Kādi faktori ietekmē neirotransmiteru izdalīšanos?

Lai saprastu, kur kas var iejaukties, noder izdalīšanās secība. Katrs solis ir atsevišķs punkts, uz kuru var iedarboties gan organisma paša regulācija, gan vielas no ārpuses.

1. Darbības potenciāls pa aksonu sasniedz presinaptisko galiņu un depolarizē tā membrānu.
2. Atveras sprieguma vadīti kalcija kanāli, un kalcijs ieplūst galiņā.
3. Kalciju piesaista pūslīša sensora olbaltumviela, kas iedarbina saplūšanas mehānismu.
4. Pūslītis, kas jau iepriekš ir piestiprināts pie aktīvās zonas, saplūst ar membrānu un izlaiž saturu spraugā.
5. Signālviela difundē pāri spraugai un saistās ar receptoriem pretējā membrānā.
6. Viela tiek savākta atpakaļ ar transportieriem vai sašķelta ar fermentiem, un pūslīša membrāna tiek pārstrādāta jaunam pūslītim.

Ārpusšūnas kalcija koncentrācija tieši nosaka, cik daudz kalcija var ieplūst. Jo mazāk kalcija ir apkārtējā šķidrumā, jo mazāka ir izdale, un šis ir vienīgais faktors, kas izdalīšanos ietekmē pilnīgi tieši, bez starpniekiem.

Magnija joni konkurē ar kalciju par tiem pašiem kanāliem un tādējādi izdali bremzē. Tieši uz šī principa balstās magnija sulfāta lietošana dzemdniecībā noteiktos stāvokļos, un tāpēc pārmērīgi augsts magnija līmenis asinīs izraisa vājumu un refleksu nomākumu.

Praktiski no tā izriet arī tas, kāpēc smagi elektrolītu traucējumi izpaužas ar nervu un muskuļu simptomiem. Zems kalcija līmenis padara nervu membrānas uzbudināmākas un izraisa krampjveida raustīšanos, savukārt ļoti augsts magnija līmenis dara pretējo.

Sinapse neizdala vienādu daudzumu uz katru impulsu. Ja impulsi pienāk ātri viens pēc otra, kalcijs starp tiem nepaspēj pilnībā aizplūst, tā koncentrācija uzkrājas un nākamā impulsa izdale ir lielāka. To sauc par atvieglināšanu.

Pretējs process notiek tad, kad impulsu plūsma ir ilgstoša un intensīva: gatavībā esošais pūslīšu krājums izsīkst ātrāk, nekā to paspēj papildināt, un izdale samazinās. Šo īsā laika svārstību spēli sauc par īslaicīgo plastiskumu, un tā ir viens no veidiem, kā nervu sistēma filtrē informāciju.

Tieši tāpēc atkārtota nervu stimulācija ir noderīgs diagnostisks paņēmiens. Slimībās, kurās izdales aparāts ir bojāts, muskuļa atbilde uz atkārtotiem impulsiem mainās raksturīgā veidā, un elektromiogrāfijā to var tieši izmērīt.

Uz presinaptiskā galiņa atrodas receptori tai pašai vielai, ko tas izdala. Tos sauc par autoreceptoriem, un tie darbojas kā negatīva atgriezeniskā saite: jo vairāk vielas ir spraugā, jo stiprāk tie bremzē turpmāko izdali.

Papildus tam citi neironi var beigties tieši uz presinaptiskā galiņa un mainīt tā izdali, nemainot pašas šūnas uzbudināmību. Šo mehānismu sauc par presinaptisko inhibīciju vai atvieglinājumu, un tas ļauj nervu sistēmai izvēlēties, kurš no daudziem ienākošajiem signāliem tiks pastiprināts.

• Autoreceptori samazina paša izdalītā neirotransmitera turpmāko izdali.
• Aksoaksonālās sinapses maina izdali tikai vienā konkrētā galiņā, atstājot pārējos neskartus.
• Endokanabinoīdi, ko izdala postsinaptiskā šūna, ceļo atpakaļ pār spraugu un bremzē presinaptisko galiņu.
• Adenozīns, kas uzkrājas nomodā, arī darbojas kā presinaptiska bremze, un kofeīns to bloķē.
• Daudzi psihiatrijā un neiroloģijā lietoti medikamenti iedarbojas tieši uz šo bremžu sistēmu, nevis uz pašu izdales aparātu.

Neirotransmiters ir jāsaražo. Katram no tiem ir sava izejviela un savi fermenti, un daļai šo fermentu darbībai nepieciešami vitamīni kā palīgvielas. Ja izejviela vai palīgviela trūkst, izdales aparāts var būt neskarts, bet pūslīšos vienkārši nav ko iepakot.

Tikpat svarīga ir enerģija. Pūslīšu piepildīšana notiek pret koncentrācijas gradientu un prasa adenozīna trifosfātu, tāpat kā pūslīšu pārstrāde pēc izdales. Presinaptiskajos galiņos tāpēc ir daudz mitohondriju. Skābekļa vai glikozes trūkums izdali pārtrauc dažu minūšu laikā, un tieši tāpēc smadzeņu darbība insulta gadījumā izzūd tik strauji.

