Santral Sinir Sistemi Nöromediyatörleri Prof. Dr. Hakan KARADAĞ Nöroregülatör Nöroregülatör Nörotransmiter Nöromodülatör Nörohormon Endokrin iletişim Parakrin iletişim Otokrin iletişim Nörotransmiter - Nöromodülatör NÖROTRANSMİTER Presinaptik uçtan sinaps aralığına salıverilir. Postsinaptik membranı (nöron, efektör hücre) etkiler. Tek başlarına uyarı iletimini sağlar. NÖROMODÜLATÖR Presinaptik uçtan sinaps aralığına salıverilir. Postsinaptik membranı (nöron, efektör hücre) etkiler. Tek başlarına uyarı iletimini sağlayamaz; nörotransmiterin etkilerini modüle eder. Nöroregülatör Nöroregülatör Nörotransmiter Nöromodülatör Nörohormon Endokrin iletişim Parakrin iletişim Otokrin iletişim Nöromediyatör Nöromediyatörlerin sentez, depolanma ve salıverilmeleri Küçük moleküllü nöromediyatörler Peptidler Nöroregülatör Nöroregülatör Nörotransmiter Nöromodülatör Nörohormon Endokrin iletişim Parakrin iletişim Otokrin iletişim Nöromediyatör Sinapslar İnhibitör Eksitatör disinhibisyon D E + B + C A - + YANIT Ko-transmiter A B Nörotransmiter Nöromediyatör Nöromodülatör Küçük moleküllü mediyatörlerin ve nöropeptidlerin farklı uyaranlarla salıverilmeleri Presinaptik reseptörler (- ) HETERORESEPTÖR OTORESEPTÖR Presinaptik reseptörler SSS Nöromediyatörleri Amin yapılı nöromediyatörler Asetilkolin Amino asit nöromediyatörler Peptid yapılı nöromediyatörler Diğerleri Amin yapılı nöromediyatörler Monoaminler Katekolaminler Dopamin Noradrenalin Adrenalin Serotonin Histamin Amino asit nöromediyatörler İNHİBİTÖR GABA Glisin EKSİTATÖR Glutamat Aspartat Peptid yapılı nöromediyatörler (Nöropeptidler) Glukagon Opiodler TRH, GnRH, ACTH P Maddesi (Substance P) Anjiotensin II Somatostatin VIP Kolesistokinin Nörotensin İnsülin Gastrin Bradikinin Vazopressin Oksitosin Motilin, Sekretin Nöropeptid Y, CGRP Nörokinin A ve B Galanin Karnozin Diğerleri NO Adenozin Steroidler (Aldosteron, Kortizol, Progesteron, Estrojenler, Testosteron) Prostaglandinler Dopaminerjik Sistem Tirozin Dopaminerjik Uç Tirozin hidroksilaz HVA DOPA Aromatik amino asit dekarboksilaz KOMT Dopamin (DA) MAO Rezerpin DA DOPAC DA Kokain Amfetamin The nigrostriatal dopamine pathway and the mesolimbic dopamine pathway Fonksiyonları Nigrostriatal yolak Parkinson hastalığında hipoaktivite Mezolimbik yolak ve mezokortikal yolak Şizofrenide artmış etkinlik (?) Pozitif pekiştiri (Nucleus accumbensteki uçlarda dopaminerjik etkinin güçlendirilmesine yol açan ilaç ve maddeler) Tuberoinfundibuler yolak Nöroendokrin fonksiyon Prolaktin, büyüme hormonu ve gonadotropinlerin salgılanmasında azalma James Olds ve Peter Milner, 1954 Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü Zevk Alma Merkezleri (Pleasure Centers) Septal alan Lateral hipotalamus Mediyal ön-beyin demeti (Diğerlerinden daha güçlü + pekiştiri sağlar) Ventral tegmental alan Dorsal pons Hoşnutsuzluk Merkezleri (Displeasure Centers) Hipotalamusun mediyal bölgeleri Mid-brain tegmental alanının lateral kısımları Figure 51-9 Cocaine and nicotine affect the rate of electrical self-stimulation of the brain. As the