nöromodülasyon - Neuromodulation

Nöromodülasyon , belirli bir nöronun çeşitli nöron popülasyonlarını düzenlemek için bir veya daha fazla kimyasal kullandığı fizyolojik süreçtir . Nöromodülatörler, geniş, uzun süreli bir sinyal indükleyen ikinci bir haberci sinyalleşme kaskadı başlatmak için tipik olarak metabotropik, G-proteinine bağlı reseptörlere (GPCR'ler) bağlanır . Bu modülasyon yüzlerce milisaniyeden birkaç dakikaya kadar sürebilir. Nöromodülatörlerin etkilerinden bazıları şunlardır: içsel ateşleme aktivitesini değiştirmek, voltaja bağlı akımları arttırmak veya azaltmak, sinaptik etkinliği değiştirmek, patlama aktivitesini arttırmak ve sinaptik bağlantının yeniden yapılandırılması.

Merkezi sinir sistemindeki başlıca nöromodülatörler şunları içerir: dopamin , serotonin , asetilkolin , histamin , norepinefrin ve birkaç nöropeptit . Son çalışmalar, kannabinoidin aynı zamanda güçlü bir CNS nöromodülatörü olduğunu göstermiştir. Nöromodülatörler veziküller halinde paketlenebilir ve nöronlar tarafından salınabilir, hormon olarak salgılanabilir ve dolaşım sistemi yoluyla iletilebilir. Bir nöromodülatör, sinaptik öncesi nöron tarafından yeniden emilmeyen veya bir metabolite parçalanmayan bir nörotransmitter olarak kavramsallaştırılabilir . Bazı nöromodülatörler beyin omurilik sıvısında (BOS) önemli miktarda zaman harcayarak beyindeki diğer birkaç nöronun aktivitesini etkiler (veya "modülasyonu") .

nöromodülatör sistemler

Ana nörotransmitter sistemleri olan noradrenalin (norepinefrin) sistemi, dopamin sistemi, serotonin sistemi ve kolinerjik sistem. Bu tür sistemlerin nörotransmitterini hedef alan ilaçlar tüm sistemi etkiler ve birçok ilacın etki şeklini açıklar.

Diğer nörotransmitterlerin çoğu ise, örneğin glutamat , GABA ve glisin , çok genel olarak merkezi sinir sistemi boyunca kullanılır.

Nöromodülatör sistemler
sistem Menşei Hedefler Etkileri
noradrenalin sistemi Locus coeruleus Adrenerjik reseptörler :
  • uyarılma (Uyarılma, uyanık olmanın veya uyaranlara tepki vermenin fizyolojik ve psikolojik halidir)
  • ödül sistemi
Yanal tegmental alan
dopamin sistemi Dopamin yolları : Yol bitişlerinde dopamin reseptörleri .
serotonin sistemi kaudal dorsal rafe çekirdeği Serotonin reseptörleri :
rostral dorsal rafe çekirdeği Serotonin reseptörleri :
kolinerjik sistem Pedunkulopontin çekirdek ve dorsolateral tegmental çekirdekler ( pontomezensefalotegmental kompleks ) (esas olarak) M1 reseptörleri :
Meynert'in bazal optik çekirdeği (esas olarak) M1 reseptörleri :
medial septal çekirdek (esas olarak) M1 reseptörleri :

noradrenalin sistemi

Noradrenalin sistemi, esas olarak locus coeruleus'ta bulunan yaklaşık 15.000 nörondan oluşur . Bu, beyindeki 100 milyardan fazla nöronla karşılaştırıldığında küçücük. Substantia nigra'daki dopaminerjik nöronlarda olduğu gibi, locus coeruleus'taki nöronlar melanin pigmentli olma eğilimindedir . Noradrenalin nöronlardan salınır ve adrenerjik reseptörlere etki eder . Noradrenalin, destekleyici glial hücreleri kalibre edilmiş yanıtlar için hazırlayabilmesi için sıklıkla düzenli bir şekilde salınır. Nispeten az sayıda nöron içermesine rağmen, aktive edildiğinde, noradrenalin sistemi beyinde nöroinflamatuar yanıtın baskılanması, LTP yoluyla nöronal plastisitenin uyarılması, astrositler ve LTD tarafından glutamat alımının düzenlenmesi ve hafızanın konsolidasyonu dahil olmak üzere beyinde önemli roller oynar. .

