Neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori sono molecole sintetizzate dai neuroni e poi rilasciate dagli stessi a livello sinaptico per agire su cellule bersaglio. La ricerca neurobiologica ha elaborato una serie di criteri che devono essere soddisfatti affinché una molecola possa essere considerata un neurotrasmettitore:
a) la molecola deve poter essere identificata dal punto di vista chimico; la sua presenza e la presenza di enzimi responsabili della sua sintesi devono essere dimostrate nel neurone presinaptico;
b) una volta purificata essa deve produrre sperimentalmente su una cellula bersaglio gli stessi effetti prodotti dalla stimolazione del neurone che normalmente innerva tale cellula;
c) la sua azione deve poter essere bloccata da molecole ad azione antagonista in grado di interferire con qualsiasi fase della neurotrasmissione;
d) devono poter essere identificati i meccanismi fisiologici che causano la veloce cessazione della sua azione su una cellula bersaglio.
I neurotrasmettitori classici sono sintetizzati continuamente da enzimi presenti nelle terminazioni assoniche e sono sempre disponibili per la trasmissione sinaptica. Si suddividono in:
a) famiglia delle amine, che comprende, tra gli altri:
l’acetilcolina, una amina quaternaria;
le catecolamine dopamina, adrenalina e noradrenalina;
la serotonina, una indolamina;
b) la famiglia degli aminoacidi neurotrasmettitori, comprendenti:
il glutamato,
l’aspartato,
l’acido gamma-aminobutirrico (GABA)
la glicina.
Ciascun neurone adulto utilizza un unico neurotrasmettitore in ognuna delle sue terminazioni sinaptiche. Durante lo sviluppo, un precursore neuronale differenzia in cellule terminali, le quali hanno ciascuna un fenotipo ben definito (colinergico, noradrenergico, ecc, termini introdotti da Henry Dale, per indicare i neuroni che utilizzano tali neurotrasmettitori, e successivamente il suffisso –ergico è stato esteso a tutti i neurotrasmettitori identificati).
Secondo la legge di Dale, un neurone che si differenzia come dopaminergico, produrrà sempre dopamina e non altri neurotrasmettitori classici, in tutti i suoi terminali sinaptici. L’eccezione riguarda piccoli peptidi (neuropeptidi) che possono essere liberati dalle stesse terminazioni assoniche che contengono i neurotrasmettitori classici. I neuropeptidi si legano a specifici recettori di membrana e mettono in moto nuove attività cellulari, compresa l’apertura di canali ionici.
Queste molecole possono funzionare secondo tre modalità, anche sovrapponibili fra loro:
neurotrasmettitore con azione a breve raggio attraverso una fessura sinaptica,
ormone locale, capace di agire su un ristretto numero di cellule a breve distanza dal sito di rilascio,
neuroormone, liberato nel flusso sanguigno e con azione su cellule anche molto distanti.
I neuropeptidi sono prodotti secondo i meccanismi della sintesi proteica, come precursori proteici più grandi, a livello del reticolo endoplasmatico rugoso (RER) nel corpo cellulare di un neurone. Essi sono quindi sottoposti a scissione enzimatica da parte di proteasi presenti nel lume del reticolo, che produce i neuropeptidi attivi. Questi attraversano l’apparato di Golgi, sono ulteriormente elaborati e impacchettati in vescicole che gemmano in tale organulo e sono trasportati verso la terminazione assonica dal trasporto assonale veloce.
A livello di molte sinapsi può essere secreto un neurotrasmettitore classico e un neuropeptide i quali agiscono l’uno accanto all’altro ma con modalità diverse. La membrana della cellula postsinaptica possiede in queste sinapsi diversi tipi di recettori: un o più per il neurotrasmettitore classico e un recettore per il neuropeptide.
Recentemente sono stati identificati altri tipi di neurotrasmettitori, non convenzionali, i quali hanno natura gassosa (ossido nitrico NO, monossido di carbonio CO) o lipidica (cannabinoidi).