Un neurotrasmettitore è un messaggero chimico che trasporta, potenzia e bilancia i segnali tra i neuroni (noti anche come cellule nervose) e le cellule bersaglio in tutto il corpo. Queste cellule bersaglio possono trovarsi in ghiandole, muscoli o altri neuroni.
Miliardi di molecole di neurotrasmettitori lavorano costantemente per mantenere in funzione il nostro cervello, gestendo tutto, dalla respirazione al battito cardiaco, ai livelli di apprendimento e concentrazione. Possono anche influenzare una varietà di funzioni psicologiche come la paura, l'umore, il piacere e la gioia.
Come funzionano i neurotrasmettitori
Affinché i neuroni possano inviare messaggi in tutto il corpo, devono essere in grado di comunicare tra loro per trasmettere segnali. Tuttavia, i neuroni non sono semplicemente collegati tra loro. Alla fine di ogni neurone c'è un piccolo spazio chiamato sinapsi e per comunicare con la cellula successiva, il segnale deve essere in grado di attraversare questo piccolo spazio. Ciò avviene attraverso un processo noto come neurotrasmissione.
Nella maggior parte dei casi, un neurotrasmettitore viene rilasciato da quello che è noto come terminale dell'assone dopo che un potenziale d'azione ha raggiunto la sinapsi, un luogo in cui i neuroni possono trasmettersi segnali l'uno all'altro.
Quando un segnale elettrico raggiunge l'estremità di un neurone, innesca il rilascio di piccole sacche chiamate vescicole che contengono i neurotrasmettitori. Queste sacche riversano il loro contenuto nella sinapsi, dove i neurotrasmettitori si spostano poi attraverso lo spazio verso le cellule vicine. Queste cellule contengono recettori in cui i neurotrasmettitori possono legarsi e innescare cambiamenti nelle cellule.
Dopo il rilascio, il neurotrasmettitore attraversa il gap sinaptico e si attacca al sito del recettore sull'altro neurone, eccitando o inibendo il neurone ricevente a seconda di quale sia il neurotrasmettitore.
Recettori e neurotrasmettitori agiscono come un sistema di chiusura a chiave. Proprio come ci vuole la chiave giusta per aprire una serratura specifica, un neurotrasmettitore (la chiave) si legherà solo a un recettore specifico (la serratura). Se il neurotrasmettitore è in grado di lavorare sul sito del recettore, innesca cambiamenti nella cellula ricevente.
A volte i neurotrasmettitori possono legarsi ai recettori e causare la trasmissione di un segnale elettrico lungo la cellula (eccitatorio). In altri casi, il neurotrasmettitore può effettivamente bloccare la continuazione del segnale, impedendo che il messaggio venga portato avanti (inibitore).
Inattivazione dei neurotrasmettitori
Quindi cosa succede a un neurotrasmettitore dopo che il suo lavoro è stato completato? Una volta che il neurotrasmettitore ha avuto l'effetto progettato, la sua attività può essere interrotta da tre meccanismi:
- Degradazione: Un enzima modifica la struttura del neurotrasmettitore in modo che non possa essere riconosciuto dal recettore
- Diffusione: Il neurotrasmettitore si allontana dal recettore
- ricaptazione: L'intera molecola del neurotrasmettitore viene ripresa dall'assone del neurone che l'ha rilasciata
Criteri
L'effettiva identificazione dei neurotrasmettitori può essere piuttosto difficile. Mentre gli scienziati possono osservare le vescicole contenenti neurotrasmettitori, capire quali sostanze chimiche sono immagazzinate nelle vescicole non è così semplice.
Per questo motivo, i neuroscienziati hanno sviluppato una serie di linee guida per determinare se una sostanza chimica debba essere definita o meno un neurotrasmettitore:
- Presenza della sostanza chimica all'interno della cellula. La sostanza chimica viene sintetizzata nel neurone o trovata in altro modo in esso.
- Rilascio dipendente dallo stimolo. Viene rilasciato in quantità appropriate dal neurone dopo la stimolazione.
- Azione sulla cellula postsinaptica. La sostanza chimica deve essere rilasciata dal neurone presinaptico e il neurone postsinaptico deve contenere recettori a cui la sostanza chimica si legherà.
- Meccanismo per la rimozione. Esiste un meccanismo specifico per rimuovere la sostanza chimica dal suo sito di attivazione dopo che il suo lavoro è terminato.
Classificazione
I neurotrasmettitori svolgono un ruolo importante nella vita quotidiana e nel funzionamento. Gli scienziati non sanno ancora esattamente quanti neurotrasmettitori esistono, ma sono stati identificati più di 60 messaggeri chimici distinti.
I neurotrasmettitori possono essere classificati in base alla loro funzione:
- Neurotrasmettitori eccitatori: Questi tipi di neurotrasmettitori hanno effetti eccitatori sul neurone, il che significa che aumentano la probabilità che il neurone attivi un potenziale d'azione. Alcuni dei principali neurotrasmettitori eccitatori includono epinefrina e noradrenalina.