dopamin sistemi

Dopamin veya dopaminerjik sistem, örnek olarak ventral tegmentum veya substantia nigra'dan kaynaklanan birkaç yoldan oluşur . Bu etki eder dopamin reseptörleri .

Parkinson hastalığı , en azından kısmen, derin beyin çekirdeklerindeki dopaminerjik hücrelerin , özellikle de substantia nigra'daki melanin pigmentli nöronların, ancak ikincil olarak locus coeruleus'un noradrenerjik nöronlarının düşmesiyle ilgilidir. Dopamin öncüllerinin etkisini güçlendiren tedaviler önerilmiş ve orta düzeyde başarı ile etkilenmiştir.

Dopamin farmakolojisi

serotonin sistemi

Beyin tarafından oluşturulan serotonin, toplam vücut serotonininin yaklaşık %10'unu oluşturur. Çoğunluğu (%80-90) gastrointestinal (GI) kanalda bulunur. Medial ön beyin demeti boyunca beyinde dolaşır ve serotonin reseptörleri üzerinde hareket eder . Olarak periferal sinir sisteminin (örneğin, bağırsak duvarındaki gibi), serotonin vasküler tonusu düzenler.

serotonin farmakolojisi

  • Fluoksetin gibi seçici serotonin geri alım inhibitörleri (SSRI'lar) , diğer vericiler üzerinde daha az etki ile özellikle serotonin geri alımını bloke eden yaygın olarak kullanılan antidepresanlardır.
  • Trisiklik antidepresanlar ayrıca biyojenik aminlerin sinapstan geri alınmasını da bloke eder, ancak esas olarak serotonin veya norepinefrini veya her ikisini de etkileyebilir. Herhangi bir depresyon belirtisini hafifletmek için genellikle 4 ila 6 hafta sürer. Anında ve uzun vadeli etkileri olduğu kabul edilir.
  • Monoamin oksidaz inhibitörleri , biyojenik amin nörotransmitterlerinin sinapstan geri alınmasına izin verir, ancak normal olarak bazı transmiterleri geri alındıktan sonra yok eden (metabolize eden) bir enzimi inhibe eder. Nörotransmiterlerin çoğu (özellikle serotonin , noradrenalin ve dopamin ) sinapslara salınmak için mevcuttur. MAOI'lerin depresyon semptomlarını hafifletmesi birkaç hafta sürer.

Bu antidepresanları aldıktan hemen sonra nörokimyada değişiklikler bulunsa da, semptomlar uygulamadan birkaç hafta sonraya kadar düzelmeye başlamayabilir. Sinapsta artan verici seviyeleri tek başına depresyon veya kaygıyı gidermez.

kolinerjik sistem

Kolinerjik sistem, pedunculopontin çekirdeğinden , laterodorsal tegmental çekirdekten ve bazal ön beyinden ve striatum ve çekirdek akumbenslerinden gelen ara nöronlardan oluşan projeksiyon nöronlarından oluşur . Her iki teoriyi destekleyen kanıtlar olduğu için, bir nöromodülatör olarak asetilkolinin hacim iletimi veya klasik sinaptik iletim yoluyla etki edip etmediği henüz açık değildir . Asetilkolin hem metabotropik muskarinik reseptörlere (mAChR) hem de iyonotropik nikotinik reseptörlere (nAChR) bağlanır . Kolinerjik sistemin ödül yolu ile ilgili ipuçlarına yanıt vermede, sinyal algılama ve duyusal dikkati artırmada, homeostaziyi düzenlemede, stres tepkisine aracılık etmede ve anıların oluşumunu kodlamada yer aldığı bulunmuştur.

