Nörotransmisyon - Neurotransmission

Presinaptik nöron (üstte), yakındaki postsinaptik hücredeki (altta) reseptörleri aktive eden bir nörotransmiter salgılar.
Vericinin bağlanmasını (Tr) ve membran potansiyelinin değişimini (Vm) gösteren ligand kapılı iyon kanalı

Nörotransmisyon (Latince: transmissio "passage, crossing" from transmittere "gönder, izin ver"), nörotransmiterler olarak adlandırılan sinyal moleküllerinin bir nöronun (presinaptik nöron) akson terminali tarafından serbest bırakıldığı ve nörona bağlanarak reaksiyona girdiği süreçtir . reseptörleri üzerinde dendritler kısa bir mesafe uzaklıkta bir nöron (postsinaptik nöronun). Benzer bir işlem de ortaya retrograd nörotransmisyon , burada postsinaptik nöronların salma retrograd nörotransmitterlerin dendritler (örneğin, endokannabinoidler ; bir artışa yanıt olarak sentezlenen hücre içi kalsiyum seviyeleri) reseptörleri aracılığıyla olduğunu sinyal presinaptik nöronun akson terminali üzerinde bulunan, esas olarak GABAerjik ve glutamaterjik sinapslarda .

Nörotransmisyon birkaç farklı faktör tarafından düzenlenir: nörotransmiterin mevcudiyeti ve sentez hızı, o nörotransmiterin salınımı, postsinaptik hücrenin temel aktivitesi, nörotransmiterin bağlanması için mevcut postsinaptik reseptörlerin sayısı ve sonraki nörotransmiterin enzimler veya presinaptik geri alım yoluyla çıkarılması veya devre dışı bırakılması.

Bir eşik aksiyon potansiyeline veya dereceli elektrik potansiyeline yanıt olarak , presinaptik terminalde bir nörotransmiter salınır . Serbest bırakılan nörotransmiter daha sonra sinaps boyunca hareket edebilir ve postsinaptik nörondaki reseptörler tarafından tespit edilebilir ve bunlara bağlanabilir. Nörotransmitterlerin bağlanması, postsinaptik nöronu inhibe edici veya uyarıcı bir şekilde etkileyebilir . Nörotransmiterlerin postsinaptik nörondaki reseptörlere bağlanması , ya postsinaptik potansiyeller olarak adlandırılan zar potansiyelindeki değişiklikler gibi kısa vadeli değişiklikleri veya sinyal kaskadlarının aktivasyonu ile daha uzun vadeli değişiklikleri tetikleyebilir .

Nöronlar, sinir uyarılarının (aksiyon potansiyellerinin) içinden geçtiği karmaşık biyolojik sinir ağları oluşturur. Nöronlar birbirlerine dokunmazlar ( bir boşluk bağlantısı yoluyla elektriksel bir sinaps olması durumu hariç ); bunun yerine nöronlar, sinaps adı verilen yakın temas noktalarında etkileşime girer. Bir nöron, bilgisini bir aksiyon potansiyeli yoluyla taşır. Sinir impulsu sinapsa ulaştığında, başka bir (postsinaptik) nöronu etkileyen nörotransmiterlerin salınmasına neden olabilir. Postsinaptik nöron, hem uyarıcı hem de engelleyici birçok ek nörondan girdi alabilir. Uyarıcı ve engelleyici etkiler toplanır ve net etki engelleyici ise, nöronun "ateşleme" (yani, bir aksiyon potansiyeli oluşturma) olasılığı daha düşük olacaktır ve net etki uyarıcı ise, nöronun daha olasıdır. ateş. Bir nöronun ateşlenme olasılığı , zar potansiyelinin eşik potansiyelinden ne kadar uzak olduğuna bağlıdır, bir aksiyon potansiyelinin tetiklendiği voltaj, çünkü yeterli voltaja bağlı sodyum kanalları aktive edilir, böylece net içe doğru sodyum akımı tüm dışarı akımları aşacaktır. Uyarıcı girdiler bir nöronu eşiğe yaklaştırırken, engelleyici girdiler nöronu eşikten uzaklaştırır. Aksiyon potansiyeli bir "ya hep ya hiç" olayıdır; Zarları eşiğe ulaşmamış nöronlar ateşlenmezken, yapanlar ateş etmelidir. Aksiyon potansiyeli bir kez başlatıldığında (geleneksel olarak akson tepeciğinde ), akson boyunca ilerleyecek ve sinaptik butonda nörotransmiterlerin serbest kalmasına ve bilgiyi başka bir komşu nörona iletmesine yol açacaktır .