- Neurotrasmettitori inibitori: Questi tipi di neurotrasmettitori hanno effetti inibitori sul neurone; riducono la probabilità che il neurone attivi un potenziale d'azione. Alcuni dei principali neurotrasmettitori inibitori includono la serotonina e l'acido gamma-aminobutirrico (GABA).
- Neurotrasmettitori modulatori: Questi neurotrasmettitori, spesso indicati come neuromodulatori, sono in grado di influenzare un numero maggiore di neuroni contemporaneamente. Questi neuromodulatori influenzano anche gli effetti di altri messaggeri chimici. Laddove i neurotrasmettitori sinaptici vengono rilasciati dai terminali degli assoni per avere un impatto ad azione rapida su altri neuroni recettori, i neuromodulatori si diffondono in un'area più ampia e agiscono più lentamente.
Alcuni neurotrasmettitori, come l'acetilcolina e la dopamina, possono creare effetti sia eccitatori che inibitori a seconda del tipo di recettori presenti.
tipi
Esistono diversi modi per classificare e classificare i neurotrasmettitori. In alcuni casi, sono semplicemente divisi in monoamine, amminoacidi e peptidi
I neurotrasmettitori possono anche essere classificati in uno dei sei tipi:
Aminoacidi
- Acido gamma-aminobutirrico (GABA): Questo amminoacido naturale agisce come principale messaggero chimico inibitorio del corpo. Il GABA contribuisce alla visione, al controllo motorio e svolge un ruolo nella regolazione dell'ansia. Le benzodiazepine, che sono usate per aiutare a trattare l'ansia, funzionano aumentando l'efficienza dei neurotrasmettitori GABA, che possono aumentare le sensazioni di rilassamento e calma.
- Glutammato: Il neurotrasmettitore più abbondante presente nel sistema nervoso, il glutammato svolge un ruolo nelle funzioni cognitive come la memoria e l'apprendimento. Quantità eccessive di glutammato possono causare eccitotossicità con conseguente morte cellulare. Questa eccitotossicità causata dall'accumulo di glutammato è associata ad alcune malattie e lesioni cerebrali tra cui il morbo di Alzheimer, l'ictus e le crisi epilettiche.
peptidi
- Ossitocina: Questo potente ormone agisce come neurotrasmettitore nel cervello. È prodotto dall'ipotalamo e svolge un ruolo nel riconoscimento sociale, nel legame e nella riproduzione sessuale. L'ossitocina sintetica come la pitocina è spesso usata come aiuto nel travaglio e nel parto. Sia l'ossitocina che la pitocina provocano la contrazione dell'utero durante il travaglio.
- Endorfine: Questi neurotrasmettitori inibiscono la trasmissione dei segnali del dolore e promuovono sensazioni di euforia. Questi messaggeri chimici sono prodotti naturalmente dall'organismo in risposta al dolore, ma possono anche essere attivati da altre attività come l'esercizio aerobico. Ad esempio, provare uno "sballo del corridore" è un esempio di sensazioni piacevoli generate dalla produzione di endorfine.
Monoamine
- adrenalina: Conosciuta anche come adrenalina, l'adrenalina è considerata sia un ormone che un neurotrasmettitore. In generale, l'adrenalina è un ormone dello stress che viene rilasciato dal sistema surrenale. Tuttavia, funziona come neurotrasmettitore nel cervello
- noradrenalinaph: Questa sostanza chimica naturale è un neurotrasmettitore che svolge un ruolo importante nella vigilanza è coinvolto nella risposta di lotta o fuga del corpo. Il suo ruolo è quello di aiutare a mobilitare il corpo e il cervello per agire nei momenti di pericolo o stress. I livelli di questo neurotrasmettitore sono in genere più bassi durante il sonno e più alti durante i periodi di stress.
- Istamina: Questo composto organico agisce come neurotrasmettitore nel cervello e nel midollo spinale. Svolge un ruolo nelle reazioni allergiche ed è prodotto come parte della risposta del sistema immunitario agli agenti patogeni.
- dopamina: Comunemente noto come neurotrasmettitore del benessere, la dopamina è coinvolta nella ricompensa, nella motivazione e nelle aggiunte. Diversi tipi di droghe che creano dipendenza aumentano i livelli di dopamina nel cervello. Questo messaggero chimico svolge anche un ruolo importante nel coordinamento dei movimenti del corpo. La malattia di Parkinson, che è una malattia degenerativa che provoca tremori e disturbi del movimento motorio, è causata dalla perdita di neuroni che generano dopamina nel cervello.
- serotonina: Ormone e neurotrasmettitore, la serotonina svolge un ruolo importante nella regolazione e modulazione dell'umore, del sonno, dell'ansia, della sessualità e dell'appetito. Gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI) sono un tipo di farmaco antidepressivo comunemente prescritto per trattare la depressione, l'ansia, il disturbo di panico e gli attacchi di panico. Gli SSRI lavorano per bilanciare i livelli di serotonina bloccando la ricaptazione della serotonina nel cervello, che può aiutare a migliorare l'umore e ridurre i sentimenti di ansia.
purine
- adenosina: Questa sostanza chimica naturale agisce come neuromodulatore nel cervello ed è coinvolto nella soppressione del risveglio e nel miglioramento del sonno.
