hermosto on hyvin monimutkainen ja toksiinit voivat vaikuttaa monissa eri kohdissa tässä monimutkaisessa järjestelmässä. Tämän jakson tarkoituksena on antaa yleiskuva siitä, miten hermosto toimii ja miten hermomyrkyt vaikuttavat siihen. Näiden aiheiden monimutkaisuuden vuoksi tämä osio ei sisällä laajoja yksityiskohtia, jotka liittyvät hermoston anatomiaan ja fysiologiaan tai ympäristön moniin hermomyrkkyihin ja hienovaraisiin tapoihin, joilla ne voivat vahingoittaa hermostoa tai häiritä sen toimintoja.

koska hermosto sisältää kaikki kehon alueet, jotkut toksiset vaikutukset voivat olla varsin spesifisiä ja toiset yleistyviä riippuen siitä, missä hermostossa toksiini vaikuttaa. Ennen kuin keskustelemme siitä, miten hermomyrkyt aiheuttavat vahinkoa, tarkastelemme hermoston perusanatomiaa ja fysiologiaa.

hermoston anatomia ja fysiologia

hermostolla on kolme perustoimintoa:

1. erikoistuneet solut havaitsevat aistinvaraista tietoa ympäristöstä ja välittävät tiedon muualle hermostoon.
2. se ohjaa kehon motorisia toimintoja yleensä vasteena aistinsyötteelle.
3. se yhdistää ajatusprosessit, oppimisen ja muistin.

kaikki nämä toiminnot ovat mahdollisesti alttiita toksisten aineiden vaikutuksille.

hermosto koostuu kahdesta anatomisesta perusjaosta:

1. keskushermosto (CNS)
2. ääreishermosto (PNS)

keskushermosto

keskushermosto sisältää aivot ja selkäytimen. CNS toimii ohjauskeskuksena ja prosessoi ja analysoi aistireseptoreista saatua informaatiota ja antaa reaktiossa motorisia käskyjä kehon toimintojen ohjaamiseksi. Aivot, joka on kehon monimutkaisin elin, rakenteellisesti koostuu kuudesta primaarialueesta (Kuva 1):

1. aivo — aivot-säätelevät ajatusprosesseja, älykkyyttä, muistia, aistimuksia ja monimutkaisia motorisia toimintoja.
2. Diencephalon (thalamus, hypotalamus, aivolisäke) — releet ja prosessit aistitiedon; kontrolloi tunteita, autonomisia toimintoja ja hormonituotantoa.
3. Keskiaivo — käsittelee auditiivista ja visuaalista dataa; tuottaa tahattomia motorisia vasteita.
4. Pons — a tract and relay center, joka auttaa myös somaattisessa ja sisäelinten motorisessa säätelyssä.
5. pikkuaivot — muistiinmerkintään ja aistinsyötteeseen perustuva tahdonalainen motorinen toiminta.
6. Ydinformaatio — välittää aistitietoa muualle aivoihin; säätelee autonomista toimintaa, mukaan lukien sydämen sykettä ja hengitystä.

kuva 1. Aivojen sisäinen anatomia
(Kuvan lähde: mukautettu istockin kuvista,©)

ääreishermosto

PNS koostuu kaikesta keskushermoston ulkopuolisesta hermokudoksesta (kuva 2). PNS: ssä on kaksi hermomuotoa:

1. afferentit hermot, jotka välittävät AISTITIETOA keskushermostoon.
2. efferentit hermot, jotka välittävät motorisia käskyjä keskushermostosta eri lihaksiin ja rauhasiin.

efferentit hermot ovat järjestäytyneet kahteen systeemiin. Yksi on somaattinen hermosto, joka tunnetaan myös vapaaehtoisena järjestelmänä ja joka kuljettaa motorista tietoa luurankolihaksiin. Toinen efferentti järjestelmä on autonominen hermosto, joka kuljettaa motorista informaatiota sileisiin lihaksiin, sydänlihakseen ja erilaisiin rauhasiin. Suurin ero näiden kahden järjestelmän välillä koskee tietoista valvontaa.

