I Principali neurotrasmettitori
Un neurotrasmettitore è un fattore
chimico che viene selettivamente rilasciato da un terminale nervoso in
seguito a un potenziale d'azione; esso interagisce con uno specifico
recettore posto su di una struttura adiacente e, se rilasciato in
quantità adeguate, provoca una risposta fisiologica specifica. Per
essere un neurotrasmettitore, un agente chimico deve essere presente a
livello del terminale nervoso, deve essere rilasciato dal terminale in
seguito a un potenziale d'azione e, se fatto interagire sperimentalmente
con il recettore, deve produrre sempre lo stesso effetto. Molti agenti
chimici si comportano come neurotrasmettitori. Ci sono almeno 18
neurotrasmettitori principali, molti presenti in forme diverse.
Gli aminoacidi glutammato e aspartato
sono i principali neurotrasmettitori nel SNC. Essi sono presenti nella
corteccia, nel cervelletto e nel midollo spinale.
L'acido gamma-aminobutirrico (GABA) è il
principale neurotrasmettitore inibitorio nell'encefalo. Il GABA deriva
dall'acido glutammico, il quale viene decarbossilato dalla glutammato
decarbossilasi. Dopo l'interazione con i propri recettori, il GABA viene
riassorbito attivamente nei terminali assonali e quindi metabolizzato.
La glicina, che presenta un'azione simile al GABA, si trova
principalmente negli interneuroni del midollo spinale. Essa viene
probabilmente metabolizzata dalla serina.
La serotonina (5-idrossitriptamina o
5-HT) è generata a livello dei nuclei del rafe e dai neuroni mediani del
ponte e del tronco encefalico alto. Il triptofano viene idrossilato
dalla triptofano idrossilasi in 5-idrossitriptofano e quindi
decarbossilato in serotonina. I livelli di serotonina sono controllati
mediante la captazione del triptofano e dalla monoamino ossidasi
intraneuronale.
L'acetilcolina rappresenta il principale
neurotrasmettitore dei motoneuroni bulbospinali, delle fibre autonome
pregangliari, delle fibre colinergiche postgangliari (parasimpatiche) e
di molti neuroni del SNC (p. es., gangli della base, corteccia motoria).
Viene sintetizzata dalla colina e dall'acetil coenzima A di derivazione
mitocondriale, per mezzo della colina transferasi. Quando viene
rilasciata, l'acetilcolina stimola specifici recettori colinergici,
un'interazione che viene rapidamente interrotta mediante l'idrolisi
locale dell'acetilcolina in colina e acetato da parte
dell'acetilcolinesterasi. I livelli di acetilcolina sono regolati dalla
colina acetiltransferasi e mediante la captazione della colina.
La dopamina rappresenta il
neurotrasmettitore di alcuni nervi periferici e di molti neuroni
centrali (p. es., nella sostanza nera, nel mesencefalo, nell'area
tegmentale ventrale e nell'ipotalamo). L'aminoacido tirosina viene
captato dai neuroni dopaminergici e convertito dalla tirosino
idrossilasi in 3,4-diidrossifenilalanina (dopa), la quale viene
decarbossilata dalla l-aminoacido-decarbossilasi aromatica in dopamina.
Dopo il rilascio, la dopamina interagisce con i rettori dopaminergici;
le molecole residue vengono riassorbite attivamente (reuptake) nei
neuroni presinaptici. La tirosino idrossilasi e la monoamino ossidasi
regolano i livelli di dopamina nei terminali assonali.
La noradrenalina è il neurotrasmettitore
della maggior parte delle fibre simpatiche post-gangliari e di molti
neuroni centrali (p. es., nel locus caeruleus e nell'ipotalamo). Il
precursore tirosina è convertito in dopamina, la quale viene idrossilata
dalla dopamina g-idrossilasi in noradrenalina. Quando viene rilasciata,
la noradrenalina interagisce con i recettori adrenergici, un processo
interrotto mediante il suo riassorbimento all'interno dei neuroni
presinaptici e degradazione successiva ad opera della monoamino ossidasi
e mediante l'azione della catecol-O-metiltrasferasi (COMT), che è
localizzata principalmente al di fuori dei neuroni. La tirosino
idrossilasi e la monoamino ossidasi regolano i livelli intraneuronalici
della noradrenalina.
b-endorfina e altre endorfine sono
polipeptidi attivanti un gran numero di neuroni centrali (p. es.,
nell'ipotalamo, nell'amigdala, nel talamo e nel locus caeruleus). Nei
corpi cellulari è presente il precursore di molti neuropeptidi (p. es.,
a-, b- e g-endorfine), un grande polipeptide, denominato
pro-opiomelanocortina. Questo polipeptide è trasportato lungo l'assone e
diviso in frammenti specifici; uno di questi è la b-endorfina,
costituita da 31 aminoacidi. Questa, dopo il rilascio e l'interazione
con i recettori oppiodi, viene idrolizzata dalle peptidasi in peptidi
più piccoli, non attivi e quindi in aminoacidi.
La metencefalina e la leucoencefalina
sono piccoli peptidi presenti in molti neuroni centrali (p. es., nel
globo pallido, nel talamo, nel caudato e nel grigio centrale). Il loro
precursore, la proencefalina, viene prodotto nel corpo cellulare e
quindi suddiviso da peptidasi specifiche in peptidi più piccoli. I
frammenti risultanti comprendono due encefaline, ognuna composta di
cinque aminoacidi e contenente terminali di metionina o leucina. Dopo il
rilascio e l'interazione con i recettori peptidergici, le encefaline
sono idrolizzate in peptidi più piccoli, non attivi e aminoacidi, quali
le dinorfine e la sostanza P.
Le dinorfine sono un gruppo di sette
peptidi con sequenze aminoacidiche simili. Coesistono geograficamente
con le encefaline. La sostanza P è un peptide, che si trova nei neuroni
centrali (abenula, sostanza nera, gangli della base, bulbo e ipotalamo) e
in alta concentrazione nei gangli delle radici dorsali. Viene
rilasciata mediante gli stimoli afferenti di dolore intenso.
Neurotrasmettitori aventi un ruolo meno
specifico sono l'istamina, la vasopressina, il peptide vasoattivo
intestinale, la carnosina, la bradichinina, la colecistochinina, la
bombesina, la somatostatina, il corticotropin releasing factor, la
neurotensina e, probabilmente, l'adenosina.
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