Wat zijn neurotransmitters?

Neurotransmitters zijn chemische boodschappers die signalen tussen  neuronen (ook wel zenuwcellen genoemd) en doelcellen in het hele lichaam overbrengen, versterken en in evenwicht brengen. Deze doelcellen kunnen zich in klieren, spieren of andere neuronen bevinden.

Miljarden neurotransmittermoleculen werken constant om onze hersenen te laten functioneren, en regelen alles van ademhaling tot hartslag tot leer- en concentratieniveaus. Ze kunnen ook verschillende psychologische functies beïnvloeden, zoals angst, stemming, plezier en vreugde.

Enkele veel voorkomende neurotransmitters in de hersenen en het lichaam zijn serotonine, dopamine, glutamaat, adrenaline, noradrenaline en endorfine.

Hoe neurotransmitters werken

Om ervoor te zorgen dat neuronen berichten door het hele lichaam kunnen sturen, moeten ze met elkaar kunnen communiceren om signalen over te brengen. Neuronen zijn echter niet zomaar met elkaar verbonden.

Aan het einde van elk neuron zit een kleine opening, een synaps genaamd, en om met de volgende cel te communiceren, moet het signaal deze kleine ruimte kunnen passeren. Dit gebeurt via een proces dat neurotransmissie heet.

In de meeste gevallen komt een neurotransmitter vrij uit het zogenoemde axonuiteinde nadat een  actiepotentiaal  de synaps heeft bereikt. Dit is een plaats waar neuronen signalen aan elkaar kunnen doorgeven.

Wanneer een elektrisch signaal het einde van een neuron bereikt, triggert het de afgifte van kleine zakjes, vesikels genaamd, die neurotransmitters bevatten. Deze zakjes laten hun inhoud in de synaps vallen, waar de neurotransmitters vervolgens over de opening naar de aangrenzende cellen bewegen. Deze cellen bevatten receptoren waar de neurotransmitters zich aan kunnen binden en veranderingen in de cellen kunnen triggeren.

Na vrijgave passeert de neurotransmitter de synaptische kloof en hecht zich aan de receptorplaats op het andere neuron. Hierdoor wordt het ontvangende neuron gestimuleerd of juist geremd, afhankelijk van de neurotransmitter.

Soms kunnen neurotransmitters zich aan receptoren binden en ervoor zorgen dat een elektrisch signaal door de cel wordt verzonden (exciterend). In andere gevallen kan de neurotransmitter het signaal blokkeren, waardoor de boodschap niet kan worden doorgegeven (remmend).

Inactivering van neurotransmitters

Dus wat gebeurt er met een neurotransmitter nadat zijn taak is voltooid? Zodra de neurotransmitter het beoogde effect heeft gehad, kan zijn activiteit worden gestopt door drie mechanismen:

• Afbraak : Een enzym verandert de structuur van de neurotransmitter, zodat deze niet meer herkend kan worden door de receptor
• Diffusie : de neurotransmitter drijft weg van de receptor
• Heropname : Het hele neurotransmittermolecuul wordt weer opgenomen door het axon van het neuron dat het heeft vrijgegeven.

Criteria voor neurotransmitters

De daadwerkelijke identificatie van neurotransmitters kan eigenlijk vrij lastig zijn. Hoewel wetenschappers de vesikels met neurotransmitters kunnen observeren, is het niet zo eenvoudig om erachter te komen welke chemicaliën in de vesikels zijn opgeslagen.

Om deze reden hebben neurowetenschappers een aantal richtlijnen ontwikkeld om te bepalen of een chemische stof al dan niet als neurotransmitter moet worden gedefinieerd:

• Aanwezigheid van de chemische stof in de cel . De chemische stof wordt ofwel gesynthetiseerd in het neuron of op een andere manier daarin aangetroffen.
• Stimulus-afhankelijke afgifte . Het wordt in de juiste hoeveelheden door het neuron vrijgegeven bij stimulatie.
• Actie op de postsynaptische cel . De chemische stof moet worden vrijgegeven door het presynaptische neuron, en het postsynaptische neuron moet receptoren bevatten waaraan de chemische stof zich zal binden.
• Een mechanisme voor verwijdering . Er bestaat een specifiek mechanisme om de chemische stof van zijn activeringsplaats te verwijderen nadat zijn werk is gedaan.

Classificatie van neurotransmitters

Neurotransmitters spelen een belangrijke rol in het dagelijks leven en functioneren. Wetenschappers weten nog niet precies hoeveel neurotransmitters er bestaan, maar er zijn meer dan 60 verschillende chemische boodschappers geïdentificeerd.

Neurotransmitters kunnen worden geclassificeerd op basis van hun functie:

Opwindende neurotransmitters

Deze typen neurotransmitters hebben een exciterende werking op het neuron, wat betekent dat ze de kans vergroten dat het neuron een actiepotentiaal afgeeft. Enkele van de belangrijkste exciterende neurotransmitters zijn epinefrine en norepinefrine.

Remmende neurotransmitters

Deze typen neurotransmitters hebben een remmende werking op het neuron; ze verkleinen de kans dat het neuron een actiepotentiaal afvuurt. Enkele belangrijke remmende neurotransmitters zijn serotonine en gamma-aminoboterzuur (GABA).

Modulerende neurotransmitters

Deze neurotransmitters, vaak neuromodulatoren genoemd, kunnen een groter aantal neuronen tegelijkertijd beïnvloeden. Deze neuromodulatoren beïnvloeden ook de effecten van andere chemische boodschappers. Waar synaptische neurotransmitters door axonterminals worden vrijgegeven om een ​​snelwerkende impact op andere receptorneuronen te hebben, verspreiden neuromodulatoren zich over een groter gebied en werken ze langzamer.

Neurotransmitters die als neuromodulatoren werken, zijn onder andere acetylcholine, dopamine, serotonine, histamine en cannabinoïden.

Soorten neurotransmitters

Er zijn een aantal verschillende manieren om neurotransmitters te classificeren en categoriseren. In sommige gevallen worden ze simpelweg onderverdeeld in monoamines, aminozuren en peptiden. 

Neurotransmitters kunnen ook worden onderverdeeld in zes typen:

Aminozuren

• Gamma-aminoboterzuur (GABA) : Dit natuurlijk voorkomende aminozuur fungeert als de belangrijkste remmende chemische boodschapper van het lichaam. GABA draagt ​​bij aan het zicht en de motorische controle, en speelt ook een rol bij de regulering van angst. Benzodiazepinen, die worden gebruikt om angst te behandelen, werken door de efficiëntie van GABA-neurotransmitters te verhogen, wat gevoelens van ontspanning en kalmte kan vergroten.
• Glutamaat : De meest voorkomende neurotransmitter in het zenuwstelsel, glutamaat speelt een rol bij cognitieve functies zoals geheugen en leren . Overmatige hoeveelheden glutamaat kunnen excitotoxiciteit veroorzaken, wat resulteert in celdood. Deze excitotoxiciteit, veroorzaakt door de opbouw van glutamaat, wordt geassocieerd met sommige ziekten en hersenletsel, waaronder de ziekte van Alzheimer , beroerte en epileptische aanvallen.

Peptiden

• Oxytocine : Dit krachtige hormoon fungeert als een neurotransmitter in de hersenen. Het wordt geproduceerd door de hypothalamus en speelt een rol bij sociale herkenning, binding en seksuele voortplanting. Synthetische oxytocine zoals Pitocin wordt vaak gebruikt als hulpmiddel bij de bevalling. Zowel oxytocine als Pitocin zorgen ervoor dat de baarmoeder samentrekt tijdens de bevalling.
• Endorfines : Deze neurotransmitters remmen de overdracht van pijnsignalen en bevorderen gevoelens van euforie. Deze chemische boodschappers worden op natuurlijke wijze door het lichaam geproduceerd als reactie op pijn, maar ze kunnen ook worden geactiveerd door andere activiteiten zoals aerobe oefeningen. Bijvoorbeeld, het ervaren van een “runner’s high” is een voorbeeld van plezierige gevoelens die worden gegenereerd door de productie van endorfines.

