Hoe hersencellen met elkaar communiceren

Met een gewicht van slechts ongeveer drie pond zijn de hersenen het meest gecompliceerde deel van het menselijk lichaam. Als het orgaan dat verantwoordelijk is voor intelligentie, gedachten, sensaties, herinneringen, lichaamsbeweging, gevoelens en gedrag, is het eeuwenlang bestudeerd en verondersteld. Maar het is het laatste decennium van onderzoek dat de belangrijkste bijdragen heeft geleverd aan ons begrip van hoe de hersenen functioneren. Zelfs met deze vorderingen is wat we tot nu toe weten waarschijnlijk maar een fractie van wat we ongetwijfeld in de toekomst zullen ontdekken.

Men gelooft dat het menselijk brein functioneert in een complexe chemische omgeving door middel van verschillende soorten neuronen en neurotransmitters. Neuronen zijn hersencellen met een nummering in miljarden die in staat zijn tot onmiddellijke communicatie met elkaar via chemische boodschappers die neurotransmitters worden genoemd. Terwijl we ons leven leiden, ontvangen hersencellen voortdurend informatie over onze omgeving. Het brein probeert vervolgens een interne representatie van onze externe wereld te maken door middel van complexe chemische veranderingen.

Neuronen (hersencellen)

Het centrum van het neuron wordt de cel genoemd lichaam of soma. Het bevat de kern, die het deoxyribonucleïnezuur (DNA) of genetisch materiaal van de cel herbergt. Het DNA van de cel bepaalt welk type cel het is en hoe het zal functioneren.

Aan het ene uiteinde van het cellichaam bevinden zich de dendrieten, die ontvangers zijn van informatie verzonden door andere hersencellen (neuronen). De term dendriet, die afkomstig is van een Latijnse term voor boom, wordt gebruikt omdat de dendrieten van een neuron lijken op boomtakken.

Aan de andere kant van het cellichaam bevindt zich het axon. Het axon is een lange buisvormige vezel die zich van het cellichaam uitstrekt. Het axon werkt als een geleider van elektrische signalen.

Aan de basis van het axon bevinden zich de axon terminals. Deze terminals bevatten blaasjes waar chemische boodschappers, ook bekend als neurotransmitters, zijn opgeslagen.

Neurotransmitters (chemische boodschappers)

Er wordt aangenomen dat de hersenen honderden verschillende soorten chemische boodschappers bevatten (neurotransmitters). Over het algemeen worden deze boodschappers gecategoriseerd als exciterend of remmend. Een exciterende boodschapper stimuleert de elektrische activiteit van de hersencel, terwijl een remmende boodschapper deze activiteit kalmeert. De activiteit van een neuron (hersencel) wordt grotendeels bepaald door de balans van deze exciterende en remmende mechanismen.

Wetenschappers hebben specifieke neurotransmitters geïdentificeerd waarvan wordt aangenomen dat ze verband houden met angststoornissen. De chemische boodschappers die meestal worden getarget met medicijnen die vaak worden gebruikt om paniekstoornis te behandelen, zijn onder andere:

serotonine. Deze neurotransmitter speelt een rol bij het moduleren van verschillende lichaamsfuncties en gevoelens, inclusief onze gemoedstoestand. Lage serotonineniveaus zijn in verband gebracht met depressie en angst. De antidepressiva die selectieve serotonineheropnameremmers (SSRI's) worden genoemd, worden beschouwd als de eerstelijnsmiddelen bij de behandeling van paniekstoornissen. SSRI's verhogen het niveau van serotonine in de hersenen, wat resulteert in verminderde angst en remming van paniekaanvallen.
norepinephrine is een neurotransmitter waarvan wordt gedacht dat deze verband houdt met de vecht- of vluchtstressrespons. Het draagt bij aan gevoelens van alertheid, angst, angst en paniek. Selectieve serotonine-norepinefrine heropnameremmers (SNRI's) en tricyclische antidepressiva beïnvloeden de niveaus van serotonine en norepinefrine in de hersenen, wat resulteert in een anti-paniekeffect.
Gamma-aminoboterzuur (GABA) is een remmende neurotransmitter die werkt via een negatief feedbacksysteem om de transmissie van een signaal van de ene cel naar de andere te blokkeren. Het is belangrijk voor het uitbalanceren van de excitatie in de hersenen. Benzodiazepinen (anti-angst medicijnen) werken aan de GABA-receptoren van de hersenen en brengen een staat van ontspanning teweeg.

Neuronen en neurotransmitters die samenwerken

Wanneer een hersencel sensorische informatie ontvangt, vuurt deze een elektrische impuls af die het axon aflegt naar de axonaansluiting waar chemische boodschappers (neurotransmitters) worden opgeslagen. Dit triggert de vrijgave van deze chemische boodschappers in de synaptische kloof, die een kleine ruimte is tussen het zendende neuron en het ontvangende neuron..

Terwijl de boodschapper zijn reis over de synaptische kloof maakt, kunnen er verschillende dingen gebeuren:

De boodschapper kan worden afgebroken en uit het beeld worden geslagen door een enzym voordat het zijn doelreceptor bereikt.
De boodschapper kan via een heropnamemechanisme terug in de axonterminal worden getransporteerd en worden gedeactiveerd of gerecycled voor toekomstig gebruik.
De boodschapper kan binden aan een receptor (dendriet) in een naburige cel en de aflevering van de boodschap voltooien. Het bericht kan dan worden doorgestuurd naar de dendrieten van andere naburige cellen. Maar als de ontvangende cel bepaalt dat er geen neurotransmitters meer nodig zijn, zal deze het bericht niet doorsturen. De boodschapper zal dan blijven proberen om een andere ontvanger van zijn bericht te vinden totdat deze wordt gedeactiveerd of teruggebracht naar de axonterminal door het heropnamesysteem.

Voor een optimale hersenfunctie moeten neurotransmitters zorgvuldig uitgebalanceerd en georkestreerd zijn. Ze zijn vaak met elkaar verbonden en vertrouwen op elkaar voor een goede werking. De neurotransmitter GABA, die ontspanning induceert, kan bijvoorbeeld alleen goed functioneren met voldoende hoeveelheden serotonine. Veel psychische stoornissen, waaronder paniekstoornissen, kunnen het gevolg zijn van slechte kwaliteit of lage hoeveelheden van bepaalde neurotransmitters of neuronreceptorplaatsen, de afgifte van te veel neurotransmitter of het slecht functioneren van de heropnameremechanismen van het neuron..