Neurokemi

Neurokemi är studiet av kemikalier , inklusive neurotransmittorer och andra molekyler såsom psykofarmaka och neuropeptider , som kontrollerar och påverkar nervsystemets fysiologi . Detta speciella område inom neurovetenskap undersöker hur neurokemikalier påverkar funktionen hos neuroner , synapser och neurala nätverk . Neurokemister analyserar biokemin och molekylärbiologin hos organiska föreningar i nervsystemet, och deras roller i sådana neurala processer inklusive kortikal plasticitet , neurogenes och neural differentiering .

Historia

Medan neurokemi som en erkänd vetenskap är relativt ny, har tanken bakom neurokemi funnits sedan 1700-talet. Ursprungligen hade hjärnan ansetts vara en separat enhet bortsett från det perifera nervsystemet. Från och med 1856 fanns det en rad forskning som motbevisade den idén. Hjärnans kemiska sammansättning var nästan identisk med sammansättningen av det perifera nervsystemet. Det första stora steget framåt i studiet av neurokemi kom från Johann Ludwig Wilhelm Thudichum , som är en av pionjärerna inom området "hjärnkemi". Han var en av de första som antog att många neurologiska sjukdomar kunde tillskrivas en obalans av kemikalier i hjärnan. Han var också en av de första forskarna som trodde att med kemiska medel kunde de allra flesta neurologiska sjukdomar behandlas, om de inte botas.

Irvine Page (1901-1991) var en amerikansk psykolog som publicerade den första stora läroboken med fokus på neurokemi 1937. Han hade också etablerat den första avdelningen som enbart ägnades åt studier av neurokemi 1928 vid München Kaiser Wilhelm Institute for Psychiatry.

Redan på 1930-talet kallades neurokemi mestadels som "hjärnkemi" och ägnades mest åt att hitta olika kemiska arter utan att direkt föreslå deras specifika roller och funktioner i nervsystemet. Det första biokemiska patologitestet för någon hjärnsjukdom kan tillskrivas Maria Buscaino (1887-1978), en neuropsykiater som studerade schizofreni. Hon fann att behandling av hennes patienters urin som hade schizofreni, extrapyramidala störningar eller amentia med 5 % silvernitrat gav en svart fällning kopplad till en onormal nivå av aminer. Detta blev känt som "Buscaino-reaktionen".

På 1950-talet blev neurokemi en erkänd vetenskaplig forskningsdisciplin. Grundandet av neurokemi som en disciplin spårar dess ursprung till en serie "International Neurochemical Symposia", varav den första symposiumvolymen som publicerades 1954 hade titeln Biochemistry of the Developing Nervous System . Dessa möten ledde till bildandet av International Society for Neurochemistry och American Society for Neurochemistry . Dessa tidiga sammankomster diskuterade den trevande naturen hos möjliga neurotransmittorsubstanser som acetylkolin , histamin , substans P och serotonin . 1972 var idéerna mer konkreta.

En av de första stora framgångarna med att använda kemikalier för att förändra hjärnans funktion var L-DOPA- experimentet. 1961 injicerade Walter Burkmayer L-DOPA i en patient med Parkinsons sjukdom . Kort efter injektionen hade patienten en drastisk minskning av skakningar, och de kunde kontrollera sina muskler på ett sätt som de inte hade kunnat på länge. Effekten toppade inom 2,5 timmar och varade i cirka 24 timmar.

Neurotransmittorer och neuropeptider

Den viktigaste aspekten av neurokemi är de signalsubstanser och neuropeptider som utgör den kemiska aktiviteten i nervsystemet. Det finns många neurokemikalier som är viktiga för korrekt neural funktion.

Neuropeptiden oxytocin, syntetiserad i magnocellulära neurosekretoriska celler, spelar en viktig roll i moderns beteende och sexuell reproduktion, särskilt före och efter födseln. Det är ett prekursorprotein som bearbetas proteolytiskt för att aktivera neuropeptiden som dess kortare form. Det är inblandat i nedgångsreflexen när mödrar ammar, livmodersammandragningar och hypotalamus-hypofys-binjureaxeln där oxytocin hämmar frisättningen av kortisol och adrenokortikotropt hormon.

Glutamat, som är den vanligaste neurotransmittorn, är en excitatorisk neurokemikalie, vilket betyder att dess frisättning i synapspalten orsakar avfyrning av en aktionspotential. GABA, eller gamma-aminosmörsyra, är en hämmande neurotransmittor. Det binder till plasmamembranet i neuronernas synapser, vilket utlöser inflödet av negativt laddade kloridjoner och utflödet av positivt laddade kaliumjoner. Detta utbyte av joner leder till hyperpolarisering av neurons transmembranpotential, vilket orsakas av denna negativa förändring.

Dopamin är en signalsubstans med stor betydelse i det limbiska systemet som reglerar emotionell funktionsreglering. Dopamin har många roller i hjärnan inklusive kognition, sömn, humör, mjölkproduktion, rörelse, motivation och belöning.

Serotonin är en signalsubstans som reglerar humör, sömn och andra roller i hjärnan. Det är en perifer signalförmedlare och finns i mag-tarmkanalen såväl som i blod. Forskning tyder också på att serotonin kan spela en viktig roll i leverregenerering.

Neurotypisk neurokemi

Neurokemi är studiet av olika typer, strukturer och funktioner hos neuroner och deras kemiska komponenter. Kemisk signalering mellan neuroner medieras av neurotransmittorer, neuropeptider, hormoner, neuromodulatorer och många andra typer av signalmolekyler. Många neurologiska sjukdomar uppstår på grund av en obalans i hjärnans neurokemi. Till exempel, vid Parkinsons sjukdom, finns det en obalans i hjärnans nivå av dopamin. Mediciner inkluderar neurokemikalier som används för att förändra hjärnans funktion och behandla störningar i hjärnan. En typisk neurokemist kan studera hur de kemiska komponenterna i hjärnan interagerar, neural plasticitet, neural utveckling, fysiska förändringar i hjärnan under sjukdom och förändringar i hjärnan under åldrande.

Neurokemi av PTSD

Ett av de stora forskningsområdena inom neurokemi är att titta på hur posttraumatisk stressyndrom förändrar hjärnan. Fluktuationer i neurotransmittornivån kan avgöra om en PTSD- episod inträffar och hur länge episoden varar. Dopamin har mindre effekt än noradrenalin . Olika neurokemikalier kan påverka olika delar av hjärnan. Detta gör att läkemedel kan användas för PTSD för att inte ha en oönskad effekt på andra hjärnprocesser. Ett effektivt läkemedel för att lindra mardrömmar i samband med PTSD är Prazosin .

