Chất dẫn truyền thần kinh là chất trung gian cho việc truyền tín hiệu ở synapse giữa các neurons dựa vào các chất hóa học hoặc phân tử được gọi là các neurotransmitter - các chất dẫn truyền thần kinh.

Được tiết ra từ một phần của neuron (sợi trục - axon) đến khe synapse giữa hai neuron, chất dẫn truyền thần kinh khuếch tán qua khoảng này và kết hợp với các receptors trên bề mặt của tế bào thu hoặc nhận, gây ra một đáp ứng điện hóa ở tế bào này.

Hơn 50 loại chất dẫn truyền thần kinh đã được phát hiện và ngày càng được tìm thấy nhiều hơn. Các nhà nghiên cứu đã hứa hẹn rằng hầu hết các loại thuốc hoạt động thông qua chất dẫn truyền thần kinh. Các chất dẫn truyền thần kinh quan trọng bao gồm acetylcholine (ACh) được sử dụng bởi các neurons vận động ở tủy sống; các catecholamines (bao gồm norepinephrine và dopamin), vô cùng quan trọng kích thích hệ thần kinh giao cảm; serotonin ảnh hưởng đến thân nhiệt, thu nhận cảm giác, khởi động giấc ngủ và một nhóm chất được gọi là endorphins (morphin nội sinh) liên quan tới giảm đau. Trong những năm gần đây, đã có ghi nhận sự mất cân bằng hóa sinh trong não đóng vai trò lớn trong các bệnh lý tâm thần. Thiếu norepinephrine đặc trưng bởi một số loại trầm cảm và sự mất cân bằng dopamine là một yếu tố liên quan với tâm thần phân liệt.

Có một số chất dẫn truyền thần kinh được cơ thể sử dụng cho các chức năng khác nhau, bao gồm acetylcholine, glutamate, GABA, glycine, dopamine, norepine- phrine và serotonin. Glutamate là chất kích thích thần kinh chính trong não. Nó cũng là chất trung gian tạo nên trương lực của hệ thần kinh. Glutamate có liên quan đến các synapse thần kinh có thể chỉnh sửa, trong các nghiên cứu về trí nhớ. Ngược lại, axit gamma-aminobutyric (GABA) và glycine đóng vai trò là chất dẫn truyền thần kinh ức chế chính. Cụ thể, GABA có thể chiếm khoảng 40% trong việc dẫn truyền các tín hiệu ức chế trong não. Glycine được tìm thấy chủ yếu trong tủy sống. Dopamine, một chất dẫn truyền thần kinh chính khác, đóng một vai trò thiết yếu trong một số chức năng của não, bao gồm học tập, kiểm soát vận động, khen thưởng, cảm xúc và chức năng điều hành. Dopamine cũng có liên quan đến các rối loạn tâm thần và thần kinh. Serotonin là một chất dẫn truyền thần kinh điều chỉnh nhiều quá trình tâm thần kinh và hoạt động thần kinh - nhiều loại thuốc được sử dụng trong tâm thần học và thần kinh nhắm đến serotonin. Serotonin cũng có tác động ảnh hưởng đến các quá trình tiêu hóa như nhu động ruột, kiểm soát bàng quang và chức năng tim mạch. Norepinephrine là một monoamine được tổng hợp trong hệ thần kinh trung ương và thần kinh giao cảm. Vùng đệm của não đóng một vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu của norepinephrine. Việc giải phóng norepinephrine trong não ảnh hưởng đến nhiều quá trình khác nhau, bao gồm căng thẳng, ngủ, chú ý, tập trung và viêm. Nó cũng đóng một vai trò trong việc điều chỉnh các phản ứng của hệ thần kinh tự chủ. Histamine là một chất dẫn truyền thần kinh khác làm trung gian các chức năng nội môi trong cơ thể, thúc đẩy sự tỉnh táo, điều chỉnh hành vi ăn và kiểm soát hành vi vận động.

Axit gamma-aminobutyric (GABA), chất dẫn truyền thần kinh ức chế chính trong hệ thần kinh trung ương, được nhắm mục tiêu trong điều trị rối loạn lo âu, mất ngủ, động kinh và các bệnh khác. Đặc biệt, những loại thuốc này làm thay đổi chức năng GABAergic bằng cách nhắm mục tiêu vào các thụ thể GABA-A và GABA-B.