• somaattinen järjestelmä on vapaaehtoisen kontrollimme alaisuudessa, kuten liikuttamalla käsiämme käskemällä tietoisesti lihaksiamme supistumaan.
• sen sijaan emme voi tietoisesti kontrolloida suoliston sileitä lihaksia, sydänlihasta tai hormonien eritystä. Nämä toiminnot ovat automaattisia ja tahdosta riippumattomia autonomisen hermoston sääteleminä.

kuva 2. Keskushermoston ja ääreishermoston rakenteet
(Kuvan lähde: NLM)

hermoston solut

hermostossa on kaksi soluluokkaa: neuronit ja gliasolut. Neuronit ovat toiminnallisia hermosoluja, jotka ovat suoraan vastuussa informaation siirtämisestä keskushermostoon ja keskushermostosta muille kehon alueille. Gliasolut (tunnetaan myös nimellä neuroglia) tukevat hermokudosta, säätelevät hermosoluja ympäröivää ympäristöä ja suojaavat vieraita hyökkääjiä vastaan.

neuronit viestivät kaikilla kehon alueilla ja niitä on sekä CNS: ssä että PNS: ssä. Ne välittävät nopeita impulsseja aivoihin ja selkäytimeen käytännöllisesti katsoen kaikkiin kehon kudoksiin ja elimiin. Ne ovat sellaisenaan olennainen solu, ja niiden vaurioitumisella tai kuolemalla voi olla kriittisiä vaikutuksia kehon toimintaan ja eloonjäämiseen. Kun neuronit kuolevat, niitä ei korvata. Kun hermosoluja menetetään, niin myös tiettyjä hermotoimintoja, kuten muistia, ajattelukykyä, nopeita reaktioita, koordinaatiota, lihasvoimaa ja erilaisia aistejamme, kuten näköä, kuuloa ja makua. Jos hermosolun menetys tai heikentyminen on huomattava, voi esiintyä vakavia ja pysyviä häiriöitä, kuten sokeutta, halvaantumista ja kuolemaa.

neuroni koostuu solurungosta ja kahdentyyppisistä jatkeista, lukuisista dendriiteistä ja yhdestä aksonista (kuva 3). Dendriitit ovat erikoistuneet vastaanottamaan saapuvaa informaatiota ja lähettämään sen hermosolun kehoon, jossa siirto (sähkövaraus) on aksonia pitkin yhteen tai useampaan yhtymäkohtaan muiden neuronien tai lihassolujen kanssa (tunnetaan synapseina). Aksoni voi ulottua pitkiäkin matkoja, joissakin tapauksissa yli metrin, välittääkseen tietoa ruumiinosasta toiseen. Myeliinituppi on monikerroksinen pinnoite, joka kietoo joitakin aksoneja ja auttaa eristämään aksonia ympäröivistä kudoksista ja nesteistä sekä estää sähkövarauksen karkaamisen aksonista.

kuva 3. Hermorakenne
(Kuvan lähde: Adapted from iStock Photos, ©)

Figure 4. Täydellinen neuronisolukaavio
(Kuvan lähde: mukautettu Wikimedia Commonsista, saatu Public domainista. Kirjoittaja: LadyofHats.)

tieto kulkee keskushermoston ja aistireseptorien ja efektorien välistä neuroniverkostoa pitkin sähköisten pulssien ja kemiallisten välittäjäaineiden yhdistelmänä. Informaatio (sähkövaraus) siirtyy dendriiteistä solurungon läpi ja aksonia pitkin alas. Mekanismi, jolla sähköinen impulssi liikkuu hermosolua pitkin, on melko monimutkainen. Kun hermosolu on levossa, sillä on negatiivinen sisäinen sähköinen potentiaali. Tämä muuttuu, kun välittäjäaine sitoutuu dendriittireseptoriin. Dendriittikalvon proteiinikanavat avautuvat mahdollistaen varautuneiden kemikaalien liikkumisen kalvon yli, jolloin syntyy sähköinen varaus. Sähköisen impulssin (aktiopotentiaali) eteneminen etenee aksonia pitkin jatkuvana natrium-kaliumkanavien ja pumppujen aukkojen ja sulkujen sarjana. Aktiopotentiaali liikkuu aallon tavoin toisesta päästä (dendriittisestä päästä) aksonin terminaalipäähän.

