WERELD & DENKEN
 
 

Neurologie, neurotransmitters

In Neuronen, details  is een beschrijving gegeven van de stappen van het signaalproces binnen neuronen. De laatste stap daarvan is de overdracht van stoffen van het uiteinde van het ene neuron, een synaps, aan een ander neuron, gereproduceerd onder:
Neurotransmitter Ontvanger (receptor)

De blaasjes in het membraam zijn gevuld met neurotransmitters, die door het blaasje worden losgelaten.

Het cellichaam heeft "poriën" die speciaal gevoelig zijn voor de neurotransmitters, en de nabuurcel activeren - of juist deactiveren.

Hier gaat het om de stoffen die dan overgebracht worden: de neurotransmitters. De ontvangende cel heeft speciale plekken die reageren op de neurotransmitters en de ontvangende cel beïnvloeden, de receptors. De relatie tussen neurotransmitters en receptors lijkt veel op die van slot en sleutel. Het slot is gevoelig voor bepaalde vormen van moleculen, en neurotransmitters hebben die juiste vorm - dit kan ook slechts een deel van het sleutelmolecuul zijn. Dit is een zeer veel voorkomend proces op dit niveau van biologisch functioneren.

Nadat de neurotransmitter bij het nabuurneuron is binnengekomen, kunnen er principieel twee dingen gebeuren: het neuron wordt actiever, in de zin "geneigd om een actiepotentiaal langs zijn axon te sturen" (zie Neuronen, details  ), of het wordt minder actief - het eerste heet logischerwijs "activeren", het tweede "inhiberen". De keuze tussen activeren of inhiberen wordt voornamelijk bepaald door de soort van de neurotransmitter, maar kan ook afhankelijk zijn van receptor. Het is gebruikelijk neurotransmitters te verdelen in in deze twee groepen van hun (hoofd)rol. Van beide groepen is er een dominante soort - voor de activeerders is dat glutamaat, de belangrijkste inhibitor wordt aangeduid als GABA, een afkorting van gamma-aminoboterzuur.

In de basis streeft de natuur naar "zo snel mogelijk" en "naar zo efficiënt mogelijk". "Zo snel mogelijk" is het gevolg van de voortdurende competitie tussen de twee hoofdklassen van bewegers: roofdier en prooidier. Het prooidier probeert door snelheid het roofdier te vermijden, en de roofdier probeert er zo snel mogelijk bij te zijn. En dit geldt letterlijk voor bewegingssnelheid, maar ook indirect voor waarnemings- en reactie-snelheid. Dus ook voor de snelheid van het zenuwstelsel: snelheid heeft een bonus. Het heeft meestal ook een malus: het kost meer energie. En wie meer energie gebruikt heeft meer voedsel nodig - leidende tot tal van strategieën en vormen van evenwicht.

Deze aspecten zijn ook terug te zien in het neurotransmissie-proces, een deel waarvan is weergegeven in de onderstaande illustratie (uit het zeer toegankelijke Wikipedia-artikel uitleg of detail over dit onderwerp):
synaps en receptor

Hier zichtbaar zijn twee elementen van verdere deelprocessen: 3 is een receptor op de synaps van het "zendende" neuron in plaats van het ontvangende. Dit is dus een vorm van zelfstimulans, of meer in het algemeen: terugkoppeling uitleg of detail .  Het proces van terugkoppeling kan gebruikt worden op twee manieren; als meekoppeling dus versterking, of als tegenkoppeling dus verzwakking. Als meekoppelingproces veroorzaakt het een versnelling, hier van de afgifte van neurotransmitter: zodra door de actiepotentiaal eenmaal een beetje neurotransmitter is afgescheiden, zorgt de terugkoppelingsreceptor dan voor nog meer neurotransmitter. Dat betekent dat er niet op verdere invloed van de actiepotentiaal gewacht hoeft te worden, en dat een zwakker signaal volstaat. Dit is hetzelfde als het palletje dat een opgewonden veer tegenhoudt: in de veer schuilt meer energie dan nodig is om het palletje over te halen - die grotere energie wordt vooraf langzaam opgebouwd en in één keer snel losgelaten.

Als tegenkoppeling kan het terugkoppelingsproces er juist voor zorgen dat er niet te veel neurotransmitter wordt afgescheiden - overweging daarbij is dat synthetiseren van neurotransmitter energie kost, schuilende in de hier onder 1 afgebeelde mitochondriën.

