Các chất dẫn truyền thần kinh
(Neurotransmitters) I - KHÁI NIỆM
1. Chất dẫn truyền thần kinh
Các chất được coi là chất dẫn truyền thần kinh nhất thiết phải đạt các tiêu chuẩn:
- Là chất được tổng hợp trong các neuron
- Là chất từ neuron tiền synapse, sẽ được giải phóng vào khe synapse khi có sự
khử cực.
- Khi được đưa vào cơ thể như một loại thuốc, chúng sẽ bắt chước tác dụng của
chất dẫn truyền thần kinh nội sinh.
- Có một cơ chế cho sự chuyển thải bay lên làm mất hoạt tính của chất dẫn truyền
đó tại các neuron và khe synapse.
Sự dẫn truyền các xung đột thần kinh bao gồm sự giải phóng một chất dẫn truyền
từ 1 neuron và sự gán kết phân tử chất dấn truyền đó vào receptor các neuron
khác. Quá trình dẫn truyền hoá học này đã bị tác động bởi hầu hết các thuốc được
sử dụng trong tâm thần:
- Tất cả các thuốc chống loạn thần ( ngoại trừ clozapine) đều phát huy tác dụng
bằng việc ức chế các receptor D2 của Dopamine.
- Tất cả các thuốc chống trầm cảm đều có tác dụng làm tăng cường số lượng
serotonin, norepine (hoặc cả 2 loại) ở khe synapse.
- Tất cả các thuốc giải lo âu đều có tác dụng làm tăng cường số lượng serotonin,
norepine (hoặc cả 2 loại) trên các receptor GABA.
2. Các chất điều biến và hormon thần kinh ( Neuro modulators)
"Chất dẫn truyền TK" là thuật ngữ được sử dụng phổ biến khi đề cập đến các tín
hiệu hoá học xảy ra giữa các neuron. Tuy nhiên "Chất điều biến thần kinh" và
"hormon thần kinh" cũng được sử dụng trong một số trường hợp để nhấn mạnh
một số đặc tính đặc biệt:
·Tác dụng của các chất điều biến thần kinh: Điều chỉnh đáp ứng của neuron đối
với các chất dẫn truyền thần kinh. Tác dụng điều biến này có thể kéo dài hơn sự
(3 chất này cũng được tổng hợp bởi 1 tiền chất là tyrosine và được gọi là nhóm
catecholamine).
4. Serotonine
5. Acetylcholine
6. Histamine.
Tất cả các Amine sinh học là đều được tổng hợp trong các mạt đoạn sợi trung thần
kinh. Các enzym cần thiết cho sự tổng hợp các amine sinh học lại được tổng hợp ở
thân tế bào thần kinh sau đó đưa xuống các sợi trục. Như vậy thực chất việc tạo ra
các chất dẫn truyền thần kinh này là ở tại nới sẽ giải phóng ra chúng và trữ lượng
các amine sinh học luôn được đền bù nhanh chóng (các peptide thần kinh lại được
tổng hợp ở thân tế bào sau đó mới được vận chuyển xuống các mạt đoạt sợi trục).
1. Dopamine
a. Các hệ thống dopaminergic của hệ thần kinh trung ương
Có 3 hệ thống dopaminergic quan trọng nhất trong các hoạt động tâm thần là: Hệ
thống nhân đen thuỷ vân, hệ thống trung não hồi viền và hệ thống u phễu.
-Hệ thống nhân đen thể vân (Nigrostriatal trart) phóng chiếu từ các tế bào ở nhân
đen (substantial nigra) để tới thể vân (coppus striatum). Khi các receptor dopamine
ở các mạt đoạn của hệ thống này bị khoá bởi các thuốc chống loạn thần cổ điển sẽ
gây ra tác dụng phụ giống parkinson. Trong bệnh parkinson hệ nhân đen thể vân bị
thoái hoá gây ra các triệu chứng về vận động. Người ta thấy có 1 mối liên quan rõ
rệt giữa bệnh parkinson và trầm cảm. Hệ thống nhân đen thể vân có thể còn liên
quan đến việc kiểm soát cảm xúc.
-Hệ thống trung não hồi viền (mesolimbic), trung với vỏ não (mesocortical):
Phóng chiếu từ các thân tế bào ở vùng trần trung não (ventoal tegmentalarca -
VTA) nằm sát ngay gần nhân đen, để tới gần hết các vùng vỏ não thuỳ trái và hệ
viền. Hệ thống này có thể liên quan đến hệ quả điều trị của thuốc chống loạn thần.
