Chất Dẫn Truyền Thần Kinh – Wikipedia Tiếng Việt

Đối với các khái niệm và thuật ngữ trong bài viết này, xem xi-náp hóa học.

Cấu trúc điển hình của một xi-náp hóa học
Chất đặc sau xi-náp Kênh Ca++ phụ thuộc điện áp Bóng xi-náp Bơm tái hấp thu Thụ thể Chất dẫn truyền thần kinh Đầu tận cùng sợi trục Khe xi-náp Sợi nhánh

Chất dẫn truyền thần kinh là các chất hóa học nội sinh dẫn truyền các tín hiệu từ một nơron đến một tế bào đích qua một xi-náp.[1] Các chất dẫn truyền thần kinh được đóng gói trong các cúc xi-náp tập trung thành nhóm nằm dưới màng của đầu tận cùng sợi trục, ở vùng trước xi-náp. Chúng được giải phóng vào và khuếch tán qua khe xi-náp, nơi chúng gắn vào các thụ thể chuyên biệt nằm trên màng sau xi-náp.[2] Sự giải phóng của các chất dẫn truyền thần kinh thường theo sau một điện thế hoạt động được truyền đến xi-náp, nhưng cũng có thể theo sau một điện thế chọn lọc. Sự giải phóng ở mức độ thấp cũng xảy ra ngay cả khi không có kích thích điện. Các chất dẫn truyền thần kinh được tổng hợp từ nhiều tiền chất đơn giản, như các amino acid, có rất nhiều trong thức ăn và chỉ cần một số ít các phản ứng sinh tổng hợp để chuyển hóa thành các chất dẫn truyền thần kinh.[3]

Phát hiện

[sửa | sửa mã nguồn]

Cho đến đầu thế kỉ 20, các nhà khoa học vẫn cho rằng phần lớn sự liên lạc giữa các xi-náp trong não là do điện. Tuy nhiên, Ramón y Cajal (1852–1934) nhờ sự khảo sát mô học kĩ càng đã phát hiện ra giữa các nơ-ron có một khe hở rộng từ 20 đến 40 nm, mà ngày nay chúng ta gọi là khe xi-náp. Sự tồn tại của khe hở này dẫn đến suy đoán rằng sự liên lạc giữa các xi-náp diễn ra là do các tín hiệu hóa học được truyền qua khe xi-náp, và vào năm 1921 nhà dược lý học người Đức Otto Loewi (1873–1961) xác nhận rằng các nơ-ron có thể liên lạc với nhau bằng cách giải phóng các chất hóa học. Qua một chuỗi các thí nghiệm trên dây thần kinh phế vị (dây thần kinh lang thang) của ếch, Loewi đã làm chậm nhịp tim của ếch bằng cách kiểm soát lượng dung dịch muối hòa tan có mặt xung quanh dây thần kinh phế vị. Trong quá trình hoàn thành thí nghiệm trên, Loewi đã khẳng định rằng sự điều hòa hoạt động của tim của hệ thần kinh giao cảm có thể được thay thế bằng sự thay đổi nồng độ các chất hóa học. Ngoài ra, Otto Loewi được xem là người đã phát hiện ra acetylcholine (ACh)—chất dẫn truyền thần kinh đầu tiên được phát hiện.[4] Tuy nhiên, một vài nơ-ron thì liên lạc với nhau qua các xi-náp điện được thông nối với nhau qua các khe tiếp hợp (gap junction), cho phép các ion nhất định khuếch tán trực tiếp từ tế bào này qua tế bào khác.[5]

Xác định một chất dẫn truyền thần kinh

[sửa | sửa mã nguồn]

Việc xác định bản chất hóa học của một chất dẫn truyền thần kinh thường khó thực hiện bằng các thí nghiệm. Ví dụ, ta có thể dùng một kính hiển vi điện tử để nhận dạng cúc xi-náp nằm ở vùng trước xi-náp, nhưng không dễ để nhận ra chất hóa học được đóng gói trong đó. Khó khăn này đã dẫn đến nhiều cuộc tranh cãi xem một chất có phải là chất dẫn truyền thần kinh hay không. Với nỗ lực dàn xếp các cuộc tranh cãi này, các nhà hóa học thần kinh đã thiết lập các quy tắc dễ áp dụng trên thực nghiệm. Theo những gì mà người ta tin trong những năm 1960, một chất hóa học được xem là một chất dẫn truyền thần kinh nếu chúng thỏa mãn các điều kiện sau:

