انتقال دهنده های عصبی یا نوروترانسمیترها پیام رسان های شیمیایی هستند که سیگنال ها را بین نورون ها (همچنین به عنوان سلول های عصبی شناخته می شوند) و سلول های هدف را در سراسر بدن حمل، تقویت و متعادل می کنند. این سلول های هدف ممکن است در غدد، ماهیچه ها یا سایر نورون ها باشند.
میلیاردها مولکول انتقال دهنده عصبی دائماً برای حفظ عملکرد مغز ما کار می کنند و همه چیز را از تنفس گرفته تا ضربان قلب گرفته تا سطح یادگیری و تمرکز را مدیریت می کنند. آنها همچنین می توانند بر عملکردهای روانشناختی مختلفی مانند ترس، خلق، لذت و شادی تأثیر بگذارند.
برخی از انتقال دهنده های عصبی رایج در مغز و بدن عبارتند از سروتونین، دوپامین، گلوتامات، اپی نفرین، نوراپی نفرین و اندورفین.
انتقال دهنده های عصبی چگونه کار می کنند
برای اینکه نورون ها پیام هایی را در سراسر بدن ارسال کنند، باید بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند تا سیگنال ها را منتقل کنند. با این حال، نورون ها به سادگی به یکدیگر متصل نیستند.
در انتهای هر نورون یک شکاف کوچک به نام سیناپس وجود دارد و برای برقراری ارتباط با سلول بعدی، سیگنال باید بتواند از این فضای کوچک عبور کند. این از طریق فرآیندی به نام انتقال عصبی رخ می دهد.
در بیشتر موارد، پس از رسیدن پتانسیل عمل به سیناپس، جایی که نورون‌ها می‌توانند سیگنال‌ها را به یکدیگر منتقل کنند، یک انتقال‌دهنده عصبی از آنچه به عنوان پایانه آکسون شناخته می‌شود، آزاد می‌شود .
هنگامی که یک سیگنال الکتریکی به انتهای یک نورون می رسد، باعث آزاد شدن کیسه های کوچکی به نام وزیکول های حاوی انتقال دهنده های عصبی می شود. این کیسه ها محتویات خود را به سیناپس می ریزند، جایی که نوروترانسمیترها سپس در عرض شکاف به سمت سلول های مجاور حرکت می کنند. این سلول‌ها حاوی گیرنده‌هایی هستند که در آن انتقال‌دهنده‌های عصبی می‌توانند متصل شوند و تغییراتی را در سلول‌ها ایجاد کنند.
بیشتر بخوانید: سروتونین چیست؟
پس از آزاد شدن، انتقال دهنده عصبی از شکاف سیناپسی عبور می کند و به محل گیرنده نورون دیگر متصل می شود، بسته به انتقال دهنده عصبی، نورون گیرنده را تحریک یا مهار می کند.
گیرنده ها و انتقال دهنده های عصبی مانند یک سیستم قفل و کلید عمل می کنند. همانطور که برای باز کردن یک قفل خاص به کلید مناسب نیاز است، یک انتقال دهنده عصبی (کلید) فقط به یک گیرنده خاص (قفل) متصل می شود. اگر انتقال دهنده عصبی بتواند روی محل گیرنده کار کند، باعث ایجاد تغییراتی در سلول گیرنده می شود.
گاهی اوقات انتقال‌دهنده‌های عصبی می‌توانند به گیرنده‌ها متصل شوند و باعث شوند که یک سیگنال الکتریکی به داخل سلول منتقل شود (تحریکی). در موارد دیگر، انتقال دهنده عصبی در واقع می تواند از ادامه سیگنال جلوگیری کند و از انتقال پیام (بازدارنده) جلوگیری کند.
غیرفعال شدن انتقال دهنده های عصبی
بنابراین چه اتفاقی برای انتقال دهنده عصبی پس از اتمام کارش می افتد؟ هنگامی که انتقال دهنده عصبی اثر طراحی شده را داشت، فعالیت آن را می توان با سه مکانیسم متوقف کرد:
- تخریب : یک آنزیم ساختار انتقال دهنده عصبی را تغییر می دهد، بنابراین گیرنده نمی تواند آن را تشخیص دهد.