frequency of the self-stimulation current increases, the rate at which the subject presses a self-stimulation lever increases. In the presence of the drugs animals self-stimulate with a lower-frequency current that was previously ineffective. (Adapted from Wise et al. 1992.) Figure 51-10 Brain-reward circuitry in the rat. Intracranial self-stimulation may act directly on descending myelinated fibers. Suspected sites of drug actions are shown in boxes. Acc = nucleus accumbens; DA = dopaminergic fibers; Enk = enkephalin and other opioid-containing neurons; GABA = GABA-ergic inhibitory interneurons; LC = locus ceruleus; NE = norepinephrine-containing fibers; THC = tetrahydrocannabinol; VTA = ventral tegmental area. (Adapted from Gardner and Lowinson 1993.) Dopaminerjik Reseptörler İkinci Ulak Selektif Agonist Selektif Antagonist D1 AS stim. cAMP ↑ Fenoldopam SKF 38393 SCH 23390 SCH 39166 SKF 83566 D2 AS inh. K+ kanal açıl. Ca2+ kanal inh. Bromokriptin Sulpirid Domperidon D3 AS inh. Haloperidol, Sulpirid ve benzerleri: D3 > D2 D4 AS. İnh. Klozapin: D4 > D3 = D2 Striatumda seyrek olduğundan klozapinin ekstrapiramidal yan etkileri yoktur. D5 AS stim. cAMP ↑ Fonksiyonel önemleri bilinmemektedir. Dopamin ve flufenazine karşı daha yüksek afinite gösterirler. Noradrenalin Noradrenerjik Uç Tirozin Tirozin hidroksilaz DOPA Yıkım ürünleri Aromatik amino asit dekarboksilaz KOMT Dopamin (DA) NA Rezerpin MAO DA DbH NA Bazı antidepresanlar NA Noradrenalin (ve Adrenalin) Metabolizması MAO MAO Noradrenalin DOPGAL Aldehid redüktaz Adrenalin Aldehid dehidrogenaz KOMT KOMT DOPEG DOMA KOMT Normetanefrin KOMT MOPEG VMA Aldehid redüktaz Metanefrin Aldehid dehidrogenaz MOPGAL MAO DOPGAL: 3-4-dihidroksifenilglikolaldehid DOPEG: 3-4-dihidroksifeniletilenglikol DOMA: 3-4-dihidroksimandelik asid MOPEG (MHPG): 3-metoksi-4-hidroksifeniletilenglikol VMA: 3-metoksi-4-hidroksimandelik asid MOPGAL: 3-metoksi-4-hidroksifenilglikolaldehid MAO Noradrenalin Locus coeruleus (LC) Beyin noradrenalin içeriğinin yaklaşık % 70’i LC’de bulunur. LC aktivasyonu: Dikkat kesilme, korku ve alarm durumu Bu tabloya anksiyete, tremor, periferik sempatik hiperaktivasyon eşlik eder. LC tahribi Uyuşukluk, çevreye karşı ilginin azalması Lateral tegmental NAerjik sistem LC’tan inen: Lateral inici yolaklar Sempatik aktivasyon yapması olasıdır. Dorsal inici yolaklar Antinosiseptif etkiye aracılık ederler. Ventral inici yolaklar Lokomotor fonksiyonun noradrenerjik modülasyonunda rol oynarlar. Noradrenerjik sistemin nöroendokrin etkileri SALGIDA ARTMA GnRH Büyüme Hormonu SALGIDA AZALMA ACTH Vazopresin Serotonin (5-Hidroksitriptamin) Serotonerjik Uç Triptofan Triptofan hidroksilaz 5-HİAA 5-HTF Aromatik amino asit dekarboksilaz 5-HT MAO 5-HT 5-HİAA MDMA (metilendioksimetamfetamin) = ECSTASY 5-HT Bazı antidepresanlar Serotonin Rafe Sistemi Çıkıcı Yolaklar Uyku Korteksteki nöronların senkronizasyonu İnici Yolaklar a. Omurilik arka boynuz: Antinosiseptif b. Omurilik ön boynuz: Uyku sırasında kas tonusunun düzenlenmesi (?) Santral Serotonerjik Sistemin Rol Oynadığı