神経伝達物質

一般性

神経伝達物質は内因性の化学伝達物質であり、神経系の細胞（いわゆるニューロン）が互いに通信したり、筋肉や腺の細胞を刺激したりするために使用します。

それらの機能に関して、神経伝達物質は化学シナプスのレベルで作用します。

化学シナプスは、2つのニューロン間、またはニューロンと別の細胞属の間の機能的接触の部位です。

神経伝達物質にはさまざまなクラスがあります。アミノ酸のクラス、モノアミンのクラス、ペプチドのクラス、「微量」アミンのクラス、プリンのクラス、ガスのクラスなどです。

最もよく知られている神経伝達物質には、ドーパミン、アセチルコリン、グルタメート、GABA、セロトニンが含まれます。

神経伝達物質とは何ですか？

神経伝達物質は、ニューロン（神経系の細胞）が互いに通信したり、筋細胞に作用したり、腺細胞からの応答を刺激したりするために使用する化学物質です。

言い換えれば、神経伝達物質は内因性の化学伝達物質であり、介在ニューロンのコミュニケーション（すなわちニューロン間の）およびニューロンと体の他の部分との間のコミュニケーションを可能にします。

人間の神経系は、神経伝達物質を使用して、心拍、肺の呼吸、消化などの重要なメカニズムを調節または指示します。

さらに、夜の睡眠、集中力、気分などは神経伝達物質に依存します。

神経伝達物質と化学シナプス

より専門的な定義によれば、神経伝達物質は、いわゆる化学シナプスのシステムに沿った情報のキャリアです。

神経生物学では、シナプス（またはシナプス接合部）という用語は、2つのニューロン間、またはニューロンと別の細胞属（たとえば、筋細胞または腺細胞）との間の機能的接触部位を示します。

シナプスの機能は、関与する細胞間で情報を伝達し、特定の応答（たとえば、筋肉の収縮）を生成することです。

人間の神経系は2種類のシナプスで構成されています。

情報の伝達が関与する2つの細胞を通る電流の流れに依存する電気シナプス、e
前述の化学シナプスでは、情報の伝達は、影響を受けた2つの細胞を通る神経伝達物質の流れに依存します。

古典的な化学シナプスは、直列に配置された3つの基本的なコンポーネントで構成されています。

神経情報が由来するニューロンのシナプス前終末。問題のニューロンは、シナプス前ニューロンとも呼ばれます。
シナプス空間、つまりシナプスの2つの主人公細胞間の分離空間。それは細胞膜の外側に存在し、「約20〜40ナノメートルに等しい拡張領域を持っています;
神経情報が到達しなければならないニューロン、筋細胞、または腺細胞のシナプス後膜。ニューロン、筋細胞、腺細胞のいずれであっても、シナプス後膜が属する細胞単位はシナプス後要素と呼ばれます。

ニューロンを筋細胞に接続する化学シナプスは、神経筋接合部または終板としても知られています。

神経伝達物質の発見

図：化学シナプス

20世紀初頭まで、科学者たちはニューロン間およびニューロンと他の細胞間の通信は電気シナプスを介してのみ行われると信じていました。

一部の研究者がいわゆるシナプス空間を発見したとき、別のコミュニケーションモードがあるかもしれないという考えが生まれました。

ドイツの薬理学者オットー・レーヴィは、シナプス空間がニューロンによって使用され、そこで化学伝達物質を放出する可能性があると仮説を立てました。それは1921年でした。

心臓活動の神経調節に関する彼の実験を通して、Loewiは最初の既知の神経伝達物質であるアセチルコリンの発見の主役になりました。

サイト

シナプス前ニューロンでは、神経伝達物質は小さな細胞内小胞内に存在します。

これらの細胞間小胞は、いくつかの点で、一般的な健康な真核細胞の原形質膜のリン脂質二重層に類似したリン脂質の二重層によって区切られた嚢に匹敵する。

それらが細胞内小胞内にとどまっている限り、神経伝達物質はいわば不活性であり、応答を生じません。

作用機序

前提：神経伝達物質の作用機序を理解するには、前述の化学シナプスとその組成を覚えておくとよいでしょう。

神経伝達物質は、コンテナニューロンからの小胞の放出を刺激することができる神経起源の信号が到着するまで、細胞内小胞内に閉じ込められたままです。

小胞の放出は、コンテナニューロンのシナプス前終末の近くで起こり、シナプス空間への神経伝達物質の放出を伴います。

シナプス空間では、神経伝達物質は、すぐ近くにあり、化学シナプスの一部を形成している神経細胞、筋肉、または腺のシナプス後膜と自由に相互作用します。

神経伝達物質とシナプス後膜の間の相互作用は、後者に、適切に膜受容体と呼ばれる特定のタンパク質の存在のおかげで可能です。

神経伝達物質と膜受容体の間の接触は、最初の神経信号（細胞内小胞の放出を刺激したもの）を非常に特異的な細胞応答に変換します。例えば、神経伝達物質と筋細胞のシナプス後膜との間の相互作用によって生成される細胞応答は、前述の細胞が属する筋組織の収縮からなる可能性がある。