- انتشار : انتقال دهنده عصبی از گیرنده دور می شود
- بازجذب : کل مولکول انتقال دهنده عصبی توسط آکسون نورونی که آن را آزاد کرده است، باز گرفته می شود.
معیارهای انتقال دهنده های عصبی
شناسایی واقعی نوروترانسمیترها در واقع می تواند بسیار دشوار باشد. در حالی که دانشمندان می توانند وزیکول های حاوی انتقال دهنده های عصبی را مشاهده کنند، تشخیص اینکه چه مواد شیمیایی در وزیکول ها ذخیره می شود چندان ساده نیست.
به همین دلیل، دانشمندان علوم اعصاب تعدادی دستورالعمل برای تعیین اینکه آیا یک ماده شیمیایی باید به عنوان یک انتقال دهنده عصبی تعریف شود یا خیر، ایجاد کرده اند:
- وجود ماده شیمیایی در داخل سلول این ماده شیمیایی یا در نورون سنتز می شود یا در غیر این صورت در آن یافت می شود.
- انتشار وابسته به محرک . با تحریک به مقدار مناسب توسط نورون آزاد می شود.
- عمل بر روی سلول پس سیناپسی ماده شیمیایی باید توسط نورون پیش سیناپسی آزاد شود و نورون پس سیناپسی باید حاوی گیرنده هایی باشد که ماده شیمیایی به آنها متصل شود.
- مکانیزمی برای حذف مکانیسم خاصی برای حذف ماده شیمیایی از محل فعال شدنش پس از اتمام کار وجود دارد.
طبقه بندی انتقال دهنده های عصبی
انتقال دهنده های عصبی نقش مهمی در زندگی و عملکرد روزمره دارند. دانشمندان هنوز دقیقاً نمی دانند چه تعداد انتقال دهنده عصبی وجود دارد، اما بیش از 60 پیام رسان شیمیایی مجزا شناسایی شده است.
نوروترانسمیترها را می توان بر اساس عملکرد آنها طبقه بندی کرد:
انتقال دهنده های عصبی تحریکی
این نوع انتقال‌دهنده‌های عصبی اثرات تحریک‌کننده‌ای روی نورون دارند، به این معنی که احتمال شلیک پتانسیل عمل توسط نورون را افزایش می‌دهند. برخی از انتقال دهنده های عصبی تحریکی اصلی عبارتند از اپی نفرین و نوراپی نفرین.
انتقال دهنده های عصبی مهاری
این نوع از انتقال دهنده های عصبی اثرات مهاری بر روی نورون دارند. آنها احتمال اینکه نورون پتانسیل عمل را شلیک کند را کاهش می دهند. برخی از انتقال دهنده های عصبی بازدارنده اصلی عبارتند از سروتونین و گاما آمینوبوتیریک اسید (GABA).
انتقال دهنده های عصبی تعدیلی
این نوروترانسمیترها که اغلب به عنوان تعدیل کننده های عصبی شناخته می شوند، قادرند تعداد بیشتری از نورون ها را به طور همزمان تحت تاثیر قرار دهند. این تعدیل کننده های عصبی بر اثرات سایر پیام رسان های شیمیایی نیز تأثیر می گذارند. در جایی که انتقال‌دهنده‌های عصبی سیناپسی توسط پایانه‌های آکسون آزاد می‌شوند تا تأثیر سریعی بر سایر نورون‌های گیرنده داشته باشند، تعدیل‌کننده‌های عصبی در ناحیه بزرگ‌تری منتشر می‌شوند و کندتر عمل می‌کنند.
انتقال دهنده های عصبی که به عنوان تعدیل کننده های عصبی عمل می کنند عبارتند از: استیل کولین، دوپامین، سروتونین، هیستامین و کانابینوئیدها.
برخی از انتقال دهنده های عصبی، مانند استیل کولین و دوپامین، بسته به نوع گیرنده های موجود، می توانند اثرات تحریکی و مهاری ایجاد کنند.
انواع انتقال دهنده های عصبی
روش های مختلفی برای طبقه بندی و دسته بندی انتقال دهنده های عصبی وجود دارد. در برخی موارد، آنها به سادگی به مونوآمین ها، اسیدهای آمینه و پپتیدها تقسیم می شوند.
