सिनेप्टिक ट्रांसमिशन और न्यूरोट्रांसमीटर

सिनेप्टिक ट्रांसमिशन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक न्यूरॉन सिनेप्स पर दूसरे न्यूरॉन को संकेत भेजता है। सबसे सामान्य रूप में — रासायनिक ट्रांसमिशन — एक आने वाला एक्शन पोटेंशियल न्यूरोट्रांसमीटर अणुओं के स्राव को ट्रिगर करता है जो सिनेप्टिक फांक (cleft) में फैलते हैं और प्राप्त करने वाली कोशिका के रिसेप्टर्स पर कार्य करते हैं। न्यूरोट्रांसमीटर और उसके रिसेप्टर्स की पहचान यह निर्धारित करती है कि संकेत लक्ष्य को उत्तेजित करता है, रोकता है या संशोधित करता है।

Definition

सिनेप्टिक ट्रांसमिशन एक प्रीसिनेप्टिक न्यूरॉन से पोस्टसिनेप्टिक कोशिका तक एक संकेत का संचार है, जो शास्त्रीय रूप से न्यूरोट्रांसमीटर के कैल्शियम-निर्भर स्राव द्वारा होता है जो पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर्स को सक्रिय करते हैं; न्यूरोट्रांसमीटर वे संकेत अणु हैं जो इस जानकारी को ले जाते हैं।

Scope

यह विषय रासायनिक सिनेप्टिक ट्रांसमिशन के चरणों को शामिल करता है — कैल्शियम-ट्रिगर वेसिकल फ्यूजन, न्यूरोट्रांसमीटर स्राव, रिसेप्टर सक्रियण, और संकेत समाप्ति — साथ ही प्रमुख न्यूरोट्रांसमीटर सिस्टम (जैसे ग्लूटामेट, GABA, एसिटाइलकोलाइन, और मोनोएमाइन्स) और आयनोट्रोपिक तथा मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स के बीच का अंतर। यह तंत्रों का एक संदर्भ सर्वेक्षण है और नैदानिक मार्गदर्शन नहीं देता है।

Core questions

• एक एक्शन पोटेंशियल प्रीसिनेप्टिक टर्मिनल पर न्यूरोट्रांसमीटर स्राव को कैसे ट्रिगर करता है?
• पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर्स एक रासायनिक संकेत को विद्युत या जैव रासायनिक प्रतिक्रिया में कैसे परिवर्तित करते हैं?
• प्रमुख न्यूरोट्रांसमीटर सिस्टम और उनके रिसेप्टर प्रकारों में क्या अंतर है?
• सिनेप्टिक संकेत कैसे समाप्त होता है और ट्रांसमीटर कैसे साफ होता है?

Key concepts

• सिनेप्टिक वेसिकल और SNARE मशीनरी
• कैल्शियम-ट्रिगर एक्सोसाइटोसिस
• सिनेप्टिक फांक और प्रसार
• आयनोट्रोपिक बनाम मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स
• उत्तेजक और निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर
• न्यूरोट्रांसमीटर रीअपटेक और क्लीयरेंस

Key theories

वेसिकुलर स्राव की कैल्शियम परिकल्पना

टर्मिनल पर एक्शन-पोटेंशियल-प्रेरित कैल्शियम का प्रवाह न्यूरोट्रांसमीटर-युक्त वेसिकल्स के झिल्ली के साथ संलयन को ट्रिगर करता है, जिसमें SNARE मशीनरी और कैल्शियम सेंसर सिनैप्टोटैग्मिन तेजी से, समकालिक स्राव में मध्यस्थता करते हैं।

