Neurotransmitters: The Body’s Chemical Messengers
Niet alleen verplaatsen de neurale signalen zich via elektrische ladingen binnen het neuron, maar ze verplaatsen zich ook via chemische transmissie tussen de neuronen. Neuronen worden van elkaar gescheiden door knooppunten, synapsen genoemd, gebieden waar de eindknoppen aan het eind van het axon van het ene neuron bijna, maar niet helemaal, de dendrieten van een ander neuron raken. De synapsen hebben een opmerkelijke functie omdat zij elk axon in staat stellen te communiceren met vele dendrieten in naburige cellen. Omdat een neuron synaptische verbindingen kan hebben met duizenden andere neuronen, maken de communicatieverbindingen tussen de neuronen in het zenuwstelsel een zeer geavanceerd communicatiesysteem mogelijk.
Wanneer de elektrische impuls van de actiepotentiaal het uiteinde van het axon bereikt, geeft het de eindknoppen het signaal neurotransmitters in de synaps vrij te geven. Een neurotransmitter is een chemische stof die signalen doorgeeft over de synapsen tussen neuronen. Neurotransmitters reizen door de synaptische ruimte tussen de eindknoop van een neuron en de dendrieten van andere neuronen, waar zij zich binden aan de dendrieten in de aangrenzende neuronen. Bovendien geven verschillende eindknoppen verschillende neurotransmitters af, en zijn verschillende dendrieten bijzonder gevoelig voor verschillende neurotransmitters. De dendrieten zullen de neurotransmitters alleen toelaten als zij de juiste vorm hebben om in de receptorplaatsen op het ontvangende neuron te passen. Daarom worden de receptorplaatsen en de neurotransmitters vaak vergeleken met een slot en een sleutel (figuur 3.5 “De synaps”).
Figuur 3.5 De synaps
Wanneer de zenuwimpuls de terminale knop bereikt, brengt dit de afgifte van neurotransmitters in de synaps op gang. De neurotransmitters passen als een slot en een sleutel in de receptoren op de ontvangende dendrieten.
Wanneer de neurotransmitters door de receptoren op de ontvangende neuronen worden geaccepteerd, kan hun effect zowel exciterend (d.w.z. dat ze de cel meer kans geven om te vuren) als remmend (d.w.z. dat ze de cel minder kans geven om te vuren) zijn. Bovendien, als het ontvangende neuron meer dan één neurotransmitter kan opnemen, zal het worden beïnvloed door de excitatoire en inhibitoire processen van elk. Als de prikkelende effecten van de neurotransmitters groter zijn dan de remmende invloeden van de neurotransmitters, komt het neuron dichter bij zijn ontstekingsdrempel, en als het de drempel bereikt, begint de actiepotentiaal en het proces van informatieoverdracht door het neuron.
Neurotransmitters die niet door de receptorplaatsen worden geaccepteerd, moeten uit de synaps worden verwijderd om de volgende potentiële prikkeling van het neuron te laten plaatsvinden. Dit proces vindt gedeeltelijk plaats door de afbraak van de neurotransmitters door enzymen, en gedeeltelijk door heropname, een proces waarbij neurotransmitters die zich in de synaps bevinden, opnieuw worden opgenomen in de overbrengende eindknoppen, klaar om opnieuw te worden vrijgegeven nadat het neuron vuurt.
Meer dan 100 chemische stoffen die in het lichaam worden geproduceerd, zijn geïdentificeerd als neurotransmitters, en deze stoffen hebben een breed en diepgaand effect op emotie, cognitie, en gedrag. Neurotransmitters regelen onze eetlust, ons geheugen, onze emoties, maar ook onze spierwerking en beweging. En zoals u kunt zien in Tabel 3.1 “De belangrijkste neurotransmitters en hun functies”, worden sommige neurotransmitters ook in verband gebracht met psychologische en lichamelijke ziekten.
Drugs die we zouden kunnen innemen – hetzij om medische redenen of recreatief – kunnen werken als neurotransmitters om onze gedachten, gevoelens en gedrag te beïnvloeden. Een agonist is een drug die chemische eigenschappen heeft die lijken op die van een bepaalde neurotransmitter en dus de effecten van die neurotransmitter nabootst. Wanneer een agonist wordt ingenomen, bindt het zich aan de receptorplaatsen in de dendrieten om het neuron te prikkelen, waarbij het werkt alsof er meer van de neurotransmitter aanwezig was. Cocaïne is bijvoorbeeld een agonist voor de neurotransmitter dopamine. Omdat dopamine gevoelens van genot opwekt wanneer het door neuronen wordt vrijgemaakt, wekt cocaïne soortgelijke gevoelens op wanneer het wordt ingenomen. Een antagonist is een geneesmiddel dat de normale effecten van een neurotransmitter vermindert of stopt. Wanneer een antagonist wordt ingenomen, bindt het zich aan de receptorplaatsen in de dendriet, waardoor de neurotransmitter wordt geblokkeerd. Een voorbeeld: het gif curare is een antagonist voor de neurotransmitter acetylcholine. Wanneer het gif de hersenen binnendringt, bindt het zich aan de dendrieten, stopt de communicatie tussen de neuronen, en veroorzaakt gewoonlijk de dood. Weer andere geneesmiddelen werken door de heropname van de neurotransmitter zelf te blokkeren – wanneer de heropname door het geneesmiddel wordt verminderd, blijft er meer neurotransmitter in de synaps achter, waardoor de werking ervan toeneemt.
