Neurotrasmettitori. Definizione, tipi e caratteristiche

I neurotrasmettitori sono i messaggeri chimici dell’organismo. Trasportano i messaggi da una cellula nervosa attraverso uno spazio alla cellula nervosa, muscolare o ghiandolare successiva

Questi messaggi ci aiutano a muovere gli arti, a provare sensazioni, a far battere il cuore e a ricevere e rispondere a tutte le informazioni che il nostro corpo riceve da altre parti del nostro corpo e dall’ambiente.

Cosa sono i neurotrasmettitori?

Ineurotrasmettitori sono messaggeri chimici senza i quali l’organismo non può funzionare. La loro funzione è quella di trasportare segnali chimici (“messaggi”) da un neurone (cellula nervosa) alla successiva cellula bersaglio. La cellula bersaglio successiva può essere un’altra cellula nervosa, una cellula muscolare o una ghiandola.

Il nostro corpo ha una vasta rete di nervi (sistema nervoso) che invia e riceve segnali elettrici dalle cellule nervose e dalle loro cellule bersaglio in tutto il corpo. Il sistema nervoso controlla tutto, dalla mente ai muscoli, oltre alle funzioni degli organi

In altre parole, i nervi sono coinvolti in tutto ciò che facciamo, pensiamo e sentiamo. Le cellule nervose inviano e ricevono informazioni da tutte le fonti corporee. Questo feedback costante è essenziale per il funzionamento ottimale dell’organismo.

Quali funzioni svolgono i neurotrasmettitori?

Il sistema nervoso controlla funzioni come

• Battito cardiaco e pressione sanguigna.
• Respirazione
• Movimenti muscolari.
• Pensieri, memoria, apprendimento e sentimenti.
• Sonno, guarigione e invecchiamento.
• Risposta allo stress
• Regolazione ormonale.
• Digestione, fame e sete.
• Sensi (risposta a ciò che si vede, si sente, si tocca e si gusta).

Come funzionano i neurotrasmettitori?

Nel nostro corpo ci sono miliardi di cellule nervose. Le cellule nervose sono generalmente composte da tre parti:

• Un corpo cellulare. Il corpo cellulare è fondamentale per la produzione di neurotrasmettitori e per il mantenimento della funzione delle cellule nervose.
• Un assone. L’assone trasporta i segnali elettrici lungo la cellula nervosa fino al terminale dell’assone.
• Un terminale assonico. È qui che il messaggio elettrico viene trasformato in un segnale chimico attraverso i neurotrasmettitori per comunicare con la serie successiva di cellule nervose, muscolari o organi.

I neurotrasmettitori si trovano in una parte del neurone chiamata terminale dell’assone. Sono immagazzinati all’interno di sacche a pareti sottili chiamate vescicole sinaptiche. Ogni vescicola può contenere migliaia di molecole di neurotrasmettitore.

Quando un messaggio o un segnale viaggia lungo una cellula nervosa, la carica elettrica del segnale fa sì che le vescicole del neurotrasmettitore si fondano con la membrana della cellula nervosa ai margini della stessa.

I neurotrasmettitori, che ora trasportano il messaggio, vengono quindi rilasciati dal terminale dell’assone in uno spazio pieno di fluido tra una cellula nervosa e la successiva cellula bersaglio (un’altra cellula nervosa, una cellula muscolare o una ghiandola).

In questo spazio, chiamato giunzione sinaptica, i neurotrasmettitori trasportano il messaggio attraverso una larghezza inferiore a 40 nanometri (nm) (per confronto, la larghezza di un capello umano è di circa 75.000 nm)

Ogni tipo di neurotrasmettitore atterra e si lega a un recettore specifico sulla cellula bersaglio (come una chiave che può entrare e funzionare solo nella serratura associata). Dopo il legame, il neurotrasmettitore innesca un cambiamento o un’azione nella cellula bersaglio, come un segnale elettrico in un’altra cellula nervosa, una contrazione muscolare o il rilascio di ormoni da una cellula di una ghiandola.

Quale azione o cambiamento trasmettono i neurotrasmettitori alla cellula bersaglio?

I neurotrasmettitori trasmettono una delle tre azioni possibili nei loro messaggi, a seconda del neurotrasmettitore specifico.