sähkövaraus ei kuitenkaan voi ylittää yhden hermosolun aksonin ja toisen neuronin tai aksonin dendriitin välistä aukkoa (synapsi) ja yhteyttä lihassoluun (neuromuskulaarinen liitos). Välittäjäaineiksi kutsutut kemikaalit siirtävät tietoa synapsin läpi.

neuronit eivät ota varsinaista kontaktia toisiinsa, vaan niissä on aukko, jota kutsutaan synapsiksi. Kun sähköinen pulssi etenee aksonia ylös tai alas, se kohtaa ainakin yhden liitoksen tai synapsin. Sähköpulssi ei voi kulkea synapsin yli. Aksonin terminaalipäässä on synaptinen nuppi, joka sisältää välittäjäaineet.

välittäjäaineet

vesikkelit vapauttavat välittäjäaineita ärsykkeen yhteydessä presynaptista hermosolua pitkin kulkevan impulssin vaikutuksesta. Välittäjäaineet diffuusioituvat synaptisen liitoksen poikki ja sitoutuvat postsynaptisen kalvon reseptoreihin. Tämän jälkeen välittäjäaine-reseptorikompleksi käynnistää impulssin syntymisen seuraavaan hermosoluun tai efektorisoluun, esimerkiksi lihassoluun tai erityssoluun.

kun impulssi on jälleen käynnistynyt, välittäjäainekompleksi on inaktivoitava tai syntyy jatkuvia impulsseja (yli alkuperäisen impulssin). Entsyymit suorittavat tämän inaktivaation, joka auttaa hajottamaan kompleksin juuri oikeaan aikaan ja sen jälkeen, kun tarkka impulssi on syntynyt. On olemassa useita erilaisia välittäjäaineita ja vastaavia inaktivoivia entsyymejä. Yksi tärkeimmistä välittäjäaineista on asetyylikoliini, jonka spesifisenä inaktivaattorina on asetyylikoliiniesteraasi.

kuva 5. Impulssinsiirto synapsen yli
(Kuvan lähde: mukautettu istockin kuvista,©)

tunnettuja välittäjäaineita on yli 100. Niistä tunnetuimpia ovat:

• Asetyylikoliini
• dopamiini

serotoniini

• norepinefriini
• GABA (gamma-aminovoihappo)

neuronien tyypit

neuronit luokitellaan niiden toiminnan mukaan ja koostuvat kolmesta tyypistä:

1. sensoriset neuronit (afferentit neuronit) kuljettavat tietoa aistireseptoreista (yleensä hermosolun prosesseista) keskushermostoon. Jotkut aistireseptorit havaitsevat ulkoisia muutoksia, kuten lämpötilan, paineen sekä kosketusaistin ja näköaistin. Toiset tarkkailevat sisäisiä muutoksia, kuten tasapainoa, lihasasentoa, makua, syvää painetta ja kipua.
2. Motoneuronit (efektorineuronit) välittävät tietoa keskushermostosta muihin elimiin, jotka päättyvät efektoreihin. Motoneuronit muodostavat sekä somaattisen että autonomisen hermoston efferentit hermosolut.
3. Interneuronit (assosiaationeuronit) sijaitsevat vain keskushermostossa ja tarjoavat yhteyksiä aistin-ja motoneuronien välillä. Ne voivat kuljettaa joko aistiärsykkeitä tai motorisia impulsseja. Ne osallistuvat selkäydinreflekseihin, aistisyötteen analysointiin ja motoristen impulssien koordinointiin. Niillä on myös suuri merkitys muistille sekä kyvylle ajatella ja oppia.

