Nervu sistēmas mediatori. Centrālās nervu sistēmas mediatori un receptori Nervu sistēmas inhibējošie mediatori ir

CNS sinapšu klasifikācija tiek veikta pēc vairākiem kritērijiem. Atkarībā no savienoto šūnu veida izšķir šādas sinapses: starpneironāls lokalizēts centrālajā nervu sistēmā un veģetatīvos ganglijos ; neiroefektors(neiromuskulārās un neirosekrēcijas), kas savieno somatiskās un veģetatīvās nervu sistēmas eferentos neironus ar izpildšūnām (svītrotās un gludās muskuļu šķiedras, sekrēcijas šūnas); neiroreceptors(kontakti sekundārajos receptoros starp receptoršūnu un aferentā neirona dendrītu0.

Saskaņā ar morfoloģisko organizāciju ir: aksosomatisks, aksodendrīts, aksoaksonāls, dendrosomātisks, dendrodendrīts.

Saskaņā ar signalizācijas metodi - ķīmisks sinapses, kurās transmisijas starpnieks (mediators) ir ķīmiska viela; elektriskās, kurā signālus pārraida ar elektrisko strāvu; jauktas sinapses - elektroķīmiski.

Runājot par funkcionālo efektu - ierosinošs un inhibējošs.

2.2.1. Ķīmiskās sinapses un neirotransmiteri.

Pēc mediatora rakstura ķīmiskās sinapses iedala holīnerģiskajās (mediators – acetilholīns), adrenerģiskajās (naradrenalīns), dopamīnerģiskajās (dopamīns), GABA – ergiskajās (gamma – aminosviestskābe) utt.

Ķīmiskās sinapses strukturālie elementi ir: presinaptiskās un postsinaptiskās membrānas, sinaptiskā plaisa (24. att.).

Presinaptiskajā galā ir sinaptiskās pūslīši (pūslīši) ar diametru līdz 200 nm. Tie veidojas neirona ķermenī un ar ātrā aksonu transporta palīdzību tiek nogādāti presinaptiskajā galā, kur tiek piepildīti ar neirotransmiteru jeb mediatoru (transmitatoru). Presinaptiskajā galā ir mitohondriji, kas nodrošina enerģiju sinapses transmisijas procesiem. Endoplazmatiskais tīkls satur nogulsnējušos Ca++. Pūslīšu kustībā ir iesaistītas mikrotubulas un mikrofilamenti. Ca++ saistīšanās ar pūslīšu apvalka proteīniem noved pie mediatora eksocitozes sinaptiskajā plaisā.

Sinaptiskās spraugas platums ir no 20 līdz 50 nm, tā satur starpšūnu šķidrumu un mukopolisaharīdu blīvu vielu, kas nodrošina savienojumus starp pre- un postsinaptiskajām membrānām, kā arī fermentus.

Sinapses postsinaptiskā membrāna satur ķīmijreceptorus, kas spēj saistīt neirotransmitera molekulas. Uz postsinaptiskās membrānas ir divu veidu receptori - jonu receptori, kas satur jonu kanālu, kas atveras, mediatormolekulām saistoties ar noteiktu vietu (atpazīšanas centru) uz receptora molekulas; metabotropiskie receptori, atverot jonu kanālu netieši caur bioķīmisko reakciju ķēdi, jo īpaši, aktivizējot īpašu molekulu sintēzi, tā sauktos otros vēstnešus (sūtņus).Tādas vielas kā c.GTP, c.AMP, kalcija joni var spēlēt sekundāro mediatoru loma. Tie šūnā izraisa daudzas bioķīmiskas reakcijas, kas saistītas ar proteīnu sintēzi, enzīmu aktivāciju utt.

Rīsi. 24.Centrālās sinapses

Centrālajā nervu sistēmā mediatora funkciju veic nevis viena viela, bet gan heterogēna vielu grupa.

Ir vairāki kritēriji, pēc kuriem konkrētu vielu var klasificēt kā noteikta veida sinapses mediatoru.

1. Šai vielai pietiekamā daudzumā jāatrodas presinaptiskajos nervu galos, kur jābūt arī fermentatīvai sistēmai tās sintēzei. Sintezējošā sistēma var būt lokalizēta citur, bet viela ir jānogādā darbības vietā.

2. Kad tiek stimulēti presinaptiskie neironi vai nervi, šī viela ir jāatbrīvo no galiem pietiekamā daudzumā.

3. Ar mākslīgo ievadīšanu šīs vielas aktivizējošajai vai inhibējošajai iedarbībai uz postsinaptisko šūnu jābūt identiskai presinaptiskā nerva stimulācijas iedarbībai.

4. Sinaptiskās plaisas zonā ir jābūt enzīmu sistēmai, kas pēc darbības veikšanas doto vielu inaktivē un tādējādi ļauj ātri atgriezt postsinaptisko membrānu gatavības stāvoklī.

5. Uz postsinaptiskās membrānas jābūt receptoriem ar augstu afinitāti pret šo vielu.

Acetilholīns ir diezgan plaši izplatīts ierosinošs mediators CNS. To 30. gados atklāja austriešu zinātnieks O. Levijs. Pēc ķīmiskās būtības acetilholīns ir holīna acetāta esteris, un to veido holīna acetilēšana, piedaloties fermentam acetilholīna transferāzei. Pēc atbrīvošanās no presinaptiskajiem galiem acetilholīnu ātri noārda enzīms acetilholīnesterāze.

Pie holīnerģiskajiem neironiem pieder muguras smadzeņu alfa motoriskie neironi. Ar acetilholīna palīdzību alfa motoriskie neironi pārraida uzbudinošu efektu uz Renšova inhibējošām šūnām caur to aksonu blakusparādībām.

Ir konstatēti divu veidu receptori, kas ir jutīgi pret acetilholīnu: muskarīna (M - receptori) un nikotīna receptori (H - receptori). Uz mūsu ķermeņa muskuļiem ir nikotīna tipa acetilholīna receptori. Inde ir nikotīna receptoru blokators kurare, d - tubokurarīns, diplacīns, fluxedils(acetilholīna antagonisti). Kurare indi indiāņi izmantoja dzīvnieku medībās. Pašlaik sintētiskos kurāras analogus plaši izmanto, lai imobilizētu pacientus vēdera operāciju laikā mākslīgās elpināšanas laikā. Sirds muskuļa acetilholīna receptori ir muskarīna tipa, un kurare neaptur sirdi.