• Eccitatorio. I neurotrasmettitori eccitatori “eccitano” il neurone e lo inducono a “sparare il messaggio”, cioè a trasmettere il messaggio alla cellula successiva. Esempi di neurotrasmettitori eccitatori sono il glutammato, l’epinefrina e la noradrenalina.
• Inibitori. I neurotrasmettitori inibitori bloccano o impediscono il passaggio del messaggio chimico. L’acido gamma-aminobutirrico (GABA), la glicina e la serotonina sono esempi di neurotrasmettitori inibitori.
• Modulatori. I neurotrasmettitori modulatori influenzano gli effetti di altri messaggeri chimici. essi “mettono a punto” o modificano il modo in cui le cellule comunicano alla sinapsi. Inoltre, colpiscono un numero maggiore di neuroni allo stesso tempo.

Cosa succede ai neurotrasmettitori dopo che hanno trasmesso il loro messaggio?

Dopo che i neurotrasmettitori hanno trasmesso il loro messaggio, le molecole devono essere rimosse dalla fessura sinaptica (lo spazio tra la cellula nervosa e la successiva cellula bersaglio). Lo fanno in tre modi.

Neurotrasmettitori:

• Si dissolvono (un processo chiamato diffusione).
• Vengono riassorbiti e riutilizzati dalla cellula nervosa che li ha rilasciati (un processo chiamato reuptake).
• Vengono scomposti da enzimi all’interno della sinapsi in modo da non poter essere riconosciuti o legarsi alla cellula recettoriale (un processo chiamato degradazione).

Tipi di neurotrasmettitori

Gli scienziati conoscono almeno 100 neurotrasmettitori e sospettano che ce ne siano molti altri ancora da scoprire. Possono essere raggruppati in tipi in base alla loro natura chimica. Alcune delle categorie e degli esempi più noti di neurotrasmettitori e delle loro funzioni sono i seguenti:

Neurotrasmettitori aminoacidici

Questi neurotrasmettitori sono coinvolti nella maggior parte delle funzioni del sistema nervoso.

• Glutammato. È il neurotrasmettitore eccitatorio più diffuso nel sistema nervoso. È il neurotrasmettitore più abbondante nel cervello. Svolge un ruolo fondamentale nelle funzioni cognitive come il pensiero, l’apprendimento e la memoria. Gli squilibri nei livelli di glutammato sono associati al morbo di Alzheimer, alla demenza, al morbo di Parkinson e alle crisi epilettiche.
• Acido gamma-aminobutirrico (GABA). Il GABA è il neurotrasmettitore inibitorio più diffuso nel sistema nervoso, soprattutto nel cervello. Regola l’attività cerebrale per prevenire problemi di ansia, irritabilità, concentrazione, sonno, convulsioni e depressione.
• Glicina. La glicina è il neurotrasmettitore inibitorio più diffuso nel midollo spinale. La glicina è coinvolta nel controllo dell’elaborazione uditiva, della trasmissione del dolore e del metabolismo.

Neurotrasmettitori monoamminici

Questi neurotrasmettitori svolgono diversi ruoli nel sistema nervoso e soprattutto nel cervello. I neurotrasmettitori monoaminici regolano la coscienza, la cognizione, l’attenzione e le emozioni. Molti disturbi del sistema nervoso comportano anomalie dei neurotrasmettitori monoamminici e molti farmaci comunemente assunti influenzano questi neurotrasmettitori.

