kalsiumioner svært lav inne i nervecellen, men høy utenfor, vil kalsiumioner strømmer inn i cellen.
Kalsiumioner aktiverer mekanismer (som involverer såkalte SNARE-proteiner) som får de synaptiske vesiklene til å smelte sammen med cellemembranen slik at det dannes en åpning fra vesiklenes innside og ut til synapsespalten. Dermed slipper nevrotransmitteren ut i synapsespalten.
Effekt
Nevrotransmittere virker ved å binde seg til og aktivere reseptorer på cellen på den andre siden av synapsespalten, den såkalte postsynaptiske cellen. De virker også ved å binde seg til reseptorer på den presynaptiske nervecellen. Denne siste typen reseptor fungerer som en tilbakekoblingsmekanisme, som styrer hvor mye nevrotransmitter som blir skilt ut til synapsespalten.
Reseptortyper
Det er to hovedtyper reseptorer for nevrotransmittere: G-protein-koplede reseptorer og ionekanaler. Ionekanalene kalles «ligandstyrte ionekanaler» fordi de aktiveres (styres) av et stoff (nevrotransmitteren) som binder seg til dem (ligand betyr «noe som binder seg»).
Nevrotransmittere kan aktivere to typer reseptorer: ligandstyrte ionekanaler og G-proteinkoblede reseptorer.
Eksitasjon eller inhibisjon
Nevrotransmittere kan ha aktiverende (eksitatoriske) eller hemmende (inhibitoriske) effekter på sine målceller. Eksempelvis er glutamat det viktigste aktiverende stoffet i hjernen og ryggmargen. Omvendt er GABA en viktig hemmende nevrotransmitter i hjernen, mens glysin er en hemmende nevrotransmitter i ryggmargen.
Noen nevrotransmittere kan enten ha en aktiverende eller hemmende effekt avhengig av hvilken type reseptorer som finnes på målcellene. For eksempel virker dopamin aktiverende på en nervecelle når den binder seg til en reseptor som er koplet til et stimulerende G-protein, mens den virker dempende når den binder seg til en reseptor som er koplet til et hemmende G-protein.
Hastighet
I nerveceller i sentralnervesystemet som bruker aminosyrer (glutamat, GABA og glysin), foregår signaloverføringen i synapsene i løpet av noen få millisekunder.
Acetylkolin og monoaminer som dopamin, noradrenalin, adrenalin, serotonin og histamin brukes bare av noen nerveceller og har ofte en mer langsom og regulerende virkning på andre cellers aktivitet. Signaloverføringen foregår i løpet av få sekunder.
Nevropeptider, for eksempel endorfiner, enkefaliner, vasoaktivt intestinalt peptid (VIP), cholecystokinin (CCK) virker også langsomt, det vil si i løpet av sekunder.
Inaktivering
Nevrotransmittere må fjernes eller inaktiveres etter at de har fullført aktiveringen av reseptorer, ellers vil ikke reseptorene kunne formidle nye signaler fra den presynaptiske nervecellen.
Mange nevrotransmittere tas opp i celler ved hjelp av spesifikke transportører. Transportørene er proteiner som sitter i cellemembranen til nerveendene eller boutonene, eller i gliaceller (astrocytter) som kler synapsespalten. Både aminosyrer (glutamat, GABA, glysin) og monoaminene (som dopamin og serotonin) fjernes fra synapsespalten ved hjelp av slike transportører. Når disse nevrotransmitterne er tatt opp i andre celler, blir de omdannet ved hjelp av enzymer, til andre forbindelser som ikke kan aktivere reseptorer. For eksempel blir dopamin tatt opp i boutoner og inaktivert av enzymene monoamino-oksidase (MAO) eller katekolamin-O-metyltransferase (COMT).
Noen nevrotransmittere blir brutt ned av enzymer i synapsespalten. Dette gjelder for eksempel acetylkolin, som spaltes til acetat og kolin av acetylkolinesterase.
Definisjon
Fem kriterier må være oppfylt for at et stoff skal kunne kalles en nevrotransmitter:
- Stoffet må være oppkonsentrert i synaptiske vesikler i den presynaptiske nervecellen.
- Enzymer som kan katalysere dannelsen av stoffet, må være til stede i den presynaptiske nervecellen.
- Aktivering (depolarisering) av aksonet må føre til at stoffet skilles ut av nerveenden fra synaptiske vesikler, på en kalsium-ion-avhengig måte-
- Det må være reseptorer til stede på den postsynaptiske cellen, som lar seg aktivere av stoffet.
- Det må finnes en mekanisme for å inaktivere stoffet, i form av transportører eller enzymer som kan stoppe virkningen til stoffet.
Stoffer som dannes i kroppen, men som ikke oppfyller de fem kravene, men som likevel formidler signaler mellom nerveceller, kalles nevromodulatorer.
Nevromodulatorer
Mange molekyler slippes ut av nerveceller og påvirker andre celler, omtrent som nevrotransmittere, men oppfyller ikke alle kriteriene for å kunne kalles nevrotransmittere. De kalles da nevromodulatorer.
For eksempel kan noen slike molekyler aktivere reseptorer for glutamat (aspartat) eller GABA (taurin), men de er ikke til stede i synaptiske vesikler og er derfor ikke nevrotransmittere.
Nitrogenmonoksid (NO) slippes ut i synapsespalten av den postsynaptiske nervecellen (når det er blitt aktivert av glutamat) og diffunderer til den presynaptiske nerveenden der det aktiverer enzymet guanylsyklase inne i cellene. NO er verken oppkonsentrert i synaptiske vesikler og har ikke en reseptor i cellemembranen og er derfor ikke en nevrotransmitter selv om det har viktige virkninger over synapsespalten.
Også monoaminer og nevropeptider kan sies å være nevromodulatorer heller enn nevrotransmittere fordi de (både i hjernen og ellers i kroppen) ofte slippes ut på avstand fra reseptorene sine og ikke alltid er knyttet til én spesifikk synapse.
Legemidler
Omtrent halvparten av alle legemidler virker ved å aktivere eller hemme G-proteinkoblede reseptorer. Noen av disse endrer virkningen til nevrotransmitterne som kan binde seg til dem.
Noen legemidler påvirker ionekanaler som aktiveres av nevrotransmittere, for eksempel glutamat-, GABA- og 5-HT 3-reseptorene (en serotoninreseptor).
Noen legemidler reduserer utslippet (frigjøringen) av nevrotransmittere indirekte ved å hemme innstrømmingen av natrium-ioner gjennom natrium-ionekanaler slik at nervecellene ikke blir aktivert like sterkt som ellers. Dette gjelder flere epilepsimedisiner, blant annet fenytoin, karbamazepin, okskarbazepin og lamotrigin.
Legemiddelet L-DOPA er forløperen til dopamin og brukes for å øke mengden dopamin i hjernen ved Parkinsons sykdom.
SSRI, selektive serotoninreopptakshemmere, er en viktig gruppe legemidler mot depresjon (antidepressiva). De virker ved å hemme reopptak av serotonin fra synapsespalten, slik at tilgjengeligheten av serotonin i hjernen øker.
Les mer i Store norske leksikon
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.