Nikotīna receptori ir atrodami arī dažās smadzeņu struktūrās (smadzeņu stumbra retikulārais veidojums, hipotalāms).

Acetilholīna iedarbība var būt gan aktivizējoša, gan inaktivējoša, ierosinot inhibējošus interneuronus. Acetilholīnam ir inhibējoša iedarbība ar M-holīnerģisko receptoru palīdzību smadzeņu garozas dziļajos slāņos, smadzeņu stumbrā un astes kodolā.

Smadzeņu neironiem, kurus ierosina muskarīna acetilholīna receptori, ir liela nozīme noteiktu garīgo funkciju izpausmē. Ir zināms, ka šādu neironu nāve izraisa senilu demenci (Alcheimera slimību).

Biogēnie amīni ietver divas mediatoru grupas: kateholamīni(norepinefrīns, epinefrīns, dopamīns) un indolamīns(serotonīns).

Kateholamīni ir tirozīna atvasinājumi un veic mediatora funkciju perifērajās un centrālajās sinapsēs. Kateholamīnu kā vielmaiņas regulatoru darbība notiek caur alfa un beta receptoriem un sekundāro kurjeru sistēmu.

Noradrenerģiskie neironi koncentrējas galvenokārt smadzeņu vidusdaļā (locus coeruleus). Šo neironu aksoni ir plaši izplatīti smadzeņu stumbrā, smadzenītēs un smadzeņu puslodēs. Iegarenajās smadzenēs retikulārā veidojuma ventrolaterālajā kodolā atrodas liels noradrenerģisko neironu kopums.

Norepinefrīns ir smadzeņu Purkinje šūnu inhibējošs mediators, ierosinošs - hipotalāmā, epitalāmu kodolos.

Noradrenerģiskie neironi lielā skaitā ir sastopami perifērajā nervu sistēmā.

Norepinefrīns regulē garastāvokli, emocionālās reakcijas, nodrošina nomoda uzturēšanu, piedalās noteiktu miega un sapņu fāžu veidošanās mehānismos.

Dopamīnerģiskie neironi atrodas galvenokārt smadzeņu vidusdaļā, kā arī hipotalāma reģionā. Vidussmadzeņu melnās vielas dopamīna sistēma ir labi pētīta. Šī sistēma satur 2/3 dopamīna smadzenēs. Striatumā tiek projicēti melnās vielas neironu procesi, kuriem ir svarīga loma tonizējošu kustību regulēšanā. Neirona deģenerācija melnajā pamatnē izraisa Parkinsona slimību.

Dopamīns ir iesaistīts baudas sajūtas veidošanā, emocionālo reakciju regulēšanā un nomoda uzturēšanā.

Pašlaik ir identificēti divi dopamīna receptoru apakštipi (D1 un D2 apakštipi). D1 un D2 receptori ir atrodami striatāla neironos. D2 receptori atrodas hipofīzē, uz tiem iedarbojoties dopamīnam, tiek kavēta prolaktīna, oksitocīna, melanostimulējošā hormona, endorfīna sintēze un sekrēcija.

Serotonīns (5-hidroksitriptamīns) kopā ar kateholamīniem pieder pie amīnerģiskiem mediatoriem. To veido aminoskābes triptofāna hidroksilēšana, kam seko dekarboksilēšana. Serotonīna ķīmiskā struktūra tika atšifrēta 1952. gadā. 90% serotonīna organismā veido visa gremošanas trakta gļotādas enterohromafīna šūnas. Lielākā daļa serotonīna saistās ar trombocītiem un tiek pārnesta pa visu ķermeni caur asinsriti. Intracelulāro serotonīnu inaktivē mitohondrijās esošā monoamīnoksidāze (MAO). Daļa serotonīna darbojas kā lokāls hormons, veicinot zarnu motilitātes autoregulāciju, kā arī modulējot epitēlija sekrēciju un uzsūkšanos zarnu traktā.

Serotonīnerģiskie neironi ir plaši izplatīti centrālajā nervu sistēmā, galvenokārt autonomo funkciju struktūrās. Cilvēkiem tas ir atrodams dažādās smadzeņu daļās (smadzeņu stumbrā, tiltā, raphe kodolos). Ar serotonīna palīdzību smadzeņu stumbra neironos tiek pārraidītas ierosinošās un inhibējošās ietekmes. Vislielākā serotonīna koncentrācija ir atrodama čiekurveidīgajā dziedzerī. Šeit serotonīns tiek pārveidots par melatonīnu, kas ir iesaistīts ādas pigmentācijā un ietekmē sieviešu dzimumdziedzeru darbību.

Serotonīns savu ietekmi realizē ar jonotropo un metabotropo receptoru palīdzību. Ir vairāki serotonīna receptoru veidi, kas atrodas gan presinaptiskajā, gan postsinaptiskajā membrānā. Serotonīna receptoru antagonists ir lizergīnskābes dietilamīds (LSD), kas ir spēcīgs halucinogēns.

Serotonīna fizioloģiskā iedarbība ir saistīta ar tā līdzdalību mācību procesā, sāpju sajūtu veidošanos un miega regulēšanu. Serotonīnam ir svarīga loma muguras smadzeņu darbības pakārtotajā kontrolē un hipotalāma ķermeņa temperatūras kontrolē. Serotonīnerģisko sinapsu funkcijas pārkāpumi tiek novēroti šizofrēnijas un citu garīgo traucējumu gadījumā.

Nervu šūnas kontrolē ķermeņa funkcijas ar ķīmisko signālu vielu, neirotransmiteru un neirohormonu palīdzību. neirotransmiteri- īslaicīgas vietējas iedarbības vielas; tie tiek izlaisti sinaptiskajā spraugā un pārraida signālu uz blakus šūnām (to ražo neironi un uzglabā sinapsēs; kad pienāk nervu impulss, tie tiek izlaisti sinaptiskajā spraugā, selektīvi saistās ar specifisks receptors uz cita neirona vai muskuļu šūnas postsinaptiskās membrānas, stimulējot šīs šūnas veikt to specifiskās funkcijas). Viela, no kuras tiek sintezēts mediators (mediatora prekursors), nonāk neironā vai tā galā no asinīm vai cerebrospinālā šķidruma (šķidrums, kas cirkulē smadzenēs un muguras smadzenēs) un bioķīmisko reakciju rezultātā fermentu ietekmē. , pārvēršas par atbilstošo mediatoru un pēc tam tiek transportēts uz sinaptisko plaisu burbuļu (vezikulu) veidā. Mediatori tiek sintezēti arī presinaptiskās galos.

