Neurotransmittorer: Kroppens kemiska budbärare
Nej bara de neurala signalerna färdas via elektriska laddningar inom neuronen, utan de färdas också via kemisk överföring mellan neuronerna. Neuronerna skiljs åt genom övergångsytor som kallas synapser, områden där de terminala knapparna i slutet av axonen på en neuron nästan, men inte riktigt, rör vid dendriten på en annan neuron. Synapserna har en anmärkningsvärd funktion eftersom de gör det möjligt för varje axon att kommunicera med många dendriter i angränsande celler. Eftersom en neuron kan ha synaptiska förbindelser med tusentals andra neuroner möjliggör kommunikationslänkarna mellan neuronerna i nervsystemet ett mycket sofistikerat kommunikationssystem.
När den elektriska impulsen från aktionspotentialen når axonens ände signalerar den till terminalknapparna att de ska släppa ut neurotransmittorer i synapsen. En neurotransmittor är en kemikalie som vidarebefordrar signaler över synapserna mellan neuroner. Neurotransmittorer färdas över det synaptiska utrymmet mellan terminalknappen på en neuron och dendriterna på andra neuroner, där de binder sig till dendriterna i de angränsande neuronerna. Dessutom släpper olika terminalknappar ut olika neurotransmittorer, och olika dendriter är särskilt känsliga för olika neurotransmittorer. Dendriterna släpper in neurotransmittorerna endast om de har rätt form för att passa in i receptorplatserna på den mottagande neuronen. Av denna anledning jämförs receptorställena och neurotransmittorerna ofta med ett lås och en nyckel (Figur 3.5 ”Synapsen”).
Figur 3.5 Synapsen
När nervimpulsen når terminalknappen utlöser den frisättning av neurotransmittorer i synapsen. Neurotransmittorerna passar in i receptorer på de mottagande dendriterna på samma sätt som lås och nyckel.
När neurotransmittorerna tas emot av receptorerna på de mottagande neuronerna kan deras effekt vara antingen excitatorisk (dvs. de gör att cellen har större sannolikhet att starta) eller hämmande (dvs. de gör att cellen har mindre sannolikhet att starta). Om den mottagande neuronen dessutom kan ta emot mer än en neurotransmittor kommer den att påverkas av varje neurotransmittors excitatoriska och hämmande processer. Om de exciterande effekterna av neurotransmittorerna är större än de hämmande influenserna av neurotransmittorerna, rör sig neuronen närmare sin tändningströskel, och om den når tröskeln börjar aktionspotentialen och processen att överföra information genom neuronen.
Neurotransmittorer som inte accepteras av receptorplatserna måste avlägsnas från synapsen för att nästa potentiella stimulering av neuronen ska kunna ske. Denna process sker dels genom att neurotransmittorerna bryts ner av enzymer, dels genom återupptag, en process där neurotransmittorer som befinner sig i synapsen återabsorberas i de sändande terminalknapparna, redo att återigen släppas ut efter att neuronet har avfyrats.
Mer än 100 kemiska substanser som produceras i kroppen har identifierats som neurotransmittorer, och dessa substanser har en bred och djupgående effekt på känslor, kognition och beteende. Neurotransmittorer reglerar vår aptit, vårt minne, våra känslor samt våra muskelåtgärder och rörelser. Och som du kan se i tabell 3.1 ”De viktigaste neurotransmittorerna och deras funktioner” är vissa neurotransmittorer också förknippade med psykologiska och fysiska sjukdomar.
Droger som vi kan få i oss – antingen av medicinska skäl eller för rekreation – kan fungera som neurotransmittorer för att påverka våra tankar, känslor och beteenden. En agonist är ett läkemedel som har kemiska egenskaper som liknar en viss neurotransmittors egenskaper och därmed efterliknar effekterna av neurotransmittorn. När en agonist intas binder den till receptorplatserna i dendriterna för att excitera neuronen och agera som om mer av neurotransmittorn hade funnits närvarande. Kokain är till exempel en agonist för neurotransmittorn dopamin. Eftersom dopamin ger upphov till känslor av njutning när det frisätts av neuronerna, ger kokain liknande känslor när det intas. En antagonist är ett läkemedel som minskar eller stoppar de normala effekterna av en neurotransmittor. När en antagonist intas binder den till receptorplatserna i dendriten och blockerar därmed neurotransmittorn. Som exempel kan nämnas att giftet curare är en antagonist för neurotransmittorn acetylkolin. När giftet kommer in i hjärnan binder det till dendriterna, stoppar kommunikationen mellan neuronerna och orsakar vanligtvis döden. Ytterligare andra läkemedel fungerar genom att blockera återupptaget av själva neurotransmittorn – när återupptaget minskas av läkemedlet stannar mer neurotransmittor kvar i synapsen, vilket ökar dess verkan.
