Glutamatul i6b12bv
Este un transmitator excitator major de la nivelul creierului. Aproape toate
celulele cerebrale au receptori care ii raspund. Exista patru tipuri de
receptori pentru glutamat; ei raspund si controleaza canalele cationice cu conductanta
mare, care sunt permeabile la Ca2+, Na+ si K-. In cazul depolarizarii
cu 20-30?V, din aceste canale ies ioni de Mg2+ si alti ioni, permitind
intrarea in celula a Na+ si Ca2+. Aceste canale functioneaza eficient
numai in prezenta glicinei. Cind concentratia de glicina este redusa,
abilitatea glutamatului de a deschide canalele respective este redusa. Majoritatea
neuronilor care secreta glutamat se gasesc la nivelul cortexului cerebral si
in hipocamp.
Cantitatea excesiva de glutamat este toxica pentru neuroni, prin influxul mare
de Ca2+ intracelular. Neurotoxicitatea glutamatului se realizeaza in doua
faze, sub influenta acumularii sale la nivel extracelular. Hipoxia, hipoglicemia,
ischemia (lipsa aportului de singe), convulsiile prelungite si traumatismele
cerebrale determina cresterea glutamatului extra-neuronal. Aceste situatii provoaca
intr-o prima faza umflarea si distensia neuronilor, insotite de
cresterea influxului de Na+, urmata in a doua faza de intrarea si acumularea
excesiva de Ca2+. Alterarile membranare si mitocondriale produse de acumularea
de Na+ si Ca2+ provoaca fenomene de depolarizare prelungita si dereglari metabolice
multiple intracelulare, ca urmare a activitatii enzimelor dependente de Ca2+,
de tipul fosfolipazei A. Excesul de radicali liberi si de derivati ai acidului
arahidonic rezultati produce o excito-toxicitate care este ireversibila la nivelul
principalelor ultrastructuri neuronale.
Aminoacizii inhibitori
Glicina (glicolul)
Este un transmitator mai putin comun, utilizat de neuronii maduvei spinarii,
care inhiba muschii antagonisti. Distributia cerebro-spinala a glicinei este
mai limitata decit a altor aminoacizi inhibitori. Cele mai mari concentratii
de glicina se gasesc in trunchiul cerebral, in cerebel si in
coarnele anterioare ale maduvei spinarii. Actiunea hiperpolarizanta post-sinaptica
se realizeaza prin intermediul unui receptor cuplat la canalul de Cl-. Actiunea
canalului respectiv produsa de glicina provoaca, la fel ca in cazul receptorului
gama-aminobutiric (prescurtat GABA), cresterea permeabilitatii pentru ionul
de Cl-.
GABA
Este un transmitator foarte important; are actiune inhibitoare majora la nivel
cerebral, cerebelos si medular. Actioneaza in circa 40% din sinapsele
SNC. La nivel cerebral exista trei tipuri de receptori pentru GABA: ?, ? si
?. Subunitatea ? are cea mai mare afinitate pentru acest neurotransmitator.
De retinut: activitatea de inhibitie se face intotdeauna prin intermediul
ionului de Cl-
Peptidele
Se impart in doua categorii: opioide si ne-opioide.
Peptidele opioide
Au fost puse in evidenta datorita efectului lor analgezic. Prezenta in
creierul mamiferelor a receptorilor farmacologici prevazuti cu capacitatea de
a recunoaste drogurile morfinice a sugerat posibilitatea existentei unor substante
endogene cu afinitate specifica pentru acestia. Puterea si specificitatea actiunii
morfinei a sugerat existenta unei interactiuni cu un receptor sinaptic cerebral
specific: receptorul opiat (care a fost pus in evidenta si izolat in
jurul anului 1970). Distributia generala a acestor receptori cerebrali a putut
fi cartata si, cum era de asteptat, ea a fost superpozabila cu zonele regionale
specifice actiunii morfinei.
S-a constatat ca poate fi o potrivire perfecta intre receptorii endogeni
si morfina. S-a sugerat astfel ca exista neurotransmitatori endogeni similari
cu morfina, care actioneaza la nivelul acestor receptori. Plecind de la
aceasta ipoteza, s-a identificat in omogenatele de tesut nervos doua peptide
morfino-mimetice, care au fost denumite enkefaline. Ulterior, dupa citiva
ani (in jurul anului 1976), au fost descoperite endorfinele cerebrale.
Apoi, in 1979, s-a izolat din hipofiza si din tesutul nervos de porc o
a treia grupa de peptide opioide, denumite dimorfine. Descoperirea acestor trei
tipuri (categorii) de peptide opioide a fost urmata de stabilirea structurilor
chimice, a biosintezei si a distributiei proprietatilor biologice ale acestora.
Enkefalinele
Prin afinitatea lor specifica pentru receptorii opiacei, endorfinele seamana
cu morfina, dar efectul lor analgezic a fost greu de determinat deoarece ele
sunt scindate rapid (degradate) de catre unele enzime, dupa injectarea lor intra-craniana.
S-a demonstrat apoi ca exista o legatura strinsa intre distributia
terminalelor enkefalinice si modularea impulsurilor nociceptive (care transmit
durerea). Enkefalina este stocata in terminalul presinaptic, astfel incit,
in conditii corespunzatoare, ea este eliberata in sinapsa, unde
actioneaza asupra receptorilor opiacei post-sinaptici. Aceasta este baza analgeziei
naturale.
In anumite conditii, sistemul poate deveni supra-activ. Exista si diferente
individuale in susceptibilitatea la durere, explicate prin densitatea
acestor cai opiate. Acupunctura poate stimula sistemul opioid endogen, iar naloxona
(antagonist al neurotransmitatorilor) poate inhiba analgezia interna indusa
prin hipnoza. In plus, opiaceele endogene pot explica si efectul placebo.