Darbības mehānisms. Mediatori un modulatori saistās ar blakus esošo šūnu postsinaptiskās membrānas receptoriem. Lielākā daļa neirotransmiteru stimulē jonu kanālu atvēršanos, un tikai daži - slēgšanu. Postsinaptiskās šūnas membrānas potenciāla izmaiņu raksturs ir atkarīgs no kanāla veida. Membrānas potenciāla izmaiņas no -60 līdz +30 mV Na + kanālu atvēršanas dēļ izraisa postsinaptiskā darbības potenciāla rašanos. Membrānas potenciāla maiņa no -60 mV līdz -90 mV Cl - kanālu atvēršanas dēļ inhibē darbības potenciālu (hiperpolarizāciju), kā rezultātā ierosme netiek pārraidīta (inhibējošā sinapse). Pēc ķīmiskās struktūras mediatorus var iedalīt vairākās grupās, no kurām galvenās ir amīni, aminoskābes un polipeptīdi. Diezgan plaši izplatīts starpnieks centrālās nervu sistēmas sinapsēs ir acetilholīns.

Acetilholīns rodas dažādās centrālās nervu sistēmas daļās (smadzeņu garozā, muguras smadzenēs). Pazīstams galvenokārt kā aizraujoši starpnieks. Jo īpaši tas ir muguras smadzeņu alfa motoro neironu starpnieks, kas inervē skeleta muskuļus. Šie neironi pārraida uzbudinošu efektu uz Renshaw inhibējošām šūnām. Smadzeņu stumbra retikulārajā veidojumā hipotalāmā tika konstatēti M- un H-holīnerģiskie receptori. Acetilholīns aktivizē arī inhibējošos neironus, kas nosaka tā iedarbību.

Amīni ( histamīns, dopamīns, norepinefrīns, serotonīns) lielākoties ievērojamā daudzumā atrodas smadzeņu stumbra neironos, mazākos daudzumos tie tiek konstatēti citās centrālās nervu sistēmas daļās. Amīni nodrošina ierosinošu un inhibējošu procesu rašanos, piemēram, diencefalonā, melnajā nigrā, limbiskajā sistēmā un striatumā.

Norepinefrīns. Noradrenerģiskie neironi koncentrējas galvenokārt locus coeruleus (vidussmadzenēs), kur to ir tikai daži simti, bet to aksonālie zari atrodas visā CNS. Norepinefrīns ir smadzeņu Purkinje šūnu inhibējošs mediators un ierosinošs līdzeklis hipotalāmā, epitalāma kodolos. Smadzeņu stumbra un hipotalāma retikulārajā veidojumā tika konstatēti alfa un beta adrenerģiskie receptori. Norepinefrīns regulē garastāvokli, emocionālās reakcijas, uztur nomodā, piedalās dažu miega un sapņu fāžu veidošanās mehānismos.

Dopamīns. Dopamīna receptorus iedala D1 un D2 apakštipos. D1 receptori ir lokalizēti striatuma šūnās, darbojas caur dopamīna jutīgo adenilāta ciklāzi, piemēram, D2 receptoriem. D2 receptori atrodas hipofīzē, uz tiem iedarbojoties dopamīnam, tiek kavēta prolaktīna, oksitocīna, melanostimulējošā hormona, endorfīna sintēze un sekrēcija. . Dopamīns ir iesaistīts baudas sajūtas veidošanā, emocionālo reakciju regulēšanā un nomoda uzturēšanā. Striatālais dopamīns regulē sarežģītas muskuļu kustības.

Serotonīns. Ar serotonīna palīdzību smadzeņu stumbra neironos tiek pārnestas ierosinošās un inhibējošās, bet smadzeņu garozā - inhibējošās. Ir vairāki serotonīna receptoru veidi. Serotonīns savu ietekmi realizē ar jonotropo un metabotropo receptoru palīdzību, kas ietekmē bioķīmiskos procesus ar otro kurjeru – cAMP un IF 3/DAG – palīdzību. Satur galvenokārt struktūrās, kas saistītas ar autonomo funkciju regulēšanu . Serotonīns paātrina mācīšanās procesu, sāpju veidošanos, sensoro uztveri, iemigšanu; angiotezīns paaugstina asinsspiedienu (BP), kavē kateholamīnu sintēzi, stimulē hormonu sekrēciju; informē centrālo nervu sistēmu par asins osmotisko spiedienu.

Histamīns diezgan augstā koncentrācijā, kas atrodama hipofīzē un hipotalāma vidusdaļā - tieši šeit ir koncentrēts galvenais histamīnerģisko neironu skaits. Citās centrālās nervu sistēmas daļās histamīna līmenis ir ļoti zems. Tās starpnieka loma ir maz pētīta. Piešķirt H 1 -, H 2 - un H 3 -histamīna receptorus.

Aminoskābes.Skābās aminoskābes(glicīns, gamma-aminosviestskābe) ir inhibējoši mediatori centrālās nervu sistēmas sinapsēs un iedarbojas uz attiecīgajiem receptoriem. Glicīns- muguras smadzenēs GABA- smadzeņu garozā, smadzenītēs, smadzeņu stumbrā un muguras smadzenēs. Neitrālas aminoskābes(alfa-glutamāts, alfa-aspartāts) pārraida ierosmes ietekmi un iedarbojas uz attiecīgajiem ierosmes receptoriem. Tiek uzskatīts, ka glutamāts ir aferents starpnieks muguras smadzenēs. Glutamīna un asparagīna aminoskābju receptori atrodas uz muguras smadzeņu, smadzenīšu, talāma, hipokampa un smadzeņu garozas šūnām. . Glutamāts ir galvenais CNS ierosinošais mediators (75%). Glutamāta receptori ir jonotropi (K +, Ca 2+, Na +) un metabotropi (cAMP un IP 3 /DAG). Polipeptīdi veic arī starpnieka funkciju centrālās nervu sistēmas sinapsēs. It īpaši, viela R ir neironu starpnieks, kas pārraida sāpju signālus. Īpaši daudz šī polepiptīda ir muguras smadzeņu muguras saknēs. Tas liecināja, ka viela P varētu būt jutīgu nervu šūnu starpnieks to pārejas uz interneuroniem zonā.