Olaylar Majör depresyon Şizofreni Panik ve anksiyete bozuklukları Uyku İştah (azaltıcı) (Lateral hipotalamusta doygunluk merkezinin uyarılması) Ağrı Endokrin Prolaktin ACTH Serotonerjik Reseptörler 5-HT2 5-HT1 5-HT1A 5-HT2A 5-HT1B 5-HT2B 5-HT1D 5-HT2C 5-HT1E 5-HT1F 5-HT3 5-HT4 5-HT5 5-HT6 5-HT7 Serotonerjik Reseptörleri Etkileyen Başlıca İlaçlar Reseptör 5-HT1A 5-HT1AD İlaç Buspiron (parsiyel agonist) Sumatriptan (agonist) Etki Anksiyolitik Anti-migren 5-HT2A, 2C LSD (agonist) Klozapin vb. (antagonist) Ondansetron vb (antagonist) Halusinojen Antipsikotik Antiemetik 5-HT3 Histamin Histamin Mast hücrelerinde Mast hücreleri kan damarlarının yakınında yerleştiğinden onların kontrolünde rol oynayabilir. Nöronlarda Hipotalamusta tuberomamiller nükleus Çıkıcı aktive edici bir yolak oluşturur; kortikal uyanca neden olur. (H1 antagonistleri sedasyon ve uyku hali yaparlar.) Asetilkolin Fizyolojik Önemi Öğrenme ve bellek Alzheimer hastalığında kolinerjik hipoaktivite Ekstrapiramidal sistemin dengeli çalışması Kolinerjik/Dopaminerjik oran: Parkinson hastalığı Huntington koresi Giles de la Tourette hastalığı Friedreich hastalığı Asetilkolin Reseptörler Muskarinik M1 : IP3/DAG Aktivasyonu M2 : AS inhibisyonu, K+ kanallarının açılması, Ca++ kanallarının kapanması, Pre- ve postsinaptik. M3 : IP3 /DAG Aktivasyonu M4 M5 Nikotinik Heterojendir. Pentamerik yapıda olup bu yapıya sadece ve b alt birimler girer. Presinaptik yerleşimli olanlar nöromediyatör salıverilmesini artırır. GABA (Gama Amino Bütirik Asit) GABA (Gama-amino bütirik asit) Beynin en yaygın inhibitör nöromediyatörüdür. Genellikle ara nöron şeklindedir. GABA Döngüsü Glutamat Glutamik asit dekarboksilaz Vigabatrin Gabakulin GABA GABA transaminaz TCA DÖNGÜSÜ Süksinik semialdehid GABA Reseptörleri GABAA İçinde klorür kanalı bulunur. İnhibisyon yapar. GABAB İçinde iyon kanalı bulunmaz. G proteini ile kenetlidir. İnhibisyon yapar. GABAA Reseptör Kompleksi GABA bağlanma yeri (+) Agonist: GABA, musimol Antagonist: bikukulin Barbitürat bağlanma yeri (+) Agonist: barbitüratlar Benzodiazepin bağlanma yeri (+) Agonist: benzodiazepinler Ters agonist: b-CCE, b-CCM Antagonist: flumazenil Benzodiazepin bağlanma yerinin en az 2 alt tipi olduğu saptanmıştır: BZ1 (w1) ve BZ2 (w2) Pikrotoksin bağlanma yeri (-) Agonist: pikrotoksinin, pentilentetrazol Alkol bağlanma yeri (+) Agonist: alkol Glisin Glisin Omurilik ve beyin sapında yer alan inhibitör bir nörotransmiterdir. Reseptörü hücre membranında klorür kanalı ile kenetlenme gösterir. Striknin ile antagonize edilir. Tetanus toksini sinir ucundan glisin salıverilmesini inhibe ederek konvülsiyon oluşturur. Glutamat Glutamat Sentez ve yıkım Glutamin Glutamin sentetaz Glutaminaz Glutamik asit Glutamat Reseptörleri NMDA reseptörleri (N-metil-D-aspartat) AMPA reseptörleri (kiskalat res.) (-amino-3-hidroksi-5-metil-4-isoksazol propionat) Kainat reseptörleri Metabotropik glutamat reseptörleri mGlu1, mGlu2, mGlu3, mGlu4, mGlu5, mGlu6, mGlu7, mGlu8 Fizyolojik etkileri Eksitatör iletilerin taşınması Öğrenme ve bellek Nöronlarda