Sinapsta sinir iletiminin aşamaları

  1. Nörotransmitterin sentezi. Bu, hücre gövdesinde , aksonda veya akson terminalinde gerçekleşebilir .
  2. Nörotransmitterin akson terminalindeki depolama granülleri veya veziküllerinde depolanması.
  3. Kalsiyum, bir aksiyon potansiyeli sırasında akson terminaline girerek nörotransmitterin sinaptik yarığa salınmasına neden olur .
  4. Serbest bırakıldıktan sonra, verici, postsinaptik zardaki bir reseptöre bağlanır ve onu aktive eder.
  5. Nörotransmitterin devre dışı bırakılması. Nörotransmitter ya enzimatik olarak yok edilir ya da geldiği terminale geri alınır, burada yeniden kullanılabilir ya da bozunur ve çıkarılır.

Genel açıklama

Nörotransmiterler veziküller içinde kendiliğinden paketlenir ve presinaptik aksiyon potansiyellerinden bağımsız olarak bireysel kuanta paketleri halinde salınır. Bu yavaş salınım saptanabilir ve postsinaptik nöron üzerinde mikro-engelleyici veya mikro-uyarıcı etkiler üretir. Bir aksiyon potansiyeli kısaca bu süreci güçlendirir. Nörotransmitter içeren veziküller aktif bölgeler etrafında kümelenir ve serbest bırakıldıktan sonra önerilen üç mekanizmadan biri tarafından geri dönüştürülebilir. Önerilen ilk mekanizma, vezikülün kısmen açılmasını ve ardından tekrar kapanmasını içerir. İkinci ikisi, vezikülün zar ile tam füzyonunu, ardından geri dönüşümü veya endozoma geri dönüşümünü içerir. Veziküler füzyon, büyük ölçüde kalsiyum kanallarının yakınında bulunan mikro alanlardaki kalsiyum konsantrasyonu tarafından yönlendirilir ve sadece mikrosaniyelik nörotransmiter salınımına izin verirken, normal kalsiyum konsantrasyonuna dönüş birkaç yüz mikrosaniye sürer. Vezikül ekzositozunun, botulinum toksinlerinin hedefi olan SNARE adlı bir protein kompleksi tarafından yönlendirildiği düşünülmektedir . Bir kez serbest bırakıldığında, bir nörotransmitter sinapsa girer ve reseptörlerle karşılaşır. Nörotransmiter reseptörleri, iyonotropik veya g proteini ile eşleştirilmiş olabilir. İyonotropik reseptörler, bir ligand tarafından agonize edildiğinde iyonların geçmesine izin verir. Ana model, iyon tercihinin koordinasyonuna izin veren çok sayıda alt birimden oluşan bir reseptörü içerir. Metabotropik reseptörler olarak da adlandırılan G proteinine bağlı reseptörler, bir ligand tarafından bağlandıklarında hücre içi tepkide sonuçlanan konformasyonel değişikliklere uğrarlar. Nörotransmitter aktivitesinin sonlandırılması genellikle bir taşıyıcı tarafından yapılır, ancak enzimatik deaktivasyon da akla yatkındır.

Toplama

Her nöron, sayısız diğer nöronlarla bağlantı kurar ve onlardan çok sayıda dürtü alır. Toplama , bu uyarıların akson tepe noktasında toplanmasıdır. Nöron sadece uyarıcı impulslar alırsa, bir aksiyon potansiyeli üretecektir. Bunun yerine nöron, uyarıcı impulslar kadar engelleyici hale gelirse, ketleme, uyarımı iptal eder ve sinir impulsları burada durur. Aksiyon potansiyeli oluşumu, nörotransmitter salınımının olasılığı ve modeli ve postsinaptik reseptör duyarlılığı ile orantılıdır.