- Adenosina trifosfato (ATP): Considerata la valuta energetica della vita, l'ATP agisce come neurotrasmettitore nel sistema nervoso centrale e periferico. Svolge un ruolo nel controllo autonomo, nella trasduzione sensoriale e nella comunicazione con le cellule gliali. La ricerca suggerisce che potrebbe anche avere un ruolo in alcuni problemi neurologici tra cui dolore, traumi e disturbi neurodegenerativi.
Gasotrasmettitori
- Monossido di azoto: Questo composto svolge un ruolo nell'influenzare i muscoli lisci, rilassandoli per consentire ai vasi sanguigni di dilatarsi e aumentare il flusso sanguigno in determinate aree del corpo.
- Monossido di carbonio: Questo gas incolore e inodore può avere effetti tossici e potenzialmente fatali quando le persone sono esposte a livelli elevati della sostanza. Tuttavia, è anche prodotto naturalmente dall'organismo dove agisce come un neurotrasmettitore che aiuta a modulare la risposta infiammatoria dell'organismo.
Acetilcolina
- Acetilcolina: Questo è l'unico neurotrasmettitore della sua classe. Trovato sia nel sistema nervoso centrale che periferico, è il neurotrasmettitore primario associato ai motoneuroni. Svolge un ruolo nei movimenti muscolari, nonché nella memoria e nell'apprendimento.
Quando i neurotrasmettitori non funzionano bene
Come con molti dei processi del corpo, le cose a volte possono andare storte. Forse non sorprende che un sistema vasto e complesso come il sistema nervoso umano sia suscettibile di problemi.
Alcune delle cose che potrebbero andare storte includono:
- I neuroni potrebbero non produrre abbastanza di un particolare neurotrasmettitore
- I neurotrasmettitori possono essere riassorbiti troppo rapidamente
- Troppi neurotrasmettitori possono essere disattivati dagli enzimi
- Potrebbe essere rilasciato troppo di un particolare neurotrasmettitore
Quando i neurotrasmettitori sono colpiti da malattie o farmaci, possono esserci diversi effetti avversi sul corpo. Malattie come l'Alzheimer, l'epilessia e il Parkinson sono associate a deficit di alcuni neurotrasmettitori.
Gli operatori sanitari riconoscono il ruolo che i neurotrasmettitori possono svolgere nelle condizioni di salute mentale, motivo per cui i farmaci che influenzano le azioni dei messaggeri chimici del corpo vengono spesso prescritti per aiutare a trattare una varietà di condizioni psichiatriche.
Ad esempio, la dopamina è associata a cose come la dipendenza e la schizofrenia. La serotonina svolge un ruolo nei disturbi dell'umore, tra cui la depressione e il disturbo ossessivo compulsivo. I farmaci, come gli SSRI, possono essere prescritti da medici e psichiatri per aiutare a trattare i sintomi di depressione o ansia.
I farmaci sono talvolta usati da soli, ma possono anche essere usati insieme ad altri trattamenti terapeutici, inclusa la terapia cognitivo-comportamentale.
Farmaci che influenzano i neurotrasmettitori
Forse la più grande applicazione pratica per la scoperta e la comprensione dettagliata del funzionamento dei neurotrasmettitori è stata lo sviluppo di farmaci che hanno un impatto sulla trasmissione chimica. Questi farmaci sono in grado di modificare gli effetti dei neurotrasmettitori, che possono alleviare i sintomi di alcune malattie.
- Agonisti contro antagonisti: Alcuni farmaci sono noti come agonisti e funzionano aumentando gli effetti di specifici neurotrasmettitori. Altri farmaci e indicati come antagonisti e agiscono per bloccare gli effetti della neurotrasmissione.
- Effetti diretti e indiretti: Questi farmaci neuroattivi possono essere ulteriormente scomposti in base al fatto che abbiano un effetto diretto o indiretto. Quelli che hanno un effetto diretto funzionano imitando i neurotrasmettitori perché sono molto simili nella struttura chimica. Quelli che hanno un impatto indiretto agiscono agendo sui recettori sinaptici.
I farmaci che possono influenzare la neurotrasmissione includono farmaci usati per trattare malattie tra cui depressione e ansia, come SSRI, antidepressivi triciclici e benzodiazepine.
Anche le droghe illecite come l'eroina, la cocaina e la marijuana hanno un effetto sulla neurotrasmissione. L'eroina agisce come un agonista ad azione diretta, imitando gli oppioidi naturali del cervello abbastanza da stimolare i recettori associati. La cocaina è un esempio di droga ad azione indiretta che influenza la trasmissione della dopamina.
Una parola da Verywell
I neurotrasmettitori svolgono un ruolo fondamentale nella comunicazione neurale, influenzando qualsiasi cosa, dai movimenti involontari all'apprendimento all'umore. Questo sistema è complesso e altamente interconnesso. I neurotrasmettitori agiscono in modi specifici, ma possono anche essere influenzati da malattie, farmaci o persino dalle azioni di altri messaggeri chimici.