S-a sugerat ca sistemul endogen opiat joaca un rol important in functionarea
normala a cailor de recompensare din creier. Extra-nevraxial, enkefalinele au
fost detectate la nivelul tubului digestiv, al ganglionilor simpatici, al tesutului
glandular, la nivelul medulo-suprarenalei si in retina.
Endorfinele
Termenul de endorfina deriva din cuvintele endogen si morfina si se utilizeaza
pentru a desemna unele peptide cu actiune opioida. Aceste substante au fost
relevate o data cu descoperirea, in creierul vertebratelor, a receptorilor
opiacei prezenti la nivelul terminatiilor post-sinaptice. Spre deosebire de
enkefaline, endorfinele au o localizare mai limitata. In functie de zona
in care se gasesc, endorfinele sunt stocate fie ca atare, fie sub o forma
acetilata, inactiva.
S-a constatat ca endorfina ar favoriza eliberarea hormonului antidiuretic, al
hormonului de crestere si al prolactinei. In general, endorfinele ajuta
la mentinerea unui comportament normal. Receptorii opiacei au o localizare heterogena,
cu concentrare mai mare in ariile legate de perceperea durerii si de comportamentul
emotional. Alterarea mecanismului care regleaza endorfinele provoaca semne si
simptome de boala mintala. Substanta antagonista cu inalta specificitate
pentru receptorul opiod, naloxona, nu a dus la nici o ameliorare clinica a schizofrenicilor.
Injectarea endorfinelor in lichidul cefalo-rahidian afecteaza numeroase
procese fiziologice si comportamentale. O anumita endorfina, anume ?-endorfina,
da o marcanta stare de rigiditate sau imobilitate numita catatonie.
Dimorfinele
Reprezinta a treia familie de peptide opioide endogene. La nivelul SNC, cele
mai mari concentratii de dimorfine se gasesc in hipotalamus si in
lobul posterior al hipofizei. Cele trei sisteme opioide (enkefalina, endorfina,
dimorfina) nu sunt complet separate, deoarece precursorii lor pot genera peptide
diferite, dar si identice, in functie de structura nervoasa sau glandulara
in care se produc, precum si de rolul pe care il au pe plan functional.
Distributia cerebro-spinala a peptidelor opioide fiind diferita si dublata de
prezenta receptorilor opioizi, asigura efecte inhibitorii multiple: inhibarea
durerii si a reactiilor somato-vegetative care o insotesc, precum si a
reactiilor provocate de stres.
In afara peptidelor opioide, exista si alte peptide neuroactive considerate
ca mediatori chimici ai influxului nervos, atit la nivel central cit
si la nivel periferic. Majoritatea acestora indeplinesc roluri diferite,
fie de neurotransmitatori sau co-transmitatori, fie de neuromodulatori sau de
hormoni locali, in functie de locul de sinteza, eliberare si actiune.
De obicei, intr-un comportament sunt implicate mai multe substante neurochimice
de tipul neurotransmitatorilor. Unele din aceste substante au rol excitator,
altele au rol inhibitor sau modulator asupra activitatii neurale. Un principiu
de baza este acela ca un neuron secreta catre toate terminatiile sale axonale
acelasi neurotransmitator (legea lui Dale). Acelasi neuron poate fi caracterizat
prin neurotransmitatorul specific. Prezenta neurotransmitatorilor presupune
si prezenta receptorilor specifici. In general, neuronii primesc multiple
impulsuri pe calea sinapselor, asa incit membranele lor dendritice
si somatice pot prezenta receptori pentru fiecare tip de aferenta. Datorita
acestui fapt, terminalul unui axon elibereaza in spatiul sinaptic un anumit
neurotransmitator, care difuzeaza apoi catre membrana post-sinaptica, unde se
combina cu receptorul specific. De asemenea, s-a descoperit si existenta unor
receptori pe terminalul presinaptic, numiti autoceptori, asa incit
unii neurotransmitatori difuzeaza spre acestia. Efectul lor este de a inhiba
eliberarea neurotransmitatorului din terminalul presinaptic. Prin urmare, exista
un mecanism feed-back negativ, deoarece cu cit se elibereaza mai mult
neurotransmitator, cu atit eliberarea lui in continuare este diminuata.
Neuromodularea
Neuromodularea consta in modificarea in sens activator sau inhibitor
a efectelor neurotransmitatorilor la nivel post-sinaptic. Substanta neuromodulatoare
poate avea origine sinaptica (fiind in acest caz co-transmitatoare) sau
parasinaptica (in cazul eliberarii sale de catre celule din afara caii
sinaptice). In general, substantele modulatoare sunt lipsite de efecte
proprii. Ele influenteaza doar, in mod indirect, teritoriul post-sinaptic,
modificind reactivitatea acestuia fata de efectele depolarizante (in
cazul excitatiei) sau hiperpolarizante (in cazul inhibitiei) ale neurotransmitatorului
principal. Modulatorul co-transmitator controleaza actiunea neuro-transmitatorului
la nivel sinaptic, realizind un veritabil mecanism parasinaptic. Totusi,
in functie de co-localizare, de frecventa de stimulare si de interactiunile
sinapsei, unii mediatori chimici pot indeplini rolul de neuromodulator.
De precizat ca nu toti neuromodulatorii sunt si co-transmitatori. In unele
cazuri, efectul retroactiv al neurotransmitatorului asupra eliberarii sale,
prin intermediul receptorilor presinaptici, exercita proprietati neuromodulatoare.
De asemenea, si componentele compartimentului extracelular pot participa la
neuromodularea teritoriului sinaptic.