Neurotrasmettitori: I messaggeri chimici del corpo
Non solo i segnali neurali viaggiano attraverso le cariche elettriche all’interno del neurone, ma anche attraverso la trasmissione chimica tra i neuroni. I neuroni sono separati da aree di giunzione note come sinapsi, aree in cui i bottoni terminali alla fine dell’assone di un neurone quasi, ma non del tutto, toccano i dendriti di un altro. Le sinapsi forniscono una funzione notevole perché permettono ad ogni assone di comunicare con molti dendriti nelle cellule vicine. Poiché un neurone può avere connessioni sinaptiche con migliaia di altri neuroni, i collegamenti di comunicazione tra i neuroni del sistema nervoso permettono un sistema di comunicazione altamente sofisticato.
Quando l’impulso elettrico del potenziale d’azione raggiunge l’estremità dell’assone, segnala ai bottoni terminali di rilasciare neurotrasmettitori nella sinapsi. Un neurotrasmettitore è una sostanza chimica che trasmette segnali attraverso le sinapsi tra i neuroni. I neurotrasmettitori viaggiano attraverso lo spazio sinaptico tra il pulsante terminale di un neurone e i dendriti di altri neuroni, dove si legano ai dendriti dei neuroni vicini. Inoltre, pulsanti terminali diversi rilasciano neurotrasmettitori diversi, e dendriti diversi sono particolarmente sensibili a neurotrasmettitori diversi. I dendriti ammetteranno i neurotrasmettitori solo se hanno la forma giusta per inserirsi nei siti recettoriali del neurone ricevente. Per questo motivo, i siti recettoriali e i neurotrasmettitori sono spesso paragonati a una serratura e una chiave (Figura 3.5 “La sinapsi”).
Figura 3.5 La sinapsi
Quando l’impulso nervoso raggiunge il pulsante terminale, scatena il rilascio di neurotrasmettitori nella sinapsi. I neurotrasmettitori si inseriscono nei recettori sui dendriti riceventi alla maniera di una serratura e di una chiave.
Quando i neurotrasmettitori sono accettati dai recettori sui neuroni riceventi il loro effetto può essere sia eccitatorio (cioè, rendono la cellula più propensa a sparare) o inibitorio (cioè, rendono la cellula meno propensa a sparare). Inoltre, se il neurone ricevente è in grado di accettare più di un neurotrasmettitore, allora sarà influenzato dai processi eccitatori e inibitori di ciascuno. Se gli effetti eccitatori dei neurotrasmettitori sono maggiori delle influenze inibitorie dei neurotrasmettitori, il neurone si avvicina alla sua soglia di accensione, e se raggiunge la soglia, inizia il potenziale d’azione e il processo di trasferimento delle informazioni attraverso il neurone.
I neurotrasmettitori che non sono accettati dai siti recettoriali devono essere rimossi dalla sinapsi affinché possa avvenire la successiva stimolazione potenziale del neurone. Questo processo avviene in parte attraverso la rottura dei neurotrasmettitori da parte degli enzimi, e in parte attraverso la ricaptazione, un processo in cui i neurotrasmettitori che si trovano nella sinapsi vengono riassorbiti nei bottoni terminali di trasmissione, pronti per essere nuovamente rilasciati dopo lo sparo del neurone.
Più di 100 sostanze chimiche prodotte nel corpo sono state identificate come neurotrasmettitori, e queste sostanze hanno un effetto ampio e profondo sulle emozioni, la cognizione e il comportamento. I neurotrasmettitori regolano il nostro appetito, la nostra memoria, le nostre emozioni, così come la nostra azione muscolare e il movimento. E come potete vedere nella Tabella 3.1 “I principali neurotrasmettitori e le loro funzioni”, alcuni neurotrasmettitori sono anche associati a malattie psicologiche e fisiche.
Le droghe che possiamo ingerire – sia per ragioni mediche che per divertimento – possono agire come i neurotrasmettitori per influenzare i nostri pensieri, sentimenti e comportamenti. Un agonista è una droga che ha proprietà chimiche simili a un particolare neurotrasmettitore e quindi imita gli effetti del neurotrasmettitore. Quando un agonista viene ingerito, si lega ai siti recettoriali nei dendriti per eccitare il neurone, agendo come se fosse presente una quantità maggiore del neurotrasmettitore. Per esempio, la cocaina è un agonista del neurotrasmettitore dopamina. Poiché la dopamina produce sensazioni di piacere quando viene rilasciata dai neuroni, la cocaina crea sensazioni simili quando viene ingerita. Un antagonista è un farmaco che riduce o ferma i normali effetti di un neurotrasmettitore. Quando un antagonista viene ingerito, si lega ai siti recettoriali nel dendrite, bloccando così il neurotrasmettitore. Per esempio, il veleno curaro è un antagonista del neurotrasmettitore acetilcolina. Quando il veleno entra nel cervello, si lega ai dendriti, ferma la comunicazione tra i neuroni e di solito causa la morte. Altri farmaci ancora funzionano bloccando la ricaptazione del neurotrasmettitore stesso – quando la ricaptazione è ridotta dal farmaco, più neurotrasmettitore rimane nella sinapsi, aumentando la sua azione.