Se även

  1. ^ a b    Foley, P. (2007). "Succi nervorum: en kort historia av neurokemi". Neuropsykiatriska störningar ett integrerat tillvägagångssätt . Journal of Neural Transmission. Supplementum . Journal of Neural Transmission. Supplementa. Vol. 72. Springer Wien. s. 5–15. doi : 10.1007/978-3-211-73574-9_2 . ISBN 9783211735732 . PMID 17982872 .
  2. ^   Thudichum, JLW (1962). En avhandling om hjärnans kemiska konstitution . Archon böcker. OCLC 1030309150 .
  3. ^ a b    Boullerne, Anne I.; Foley, Paul; Turner, Anthony J.; Johnston, Graham AR; Beart, Philip M. (januari 2020). "Ursprunget och den tidiga historien om neurokemin och dess samhällen" . Journal of Neurochemistry . 152 (1): 8–28. doi : 10.1111/jnc.14839 . ISSN 0022-3042 . PMID 31357242 .
  4. ^   Agranoff, Bernard W. (22 juli 2003). "Historia om neurokemi". eLS . Encyclopedia of Life Sciences . doi : 10.1038/npg.els.0003465 . ISBN 978-0470016176 .
  5. ^   Siegel, George J.; Albers, RW; Brady, ST; Price, DL (2006). Basic Neurochemistry, 7:e upplagan . Akademisk press. ISBN 978-0-12-088397-4 .
  6. ^     Lee, Heon-Jin; Macbeth, Abbe H.; Pagani, Jerome; Young, W. Scott (2009-04-10). "Oxytocin: Livets stora facilitator" . Framsteg inom neurobiologi . 88 (2): 127–151. doi : 10.1016/j.pneurobio.2009.04.001 . ISSN 0301-0082 . PMC 2689929 . PMID 19482229 .
  7. ^ "Mänsklig mjölk och laktation" . Medscape . 2022-03-15.
  8. ^     Takayanagi, Yuki; Yoshida, Masahide; Bielsky, Isadora F.; Ross, Heather E.; Kawamata, Masaki; Onaka, Tatsushi; Yanagisawa, Teruyuki; Kimura, Tadashi; Matzuk, Martin M.; Young, Larry J.; Nishimori, Katsuhiko (2005-10-25). "Genomgående sociala brister, men normal förlossning, hos möss med brist på oxytocinreceptor" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 102 (44): 16096–16101. Bibcode : 2005PNAS..10216096T . doi : 10.1073/pnas.0505312102 . ISSN 0027-8424 . PMC 1276060 . PMID 16249339 .
  9. ^    Siebielec, Sylwia; Siebielec, Grzegorz; Samolińska, Wioletta (2018-06-30). "Innehållet av bly och kadmium i utvalda grönsaker i Lublin-regionen" . Nauka Przyroda Technologie . 12 (2). doi : 10.17306/j.npt.00237 . ISSN 1897-7820 . S2CID 92547848 .
  10. ^ Sapolsky, Robert. "Biologi och mänskligt beteende: individualitetens neurologiska ursprung, 2:a upplagan" . PsycEXTRA Dataset . doi : 10.1037/e526622012-001 . Hämtad 2022-04-29 .
  11. ^ Majumdar, Devashis; Guha, Sephali (november 1988). "Konformation, elektrostatisk potential och farmakoforiskt mönster av GABA (gamma-aminosmörsyra) och flera GABA-hämmare". Journal of Molecular Structure: THEOCHEM . 180 : 125–140. doi : 10.1016/0166-1280(88)80084-8 .
  12. ^    Benes, Francine M (januari 2001). "Carlsson och upptäckten av dopamin". Trender inom farmakologiska vetenskaper . 22 (1): 46–47. doi : 10.1016/s0165-6147(00)01607-2 . ISSN 0165-6147 . PMID 11165672 .
  13. ^    George J. Siegel; et al., red. (2006). Grundläggande neurokemi: molekylära, cellulära och medicinska aspekter (7:e upplagan). Amsterdam. ISBN 978-0-08-047207-2 . OCLC 123438340 .
  14. ^   Heinbockel, Thomas; Csoka, Antonei B. (2019-10-23). Inledande kapitel: Den kemiska grunden för neural funktion och dysfunktion . IntechOpen. ISBN 978-1-83880-000-0 .
  15. ^     Beyene, Abraham G.; Yang, Sarah J.; Landry, Markita P. (2019-07-01). "Recensionsartikel: Verktyg och trender för att undersöka hjärnans neurokemi" . Journal of Vacuum Science & Technology A . 37 (4): 040802. Bibcode : 2019JVSTA..37d0802B . doi : 10.1116/1.5051047 . ISSN 0734-2101 . PMC 6559927 . PMID 31235991 .
  16. ^     Arnsten, Amy FT; Raskind, Murray A.; Taylor, Fletcher B.; Connor, Daniel F. (januari 2015). "Effekterna av stressexponering på prefrontal cortex: Översätta grundforskning till framgångsrika behandlingar för posttraumatisk stressyndrom" . Stressens neurobiologi . 1 : 89–99. doi : 10.1016/j.ynstr.2014.10.002 . ISSN 2352-2895 . PMC 4244027 . PMID 25436222 .

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Neurochemistry&oldid=1136192391 "