Enkefalīni un endorfīni - neironu mediatori, kas bloķē sāpju impulsus. Viņi savu ietekmi realizē caur atbilstošajiem opiātu receptoriem, kas īpaši blīvi atrodas uz limbiskās sistēmas šūnām; daudzas no tām ir arī uz melnās vielas šūnām, diencephalona kodoliem un soletārā trakta, tie ir uz muguras smadzeņu zilā plankuma šūnām.Endorfīni, enkefalīni, peptīds, kas izraisa beta miegu, dod anti. -sāpju reakcijas, palielina izturību pret stresu, miegu. Angiotenzīns piedalās informācijas nodošanā par organisma nepieciešamību pēc ūdens, luliberīns - seksuālajā darbībā. Oligopeptīdi - garastāvokļa, seksuālās uzvedības mediatori, nociceptīvā ierosinājuma pārnešana no perifērijas uz centrālo nervu sistēmu, sāpju veidošanās.

Ķimikālijas, kas cirkulē asinīs(dažiem hormoniem prostaglandīniem ir modulējoša iedarbība uz sinapšu aktivitāti. Prostaglandīni (nepiesātinātās hidroksikarbonskābes), kas izdalās no šūnām, ietekmē daudzas sinaptiskā procesa daļas, piemēram, mediatoru sekrēciju, adenilāta ciklāžu darbu. fizioloģiskā aktivitāte, bet tiek ātri inaktivēta un tāpēc darbojas lokāli.

hipotalāma neirohormoni, regulējot hipofīzes darbību, darbojas arī kā starpnieks.

Deila princips. Saskaņā ar šo principu katrs neirons sintezē un izmanto vienu un to pašu mediatoru vai tos pašus mediatorus visos sava aksona zaros (viens neirons - viens mediators), bet, kā izrādījās, aksona galos var atbrīvot citus pavadošos mediatorus ( komiķi ), spēlējot modulējošu lomu un darbojas lēnāk. Muguras smadzenēs tika atrasti divi ātras darbības mediatori vienā inhibējošajā neironā - GABA un glicīns, kā arī viens inhibējošais (GABA) un viens ierosinošais (ATP). Tāpēc Deila princips jaunajā izdevumā izklausās šādi: "viens neirons - viens ātrs sinaptiskais efekts". Starpnieka efekts galvenokārt ir atkarīgs no postsinaptiskās membrānas jonu kanālu īpašībām un sekundārajiem vēstnešiem. Īpaši skaidri šī parādība izpaužas, salīdzinot atsevišķu mediatoru ietekmi centrālajā nervu sistēmā un organisma perifērajās sinapsēs. Acetilholīns, piemēram, smadzeņu garozā ar mikropieteikumiem dažādiem neironiem var izraisīt ierosmi un inhibīciju, sirds sinapsēs - inhibīciju, kuņģa-zarnu trakta gludo muskuļu sinapsēs - ierosmi. Kateholamīni stimulē sirds darbību, bet kavē kuņģa un zarnu kontrakcijas.

CNS neironu mediatori jeb neirotransmiteri ir dažādas bioloģiski aktīvas vielas. Atkarībā no ķīmiskās būtības tos var iedalīt 4 grupās: 1) amīni (acetilholīns, norepinefrīns, dopamīns, serotonīns), 2) aminoskābes (glicīns, glutamīns, asparagīns, gamma-aminosviestskābe - GABA), 3) purīns un nukleotīdi. (ATP); 4) neiropeptīdi (viela P, vazopresīns, opioīdu peptīdi utt.).
Iepriekš tika uzskatīts, ka visās viena neirona galos "izdalās viens mediators (pēc Deila principa). Pēdējos gados ir noskaidrots, ka daudzos neironos var būt 2 mediatori vai vairāk.
Saskaņā ar to darbību mediatorus var iedalīt jonotropos un metabolotropos. Jonotropie mediatori pēc mijiedarbības ar postsinaptiskās membrānas citoreceptoriem maina jonu kanālu caurlaidību. Metabolotropajiem mediatoriem ir postsinaptiska iedarbība, aktivizējot specifiskus membrānas enzīmus. Rezultātā šūnas membrānā vai (biežāk) citoplazmā tiek aktivizēti tā sauktie sekundārie kurjeri (otrie kurjeri), kas savukārt izraisa intracelulāro procesu kaskādes, tādējādi ietekmējot šūnu funkcijas.
Galvenie intracelulāro signalizācijas sistēmu ziņotāji ir adenilāta ciklāze un polifosfoinositīds. Pirmais ir balstīts uz adenilāta ciklāzes mehānismu. Otrās sistēmas centrālā saite ir kalciju mobilizējošā polifosfoinositīdu kaskāde, ko kontrolē fosfolipāze C. Šo sistēmu fizioloģiskā iedarbība tiek veikta, aktivizējot specifiskus enzīmus - proteīna fosfokināzes, kuru gala rezultāts ir plašs ietekme uz proteīnu substrātiem, kas var tikt fosforilēti. Rezultātā mainās membrānu caurlaidība joniem, tiek sintezēti un atbrīvoti mediatori, tiek regulēta proteīnu sintēze, notiek enerģijas metabolisms utt. Lielākajai daļai neiropeptīdu ir metabotropiska iedarbība. Metabolisma izmaiņas, kas notiek šūnā vai uz tās membrānas metabolikotropo mediatoru ietekmē, ir ilgākas nekā jonotropo mediatoru ietekmē. Tie var ietekmēt pat šūnas genomu.
Pēc funkcionālajām īpašībām centrālās nervu sistēmas mediatorus iedala ierosinošos, inhibējošos un modulējošos. Uzbudinošie mediatori var būt dažādas vielas, kas izraisa postsinaptiskās membrānas depolarizāciju. Sevišķa nozīme ir glutamīnskābes (glutamāta) atvasinājumiem, vielai P. Dažiem centrālajiem neironiem ir holīnerģiski receptori, t.i. satur receptorus uz postsinaptiskās membrānas, kas reaģē ar holīna savienojumiem, piemēram, acetilholīns Renshaw šūnās .. arī monoamīni (norepinefrīns, dopamīns, serotonīns) var būt ierosinoši mediatori. Ir pamats uzskatīt, ka mediatora veidu, kas veidojas sinapsē, nosaka ne tikai beigu īpašības, bet arī vispārējais bioķīmisko procesu virziens visā neironā.
Inhibējošā mediatora raksturs nav pilnībā noskaidrots. Tiek uzskatīts, ka dažādu nervu struktūru sinapsēs šo funkciju var veikt aminoskābes – glicīns un GABA.