Tieši tāpēc, ka izdalīšanās ir daudzpakāpju process, katrs tās posms ir kļuvis par zāļu vai indes mērķi. Šis saraksts labi parāda, cik dažādās vietās var iejaukties.

Svarīgi ievērot, ka lielākā daļa psihiatrijā lietoto medikamentu neietekmē izdalīšanos tieši, bet maina to, kas ar vielu notiek pēc izdalīšanās. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc to iedarbība attīstās nedēļu laikā, nevis uzreiz.

• Botulīna toksīns sašķeļ saplūšanas olbaltumvielas un pilnībā aptur acetilholīna izdali, tāpēc muskulis paliek atslābināts.
• Stinguma krampju toksīns nomāc bremzējošo neironu izdali muguras smadzenēs, un rezultātā muskuļi kļūst pastāvīgi saspringti.
• Vietējie anestēzijas līdzekļi bloķē nātrija kanālus, tāpēc impulss galiņu nemaz nesasniedz.
• Alkohols un daudzi miega līdzekļi pastiprina bremzējošo signālu darbību un nomāc ierosinošo izdali.
• Amfetamīni liek transportieriem strādāt pretējā virzienā, tāpēc viela izplūst spraugā arī bez impulsa.
• Atpakaļuzņemšanas kavētāji atstāj vielu spraugā ilgāk, nemainot izdalīto daudzumu.

Neirotransmiteru līmeni smadzenēs ikdienā izmērīt nav iespējams. Asinīs un urīnā nosakāmās vielas galvenokārt atspoguļo to, kas notiek ārpus nervu sistēmas, un tāpēc komerciāli piedāvātie neirotransmiteru testi no urīna nav uzskatāmi par derīgiem diagnostikas līdzekļiem.

Tur, kur izdales aparāts ir pieejams izmeklēšanai, proti, nervu un muskuļa savienojumā, izmanto elektromiogrāfiju ar atkārtotu stimulāciju un atsevišķas šķiedras izmeklēšanu. Autoimūnas slimības apstiprina ar antivielu noteikšanu asinīs. Retās iedzimtās neirotransmiteru vielmaiņas slimībās nosaka vielmaiņas produktus cerebrospinālajā šķidrumā, un to dara specializēti centri.

Pie ārsta jādodas, ja parādās pieaugošs muskuļu vājums, kas dienas laikā palielinās, dubultošanās acīs, plakstiņa noslīdēšana, rīšanas vai elpošanas grūtības. Ar šādiem simptomiem nodarbojas neirologs. Ja galvenās sūdzības ir garastāvokļa, miega vai trauksmes pārmaiņas, sākt vajadzētu pie ģimenes ārsta, kurš vajadzības gadījumā iesaista psihiatru.

Miastēnija un Lamberta un Ītona sindroms abi izpaužas ar muskuļu vājumu, bet bojājums ir sinapses pretējās pusēs. Tas ir labākais piemērs tam, kāpēc izdalīšanās un uztveršana ir jāšķir.

Miastēnijas gadījumā antivielas bojā acetilholīna receptorus muskuļa pusē, tāpēc izdalītā viela ir normālā daudzumā, bet to nav kam uztvert. Vājums pieaug pēc slodzes un mazinās pēc atpūtas, pirmie parasti cieš acu muskuļi. Lamberta un Ītona sindroma gadījumā antivielas bojā presinaptiskos kalcija kanālus, tāpēc cieš pati izdale. Raksturīgi, ka spēks pēc īsas slodzes uz brīdi uzlabojas, jo atkārtoti impulsi kalciju galiņā uzkrāj.

Šo atšķirību tieši apstiprina elektromiogrāfija: viena slimība uzrāda atbildes samazinājumu uz lēnu atkārtotu stimulāciju, otra izteiktu pieaugumu pēc slodzes. Diagnozi uzstāda neirologs, un otrajā gadījumā parasti meklē arī iespējamu audzēju, ar kuru šī slimība mēdz būt saistīta.

Bērnībā sinapses vispirms veidojas ar ievērojamu pārpalikumu, un pēc tam neizmantotās tiek izzāģētas. Ar gadiem samazinās dopamīnu ražojošo neironu skaits un receptoru blīvums, un tas daļēji izskaidro, kāpēc kustību ātrums un jaunas informācijas apguves temps vidēji krītas. Parkinsona slimībā šis pats process norit daudz straujāk un koncentrēti vienā smadzeņu apgabalā.

To, ko cilvēks var ietekmēt pats, nevajag pārvērtēt, bet arī nenovērtēt par zemu. Pietiekams miegs, regulāra fiziska slodze, pilnvērtīgs uzturs ar olbaltumvielām un B grupas vitamīniem, alkohola ierobežošana un hronisku slimību kontrole uztur to vidi, kurā sinapses strādā. Neviens no šiem faktoriem neļauj izvēlēties konkrēta neirotransmitera līmeni, un solījumi to izdarīt ar uztura bagātinātāju nav ticami.

Vēl viena lieta, ko vērts zināt: apgalvojums, ka depresija ir vienkārši serotonīna trūkums, ir novecojis vienkāršojums. Neirotransmiteru sistēmas ir iesaistītas, bet slimības mehānisms ietver arī receptoru jutību, sinapšu pārveidi un smadzeņu tīklu darbību. Tieši tāpēc ārstēšana nav tikai vienas vielas papildināšana.