انتقال دهنده های عصبی را می توان به یکی از شش نوع طبقه بندی کرد:
اسیدهای آمینه
- گاما آمینوبوتیریک اسید (GABA) : این اسید آمینه طبیعی به عنوان پیام رسان شیمیایی بازدارنده اصلی بدن عمل می کند. گابا به بینایی و کنترل حرکتی کمک می کند و همچنین در تنظیم اضطراب نقش دارد. بنزودیازپین‌ها که برای کمک به درمان اضطراب استفاده می‌شوند، با افزایش کارایی انتقال‌دهنده‌های عصبی GABA عمل می‌کنند که می‌تواند احساس آرامش و آرامش را افزایش دهد.
- گلوتامات : فراوان ترین انتقال دهنده عصبی موجود در سیستم عصبی، گلوتامات در عملکردهای شناختی مانند حافظه و یادگیری نقش دارد . مقادیر بیش از حد گلوتامات می تواند باعث ایجاد سمیت تحریکی و مرگ سلولی شود. این سمیت تحریکی ناشی از تجمع گلوتامات با برخی از بیماری ها و آسیب های مغزی از جمله بیماری آلزایمر ، سکته مغزی و تشنج های صرع مرتبط است.
پپتیدها
- اکسی توسین : این هورمون قدرتمند به عنوان یک انتقال دهنده عصبی در مغز عمل می کند. این توسط هیپوتالاموس تولید می شود و در شناخت اجتماعی، پیوند و تولید مثل جنسی نقش دارد. اکسی توسین مصنوعی مانند پیتوسین اغلب به عنوان کمکی در زایمان استفاده می شود. هم اکسی توسین و هم پیتوسین باعث انقباض رحم در حین زایمان می شوند.
- اندورفین ها : این نوروترانسمیترها از انتقال سیگنال های درد جلوگیری می کنند و باعث ایجاد احساس سرخوشی می شوند. این پیام‌رسان‌های شیمیایی به‌طور طبیعی توسط بدن در پاسخ به درد تولید می‌شوند، اما می‌توانند با فعالیت‌های دیگری مانند ورزش‌های هوازی نیز تحریک شوند. به عنوان مثال، تجربه یک “دونده” نمونه ای از احساسات لذت بخش است که توسط تولید اندورفین ایجاد می شود.
مونوآمین ها
- اپی نفرین : همچنین به عنوان آدرنالین شناخته می شود، اپی نفرین هم یک هورمون و هم یک انتقال دهنده عصبی در نظر گرفته می شود. به طور کلی، اپی نفرین یک هورمون استرس است که توسط سیستم آدرنال ترشح می شود. با این حال، به عنوان یک انتقال دهنده عصبی در مغز عمل می کند.
- نوراپی نفرین : این ماده شیمیایی طبیعی یک انتقال دهنده عصبی است که نقش مهمی در هوشیاری دارد و در پاسخ جنگ یا گریز بدن نقش دارد . نقش آن کمک به بسیج بدن و مغز برای انجام اقدامات در مواقع خطر یا استرس است. سطح این انتقال دهنده عصبی معمولاً در هنگام خواب پایین ترین و در زمان استرس بالاترین است.
بیشتر بخوانید: علل اصلی استرس
- هیستامین : این ترکیب آلی به عنوان یک انتقال دهنده عصبی در مغز و نخاع عمل می کند. در واکنش های آلرژیک نقش دارد و به عنوان بخشی از پاسخ سیستم ایمنی به عوامل بیماری زا تولید می شود.
- دوپامین : دوپامین که معمولاً به عنوان انتقال دهنده عصبی احساس خوب شناخته می شود، در پاداش، انگیزه و اضافه کردن نقش دارد. انواع مختلفی از داروهای اعتیاد آور باعث افزایش سطح دوپامین در مغز می شوند. این پیام رسان شیمیایی در هماهنگی حرکات بدن نیز نقش بسزایی دارد. بیماری پارکینسون که یک بیماری دژنراتیو است که منجر به لرزش و اختلالات حرکتی می شود، به دلیل از بین رفتن نورون های تولید کننده دوپامین در مغز ایجاد می شود.
