نورون ها از نظر تولید و ترکیب مواد شیمایی، سلولی بسیار فعال هستند و فرآورده‌های آنها در سوخت و ساز آنها و ایجاد ارتباط بین نورون‌ها و کارکردهای مختلف عصبی مانند حالات روانی و یادگیری، نقش اساسی دارند. بعضی از این مواد در سیناپس‌ها به عنوان انتقال‌دهنده و برخی به عنوان تعدیل‌کننده(Neuromodulators) عمل می‌کنند. بسیاری از داروهای روانی با تاثیر در این مواد و یا در گیرنده‌های آنها باعث تغییرات عصبی و روانی می‌گردند.[1]
جایگاه اصلی این میانجی‌گرهای عصبی همواره در یک شکاف 200 آنگسترومی، بین آکسون و دندریت نورون ها می‌باشد.[2] انتقال‌دهنده‌ها که در سطح یک سیناپس اثر می‌کنند، منطقه عمل محدودتری دارند. تعدیل‌کننده‌های عصبی در مغز، میدان عمل وسیع‌تری دارند و میزان ترشح آنها بیشتر است. ساخت و آزاد شدن این مواد به تولید و ترشح هورمون‌ها شباهت دارد. تاکنون ده‌ها انتقال‌دهنده و تعدیل‌کننده عصبی شناسایی شده‌اند که مهمترین آنها را نام می‌بریم.[3]
استیل‌کولین
استیل کولین ماده ناقلی است که در صفحه محرکه عصبی – ماهیچه‌ای انسان و مهره‌داران وجود دارد. صفحه محرکه عصبی – ماهیچه‌ای همان ارتباط بین آکسون سلول حرکتی با تار ماهیچه‌ای را می‌گویند که از ویژگی سیناپس شیمیایی برخوردار می‌باشد. استیل‌کولین با مکانیسم انتقال، وارد پایانه عصبی می‌شود. نیمی از استیل‌کولین موجود در پایانه عصبی، از آزادسازی و احیای قبلی استیل‌کولین ناشی می‌شود و بقیه از پلاسمای خون تامین می‌گردد. برای تولید استیل‌کولین، نیاز به آنزیم کولین استیلاز(Choline Acetylase) می‌باشد. این آنزیم در جسم سلولی نورون حرکتی ساخته می‌شود و در مدت 10 روز از آکسون به پایانه پیش‌سیناپسی انتقال داده می‌شود.[4]
استیل کولین ساخته و آزاد شده در پایانه، از طریق انتقال فعال به درون وزیکول یا حبابچه‌های ناقل موجود در پایانه هدایت می‌شوند، سپس هر زمان که پتانسیل عمل وارد پایانه پیش‌سیناپسی می‌شود، تعدادی از این وزیکول‌ها در یک زمان، ناقل خود را در عرض یک‌هزارم‌ثانیه، به داخل شکاف سیناپسی تخلیه می‌کنند. مکانیسم تخلیه مواد ناقل توسط وزیکول‌ها مربوط به کانال‌های وابسته به ولتاژ کلسیم است. به این صورت که با ورود پتانسیل عمل، کانال‌های کلسیمی باز می‌شود و یون‌های کلسیم وارد پایانه می‌شوند. سپس این یون‌های کلسیم، به مولکول‌های پروتئینی خاصی متصل شده و باعث می‌شود که نقاطی به نام محل‌های آزادسازی در درون غشا باز شده و وزیکول‌ها مواد ناقل خود را که همان استیل‌کولین است، به شکاف سیناپسی تخلیه کنند. وقتی استیل‌کولین در شکاف سیناپسی آزاد شد، نورون پس‌سیناپسی را، تحریک یا مهار می‌کند.[5]
بعد از غیرفعال شدن گیرندگان غشا زیرسیناپسی و همچنین پایان وظیفه استیل‌کولین، آنزیمی به نام کولین استراز(ChE) که در شبکه پروتئوگلیکان شکاف سیناپسی وجود دارد، استیل‌کولین را به استات و کولین تجزیه کرده که کولین آن توسط پایانه سیناپس جذب شده و دوباره به استیل‌کولین تبدیل می‌شوند.[6]
به نورون‌ها و سیناپس‌هایی که استیل‌کولین آزاد می‌کنند، استیل کولینرژیک(Acetyl cholinergic) می‌گویند. استیل‌کولین دارای دو نوع گیرنده است:
1) گیرنده‌های موسکارینی(Muscarinic): این گیرنده‌ها به وسیله استیل‌کولین و ماده‌ای به نام موسکارین که از یک قارچ به دست می‌آید فعال می‌شوند. "آتروپین" گیرنده‌های موسکارینی را از کار می‌اندازد.
2) گیرنده های نیکوتینی(Nicotinic): این گیرنده‌ها نیز به وسیله استیل‌کولین و ماده نیکوتین فعال می‌شوند. "کورار" باعث از کار افتادن گیرنده‌های نیکوتینی در بدن می‌شود.