Dopamine không chỉ đóng một vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh lý, mà còn có một vai trò trong bệnh lý của các bệnh tâm thần và thoái hóa thần kinh. Rối loạn dẫn truyền thần kinh dopamine có liên quan đến tâm thần phân liệt, rối loạn tâm thần, trầm cảm, hội chứng Tourette và rối loạn tăng động giảm chú ý. Về các bệnh thoái hóa thần kinh, dopamine có liên quan đến bệnh Parkinson, bệnh đa xơ cứng và bệnh Huntington. Đã có nhiều nghiên cứu về vai trò của tế bào thần kinh dopaminergic trong bệnh Parkinson. Hiện nay, nghiên cứu cho thấy rằng, sự thoái hóa của tế bào thần kinh dopaminergic ở dây thần kinh đệm chất có liên quan đến cơ chế bệnh sinh của bệnh Parkinson.

Serotonin, một chất dẫn truyền thần kinh kiểm soát một số quá trình tâm thần kinh, có liên quan đến cơ chế bệnh sinh của bệnh trầm cảm. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng những bệnh nhân bị trầm cảm nội sinh có nồng độ tryptophan trong huyết tương thấp, một tiền chất của serotonin. Hơn nữa, các nghiên cứu sau khi khám nghiệm tử thi đã phát hiện ra mối liên quan giữa việc giảm mức serotonin trong não và việc tự sát ở những bệnh nhân trầm cảm. Vì vậy, khá nhiều loại thuốc đã được phát triển nhắm vào serotonin trong điều trị trầm cảm. Ví dụ, thuốc chống trầm cảm ba vòng hoạt động bằng cách tăng mức serotonin trong khớp thần kinh.

Norepinephrine tham gia vào cơ chế bệnh sinh của các rối loạn tâm thần kinh. Những thay đổi trong việc kích hoạt locus coeruleus, rối loạn điều hòa chức năng norepinephrine, điều hòa receptors ở synapse và số lượng của norepinephrine là những nguyên nhân dẫn đến bệnh sinh. Các tình trạng liên quan đến rối loạn về chất và lượng của norepinephrine bao gồm rối loạn lo âu, rối loạn tâm trạng, rối loạn tăng động giảm chú ý, bệnh Alzheimer và rối loạn căng thẳng sau chấn thương. Hơn nữa, nhiều triệu chứng trong những rối loạn này là do rối loạn chức năng norepinephrine trực tiếp trong mạch thần kinh.

Một yếu tố góp phần nổi bật vào cơ chế bệnh sinh của các bệnh qua trung gian IgE là chất dẫn truyền thần kinh histamine. Được sản xuất trong tế bào mast, histamine phát huy tác dụng trong cơ thể bằng cách liên kết với một số thụ thể histamine. Hai trong số các đặc điểm cơ bản của bệnh hen suyễn, co thắt phế quản và phù nề niêm mạc, có liên quan trực tiếp đến kích thích thụ thể histamine. Histamine cũng liên quan đến cơ chế bệnh sinh của bệnh xơ cứng bì lan tỏa, được đặc trưng bởi quá trình viêm thoái hóa myelin trong hệ thần kinh trung ương. Trên các mô hình động vật, histamine đã được chứng minh là có thể thay đổi tính thấm của hàng rào máu não. Sự thay đổi về tính thấm này dẫn đến sự gia tăng các tế bào xâm nhập vào hệ thần kinh trung ương, sau đó làm nặng lên tình trạng viêm mô thần kinh.

Tài liệu tham khảo

1. Roth J., LeRoith D., Shiloach J., et al., The evolutionary origins of hormones, neurotransmitters, and other extracellular chemical messengers: implications for mammalian biology, The New England Journal of Medicine, 306 (9), DOI: 10.1056/ NEJM198203043060907, 1982, 523 - 527.
2. Taber K.H., Wen C., Khan A., et al., The Limbic Thalamus, The Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences, 16 (2), American Psychiatric Publishing, DOI: 10.1176/jnp. 16.2.127, 2004, 127 - 132.
3. Hyman S.E., Neurotransmitters, Current Biology, 15 (5), Elsevier: R154-R158. DOI: 10.1016/ j.cub.2005.02.037, 2005.
4. Sheffler Z.M., Reddy V., Pillarisetty L.S., Physiology, Neurotransmitters, [Updated 2021 May 9], In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021 Jan. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK539894, 2021.