-Hệ thống u - phễu (tuberoin fundibular trart) Thân tế bào nằm ở vùng các hạt
nhân (arcuate nucleus) và khu vực xung quanh não thất ở dưới đồi, phóng chiếm
đến vùng phễu và thuỳ trước tuyến yên. các bệnh nhân dùng thuốc chống loạn thần
có thể bị bài tiết prolactin, vì các receptor dopamine trong hệ thống này sẽ bị khoá
đặc biệt receptor D2. Do vậy việc sử dụng các chất đối kháng receptor D2 kéo dài
sẽ dẫn đến việc thay đổi số lượng các receptor dopamine, dẫn đến triệu chứng loạn
động muộn. Các chất khác tác động đến hệ dopaminergic là Amphetamin và
cocaine. Amphetamin luôn giải phóng dopamine còn cocaine phong toả sự tái hấp
thụ dopamine, nghĩa là làm tăng số lượng dopamine tại khe synapse. Hệ
dopaminergic đặc biệt có liên quan với cái được gọi là hệ thống tưởng thưởng của
não (reward system). Điếu này có thể cắt nghĩa khuynh hướng gây nghiện của
cocaine.
2. Norepiephime và Epinephrine (về thuật ngữ còn được gọi là hệ noradrenergic
và hệ adrenergic).
a.Hệ thống noradrenergic trung ương: Thân tế bào noradrenergic (và tập trung)
tập trung chủ yếu ở locus ceruleus ở cầu não. Sợi trục các neuron này phóng chiếu
qua bó não trước giữa tới vỏ não, hệ viền, đối thị và dưới đồi.
b. Synapse hệ noradrenergic và adrenergic: Cúng như dopamine 2 chất cũng được
tổng hợp từ tyrosine với sự tác động của tyrosine hydroxylase.
Khi noradrenergic hoặc Epinephrine được tạo thành, chúng sẽ được đưa và các túi
dự trữ trong synapse để sau đó được giải phóng vào khe synapse khi có sự khử
cực. Giống như Dopamine chúng bị khử hoạt tính theo 2 cách: tái hấp thu trở lại
vào neuron trước synapse và chuyển hoá bởi MAO và COMT. MAOA chuyển hoá
ưu thế với Norepiephime và Epinephrine (cũng như với serotonine).
c. Các receptor hệ noradrenergic và adrenergic:
Có 2 nhóm receptor là a - adrenergic và b - adrenergic receptor. Các tiến bộ của
sinh học phân tử đã phân ra các nhóm nhỏ hơn: 3 loại a1 - receptor, (a1a, a1b,
a1c), 3 loại a2 - receptor (a2a, a2b, a2c), và 3 loại b - receptor (b1, b2, b3). Các a1
- receptor dường như có liên quan đến hệ thống đảo ngược phosphoinositol, a2 -
receptor có lẽ ức chế việc tạo ra AMP vòng. b - receptor hoạt hoá việc tạo AMp
vòng.
d.Norepinephrine và các thuốc:
Các thuốc chống trầm cảm cổ điển có liên quan nhất với Norepinephrine (các
thuốc chống trầm cảm 3 vòng và chất ức chế men MAO). Các thuốc chống trầm
chống trầm cảm 3 vòng và MAOI. Các thuốc chống trầm cảm 3 vòng Và MAOI
đã phong toả sự tái hấp thu và chuyển hoá serotonin do vậy làm tăng nồng độ
serotonin ở các khe synapse.
Proxetime là thuốc ức chế tái hấp thu chọn lọc serotonine đầu tiên và có hiệu quả
trong điều trị trầm cảm. Các thuốc khác thuộc loại này là Proxetime và sertraline.
Tất cả các thuốc này đều rất ít tác dụng phụ so với thuốc chống trầm cảm 3 vong
và MAOI.
Serotonine còn liên quan đến cơ chế của ít nhất là 2 chất gây nghiện mạnh là
lysergic acid diethylamide (LSD)và 3, 4 methylenedioxymeth - amphetamine
(MDMA) còn gọi là chất ecstacy. Hệ thống Serotonine có vai trò chính trong tác
dụng của LSD xong cơ chế tác động thì vẫn chưa được biết rõ. MDMA có tác
động như một chất phong toả tái hấp thu Serotonine và làm tăng giải phóng
serotonin tại các neuron serotonergic.