- سروتونین : یک هورمون و انتقال دهنده عصبی، سروتونین نقش مهمی در تنظیم و تعدیل خلق، خواب، اضطراب، تمایلات جنسی و اشتها دارد. مهارکننده‌های انتخابی بازجذب سروتونین (SSRIs) نوعی داروی ضد افسردگی هستند که معمولاً برای درمان افسردگی، اضطراب، اختلال هراس و حملات پانیک تجویز می‌شوند. SSRI ها با مسدود کردن بازجذب سروتونین در مغز، سطح سروتونین را متعادل می کنند، که می تواند به بهبود خلق و کاهش احساس اضطراب کمک کند.
پورین ها
- آدنوزین : این ماده شیمیایی طبیعی به عنوان یک تعدیل کننده عصبی در مغز عمل می کند و در سرکوب برانگیختگی و بهبود خواب نقش دارد.
- آدنوزین تری فسفات (ATP) : به عنوان ارز انرژی زندگی در نظر گرفته می شود، ATP به عنوان یک انتقال دهنده عصبی در سیستم عصبی مرکزی و محیطی عمل می کند . در کنترل اتونومیک، انتقال حسی و ارتباط با سلول های گلیال نقش دارد. تحقیقات نشان می دهد که ممکن است در برخی از مشکلات عصبی از جمله درد، تروما و اختلالات عصبی نیز نقش داشته باشد .
انتقال دهنده های گازی
- اکسید نیتریک : این ترکیب در تأثیرگذاری بر عضلات صاف نقش دارد، آنها را شل می‌کند تا رگ‌های خونی گشاد شوند و جریان خون را در نواحی خاصی از بدن افزایش دهند.
- مونوکسید کربن : این گاز بی رنگ و بی بو می تواند اثرات سمی و بالقوه کشنده ای داشته باشد که افراد در معرض سطوح بالای این ماده قرار گیرند. با این حال، به طور طبیعی توسط بدن تولید می شود و به عنوان یک انتقال دهنده عصبی عمل می کند که به تعدیل پاسخ التهابی بدن کمک می کند.
استیل کولین
- استیل کولین : این تنها انتقال دهنده عصبی در کلاس خود است. در هر دو سیستم عصبی مرکزی و محیطی یافت می شود، انتقال دهنده عصبی اولیه مرتبط با نورون های حرکتی است. در حرکات عضلانی و همچنین حافظه و یادگیری نقش دارد.
مشکلات انتقال دهنده های عصبی
مانند بسیاری از فرآیندهای بدن، گاهی اوقات ممکن است همه چیز خراب شود. شاید تعجب آور نباشد که سیستمی به وسعت و پیچیدگی سیستم عصبی انسان مستعد مشکلات باشد.
چند مورد از مواردی که ممکن است اشتباه شود عبارتند از:
- نورون ها ممکن است به اندازه کافی از یک انتقال دهنده عصبی خاص تولید نکنند
- نوروترانسمیترها ممکن است خیلی سریع دوباره جذب شوند
- بسیاری از انتقال دهنده های عصبی ممکن است توسط آنزیم ها غیرفعال شوند
- ممکن است مقدار زیادی از یک انتقال دهنده عصبی خاص آزاد شود
هنگامی که انتقال دهنده های عصبی تحت تأثیر بیماری یا داروها قرار می گیرند، ممکن است تعدادی از اثرات نامطلوب مختلف بر روی بدن ایجاد شود. بیماری هایی مانند آلزایمر، صرع و پارکینسون با کمبود برخی از انتقال دهنده های عصبی مرتبط هستند.
بیشتر بخوانید: کورتیزول چیست؟
برخی از انتقال دهنده های عصبی با تأثیرگذاری بر خلق، نقش مهمی در مغز بازی می کنند، به همین دلیل است که گاهی اوقات آنها را به عنوان مواد شیمیایی “احساس خوب” توصیف می کنند. پنج انتقال دهنده عصبی مهم عبارتند از دوپامین، سروتونین، اکسی توسین، نوراپی نفرین و اندورفین.
متخصصان سلامت نقشی را که انتقال دهنده های عصبی می توانند در اختلالات سلامت روان ایفا کنند، تشخیص می دهند، به همین دلیل است که داروهایی که بر عملکرد پیام رسان های شیمیایی بدن تأثیر می گذارند، اغلب برای کمک به درمان انواع بیماری های روانپزشکی تجویز می شوند .
