Hermosolun välittäjäainereseptorit

[karvaterska]

Hei,

luin tässä välittäjäaineista ja en saanut selvyyttä, että onko jokaisessa ihmiskehon hermosolussa reseptorit jokaiselle ihmiskehon välittäjäaineelle? Ja jos näin ei ole, niin miten eri hermosolut tietävät, mitä välittäjäaineita niiden tehtävänä on välittää ja vastaanottaa?

[Jänisrutto]

Hei,

luin tässä välittäjäaineista ja en saanut selvyyttä, että onko jokaisessa ihmiskehon hermosolussa reseptorit jokaiselle ihmiskehon välittäjäaineelle? Ja jos näin ei ole, niin miten eri hermosolut tietävät, mitä välittäjäaineita niiden tehtävänä on välittää ja vastaanottaa?

En ole täysin varma, mutta luulen, että välittäjäaineen kemiallinen rakenne määrää, miten se sitoutuu reseptoriin, ts. aiheuttaa vasteen seuraavassa aksonissa. Reseptoreja on tietty erilaisia esim. ioneille. Koska monet hermostoon vaikuttavat aineet (esim.
lääkkeet, huumeet...) matkivat välittäjäaineiden kemiallisia ominaisuuksia, voivat ne sitoutua reseptoriin eli toimia inhibiittorina.

Lainaus Khan Academyn sivuilta: "As it turns out, there isn’t just one type of receptor for each neurotransmitter. Instead, a given neurotransmitter can usually bind to and activate multiple different receptor proteins. Whether the effect of a certain neurotransmitter is excitatory or inhibitory at a given synapse depends on which of its receptor(s) are present on the postsynaptic (target) cell."

[Rigor Mortis]

Hei,

luin tässä välittäjäaineista ja en saanut selvyyttä, että onko jokaisessa ihmiskehon hermosolussa reseptorit jokaiselle ihmiskehon välittäjäaineelle? Ja jos näin ei ole, niin miten eri hermosolut tietävät, mitä välittäjäaineita niiden tehtävänä on välittää ja vastaanottaa?

Yhdessä hermosolussa voi olla reseptoreita useammallekin välittäjäaineelle, mutta siltikään tietyssä hermosolussa ei ole reseptoreita kaikille välittäjäaineille. Lisäksi eri välittäjäaineille on useita erilaisia reseptoreita, joskin ei ole tarkoituksen mukaista, että yhdessä hermosolussa olisi useampia erilaisia reseptoreita samalla välittäjäaineelle. Geenit kaikkien reseptorien ilmaisemiseen toki jokaisessa solussa on, mutta solun ympäristö määrittää sen, mitä reseptoreita se ilmentää.

Ympäristöllä tässä nyt tarkoitain alkionkehityksen aikana vallinnutta ympäristöä, jossa lähekkäiset solut ohjaavat toistensa geeniekspressiota.
Tällöin esim. substantia nigran pars combactan solut "saavat ohjeita" ympäristöstään ja ilmentävät glutamattireseptorigeenejään ja toisaalta myös dopamiinin valmistukseen liittyviä geenejään. Jatkossa synapsiraon lisääntynyt glutamaattipitoisuus lisää solukalvon kalvopotentiaalia ja kynnysarvon ylityttyä saa aikaan dopamiinin vapautumisen toiseen synapsirakoon.

Substantia nigran pars compactan solulla ei ole mitään epäselvyyttä siitä, mitä välittäjäainetta se tuottaa - yksi hermosolutuottaa vain yhtä välittäjäainetta (tai korkeintaan muutamaa esiastetta lisäksi), snpc:n solujen tapauksessa dopamiinia.

Reseptoreitahan on lisäksi erilaisia. Glutamaattireseptori on esimerkki eksitatorisesta reseptorista, joka nostaa kalvopotentiaalia lähemmäs kynnysarvoa. GABA-reseptorit ovat inhibitorisia ja niiden aktivaatio johta hyperpolarisaatioon.
Edellisessä kommentissa puhuttiin lisäksi lääkeaineiden vaikutuksista, jossa on kyse siitä, miten reseptoriin sitoudutaan eli aktivoituuko reseptori vai ei. Reseptorisalpaajat sitoutuvat reseptoriin aiheuttamatta sen aktivaatiota (antagonistinen vaikutus), mimeetit taas sitoutuvat reseptoriin ja aiheuttavat aktivaation (agonistinen vaikutus) - joka voi olla myös voimakkaampi kuin tavanomaisella välittäjäaineella (esim. kokaiinin voimakkuus suhteessa dopamiiniin).

Lyhyesti vastattuna reseptorien ilmeneminen hermosoluissa riippuu hermosolun tyypistä (sijainti ja tehtävä), joka määräytyy alkionkehityksen aikana ja johon alkionkehityksen mikroympäristö vaikuttaa. Yhdessä hermosolussa voi olla reseptoreita useille välittäjäaineille, mutta yhdessä hermosolussa ei ole reseptoreita jokaiselle välittäjäaineelle. Se ei ole tarkoituksenmukaista ja evoluutio ei ole siihen johtanut.
Sama välittäjäaine ei aiheuta eri hermosoluissa välttämättä samaa vastetta. Vaste riippuu reseptorista ja reseptoriaktivaatioon liittyneistä solunsisäistä signalointimenetelmistä.
Yksi hermosolu tuottaa vain yhtä välittäjäainetta (tai korkeintaan lisäksi jotain sen esiastetta).

