مقدمه
انتقال دهنده های عصبی یک پیام رسان شیمیایی هستند که سیگنال‌های بین سلول‌های عصبی (که به آنها نورون نیز گفته می‌شود) و سلول‌های هدف را در بدن حمل، تقویت و متعادل می‌کنتد. این سلول‌های هدف ممکن است در غدد، عضلات یا سایر نورون‌ها باشند.
میلیارد‌ها مولکول انتقال دهنده عصبی به طور مداوم برای عملکرد مغز ما کار می‌کنند و همه چیز را از تنفس گرفته تا ضربان قلب تا سطح یادگیری و تمرکز کنترل می‌کنند. آنها همچنین می‌توانند بر عملکرد‌های مختلف روانشناختی مانند ترس، خلق و خو، لذت و شادی تأثیر بگذارند.
نحوه انتقال دهنده های عصبی
برای اینکه نورون‌ها به سراسر بدن پیام ارسال کنند. باید بتوانند برای انتقال سیگنال‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. با این حال، نورون‌ها به سادگی به یکدیگر متصل نیستند. در انتهای هر نورون یک شکاف کوچک وجود دارد که سیناپس نامیده می‌شود. و برای برقراری ارتباط با سلول بعدی، سیگنال باید بتواند از این فضای کوچک عبور کند. این از طریق فرایندی به نام انتقال عصبی اتفاق می‌افتد.
در بیشتر موارد، یک انتقال دهنده عصبی پس از رسیدن پتانسیل عمل به سیناپس، از مکانی که به عنوان پایانه آکسون شناخته می‌شود آزاد شده و به مکانی که نورون‌ها می‌توانند سیگنال‌ها را به یکدیگر منتقل کنند وارد می‌شود.
هنگامی که یک سیگنال الکتریکی به انتهای یک سلول عصبی می‌رسد. باعث ترشح کیسه‌های کوچکی به نام وزیکول می‌شود که حاوی انتقال دهنده‌های عصبی هستند. این کیسه‌ها محتویات خود را به سیناپس می‌ریزند، جایی که انتقال دهنده‌های عصبی از طریق شکاف به سمت سلول‌های مجاور حرکت می‌کنند. این سلول‌ها حاوی گیرنده‌هایی هستند که انتقال دهنده‌های عصبی می‌توانند به آنها متصل شده و باعث تغییر در سلول‌ها شوند.
پس از انتشار، انتقال دهنده عصبی از شکاف سیناپسی عبور کرده و به محل گیرنده در نورون دیگر متصل می‌شوند. یا اینکه نورون گیرنده را مهیج یا مهار می‌کند بسته به اینکه انتقال دهنده عصبی چیست.
سیستم قفل و کلید
گیرنده‌ها و انتقال دهنده‌های عصبی مانند یک سیستم قفل و کلید عمل می‌کنند. همان‌طور که برای باز کردن یک قفل خاص از کلید درست استفاده می‌شود. یک انتقال دهنده عصبی (کلید) فقط به یک گیرنده خاص (قفل) متصل می‌شود. اگر انتقال دهنده عصبی قادر به کار در محل گیرنده باشد، باعث ایجاد تغییراتی در سلول دریافت کننده می‌شود.
گاهی انتقال دهنده‌های عصبی می‌توانند به گیرنده‌ها متصل شده و باعث انتقال سیگنال الکتریکی به پایین سلول (تحریکی) شوند. در موارد دیگر، انتقال دهنده عصبی در واقع می‌تواند از ادامه سیگنال جلوگیری کرده و از حمل پیام (بازدارنده) جلوگیری کند.
غیر فعال سازی انتقال دهنده های عصبی
بنابراین پس از اتمام کار برای انتقال دهنده های عصبی چه اتفاقی می‌افتد؟ هنگامی که انتقال دهنده عصبی اثر طراحی شده را ایجاد کرد، فعالیت آن را می‌توان با سه مکانیزم متوقف کرد:
- تخریب: یک آنزیم ساختار انتقال دهنده عصبی را تغییر می‌دهد. بنابراین نمی‌تواند توسط گیرنده تشخیص داده شود.
- انتشار: انتقال دهنده عصبی از گیرنده دور می‌شود.
- جذب مجدد: کل مولکول انتقال دهنده عصبی توسط آکسون نورون آزاد کننده آن جذب می‌شود.
معیار شناسایی
شناسایی دقیق انتقال دهنده های عصبی در واقع بسیار دشوار است. در حالی که دانشمندان می‌توانند وزیکول‌های حاوی انتقال دهنده‌های عصبی را مشاهده کنند. اما کشف اینکه چه مواد شیمیایی در وزیکول‌ها ذخیره می‌شود خیلی ساده نیست.