• Có các tiền chất hoặc/và các enzym tổng hợp của chất đó trên vùng trước xi-náp của xi-náp.
• Chất đó có mặt trong thành phần của vùng trước xi-náp.
• Chất đó có mặt trong nơ-ron trước xi-náp với một lượng đủ để tác động lên nơ-ron sau xi-náp.
• Có các thụ thể của chất đó nằm ở vùng sau xi-náp.
• Có một cơ chế hóa sinh để làm bất hoạt chất đó.

Các tiến bộ trong dược lý học, di truyền học, và giải phẫu học thần kinh hóa học đã làm giảm đi rất nhiều sự quan trọng của các quy tắc trên. Các thí nghiệm mà trong những năm 1960 phải mất nhiều năm mới hoàn thành thì ngày nay có thể được làm xong trong vài tháng, với độ chính xác cao hơn rất nhiều. Do đó, vào ngày nay, việc xác định một chất hóa học có phải là chất dẫn truyền thần kinh hay không rất hiếm khi là một đề tài tranh cãi trong một quãng thời gian dài.

Phân loại

[sửa | sửa mã nguồn]

Có nhiều cách phân loại chất dẫn truyền thần kinh. Cách phân loại phổ biến là chia ra làm các amino acid, các peptide, và các monoamin. Các nhóm lớn của chất dẫn truyền thần kinh:

• Các amino acid: glutamat,[3] aspartat, D-serin, axit gamma-aminobutyric (GABA), glycin
• Các monoamin và các amin sinh học khác: dopamin (DA), norepinephrin (noradrenalin; NE, NA), epinephrin (adrenalin), histamin, serotonin (SE, 5-HT)
• Các peptid: somatostatin, chất P, các peptid opioid
• Các chất khác: acetylcholin (ACh), adenosin, anandamid, nitric oxid, v.v

Ngoài ra, trên 50 peptid có hoạt tính thần kinh đã được phát hiện, và số lượng trên vẫn còn tiếp tục tăng. Trong đó nhiều chất được giải phóng đồng thời với một chất dẫn truyền tiểu phân tử, nhưng trong phân lớn các trường hợp, peptid mới là chất dẫn truyền chính tại xi-náp. Beta-endorphin là một chất dẫn truyền thần kinh đặc trưng, nó tham gia vào các phản ứng có tính đặc hiệu cao với các thụ thể opioid trong hệ thần kinh trung ương.

Các ion đơn nguyên tử, như kẽm được giải phóng từ xi-náp, đôi khi cũng được xem là chất dẫn truyền thần kinh,[6] cũng giống như các phân tử khí như nitric oxid (NO), hydro sulfur (H2S), và carbon monoxid (CO).[7] Các chất trên không phải là các chất dẫn truyền thần kinh nếu được xem xét khắt khe dựa trên định nghĩa, do chúng được chứng minh trong thực nghiệm là được giải phóng từ đầu tận cùng sợi trục một cách chủ động, nhưng chúng không được đóng gói trong các túi. Chất dẫn truyền phổ biến nhất là glutamat, là một chất kích thích tại hơn 90% các xi-náp trong bộ não người.[3] Đứng thứ hai là GABA, là chất ức chế tại hơn 90% các xi-náp không dùng glutamat làm chất dẫn truyền. Mặc dù các chất dẫn truyền khác có mặt tại các xi-náp ít hơn, chúng có thể co chức năng rất quan trọng—phần lớn các thuốc có tác đông đến tâm thần (psychoactive drug) phát huy tác dụng bằng cách thay đổi các hoạt động của một vài hệ thống các chất dẫn truyền thần kinh, thường là tác động qua các chất dẫn truyền khác glutamat và GABA. Các thuốc gây nghiện (additive drug) như cocain và amphetamin phát huy tác dụng của chúng chủ yếu lên hệ dopamin. Các thuốc gây nghiện họ opiate phát huy tác dụng của chúng tương tự như các peptid opioid, tức là tham gia điều hòa lượng dopamin.

