Cơ chế hoạt động của chất dẫn truyền thần kinh

Để các tế bào trong hệ thần kinh có thể gửi tín hiệu đi khắp cơ thể, chúng cần phải liên lạc với nhau thông qua chất dẫn truyền thần kinh. Các chất này di chuyển giữa các khớp thần kinh để truyền tín hiệu đến tế bào thần kinh tiếp theo.

Về mặt sinh lý, hệ thần kinh được chia làm hai phần là hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh ngoại biên. Hệ thần kinh trung ương cấu tạo bởi não và tuỷ sống, là trung tâm điều khiển, chỉ huy mọi hoạt động của cơ thể. Hệ thần kinh ngoại biên tập hợp các dây thần kinh trải rộng khắp cơ thể, mang thông điệp quan trọng, giao tiếp giữa cơ thể và não bộ.

Tế bào thần kinh hay còn gọi là nơ-ron thần kinh, là tế bào đảm nhận nhiệm vụ truyền tín hiệu từ trung khu thần kinh đến các cơ quan, cũng như phản hồi lại thông tin từ các cơ quan trở về não bộ.

Khi có một tín hiệu từ hệ thần kinh trung ương, một xung thần kinh sẽ được hình thành, dẫn truyền qua các tế bào thần kinh đến tế bào cơ quan đích. Giữa các tế bào thần kinh là các khớp thần kinh, hay còn gọi là khe synap.

Chất dẫn truyền thần kinh về bản chất là các chất hoá học giúp dẫn truyền xung động qua các khe synap giữa hai tế bào thần kinh liền kề nhau, hoặc giữa tế bào thần kinh và tế bào đích mà xung thần kinh hướng tới (tế bào cơ, tế bào tuyến).

Tín hiệu thần kinh từ não bộ sẽ hình thành xung thần kinh chính là điện thế hoạt động lan truyền dọc theo sợi trục của nơron. Điện thế hoạt động gây ra bởi sự trao đổi ion Na+ và K+ qua màng sợi trục. Tốc độ dẫn truyền xung thần kinh nhanh hơn trên các nơ-ron có bao myelin.

Nơ-ron thần kinh sinh ra các enzyme giúp tổng hợp chất dẫn truyền thần kinh. Các chất này được dự trữ trong các túi ở cúc synap nằm ở tận cùng sợi thần kinh. Điện thế hoạt động được lan truyền đến cuối sợi nơron thần kinh sẽ mở các kênh Canxi tại đó. Canxi được giải phóng làm hoà màng các túi dự trữ vào màng tế bào tận cùng sợi trục. Sự hòa màng tạo thành một lỗ thông, giúp các chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng vào khe synap.

Sau khi khuếch tán qua khe synap, các chất dẫn truyền thần kinh gắn vào thụ thể đặc hiệu nằm trên màng tế bào ở nơ-ron thần kinh liền kề hoặc tế bào đích. Thụ thể và chất dẫn truyền thần kinh hoạt động theo cơ chế ổ khoá – chìa khoá. Một chất dẫn truyền thần kinh đặc hiệu sẽ chỉ gắn vào một loại thụ thể tương ứng, kích hoạt những thay đổi trong tế bào tiếp nhận. Các chất dẫn truyền có thể gây đáp ứng kích thích, tiếp tục truyền tín hiệu đến tế bào ở sau. Hoặc cũng có thể chặn tín hiệu, ngăn không cho xung động được truyền đi (đáp ứng ức chế).

Các chất dẫn truyền thần kinh sau khi đã tương tác với thụ thể, sẽ diễn biến theo các trường hợp sau:

• Thoái hoá: bị enzyme thay đổi cấu trúc để trở nên bất hoạt, không thể gắn vào thụ thể tương ứng.
• Khuếch tán: các chất dẫn truyền đi vào các mô xung quanh và được loại bỏ.
• Tái hấp thu: chất dẫn truyền được bơm trở lại túi dự trữ ở tận cùng sợi trục trước synap để tái sử dụng.

Bất cứ một bất thường nào trên cơ chế hoạt động của chất dẫn truyền thần kinh đều dẫn đến các tình trạng bệnh lý như:

• Sự mất cân bằng các chất dẫn truyền thần kinh: bệnh Alzheimer, tự kỷ, trầm cảm, động kinh, bệnh Huntington, bệnh Parkinson, bệnh tâm thần phân liệt.
• Các thụ thể không hoạt động: bệnh nhược cơ.
• Giảm hấp thu chất dẫn truyền tại nơron: bệnh xơ cứng cột bên teo cơ.
• Khiếm khuyết các kênh ion: thất điều chu kỳ, liệt chu kỳ tăng/giảm Kali máu, rối loạn trương lực cơ bẩm sinh.
• Ngộ độc: nhiễm độc tính của các loại vi sinh vật như vi khuẩn độc thịt Clostridium botulinum, nấm Amanita muscaria.

Nguồn tham khảo: msdmanuals.com - slideshare.net - verywellmind.com