به همین دلیل، دانشمندان علوم مغز و اعصاب تعدادی دستورالعمل برای تعیین اینکه آیا یک ماده شیمیایی به عنوان انتقال دهنده عصبی تعریف می‌شود یا خیر، تهیه کرده‌اند:
طبقه بندی براساس عملکرد
انتقال دهنده های عصبی نقش عمده‌ای در زندگی روزمره و عملکرد انسان دارند. دانشمندان هنوز دقیقاً نمی‌دانند که چند انتقال دهنده عصبی وجود دارد. اما بیش از 60 پیام رسان شیمیایی مجزا شناسایی شده است.
انتقال دهنده های عصبی را می‌توان براساس عملکرد آنها طبقه بندی کرد:
انتقال دهنده های عصبی تحریکی
انتقال دهنده های عصبی تحریکی یا Excitatory neurotransmitters این نوع انتقال دهنده‌های عصبی اثرات تحریکی بر روی نورون دارند. به این معنی که احتمال شلیک یک پتانسیل عملی توسط نورون را افزایش می‌دهند. برخی از انتقال دهنده‌های عصبی اصلی تحریکی شامل اپی نفرین و نوراپی نفرین هستند.
انتقال دهنده های عصبی کنترلی
انتقال دهنده‌های عصبی کنترلی یا Inhibitory neurotransmitters این نوع انتقال دهنده‌های عصبی اثرات کنترلی بر روی نورون دارند. آنها احتمال شلیک یک پتانسیل عمل توسط نورون را کاهش می‌دهند. برخی از انتقال دهنده‌های عصبی کنترلی شامل سروتونین و اسید گاما آمینوبوتیریک (GABA) هستند.
انتقال دهنده های عصبی متعادل کننده
انتقال دهنده های عصبی متعادل کننده یا Modulatory neurotransmitters قادر به تأثیر همزمان بر روی تعداد بیشتری از سلول‌های عصبی هستند. این تعدیل کننده‌های عصبی همچنین بر تأثیر پیام رسان‌های شیمیایی دیگر تأثیر می‌گذارند. در جایی که انتقال دهنده‌های عصبی سیناپسی توسط کانال‌های آکسون آزاد می‌شوند تا تأثیر سریع بر روی سایر سلول‌های عصبی گیرنده داشته باشند. تعدیل کننده‌های عصبی در یک ناحیه بزرگتر پخش می‌شوند و آهسته‌تر عمل می‌کنند.
برخی از انتقال دهنده‌های عصبی مانند استیل کولین و دوپامین، بسته به نوع گیرنده‌های موجود، می‌توانند اثرات تحریکی و مهاری ایجاد کنند.
انواع
روش‌های مختلفی برای طبقه بندی و دسته بندی انتقال دهنده‌های عصبی وجود دارد. در برخی موارد، آنها به سادگی به مونوآمین‌ها، اسیدهای آمینه و پپتیدها تقسیم می‌شوند. انتقال دهنده‌های عصبی را می‌توان به یکی از شش نوع زیر طبقه بندی کرد:
آمینو اسید
- گاما آمینوبوتیریک اسید (Gamma-aminobutyric acid): (GABA) این اسید آمینه که به طور طبیعی وجود دارد به عنوان پیام رسان اصلی شیمیایی بازدارنده بدن عمل می‌کند. GABA به بینایی و کنترل حرکتی کمک می‌کند و در تنظیم اضطراب نقش دارد. بنزودیازپین‌ها که برای کمک به درمان اضطراب استفاده می‌شود، با افزایش کارایی انتقال دهنده‌های عصبی GABA ، عملکرد دارند که می‌تواند احساس آرامش را افزایش دهد.
- گلوتامات (Glutamate): فراوان‌ترین انتقال دهنده عصبی موجود در سیستم عصبی گلوتامات است که در عملکرد‌های شناختی مانند حافظه و یادگیری نقش دارد. مقادیر بیش از حد گلوتامات می‌تواند باعث مسمومیت با تحریک و در نتیجه مرگ سلولی شود. این مسمومیت ناشی از تحریک ناشی از تجمع گلوتامات با برخی بیماری‌ها و آسیب‌های مغزی از جمله بیماری آلزایمر، سکته مغزی و صرع همراه است.
پپتیدها
- اکسی توسین (Oxytocin): این هورمون قدرتمند به عنوان یک انتقال دهنده عصبی در مغز عمل می‌کند. این ماده توسط هیپوتالاموس تولید می‌شود و در شناخت اجتماعی، پیوند و تولید مثل جنسی نقش دارد. اکسی توسین مصنوعی، مانند Pitocin اغلب به عنوان کمک در زایمان استفاده می‌شود. اکسی توسین و پیتوسین باعث انقباض رحم در حین زایمان می‌شوند.