Chất kích thích và chất ức chế

[sửa | sửa mã nguồn]

Một chất dẫn truyền thần kinh có tác dụng trực tiếp duy nhất là kích hoạt một hoặc nhiều loại thụ thể. Tác dụng này lên tế bào sau xi-náp phần lớn phụ thuộc vào loại thụ thể chịu tác dụng. Các thụ thể quan trọng nhất của một số chất dẫn truyền thần kinh (như glutamat) chỉ có tác dụng kích thích, làm tăng khả năng làm cho tế bào đích phát ra một điện thế hoạt động. Các thụ thể quan trọng nhất của các chất dẫn truyền thần kinh khác (như GABA) chỉ có tác dụng ức chế (mặc dù có bằng chứng cho thấy GABA có tác dụng kích thích trong giai đoạn phát triển sớm của não). Các chất dẫn truyền thần kinh khác, như acetylcholin, vừa có thụ thể kích thích vừa có thụ thể ức chế; và có một số loại thụ thể gây ra các tác động lên tế bào sau xi-náp để hoạt hóa các con đường chuyển hóa phức tạp mà không rõ có tác động kích thích hay ức chế. Do đó, việc phân loại một chất dẫn truyền thần kinh là kích thích hay ức chế thì quá đơn giản—tuy nhiên lại thuận tiện khi nói rằng glutamat có tác dụng kích thích còn GABA có tác dụng ức chế, nên cách phân loại này rất hay được sử dụng.

Xem thêm

[sửa | sửa mã nguồn]

• Neuropeptid
• Hệ thần kinh
• Đường dẫn truyền thần kinh

Tham khảo

[sửa | sửa mã nguồn]

1. ^ "Neurotransmitter" tại Từ điển Y học Dorland
2. ^ Elias, L. J, & Saucier, D. M. (2005). Neuropsychology: Clinical and Experimental Foundations. Boston: Pearson
3. ^ a b c Robert Sapolsky (2005). “Biology and Human Behavior: The Neurological Origins of Individuality, 2nd edition”. The Teaching Company. see pages 13 & 14 of Guide Book
4. ^ Saladin, Kenneth S. Anatomy and Physiology: The Unity of Form and Function. McGraw Hill. 2009 ISBN 0-07-727620-5
5. ^ “Junctions Between Cells”. Bản gốc lưu trữ ngày 8 tháng 8 năm 2011. Truy cập ngày 22 tháng 11 năm 2010.
6. ^ Kodirov,Sodikdjon A., Shuichi Takizawa, Jamie Joseph, Eric R. Kandel, Gleb P. Shumyatsky, and Vadim Y. Bolshakov. Synaptically released zinc gates long-term potentiation in fear conditioning pathways. PNAS, ngày 10 tháng 10 năm 2006. 103(41): 15218-23. doi:10.1073/pnas.0607131103
7. ^ “Nitric oxide and other gaseous neurotransmitters”. Bản gốc lưu trữ ngày 19 tháng 4 năm 2012. Truy cập ngày 13 tháng 8 năm 2012.

Liên kết ngoài

[sửa | sửa mã nguồn]

• Molecular Expressions Photo Gallery: The Neurotransmitter Collection
• Brain Neurotransmitters
• Endogenous Neuroactive Extracellular Signal Transducers
• MeSH Neurotransmitter
• neuroscience for kids website
• brain explorer website
• wikibooks cellular neurobiology