Welk van de twee terugkoppelingsprocessen daadwerkelijk bij neurotransmissie wordt gebruikt, is onbekend. Dit kan trouwens ook per situatie verschillen: neuronen op de ene plaats met de ene functie versus die elders: neuronen die reageren op waarnemingssignalen moeten ongetwijfeld sneller zijn dan die betrokken bij geheugenopslag.

Het is zelfs mogelijk dat bij één en hetzelfde afgifteproces beide vormen plaatsvinden: het start dan met meekoppeling om snel te starten, en dan volgt later tegenkoppeling om niet door te schieten.

De factor van efficiëntie is in de afbeelding middels nog een element zichtbaar, namelijk 8. Die staat voor een "pomp", die de afgescheiden neurotransmitters weer opneemt voor hergebruik - hergebruikte neurotransmitter hoeft niet ten koste van energie gesynthetiseerd te worden.

Tenslotte treedt er in de normale cyclus van een neuron-activering nog een fase op, die niet onbekende zal zijn voor degene die bekend zijn met een viertaktmotor of een soortgelijk cirkelproces: de afvoer. Want veel van de neuronale signaaloverdracht werkt niet met een eenmalig aan-uit, maar met een voortdurende patroon van activering, met een bepaalde frequentie dus. Voor een nieuwe impuls om te werken nadat er al eentje net is geweest, moet het wel opvallen dat er nieuwe neurotransmitter wordt vrijgemaakt door de nieuwe impuls. Dus de neurotransmitter van de vorige impuls moet worden opgeruimd. Dat gebeurt door in de synaptische spleet aanwezige enzymen. De afvalproducten van die ezymwerking kunnen weer door het neuron worden opgenomen voor hernieuwde synthese van neurotrmaitter.

Het voorgaande kan gezien worden als het basale proces - de standaardmanier waarop het proces van neurotransmissie werkt. Met bepaalde snelheden, die zichtbaar zijn als bepaalde gemiddelde reactietijden - of bepaalde frequenties van afvuren. Die passen bij gemiddelde omstandigheden.

Maar die omstandigheden hangen ook af van omgevingsfactoren, en die omgevingsfactoren kunnen variëren - en dat kunnen snelle of langzame wisselingen zijn. Voor de snelle wisselingen is het voordelig om een snel aanpassingsmechanisme naast het basisniveau van functioneren te hebben - technisch heet dit "moduleren". Ook voor neuro-activeringsproces bestaan modulatoren, die veelal bekender zijn dan de basale stoffen zelf: namen als dopamine, adrenaline, noradrenaline, serotonine en histamine zijn veel bekender als glutamaat en GABA. De reden van die bekendheid is duidelijk: dit zijn de stoffen die op zich weer gebruikt worden door hogere onderdelen van de hersenen om die lagere processen bij te sturen. Welk sturingsproces wordt waargenomen door het allerhoogste onderdeel, dat dragende het hoogste proces van terugkoppeling genaamd "bewustzijn". En om die waarneming te communiceren met andere mensen, is aan het proces van moduleren een naam gegeven: emotie. Of emoties, want er zijn dus vele van die stoffen met diverse uitwerkingen.

Of wat correcter: die stoffen waren aanvankelijk niet zo bekend vanwege hun betrokkenheid bij emoties, maar door hun rol bij drugsgebruik. Want drugs zijn hetzelfde soort stoffen als de genoemde modulatoren, die direct of via die modulatoren ook het neurotransmissieproces beïnvloeden. En ook de natuur zelf heeft andere doelen voor neurotransmitter-achtige stoffen gevonden: veel van de sterkste gifstoffen werken op dit proces in, en zijn in feite zenuwgiffen, met bijvoorbeeld het effect van verlamming, dat wil zeggen: uitschakeling van de bewegingsneuronen.
    En aan de andere kant heb je de door mensen ontworpen pijnstillers, die kennelijk vrij specifiek weer andere neuronpaden blokkeren. Dit dus wijzende op specialisaties binnen het neurotransmissieproces en specifieke rollen van specifieke neurotransmitters. Het afremmen door een stof kan op een heel simpele manier, namelijk door op de receptoren aan te hechten zonder iets te doen, maar waardoor de activerende stoffen er niet meer bij kunnen komen.


Wordt vervolgd.


Naar Neurologie, organisatie  , Psychologie lijst  , Psychologie overzicht  , of site home  .

 
 


.2012