Monoaminen

• Epinefrine : Ook bekend als adrenaline, wordt epinefrine beschouwd als zowel een hormoon als een neurotransmitter. Over het algemeen is epinefrine een stresshormoon dat wordt vrijgegeven door het bijniersysteem. Het functioneert echter als een neurotransmitter in de hersenen.
• Norepinefrine : Deze natuurlijk voorkomende chemische stof is een neurotransmitter die een belangrijke rol speelt bij alertheid en betrokken is bij de vecht-of-vluchtreactie van het lichaam . De rol ervan is om het lichaam en de hersenen te helpen mobiliseren om actie te ondernemen in tijden van gevaar of stress. De niveaus van deze neurotransmitter zijn doorgaans het laagst tijdens de slaap en het hoogst tijdens stressvolle tijden.
• Histamine : Deze organische verbinding fungeert als neurotransmitter in de hersenen en het ruggenmerg. Het speelt een rol bij allergische reacties en wordt geproduceerd als onderdeel van de reactie van het immuunsysteem op ziekteverwekkers.
• Dopamine : algemeen bekend als de feelgood-neurotransmitter, dopamine is betrokken bij beloning, motivatie en verslavingen. Verschillende soorten verslavende drugs verhogen de dopaminespiegels in de hersenen. Deze chemische boodschapper speelt ook een belangrijke rol bij de coördinatie van lichaamsbewegingen. De ziekte van Parkinson, een degeneratieve ziekte die resulteert in tremoren en motorische bewegingsstoornissen, wordt veroorzaakt door het verlies van dopamine-producerende neuronen in de hersenen.
• Serotonine : Een hormoon en neurotransmitter, serotonine speelt een belangrijke rol bij het reguleren en moduleren van stemming, slaap, angst, seksualiteit en eetlust. Selectieve serotonineheropnameremmers (SSRI’s) zijn een type antidepressivum dat vaak wordt voorgeschreven om depressie, angst, paniekstoornis en paniekaanvallen te behandelen. SSRI’s werken om de serotoninespiegels in evenwicht te brengen door de heropname van serotonine in de hersenen te blokkeren, wat kan helpen de stemming te verbeteren en angstgevoelens te verminderen.

Purinen

• Adenosine : Deze natuurlijke chemische stof werkt als een neuromodulator in de hersenen en is betrokken bij het onderdrukken van opwekking en het verbeteren van de slaap.
• Adenosinetrifosfaat (ATP) : ATP wordt beschouwd als de energievaluta van het leven en fungeert als neurotransmitter in het centrale en perifere zenuwstelsel . Het speelt een rol bij autonome controle, sensorische transductie en communicatie met gliacellen. Onderzoek suggereert dat het ook een rol kan spelen bij sommige neurologische problemen, waaronder pijn, trauma en neurodegeneratieve aandoeningen .

Gasotransmitters

• Stikstofoxide : Deze stof speelt een rol bij het beïnvloeden van gladde spieren. Het ontspant de spieren, waardoor de bloedvaten zich kunnen verwijden en de bloedstroom naar bepaalde delen van het lichaam toeneemt.
• Koolmonoxide : Dit kleurloze, geurloze gas kan giftige en potentieel dodelijke effecten hebben wanneer mensen worden blootgesteld aan hoge niveaus van de stof. Het wordt echter ook op natuurlijke wijze door het lichaam geproduceerd, waar het fungeert als een neurotransmitter die helpt de ontstekingsreactie van het lichaam te moduleren. 

Acetylcholine

• Acetylcholine : Dit is de enige neurotransmitter in zijn klasse. Het wordt aangetroffen in zowel het centrale als het perifere zenuwstelsel en is de primaire neurotransmitter die geassocieerd wordt met motorneuronen.  Het speelt een rol bij spierbewegingen, maar ook bij geheugen en leren.

Problemen met neurotransmitters

Zoals met veel lichaamsprocessen kunnen er soms dingen misgaan. Het is misschien niet verrassend dat een systeem dat zo groot en complex is als het menselijke zenuwstelsel vatbaar is voor problemen.

Enkele dingen die fout kunnen gaan zijn:

• Neuronen produceren mogelijk niet genoeg van een bepaalde neurotransmitter
• Neurotransmitters kunnen te snel worden gereabsorbeerd
• Te veel neurotransmitters kunnen door enzymen worden gedeactiveerd
• Er kan teveel van een bepaalde neurotransmitter worden vrijgegeven

Wanneer neurotransmitters worden beïnvloed door ziekte of medicijnen, kunnen er verschillende nadelige effecten op het lichaam optreden. Ziekten zoals Alzheimer, epilepsie en Parkinson worden geassocieerd met tekorten in bepaalde neurotransmitters.

Bepaalde neurotransmitters spelen een belangrijke rol in de hersenen door stemming te beïnvloeden, daarom worden ze soms beschreven als “feel-good” chemicaliën. Vijf belangrijke neurotransmitters zijn dopamine, serotonine, oxytocine, noradrenaline en endorfine.

Professionals in de gezondheidszorg zijn zich ervan bewust dat neurotransmitters een belangrijke rol kunnen spelen bij psychische aandoeningen. Daarom worden er vaak medicijnen voorgeschreven die de werking van de chemische boodschappers in het lichaam beïnvloeden, om verschillende psychiatrische aandoeningen te behandelen .

Dopamine wordt bijvoorbeeld geassocieerd met zaken als verslaving en schizofrenie. Serotonine speelt een rol bij stemmingsstoornissen, waaronder depressie en OCD. Dopamine, GABA, serotonine en noradrenaline worden in verband gebracht met angststoornissen. Medicijnen, zoals SSRI’s, kunnen door artsen en psychiaters worden voorgeschreven om symptomen van depressie of angst te behandelen.

Medicijnen die neurotransmitters beïnvloeden

Misschien wel de grootste praktische toepassing voor de ontdekking en het gedetailleerde begrip van hoe neurotransmitters functioneren, is de ontwikkeling van medicijnen die chemische transmissie beïnvloeden. Deze medicijnen zijn in staat om de effecten van neurotransmitters te veranderen, wat de symptomen van sommige ziekten kan verlichten.

• Agonisten vs. antagonisten : Sommige medicijnen staan ​​bekend als agonisten en werken door de effecten van specifieke neurotransmitters te vergroten. Andere medicijnen worden antagonisten genoemd en werken door de effecten van neurotransmissie te blokkeren.
• Directe vs. indirecte effecten : Deze neuro-acting drugs kunnen verder worden onderverdeeld op basis van of ze een direct of indirect effect hebben. Degenen die een direct effect hebben, werken door de neurotransmitters na te bootsen omdat ze qua chemische structuur erg op elkaar lijken. Degenen die een indirecte impact hebben, werken door op de synaptische receptoren te werken.

Medicijnen die de neurotransmissie kunnen beïnvloeden, zijn onder andere medicijnen die worden gebruikt om ziekten als depressie en angst te behandelen, zoals selectieve serotonineheropnameremmers (SSRI’s), tricyclische antidepressiva en benzodiazepinen .

SSRI’s zoals Prozac (fluoxetine) en Paxil (paroxetine) blokkeren bijvoorbeeld de absorptie van serotonine door zenuwcellen, waardoor de serotoninespiegels in de hersenen toenemen. Cholinesteraseremmers zoals Aricept (donepezil) blokkeren enzymen die acetylcholine afbreken, wat kan helpen de cognitieve functies te verbeteren bij mensen met de ziekte van Alzheimer .

Illegale drugs zoals heroïne , cocaïne en marihuana beïnvloeden ook de neurotransmissie. Heroïne fungeert als een direct-werkende agonist, die de natuurlijke opioïden van de hersenen voldoende nabootst om hun bijbehorende receptoren te stimuleren. Cocaïne is een voorbeeld van een indirect-werkende drug die de transmissie van dopamine beïnvloedt.

Een woord van Verywell

Neurotransmitters spelen een cruciale rol in neurale communicatie en beïnvloeden alles van onwillekeurige bewegingen tot leren tot stemming. Dit systeem is zowel complex als sterk onderling verbonden. Neurotransmitters werken op specifieke manieren, maar ze kunnen ook worden beïnvloed door ziektes, medicijnen of zelfs de acties van andere chemische boodschappers.