[TeknoDoktor]

(...)
Yksi hermosolu tuottaa vain yhtä välittäjäainetta (tai korkeintaan lisäksi jotain sen esiastetta).

Sangen tyhjentävä vastaus Rigor Mortikselta, mutta en voi olla puuttumatta viimeiseen lauseeseen, vaikka mennään ehkä hieman ohi kysymyksen ja varmasti ohi lukio-tason.


Eli yksittäinen hermosolu voi tuottaa useampaa välittäjäainetta: On mahdollista ellei jopa normaalia, että hermosolu tuottaa ja erittää jotain pieni-molekyylistä välittäjäainetta (kuten esim. Asetyylikoliini) ja jotain neuropeptidiä. Riippuen siitä, miten hermosolua stimuloidaan vapautuu näistä toista tai molempia - matala taajuinen stimulaatio vapauttaa pieni-molekyyliset välittäjäaineet pienemmistä vesikkeleistä lähempää solukalvoa ja pitkäaikainen korkeataajuinen stimulaatio vapauttaa neuropeptidit syvemmältä hermosolusta suuremmista vesikkeleistä (ja todennäköisesti myös samalla nämä toisetkin välittäjäaineet),

[Rigor Mortis]

Eli yksittäinen hermosolu voi tuottaa useampaa välittäjäainetta: On mahdollista ellei jopa normaalia, että hermosolu tuottaa ja erittää jotain pieni-molekyylistä välittäjäainetta (kuten esim. Asetyylikoliini) ja jotain neuropeptidiä...

Tässä mennään hieman omien tietojeni ulkopuolelle eli jos seuraava huomio on virheellinen pyydän sen oikaisemaan. Pienet neuropeptidit eivät varsinaisesti (ainakaan pääsääntöisesti) toimi välittäjäaineina vaan ne vaikuttavat varsinaisten välittäjäaineiden vapautumiseen/pitoisuuteen synapsiraossa/sitoutumiseen reseptoriin tai reseptorin aktivoitumiseen. Tällöin ne toki osallistuvat hermoimpulssien välittymiseen muuttamalla varsinaisten välittäjäaineiden vaikutuksia. Lopultahan kyse on siitä, miten hermovälittäjäaine määritellään.

[TeknoDoktor]

Eli yksittäinen hermosolu voi tuottaa useampaa välittäjäainetta: On mahdollista ellei jopa normaalia, että hermosolu tuottaa ja erittää jotain pieni-molekyylistä välittäjäainetta (kuten esim. Asetyylikoliini) ja jotain neuropeptidiä...

Tässä mennään hieman omien tietojeni ulkopuolelle eli jos seuraava huomio on virheellinen pyydän sen oikaisemaan. Pienet neuropeptidit eivät varsinaisesti (ainakaan pääsääntöisesti) toimi välittäjäaineina vaan ne vaikuttavat varsinaisten välittäjäaineiden vapautumiseen/pitoisuuteen synapsiraossa/sitoutumiseen reseptoriin tai reseptorin aktivoitumiseen. Tällöin ne toki osallistuvat hermoimpulssien välittymiseen muuttamalla varsinaisten välittäjäaineiden vaikutuksia. Lopultahan kyse on siitä, miten hermovälittäjäaine määritellään.

Yksi hermopääte voi vapauttaa useampaa välittäjäainetta niin, että ne toimivat toisistaan erillisinä: Välittäjäaineet on pakattu erillisiin "vesikkeli-populaatioihi", jolloin ne voidaan vapauttaa toisistaan riippumatta. Kun samassa synapsissa on tällainen pieni-molekyylinen välttäjäaine (jollainen voisi olla vaikka asetyylikoliini, joka ei ole peptidi ja joka tunnetusti toimii ihan omana välittäjäaineenaan eikä vain moduloi muiden välittäjäaineiden toimintaa) sekä neuropeptidi, saadaan aikaan kaksi erilaista kemiallista signalointi-ominaisuutta riippuen aktivaation tasosta/taajuudesta.


Sen verran ollaan myös oman osaamisen rajoilla, etten osaa sanoa miten pienet neuropeptidit määritellään ja mitä ne tekevät - näin ollen niillä voi olla tuollaisia moduloivia vaikutuksia. Toisaalta esim. aine P (substance P) on vain 11 aminohapon mittainen (eli aika pieni) ja toimii myös itsenäisenä välittäjäaineena mm. kivun välittämisessä.


Oletan tosin, että tämä keskustelu ei vie kovin paljoa pääsykokeisiin valmistautuvia eikä ehkä kliinistä työtäkään eteenpäin - tutkijalle toki tämä lienee sangen oleellista Näin ollen tuo Rigor Mortiksen ensimmäinen vastaus riittää varmasti pääsykokeen tasolla!