Tabel 3.1 De belangrijkste neurotransmitters en hun functies
| Neurotransmitter | Beschrijving en functie | Noten |
|---|---|---|
| Acetylcholine (ACh) | Een veelvoorkomende neurotransmitter die in het ruggenmerg en in motorneuronen wordt gebruikt om spiersamentrekkingen te stimuleren. Het wordt ook gebruikt in de hersenen om het geheugen, slapen en dromen te reguleren. | De ziekte van Alzheimer wordt in verband gebracht met een te lage aanvoer van acetylcholine. Nicotine is een agonist die werkt als acetylcholine. |
| Dopamine | Betrokken bij beweging, motivatie en emotie, Dopamine produceert gevoelens van plezier wanneer het wordt vrijgegeven door het beloningssysteem van de hersenen, en het is ook betrokken bij leren. | Schizofrenie is gekoppeld aan een toename van dopamine, terwijl de ziekte van Parkinson is gekoppeld aan een afname van dopamine (en dopamine-agonisten kunnen worden gebruikt om het te behandelen). |
| Endorfine | Vrijkomt als reactie op gedragingen zoals krachtige lichaamsbeweging, orgasme en het eten van gekruid voedsel. | Endorfine zijn natuurlijke pijnbestrijders. Ze zijn verwant aan de verbindingen die worden aangetroffen in drugs zoals opium, morfine en heroïne. Het vrijkomen van endorfine zorgt voor de “runner’s high” die wordt ervaren na intense lichamelijke inspanning. |
| GABA (gamma-aminoboterzuur) | De belangrijkste remmende neurotransmitter in de hersenen. | Een gebrek aan GABA kan leiden tot onwillekeurige motorische acties, waaronder tremoren en toevallen. Alcohol stimuleert de afgifte van GABA, dat het zenuwstelsel remt en ons een dronken gevoel geeft. Lage niveaus van GABA kunnen angst veroorzaken, en GABA-agonisten (kalmerende middelen) worden gebruikt om angst te verminderen. |
| Glutamaat | De meest voorkomende neurotransmitter, het wordt vrijgegeven in meer dan 90% van de synapsen in de hersenen. Glutamaat komt voor in het voedseladditief MSG (mononatriumglutamaat). | Extra glutamaat kan overstimulatie, migraine en toevallen veroorzaken. |
| Serotonine | Betrokken bij veel functies, waaronder stemming, eetlust, slaap en agressie. | Een laag serotonineniveau wordt in verband gebracht met depressie, en sommige geneesmiddelen die zijn ontwikkeld om depressie te behandelen (bekend als selectieve serotonine heropname remmers, of SSRI’s) dienen om de heropname te voorkomen. |
Key Takeaways
- Het centrale zenuwstelsel (CZS) is de verzameling neuronen die de hersenen en het ruggenmerg vormen.
- Het perifere zenuwstelsel (PNS) is de verzameling neuronen die het CNS verbindt met onze huid, spieren en klieren.
- Neuronen zijn gespecialiseerde cellen, gevonden in het zenuwstelsel, die informatie overbrengen. Neuronen bevatten een dendriet, een soma en een axon.
- Sommige axonen zijn bedekt met een vettige substantie die myelineschede wordt genoemd en die het axon omgeeft, als een isolator fungeert en een snellere overdracht van het elektrische signaal mogelijk maakt
- De dendriet is een boomachtig verlengstuk dat informatie van andere neuronen ontvangt en elektrische stimulatie aan het soma doorgeeft.
- Het axon is een langgerekte vezel die informatie overbrengt van het soma naar de eindknoppen.
- Neurotransmitters geven informatie chemisch door van de eindknoppen en over de synapsen naar de ontvangende dendrieten met behulp van een soort slot en sleutel systeem.
- De vele verschillende neurotransmitters werken samen om cognitie, geheugen en gedrag te beïnvloeden.
- Agonisten zijn geneesmiddelen die de werking van neurotransmitters nabootsen, terwijl antagonisten geneesmiddelen zijn die de werking van neurotransmitters blokkeren.
Oefeningen en kritisch denken
- Teken een plaatje van een neuron en label de belangrijkste onderdelen.
- Bedenk een handeling die je dagelijks verricht en leg uit hoe neuronen en neurotransmitters samenwerken om je bij die handeling te helpen.