Neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori sono sostanze chimiche endogene che consentono ai neuroni di comunicare al cervello e di fornire una varietà di funzioni attraverso il processo di trasmissione sinaptica e sono spesso definiti messaggeri chimici del corpo.

I neurotrasmettitori sono molecole relativamente piccole che trasportano informazioni attraverso le sinapsi da una cellula nervosa alle cellule vicine e sono una parte fondamentale del meccanismo interno che controlla il comportamento animale.

Per essere identificati come tali i neurotrasmettitori devono essere sintetizzati e rilasciato dai neuroni, essere rilasciati dai terminali nervosi in una forma identificabile chimicamente o farmacologicamente, riprodurre nella cellula postsinaptica gli eventi specifici come i cambiamenti nelle proprietà della membrana che si osservano dopo la stimolazione del neurone presinaptico. Devono inoltre legarsi a un recettore e causare un effetto come l’apertura o la chiusura dei canali ionici nel neurone postsinaptico

Classificazione dei neurotrasmettitori

Vi sono vari modi per classificare i neurotrasmettitori. Uno tra questi considera la loro azione sui neuroni e pertanto possono essere classificati in neurotrasmettitori:
eccitatori che hanno la funzione di attivare i recettori sulla membrana postsinaptica e potenziare gli effetti del potenziale d’azione
inibitori che bloccano o impediscono che il messaggio chimico venga trasmesso ulteriormente
modulatori che modificano o regolano il modo in cui le cellule comunicano alla sinapsi

Oltre a questa classificazione, i neurotrasmettitori possono anche essere classificati in base alla loro struttura chimica in quattro gruppi. Al primo gruppo appartengono piccole molecole che comprendono solo pochi atomi con pesi molecolari di 100-200  g/mol.

Chimicamente, a questo primo gruppo appartengono le ammine biogene come dopamina, epinefrina, norepinefrina, istamina e serotonina e un estere ovvero l’acetilcolina. I neurotrasmettitori monoamminici regolano la coscienza, la cognizione, l’attenzione e l’emozione. Molti disturbi del sistema nervoso comportano anomalie dei neurotrasmettitori monoamminici e molti farmaci che le persone assumono comunemente influenzano questi neurotrasmettitori.

Il secondo gruppo contiene gli amminoacidi glutammato, GABA e glicina. Il glutammato è il neurotrasmettitore eccitatorio più comune del sistema nervoso ed è quello più abbondante nel cervello. Svolge un ruolo chiave nelle funzioni cognitive come il pensiero, l’apprendimento e la memoria. Gli squilibri nei livelli di glutammato sono associati alla malattia di Alzheimer, alla demenza, alla malattia di Parkinson e alle crisi convulsive.

Il GABA è il neurotrasmettitore inibitorio più comune del sistema nervoso, in particolare nel cervello. Regola l’attività cerebrale per prevenire problemi nelle aree di ansia, irritabilità, concentrazione, sonno, convulsioni e depressione.

La terza classe di trasmettitori è costituita da neuropeptidi come, ad esempio, encefalina, neuropeptide Y , somatostatina e colecistochinina. Il quarto e nuovo tipo di trasmettitore è rappresentato dal monossido di azoto noto come ossido nitrico che viene sintetizzato enzimaticamente dell’ossido nitrico sintasi dalla l -arginina.

Recettori dei neurotrasmettitori

I recettori dei neurotrasmettitori, noti anche come neurorecettori, sono proteine ​​recettrici di membrana attivate dai neurotrasmettitori. Essi modulando l’eccitabilità e la frequenza di scarica della cellula e mediano efficacemente il trasferimento e la propagazione degli impulsi elettrici.

Questi recettori sono diversi nella loro struttura e funzione: i recettori possono essere ionotropici  o metabotropici. I recettori ionotropici  sono proteine ​​transmembrana con un poro di grande diametro. Sebbene siano canali ionici, si aprono in modo diverso rispetto ai canali ionici voltaggio-dipendenti necessari per la propagazione del potenziale d’azione.

Nei neuroni, i recettori dei neurotrasmettitori postsinaptici ricevono un segnale dal terminale presinaptico che innesca una modifica del potenziale di membrana del neurone attraverso l’apertura e la chiusura dei canali ionici.

Recettori ionotropici

I recettori ionotropici sono ligando-dipendenti, il che significa che una molecola specifica, come un neurotrasmettitore, deve legarsi al recettore per far sì che il canale si apra e consenta il flusso di ioni. A causa dell’associazione diretta tra il legame del neurotrasmettitore e l’apertura del canale, i recettori ionotropici sono associati a una rapida propagazione dei segnali elettrici

I tipi di recettori ionotropici includono recettori:

• GABA A è uno dei due recettori per il GABA ovvero l’acido γ-amminobutirrico
• dell’N-metil-D-aspartato (NMDA) del glutammato attivato oltre che glutammato anche in misura minore dalla glicina e dalla D-serina
• del glutammato e del kainato che fa parte dei recettori canale tetramerici per il glutammato insieme ai recettori NMDA e AMPA
• AMPA del glutammato importante per la trasmissione sinaptica eccitatoria rapida del sistema nervoso centrale
• della glicina, neurotrasmettitore amminoacidico inibitorio che, a differenza del GABA, è utilizzato principalmente dai neuroni del midollo spinale e del tronco encefalico
• nicotinici dell’acetilcolina che trasforma un segnale chimico in un segnale elettrico con la massima efficienza e velocità
• della serotonina che regola varie attività, tra cui il comportamento, l’umore, la memoria e l’omeostasi gastrointestinale

Recettori metabotropici

I recettori metabotropici non hanno un canale che non venga aperto o chiuso dal legame del ligando. Quando vengono attivati, invece, modulano i percorsi che controllano le azioni dei neurotrasmettitori e dei canali ionici attraverso i secondi messaggeri.

I recettori metabotropici sono proteine ​​legate alla membrana che causano la modifica del metabolismo della cellula in un modo che porta all’eccitazione o all’inibizione della cellula postsinaptica.

I tipi di recettori metabotropici includono recettori:

• adrenergici che interagiscono con il neurotrasmettitore noradrenalina e la catecolamina adrenalina
• della dopamina o dopaminergici membri di una grande famiglia di recettori accoppiati a proteine ​​G che possono aumentare o diminuire i livelli di adenosina monofosfato ciclico (cAMP) nel cervello
• GABAB attivato dal principale neurotrasmettitore inibitorio del sistema nervoso centrale, l’acido γ-amminobutirrico
• del glutammato mGluR che legano il glutammato all’interno di un ampio dominio extracellulare e trasmettono segnali attraverso la proteina recettore ai partner di segnalazione intracellulare
• dell’istamina, classe di recettori accoppiati a proteine G che hanno l’istamina come ligando endogeno che mediano varie risposte fisiologiche che hanno un ruolo cruciale nelle malattie allergiche e funzionano mobilitando i livelli di calcio intracellulare e attivando i processi cellulari a valle
• muscarinici dell’acetilcolina (mAChR) che appartengono alla grande superfamiglia dei recettori accoppiati alle proteine ​​G legati alla membrana plasmatica, che attivano o inibiscono i sistemi di trasduzione del secondo messaggero
• degli oppioidi recettori accoppiati alle proteine ​​G che mediano la risposta del corpo umano alla maggior parte degli ormoni, neurotrasmettitori, farmaci e sono coinvolti nella percezione sensoriale della vista, del gusto e dell’olfatto
• della serotonina che fanno parte dei recettori accoppiati a proteine G e dei recettori dei canali ionici e regolano sia l’eccitazione sia l’inibizione della trasmissione sinaptica