No iepriekš minētā ir skaidrs, kāda ir mediatoru loma nervu sistēmas funkcijās. Reaģējot uz nervu impulsa ierašanos sinapsē, tiek atbrīvots neirotransmiters; mediatoru molekulas ir savienotas (komplementāras - kā "slēdzenes atslēga") ar postsinaptiskās membrānas receptoriem, kas noved pie jonu kanāla atvēršanas vai intracelulāro reakciju aktivizēšanas. Iepriekš apspriestie sinaptiskās pārraides piemēri pilnībā atbilst šai shēmai. Tomēr, pateicoties pēdējo desmitgažu pētījumiem, šī diezgan vienkāršā ķīmiskās sinaptiskās pārraides shēma ir kļuvusi daudz sarežģītāka. Imūnķīmisko metožu parādīšanās ļāva parādīt, ka vienā sinapsē var pastāvēt vairākas mediatoru grupas, nevis tikai viena, kā tika pieņemts iepriekš. Piemēram, sinaptiskās pūslīši, kas satur acetilholīnu un norepinefrīnu, var vienlaikus atrasties vienā sinaptiskajā galā, kas ir diezgan viegli identificējami elektroniskajās fotogrāfijās (acetilholīns atrodas caurspīdīgās pūslīšos ar diametru aptuveni 50 nm, bet norepinefrīnu satur elektronu blīvās pūslīši uz augšu līdz 200 nm diametrā). Papildus klasiskajiem mediatoriem sinaptiskajā galā var būt viens vai vairāki neiropeptīdi. Sinapsē esošo vielu skaits var sasniegt līdz 5-6 (sava ​​veida kokteilis). Turklāt ontoģenēzes laikā sinapses mediatora specifika var mainīties. Piemēram, simpātisko gangliju neironi, kas inervē sviedru dziedzerus zīdītājiem, sākotnēji ir noradrenerģiski, bet pieaugušiem dzīvniekiem kļūst par holīnerģiskiem.

Pašlaik, klasificējot mediatorvielas, ir ierasts atšķirt: primārie mediatori, pavadošie mediatori, mediatori-modulatori un allosteriskie mediatori. Par primārajiem mediatoriem tiek uzskatīti tie, kas iedarbojas tieši uz postsinaptiskās membrānas receptoriem. Saistītie mediatori un mediatori-modulatori var izraisīt enzīmu reakciju kaskādi, kas, piemēram, fosforilē primārā mediatora receptoru. Allosteriskie mediatori var piedalīties mijiedarbības procesos ar primārā mediatora receptoriem.

Ilgu laiku kā paraugs tika ņemta sinaptiskā pārraide uz anatomisko adresi (“no punkta uz punktu” princips). Pēdējo desmitgažu atklājumi, īpaši neiropeptīdu mediatora funkcija, ir parādījuši, ka nervu sistēmā ir iespējams arī transmisijas princips uz ķīmisko adresi. Citiem vārdiem sakot, no šī gala atbrīvotais mediators var iedarboties ne tikai uz “tās” postsinapses membrānu, bet arī ārpus šīs sinapses - uz citu neironu membrānām, kuriem ir atbilstošie receptori. Tādējādi fizioloģisko reakciju nodrošina nevis precīzs anatomisks kontakts, bet gan atbilstošā receptora klātbūtne mērķa šūnā. Patiesībā šis princips endokrinoloģijā ir zināms jau sen, un jaunākie pētījumi atklājuši, ka tas tiek izmantots plašāk.

Visi zināmie ķīmisko receptoru veidi uz postsinaptiskās membrānas ir sadalīti divās grupās. Viena grupa ietver receptorus, kas ietver jonu kanālu, kas atveras, kad mediatora molekulas saistās ar "atpazīšanas" centru. Otrās grupas receptori (metabotropie receptori) atver jonu kanālu netieši (izmantojot bioķīmisko reakciju ķēdi), jo īpaši, aktivizējot īpašus intracelulāros proteīnus.

Viens no visizplatītākajiem ir mediatori, kas pieder pie biogēno amīnu grupas. Šī mediatoru grupa ir diezgan ticami identificēta ar mikrohistoloģiskām metodēm. Ir zināmas divas biogēno amīnu grupas: kateholamīni (dopamīns, norepinefrīns un adrenalīns) un indolamīns (serotonīns). Biogēno amīnu funkcijas organismā ir ļoti dažādas: starpnieks, hormonālais, embrioģenēzes regulējums.

Galvenais noradrenerģisko aksonu avots ir locus coeruleus neironi un blakus smadzeņu vidusdaļas (2.14. att.). Šo neironu aksoni ir plaši izplatīti smadzeņu stumbrā, smadzenītēs un smadzeņu puslodēs. Iegarenajās smadzenēs retikulārā veidojuma ventrolaterālajā kodolā atrodas liels noradrenerģisko neironu kopums. Diencefalonā (hipotalāmā) noradrenerģiskie neironi kopā ar dopamīnerģiskajiem neironiem ir daļa no hipotalāma-hipofīzes sistēmas. Noradrenerģiskie neironi lielā skaitā atrodami nervu perifērajā sistēmā. Viņu ķermeņi atrodas simpātiskajā ķēdē un dažos intramurālos ganglijos.

Dopamīnerģiskie neironi zīdītājiem atrodas galvenokārt smadzeņu vidusdaļā (tā sauktajā nigro-neostriatālajā sistēmā), kā arī hipotalāma rajonā. Zīdītāju smadzeņu dopamīna ķēdes ir labi pētītas. Ir zināmas trīs galvenās ķēdes, un tās visas sastāv no viena neirona ķēdes. Neironu ķermeņi atrodas smadzeņu stumbrā un sūta aksonus uz citām smadzeņu zonām (2.15. att.).

Viena ķēde ir ļoti vienkārša. Neirona ķermenis atrodas hipotalāmā un nosūta īsu aksonu uz hipofīzi. Šis ceļš ir daļa no hipotalāma-hipofīzes sistēmas un kontrolē endokrīno dziedzeru sistēmu.

Arī otrā dopamīna sistēma ir labi pētīta. Šī ir melna viela, kuras daudzas šūnas satur dopamīnu. Šo neironu aksoni izvirzās striatumā. Šī sistēma satur aptuveni 3/4 dopamīna smadzenēs. Tam ir izšķiroša nozīme tonizējošu kustību regulēšanā. Dopamīna trūkums šajā sistēmā izraisa Parkinsona slimību. Ir zināms, ka ar šo slimību notiek melnās vielas neironu nāve. L-DOPA (dopamīna prekursors) ieviešana pacientiem atvieglo dažus slimības simptomus.

Trešā dopamīnerģiskā sistēma ir iesaistīta šizofrēnijas un dažu citu garīgu slimību izpausmēs. Šīs sistēmas funkcijas vēl nav pietiekami izpētītas, lai gan paši ceļi ir labi zināmi. Neironu ķermeņi atrodas smadzeņu vidusdaļā blakus melnajai vielai. Tie projicē aksonus uz smadzeņu virskārtām, smadzeņu garozu un limbisko sistēmu, īpaši uz frontālo garozu, starpsienas reģionu un entorinālo garozu. Savukārt entorinālā garoza ir galvenais projekciju avots uz hipokampu.

Saskaņā ar šizofrēnijas dopamīna hipotēzi, trešā dopamīnerģiskā sistēma ir pārāk aktīva šīs slimības gadījumā. Šīs idejas radās pēc tam, kad tika atklātas vielas, kas atvieglo dažus slimības simptomus. Piemēram, hlorpromazīnam un haloperidolam ir atšķirīgs ķīmiskais raksturs, taču tie vienādi nomāc smadzeņu dopamīnerģiskās sistēmas darbību un dažu šizofrēnijas simptomu izpausmi. Šizofrēnijas pacientiem, kuri gadu ārstēti ar šīm zālēm, attīstās kustību traucējumi, ko sauc par tardīvo diskinēziju (atkārtotas dīvainas sejas muskuļu, tostarp mutes muskuļu, kustības, kuras pacients nevar kontrolēt).

Serotonīns tika atklāts gandrīz vienlaikus kā seruma vazokonstriktora faktors (1948) un enteramīns, ko izdala zarnu gļotādas enterohromafīna šūnas. 1951. gadā tika atšifrēta serotonīna ķīmiskā struktūra un tas saņēma jaunu nosaukumu - 5-hidroksitriptamīns. Zīdītājiem to veido aminoskābes triptofāna hidroksilēšana, kam seko dekarboksilēšana. 90% serotonīna organismā veido visa gremošanas trakta gļotādas enterohromafīna šūnas. Intracelulāro serotonīnu inaktivē mitohondrijās esošā monoamīnoksidāze. Serotonīnu ekstracelulārajā telpā oksidē peruloplazmīns. Lielākā daļa saražotā serotonīna saistās ar trombocītiem un tiek pārnesta pa visu ķermeni caur asinsriti. Otra daļa darbojas kā lokāls hormons, veicinot zarnu motilitātes autoregulāciju, kā arī modulējot epitēlija sekrēciju un uzsūkšanos zarnu traktā.

Serotonīnerģiskie neironi ir plaši izplatīti centrālajā nervu sistēmā (2.16. att.). Tie atrodas iegarenās smadzenes šuves dorsālajā un mediālajā kodolā, kā arī smadzeņu vidusdaļā un tiltā. Serotonīnerģiskie neironi inervē plašas smadzeņu zonas, tostarp smadzeņu garozu, hipokampu, globus pallidus, amigdalu un hipotalāmu. Interese par serotonīnu tika piesaistīta saistībā ar miega problēmu. Kad šuves kodoli tika iznīcināti, dzīvnieki cieta no bezmiega. Vielām, kas mazina serotonīna uzglabāšanu smadzenēs, bija līdzīga iedarbība.

Vislielākā serotonīna koncentrācija ir atrodama čiekurveidīgajā dziedzerī. Serotonīns čiekurveidīgajā dziedzerī tiek pārveidots par melatonīnu, kas ir iesaistīts ādas pigmentācijā, kā arī ietekmē sieviešu dzimumdziedzeru darbību daudziem dzīvniekiem. Gan serotonīna, gan melatonīna saturu čiekurveidīgajā dziedzerī kontrolē gaismas-tumsas cikls caur simpātisko nervu sistēmu.

Vēl viena CNS mediatoru grupa ir aminoskābes. Jau sen ir zināms, ka nervu audi ar augstu vielmaiņas ātrumu satur ievērojamu koncentrāciju virkni aminoskābju (norādītas dilstošā secībā): glutamīnskābi, glutamīnu, asparagīnskābi, gamma-aminosviestskābi (GABA).

Glutamāts nervu audos veidojas galvenokārt no glikozes. Zīdītājiem glutamāts ir visaugstākais telencefalonā un smadzenītēs, kur tā koncentrācija ir aptuveni 2 reizes lielāka nekā smadzeņu stumbrā un muguras smadzenēs. Muguras smadzenēs glutamāts ir nevienmērīgi sadalīts: aizmugurējos ragos tas ir lielākā koncentrācijā nekā priekšējos. Glutamāts ir viens no visbiežāk sastopamajiem neirotransmiteriem centrālajā nervu sistēmā.

Postsinaptiskie glutamāta receptori tiek klasificēti pēc afinitātes (afinitātes) pret trim eksogēniem agonistiem - kvisgulātu, kainātu un N-metil-D-aspartātu (NMDA). Jonu kanāli, kurus aktivizē kvisgulāts un kaināts, ir līdzīgi kanāliem, ko kontrolē nikotīna receptori – tie ļauj cauri iziet katjonu maisījumam. (Na + un. K+). NMDA receptoru stimulācijai ir sarežģīts aktivācijas modelis: jonu strāva, ko, atveroties receptora jonu kanālam, nes ne tikai Na + un K +, bet arī Ca ++, ir atkarīga no membrānas potenciāla. Šī kanāla no sprieguma atkarīgo raksturu nosaka tā atšķirīgā bloķēšanas pakāpe ar Mg ++ joniem, ņemot vērā membrānas potenciāla līmeni. Pie miera potenciāla apmēram - 75 mV Mg ++ joni, kas pārsvarā atrodas starpšūnu vidē, konkurē ar Ca ++ un Na + joniem par atbilstošajiem membrānas kanāliem (2.17. att.). Sakarā ar to, ka Mg ++ jons nevar iziet cauri porām, kanāls tiek bloķēts katru reizi, kad tajā nonāk Mg ++ jons. Tas noved pie atvērtā kanāla laika un membrānas vadītspējas samazināšanās. Ja neirona membrāna ir depolarizēta, tad samazinās Mg ++ jonu skaits, kas noslēdz jonu kanālu, un Ca ++ , Na + un joni var brīvi iziet caur kanālu. K+. Ar retām stimulācijām (miera potenciāls mainās maz) glutamatergiskais receptors EPSP rodas galvenokārt kvisgulāta un kaināta receptoru aktivācijas dēļ; NMDA receptoru ieguldījums ir nenozīmīgs. Ar ilgstošu membrānas depolarizāciju (ritmisko stimulāciju) magnija bloks tiek noņemts, un NMDA kanāli sāk vadīt Ca ++, Na + un jonus. K+. Ca++ joni var potenciēt (uzlabot) minPSP, izmantojot otros vēstnešus, kas, piemēram, var izraisīt ilgstošu sinaptiskās vadītspējas pieaugumu, kas ilgst stundas un pat dienas.