Tabella 3.1 I principali neurotrasmettitori e le loro funzioni
| Neurotrasmettitore | Descrizione e funzione | Note |
|---|---|---|
| Acetilcolina (ACh) | Un comune neurotrasmettitore usato nel midollo spinale e nei neuroni motori per stimolare le contrazioni muscolari. È anche usato nel cervello per regolare la memoria, il sonno e il sogno. | La malattia di Alzheimer è associata a una carenza di acetilcolina. La nicotina è un agonista che agisce come l’acetilcolina. |
| Dopamina | Coinvolta nel movimento, nella motivazione e nelle emozioni, la dopamina produce sensazioni di piacere quando viene rilasciata dal sistema di ricompensa del cervello, ed è anche coinvolta nell’apprendimento. | La schizofrenia è legata all’aumento della dopamina, mentre il morbo di Parkinson è legato alla riduzione della dopamina (e gli agonisti della dopamina possono essere usati per trattarla). |
| Endorfine | Rilasciate in risposta a comportamenti come l’esercizio fisico vigoroso, l’orgasmo e il mangiare cibi piccanti. | Le endorfine sono antidolorifici naturali. Sono legate ai composti che si trovano in droghe come l’oppio, la morfina e l’eroina. Il rilascio di endorfine crea lo sballo del corridore che viene sperimentato dopo un intenso sforzo fisico. |
| GABA (acido gamma-aminobutirrico) | Il principale neurotrasmettitore inibitorio nel cervello. | Una mancanza di GABA può portare ad azioni motorie involontarie, compresi tremori e crisi. L’alcol stimola il rilascio di GABA, che inibisce il sistema nervoso e ci fa sentire ubriachi. Bassi livelli di GABA possono produrre ansia, e gli agonisti GABA (tranquillanti) sono usati per ridurre l’ansia. |
| Glutammato | Il neurotrasmettitore più comune, è rilasciato in più del 90% delle sinapsi del cervello. Il glutammato si trova nell’additivo alimentare MSG (glutammato monosodico). | Un eccesso di glutammato può causare sovrastimolazione, emicrania e convulsioni. |
| Serotonina | Interessata in molte funzioni, incluso l’umore, l’appetito, il sonno e l’aggressività. | Livelli bassi di serotonina sono associati alla depressione, e alcuni farmaci progettati per trattare la depressione (noti come inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina, o SSRI) servono a prevenire la loro ricaptazione. |
Punti chiave
- Il sistema nervoso centrale (SNC) è l’insieme dei neuroni che costituiscono il cervello e il midollo spinale.
- Il sistema nervoso periferico (PNS) è l’insieme dei neuroni che collegano il CNS alla nostra pelle, muscoli e ghiandole.
- I neuroni sono cellule specializzate, trovate nel sistema nervoso, che trasmettono informazioni. I neuroni contengono un dendrite, un soma e un assone.
- Alcuni assoni sono coperti da una sostanza grassa conosciuta come la guaina mielinica, che circonda l’assone, agendo come un isolante e permettendo una trasmissione più veloce del segnale elettrico
- Il dendrite è un’estensione ad albero che riceve informazioni da altri neuroni e trasmette lo stimolo elettrico al soma.
- L’assone è una fibra allungata che trasferisce le informazioni dal soma ai pulsanti terminali.
- Gli eurotrasmettitori trasmettono le informazioni chimicamente dai pulsanti terminali e attraverso le sinapsi ai dendriti riceventi usando un tipo di sistema a serratura e chiave.
- I diversi neurotrasmettitori lavorano insieme per influenzare la cognizione, la memoria e il comportamento.
- Gli agonisti sono farmaci che imitano le azioni dei neurotrasmettitori, mentre gli antagonisti sono farmaci che bloccano l’azione dei neurotrasmettitori.
Esercizi e pensiero critico
- Disegna un’immagine di un neurone ed etichetta le sue parti principali.
- Immagina un’azione che svolgi ogni giorno e spiega come neuroni e neurotrasmettitori potrebbero lavorare insieme per aiutarti a svolgere quell’azione.