נוירוטרנסמיטורים: סוגים ותפקוד
כולנו שמענו על איך נוירונים מתקשרים זה עם זה באמצעות דחפים חשמליים. נכון שחלק מהסינפסות הן חשמליות גרידא, עם זאת, יסודות כימיים מתווכים את רוב החיבורים הללו. חומרים כימיים אלו נקראים נוירוטרנסמיטורים. נוירונים מסוגלים להשתתף במספר פונקציות קוגניטיביות כמו למידה, זיכרון ותפיסה בזכותם.
כיום, סינפסות עצביות מרמזות על יותר מתריסר נוירוטרנסמיטורים. אנשים למדו על תפקוד העברה עצבית, מה שהוביל לשיפורים גדולים בכל הנוגע לתכנון והבנת ההשפעות של תרופות פסיכוטרופיות. הנוירוטרנסמיטורים הידועים ביותר הם: סרוטונין, דופמין, נוראפינפרין, אצטילכולין, גלוטמט ו-GABA.
במאמר זה, נחקור את ההיבטים הבאים על מנת להבין טוב יותר את העקרונות של העברה עצבית. ראשית, לדעת את הדרכים השונות שיש לנוירוטרנסמיטורים כאשר משפיעים על הסינפסה. שנית, נדבר על מפל העברת האותות, שהיא הדרך הנפוצה ביותר בה פועלים נוירוטרנסמיטורים.
סוגי השפעות של נוירוטרנסמיטורים
תפקידם העיקרי של נוירוטרנסמיטורים הוא לווסת את הסינפסה בין נוירונים. כך, חיבורים חשמליים הופכים מורכבים יותר, וכתוצאה מכך יותר אפשרויות. פונקציות רבות של מערכת העצבים היו מתקיימות אילו לא היו קיימים נוירוטרנסמיטורים ונוירונים פעלו כמו חוטים פשוטים.
הדרך שבה נוירוטרנסמיטורים משפיעים על נוירונים אינה תמיד זהה. השפעות כימיות משנות סינפסות בשתי דרכים שונות - כאן יש לנו את שני סוגי ההשפעות:
- דרך תעלות יונים: האפשרות של הבדל בין החלק החיצוני והפנימי של הנוירון מייצרת דחפים חשמליים. תנועת היונים (חלקיקים טעונים חשמלית) גורמת לשינוי ההפרש הזה ולהפעלת הנוירון כאשר מגיעים לסף ההפעלה. חלק מהנוירוטרנסמיטורים מתפקדים להיצמד לתעלות יונים המצויות בקרום הנוירון. כשהם נצמדים, הם פותחים את הערוץ הזה, ומאפשרים תנועה גדולה יותר של יונים, מה שגורם להפעלת הנוירון.
- דרך קולטן מטבוטרופי: זוהי אפנון מורכב יותר. כאן, הנוירוטרנסמיטר נצמד לקולטן שנמצא בקרום הנוירון. עם זאת, קולטן זה אינו תעלה שנפתחת או נסגרת, במקום זאת, הוא מייצר חומר אחר בתוך הנוירון. כאשר נצמדים לנוירוטרנסמיטר, הנוירון משחרר בתוכו חלבון, משנה את מבנהו ותפקודו. בחלק הבא, נחקור לעומק סוג זה של העברה עצבית.
מפל העברת האותות
מפל העברת האותות הוא התהליך שבו המוליך העצבי מווסת את תפקודו של נוירון. בחלק זה נתמקד בתפקודם של אותם נוירוטרנסמיטורים שעושים זאת באמצעות קולטנים מטבוטרופיים, שכן זוהי הדרך הנפוצה ביותר בה הם פועלים.
התהליך מורכב מארבעה שלבים שונים:
- השליח הראשון או המוליך העצבי: ראשית, המוליך העצבי נצמד לקולטן המטבוטרופי משנה את תצורתו, ומאפשר לו כעת להתאים לחומר הנקרא חלבון G. החיבור של הקולטן עם חלבון ה-G גורם לשחרור של אנזים בצד הפנימי של הממברנה, מה שגורם לאחר מכן לשחרור השליח השני.
- השליח השני: השליח השני הוא החלבון שמשחרר את האנזים המקושר לחלבון G. המשימה שלו היא לעבור דרך הנוירון עד למציאת קינאז או פוספטאז. חומרים אלו מופעלים כאשר השליח השני מתחבר לכל אחד מהם.
- השליח השלישי (קינאז או פוספטאז): זה משתנה בהתאם אם השליח השני נתקל בקינאז או בפוספטאז . המפגש עם קינאז יגרום לו להפעיל ולשחרר תהליך של זרחון בגרעין הנוירון, מה שיגרום ל-DNA של הנוירון להתחיל לייצר חלבונים שלא עשה בעבר. עם זאת, אם השליח השני ייתקל בפוספטאז, תהיה לכך השפעה הפוכה: הוא ישבית את תהליך הזרחון ויעצור את יצירתם של חלבונים מסוימים.
- השליח הרביעי או הפוספופרוטאין: כשהקינאז מופעל, הוא שולח פוספופרוטאין ל-DNA הנוירוני על מנת להפעיל את הזרחן. הפוספופרוטאין יפעיל גורם שעתוק שיפעיל הפעלה של גן וכן יצירת חלבון; חלבון זה, בהתאם לאיכויות שלו, ישחרר מספר תגובות ביולוגיות שבסופו של דבר ישנו את השידור העצבי. כאשר הפוספטאז מופעל, הוא הורס את הפוספופרוטאין, מה שגורם לתהליך הפוספורילציה להפסיק.
נוירוטרנסמיטורים הם כימיקלים חשובים מאוד במערכת העצבים שלנו. הם מופקדים על אפנון והעברת מידע בין גרעיני המוח השונים. כמו כן, ההשפעות שלהם על נוירונים יכולות להימשך בין מספר שניות לחודשים, או אפילו שנים. הודות למחקרם, אנו יכולים להבין את המתאם של תהליכים קוגניטיביים רבים ומורכבים, כגון למידה, זיכרון וקשב.