x t s Khoa học thần kinh
Đại cương khoa học thần kinh Lịch sử khoa học thần kinh
Khoa họccơ sở	Phát sinh hành vi do môi trường Phát sinh hành vi do di truyền Khoa học thần kinh cấp độ tế bào Mô hình hóa khoa học thần kinh bằng toán học Bản đồ nơron kết nối Chẩn đoán hình ảnh di truyền y học Khoa học thần kinh thống nhất Khoa học thần kinh cấp độ phân tử Kĩ thuật thần kinh học Giải phẫu học thần kinh Hóa học thần kinh Nội tiết học thần kinh Di truyền học thần kinh Khoa học thần kinh máy tính Định lượng hoạt động thần kinh Hình thái học thần kinh Vật lý học thần kinh Sinh lý học thần kinh Hệ thống khoa học thần kinh
Khoa học thần kinhlâm sàng	Thần kinh học hành vi Sinh lý học thần kinh lâm sàng Tim mạch học thần kinh Dịch tễ học thần kinh Dạ dày ruột thần kinh học Miễn dịch học thần kinh Chăm sóc đặc biệt hệ thần kinh Thần kinh học Ung thư học thần kinh Mắt học thần kinh Bệnh lý học thần kinh Dược lý học thần kinh Thay thế nhân tạo thần kinh Tâm thần học thần kinh Phóng xạ học thần kinh Phục hồi thần kinh Phẫu thuật thần kinh Tai học thần kinh Virus học thần kinh Dinh dưỡng thần kinh học Tâm thần học
Khoa học thần kinhnhận thức	Khoa học thần kinh cảm xúc Khoa học thần kinh hành vi Sinh học thời gian Nhận thức cấp độ phân tử tế bào Kiểm soát vận động Ngôn ngữ học thần kinh Tâm lý học thần kinh Khọa học thần kinh cảm giác Khoa học thần kinh nhận thức xã hội
Liên ngành khoa học thần kinh	Khoa học thần kinh người tiêu dùng Khoa học thần kinh văn hóa Giáo dục khoa học thần kinh Khoa học thần kinh tiến hóa Nhân loại học thần kinh Kĩ thuật y sinh thần kinh Công nghệ học thần kinh Tội phạm học thần kinh Kinh tế học thần kinh Nhận thức luận thần kinh Mỹ học thần kinh Đạo đức học thần kinh Phong tục học thần kinh Thần kinh học động vật Lịch sử học thần kinh Luật pháp thần kinh Thương mại hóa thần kinh Kĩ thuật mô phỏng cấu trúc thần kinh Hiện tượng học thần kinh Triết học thần kinh Chính trị học thần kinh Trí tuệ nhân tạo và công nghệ khoa học thần kinh Thần học thần kinh Khảo cổ học sinh học thần kinh Khoa học thần kinh xã hội
Khái niệm cơ sở	Giao diện não-máy tính Sự phát triển của hệ thống thần kinh Mạng thần kinh nhân tạo Mạng lưới thần kinh (sinh học) Học thuyết phân hóa tín hiệu thông tin Đo lường điện thế sinh lý nơron thần kinh trong phẫu thuật Vi mạch tích hợp nơron Thoái hóa thần kinh Rối loạn phát triển thần kinh Tính đa dạng và phong phú của hệ thống thần kinh Tân tạo nơron Quét ảnh nơron Hệ thống miễn dịch thần kinh Kiểm soát hệ thống thần kinh Chất điều biến thần kinh Tính mềm dẻo thần kinh Công nghệ học thần kinh Độc tố học thần kinh
Sách Thể loại Hình ảnh

x t s Chất dẫn truyền thần kinh
Axit amin	Alanine • Aspartate • Cycloserine • DMG • GABA • Glutamate • Glycine • Hypotaurine • Axit kynurenic (Transtorine) • NAAG (Axit spaglumic) • NMG (Sarcosine) • Serine • Taurine • TMG (Betaine)
Endocannabinoid	2-AG • 2-AGE (Noladin ete) • AEA (Anandamide) • NADA • OAE (Virodhamine) • Oleamide  • PEA (Palmitoylethanolamide)  • RVD-Hpα  • Hp (Hemopressin)
Chất khí dẫn truyền	Carbon monoxide • Hydro sulfua • Nitơ monoxit • Dinitơ monoxide
Monoamine	Dopamine • Epinephrine (Adrenaline) • Melatonin • NAS (Normelatonin) • Norepinephrine (Noradrenaline) • Serotonin (5-HT)
Purine	Adenosine • ADP • AMP • ATP
Amin vết	3-ITA • 5-MeO-DMT • Bufotenin • DMT • m-Octopamine • p-Octopamine • m-Tyramine • p-Tyramine • NMT • Phenethylamine • Synephrine • Thyronamine • Tryptamine
Khác	1,4-BD • Acetylcholine • GBL • GHB • Histamine

Bản mẫu:Tín hiệu tế bào Bản mẫu:Hệ chất dẫn truyền thần kinh