• Serotonina. La serotonina è un neurotrasmettitore inibitorio. La serotonina aiuta a regolare l’umore, il sonno, la sessualità, l’ansia, l’appetito e il dolore. Le malattie associate allo squilibrio della serotonina comprendono il disturbo affettivo stagionale, l’ansia, la depressione, la fibromialgia e il dolore cronico. I farmaci che regolano la serotonina e trattano questi disturbi sono gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI) e gli inibitori della ricaptazione della serotonina-norepinefrina (SNRI).
• Istamina. L’istamina regola funzioni corporee come la veglia, il comportamento alimentare e la motivazione. L’istamina svolge un ruolo nell’asma, nel broncospasmo, nell’edema della mucosa e nella sclerosi multipla.
• Dopamina. La dopamina svolge un ruolo nel sistema di ricompensa dell’organismo, che comprende le sensazioni di piacere, eccitazione e apprendimento. La dopamina contribuisce anche all’attenzione, alla concentrazione, alla memoria, al sonno, all’umore e alla motivazione. Le malattie associate a disfunzioni del sistema dopaminergico comprendono il morbo di Parkinson, la schizofrenia, la malattia bipolare, la sindrome delle gambe senza riposo e il disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD). Molte droghe che creano forte dipendenza (cocaina, metanfetamine, anfetamine) agiscono direttamente sul sistema dopaminergico.
• Epinefrina. L’epinefrina (detta anche adrenalina) e la noradrenalina (vedi sotto) sono responsabili della cosiddetta “risposta di lotta o fuga” dell’organismo alla paura e allo stress. Questi neurotrasmettitori stimolano la risposta dell’organismo aumentando la frequenza cardiaca, la respirazione, la pressione sanguigna, la glicemia e l’afflusso di sangue ai muscoli, oltre ad aumentare l’attenzione e la concentrazione per consentire di agire o reagire ai diversi fattori di stress. Una quantità eccessiva di epinefrina può portare a pressione alta, diabete, malattie cardiache e altri problemi di salute. Come farmaco, l’epinefrina è utilizzata per trattare anafilassi, attacchi d’asma, arresto cardiaco e infezioni gravi.
• Norepinefrina. La noradrenalina aumenta la pressione sanguigna e la frequenza cardiaca. È nota soprattutto per i suoi effetti sulla vigilanza, l’eccitazione, il processo decisionale, l’attenzione e la concentrazione. Molti farmaci (stimolanti e farmaci per la depressione) mirano ad aumentare i livelli di noradrenalina per migliorare l’attenzione o la concentrazione nel trattamento dell’ADHD o a modulare la noradrenalina per migliorare i sintomi della depressione.

Neurotrasmettitori peptidici

I peptidi sono polimeri o catene di aminoacidi.

• Endorfine. Le endorfine sono l’antidolorifico naturale dell’organismo. Sono coinvolti nella nostra percezione del dolore. Il rilascio di endorfine riduce il dolore e provoca una sensazione di “benessere”. Bassi livelli di endorfine possono avere un ruolo nella fibromialgia e in alcuni tipi di mal di testa.

Acetilcolina

Questo neurotrasmettitore eccitatorio svolge una serie di ruoli nel sistema nervoso centrale (SNC [cervello e midollo spinale]) e nel sistema nervoso periferico (nervi che si diramano dal SNC). L’acetilcolina viene rilasciata dalla maggior parte dei neuroni del sistema nervoso autonomo e regola la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna e la motilità intestinale. L’acetilcolina è coinvolta nelle contrazioni muscolari, nella memoria, nella motivazione, nel desiderio sessuale, nel sonno e nell’apprendimento. Gli squilibri nei livelli di acetilcolina sono legati a problemi di salute come il morbo di Alzheimer, le convulsioni e gli spasmi muscolari.

Problemi associati alla neurotrasmissione

Ci sono diverse cose che possono andare storte e far sì che i neurotrasmettitori non funzionino come dovrebbero. In generale, alcuni di questi problemi sono

• Vengono prodotti o rilasciati troppi o troppo pochi neurotrasmettitori.
• Il recettore nella cellula ricevente (nervo, muscolo o ghiandola) non funziona correttamente. Il neurotrasmettitore, altrimenti normalmente funzionante, non può inviare un segnale efficace alla cellula successiva.
• I recettori della cellula non assorbono una quantità sufficiente di neurotrasmettitore a causa dell’infiammazione e del danneggiamento della fessura sinaptica (vedi miastenia gravis).
• I neurotrasmettitori vengono riassorbiti troppo rapidamente.
• Gli enzimi limitano il numero di neurotrasmettitori che raggiungono la cellula bersaglio.

Problemi in altre parti dei nervi, malattie esistenti o farmaci assunti possono influenzare i neurotrasmettitori. Inoltre, quando i neurotrasmettitori non funzionano come dovrebbero, possono insorgere delle malattie. Ad esempio:

• Una quantità insufficiente di acetilcolina può causare la perdita di memoria che si osserva nel morbo di Alzheimer.
• Un eccesso di serotonina può essere collegato ai disturbi dello spettro autistico.
• L’aumento dell’attività del glutammato o la riduzione dell’attività del GABA possono provocare l’accensione improvvisa e ad alta frequenza dei neuroni locali nel cervello, causando crisi epilettiche.
• Un’eccessiva attività della noradrenalina e della dopamina e un’anomala trasmissione del glutammato contribuiscono alla mania.