مواضيع المحاضرة:
background image

 

10

 

Lecture 5 - Neurotransmitters 

 

  Are substances produced by neurons, stored in the synapses 

and released into the synaptic cleft in response to a stimulus.  
At the postsynaptic membrane, they bind to special receptors 
and affect their activity.  

  Neurons communicate neurons in circuits 

  Action potentials (AP) carry electrical signals down the 

axon 

  Chemicals (neurotransmitters; NT) are released when the 

AP signal arrives at the synapse 

  The NT causes an new electrical signal in the other neuron 
 

Acetylcholine 

  Ach is the major neurotransmitter at neuromuscular junctions. 

  It acts at neuromuscular junctions, where it triggers muscle 

contraction. 

  Transmits impulses in the autonomous nervous system.  

 
Synthesis of acetylcholine 

  Acetylcholine is synthesized from: Acetyl CoA & choline by 

the enzyme Choline Acetyltransferase in the Presynaptic 
terminal.  

  Ach is stored in vesicles & later released through calcium-

mediated exocytosis. 

 

 

 

  The Acetyl group is derived mainly from: 

Glucose oxidation to pyruvate and decarboxylation of 
pyruvate to form Acetyl CoA by pyruvate dehydrogenase 

 
Sources of Choline are: 

  Choline is a common component of the diet 

  Hydrolysis of Ach by Acetylcholinesterase 

  Hydrolysis of membrane phosphatidylcholine  

 
Inactivation of acetylcholine   

  The action of Ach is terminated in the synaptic cleft.   

  Ach is hydrolyzed by acetylcholinesterase located on the outer 

aspects of both pre- & postsynaptic membranes.  

  Acetylcholinesterase, is inhibited by many drugs and 

neurotoxins. 

 

 

Catecholamines 

Biosynthesis of catecholamines 
The catecholamines are amines that have a catechol group.  
Their biosynthesis in the adrenal medulla and CNS starts from 
tyrosine:  
1)  Hydroxylation of the aromatic ring initially produces dopa 

(3, 4-dihydroxyphenylalanine).  

2)  Decarboxylation of dopa yields dopamine, an important 

transmitter in the CNS.  

3)  The Adrenal Gland And Adrenergic Neurons Continue The 

Synthesis By Hydroxylating Dopamine Into 
Norepinephrine (Noradrenaline).  

4)  Finally, N- Methylation Of Norepinephrine Yields 

Epinephrine (Adrenaline).  

 
The Physiological effects of The catecholamines are 
mediated by a large number of different receptors that are of 
particular interest in pharmacology.  
Norepinephrine acts in the autonomic nervous system and 
certain areas of the brain. Epinephrine is also used as a 
transmitter by some neurons.  
 

 

 


background image

 

11

 

Medullary release of catecholamines 

  Stimulation of the sympathetic NS increases medullary release 

of catecholamines and their rate of synthesis because the 
enhanced tyrosine hydroxylase activity. 

  Thus, the adrenal medulla stores will not fall dawn even under 

prolonged stimulation. 

  Enzymes controlling biosynthesis of catecholamines are 

present in the adrenal medulla and in the peripheral 
sympathetic nerves. 
 
Catabolism of catecholamines 

  These hormones are rabidly inactivated after their release in 

their active sites by different mechanisms including: 
methylation and oxidative deamination catalyzed by the 
enzyme monoaminoxidase. 

  The liver is also a major site of these enzymes and the last 

metabolites are excreted in urine. 
 
Clinical importance of catecholamines 

  Inhibitors of the aromatic AA decarboxylase have been used 

in the therapeutic medication for the treatment of different 
pathologies, which happen due to increased catecholamines 
activity. 

  The alpha methyldopa: is used as a false neurotransmitter in 

treatment of hypertension. 
This false neurotransmitter is less active than the normal 
catecholamine, and when released will have only a miner 
transmission effects  thus reducing the stimuli on the heart and 
small arteries leading to vasodilatation and decreases blood 
pressure. 

  L-dopa: 

  Is used in the treatment of Parkinson's disease, which is a 

chronic nervous system disease due to reduction in the 
neurotransmitter dopamine in the central nervous system in 
the old age group. 

  Patients with this disease have: fine tremor in the hands 

and feet, slow speech and muscular rigidity. 

  L-dopa is transformed at the CNS to dopamine and thus 

refreshes & stores of the low levels of the neurotransmitter.      

 

Inherited abnormalities of AA transport 
mechanisms 

  Groups of chemically similar amino acids are reabsorbed in 

the renal tubule by shared mechanisms. In several cases, 
similar mechanisms are involved in the intestinal absorption. 
So defects could involve both renal tubular function and 
intestinal mucosa. 

  Four main group pathways: 

1)  The dibasic amino acids: cystine, ornithine, and lysine.  

Abnormal metabolism leads to cystinuria.  

2)  The neutral amino acid: tryptophan  

Abnormality leads to hartnup disease. 

3)  The imino acids: proline, hydroxyproline, & glycine leads to 

familial iminoglycinuria. 

4)  The branched-chain amino acids: (leucine, isoleucine & 

valine). Leads to maple syrup urine disease. 
 
Cystinuria 

  Is due to inherited abnormality of tubular reabsorption of the 

dibasic amino acids: cystine, ornithine, and lysine; results in: 
excessive urinary excretion of these amino acids due to failure 
of renal tubular reabsorption. Because cystine is less soluble, it 
may form stones in the urinary tract. 

  Diagnosis: is by the demonstration of cystine in urine.  

The condition is generally harmless except for stone formation 

  So treatment aims to decrease cystine stone formation by 

advising the patient to take fluids to increase the solubility of 
cystine.  
 
Hartnup disease 

  Is a rare disease in which there is a renal and intestinal 

transport defect involving absorption and increased urinary 
loss of the tryptophan. 

  This amino acid is normally converted to nicotinamide. if the 

patient is also have a low nicotinamide in take, then the 
clinical picture of hartnup disease will appear which are 
resembling those of pellagra due to niacin (nicotinamide) 
deficiency. 

  Signs and symptoms 

  Red scaly rash on the exposed skin. 
  Abnormalities and inflammation of tong and mouth. 
  Weakness and anemia. 
  Involvement of the CNS with loss of memory &confusion. 
  GIT disturbance and diarrhea. 
 
Maple syrup urine disease 

  In this disease there is:  

  Deficient decarboxylation of the oxoacids resulting from 

the deamination of the three branched-chain amino acid 
(leucine, isoleucine and valine). 

  These AAs will accumulate in the blood and are excreted 

in urine together with their corresponding oxoacids . 

  The odor of the urine resembles that of maple syrup ,gives 

the disease its name.  

  The disease presents in the first few weeks of life and if not 

treated, sever neurological lesions develop with death in a few 
weeks or months. 

  If the disease is diagnosed early and these amino acid removed 

from diet, normal development seems possible. 

  Diagnosis: In suspected case, examination of urine sample for 

these amino acid will lead to diagnosis. 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 82 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل