Cosa sono i neurotrasmettitori?

I neurotrasmettitori sono messaggeri chimici che trasportano, potenziano e bilanciano i segnali tra  i neuroni (noti anche come cellule nervose) e le cellule bersaglio in tutto il corpo. Queste cellule bersaglio possono trovarsi nelle ghiandole, nei muscoli o in altri neuroni.

Miliardi di molecole di neurotrasmettitori lavorano costantemente per mantenere il nostro cervello funzionante, gestendo tutto, dalla respirazione al battito cardiaco, ai livelli di apprendimento e concentrazione. Possono anche influenzare varie funzioni psicologiche come paura, umore, piacere e gioia.

Tra i neurotrasmettitori più comuni nel cervello e nel corpo ci sono la serotonina, la dopamina, il glutammato, l’adrenalina, la noradrenalina e le endorfine.

Come funzionano i neurotrasmettitori

Affinché i neuroni possano inviare messaggi in tutto il corpo, devono essere in grado di comunicare tra loro per trasmettere segnali. Tuttavia, i neuroni non sono semplicemente connessi tra loro.

Alla fine di ogni neurone c’è un piccolo spazio chiamato sinapsi e, per comunicare con la cellula successiva, il segnale deve essere in grado di attraversare questo piccolo spazio. Ciò avviene tramite un processo noto come neurotrasmissione.

Nella maggior parte dei casi, un neurotrasmettitore viene rilasciato dal cosiddetto terminale assonale dopo che un  potenziale d’azione  ha raggiunto la sinapsi, un punto in cui i neuroni possono trasmettersi segnali tra loro.

Quando un segnale elettrico raggiunge la fine di un neurone, innesca il rilascio di piccole sacche chiamate vescicole contenenti neurotrasmettitori. Queste sacche riversano il loro contenuto nella sinapsi, dove i neurotrasmettitori si muovono attraverso lo spazio verso le cellule vicine. Queste cellule contengono recettori dove i neurotrasmettitori possono legarsi e innescare cambiamenti nelle cellule.

Dopo il rilascio, il neurotrasmettitore attraversa lo spazio sinaptico e si lega al sito recettore dell’altro neurone, eccitando o inibendo il neurone ricevente, a seconda del neurotrasmettitore.

A volte i neurotrasmettitori possono legarsi ai recettori e causare la trasmissione di un segnale elettrico lungo la cellula (eccitatorio). In altri casi, il neurotrasmettitore può effettivamente bloccare il proseguimento del segnale, impedendo al messaggio di proseguire (inibitorio).

Inattivazione dei neurotrasmettitori

Quindi cosa succede a un neurotrasmettitore una volta completato il suo lavoro? Una volta che il neurotrasmettitore ha avuto l’effetto progettato, la sua attività può essere interrotta da tre meccanismi:

• Degradazione : un enzima modifica la struttura del neurotrasmettitore in modo che non possa essere riconosciuto dal recettore
• Diffusione : il neurotrasmettitore si allontana dal recettore
• Ricaptazione : l’intera molecola del neurotrasmettitore viene riassorbito dall’assone del neurone che l’ha rilasciata

Criteri per i neurotrasmettitori

L’identificazione effettiva dei neurotrasmettitori può essere in realtà piuttosto difficile. Mentre gli scienziati possono osservare le vescicole contenenti neurotrasmettitori, capire quali sostanze chimiche sono immagazzinate nelle vescicole non è così semplice.

Per questo motivo, i neuroscienziati hanno sviluppato una serie di linee guida per determinare se una sostanza chimica debba o meno essere definita un neurotrasmettitore:

• Presenza della sostanza chimica all’interno della cellula . La sostanza chimica è sintetizzata nel neurone o altrimenti trovata in esso.
• Rilascio dipendente dallo stimolo . Viene rilasciato in quantità appropriate dal neurone in seguito a stimolazione.
• Azione sulla cellula postsinaptica . La sostanza chimica deve essere rilasciata dal neurone presinaptico e il neurone postsinaptico deve contenere recettori a cui la sostanza chimica si legherà.
• Un meccanismo per la rimozione . Esiste uno specifico meccanismo per rimuovere la sostanza chimica dal suo sito di attivazione dopo che il suo lavoro è stato completato.

Classificazione dei neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori svolgono un ruolo importante nella vita quotidiana e nel funzionamento. Gli scienziati non sanno ancora esattamente quanti neurotrasmettitori esistano, ma sono stati identificati più di 60 messaggeri chimici distinti.

I neurotrasmettitori possono essere classificati in base alla loro funzione:

Neurotrasmettitori eccitatori

Questi tipi di neurotrasmettitori hanno effetti eccitatori sul neurone, il che significa che aumentano la probabilità che il neurone attivi un potenziale d’azione. Alcuni dei principali neurotrasmettitori eccitatori includono epinefrina e norepinefrina.

Neurotrasmettitori inibitori

Questi tipi di neurotrasmettitori hanno effetti inibitori sul neurone; diminuiscono la probabilità che il neurone scarichi un potenziale d’azione. Alcuni dei principali neurotrasmettitori inibitori includono la serotonina e l’acido gamma-amminobutirrico (GABA).

Neurotrasmettitori modulatori

Questi neurotrasmettitori, spesso chiamati neuromodulatori, sono in grado di influenzare un numero maggiore di neuroni contemporaneamente. Questi neuromodulatori influenzano anche gli effetti di altri messaggeri chimici. Laddove i neurotrasmettitori sinaptici vengono rilasciati dai terminali assonici per avere un impatto ad azione rapida su altri neuroni recettori, i neuromodulatori si diffondono su un’area più ampia e agiscono più lentamente.

I neurotrasmettitori che agiscono come neuromodulatori includono l’acetilcolina, la dopamina, la serotonina, l’istamina e i cannabinoidi.

Tipi di neurotrasmettitori

Esistono diversi modi per classificare e categorizzare i neurotrasmettitori. In alcuni casi, sono semplicemente divisi in monoammine, aminoacidi e peptidi. 

I neurotrasmettitori possono anche essere classificati in sei tipi:

Aminoacidi

• Acido gamma-amminobutirrico (GABA) : questo amminoacido naturale agisce come principale messaggero chimico inibitorio del corpo. Il GABA contribuisce alla vista e al controllo motorio, svolgendo anche un ruolo nella regolazione dell’ansia. Le benzodiazepine, che vengono utilizzate per aiutare a trattare l’ansia, funzionano aumentando l’efficienza dei neurotrasmettitori GABA, che possono aumentare le sensazioni di rilassamento e calma.
• Glutammato : il neurotrasmettitore più abbondante presente nel sistema nervoso, il glutammato svolge un ruolo nelle funzioni cognitive come la memoria e l’apprendimento . Quantità eccessive di glutammato possono causare eccitotossicità con conseguente morte cellulare. Questa eccitotossicità causata dall’accumulo di glutammato è associata ad alcune malattie e lesioni cerebrali tra cui il morbo di Alzheimer , l’ictus e le crisi epilettiche.

Peptidi

• Ossitocina : questo potente ormone agisce come neurotrasmettitore nel cervello. È prodotto dall’ipotalamo e svolge un ruolo nel riconoscimento sociale, nel legame e nella riproduzione sessuale. L’ossitocina sintetica come la Pitocina è spesso usata come ausilio durante il travaglio e il parto. Sia l’ossitocina che la Pitocina causano la contrazione dell’utero durante il travaglio.
• Endorfine : questi neurotrasmettitori inibiscono la trasmissione dei segnali del dolore e promuovono sensazioni di euforia. Questi messaggeri chimici sono prodotti naturalmente dal corpo in risposta al dolore, ma possono anche essere innescati da altre attività come l’esercizio aerobico. Ad esempio, provare un “runner’s high” è un esempio di sensazioni piacevoli generate dalla produzione di endorfine.

