Bookshelf

Jak bylo stručně popsáno v předchozí kapitole, neurotransmitery jsou chemické signály uvolňované z presynaptických nervových zakončení do synaptické štěrbiny. Následná vazba neurotransmiterů na specifické receptory na postsynaptických neuronech (nebo jiných třídách cílových buněk) přechodně mění elektrické vlastnosti cílových buněk, což vede k obrovské škále postsynaptických účinků (viz kapitoly 7 a 8).

Představa, že elektrická informace může být přenášena z jednoho neuronu na druhý pomocí chemické signalizace, byla předmětem intenzivních debat po celou první polovinu dvacátého století. Klíčový experiment, který tuto myšlenku podpořil, provedl v roce 1926 německý fyziolog Otto Loewi. Na základě nápadu, který ho údajně napadl uprostřed noci, Loewi dokázal, že elektrická stimulace bloudivého nervu zpomaluje srdeční tep uvolněním chemického signálu. Izoloval a perfundoval srdce dvou žab a sledoval rychlost jejich tlukotu (obrázek 6.1). Podstatou jeho pokusu bylo odebírat perfuzát protékající stimulovaným srdcem a přenášet ho do druhého srdce. Přestože druhé srdce nebylo stimulováno, jeho tep se také zpomalil, což ukazuje, že bloudivý nerv reguluje srdeční frekvenci uvolňováním chemické látky, která se hromadí v perfuzátu. Původně byla tato látka označována jako „vagová látka“, později se ukázalo, že jde o acetylcholin (ACh), který se v průběhu let stal nejdůkladněji prozkoumaným neurotransmiterem. ACh působí nejen v srdci, ale na celou řadu postsynaptických cílů v centrálním a periferním nervovém systému, především na neuromuskulárním spojení příčně pruhovaných svalů a ve viscerálním motorickém systému (viz kapitoly 5 a 21).

V průběhu let se objevila řada formálních kritérií, která definitivně určují látku jako neurotransmiter (rámeček A). Nicméně identifikace neurotransmiterů aktivních v každé konkrétní synapsích zůstává obtížným úkolem a u mnoha synapsí (zejména v mozku) není povaha neurotransmiteru dobře stanovena. Látky, které nesplnily všechna kritéria uvedená v rámečku A, se označují jako „předpokládané“ neurotransmitery.

Odlišné vlastnosti neurotransmiterů ve srovnání s ostatními signálními molekulami objasňuje srovnání s působením hormonů vylučovaných endokrinním systémem. Hormony obvykle ovlivňují cílové buňky vzdálené od buňky vylučující hormon (viz kapitola 8). Tohoto „působení na dálku“ se dosahuje uvolňováním hormonů do krevního oběhu. Naproti tomu vzdálenost, na kterou působí neurotransmitery, je nepatrná. V mnoha synapsích se transmitery vážou pouze na receptory na postsynaptické buňce, která je přímo pod presynaptickým terminálem (obrázek 6.2A); v takových případech působí transmiter na vzdálenost menší než jeden mikrometr. I když neurotransmitery difundují lokálně a mění elektrické vlastnosti více postsynaptických (a někdy i presynaptických) buněk v okolí (obrázek 6.2B), působí pouze na vzdálenost desítek až stovek mikrometrů. Zatímco prodloužené axonální výběžky neuronů umožňují uvolňovat neurotransmitery až metr od těla neuronální buňky, tyto transmitery stále působí pouze v blízkosti presynaptického místa uvolnění (obrázek 6.2C).

Přestože je rozdíl mezi neurotransmitery a hormony obecně jasný, může látka působit jako neurotransmiter v jedné oblasti mozku, zatímco jinde slouží jako hormon. Například vazopresin a oxytocin, dva peptidové hormony, které jsou uvolňovány do oběhu ze zadní hypofýzy, fungují také jako neurotransmitery v řadě centrálních synapsí. Řada dalších peptidů také slouží jako hormony i neurotransmitery.

.