Jakie są różne typy neuroprzekaźników aminokwasowych?
Aminokwasy to małe jednostki tworzące białka, a neuroprzekaźniki to cząsteczki przenoszące sygnały przez połączenia nerwowe lub synapsy. W ludzkim układzie nerwowym niektóre aminokwasy działają jak neuroprzekaźniki. Należą do nich glicyna, kwas gamma-aminomasłowy (GABA), asparaginian i glutaminian. Neuroprzekaźniki aminokwasowe mogą pobudzać lub hamować odpalanie nerwów przy synapsie. Uważa się, że GABA i glicyna głównie hamują odpowiedzi nerwowe, podczas gdy glutaminian i asparaginian mają tendencję do pobudzenia.
W synapsach nerwowych koniec jednego nerwu lub neuronu jest oddzielony od początku następnego szczeliną zwaną szczeliną synaptyczną. Sygnał nerwowy, zwany potencjałem czynnościowym, nie może przekroczyć szczeliny synaptycznej. Zamiast tego do przenoszenia impulsu wykorzystywane są endogenne substancje chemiczne, takie jak neuroprzekaźniki aminokwasowe. Komórka nerwowa, z której przepływa impuls, znana jest jako neuron presynaptyczny. Neuron presynaptyczny wytwarza neuroprzekaźniki aminokwasowe, podczas gdy neuron odbiorczy lub postsynaptyczny ma receptory, które je wiążą.
Ze wszystkich aminokwasów, które działają jako neuroprzekaźniki, GABA jest jedynym, który nie jest również wykorzystywany do wytwarzania białek w organizmie. GABA powstaje przy użyciu enzymu obecnego tylko w neuronach. Neuroprzekaźniki aminokwasowe zwane asparaginianem i glutaminianem powstają w komórkach, w małych strukturach zwanych mitochondriami. Następnie przenoszą się do żelu wypełniającego komórkę, zwanego cytoplazmatą, zanim zostaną zamknięte w bąbelkach zwanych pęcherzykami.
Glicyna produkowana jest również w mitochondriach. Trucizna zwana strychniną blokuje receptory glicyny na neuronach postsynaptycznych. Zapobiega to wiązaniu glicyny i wywołuje jej hamujące działanie na nerwy, dzięki czemu zachodzi niesprzyjające wzbudzenie. Niektóre mięśnie, takie jak przepona, nie są w stanie się zrelaksować. Osoba z zatruciem strychniną może nie być w stanie oddychać, co może prowadzić do zgonu.
Produkcja GABA wymaga enzymu znanego jako dekarboksylaza kwasu glutaminowego (GAD). Oznacza to, że przeciwciała GAD, białka z receptorami wiążącymi się z GAD, można wykorzystać do identyfikacji, które neurony wytwarzają GABA, a nie inne neuroprzekaźniki aminokwasowe. GABA jest głównym neuroprzekaźnikiem powodującym hamowanie w synapsach nerwowych w całym układzie nerwowym. Alkohol w mózgu wiąże się z receptorami GABA, przyczyniając się do zmniejszenia aktywności neuronów. Jest to jeden z powodów, dla których alkohol może działać uspokajająco.
W centralnym układzie nerwowym glutaminian jest głównym neuroprzekaźnikiem powodującym wzbudzenie w synapsach nerwowych. Nadmiar glutaminianu może być toksyczny, ponieważ neurony ulegają uszkodzeniu w przypadku przedłużenia pobudzenia. Uszkodzenie mózgu i udary mózgu mogą czasami powodować nadmiar glutaminianu, co następnie prowadzi do uszkodzenia i dalszej utraty komórek mózgowych.