Monoammine

• Epinefrina : nota anche come adrenalina, l’epinefrina è considerata sia un ormone che un neurotrasmettitore. In genere, l’epinefrina è un ormone dello stress che viene rilasciato dal sistema surrenale. Tuttavia, funziona come neurotrasmettitore nel cervello.
• Noradrenalina : questa sostanza chimica naturale è un neurotrasmettitore che svolge un ruolo importante nell’attenzione ed è coinvolta nella risposta di lotta o fuga del corpo . Il suo ruolo è quello di aiutare a mobilitare il corpo e il cervello per agire in momenti di pericolo o stress. I livelli di questo neurotrasmettitore sono in genere più bassi durante il sonno e più alti durante i periodi di stress.
• Istamina : questo composto organico agisce come neurotrasmettitore nel cervello e nel midollo spinale. Svolge un ruolo nelle reazioni allergiche e viene prodotto come parte della risposta del sistema immunitario agli agenti patogeni.
• Dopamina : comunemente nota come neurotrasmettitore del benessere, la dopamina è coinvolta nella ricompensa, nella motivazione e nelle dipendenze. Diversi tipi di droghe che creano dipendenza aumentano i livelli di dopamina nel cervello. Questo messaggero chimico svolge anche un ruolo importante nel coordinamento dei movimenti del corpo. Il morbo di Parkinson, che è una malattia degenerativa che provoca tremori e disturbi del movimento motorio, è causato dalla perdita di neuroni che generano dopamina nel cervello.
• Serotonina : ormone e neurotrasmettitore, la serotonina svolge un ruolo importante nella regolazione e modulazione dell’umore, del sonno, dell’ansia, della sessualità e dell’appetito. Gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI) sono un tipo di farmaco antidepressivo comunemente prescritto per trattare depressione, ansia, disturbo di panico e attacchi di panico. Gli SSRI agiscono per bilanciare i livelli di serotonina bloccando la ricaptazione della serotonina nel cervello, il che può aiutare a migliorare l’umore e ridurre i sentimenti di ansia.

Purine

• Adenosina : questa sostanza chimica naturale agisce come neuromodulatore nel cervello ed è coinvolta nella soppressione del risveglio e nel miglioramento del sonno.
• Adenosina trifosfato (ATP) : considerata la valuta energetica della vita, l’ATP agisce come neurotrasmettitore nel sistema nervoso centrale e periferico . Svolge un ruolo nel controllo autonomo, nella trasduzione sensoriale e nella comunicazione con le cellule gliali. La ricerca suggerisce che potrebbe anche avere un ruolo in alcuni problemi neurologici tra cui dolore, traumi e disturbi neurodegenerativi .

Gasotrasmettitori

• Ossido nitrico : questo composto agisce sui muscoli lisci, rilassandoli e consentendo ai vasi sanguigni di dilatarsi e aumentare il flusso sanguigno in determinate aree del corpo.
• Monossido di carbonio : questo gas incolore e inodore può avere effetti tossici e potenzialmente fatali quando le persone sono esposte a livelli elevati della sostanza. Tuttavia, è anche prodotto naturalmente dal corpo dove agisce come neurotrasmettitore che aiuta a modulare la risposta infiammatoria del corpo. 

Acetilcolina

• Acetilcolina : è l’unico neurotrasmettitore della sua classe. Presente sia nel sistema nervoso centrale che in quello periferico, è il neurotrasmettitore primario associato ai motoneuroni.  Svolge un ruolo nei movimenti muscolari, così come nella memoria e nell’apprendimento.

Problemi con i neurotrasmettitori

Come per molti dei processi del corpo, a volte le cose possono andare male. Forse non sorprende che un sistema vasto e complesso come il sistema nervoso umano sia suscettibile a problemi.

