Нейротрансмиттеры представляют собой химические вещества, участвующие в передаче сигналов между нейронами через синаптическую щель. Их структура и химическая активность определяют скорость синтеза, метаболизм и специфичность взаимодействия с рецепторами. Основными биохимическими группами являются аминокислоты, биогенные амины, пептиды и гуанозиновые нуклеотиды.
Аминокислотные нейротрансмиттеры — это низкомолекулярные соединения, включающие глутамат, γ-аминомасляную кислоту (ГАМК), аспартат и глицин. Глутамат является главным возбуждающим медиатором центральной нервной системы, активно участвуя в процессах синаптической пластичности и памяти. ГАМК выполняет функцию основного тормозного нейротрансмиттера, регулируя возбудимость нейронов через связывание с ГАМК-A и ГАМК-B рецепторами, открывающими ионные каналы для Cl⁻ и K⁺.
Биогенные амины включают дофамин, норадреналин, серотонин и гистамин. Эти соединения синтезируются из аминокислот предшественников (тирозин или триптофан) и обеспечивают регуляцию настроения, сна, когнитивных функций и вегетативной нервной системы. Дофамин участвует в мотивации и системе вознаграждения, а норадреналин — в регуляции уровня бодрствования и реакций на стресс. Серотонин контролирует эмоциональное состояние, аппетит и сон, гистамин — локальные воспалительные реакции и функцию нейротрансмиссии в гипоталамусе.
Пептидные нейротрансмиттеры включают эндорфины, энкефалины, вазопрессин и соматостатин. Эти молекулы состоят из коротких цепей аминокислот и выполняют более медленное, модулирующее действие на синаптическую передачу. Эндорфины обладают анальгезирующей активностью и участвуют в эмоциональной регуляции. Вазопрессин и соматостатин воздействуют на гипоталамо-гипофизарные системы, влияя на водно-солевой баланс и секрецию гормонов.
Гуанозиновые нуклеотиды и производные — аденозин, гуанозиновые нуклеотиды, монофосфатные производные — играют роль нейромодуляторов, влияя на периферические и центральные рецепторы. Аденозин снижает нейрональную активность через А1-рецепторы и участвует в регуляции сна.
Аминокислотные нейротрансмиттеры
Биогенные амины
Пептидные нейротрансмиттеры
Нуклеотидные и нуклеозидные медиаторы
Скорость и продолжительность действия нейротрансмиттеров зависит от:
Возбуждающие и тормозные нейротрансмиттеры создают баланс, поддерживая оптимальный уровень возбудимости нейронов. Нарушения этого баланса лежат в основе многих нейропсихиатрических заболеваний, таких как депрессия, шизофрения и эпилепсия.
Аминокислотные медиаторы быстро метаболизируются с участием ферментов:
Пептидные нейротрансмиттеры разрушаются эндопептидазами и экзопептидазами. Аденозин метаболизируется аденозиндезаминазой, обеспечивая динамическое регулирование нейрональной активности.
Нейротрансмиттерные системы взаимодействуют через сложные модуляторные сети:
Эти взаимодействия обеспечивают когнитивную гибкость, адаптацию к стрессу и поддержание гомеостаза центральной нервной системы.