Mechanisms

जब एक एक्शन पोटेंशियल प्रीसिनेप्टिक टर्मिनल तक पहुँचता है, तो वोल्टेज-गेटेड कैल्शियम चैनल खुलते हैं और परिणामस्वरूप कैल्शियम का प्रवाह सिनैप्टोटैग्मिन द्वारा पता लगाया जाता है, जो SNARE कॉम्प्लेक्स के साथ मिलकर न्यूरोट्रांसमीटर वेसिकल्स के समकालिक संलयन को प्रेरित करता है, एक ऐसा क्रम जिसे सुधोफ और चैपमैन ने आणविक स्तर पर विच्छेदित किया था। जारी किया गया ट्रांसमीटर फांक में फैलता है और पोस्टसिनेप्टिक रिसेप्टर्स से बंधता है: आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स सीधे आयन चैनल खोलते हैं जिससे तेजी से उत्तेजक या निरोधात्मक क्षमताएं उत्पन्न होती हैं, जबकि मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स जी प्रोटीन के माध्यम से कार्य करके धीमी, मॉड्यूलेटरी प्रभाव उत्पन्न करते हैं, जैसा कि डोपामाइन रिसेप्टर सिग्नलिंग द्वारा दर्शाया गया है। संकेत को रीअपटेक ट्रांसपोर्टर्स, एंजाइमेटिक डिग्रेडेशन, या सिनेप्स से दूर प्रसार द्वारा समाप्त किया जाता है।

Clinical relevance

तंत्रिका तंत्र पर कार्य करने वाली कई दवाएं सिनेप्टिक ट्रांसमिशन को बदलकर काम करती हैं — उदाहरण के लिए न्यूरोट्रांसमीटर स्राव को बदलकर, रिसेप्टर्स को अवरुद्ध या सक्रिय करके, या रीअपटेक को रोककर — इसलिए इस विषय में दिए गए तंत्र न्यूरोफार्माकोलॉजी को समझने के लिए आवश्यक पृष्ठभूमि प्रदान करते हैं। यह प्रविष्टि शैक्षिक है और नुस्खे या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यह विषय वेसिकल फ्यूजन, रिसेप्टर फार्माकोलॉजी और न्यूरोट्रांसमीटर सिस्टम पर आणविक और शारीरिक अनुसंधान द्वारा समर्थित है, न कि नैदानिक दिशानिर्देशों द्वारा, और इसे मानक तंत्रिका विज्ञान और फार्माकोलॉजी संदर्भों में संश्लेषित किया गया है।

History

सिनेप्टिक ट्रांसमिशन की रासायनिक प्रकृति बीसवीं सदी की शुरुआत में स्थापित की गई थी, विशेष रूप से ओटो लोवी द्वारा एक रासायनिक संदेशवाहक के प्रदर्शन और बर्नार्ड कैट्ज़ द्वारा न्यूरोमस्कुलर जंक्शन पर स्राव के क्वांटल विश्लेषण द्वारा। बाद के आणविक कार्य ने SNARE प्रोटीन और कैल्शियम सेंसर सिनैप्टोटैग्मिन की पहचान की जो वेसिकल फ्यूजन को नियंत्रित करते हैं, जबकि रिसेप्टर परिवारों के लक्षण वर्णन ने स्पष्ट किया कि विभिन्न न्यूरोट्रांसमीटर उत्तेजना, निषेध या मॉड्यूलेशन कैसे उत्पन्न करते हैं।

Key figures

• Bernard Katz
• Thomas Südhof
• Edward Chapman
• Otto Loewi

Seminal works

• sudhof-2013
• chapman-2008
• beaulieu-gainetdinov-2011

Frequently asked questions

आयनोट्रोपिक और मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स में क्या अंतर है?

आयनोट्रोपिक रिसेप्टर्स आयन चैनल होते हैं जो न्यूरोट्रांसमीटर के बंधने पर सीधे खुलते हैं, जिससे तीव्र प्रतिक्रियाएं उत्पन्न होती हैं, जबकि मेटाबोट्रोपिक रिसेप्टर्स धीमी, लंबे समय तक चलने वाली, मॉड्यूलेटरी प्रभाव उत्पन्न करने के लिए इंट्रासेलुलर सिग्नलिंग कैस्केड के माध्यम से कार्य करते हैं।

न्यूरोट्रांसमीटर स्राव के लिए कैल्शियम क्यों महत्वपूर्ण है?

एक एक्शन पोटेंशियल का आगमन वोल्टेज-गेटेड कैल्शियम चैनलों को खोलता है, और प्रवेश करने वाला कैल्शियम वह ट्रिगर होता है जो न्यूरोट्रांसमीटर वेसिकल्स को झिल्ली के साथ संलयन करने और उनकी सामग्री को जारी करने का कारण बनता है।