Neurotransmiter

Rozbalit box

Obsah boxu

Neurotransmiter, též nazývaný neuromediátor nebo nervový přenašeč, je nízkomolekulární chemická látka, která slouží k přenosu vzruchů a signálů v nervové soustavě. Tyto látky jsou uvolňovány z nervových zakončení jednoho neuronu (presynaptického neuronu) do prostoru zvaného synaptická štěrbina a následně se vážou na specifické receptory na povrchu cílové buňky (postsynaptického neuronu, svalové buňky nebo žlázy), čímž vyvolávají specifickou reakci. Miliardy molekul neurotransmiterů neustále pracují na udržení funkce mozku, řídí vše od dýchání a srdečního tepu po náladu, koncentraci a učení.

🔬 Základní principy fungování

Komunikace mezi neurony pomocí neurotransmiterů je základem fungování nervového systému. Proces probíhá v několika krocích:

1. Syntéza a skladování: Neurotransmitery jsou syntetizovány přímo v neuronu, často v zakončení axonu. Následně jsou skladovány v malých váčcích, tzv. synaptických vezikulách.
2. Uvolnění: Když akční potenciál (elektrický impuls) dorazí na konec presynaptického neuronu, způsobí otevření iontových kanálů pro vápník. Příliv vápenatých iontů spustí fúzi synaptických váčků s membránou neuronu a uvolnění neurotransmiterů do synaptické štěrbiny.
3. Vazba na receptory: Molekuly neurotransmiteru putují přes synaptickou štěrbinu a vážou se na specifické receptory na membráně postsynaptické buňky.
4. Vyvolání odezvy: Vazba neurotransmiteru na receptor způsobí změnu v cílové buňce. Tato změna může být buď excitační (stimulující, zvyšuje pravděpodobnost vzniku akčního potenciálu) nebo inhibiční (tlumivá, snižuje pravděpodobnost vzniku akčního potenciálu).
5. Inaktivace: Po splnění své funkce je neurotransmiter ze synaptické štěrbiny odstraněn. Děje se tak několika způsoby: zpětným vychytáváním (reuptake) do presynaptického neuronu, enzymatickým rozkladem, nebo difúzí pryč ze synapse.

Tento cyklus zajišťuje rychlý, přesný a jednosměrný přenos informací v nervovém systému.

📚 Dělení neurotransmiterů

Existuje několik desítek známých neurotransmiterů, které lze dělit podle různých kritérií, nejčastěji podle jejich chemické struktury nebo funkce.

Podle chemické struktury

• Aminokyseliny: Jde o nejrozšířenější neurotransmitery v centrální nervové soustavě (CNS).
  • Glutamát: Hlavní excitační neurotransmiter v mozku, klíčový pro učení a paměť.
  • Kyselina gama-aminomáselná (GABA): Hlavní inhibiční neurotransmiter v mozku, podílí se na zklidnění nervové aktivity a regulaci úzkosti.
  • Glycin: Další inhibiční neurotransmiter, především v míše a mozkovém kmeni.
• Monoaminy: Tato skupina je dále dělena na katecholaminy a indolaminy. Hrají klíčovou roli v regulaci nálady, emocí a pozornosti.
  • Katecholaminy (syntetizované z tyrosinu):
    • Dopamin: Spojen s motivací, odměnou, potěšením, kontrolou pohybu a kognitivními funkcemi.
    • Noradrenalin (Norepinefrin): Důležitý pro bdělost, pozornost a reakci "útok nebo útěk".
    • Adrenalin (Epinefrin): Působí jako hormon i neurotransmiter, zejména ve stresových situacích.
  • Indolaminy (syntetizované z tryptofanu):
    • Serotonin: Ovlivňuje náladu, spánek, chuť k jídlu, úzkost a sexualitu.
• Acetylcholin: První objevený neurotransmiter. Vyskytuje se v CNS i periferní nervové soustavě, kde se podílí na svalové kontrakci, paměti a učení.
• Neuropeptidy: Jde o řetězce aminokyselin. Působí jako neuromodulátory a jejich účinek je často pomalejší a déletrvající.
  • Endorfiny a Enkefaliny: Přirozené "opiáty" těla, tlumí bolest a navozují pocity euforie.
  • Substance P: Podílí se na přenosu signálů bolesti.
• Ostatní: Do této kategorie patří například adenosin, histamin nebo plynné molekuly jako oxid dusnatý.

Podle funkce

• Excitační neurotransmitery: Zvyšují pravděpodobnost, že postsynaptický neuron vyšle signál. Mezi hlavní patří glutamát, adrenalin a noradrenalin.
• Inhibiční neurotransmitery: Snižují pravděpodobnost, že postsynaptický neuron vyšle signál. Typickými zástupci jsou GABA a serotonin.
• Modulační neurotransmitery (Neuromodulátory): Mohou ovlivňovat větší počet neuronů současně a modulovat účinky jiných neurotransmiterů. Mezi ně patří například dopamin, serotonin a acetylcholin.