Uzamsal toplama , nöron üzerinde farklı yerlerden alınan uyarıların etkilerinin toplanması , böylece her bir dürtü kendi başına ateşlemeye yetmese bile, bu tür dürtüler aynı anda alındığında nöronun ateşlenebilmesi anlamına gelir.

Zamansal toplam , aynı yerde alınan dürtülerin etkilerinin, dürtüler yakın zamansal art arda alındığında toplanabileceği anlamına gelir. Böylece nöron, birden fazla dürtü alındığında, her bir dürtü tek başına ateşlemeye neden olmak için yeterli olmasa bile ateşlenebilir.

Yakınsama ve uzaklaşma

Nörotransmisyon, hem bir yakınsama hem de bir bilgi ayrılığı anlamına gelir. İlk nöron, diğer birçok nörondan etkilenir, bu da girdinin yakınsamasına neden olur. Nöron ateşlendiğinde, sinyal diğer birçok nörona gönderilir ve bu da çıktının farklılaşmasına neden olur. Diğer birçok nöron bu nörondan etkilenir.

birlikte iletim

Birlikte iletim, tek bir sinir terminalinden birkaç tip nörotransmitterin salınmasıdır .

Sinir terminalinde, sinaptik veziküller adı verilen 35-50 nm zarla çevrili kesecikler içinde nörotransmiterler bulunur . Nörotransmiterleri serbest bırakmak için, sinaptik veziküller, porozom adı verilen presinaptik zarda özelleşmiş 10-15 nm'lik kap şeklindeki lipoprotein yapılarının tabanında geçici olarak kenetlenir ve birleşir . Nöronal porozom proteomu , moleküler mimariyi ve makinelerin tam bileşimini sağlayarak çözülmüştür.

Sayısız sistemdeki son araştırmalar, nöronların hepsinin olmasa da çoğunun birkaç farklı kimyasal haberci saldığını göstermiştir. Birlikte iletim, postsinaptik reseptörlerde daha karmaşık etkilere izin verir ve böylece nöronlar arasında daha karmaşık iletişimin gerçekleşmesine izin verir.

Modern sinirbilimde, nöronlar genellikle yardımcı aktarıcılarına göre sınıflandırılır. Örneğin, striatal "GABAerjik nöronlar" , birincil ortak ileticileri olarak opioid peptitleri veya P maddesini kullanır .

Bazı nöronlar, inhibitör internöronların yokluğunda anlamlı kodlama için gerekli olan stabilize edici negatif geri beslemeyi sağlamak için aynı anda en az iki nörotransmitter salabilir, diğeri ise bir kotransmiterdir . Örnekler şunları içerir:

Noradrenalin ve ATP olan sempatik ko-vericiler. Endokanabinoid olduğu bulunmuştur anadamide ve kannabinoid WIN 55,212-2 sempatik sinir uyarımına toplam yanıtını değiştirebilir ve prejunctional göstermektedir CB1 reseptörlerinin aracılık sempato -engelleyici işlem. Böylece kanabinoidler, sempatik sinir iletiminin hem noradrenerjik hem de purinerjik bileşenlerini inhibe edebilir .

Alışılmadık bir ortak verici çifti, ventral tegmental alan (VTA), iç globus pallidus ve supramamiller çekirdekten kaynaklanan nöronların aynı akson terminallerinden salınan GABA ve glutamattır . İlk ikisi habenulaya doğru uzanırken, supramamiller çekirdekten gelen çıkıntıların hipokampusun dentat girusunu hedef aldığı bilinmektedir .

genetik ilişki

Nörotransmisyon, genetik olarak diğer özellikler veya özelliklerle ilişkilidir. Örneğin, farklı sinyal yollarının zenginleştirme analizleri , kafa içi hacim ile genetik bir ilişkinin keşfedilmesine yol açtı.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar