Hermoston välittäjäaine
Hermoston välittäjäaineet eli neurotransmitterit ovat yhdisteitä, jotka välittävät, voimistavat, estävät tai mukauttavat hermosolun ja toisen solun välisiä sähköisiä signaaleja. Neurotransmittereiden ja neuromodulaattoreiden yhteinen nimitys on neuroregulaattori eli hermostoon vaikuttava aine.
Hermoston välittäjäaineita vapautuu aktiopotentiaalin seurauksena presynaptisen hermosolun viejähaarakkeen eli aksonin synapsipäätteen pienistä synapsirakkuloista hermosolun ja toisen solun väliseen tilaan eli synaptiseen rakoon, mistä osa niistä sitoutuu vastaanottavan postsynaptisen solun reseptoreihin, mikä käynnistää niihin kytkeytyvän solun fysiologisen signaalinvälitysmekanismin, esimerkiksi ionikanavan. Jos vastaanottava toinen solu on myös hermosolu, solujen välisestä tilasta käytetään nimitystä synapsi. Vastaanottava solu voi olla myös esimerkiksi poikkijuovainen lihassolu, sileä lihassolu, rauhassolu tai aistireseptorisolu. Synapsiksi kutsutaan myös signaalia, joka välittyy synapsiraon kautta.
Hermoston välittäjäaineet voidaan jaotella useilla tavoilla. Yksi tapa on jaotella ne eksitoiviin eli kiihottaviin, inhiboiviin eli estäviin ja moduloiviin eli synapsien herkkyyteen vaikuttaviin välittäjäaineisiin. Eksitoivat välittäjäaineet välittävät signaalin eteenpäin esimerkiksi hermosolujen välillä aiheuttamalla depolarisaation vastaanottajaneuronissa, jolloin aktiopotentiaali siirtyy presynaptisesta hermosolusta postsynaptiseen hermosoluun. Inhiboivat välittäjäaineet puolestaan estävät signaalin eteenpäin kulkeutumisen esimerkiksi hermosolujen välillä estämällä postsynaptisen hermosolun aktiopotentiaalin aiheuttamalla sille hyperpolarisaation. Enimmäkseen eksitoivia hermoston välittäjäaineita ovat muun muassa asetyylikoliini, noradrenaliini, adrenaliini, dopamiini, serotoniini eli 5-hydroksitryptamiini, aspartaatti ja glutamaatti. Inhiboivia hermoston välittäjäaineita ovat muun muassa γ-aminovoihappo (GABA), glysiini ja tauriini. Moduloivia peptidirakenteisia hermoston välittäjäaineita ovat muun muassa monet hypotalamuksen erittämät hormonit, aivolisäkkeen hormonit, ruoansulatuskanavan hormonit, haiman hormonit ja endorfiinit.
Noin 80–90 %:ssa keskushermoston synapseista välittäjäaineena toimii aminohappo, 5–10 %:ssa amiini ja 1–2 %:ssa peptidi. Aivoissa tärkeitä aminohappotransmittereita ovat muun muassa glutamaatti ja glysiini, joista edellinen saattaa olla aivojen tärkein kiihdyttävä välittäjäaine. Glutamaatilla on kolmentyyppisiä reseptoreita. Ne on nimetty niille suhteellisen spesifien agonistien mukaan N-metyylidekstroaspartaatti (NMDA)-, kainaatti- ja 1-amino-3-hydroksi-5-metyyli-iso-oksatsoli-4-propionaatti (AMPA)-reseptoreiksi; mahdollisesti on olemassa muunkintyyppisiä reseptoreita.
Gamma-aminovoihappo eli γ-aminovoihappo eli GABA on tärkein aivojen toimintaa jarruttava välittäjäaine. Jopa yli kolmasosa aivojen synapseista on GABAergisiä. GABA:lla on monia reseptoreita, esimerkiksi GABA ja GABA.
Monoamiinit ovat hermoston välittäjäaineita, joissa yksi aminoryhmä on aromaattisessa renkaassa kiinni kaksihiilisellä sillalla (-CH-CH-). Aminohappoja dekarboksyloivat entsyymit valmistavat monoamiineja aminohapoista, kuten fenyylialaniinista, tyrosiinista tai tryptofaanista, ja kilpirauhashormoneista.
Välitettyään viestinsä monoamiinit palautuvat presynaptiseen terminaaliin, josta ne joko palautuvat solun sisään takaisinottoproteiinien avulla, tai hajoavat monoamiinioksidaasi-entsyymin (MAO) vaikutuksesta. MAO-estäjien (MAOI) joita käytetään muun muassa masennuslääkkeinä, vaikutus perustuu MAO-entsyymin toiminnan estämiseen. Monoamiinien kuljetukseen solusta ulos ja soluun sisään osallistuu useita kuljetusproteiineja. Esimerkiksi DAT kuljettaa dopamiinia, SERT serotoniinia ja NET noradrenaliinia solukalvolla ja VMAT1 ja VMAT2 vesikkelissä.