Was Sie über Neurotransmitter wissen müssen

Neurotransmitter sind Chemikalien, die Synapsen kreuzen, um Impulse von einem Neuron zu einem anderen Neuron, einer anderen Drüsenzelle oder einer anderen Muskelzelle zu übertragen. Mit anderen Worten, Neurotransmitter werden verwendet, um Signale von einem Körperteil zu einem anderen zu senden. Über 100 Neurotransmitter sind bekannt. Viele sind einfach aus Aminosäuren aufgebaut. Andere sind komplexere Moleküle.

Neurotransmitter erfüllen im Körper viele lebenswichtige Funktionen. Zum Beispiel regulieren sie den Herzschlag, teilen der Lunge mit, wann sie atmen sollen, bestimmen den Sollwert für das Gewicht, regen den Durst an, beeinflussen die Stimmung und kontrollieren die Verdauung.

Die synaptische Kluft wurde vom spanischen Pathologen Santiago Ramón y Cajal im frühen 20. Jahrhundert entdeckt. Der deutsche Pharmakologe Otto Loewi bestätigte 1921, dass die Kommunikation zwischen Neuronen auf freigesetzte Chemikalien zurückzuführen ist. Loewi entdeckte den ersten bekannten Neurotransmitter, Acetylcholin.

Wie Neurotransmitter funktionieren

Das Axonterminal einer Synapse speichert Neurotransmitter in Vesikeln. Durch ein Aktionspotential stimuliert, setzen synaptische Vesikel einer Synapse Neurotransmitter frei, die über Diffusion den kleinen Abstand (synaptische Spalte) zwischen einem Axonterminal und einem Dendriten kreuzen. Wenn der Neurotransmitter einen Rezeptor am Dendriten bindet, wird das Signal übermittelt. Der Neurotransmitter bleibt für kurze Zeit in der synaptischen Spalte. Dann wird es entweder durch den Wiederaufnahmevorgang zum präsynaptischen Neuron zurückgeführt, durch Enzyme metabolisiert oder an den Rezeptor gebunden.

Wenn ein Neurotransmitter an ein postsynaptisches Neuron bindet, kann er es entweder anregen oder hemmen. Neuronen sind oft mit anderen Neuronen verbunden, so dass ein Neuron zu jeder Zeit mehreren Neurotransmittern ausgesetzt sein kann. Wenn der Stimulus für die Erregung größer ist als der inhibitorische Effekt, wird das Neuron "feuern" und ein Aktionspotential erzeugen, das Neurotransmitter an ein anderes Neuron abgibt. Somit wird ein Signal von einer Zelle zur nächsten geleitet.

Arten von Neurotransmittern

Eine Methode zur Klassifizierung von Neurotransmittern basiert auf ihrer chemischen Zusammensetzung. Kategorien umfassen:

• Aminosäuren: γ-Aminobuttersäure (GABA), Aspartat, Glutamat, Glycin, D-Serin
• Gase: Kohlenmonoxid (CO), Schwefelwasserstoff (H₂S), Stickoxid (NO)
• Monoamine: Dopamin, Adrenalin, Histamin, Noradrenalin, Serotonin
• Peptide: β-Endorphin, Amphetamine, Somatostatin, Enkephalin
• Purine: Adenosin, Adenosintriphosphat (ATP)
• Spurenamine: Octopamin, Phenethylamin, Trypramin
• Andere Moleküle: Acetylcholin, Anandamid
• Einzelionen: Zink

Die andere wichtige Methode zur Kategorisierung von Neurotransmittern besteht darin, ob dies der Fall ist aufregend oder hemmend. Ob ein Neurotransmitter jedoch anregend oder hemmend wirkt, hängt von seinem Rezeptor ab. Beispielsweise wirkt Acetylcholin herzhemmend (verlangsamt die Herzfrequenz), wirkt jedoch auf die Skelettmuskulatur aufregend (führt zu einer Kontraktion).

Wichtige Neurotransmitter

• Glutamat ist der am häufigsten vorkommende Neurotransmitter beim Menschen und wird von etwa der Hälfte der Neuronen im menschlichen Gehirn verwendet. Es ist der primäre Erregersender im Zentralnervensystem. Eine seiner Funktionen ist es, Erinnerungen zu bilden. Interessanterweise ist Glutamat für Neuronen toxisch. Hirnschäden oder ein Schlaganfall können zu einem Überschuss an Glutamat führen und Neuronen töten.
• GABA ist der primäre hemmende Überträger im Wirbeltiergehirn. Es hilft, die Angst zu kontrollieren. Ein GABA-Mangel kann zu Anfällen führen.
• Glycin ist der hauptsächliche hemmende Neurotransmitter im Rückenmark von Wirbeltieren.
• Acetylcholin stimuliert Muskeln, Funktionen im autonomen Nervensystem und sensorischen Neuronen und ist mit dem REM-Schlaf verbunden. Viele Gifte blockieren Acetylcholinrezeptoren. Beispiele hierfür sind Botulin, Curare und Hemlock. Die Alzheimer-Krankheit ist mit einem signifikanten Abfall der Acetylcholinspiegel verbunden.
• Noradrenalin (Noradrenalin) erhöht die Herzfrequenz und den Blutdruck. Es ist Teil des "Kampf- oder Fluchtsystems" des Körpers. Noradrenalin wird auch benötigt, um Erinnerungen zu bilden. Stress erschöpft die Speicher dieses Neurotransmitters.
• Dopamin ist ein inhibitorischer Sender, der mit dem Belohnungszentrum des Gehirns assoziiert ist. Niedrige Dopaminspiegel gehen mit sozialer Angst und Parkinson einher, während überschüssiges Dopamin mit Schizophrenie zusammenhängt.
• Serotonin ist ein inhibitorischer Neurotransmitter, der an Stimmung, Emotionen und Wahrnehmung beteiligt ist. Ein niedriger Serotoninspiegel kann zu Depressionen, Selbstmordtendenzen, Ärgerstörungen, Schlafstörungen, Migräne und einem erhöhten Verlangen nach Kohlenhydraten führen. Der Körper kann Serotonin aus der Aminosäure Tryptophan synthetisieren, die in Lebensmitteln wie warmer Milch und Pute enthalten ist.
• Endorphine sind eine Klasse von Molekülen, die Opioiden (z. B. Morphin, Heroin) in Bezug auf Struktur und Funktion ähnlich sind. Das Wort "Endorphin" steht für "endogenes Morphin". Endorphine sind hemmende Überträger, die mit Vergnügen und Schmerzlinderung verbunden sind. Bei anderen Tieren verlangsamen diese Chemikalien den Stoffwechsel und ermöglichen den Winterschlaf.