- اندورفین (Endorphins): این انتقال دهنده‌های عصبی از انتقال سیگنال‌های درد جلوگیری کرده و احساس سرخوشی را تقویت می‌کنند. این پیام رسان‌های شیمیایی به طور طبیعی توسط بدن در پاسخ به درد تولید می‌شوند. اما همچنین می‌توانند توسط فعالیت‌های دیگر مانند ورزش‌های هوازی نیز ایجاد شوند.
مونوآمین‌ها
- اپی نفرین (Epinephrine): همچنین به عنوان آدرنالین شناخته می‌شود، اپی نفرین هم هورمون و هم انتقال دهنده عصبی در نظر گرفته می‌شود. به طور کلی، اپی نفرین یک هورمون استرس است که توسط سیستم آدرنال ترشح می‌شود. با این حال، به عنوان یک انتقال دهنده عصبی در مغز عمل می‌کند.
- نوراپی نفرین (Norepinephrine): این ماده شیمیایی که به طور طبیعی وجود دارد یک انتقال دهنده عصبی است که نقش مهمی در هوشیاری در مبارزه یا واکنش در بدن دارد. نقش آن کمک به تحرک بدن و مغز برای اقدام در مواقع خطر یا استرس است. سطح این انتقال دهنده عصبی به طور معمول در هنگام خواب کمتر و در زمان استرس بیشترین است.
- هیستامین (Histamine): این ترکیب آلی به عنوان یک انتقال دهنده عصبی در مغز و نخاع عمل می‌کند.این ماده در واکنش‌های آلرژیک نقش دارد و به عنوان بخشی از پاسخ سیستم ایمنی بدن به عوامل بیماری زا تولید می‌شود.
- دوپامین (Dopamine): دوپامین که معمولاً به عنوان انتقال دهنده عصبی احساس خوب شناخته می‌شود، در پاداش، انگیزه و موارد اضافی نقش دارد. این پیام رسان شیمیایی همچنین نقش مهمی در هماهنگی حرکات بدن دارد. بیماری پارکینسون، که یک بیماری دژنراتیو است و منجر به لرزش و اختلال در حرکت می‌شود، به دلیل از دست دادن نورون‌های مولد دوپامین در مغز ایجاد می‌شود.
- سروتونین(Serotonin): سروتونین یک هورمون و انتقال دهنده عصبی است، در تنظیم و تعدیل روحیه، خواب، اضطراب، رابطه جنسی و اشتها نقش مهمی دارد. مهارکننده‌های انتخابی جذب مجدد سروتونین (SSRI) نوعی داروی ضد افسردگی است که معمولاً برای درمان افسردگی، اضطراب، اختلال وحشت و حملات هراس تجویز می‌شود. SSRI ها با جلوگیری از جذب مجدد سروتونین در مغز، برای تعادل سطح سروتونین کار می‌کنند، که می‌تواند به بهبود خلق و خو و کاهش احساس اضطراب کمک کند.
پورین
- آدنوزین (Adenosine): این ماده شیمیایی که به طور طبیعی وجود دارد به عنوان یک تنظیم کننده عصبی در مغز عمل می‌کند و در سرکوب تحریک و بهبود خواب نقش دارد.
- آدنوزین تری فسفات (Adenosine triphosphate)ATP: در نظر گرفته شده به عنوان انرژی در زندگی، یک انتقال دهنده عصبی در سیستم عصبی مرکزی و محیطی عمل می‌کند. تحقیقات نشان می‌دهد که ممکن است در برخی از مشکلات عصبی از جمله درد، ضربه و اختلالات تخریب عصبی نیز نقش داشته باشد.
انتقال دهنده‌های گاز
- اکسید نیتریک (Nitric oxide): این ترکیب در تأثیر بر عضلات صاف، شل کردن آنها باعث گشاد شدن رگ‌های خونی و افزایش جریان خون در مناطق خاصی از بدن می‌شود.
- مونوکسیدکربن (Carbon monoxide): این گاز بی رنگ و بدون بو می‌تواند اثرات سمی و کشنده‌ای داشته باشد در صورتی که افراد در معرض سطح بالایی از این ماده قرار بگیرند. همچنین به طور طبیعی توسط بدن تولید می‌شود جایی که به عنوان یک انتقال دهنده عصبی عمل می‌کند که به تعدیل پاسخ التهابی بدن کمک کند.
استیل کولین
استیل کولین (Acetylcholine): این تنها انتقال دهنده عصبی در سطخ خودش است. استیل کولین در هر دو سیستم عصبی مرکزی و محیطی یافت می‌شود. انتقال دهنده عصبی اولیه مرتبط با نورون‌های حرکتی است . در حرکات عضلانی و همچنین حافظه و یادگیری نقش دارد.
علت اختلال در انتقال دهنده های عصبی
مانند بسیاری از فرایندهای بدن، اختلال دهنده‌های عصبی نیز گاهی اوقات ممکن است درست عمل نکنند. شاید تعجب آور نباشد که سیستمی به وسعت سیستم عصبی انسان در برابر مشکلات مستعد باشد.