GABA

Gama-aminobütirik asit (GABA), beyin ve omurilik aktivitesi üzerinde engelleyici bir etkiye sahiptir.

nöropeptitler

Nöropeptitler , sinir sisteminde iletişim için kullanılan küçük proteinlerdir. Nöropeptitler, sinyal moleküllerinin en çeşitli sınıfını temsil eder. İnsan nöropeptid öncülerini kodlayan bilinen 90 gen vardır. Omurgasızlarda, nöropeptid öncülerini kodlayan yaklaşık 50 bilinen gen vardır. Çoğu nöropeptit, G-proteinine bağlı reseptörlere bağlanır, ancak bazı nöropeptitler, iyon kanallarını doğrudan geçer veya kinaz reseptörleri aracılığıyla hareket eder.

  • Opioid peptitler - merkezi ve periferik sinir sistemi boyunca yaygın olarak dağılmış geniş bir endojen nöropeptit ailesi. Eroin ve morfin gibi afyon ilaçları bu nörotransmitterlerin reseptörlerine etki eder.
  1. endorfinler
  2. enkefalinler
  3. Dinorfinler

nöromüsküler sistemler

Nöromodülatörler, ilişkili girdiler (örneğin, merkezi model üreteçleri ) üzerinde hareket ederek bir fizyolojik sistemin çıktısını değiştirebilir . Bununla birlikte, modelleme çalışması, bunun tek başına yetersiz olduğunu, çünkü nöral girdiden kas çıktısına nöromüsküler dönüşüm, belirli girdi aralıkları için ayarlanabiliyor. Stern et al. (2007), nöromodülatörlerin yalnızca girdi sistemi üzerinde hareket etmemesi gerektiğini, aynı zamanda çıktı olarak kasların uygun kasılmalarını üretmek için dönüşümün kendisini değiştirmesi gerektiğini öne sürer.

Ses iletimi

Nörotransmitter sistemleri sistemlerdir nöronların belirli türleri ifade beyinde nörotransmitter ve böylece farklı sistemler oluşturmaktadır. Sistemin aktivasyonu, beynin büyük hacimlerinde hacim iletimi adı verilen etkilere neden olur . Hacim iletimi, nörotransmitterlerin, hedef hücrelerden uzak olabilecek noktalarda salınan ekstrasinaptik reseptörlerin aktivasyonu ile ve tek bir sinapsta iletime göre daha uzun bir zaman süreci ile salınan beyin hücre dışı sıvısı yoluyla difüzyonudur. Tek sinapslarda hızla meydana gelen fazik iletimin aksine, bu tür uzun süreli verici etkisine tonik iletim denir .

Diğer kullanımlar

Nöromodülasyon ayrıca, fonksiyonun restorasyonu ( koklear implantlarda olduğu gibi ), ağrının giderilmesi veya Parkinson hastalığı gibi hareket bozukluklarında görülen titreme gibi semptomların kontrolü için sinir sistemini hedef alan, gelişmekte olan bir tıbbi tedavi sınıfını ifade eder . Terapiler öncelikle hedeflenen elektrik stimülasyonundan veya spastisite için baklofen gibi intratekal ilaç dağıtımı kullanılarak beyin omurilik sıvısına ilaçların infüzyonundan oluşur . Elektrik stimülasyon cihazları , halk arasında "beyin pili" olarak adlandırılan derin beyin stimülasyon sistemlerini (DBS), minimal invaziv prosedürler kullanılarak implante edilen omurilik stimülatörlerini (SCS) ve vagus sinir stimülatörlerini (VNS) veya transkutanöz elektriksel sinir stimülasyon cihazlarını içerir. diğerleri arasında tamamen harici olan.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar