intersynaptický priestor
a pre a postsynaptickú membránu.
Neurotransmitery sa uvoľňujú do synapsií:
Difúzia neurotransmiteru z presynaptickej membrány cez synaptický priestor na receptor na postsynaptickej membráne.
19.3 Poznámky k uvoľneniu neurotransmiterov
Neurotransmitery sa uvoľňujú z vezikulov na presynaptickej membráne.
Receptory: neurotransmitery pôsobia na receptory na postsynaptickej membráne, čím otvárajú alebo zatvárajú iónové kanále.
Ionotropné receptory: priamo ovplyvňujú iónový kanál a pôsobia rýchlo; skladajú sa z viacerých podjednotiek, pričom najdôležitejšia je transmembránový proteín.
Metabotropné receptory: pripojené k „druhému posla" (second messenger), spojené s G-proteínom, majú 7 transmembránových oblastí. Tieto receptory pôsobia pomaly a typicky sa viažu na adenylovú cyklázu.
19.4 Regulácia neurotransmisie
Účinnosť neurotransmisie závisí od odstránenia neurotransmiterov zo synaptického priestoru.
Jednoduchá difúzia: najväčší regulačný mechanizmus odstraňovania neuropeptidov.
Enzýmové štiepenie: najvýznamnejší proces pre acetylcholín.
Recyklácia: významná pre katecholamíny.
Regulácia koncentrácie neurotransmiterov v synaptickom priestore sa dosahuje:
zmenou ich syntézy a uvoľňovania na presynaptickej membráne
vychytávaním na postsynaptickej membráne
degradáciou.
19.5 Aminokyseliny ako neurotransmitery
Účinnosť aminokyselín ako neurotransmiterov je ťažko dokázateľná, pretože sa nachádzajú vo veľkých koncentráciách vo všetkých tkanivách.
Glutamát
Glutamát: najvýznamnejší excitačný neurotransmiter v CNS, pôsobí na ionotropnej aj metabotropnej báze.
Glycin: blokuje impulzy, inhibuje prenos akčného potenciálu v neurónoch miechy.
19.6 Katecholamíny
Katecholamíny: adrenalín, noradrenalín a dopamín vznikajú z aminokyseliny tyrozínu.
Uvoľňujú sa pozdĺž celého axónu (nielen na synapsiách), umožňujú generalizovaný účinok, napríklad ovplyvnenie nálady.
Adrenalín a noradrenalín: hlavné transmitery sympatického systému; receptory sú nazývané adrenoreceptory.
Delia sa na:
alfa-receptory
beta-receptory
Degradácia katecholamínov: prebieha oxidáciou aminoskupiny katalyzovanou monoaminooxidázou a metyláciou pomocou katechol - O-metyl-transferázy.
Dopamín: intermediát medzi adrenalínom a noradrenalínom, pôsobí v oblasti limbického systému a emócií. Poruchy dopaminergného systému sú spojené so schizofréniou.
19.7 Serotonín
Serotonín: vzniká z tryptofánu, typický transmiter v stave bdenia, ovplyvňuje aj náladu.
Nadbytok serotonínu môže spôsobiť záchvaty paniky a má významné periférne pôsobenie ako vazokonstriktor.
Zvyšuje motilitu gastrointestinálneho traktu.
19.8 Acetylcholin
Acetylcholin: hlavný neurotransmiter parasympatického autonómneho nervového systému, antagonistom sympatického autonómneho nervového systému.
Na rozdiel od sympatického systému spôsobuje:
bradykardiu
bronchokonstrikciu
stimuláciu hladkého svalstva čriev.
Pôsobí aj ako transmiter na neuromuskulárnej platničke.
Existujú dva typy acetylcholínových receptorov:
nikotínové (ionotropné)
muskarínové (metabotropné).
19.9 Iné molekuly
Malé molekuly:
adenozíntrifosfát (ATP)
iné puríny
histamín
19.10 Plyny
Oxid dusnatý: vzniká katalýzou enzýmu nitrid-oxidsyntázy, spôsobuje relaxáciu hladkého svalstva (neuľubuje sa z vezikúl).
19.11 Peptidy
G-proteín, vazoaktívny intestinálny peptid (VIP). Mnohé peptidy sa vyskytujú vo forme multigénových rodín ako:
propiomelanokortín
proenkefalín A
prodynorfín
19.12 Klinický kontext
Poškodenie mozgu traumou alebo porážkou toxicky ovplyvňuje nervové tkanivo a receptory.
Príklady ťažkých kŕčov a príznakov podobných Huntingtonovej chorei, Parkinsonovmu syndrómu, demencii, súvisia s poruchami neurotransmisie, zvlášť amínových neurotransmiterov.
Inhibítory monoaminooxidázy bránia katabolizmu katecholamínov a serotonínu, a tak zabraňujú príznakom depresie.
Hypersenzitívna kríza po požití syra, červeného vína
Vysvetlenie: vysoký obsah tyramínu má podobnú štruktúru ako amínové transmitery.
Nádor kôry nadobličiek vylučuje adrenalín a noradrenalín, spôsobuje záchvatovú hypertenziu (feochromocytóm).
Neuróny komunikujú navzájom cez synapsy pomocou neurotransmiterov.
Existuje široký rozsah zlúčenín (nízkomolekulové biogénne amíny a vysokomolekulové neuropeptidy) pôsobiacich ako neurotransmitery.
Neurotransmitery pôsobia cez špecifické receptory; zvyčajne existuje viac receptorov na jeden neurotransmiter.
Rozličné neurotransmitery a rôzne receptory poukazujú na flexibilitu a komplexnosť pri prenose signálov v nervovom systéme.
19.14 Najvýznamnejšie vzorce a schémy
HN: Histamín
Adrenalín: CH₃OHNH₂
Acetylcholin: C₇H₁₆NO₃
Noradrenalín: C₈H₁₁NO₃
20. POZNÁMKY K NUKLEOTIDOM A ICH METABOLIZMU
20.1 Úvodné poznámky
Nukleotidy: predstavujú „energetickú menu“ vo forme fosforylovaných molekúl, intermediáty pre syntézu komplexných cukrov.
Metabolické dráhy nukleotidov zahŕňajú:
de novo syntéza
recyklácia
degradácia
20.2 Poznámky k biochemickým princípom
Zloženie DNA:
dusíkatá báza
pentóza
fosfát
Dusíkaté heterocykly:
puríny: guanín, adenín
pyrimidíny: tymín, cytozín, uracil
Nukleosid: dusíkatá báza + pentóza
Nukleotid: dusíkatá báza + pentóza + fosfát
Syntéza inozínmonofosfátu:
1. fáza: aktivácia pentózy -> tvorba fosforibozylmonofosfátu
2. fáza: syntéza prvého dusíkatého heterocyklu
3. fáza: syntéza druhého dusíkatého heterocyklu a tvorba dusíkatej bázy
Syntéza purinových nukleotidov (ATP a GTP)
Inozínmonofosfát je prekurzor purinových nukleotidov.
Konverzia inozínmonofosfátu na guanozínmonofosfát je dvojkrokový proces.
20.3 Recyklácia a degradácia nukleotidov
Recyklácia nukleotidov: konverzia z adenínu na adenín monofosfát.
Metabolizmus pyrimidínov: pomocou fosforibozylfosfát transferázy.
Podobná konverzia hypoxantínu a guanínu.
Degradácia purínov:
Štiepenie purínmonofosfátu na fosfát a nukleosid (pomocou nukleotidázy).
Nukleosidu na cukor a dusíkatú bázu (pomocou nukleozidfosforylázy).
Dusíkaté bázy na intermediáty, koncovým produktom je kyselina močová.
20.4 De novo syntéza
Karbamoylfosfát: bikarbonát + glutamín.
Intermediáty: aspartatát + orotát.
Deaminácia + dekarboxylácia opakovane.
Prekurzor: uridínmonofosfát
Cytozín monofosfát: uridínmonofosfát.
Dvojkroková fosforylácia (pomocou kináz)
20.5 Tvorba deoxyribonukleotidov
Recyklácia:
Výživa: potrava
Enzýmy: fosforibozyltransferázy.
Degradácia:
Defosforylácia, nukleozidy sa štiepia pomocou fosforyláz na ribózu a pyrimidinové bázy.
Pyrimidinové bázy sa účinkom dehydrogenáz a deamináz rozpadajú na NH₃ a CO₂.
20.6 Purínové deoxyribonukleotidy
Vytvárané zo zodpovedajúcich ribonukleotidov mechanizmom redukcie za katalýzy reduktáz.
V prípade pyrimidínov tiež redukciou, avšak prebieha to komplikovanejšie.
20.7 Regulácia reduktázy
Rozhodujúci enzým rozhovoru ribonukleotidov na deoxyribonukleotidy je regulovaný spätnou väzbou na základe alosterických efektov.
20.8 Klinický kontext
Kyselina močová: konečný produkt metabolizmu purínov u ľudí, zvýšená koncentrácia spôsobuje chorobu známyu jako pakostnica - lámka (dna, arthritis urica).
Ukladanie kryštálikov kyseliny močovej do chrupaviek kĺbov.
Recyklačné mechanizmy: pozorované pri štúdiu metabolizmu nukleotidov u iných živočíchov.