No inhibējošajiem neirotransmiteriem GABA ir visizplatītākais CNS. To vienā solī no L-glutamīnskābes sintezē enzīms dekarboksilāze, kuras klātbūtne ir šī mediatora ierobežojošais faktors. Uz postsinaptiskās membrānas ir divu veidu GABA receptori: GABA (atver kanālus hlorīda joniem) un GABA (atver kanālus K + vai Ca ++ atkarībā no šūnas veida). Uz att. 2.18 parāda GABA receptora diagrammu. Interesanti, ka tajā ir benzodiazepīna receptors, kura klātbūtne izskaidro tā saukto mazo (dienas) trankvilizatoru (seduksēna, tazepāma u.c.) darbību. Mediatora darbības pārtraukšana GABA sinapsēs notiek saskaņā ar reabsorbcijas principu (mediatora molekulas tiek absorbētas ar īpašu mehānismu no sinaptiskās plaisas neirona citoplazmā). No GABA antagonistiem bikukulīns ir labi zināms. Tas labi iziet cauri asins-smadzeņu barjerai, spēcīgi iedarbojas uz organismu pat nelielās devās, izraisot krampjus un nāvi. GABA ir atrodams vairākos neironos smadzenītēs (Purkinje šūnās, Golgi šūnās, groza šūnās), hipokampā (groza šūnās), ožas spuldzē un melnā krāsā.

Smadzeņu GABA ķēžu identificēšana ir sarežģīta, jo GABA ir bieži sastopams metabolisma dalībnieks vairākos ķermeņa audos. Metaboliskais GABA netiek izmantots kā starpnieks, lai gan to molekulas ķīmiski ir vienādas. GABA nosaka dekarboksilāzes enzīms. Metodes pamatā ir antivielu iegūšana pret dekarboksilāzi dzīvniekiem (antivielas ekstrahē, marķē un ievada smadzenēs, kur tās saistās ar dekarboksilāzi).

Vēl viens zināms inhibējošais mediators ir glicīns. Glicerģiskie neironi galvenokārt atrodami muguras smadzenēs un iegarenās smadzenēs. Tiek uzskatīts, ka šīs šūnas darbojas kā inhibējoši interneuroni.

Acetilholīns ir viens no pirmajiem pētītajiem mediatoriem. Tas ir ārkārtīgi plaši izplatīts nervu perifērajā sistēmā. Kā piemēru var minēt muguras smadzeņu motoros neironus un galvaskausa nervu kodolu neironus. Parasti holīnerģiskās ķēdes smadzenēs nosaka enzīma holīnesterāzes klātbūtne. Smadzenēs holīnerģisko neironu ķermeņi atrodas starpsienas kodolā, diagonālā saišķa (Broca) kodolā un bazālajos kodolos. Neiroanatomi uzskata, ka šīs neironu grupas faktiski veido vienu holīnerģisko neironu populāciju: pediskā smadzeņu kodolu, nucleus basalis (tas atrodas priekšsmadzeņu bazālajā daļā) (2.19. att.). Attiecīgo neironu aksoni projicējas uz priekšējās smadzeņu struktūrām, īpaši neokorteksu un hipokampu. Šeit sastopami abi acetilholīna receptoru veidi (muskarīna un nikotīna receptori), lai gan tiek uzskatīts, ka muskarīna receptori dominē smadzeņu struktūrās, kas atrodas vairāk rostrālā stāvoklī. Saskaņā ar jaunākajiem datiem, šķiet, ka acetilholīna sistēmai ir svarīga loma procesos, kas saistīti ar augstākām integrācijas funkcijām, kurām nepieciešama atmiņas līdzdalība. Piemēram, ir pierādīts, ka to pacientu smadzenēs, kuri nomira no Alcheimera slimības, ir vērojams milzīgs holīnerģisko neironu zudums pamata kodolā.

Pēc ķīmiskās struktūras mediatori ir neviendabīga grupa. Tas ietver holīna esteri (acetilholīnu); monoamīnu grupa, tostarp kateholamīni (dopamīns, norepinefrīns un epinefrīns); indoli (serotonīns) un imidazoli (histamīns); skābās (glutamāts un aspartāts) un bāzes (GABA un glicīns) aminoskābes; purīni (adenozīns, ATP) un peptīdi (enkefalīni, endorfīni, viela P). Šajā grupā ietilpst arī vielas, kuras nevar klasificēt kā patiesus neirotransmiterus – steroīdus, eikozanoīdus un virkni ROS, galvenokārt NO.

Lai izlemtu par savienojuma neirotransmitera raksturu, tiek izmantoti vairāki kritēriji. Galvenie ir uzskaitīti zemāk.

1. Vielai jāuzkrājas presinaptiskajos galos un jāatbrīvojas, reaģējot uz ienākošo impulsu. Presinaptiskajam apgabalam ir jābūt šīs vielas sintēzes sistēmai, un postsinaptiskajai zonai ir jānosaka specifisks šī savienojuma receptors.
2. Kad presinaptiskais reģions tiek stimulēts, jānotiek no Ca atkarīgai šī savienojuma izdalīšanai (ar eksocitozi) starpsinaptiskajā spraugā, proporcionāli stimula stiprumam.
3. Obligāta endogēnā neirotransmitera un iespējamā mediatora iedarbības identitāte, kad to lieto mērķa šūnai, un iespējamā mediatora iedarbības farmakoloģiskas bloķēšanas iespēja.
4. Iespējamā mediatora atpakaļsaistes sistēmas klātbūtne presinaptiskajos terminālos un/vai blakus esošajās astrogliālajās šūnās. Ir gadījumi, kad atpakaļsaistīšanai tiek pakļauts nevis pats mediators, bet gan tā šķelšanās produkts (piemēram, holīns pēc acetilholīna šķelšanās ar enzīmu acetilholīnesterāzi).

