Wat is de functie van neurotransmitters precies?
We hebben allemaal wel gehoord van neuronen of zenuwcellen die door middel van elektrische prikkels met elkaar communiceren. Het is inderdaad waar dat sommige van de synapsen zuiver elektrisch zijn. Toch zijn het vooral chemische elementen die bij de meeste van deze verbindingen als bemiddelaar optreden. Deze chemische stoffen noemen we neurotransmitters. Neuronen zijn in staat om mee te werken aan verschillende cognitieve functies als leren, het geheugen en de waarneming. Dat is te danken aan de functie van neurotransmitters.
Tegenwoordig gebruiken de neuronale synapsen meer dan een dozijn neurotransmitters. Mensen hebben de werking van neurotransmissie leren kennen. Dit heeft tot geweldige vooruitgang geleid in het ontwerpen en begrijpen van de effecten van psychotrope medicijnen. De bekendste neurotransmitters zijn: serotonine, dopamine, noradrenaline, actylcholine, glutamaat en GABA (gamma-aminoboterzuur).
In dit artikel zullen we de volgende aspecten onderzoeken zodat we een beter begrip verwerven van de principes van neurotransmissie. Ten eerste leren we de verschillende manieren kennen waarop neurotransmitters de synaps beïnvloeden. Ten tweede zullen we het over signaaltransductie hebben. In de werking en de functie van neurotransmitters is dit de werkwijze die het meest voorkomt.
De verschillende effecten in de functie van neurotransmitters
De voornaamste functie van neurotransmitters is de synaps tussen de neuronen regelen. Op die manier worden de elektrische verbindingen ingewikkelder. Dat betekent dus ook dat er meer mogelijkheden zijn. Vele functies van het zenuwstelsel zouden niet werken als neurotransmitters niet bestonden en zenuwcellen als eenvoudige draden zouden handelen.
De manier waarop neurotransmitters de zenuwcellen beïnvloeden, is echter niet altijd dezelfde. De chemische effecten veranderen de synapsen op twee verschillende manieren.
Twee soorten effecten:
- Via ionkanalen: De mogelijkheid dat er sprake is van een verschil tussen de buitenkant en de binnenkant van de zenuwcel, veroorzaakt elektrische prikkels. De beweging van de ionen (elektrisch geladen deeltjes) zorgt ervoor dat dit differentiaal (afname of toename) varieert. De zenuwcel zal geprikkeld worden wanneer het de activatiedrempel bereikt. Sommige neurotransmitters hebben de functie om zich vast te hechten aan de ionkanalen die zich in het membraan van de zenuwcel bevinden. Wanneer ze zich vasthechten, dan openen ze dit kanaal. Dat maakt een grotere beweging van ionen mogelijk wat ervoor zorgt dat de zenuwcel geprikkeld wordt.
- Door middel van een metabotrope receptor: Dit is een meer complexe regeling. Hier hecht de neurotransmitter zich vast aan de receptor die zich in het membraan van de zenuwcel bevindt. Deze receptor is echter geen kanaal dat open- en dichtgaat. Hij maakt daarentegen nog een andere stof binnenin de zenuwcel aan. Wanneer de zenuwcel aan de neurotransmitter vasthecht, maakt het binnenin een eiwit vrij waardoor het zijn structuur en zijn werking verandert.
In het volgende deel van dit artikel zullen we het type neurotransmissie door middel van een metabotrope receptor verder onderzoeken.
De signaaltransductievolgorde
De signaaltransductievolgorde is het proces waarmee de neurotransmitter de werking van een zenuwcel regelt. We zullen ons hier richten op de werking van neurotransmitters die deze functie door middel van metabotrope receptoren uitvoeren. Dit is immers de meestvoorkomende manier waarop ze te werk gaan.
De vier verschillende fasen van het proces
- De eerste boodschapper of neurotransmitter: Eerst klampt de neurotransmitter zich vast aan de metabotrope receptor en verandert zijn samenstelling. Dit maakt dat de receptor bij een stof past die het G-eiwit genoemd wordt. De samenvoeging van de receptor met het G-eiwit leidt tot de afscheiding van een enzym aan de binnenkant van het membraan. Dit veroorzaakt de vrijmaking van de tweede boodschapper.
- De tweede boodschapper: De tweede boodschapper is het eiwit dat het enzym vrijmaakt dat verbonden is met het G-eiwit. Zijn opdracht is de zenuwcel doorkruisen tot het een kinase of fosfatase vindt. Deze stoffen worden geactiveerd wanneer de tweede boodschapper zichzelf aan één van hen vasthecht.
- De derde boodschapper (kinase of fosfatase): Dit varieert want het hangt af van wat de tweede boodschapper vindt, een kinase of een fosfatase. De ontmoeting met een kinase zal ervoor zorgen dat het geactiveerd wordt en zal een proces van fosforylering in de kern van de zenuwcel veroorzaken. Het gevolg is dat het DNA van de zenuwcel eiwitten begint aan te maken die het eerder niet aanmaakte. Als de tweede boodschapper echter een fosfatase ontmoet, dan zal dit het tegenovergestelde effect hebben. Het zal het fosforyleringsproces deactiveren en de aanmaak van bepaalde eiwitten stoppen.
- De vierde boodschapper of fosfoproteïne (elke groep eiwitten die chemisch verbonden fosforzuur bevat): Wanneer de kinase geactiveerd wordt, zendt het een fosfoproteïne naar het neuronale DNA. De bedoeling is om fosforylering uit te lokken. Het fosfoproteïne zal een transcriptiefactor activeren die de activatie van een gen zal veroorzaken. Het zal ook de vorming van een eiwit uitlokken. Afhankelijk van zijn eigenschappen zal dit eiwit verschillende biologische reacties losmaken. Uiteindelijk zullen die de neuronale transmissie veranderen. Wanneer de fosforylering geactiveerd is, vernietigt het het fosfoproteïne. Dit zorgt ervoor dat het fosforyleringsproces stopt.
Tot slot
Neurotransmitters zijn heel belangrijke chemische stoffen in ons zenuwstelsel. Ze zijn verantwoordelijk voor het regelen en overbrengen van informatie tussen de verschillende hersenkernen. Hun effecten op de zenuwcellen kunnen ook van enkele seconden tot maanden of zelfs jaren blijven duren. Dankzij de studie van neurotransmitters kunnen we het verband begrijpen met vele complexe cognitieve processen zoals leren, het geheugen en de aandacht.
