Bookshelf

Som kort beskrevet i det foregående kapitel er neurotransmittere kemiske signaler, der frigives fra præsynaptiske nerveterminaler til den synaptiske kløft. Den efterfølgende binding af neurotransmittere til specifikke receptorer på postsynaptiske neuroner (eller andre klasser af målceller) ændrer forbigående de elektriske egenskaber hos målcellerne, hvilket fører til en enorm række postsynaptiske virkninger (se kapitel 7 og 8).

Den opfattelse, at elektrisk information kan overføres fra en neuron til den næste ved hjælp af kemisk signalering, var genstand for en intens debat gennem første halvdel af det 20. århundrede. Et nøgleeksperiment, der understøttede denne idé, blev udført i 1926 af den tyske fysiolog Otto Loewi. Loewi, der handlede på en idé, som han angiveligt fik midt om natten, beviste, at elektrisk stimulering af vagusnerven bremser hjerteslagene ved at frigive et kemisk signal. Han isolerede og perfunderede to frøers hjerter og overvågede den hastighed, hvormed de slog (figur 6.1). Essensen af hans forsøg var at opsamle det perfusat, der flød gennem det stimulerede hjerte, og overføre det til det andet hjerte. Selv om det andet hjerte ikke var blevet stimuleret, blev dets slag også langsommere, hvilket viser, at vagusnerven regulerer hjerterytmen ved at frigive et kemisk stof, der ophobes i perfusatet. Oprindeligt blev stoffet oprindeligt omtalt som “vagusstof”, men det blev senere vist, at det var acetylcholin (ACh), som i årenes løb er blevet den mest grundigt undersøgte neurotransmitter. ACh virker ikke kun i hjertet, men på en række postsynaptiske mål i det centrale og perifere nervesystem, først og fremmest ved det neuromuskulære knudepunkt i de tværstribede muskler og i det viscerale motoriske system (se kapitel 5 og 21).

I årenes løb er der opstået en række formelle kriterier, der endeligt identificerer et stof som en neurotransmitter (boks A). Ikke desto mindre er det fortsat en vanskelig opgave at identificere de neurotransmittere, der er aktive ved en bestemt synapse, og for mange synapser (især i hjernen) er neurotransmitterens art ikke veletableret. Stoffer, der ikke opfylder alle kriterierne i boks A, betegnes som “formodede” neurotransmittere.

De særlige kendetegn ved neurotransmittere, sammenlignet med andre signalmolekyler, bliver tydeligere ved at sammenligne med virkningerne af de hormoner, der udskilles af det endokrine system. Hormoner påvirker typisk målceller langt væk fra den hormonudskillende celle (se kapitel 8). Denne “virkning på afstand” opnås ved at frigive hormoner i blodbanen. I modsætning hertil er den afstand, som neurotransmittere virker over, meget lille. Ved mange synapser binder transmittere kun til receptorer på den postsynaptiske celle, der ligger direkte under den præsynaptiske terminal (figur 6.2A); i sådanne tilfælde virker transmitteren over afstande på mindre end en mikrometer. Selv når neurotransmittere diffunderer lokalt for at ændre de elektriske egenskaber hos flere postsynaptiske (og undertiden præsynaptiske) celler i nærheden (figur 6.2B), virker de kun over afstande på ti til hundredvis af mikrometer. Mens neuronernes langstrakte axonale processer gør det muligt at frigive neurotransmittere i op til en meters afstand fra det neuronale cellelegeme, virker disse transmittere stadig kun i nærheden af det præsynaptiske frigivelsessted (figur 6.2C).

Mens sondringen mellem neurotransmittere og hormoner generelt er klar og tydelig, kan et stof virke som en neurotransmitter i et område af hjernen, mens det fungerer som et hormon et andet sted i hjernen. F.eks. fungerer vasopressin og oxytocin, to peptidhormoner, der frigives i kredsløbet fra den bageste hypofyse, også som neurotransmittere ved en række centrale synapser. En række andre peptider fungerer også som både hormoner og neurotransmittere.