神経伝達物質がどのように機能するかについてのこの概略図の終わりに、次の最後の側面を報告することが重要です：上記の特定の細胞応答は「実際には神経伝達物質のタイプとシナプス後膜に存在する受容体のタイプに依存します。

行動の可能性は何ですか？

神経生物学では、細胞内小胞の放出を刺激する神経信号は活動電位と呼ばれます。

定義上、活動電位は、一般的なニューロンで発生し、関与するニューロンの細胞膜の内側と外側の間の電荷の急速な変化を伴う現象です。

これに照らして、神経信号について言えば、専門家がそれらを電気インパルスと比較するとき、それは驚くべきことではありません。神経信号はすべての点で電気タイプのイベントです。

細胞応答の特徴

神経生物学者の言葉によると、シナプス後膜のレベルで神経伝達物質によって誘発される細胞応答は、興奮性または抑制性のいずれかである可能性があります。

興奮性反応は、シナプス後要素における神経インパルスの生成を促進するように設計された反応です。

一方、抑制性反応は、シナプス後要素での神経インパルスの生成を抑制するように設計された反応です。

最もよく知られている例

いくつかの神経伝達物質は、それらがより長い間知られ、研究されてきたため、そしてそれらがかなりの生物学的関心のある機能を実行するために、他のものより明らかに有名です。

最も有名な神経伝達物質の中で言及に値する：

グルタミン酸。それは中枢神経系の主要な興奮性神経伝達物質です：神経生物学者が言うことによると、いわゆる興奮性シナプスの90％以上がそれを利用しています。
グルタメートは、その興奮機能に加えて、学習プロセス（脳にデータを保存するプロセスとして理解される学習）と記憶にも関与しています。
いくつかの科学的研究によると、アルツハイマー病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症（ALSとしてよく知られている）、パーキンソン病などの病気に関係しているとのことです。
GABA。これは中枢神経系の主要な抑制性神経伝達物質です。最新の生物学的研究によると、いわゆる抑制性シナプスの約90％がそれを利用します。
その阻害特性のために、GABAは鎮静剤と精神安定剤の主な標的の1つです。
アセチルコリンそれは筋肉に興奮性機能を持つ神経伝達物質です：実際、神経筋接合部では、その存在が関与する筋肉組織の細胞を収縮させるメカニズムを動かします。
アセチルコリンは、筋肉レベルで作用するだけでなく、いわゆる自律神経系によって制御される臓器の機能にも影響を及ぼします。自律神経系への影響は、興奮性と抑制性の両方になります。
ドーパミン。カテコールアミンファミリーに属するのは、中枢神経系のレベルと末梢神経系のレベルの両方で多くの機能を実行する神経伝達物質です。
中枢神経系のレベルでは、ドーパミンは以下に関与します：運動の制御、ホルモンプロラクチンの分泌、運動技能の制御、報酬と快楽のメカニズム、注意力の制御、睡眠メカニズム、行動制御、特定の認知機能の制御、気分の制御、そして最後に、学習の根底にあるメカニズム。
一方、末梢神経系のレベルでは、血管拡張剤、ナトリウム排泄の刺激剤、腸の運動性を促進する因子、リンパ球の活動を低下させる因子、そして最後にインスリン分泌を低下させる因子として機能します。
セロトニン。これは主に腸に存在する神経伝達物質であり、腸の細胞よりも程度は低いものの、中枢神経系のニューロンに存在します。
抑制効果から、セロトニンは食欲、睡眠、記憶および学習過程、体温、気分、行動のいくつかの側面、筋収縮、心臓血管系のいくつかの機能および内分泌系のいくつかの機能を調節しているようです。
病理学的な観点からは、うつ病や関連疾患の発症に関与しているようです。これは、いわゆる選択的セロトニン再取り込み阻害薬、多かれ少なかれ重度のうつ病の治療に使用される抗うつ薬の市場での存在を説明しています。
ヒスタミンそれは中枢神経系に広く存在する神経伝達物質であり、正確には脳と脊髄に存在する視床下部と肥満細胞のレベルにあります。
ノルエピネフリンとエピネフリンノルエピネフリンは、とりわけ中枢神経系に集中しており、行動のために脳と体を動員する役割を果たします（したがって、興奮性効果があります）。たとえば、脳では、覚醒、覚醒、集中、記憶のプロセスを促進します。体の残りの部分では、心拍数と血圧を上昇させ、貯蔵ポイントからのブドウ糖の放出を刺激し、骨格筋への血流を増加させます。、胃腸系への血流を減らし、膀胱と腸の排出を促進します。
エピネフリンは、大部分が副腎の細胞に存在し、少量では中枢神経系に存在します。
この神経伝達物質は興奮性効果があり、骨格筋への血液の増加、心拍数の増加、瞳孔の拡張などのプロセスに関与します。
ノルエピネフリンとエピネフリンはどちらも、チロシンに由来する神経伝達物質です。