Mózg człowieka to bardzo skomplikowany narząd. Od lat jest on łącznikiem pomiędzy definicjami humanistycznymi, takimi jak dusza i ego, a naukowymi. Odpowiada za nasze nastroje, pragnienia, emocje, świadomość. Przeciętny dorosły człowiek posiada około 100 miliardów komórek mózgowych, a na każdą komórkę przypada około 1000 połączeń synaptycznych. Każda myśl, czynność oraz emocja wymagają komunikacji pomiędzy komórkami mózgowymi, którą zapoczątkowują specjalne substancje chemiczne zwane neuroprzekaźnikami.

Co to są neuroprzekaźniki?

Neuroprzekaźniki są często nazywane chemicznymi posłańcami organizmu. Są to cząsteczki używane przez układ nerwowy do przesyłania wiadomości między neuronami lub z neuronów do mięśni. Neuroprzekaźnik oddziałuje na neuron na jeden z trzech sposobów: pobudzający, hamujący lub modulujący. To, czy neuroprzekaźnik jest pobudzający, czy hamujący, zależy od receptora, z którym się wiąże.

Do kluczowych neuroprzekaźników zaliczamy między innymi: acetylocholinę, dopaminę, noradrenalinę i wiele innych. Według najnowszych doniesień naukowych, przy większości zaburzeń psychicznych występują nierówne poziomy lub zmiany w funkcjonowaniu tych kluczowych substancji chemicznych w mózgu. Jeszcze do niedawna skupiano się tylko na kilku neuroprzekaźnikach i przypisywano im główną rolę w procesach myślowych.

Niski poziom serotoniny łączono z depresją kliniczną, podwyższoną noradrenalinę z zaburzeniami lękowymi, a podwyższoną dopaminę ze schizofrenią. Prowadzono także intensywne badania nad oddziaływaniem acetylocholiny, kwasu asparaginowego, glutaminianu i kwasu gamma-aminomasłowego (GABA). W ciągu ostatniego pięćdziesięciolecia wyizolowano wiele innych neuroprzekaźników i według naukowców, w ludzkim mózgu występuje ich ponad sto. W momencie przyjścia na świat nie otrzymujemy zapasu substancji chemicznych na całe życie. Nasz mózg możemy uznać za fabrykę, która ciągle produkuje serotoninę, dopaminę oraz inne neuroprzekaźniki w ciągu życia. Odkryto także, w których częściach mózgu są syntetyzowane poszczególne substancje.

Kluczowe neuroprzekaźniki

Każdy neuroprzekaźnik działa odmiennie na organizm człowieka i pobudza inny rodzaj komórek. Standardowy podział rozróżnia trzy główne klasy (I, II, III). Czasem zdarza się dodatkowy podział na podklasy (IIIa, IIIb).

Acetylocholina (Ach)

Jest pierwszym odkrytym neuroprzekaźnikiem. To mała cząsteczka o działaniu bezpośrednim, która działa głównie w mięśniach, pomagając przełożyć nasze intencje na ruch, na rzeczywiste działania, gdy sygnały są przekazywane z neuronów do włókien mięśniowych. Ale pełni w mózgu również inne role: pomaga ukierunkować uwagę i odgrywa kluczową rolę w regulacji wydolności wielu narządów (serce, płuca, gruczoły wewnątrz- i zewnątrzwydzielnicze, jelita i pęcherz moczowy).

Dopamina (DA)

Oprócz adrenaliny i noradrenaliny należy do grupy neuroprzekaźników nazywanych katecholaminami. Zaburzenia funkcjonowania układu dopaminergicznego w mózgu prowadzą do schorzeń ośrodkowego układu nerwowego, takich jak: choroba Parkinsona, schizofrenia oraz różne uzależnienia psychiczne. W nerkach dopamina reguluje wchłanianie zwrotne jonów sodu w kanalikach proksymalnych, a zaburzenia funkcjonowania nerkowego układu dopaminergicznego mogą być jedną z ważniejszych przyczyn nadciśnienia tętniczego u ludzi.

Noradrenalina (NE)

Jest zarówno hormonem, jak i neuroprzekaźnikiem. Jej oddziaływanie wiąże się z nastrojem, pobudzeniem, czuwaniem, pamięcią i stresem. Najnowsze badania wykazują jej rolę w zespole stresu pourazowego oraz w chorobie Parkinsona.