Zāļu ietekme uz dažādiem mediatoru funkcijas posmiem sinaptiskajā transmisijā

	Ietekmes modificēšana	Rezultāts ietekme
Sintēze starpnieks	Prekursoru pievienošana Atkārtotas uzņemšanas blokāde Sintēzes enzīmu bloķēšana	↓ ↓
Uzkrāšana	Uzņemšanas kavēšana pūslīšos Saistīšanās kavēšana vezikulās
Atlase (eksocitoze)	Inhibējošo autoreceptoru stimulēšana Autoreceptoru blokāde Eksocitozes mehānismu pārkāpums	↓ ↓
Darbība	Agonistu ietekme uz receptoriem
uz receptoriem	Postsinaptisko receptoru bloķēšana
Iznīcināšana starpnieks	Neironu un/vai glia atpakaļsaistes blokāde Iznīcināšanas kavēšana neironos
	Iznīcināšanas kavēšana sinaptiskajā plaisā

Dažādu mediatora funkcijas pārbaudes metožu, tostarp vismodernāko (imūnhistoķīmisko, rekombinanto DNS u.c.) izmantošana ir apgrūtināta lielākās daļas individuālo sinapsu ierobežotās pieejamības, kā arī ierobežotā mērķa farmakoloģisko aģentu kopuma dēļ. .

Mēģinājums definēt jēdzienu "mediatori" sastopas ar vairākām grūtībām, jo ​​pēdējās desmitgadēs ir izveidots to vielu saraksts, kuras nervu sistēmā pilda tādu pašu signalizācijas funkciju kā klasiskie mediatori, bet atšķiras no tām pēc ķīmiskās būtības, sintēzes ceļiem, receptoriem. , ir ievērojami paplašinājies. Pirmkārt, iepriekš minētais attiecas uz lielu neiropeptīdu grupu, kā arī uz ROS un galvenokārt uz slāpekļa oksīdu (nitroksīdu, NO), kura mediatoru īpašības ir labi aprakstītas. Atšķirībā no "klasiskajiem" mediatoriem, neiropeptīdi, kā likums, ir lielāki, sintezēti ar zemu ātrumu, uzkrājas zemā koncentrācijā un saistās ar receptoriem ar zemu specifisko afinitāti; turklāt tiem nav presinaptisku terminālu atpakaļsaistes mehānismu. Būtiski atšķiras arī neiropeptīdu un mediatoru iedarbības ilgums. Kas attiecas uz nitroksīdu, neskatoties uz tā dalību starpšūnu mijiedarbībā, saskaņā ar vairākiem kritērijiem to var attiecināt nevis uz mediatoriem, bet gan uz sekundārajiem vēstnešiem.

Sākotnēji tika uzskatīts, ka nervu galā var būt tikai viens neirotransmiters. Līdz šim ir pierādīta iespēja, ka terminālī atrodas vairāki mediatori, kas kopīgi atbrīvoti, reaģējot uz impulsu un iedarbojas uz vienu mērķa šūnu - vienlaikus (līdzāspastāvošie) mediatori (commediatori, kotransmiteri). Šajā gadījumā dažādu mediatoru uzkrāšanās notiek tajā pašā presinaptiskajā reģionā, bet dažādās pūslīšos. Mediatoru piemēri ir klasiskie neirotransmiteri un neiropeptīdi, kas atšķiras sintēzes vietā un, kā likums, ir lokalizēti vienā galā. Kopraidītāju izdalīšanās notiek, reaģējot uz virkni noteiktas frekvences ierosmes potenciālu.

Mūsdienu neiroķīmijā papildus neirotransmiteriem tiek izolētas vielas, kas modulē to iedarbību - neiromodulatorus. Viņu darbībai ir tonizējošs raksturs un ilgāka nekā mediatoru darbība. Šīm vielām var būt ne tikai neironu (sinaptiska), bet arī gliāla izcelsme, un tās ne vienmēr ir saistītas ar nervu impulsiem. Atšķirībā no neirotransmitera, modulators iedarbojas ne tikai uz postsinaptisko membrānu, bet arī uz citām neirona daļām, tostarp intracelulāri.

Ir pre- un postsinaptiskā modulācija. Jēdziens "neiromodulators" ir plašāks nekā "neirotransmitera" jēdziens. Dažos gadījumos starpnieks var būt arī modulators. Piemēram, norepinefrīns, kas izdalās no simpātiskā nerva gala, darbojas kā neirotransmiters uz a1 receptoriem, bet kā neiromodulators uz a2 adrenerģiskajiem receptoriem; pēdējā gadījumā tas kavē turpmāko norepinefrīna sekrēciju.

Vielas, kas veic mediatora funkcijas, atšķiras ne tikai pēc ķīmiskās struktūras, bet arī ar to, kuros nervu šūnas nodalījumos tās tiek sintezētas. Klasiskie mazo molekulu mediatori tiek sintezēti aksona galā un tiek iekļauti mazās sinaptiskās pūslīšos (50 nm diametrā) uzglabāšanai un atbrīvošanai. NO tiek sintezēts arī terminālī, bet, tā kā to nevar iepakot pūslīšos, tas nekavējoties izkliedējas no nerva gala un ietekmē mērķi. Peptīdu neirotransmiteri tiek sintezēti neirona centrālajā daļā (perikarionā), iepakoti lielās pūslīšos ar blīvu centru (diametrs 100-200 nm) un ar aksonālo strāvu tiek transportēti uz nervu galiem.

Acetilholīns un kateholamīni tiek sintezēti no cirkulējošiem prekursoriem, savukārt aminoskābju mediatori un peptīdi galu galā veidojas no glikozes. Kā zināms, neironi (tāpat kā citas augstāko dzīvnieku un cilvēku šūnas) nespēj sintezēt triptofānu. Tāpēc pirmais solis, kas noved pie serotonīna sintēzes sākuma, ir atvieglota triptofāna transportēšana no asinīm uz smadzenēm. Šī aminoskābe, tāpat kā citas neitrālas aminoskābes (fenilalanīns, leicīns un metionīns), tiek transportēta no asinīm uz smadzenēm ar īpašiem nesējiem, kas pieder pie monokarbonskābes nesēju saimes. Tādējādi viens no svarīgākajiem faktoriem, kas nosaka serotonīna līmeni serotonīnerģiskajos neironos, ir relatīvais triptofāna daudzums pārtikā, salīdzinot ar citām neitrālajām aminoskābēm. Piemēram, brīvprātīgie, kuri vienu dienu tika baroti ar diētu ar zemu olbaltumvielu daudzumu un pēc tam saņēma aminoskābju maisījumu, kas nesatur triptofānu, demonstrēja agresīvu uzvedību un izmainītus miega un nomoda ciklus, kas saistīti ar samazinātu serotonīna līmeni smadzenēs.