eksitotoksik etki Ağrı duyusunun iletilmesi NMDA reseptörü Glutamat bağlanma yeri Glisin bağlanma yeri Poliamin bağlanma yeri Mg++ bağlanma yeri Fensiklidin bağlanma yeri NMDA reseptörü Ca++ Na+ l-glutamat Glisin NMDA Ketamin Dizosilpin (MK 801) Poliaminler Fensiklidin Mg++ İfenprodil Eliprodil Tim Bliss ve Terje Lømo 1973 Oslo - Norveç Uzun Süreli Potansiyalizasyon (Long Term Potentiation, LTP) P Maddesi P Maddesi Primer duyusal nöronların (C ve Ad liflerin) akson uçlarında glutamat ile birlikte bulunur. Periferden gelen nosiseptif uyarıları SSS’ye taşır. Opioid Sistem Endojen opioid peptidler (Opiopeptinler) Pro-enkefalin A Prodinorfin (Pro-enkefalin B) enkefalinler (met-enkefalin, leu-enkefalin) dinorfin-A, dinorfin-B, -neoendorfin, β –neoendorfin Kısıtlı dağılım (hipofiz + hipotalamusta nükleus arcuatus çevresi limbik sistem ve periakuaduktal gri madde) Yaygın dağılım (ağrı iletimi ile ilgili bölgeler, amigdala, hipokampus, LC, medulla oblongata, median eminens, adrenal medulla, pankreas, GIK sinir pleksusları) Yaygın dağılım (Pro-enkefalin A sistemine benzerlik gösterir) reseptörlerine afinite d reseptörlerine afinite Pro-opiomelano-kortin (POMK) β-lipotropin β –endorfin reseptörlerine afinite Endojen opioid peptidler (Opiopeptinler) Pro-enkefalin A Prodinorfin (Pro-enkefalin B) enkefalinler (met-enkefalin, leu-enkefalin) dinorfin-A, dinorfin-B, -neoendorfin, β –neoendorfin Kısıtlı dağılım (hipofiz + hipotalamusta nükleus arcuatus çevresi limbik sistem ve periakuaduktal gri madde) Yaygın dağılım (ağrı iletimi ile ilgili bölgeler, amigdala, hipokampus, LC, medulla oblongata, median eminens, adrenal medulla, pankreas, GIK sinir pleksusları) Yaygın dağılım (Pro-enkefalin A sistemine benzerlik gösterir) reseptörlerine afinite d reseptörlerine afinite Pro-opiomelano-kortin (POMK) β-lipotropin β –endorfin reseptörlerine afinite Memelilerde Endojen Opioid Ligandlar Prekürsör Endojen peptid Amino asid sırası Pro-opiomelanokortin b-Endorfin YGGFMTSEKSQTPLVTLFKNAIIKNAYKKGE Pro-enkefalin Metorfamide YGGFM YGGFL YGGFMRF YGGFMRGL YGGFMRRV-NH2 Pro-dinorfin Dinorfin A Dinorfin A(1-8) Dinorfin B -neoendorfin b-neoendorfin YGGFLRRIRPKLKWDNQ YGGFLRRI YGGFLRRQFKVVT YGGFLRKYPK YGGFLRKYP Pro-nosiseptin / OFQ Nosiseptin FGGFTGARKSARKLANQ Pro-endomorfin* Endomorfin-1 Endomorfin-2 YPWF-NH2 YPFF-NH2 [Met]enkefalin [Leu]enkefalin Opioid reseptörler üzerine opiopeptinlerin etkileri Opioid reseptörler Endojen Opioid Peptid Afinitesi Mü (µ) OP3 Endorfin enkefalin dinorfin Endomorfin I, II Delta (δ) OP1 Enkefalin endorfin ve dinorfin Kappa (κ) OP2 Dinorfin endorfin ve enkefalin NOP Nosiseptin (orphanin FQ) (ORL-1 µ κ δ) ORL-1 Bazı opioid etkilerine aracılık eden reseptör tipleri Etki Reseptör tipi Supraspinal analjezi µ1, δ, κ Spinal analjezi µ2, δ, κ Öfori Disfori Sedasyon Miyozis Solunum depresyonu Gastrointestinal transitin inhibisyonu Diürez Prolaktin salınımında artış Büyüme hormonu salınımında artış Asetilkolin salınımı inhibisyonu Dopamin salınımı inhibisyonu Beslenme µ1 κ µ, κ µ1, κ µ2 µ2, κ κ µ1 µ2, δ µ1 µ2, δ µ, δ, κ