برخی از مواردی که ممکن است اشتباه انجام شود شامل موارد زیر است:
- نورون‌ها ممکن است به اندازه کافی یک انتقال دهنده عصبی خاص تولید نکنند.
- انتقال دهنده‌های عصبی ممکن است خیلی سریع جذب شوند.
- انتقال دهنده‌های عصبی بیش از حد، ممکن است توسط آنزیم‌ها غیرفعال شوند.
- مقدار زیادی از انتقال دهنده‌های عصبی خاص ممکن است آزاد شود.
هنگامی که انتقال دهنده‌های عصبی تحت تأثیر بیماری یا دارو قرار بگیرند،.می‌تواند تعدادی اثرات جانبی مختلف بر بدن داشته باشد. بیماری‌هایی مانند آلزایمر، صرع و پارکینسون با نقص در انتقال دهنده‌های عصبی خاص همراه است.
متخصصان بهداشت نقشی را که انتقال دهنده‌های عصبی می‌توانند در شرایط بهداشت روان ایفا کنند تشخیص می‌دهند. به همین دلیل است که داروهایی که بر عملکرد پیام رسان‌های شیمیایی بدن تأثیر می‌گذارند، اغلب برای کمک به درمان انواع شرایط روانی تجویز می‌نمایند.
به عنوان مثال، دوپامین با مواردی مانند اعتیاد و اسکیزوفرنی همراه است. سروتونین در اختلالات خلقی از جمله افسردگی و OCD نقش دارد . داروهایی مانند SSRI ممکن است توسط پزشکان و روانپزشکان برای کمک به درمان علائم افسردگی یا اضطراب تجویز شود.
داروها گاهی به تنهایی استفاده می‌شوند. اما ممکن است در کنار سایر درمان‌ه از جمله درمان شناختی-رفتاری نیز استفاده شوند.
داروهای موثر
داروهایی که بر انتقال دهنده‌های عصبی تأثیر می‌گذارند. شاید بزرگترین کاربرد عملی برای کشف و درک دقیق نحوه عملکرد انتقال دهنده‌های عصبی، تولید داروهایی باشد که بر انتقال مواد شیمیایی تأثیر می‌گذارند. این داروها قادرند اثرات انتقال دهنده‌های عصبی را تغییر دهند، که می‌تواند علائم برخی بیماری‌ها را کاهش دهد.
آگونیست‌ها در مقابل آنتاگونیست‌ها: برخی از داروها با افزایش اثرات انتقال دهنده‌های عصبی خاص به عنوان آگونیست شناخته می‌شوند و عمل می‌کنند. سایر داروها و به عنوان آنتاگونیست نامیده می‌شوند و برای جلوگیری از اثرات انتقال عصبی عمل می‌کنند.
اثرات مستقیم در مقابل اثرات غیرمستقیم: این داروهای فعال کننده عصبی می‌توانند بیشتر بر اساس تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم آنها تجزیه شوند. کسانی که تأثیر مستقیم دارند با تقلید از انتقال دهنده های عصبی کار می‌کنند زیرا از نظر ساختار شیمیایی بسیار شبیه به هم هستند. آن‌هایی که تأثیر غیر مستقیم دارند با تأثیر بر گیرنده‌های سیناپسی کار می‌کنند.
داروهایی که می‌توانند انتقال عصبی را تحت تأثیر قرار دهند شامل داروهایی هستند که برای درمان بیماری از جمله افسردگی و اضطراب استفاده می‌شوند. مانند SSRIها، داروهای ضد افسردگی سه حلقه ای و بنزودیازپین‌ها.
مواد مخدر غیرقانونی مانند هروئین، کوکائین و ماری جوانا نیز در انتقال عصبی تأثیر دارند. هروئین به عنوان یک آگونیست با عملکرد مستقیم عمل می‌کند و به همان اندازه از مواد افیونی طبیعی مغز تقلید می‌کند تا گیرنده‌های همراه آنها را تحریک کند. کوکائین نمونه‌ای از یک داروی غیرمستقیم است که در انتقال دوپامین تأثیر می‌گذارد.
نتیجه‌گیری
انتقال دهنده‌های عصبی نقشی اساسی در ارتباطات عصبی دارند. و از همه چیز از حرکات غیر ارادی گرفته تا یادگیری تا خلق و خو تأثیر می‌گذارند. این سیستم هم پیچیده است و هم بسیار بهم پیوسته. انتقال دهنده‌های عصبی به روش‌های خاصی عمل می‌کنند. اما می‌توانند تحت تأثیر بیماری‌ها، داروها یا حتی عملکرد پیام رسان‌های شیمیایی دیگر قرار بگیرند.