🧠 Nejznámější neurotransmitery a jejich funkce

Přehled klíčových neurotransmiterů a jejich rolí

Neurotransmiter	Hlavní funkce	Důsledky nerovnováhy
Dopamin	Motivace, odměna, potěšení, motorická kontrola, pozornost, učení	Nedostatek: Parkinsonova choroba, problémy s koncentrací, nedostatek motivace. Nadbytek: Spojován se schizofrenií, závislostmi.
Serotonin	Regulace nálady, spánku, úzkosti, chuti k jídlu, sexuality	Nedostatek: Deprese, úzkostné poruchy, nespavost, obsedantně-kompulzivní porucha.
Acetylcholin	Svalová kontrakce, paměť, učení, pozornost	Nedostatek: Spojován s Alzheimerovou chorobou (problémy s pamětí).
Noradrenalin	Bdělost, pozornost, reakce na stres ("boj nebo útěk"), regulace krevního tlaku	Nedostatek: Může přispívat k depresi a problémům s pozorností (např. ADHD).
GABA	Hlavní inhibiční (zklidňující) funkce, redukce úzkosti, motorická kontrola	Nedostatek: Spojován s úzkostnými poruchami, epilepsií, Huntingtonovou chorobou.
Glutamát	Hlavní excitační funkce, učení, formování paměti	Nadbytek: Může vést k excitotoxicitě (poškození a smrt neuronů), která hraje roli u stavů jako mrtvice nebo epilepsie.

🩺 Význam v medicíně a nemoci

Nerovnováha v systémech neurotransmiterů je spojována s řadou neurologických a psychiatrických onemocnění. Pochopení jejich funkce umožnilo vývoj psychofarmak, léků, které cíleně ovlivňují jejich působení a pomáhají zmírňovat příznaky těchto poruch.

• Deprese: Často je spojována s nízkou hladinou serotoninu a noradrenalinu. Antidepresiva, jako jsou SSRI (selektivní inhibitory zpětného vychytávání serotoninu), zvyšují dostupnost serotoninu v synapsích.
• Úzkostné poruchy: Mohou souviset s nízkou aktivitou GABA systému. Léky jako benzodiazepiny posilují účinek GABA, což vede ke zklidnění.
• Schizofrenie: Předpokládá se, že je spojena s nadměrnou aktivitou dopaminu v určitých částech mozku. Antipsychotika často blokují dopaminové receptory.
• Parkinsonova choroba: Je způsobena odumíráním neuronů produkujících dopamin v oblasti mozku zvané substantia nigra, což vede k poruchám hybnosti. Léčba zahrnuje podávání L-DOPA, prekurzoru dopaminu.
• Alzheimerova choroba: Je charakterizována mimo jiné úbytkem neuronů produkujících acetylcholin, což přispívá k poruchám paměti. Některé léky se snaží tento deficit kompenzovat.

💡 Pro laiky: Jak funguje pošťák v mozku?

Představte si mozek jako obrovské město plné domů (neuronů), které si mezi sebou potřebují posílat zprávy. Tyto domy ale nejsou přímo propojené, je mezi nimi malá mezera (synaptická štěrbina).

• Neurotransmiter je jako pošťák. Každý pošťák (např. Dopamin, Serotonin) má na starosti specifický typ zpráv (např. "radost", "klid", "pohyb").
• Dopis je zpráva. Když chce jeden dům (neuron) poslat zprávu, vypustí svého pošťáka s dopisem do mezery mezi domy.
• Poštovní schránka je receptor. Na druhém domě je speciální poštovní schránka (receptor), která pasuje jen na konkrétního pošťáka. Pošťák Serotonin nemůže doručit dopis do schránky pro Dopamina.
• Přečtení zprávy. Když pošťák vloží dopis do správné schránky, dům si zprávu přečte a podle ní se zařídí – buď se "rozsvítí" (je aktivován) nebo "zhasne" (je utlumen).

Pokud je ve městě málo pošťáků pro "radost" (serotonin), zprávy o radosti se nedoručují a celé město může být smutné (deprese). Léky pak fungují jako pomocníci, kteří například zařídí, aby pošťáci zůstali v ulicích déle a měli větší šanci doručit své dopisy.

⏳ Historie výzkumu

Koncept chemického přenosu signálů mezi neurony byl poprvé navržen na začátku 20. století. Klíčový experiment provedl v roce 1921 rakouský farmakolog Otto Loewi. Pomocí experimentu se srdci žab prokázal, že nervová stimulace jednoho srdce uvolňuje chemickou látku (kterou nazval Vagusstoff), jež dokáže ovlivnit tep druhého srdce. Tato látka byla později identifikována jako acetylcholin, první objevený neurotransmiter. Za tento objev obdržel Loewi v roce 1936 Nobelovu cenu. V následujících desetiletích byly objeveny další klíčové neurotransmitery, jako noradrenalin (1946) a dopamin (1950), což odstartovalo revoluci v pochopení funkce mozku a léčbě psychických poruch.

Zdroje

WikiSkripta Národní zdravotnický informační portál Wikipedie: Neurotransmiter Oberonic.cz Wikisofia Funkce buněk a lidského těla (UK) Cesta Relaxace