Beynimizde milyarlarca nöron ve nöronlar arasında da trilyonlarca sinaps bulunur. Sinapslar bir sinir hücresinden diğerine sinyal iletilen bağlantılardır. Genellikle bir nöronun akson denilen uzantısı diğer nöronun dendriti ile sinaps yapar. İki nöron bu bölgede birbirine çok yaklaşmasına rağmen temas etmez, aralarında sinaptik boşluk kalır. Uyarı bu boşluktan kimyasal yolla nörotransmitter denilen moleküllerle iletilir.
Nörotransmitter Nedir?
Nörotransmitter nöronlar arasında sinyali kimyasal yolla ileten ve böylece hücrelerin elektriksel aktivitelerini kısa süreliğine arttıran veya azaltan moleküllerdir. Sinirsel uyarı sinapsa ulaştığı zaman salınırlar. İlk olarak 1921 yılında Otto Loewi tarafından asetilkolin molekülünün nöronlar arası kimyasal sinyal iletimindeki rolü gösterilmiştir. Çok küçük moleküllerden orta derece büyük moleküllere ve peptit denilen çok daha büyük moleküllere dek değişen boyutlarda nörotransmitterler bulunmaktadır. Sinaptik vezikül denilen küçük keseciklerde depolanırlar. Uyarı geldiğinde kesecikler içeriğini iki nöron arasındaki sinaptik yarığa boşaltır. Salınan nörotransmitterler alıcı nöronda bulunan kendine özgü reseptörlere (almaç) bağlanır.
Sinir sisteminde çok çeşitli nörotransmitter ve daha da fazla sayıda reseptör mevcuttur. Sadece uyarılabilirliği arttırma ve azaltma görevleri düşünüldüğünde bu kadar çeşitli nörotransmitter ve reseptör olmasını anlamak zor olabilir. Fonksiyonları gerçekleştirmek için biri uyaran diğer baskılayan iki nörotransmitter yeterli olmaz mıydı? Anlaşıldığı kadarıyla nörotransmitterlerin çalışma şekli bundan daha karmaşıktır. Pek çoğu hızlı uyarı veya baskılanmayı tetiklemek yerine nöronlarda yavaş gelişen metabolik süreçler üzerine etki eder. Bu yavaş süreçler ise sinaptik bağlantıların uzun dönemli kuvvetini düzenler. Nörotransmitterler hücre çekirdeğindeki önemli genleri açıp kapatarak da hücre ve sinapsın özellikleri üzerine uzun dönemli etki edebilir. Bu değişiklikler öğrenme ve uzun süreli hafıza oluşumu gibi süreçlerde önemli olabilir.
Zaman geçtikçe keşfedilen nörotransmitter sayısı artmıştır. Yıllar içinde edindiğimiz bilgiler nörotransmitter kavramının değişmesine ve genişlemesine yol açmıştır. Örnek olarak nitrik oksit (NO) en ilginç nörotransmitterlerden biridir. Yoğun konsantrasyonda bulunduğunda zehirli bir gazdır. Veziküllerde depolanamaz, bu nedenle üretildiği anda salınır. NO beyinde görece geniş bir alana yayılabilir, bu nedenle birbiriyle direkt bağlantılı olmayan çok sayıda nöronu etkileyebilir.
Geleneksel nörotransmitterler bazı ortak özelliklere sahiptir. Sinaptik veziküllerde depolanır, akson terminaline aksiyon potansiyeli ulaşmasının tetiklediği kalsiyum iyonu girişi ile salınırlar. Sinapsın diğer tarafındaki hücrede kendilerine özel reseptöre bağlanarak etki gösterirler. Geleneksel nörotransmitterler küçük moleküller ve nöropeptitler olarak iki ana gruba ayrılır.
Küçük Moleküllü Nörotransmitterler
Amino asit yapıda olan glutamat, GABA ve glisin.
Amino asit öncüllerinden türetilen biyojenik amin yapısında olan dopamin, norepinefrin, epinefrin, serotonin ve histamin.
Purinerjik nörotransmitterler ATP ve adenozin.
Asetilkolin sinir-kas kavşağı ve diğer bazı sinapslarda anahtar nörotransmitterdir ancak yukarıdaki yapısal sınıflandırmalara uymadığından tek başına ele alınır.
Nöropeptitler
Nöropeptitler üç veya daha fazla sayıda amino asitten meydana gelir ve küçük moleküllü nörotransmitterlerden daha büyüktür. Çok sayıda nöropeptit mevcuttur. Endorfin ve enkefalinler ağrıyı baskılarken P maddesi ağrı sinyallerini taşır. Nöropeptit Y ise iştahı açar ve nöbetlerin önlenmesinde etkilidir.
Reseptörler
Bazı nörotransmitterler uyarıcı (eksitatuar), diğerleri baskılayıcı (inhibitör) kabul edilir. Örneğin glutamat merkezi sinir sistemindeki başlıca uyarıcı nörotransmitterdir. GABA yetişkin beynindeki ana baskılayıcı nörotransmitterdir. Glisin ise omurilikteki ana baskılayıcı nörotransmitterdir. Ancak bu ayrımlar her zaman net değildir. Yerine göre bir nörotransmitter uyarıcı ya da baskılayıcı etki edebilir. Bunun nedeni bir nörotransmitter için birden çok reseptörün bulunabilmesidir. Bu durumda etkiyi belirleyen post-sinaptik nörondaki reseptörün tipidir. Mesela asetilkolin iskelet kasları üzerine uyarıcı etkide iken kalp üzerine baskılayıcı (nabzı yavaşlatıcı) etkidedir. Çünkü bu iki yerdeki reseptörler farklıdır. İskelet kasında nikotinik, kalp kasında ise muskarinik tipte asetilkolin reseptörü vardır.
Nörotransmitterler tarafından aktive edilen reseptörler başlıca iki tiptir. Ligand-bağımlı iyon kanalları nörotransmitter bağlanır bağlanmaz yanıt olarak hücre zarı üzerinde iyon geçişine izin verir. Metabotropik reseptörler ise kendileri iyon kanalı değildir fakat bu kanalları dolaylı olarak açıp kapatan sinyal yollarını tetikler.
Geleneksel Olmayan Nörotransmitterler
Bunlar endokannabinoidler ve gaz transmitterler olarak iki gruptur. Gaz yapıda olanlar daha önce değindiğimiz NO ve karbonmonoksittir (CO). Bu farklı nörotransmitterler sinaptik veziküllerde saklanmaz ve postsinaptik nörondan presinaptik nörona da mesaj taşıyabilir. Hücre zarından geçerek hücre içindeki moleküllere direkt olarak etki edebilirler.