Epinefryna

Znana również jako adrenalina, epinefryna jest uważana zarówno za hormon, jak i neuroprzekaźnik. Ogólnie rzecz biorąc, epinefryna jest hormonem stresu uwalnianym przez układ nadnerczy. Działa jednak jako neuroprzekaźnik w mózgu. 

Histamina

Odgrywa między innymi rolę w kontroli temperatury, metabolizmie, kontroli cyklu snu i czuwania, regulacji różnych hormonów. Odgrywa również rolę w reakcjach alergicznych i jest wytwarzana jako część odpowiedzi układu odpornościowego na patogeny.

Serotonina (5HT)

Zwana „uspokajającą substancją chemiczną”, jest najbardziej znana ze swoich efektów modulujących nastrój. Brak 5HT został powiązany z depresją. Ale serotonina bierze również udział w sterowaniu apetytem, snem, pamięcią.

Adenozyna

Ta naturalnie występująca substancja chemiczna działa jako neuromodulator w mózgu i bierze udział w tłumieniu pobudzenia i poprawie snu.

Trójfosforan adenozyny (ATP)

Uważany za energetyczną walutę życia, ATP działa jako neuroprzekaźnik w ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym . Odgrywa  rolę w kontroli autonomicznej, transdukcji sensorycznej i komunikacji z komórkami glejowymi. Badania sugerują, że może również mieć udział w niektórych problemach neurologicznych, w tym bólu, urazach i zaburzeniach neurodegeneracyjnych.

Kwas glutaminowy, Glutaminian (GLU)

Jest najbardziej pobudzającym neuroprzekaźnikiem w korze mózgowej. Zbyt dużo glutaminianu może przyczynić się do śmierci neuronów z powodu udaru, urazowego uszkodzenia mózgu lub stwardnienia zanikowego bocznego. Podekscytowanie, jakie przynosi GLU jest ważne w procesie uczenia się i pamięci. Uwalniany przez nerwowe komórki zazwojowe układu nerwowego dociera do wszystkich organów i narządów, na które może działać dzięki obecności specyficznych receptorów.

Kwas gamma-aminomasłowy (GABA)

Działa hamująco na sygnalizację neuronową. Jeśli hamowanie to odbywa się zbyt mocno, to może dojść do drgawek. Odgrywa ważną rolę w rozwoju mózgu. We wczesnym etapie rozwoju pomaga w tworzeniu obwodów mózgowych. Dodatkowo GABA posiada właściwości przeciwbólowe i przeciwdepresyjne.

Oksytocyna i wazopresyna

Wytwarzane i uwalniane z podwzgórza oddziałują bezpośrednio na neurony. Hormony takie jak estrogen i testosteron również mogą działać jako neuroprzekaźniki i wpływać na aktywność synaptyczną.

Endorfiny

Te neuroprzekaźniki hamują przekazywanie sygnałów bólowych i wywołują uczucie euforii. Te przekaźniki chemiczne są wytwarzane naturalnie przez organizm w odpowiedzi na ból, ale mogą być również wyzwalane przez inne czynności, takie jak ćwiczenia aerobowe. Na przykład doświadczanie ” haju biegacza” jest przykładem przyjemnych uczuć generowanych przez produkcję endorfin.

Wpływ diety na powstawanie neuroprzekaźników

Bardzo często zapominamy o tym, że podstawowymi surowcami do powstawania wielu neuroprzekaźników są składniki odżywcze – aminokwasy, witaminy, minerały oraz inne substancje biochemiczne, które są pozyskiwane ze składników pokarmowych.

• Serotonina powstaje z aminokwasu o nazwie tryptofan, który jest składnikiem białka, a ostatni etap reakcji wymaga witaminy B₆ w roli kofaktora.
• Dopamina może powstać z któregokolwiek z dwóch konkretnych aminokwasów, a w reakcji biorą również udział żelazo i kwas foliowy.
• Noradrenalina jest syntetyzowana z  dopaminy, a najważniejszą rolę odgrywa przy tym miedź.
• Innym przykładem jest zapotrzebowanie na cynk i witaminę B₆ przy wytwarzaniu i regulacji GABA.

Prawidłowa aktywność neuroprzekaźników w synapsie jest niezbędna do zachowania dobrego zdrowia psychicznego. Głównie skupiamy się tutaj na wychwycie zwrotnym, podczas którego cząsteczki neuroprzekaźników zostają usunięte z synapsy i umieszczone ponownie w pierwotnej komórce mózgowej. Proces ten odbywa się dzięki białkom transportującym zlokalizowanym w błonie komórkowej. Pełnią one rolę przejścia dla powracających neuroprzekaźników.