Ecco alcune delle cose che potrebbero andare storte:

• I neuroni potrebbero non produrre abbastanza di un particolare neurotrasmettitore
• I neurotrasmettitori potrebbero essere riassorbiti troppo rapidamente
• Troppi neurotrasmettitori possono essere disattivati ​​dagli enzimi
• Potrebbe essere rilasciato troppo di un particolare neurotrasmettitore

Quando i neurotrasmettitori sono influenzati da malattie o farmaci, possono verificarsi diversi effetti avversi sul corpo. Malattie come l’Alzheimer, l’epilessia e il Parkinson sono associate a deficit in determinati neurotrasmettitori.

Alcuni neurotrasmettitori svolgono un ruolo importante nel cervello influenzando l’umore, motivo per cui a volte vengono descritti come sostanze chimiche “del benessere”. Cinque importanti neurotrasmettitori includono dopamina, serotonina, ossitocina, noradrenalina ed endorfine.

Gli operatori sanitari sono consapevoli del ruolo che i neurotrasmettitori possono svolgere nei disturbi della salute mentale, motivo per cui spesso vengono prescritti farmaci che influenzano l’azione dei messaggeri chimici dell’organismo per aiutare a curare una varietà di condizioni psichiatriche .

Ad esempio, la dopamina è associata a cose come la dipendenza e la schizofrenia. La serotonina gioca un ruolo nei disturbi dell’umore, tra cui depressione e DOC. Dopamina, GABA, serotonina e noradrenalina sono collegati ai disturbi d’ansia. Farmaci, come gli SSRI, possono essere prescritti da medici e psichiatri per aiutare a trattare i sintomi di depressione o ansia.

Farmaci che influenzano i neurotrasmettitori

Forse la più grande applicazione pratica della scoperta e della comprensione dettagliata del funzionamento dei neurotrasmettitori è stata lo sviluppo di farmaci che hanno un impatto sulla trasmissione chimica. Questi farmaci sono in grado di modificare gli effetti dei neurotrasmettitori, il che può alleviare i sintomi di alcune malattie.

• Agonisti vs. antagonisti : alcuni farmaci sono noti come agonisti e funzionano aumentando gli effetti di specifici neurotrasmettitori. Altri farmaci sono chiamati antagonisti e agiscono per bloccare gli effetti della neurotrasmissione.
• Effetti diretti vs. indiretti : questi farmaci neuroattivi possono essere ulteriormente suddivisi in base al fatto che abbiano un effetto diretto o indiretto. Quelli che hanno un effetto diretto agiscono imitando i neurotrasmettitori perché sono molto simili nella struttura chimica. Quelli che hanno un impatto indiretto agiscono sui recettori sinaptici.

I farmaci che possono influenzare la neurotrasmissione includono medicinali usati per curare malattie come la depressione e l’ansia, come gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI), gli antidepressivi triciclici e le benzodiazepine .

Ad esempio, gli SSRI come Prozac (fluoxetina) e Paxil (paroxetina) impediscono alla serotonina di essere assorbita dalle cellule nervose, aumentandone i livelli nel cervello. Gli inibitori della colinesterasi come Aricept (donepezil) bloccano gli enzimi che scompongono l’acetilcolina, il che può aiutare a migliorare le funzioni cognitive nelle persone affette dal morbo di Alzheimer .

Anche droghe illecite come eroina , cocaina e marijuana influenzano la neurotrasmissione. L’eroina agisce come un agonista ad azione diretta, imitando gli oppioidi naturali del cervello abbastanza da stimolare i loro recettori associati. La cocaina è un esempio di droga ad azione indiretta che influenza la trasmissione della dopamina.

Una parola da Verywell

I neurotrasmettitori svolgono un ruolo fondamentale nella comunicazione neurale, influenzando tutto, dai movimenti involontari all’apprendimento all’umore. Questo sistema è sia complesso che altamente interconnesso. I neurotrasmettitori agiscono in modi specifici, ma possono anche essere influenzati da malattie, farmaci o persino dalle azioni di altri messaggeri chimici.