به عنوان مثال، دوپامین با مواردی مانند اعتیاد و اسکیزوفرنی مرتبط است. سروتونین در اختلالات خلقی از جمله افسردگی و وسواس نقش دارد. دوپامین، گابا، سروتونین و نوراپی نفرین با اختلالات اضطرابی مرتبط هستند. داروهایی مانند SSRI ها ممکن است توسط پزشکان و روانپزشکان برای کمک به درمان علائم افسردگی یا اضطراب تجویز شوند.
گاهی اوقات داروها به تنهایی مورد استفاده قرار می گیرند، اما ممکن است همراه با سایر درمان های درمانی از جمله درمان شناختی-رفتاری نیز استفاده شوند .
داروهایی که بر انتقال دهنده های عصبی تأثیر می گذارند
شاید بزرگترین کاربرد عملی برای کشف و درک دقیق نحوه عملکرد انتقال دهنده های عصبی، توسعه داروهایی بوده است که بر انتقال شیمیایی تأثیر می گذارد. این داروها قادر به تغییر اثرات نوروترانسمیترها هستند که می توانند علائم برخی از بیماری ها را کاهش دهند.
- آگونیست ها در مقابل آنتاگونیست ها : برخی از داروها به عنوان آگونیست شناخته می شوند و با افزایش اثرات انتقال دهنده های عصبی خاص عمل می کنند. داروهای دیگر و به عنوان آنتاگونیست شناخته می شوند و برای جلوگیری از اثرات انتقال عصبی عمل می کنند.
- اثرات مستقیم در مقابل اثرات غیرمستقیم : این داروهای عصبی-اثر را می توان بر اساس تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم آنها تجزیه کرد. آنهایی که اثر مستقیم دارند با تقلید از انتقال دهنده های عصبی کار می کنند زیرا از نظر ساختار شیمیایی بسیار شبیه هستند. آنهایی که تأثیر غیرمستقیم دارند با تأثیر بر گیرنده های سیناپسی کار می کنند.
داروهایی که می‌توانند بر انتقال عصبی تأثیر بگذارند شامل داروهایی هستند که برای درمان بیماری‌هایی از جمله افسردگی و اضطراب استفاده می‌شوند، مانند مهارکننده‌های انتخابی بازجذب سروتونین (SSRIs)، داروهای ضد افسردگی سه حلقه‌ای و بنزودیازپین‌ها .
بیشتر بخوانید: مهارکننده‌های انتخابی بازجذب سروتونین (SSRIs)
به عنوان مثال، داروهای SSRI مانند پروزاک (فلوکستین) و پاکسیل (پاروکستین) از جذب سروتونین توسط سلول های عصبی جلوگیری می کنند و سطح سروتونین را در مغز افزایش می دهند. مهارکننده‌های کولین استراز مانند Aricept (دونپزیل) آنزیم‌هایی را که استیل کولین را تجزیه می‌کنند، مسدود می‌کنند، که می‌تواند به بهبود عملکرد شناختی در افراد مبتلا به بیماری آلزایمر کمک کند .
مواد مخدر غیرقانونی مانند هروئین ، کوکائین و ماری جوانا نیز بر انتقال عصبی تأثیر می گذارد. هروئین به عنوان یک آگونیست با اثر مستقیم عمل می کند و به اندازه کافی از مواد افیونی طبیعی مغز تقلید می کند تا گیرنده های مرتبط با آنها را تحریک کند. کوکائین نمونه ای از یک داروی غیرمستقیم است که بر انتقال دوپامین تأثیر می گذارد.
سخن پایانی
انتقال دهنده های عصبی نقش مهمی در ارتباطات عصبی دارند و بر همه چیز از حرکات غیرارادی گرفته تا یادگیری و خلق و خوی تأثیر می گذارند. این سیستم هم پیچیده و هم بسیار به هم پیوسته است. انتقال‌دهنده‌های عصبی به روش‌های خاصی عمل می‌کنند، اما می‌توانند تحت تأثیر بیماری‌ها، داروها یا حتی عملکرد سایر پیام‌رسان‌های شیمیایی قرار بگیرند.