Transportery są produkowane w mózgu przez cały czas, podczas ekspresji genu. Informacja zapisana w genie jest wykorzystywana do wyprodukowania białka. Istnieją pewne składniki odżywcze, które, zwiększają tempo wytwarzania transporterów. Są również produkty, które hamują ten proces. W efekcie tych przemian, u osób z niewystarczającą metylacją występuje zazwyczaj obniżona aktywność serotoniny i skłonność do depresji. Natomiast osoby z nadmierną metylacją mogą doświadczać zbyt dużej aktywności dopaminy i mieć tendencję do zaburzeń lękowych i schizofrenii paranoidalnej.

U takich pacjentów duże znaczenie odgrywa dieta składająca się z produktów odżywczych ukierunkowanych na uregulowanie poziomu grup metylowych. W ten sposób doprowadza się do prawidłowej aktywności synaptycznej ważnych neuroprzekaźników. Jednak problem ten jest dużo bardziej złożony. Jeśli ktoś ma obniżony poziom jakiegoś składnika, być może będzie potrzebował dawki odpowiadającej kilkukrotnej wartości zalecanego dziennego spożycia, gdyż bardzo możliwe, że cierpi na genetyczną skłonność do niedoboru.

Wielokrotnie stan pacjentów, którzy mają nadmiar miedzi, melatoniny, kwasu foliowego czy żelaza ulega pogorszeniu w czasie suplementacji zawierającej te składniki odżywcze. Prawdziwym wyzwaniem więc jest dokładna identyfikacja u pacjenta nadmiarów i niedoborów konkretnych składników odżywczych oraz rozpoczęcie kuracji, która mogłaby wyrównać poziom tych substancji we krwi i mózgu z chirurgiczną precyzją.

Dieta śródziemnomorska 

Wykazano pozytywny wpływ diety śródziemnomorskiej na funkcjonowanie zdrowia psychicznego. Żywność o działaniu profilaktycznym i leczniczym w aspekcie zaburzeń psychicznych to przede wszystkim:

• Ryby i owoce morza bogate w kwasy omega-3 i witaminy z grupy B (łosoś, makrela, halibut, krewetki, tuńczyk, sardynki, śledź, sola, tilapia).
• Orzechy, nasiona, pestki – źródło nienasyconych kwasów tłuszczowych, tyrozyny, choliny i cynku. Poszczególne gatunki zawierają różne wartości odżywcze, natomiast każdy z nich oddziałuje korzystnie na funkcjonowanie mózgu. Szczególnie polecane są orzechy włoskie, migdały, pestki dyni, siemię lniane, ziarno słonecznika.
• Nasiona roślin strączkowych obfite w cholinę, cynk, tryptofan i witaminy z grupy B, głównie: soja, soczewica, groch, fasola biała, a także bób.
• Miód – szczególnie polecane: spadziowy, wielokwiatowy i rzepakowy ze względu na wysoką zawartość choliny.
• Kasza i ryż – źródła tryptofanu i cynku. Szczególnymi wartościami odżywczymi wyróżniają się kasza jaglana, gryczana oraz ryż pełnoziarnisty.
• Jaja kurze – bogactwo witamin i minerałów. Zawierają nie tylko te substancje, również są szczególnie bogate w cholinę.

Podsumowanie

Neuroprzekaźniki odgrywają kluczową rolę w komunikacji neuronowej. Wpływają na wiele procesów w naszym organizmie, począwszy od mimowolnych ruchów po funkcje poznawcze, pamięć a także nastrój. Ten system jest zarówno złożony, jak i silnie powiązany. Neuroprzekaźniki działają w określony sposób, ale mogą na nie wpływać również choroby, leki, a nawet działanie innych przekaźników chemicznych.

Bibliografia:

1. Booij L., H., D., Anatomy and physiology of neuromuscular transmission – part III, 2009
2. Drożak J., Bryła J., Dopamina – nie tylko neuroprzekaźnik, 2005.
3. Szpręgiel I., Wrońska D., Pałka S., Kania B., F., Wpływ kwasu glutaminowego na wydzielanie glikokortykoidów przez nadnercza królików (Oryctolagus cuniculus) w warunkach in vitro – badania wstępne, 2020.
4. Walsh W., J., Zdrowy mózg, 2019.
5. https://qbi.uq.edu.au/brain/brain-functions/what-are-neurotransmitters
6. https://www.verywellmind.com/what-is-a-neurotransmitter-2795394