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神経伝達物質とは何ですか?種類と機能

コア コンセプト

このチュートリアルでは、神経伝達物質についてすべて学びます .神経伝達物質の紹介とその働きの説明から始めます。次に、神経伝達物質が分類されるさまざまな方法を検討します。最後に、一般的な例を示し、人体におけるそれらの機能について説明します.

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神経伝達物質とは?

神経伝達物質は体内の化学伝達物質です。それらは、ニューロン (すなわち、神経細胞) から筋肉、腺、または他の神経内のさまざまな標的細胞に細胞信号を送信します。神経系は神経伝達物質を使用して、以下に挙げたものを含む (ただしこれらに限定されません) 幅広い身体機能を制御します。

  • 呼吸
  • 心拍数と血圧
  • 筋肉の動き/調整
  • ホルモン調節
  • 消化
  • 感覚/知覚
  • 睡眠

神経伝達物質はどのように機能しますか?

シナプスは、ニューロンとその標的細胞の間の通信のサイトです。 シナプス前細胞という用語 信号を送るニューロンを指し、シナプス後細胞という用語は シグナルを受け取る標的細胞を指す。シナプス前細胞は、シナプス伝達として知られるプロセスを通じてシナプスを介して神経伝達物質を放出することにより、シナプス後細胞と通信します。このプロセスは、大きく 4 つのステップに分けることができます。

  • ステップ 1: 神経伝達物質はニューロン内で合成され、シナプス前ニューロンの軸索末端にあるシナプス小胞に保存されます。
  • ステップ 2: 電気信号 (活動電位として知られている) は、シナプス前ニューロンを下って移動し、軸索終末に到達します。これにより、一連のイベントがトリガーされます。電位依存性カルシウム チャネルが開き、結果として生じるカルシウム イオンの流入により、シナプス小胞がシナプス前膜と融合します。その結果、神経伝達物質がシナプス間隙 (つまり、シナプス前細胞とシナプス後細胞の間の小さな隙間) に放出されます。
  • ステップ 3: 神経伝達物質はシナプス間隙を横切って拡散し、シナプス後膜の受容体タンパク質と相互作用します。神経伝達物質と対応する受容体との結合は、シナプス後細胞に対して興奮、抑制、または調節効果をもたらす可能性があります。
  • ステップ 4: 神経伝達物質はシナプス間隙から不活性化または除去され、シナプス後細胞の継続的な刺激を防ぎます。シナプス間隙から拡散してグリア細胞に吸収される神経伝達物質もあれば、シナプス前ニューロンに再吸収されるものもあります。また、神経伝達物質が酵素によって分解される可能性もあります。

神経伝達物質の分類

神経伝達物質を分類するには、いくつかの異なる方法があります。たとえば、シナプス後細胞への影響に応じて一般的に分類されます。

  • 興奮性神経伝達物質 シナプス後膜を脱分極 (つまり、より正にする) し、活動電位が発火する可能性を高めます。これは、標的細胞上の受容体に結合して活性化することによって行われます。これにより、膜上のナトリウム イオン チャネルが開き、細胞が脱分極します。
  • 抑制性神経伝達物質 シナプス後膜を過分極させ (つまり、より負にする)、活動電位が発火する可能性を減らします。標的細胞の受容体に結合して活性化することでこれを行います。これにより、膜上のカリウム (または塩素) イオン チャネルが開き、細胞が過分極します。

一部の神経伝達物質は、標的細胞で興奮作用と抑制作用の両方を生み出すことができることに注意することが重要です。たとえば、神経伝達物質のアセチルコリンは、骨格筋では興奮作用(筋肉の収縮を引き起こす)を引き起こしますが、心臓では抑制作用(心拍数の低下)を引き起こします。これらの場合、効果は標的細胞とその受容体に依存します。

神経伝達物質は、その化学構造に基づいて分類することもできます。以下のリストには、いくつかの主要なグループが含まれています (例とともに)。

  • アミノ酸: グリシン、グルタミン酸、GABA が含まれます。
  • モノアミン: セロトニン、ドーパミン、エピネフリン、ノルエピネフリン、ヒスタミンが含まれます。
  • ペプチド: エンドルフィン、オキシトシン、ソマトスタチン、サブスタンス P が含まれます。
  • プリン: アデノシンと ATP を含みます。
  • その他: アセチルコリン (ACh) と一酸化窒素が含まれます。

一般的な神経伝達物質 (およびその機能)

アセチルコリン

最初に発見された神経伝達物質であるアセチルコリンは、体全体で多くの機能を持っています。体性神経系の骨格筋を活性化し、自律神経系の内臓を刺激または抑制します。脳内では、アセチルコリンが記憶や注意などの認知プロセスを調節するのに役立ちます.

ドーパミン

ドーパミンは、脳の報酬システムにおける役割から、「気分を良くする化学物質」と呼ばれることがよくあります。楽しい状況(例えば、好きな食べ物を食べている時や性行為をしている時)に放出されます。ドーパミンはまた、気分を改善し、モチベーションを高め、注意力を高め、運動制御を調節します.脳内のドーパミンの異常なレベルは、パーキンソン病、統合失調症、注意欠陥多動性障害 (ADHD) などの状態につながる可能性があります。

セロトニン

セロトニンは一般的に抑制性神経伝達物質に分類されます。体内の総セロトニンの大部分 (約 90%) は消化管にあり、消化の調節に役立ちます。さらに、血小板は、傷の治癒に重要な役割を果たすセロトニンを放出します。脳内では、セロトニンが気分を安定させ、不安を軽減するのに役立ちます。その結果、低レベルは潜在的に不安や気分障害につながる可能性があります.セロトニンは、睡眠、食欲、性機能の調節にも役立ちます。

グルタミン酸

グルタミン酸は、神経系で最も豊富な興奮性神経伝達物質です。睡眠覚醒サイクル、学習/記憶、および痛みのシグナル伝達において重要な役割を果たします。また、ブドウ糖レベルが低い場合、脳細胞のエネルギー源としても使用できます。さらに、酵素 (グルタミン酸デカルボキシラーゼ) は、グルタミン酸を使用して、脳内のもう 1 つの重要な神経伝達物質である GABA を合成します。

ギャバ

一方、ガンマアミノ酪酸 (GABA) は、神経系で最も一般的な抑制性神経伝達物質です。不安を軽減し、ストレスを和らげ、睡眠の質を改善するのに役立ちます。実際、さまざまな鎮静剤や精神安定剤が、GABA の効果を高めることによって機能します。

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