Neurotransmittorer: kemiska budbärare i hjärnan – funktion och exempel

Upptäck hur neurotransmittorer i hjärnan fungerar, deras roller och exempel som dopamin och GABA — kemiska budbärare som styr beteende, känslor och minne.

Neurotransmittorer är kemiska budbärare. De skickar information mellan neuroner genom att korsa en synaps. Elektriska signaler kan inte korsa klyftan mellan de flesta neuroner. De omvandlas till kemiska signaler för att korsa klyftan. Neurotransmittorer verkar främst på kemiska synapser. När de når nästa neuron absorberas de. Neuronen omvandlar sedan den kemiska signalen tillbaka till en elektrisk signal som kallas aktionspotential. Handlingspotentialen passerar över nästa neuron och till nästa synaps.

Många neurotransmittorer tillverkas av aminosyror som ingår i din kost och det krävs bara några få steg för att omvandla dem. Neurotransmittorer spelar en stor roll för att forma vardagen och funktionerna. Forskarna vet ännu inte exakt hur många neurotransmittorer som finns, men mer än 100 kemiska budbärare har identifierats.

Varje neurotransmittor har en annan funktion. Exempelvis används dopamin för belöning och njutning och noradrenalin för djurens "kamp- eller flyktreaktion". Neurotransmittorerna reglerar också överföringen av meddelanden. Detta beror på att en aktionspotential måste ha en viss styrka innan neurotransmittorerna frigörs. Den styrka som krävs för att neurotransmittorn ska frigöras kallas tröskelvärde.

Den vanligaste sändaren är glutamat, som är excitatorisk i över 90 % av synapserna i hjärnan. Den näst vanligaste är GABA, som är hämmande i mer än 90 % av de synapser som inte använder glutamat.

Neurotransmittorer transporteras i neuronerna i små "säckar" som kallas vesiklar. När dessa vesiklar kommer i kontakt med neuronens cellmembran öppnas det. Då frigörs signalsubstanserna i den synaptiska klyftan.

Hur neurotransmission går till – steg för steg

• Aktionspotentialen når synapsen: En elektrisk impuls färdas längs axonet och når nervterminalen.
• Kalciuminflöde: Depolarisation öppnar spänningskänsliga kalciumkanaler. Kalciumjoner (Ca2+) strömmar in i terminalen och är den avgörande signalen för frisättning.
• Vesikelfusion och exocytos: Vesiklar som innehåller neurotransmittorer rör sig mot och förenas med cellmembranet (en process där proteiner som SNARE-komplexet deltar). Innehållet släpps ut i den synaptiska klyftan.
• Mottagning av signalen: Neurotransmittorerna binder till receptorer på postsynaptiska cellens membran och orsakar antingen en excitatorisk eller inhibitorisk respons (EPSP eller IPSP).
• Avslutning av signalen: Efter verkan tas många neurotransmittorer tillbaka upp i presynaptiska terminaler (återupptag) eller bryts ner av enzymer (t.ex. acetylkolinesteras för acetylkolin eller monoaminoxidas för monoaminer).

Typer av neurotransmittorer

Man brukar grovt dela in neurotransmittorer i:

• Lilla molekyler/klassiska neurotransmittorer: aminosyror (t.ex. glutamat, GABA, glycin), acetylkolin och monoaminer (dopamin, noradrenalin, serotonin).
• Neuropeptider: längre peptider som endorfiner, substans P och oxytocin – ofta verksamma över längre tid och större områden.
• Gasformiga messengerare: exempelvis kväveoxid (NO) som diffunderar fritt och påverkar närliggande celler.

Receptorer och verkningsmekanismer

Receptorerna för neurotransmittorer delas i två huvudtyper:

• Jonotropa receptorer (snabba): fungerar som jonkanaler som öppnas direkt när neurotransmittorn binder, vilket ger en snabb förändring i membranpotentialen.
• Metabotropa receptorer (långsammare): kopplade till G-proteiner och second-messenger-system; påverkar cellens funktion över längre tid och kan modulera jonkanaler och genuttryck.

Reglering: återupptag, nedbrytning och autoreceptorer

För att undvika oönskad långvarig aktivering finns flera mekanismer:

• Återupptag: transportproteiner i presynaptiska terminalen fångar upp neurotransmittorer och återanvänder dem.
• Enzymatisk nedbrytning: vissa signalsubstanser bryts ned i synaptiska klyftan eller inne i cellen.
• Autoreceptorer: presynaptiska receptorer kan känna av den egna frisättningen och minska eller öka frisättningen som feedback.

Funktionell betydelse och kliniska kopplingar

Neurotransmittorer påverkar stort sett all hjärnfunktion: rörelse, känslor, minne, sömn, aptit och mycket annat. Störningar i signalsubstansbalansen är kopplade till många sjukdomar och tillstånd:

• Parkinsons sjukdom: brist på dopamin i vissa hjärnkretsar orsakar rörelsestörningar.
• Depression och ångest: ofta kopplat till förändringar i monoaminer som serotonin och noradrenalin; läkemedel som SSRI påverkar återupptaget av serotonin.
• Epilepsi: obalans mellan excitatoriska (glutamat) och inhibitoriska (GABA) system kan ge anfall.
• Ångestlidelser: läkemedel som bensodiazepiner stärker GABAs hämmande effekt och ger ångestdämpande verkan.

Exempel på viktiga neurotransmittorer

• Glutamat – huvudsaklig excitatorisk signalsubstans i hjärnan; viktig för inlärning och synaptisk plasticitet (t.ex. LTP).
• GABA – huvudsaklig hämmande signalsubstans; viktig för att balansera excitation och för normal motorik och sömn.
• Dopamin – belöning, motivation, rörelse; påverkar beroende och motivation.
• Noradrenalin – vakenhet, uppmärksamhet och stressreaktion (kopplat till "kamp- eller flykt").
• Serotonin – påverkar stämning, aptit och sömn.
• Acetylkolin – viktig i både perifera nervsystemet (muskelaktivering) och centralt för uppmärksamhet och minne.
• Neuropeptider – t.ex. endorfiner (smärtlindring och belöning), oxytocin (sociala band) och substans P (smärtsignalering).

Sammanfattning

Neurotransmittorer är centrala kemiska budbärare i nervsystemet. De omvandlar elektriska signaler till kemiska och tillbaka igen, reglerar information mellan nervceller och formar allt från reflexer till komplexa känslomässiga tillstånd. Deras verkan styrs av frisättning, receptorernas typ och antalet, samt mekanismer för återupptag och nedbrytning. Störningar i dessa processer ligger bakom många neurologiska och psykiatriska tillstånd och är viktiga mål för läkemedelsbehandling.

Frågor och svar

F: Vad är neurotransmittorer?

F: Hur många neurotransmittorer har identifierats?

F: Vilken är dopaminets funktion?

F: Vad används noradrenalin till?

F: Vilken tröskel krävs för att frigöra neurotransmittorer?

F: Vad är den vanligaste transmittorn hos människor?

F: Hur transporteras neurotransmittorer inom neuronerna?

Sök med bokstav