در سیناپس‌های استیل کولینرژیک مغز و نخاع از هر دو نوع گیرنده استیل‌کولین یافت می‌شود؛ ولی گیرنده‌های تارهای عضلات اسکلتی از نوع نیکوتینی هستند. ماده‌ای سمی به نام توکسین بوتولیک که از نوعی باکتری تولید می‌شود، با ممانعت از آزاد شدن استیل‌کولین باعث از کار افتادن سیناپس‌های استیل کولینرژیک می‌شود.[7]
کاتکولامین ها(catecholamins)
آدرنالین یا اپی‌نفرین، نورآدرنالین یا نوراپی‌نفرین و دوپامین از جمله ناقلین آدرنرژیک این دسته بوده که در تمام سیناپس‌های پس‌گره‌ای دستگاه سمپاتیک به استثنای غدد عرق وجود دارند. همه این کاتکولامین‌ها، از اسیدآمینه تیروزین ساخته شده‌اند.[8]
الف. دوپامین: این ماده یکی از مهمترین انتقال‌دهنده‌های نورون‌های مراکز عصبی است و بسیاری از بیماری‌های عصبی و روانی به اختلال در ترشح و عملکرد آن مربوط است. دوپامین برحسب نوع گیرنده‌هایی که در آن اثر می‌کند، ممکن است تحریک‌کننده و یا بازدارنده باشد. در نواحی مختلفی از مغز، نورون‌های دوپامینرژیک شناخته شده‌اند که یکی از آنها هسته سیاه در مغز میانی است. دوپامین از انتهای آکسون این نورون‌ها به درون اجسام مخطط در قاعده مغز آزاد می‌شود. آسیب دیدن نورون‌های دوپامینرژیک باعث بروز بیماری پارکینسون(Parkinson) می‌شود. در حقیقت تحلیل این نورون‌ها و در نتیجه کاهش فعالیت دوپامین در مغز، ایجاد کننده علایم بیماری پارکینسون است. عکس این روند در بیماری اسکیزوفرنی یا روان‌گسیختگی وجود دارد، به این صورت که فعالیت بیش از حد طبیعی این نورون‌ها باعث افزایش فعالیت دوپامین شده و علایم بیماری اسکیزوفرنی بروز می‌کند.
چگونگی اندازه‌گیری فعالیت نورون های دوپامینرژیک
دوپامین و سایر کاتکولامین‌ها به وسیله یک آنزیم داخل نورونی به نام مونو آمین اکسیداز(MAO) و یک آنزیم خارج‌نورونی به نام کاتکول اومتیل ترانسفراز(COMT)، تجزیه و بی‌اثر می‌شوند. دوپامین پس از تجزیه شدن ماده‌ای به نام هومو وانیلیک اسید(HVA) به وجود می‌آورد که با اندازه‌گیری مقدار آن در مایع مغزی – نخاعی و پلاسمای خون و ادرار، میتوان به میزان فعالیت نورون های دوپامینرژیک مغز پی برد.[9]
ب. نوراپی‌نفرین(نورآدرنالین): از پایانه‌های نورون‌هایی ترشح می‌شود که اجسام سلولی آنها در ساقه مغز و هیپوتالاموس واقع هستند. نورون‌های ترشح‌کننده نوراپی‌نفرین، به طور خاص، در لوکوس سرولئوس در پل مغز قرار دارد.[10]
آنزیمی به نام دوپامین هیدروکسیلاز(dopamine hydroxylase) باعث تبدیل دوپامین به نوراپی‌نفرین می‌شود. در نورون‌هایی که این آنزیم وجود دارد، دوپامین به شکل نوراپی‌نفرین آزاد می‌شود. این نورون‌ها را، نورآدرنرژیک می‌نامند. نوراپی‌نفرین در اعصاب محیطی سمپاتیک و تعدادی از سیناپس‌های مغز نقش انتقال دارد. نوراپی‌نفرین پس از اثر در غشای پس‌سیناپسی دوباره به وسیله پایانه سیناپس جذب می‌شود و یا به وسیله آنزیم مونو آمین اکسیداز تجزیه و غیرفعال می‌شود. نورون‌های آدرنرژیک در اغلب نواحی نقش تحریک‌کننده و در برخی سیناپس‌ها اثر بازدارنده یا مهاری دارند. همچنین این نورون‌ها در بیداری و افزایش سطح برانگیختگی و بالا بردن نورون‌های مغز شرکت دارند.
گیرنده های نوراپی نفرین دو دسته‌اند: 1. آلفا 2. بتا
در اغلب موارد اثر نوراپی‌نفرین در گیرنده‌های آلفا از نوع تحریکی و در گیرنده‌های بتا از نوع مهاری است. تنها استثناء در قلب و روده است. یعنی نوراپی‌نفرین در گیرنده‌های بتا در قلب، اثر تحریک‌کننده دارند و در گیرنده‌های آلفا و بتای روده باعث مهار حرکات روده می‌شود.[11]
ج. اپی‌نفرین(آدرنالین): این ماده بیشتر در بخش مرکزی غده فوق کلیه ترشح می‌شود که از نظر جنینی یک گره سمپاتیک تغییر شکل یافته است. به نورون‌هایی که این انتقال‌دهنده را می‌سازند، آدرنرژیک می‌گویند. اپی‌نفرین هم مانند نوراپی‌نفرین، پس از آزاد شدن در شکاف سیناپسی، دوباره جذب پایانه سیناپس می‌شود و مقدار کمی از آن به مواد شیمیایی غیرفعال تجزیه می‌شوند.[12]