4. Acetylcholine
a. Hệ thống cholinergic trung ương: Gồm một số nhóm các neuron từ các hạt nhân
cơ bản Meynert phóng chiếm tới vỏ não và hệ viền. Còn có các neuron từ tổ chức
lưới phóng chiếm tới vỏ não, hệ viền, dưới đồi và đồi thị. Các bệnh nhân sa sút trí
tuệ alzheimer dường như có sự thoái hoá đặc biệt các neuron ở hạt nhân cơ bản
meyrert.
b.Synapse hệ cholinergic: Acetylcholine được tổng hợp ở các mạt đoạn sợi trục
neuron từ choline với sự tác động của men choline - acetyltrasfers. Acetylcholine
bị chuyển hoá trong khe synapse bởi acetycholinesterase. Chất choline được giải
phóng ra sẽ lại được tái hấp thu trở lại neuron trước synapse để tái tạo lại phân tử
acetylcholine mới.
c. Các receptor hệ cholinergic: Có 2 dạng receptor cholinergic chủ yếu là
muscarine và nicotinic. Có 4 loại receptor muscarine đã được biết đến có tác dụng
khác nhau trên AMP vòng, GMP vòng và hoạt tính bệnh iron kali. Các receptor
muscarine có chất đối kháng là atropine. Các receptor nicotinic thực chất cũng
gồm 4 loại nhỏ (a,b, ¶ và d).
d. Acetylcholin và các thuốc: Các thuốc kháng cholinergic được sử dụng phổ biến
-Tran - 1 - aminocyclopentane - 1 - 3 dicadooxylic acid (ACPD - receptor) các
trạng thái kích thích do nhiễm độc (excitotoxicity) được cho là do sự kích thích
quá mức các receptor glutamate. Điều đó dẫn đến sự tập trung quá mức và kéo dài
iron canxi trong các tế bào thần kinh và làm hoạt hoá các enzyme, đặc biệt là men
proteases làm phá huỷ neuron.
-Các nghiên cứu cơ bản cho thấy rằng dopamine và glutamate có tác dụng đối
ngược nhau. Glutamate có thể liên quan tới bệnh sinh của bệnh parkinson.
Glutamate ở vùng hải mã cho cơ chế hoá thần kinh của sự hoạt động và trí nhớ.
2. GABA (d - - aminobutiric acid)
GABA được tổng hợp từ glutamate bởi men glutamine acide - decarboxylase
(GAD) và sự tham gia của pyvidoxine (vitamin B6). Khi được giải phóng vào khe
synapse GABA sẽ được tái hấp thu trở lại neuron tiền synapse và các tế bào thần
kinh đệm liền kề để sau đó được chuyển hoá tiếp bởi man mitochondrial -
associated GABA transaminase (GABA - I). GABA là chất dẫn truyền thần kinh
chủ yếu ở các neuron và có vai trò tác động ức chế ngược. GABA thường cùng tồn
tại với các chất dẫn truyền peptide (ví dụ somatostatin, neuropeptide - Y(NPY) ).
Các receptor hệ GABA gồm 2 loại GABaa và GABAb. Receptor GABA là vị trí
gắn kết của GABA và benpdiafepine. Benpdiafepine làm tăng ái lực của receptor
GABA với GABA. Hệ thống GABaergic có một vai trò quan trọng trong bệnh
sinh của rối loạn lo âu. Nhiều thuốc chống co giật cũng có hiệu lực trên hệ GABA.
CÁC PEPTIDE
Trong não người có khoảng 300 chất dẫn truyền thần kinh peptide. Đó là các
protein có ít hơn 100 acid amine. Các peptide được tổng hợp ở thân tế bào thần
kinh và lúc đầu thường là một dạn dày hơn gọi là các hormon tiền chất
(preprohormones). Sau đó chúng được biến đổi thêm trong quá trình đi đến các
mạt đoạn sợi trục để dự trữ các túi trong synapse và giải phóng ra các khe synapse.
Hoạt tính của các peptide được xác định bởi hoạt tính của các men peptidase.
Thêm nữa là các cơ chế điều hoà với các chất dẫn truyền thần kinh khác. Các
peptide dẫn truyền thần kinh có thời gian tác động làm bền hơn các amine sinh học
và các acide amine. Các peptide có thể đóng vai trò như một chất điều biến thần