Tabell 3.1 De viktigaste neurotransmittorerna och deras funktioner
| Neurotransmittor | Beskrivning och funktion | Noter |
|---|---|---|
| Acetylkolin (ACh) | En vanlig neurotransmittor som används i ryggmärgen och motorneuronerna för att stimulera muskelkontraktioner. Den används också i hjärnan för att reglera minne, sömn och drömmar. | Alzheimers sjukdom är förknippad med en underförsörjning av acetylkolin. Nikotin är en agonist som fungerar som acetylkolin. |
| Dopamin | Dopamin är involverat i rörelse, motivation och känslor och ger upphov till njutningskänslor när det frisätts av hjärnans belöningssystem, och det är också involverat i inlärning. | Schizofreni är kopplad till ökningar av dopamin, medan Parkinsons sjukdom är kopplad till minskningar av dopamin (och dopaminagonister kan användas för att behandla den). |
| Endorfiner | Avgesöndras som svar på beteenden som kraftig motion, orgasm och att äta kryddig mat. | Endorfiner är naturliga smärtlindrare. De är besläktade med de föreningar som finns i droger som opium, morfin och heroin. Frisättningen av endorfiner skapar löparens kick som upplevs efter intensiv fysisk ansträngning. |
| GABA (gamma-aminosmörsyra) | Den viktigaste hämmande neurotransmittorn i hjärnan. | Missbruk av GABA kan leda till ofrivilliga motoriska handlingar, bland annat skakningar och kramper. Alkohol stimulerar frisättningen av GABA, vilket hämmar nervsystemet och får oss att känna oss berusade. Låga nivåer av GABA kan ge upphov till ångest, och GABA-agonister (lugnande medel) används för att minska ångest. |
| Glutamat | Den vanligaste neurotransmittorn frisätts i mer än 90 % av hjärnans synapser. Glutamat finns i livsmedelstillsatsen MSG (mononatriumglutamat). | Överskott av glutamat kan orsaka överstimulering, migrän och kramper. |
| Serotonin | Involverat i många funktioner, bland annat humör, aptit, sömn och aggression. | Låga serotoninnivåer är förknippade med depression, och vissa läkemedel som är avsedda att behandla depression (så kallade selektiva serotoninåterupptagshämmare, eller SSRI) tjänar till att förhindra deras återupptag. |
Nyckelinformation
- Centrala nervsystemet (CNS) är den samling neuroner som utgör hjärnan och ryggmärgen.
- Det perifera nervsystemet (PNS) är den samling neuroner som förbinder CNS med vår hud, våra muskler och körtlar.
- Neuroner är specialiserade celler som finns i nervsystemet och som överför information. Neuroner innehåller en dendrit, ett soma och en axon.
- Vissa axoner är täckta av ett fettämne som kallas myelinskidan, som omger axonen och fungerar som en isolator och möjliggör en snabbare överföring av den elektriska signalen
- Den dendriten är en trädliknande förlängning som tar emot information från andra neuroner och överför elektrisk stimulering till soma.
- Axonet är en långsträckt fiber som överför information från soman till terminalknapparna.
- Neurotransmittorer vidarebefordrar information kemiskt från terminalknapparna och över synapserna till de mottagande dendriterna med hjälp av ett slags lås- och nyckelsystem.
- De många olika neurotransmittorerna arbetar tillsammans för att påverka kognition, minne och beteende.
- Agonister är läkemedel som efterliknar neurotransmittorernas verkan, medan antagonister är läkemedel som blockerar neurotransmittorernas verkan.
Övningar och kritiskt tänkande
- Teckna en bild av en neuron och märk de viktigaste delarna.
- Föreställ dig en handling som du utför varje dag och förklara hur neuronerna och neurotransmittorerna kan samarbeta för att hjälpa dig att utföra den handlingen.