gliasolut

gliasolut ovat tärkeitä, sillä ne tarjoavat hermosoluille rakenteen suojaamalla niitä ulkopuolisilta hyökkääviltä eliöiltä ja ylläpitämällä suotuisaa ympäristöä (ravinteet, hapensaanti jne.). Hermosolut ovat hyvin erikoistuneita, eikä niillä ole kaikkia tavallisia soluelimiä, jotka antaisivat niille saman elintoimintoja ylläpitävän kyvyn. Ne ovat hyvin riippuvaisia gliasoluista selviytyäkseen ja toimiakseen. Esimerkiksi hermosoluilla on niin rajallinen hapen varastointikyky, että ne ovat erittäin herkkiä hapen vähenemiselle (anoxia) ja kuolevat muutamassa minuutissa. Alla oleva luettelo kuvaa gliasolujen tyyppejä:

• astrosyytit ovat isoja soluja vain keskushermostossa, ja ne ylläpitävät veri-aivoestettä, joka ohjaa nesteen ja aineiden pääsyä verenkiertojärjestelmästä keskushermostoon. Ne myös jäykistävät aivojen rakennetta.
• Schwannin solut ja oligodendrosyytit kietoutuvat joidenkin aksonien ympärille muodostaen myeliiniä, joka toimii eristeen tavoin. Myelinoidut neuronit lähettävät yleensä impulsseja suurella nopeudella, kuten niitä tarvitaan motoneuroneissa. Myelinaation menetys aiheuttaa näiden solujen toimintahäiriön.
• Mikrogliat ovat pieniä, liikkuvia fagosyyttisoluja.
• Ependymaaliset solut tuottavat aivo-selkäydinnestettä (CSF), joka ympäröi ja pehmentää keskushermostoa.

kuva 6. Neuronit ja hermosolut
(Kuvan lähde: Mukailtu istockin kuvista,©)

kuva 7. Somaattisten ja sisäelinten vertailu heijastaa
(Kuvan lähde: Wikimedia Commons, saatu Creative Commons Attribution 3.0 Unported License-lisenssillä. Kirjoittaja: OpenStax College. Näytä alkuperäinen kuva. Lähde: anatomia & fysiologia, Connexions-sivusto. http://cnx.org/content/col11496/1.6/, 19.kesäkuuta 2013.)

toksinen vaurio hermostossa

hermosto on melko altis toksiineille, koska neuronien kanssa vuorovaikutuksessa olevat kemikaalit voivat muuttaa kriittisiä jännitteitä, joita on ylläpidettävä huolellisesti. Hermostossa on kuitenkin puolustusmekanismeja, jotka voivat suojata sitä myrkyiltä.

suurinta osaa keskushermostosta suojaa neuronien ja verisuonten välinen anatominen este, jota kutsutaan veri-aivoesteeksi. Se on suojattu joitakin toksiini altistumista kiristämällä liittymiä endoteelisolujen verisuonten CNS ja ottaa astrosyytit ympäröivät verisuonia. Tämä estää kemikaalien diffuusion pois verisuonista ja solunsisäiseen nesteeseen lukuun ottamatta pieniä, lipidiliukoisia, ei-polaarisia molekyylejä. On olemassa erityisiä kuljetusmekanismeja välttämättömien ravintoaineiden (kuten glukoosin ja aminohappojen ja ionien) kuljettamiseksi aivoihin. Toinen aivojen puolustusmekanismi verisuonten esteen läpi kulkevien kemikaalien torjumiseksi on metaboloivien entsyymien läsnäolo. Tietyt detoksifioivat entsyymit, kuten monoamiinioksidaasi, voivat biotransformoida monia kemikaaleja vähemmän myrkyllisiin muotoihin heti, kun ne tulevat solunväliseen nesteeseen.

toksiineista johtuvien muutosten perustyypit voidaan jakaa kolmeen luokkaan – 1) sensoriset, 2) motoriset ja 3) interneuronaaliset – riippuen kärsityn vaurion tyypistä.

1. Aistireseptoreille ja aistineuroneille voi aiheutua vaurioita, jotka voivat vaikuttaa paineen, lämpötilan, näön, kuulon, maun, hajun, kosketuksen ja kivun perusaisteihin.
   • esimerkiksi raskasmetallimyrkytys (erityisesti lyijy ja elohopea) voi aiheuttaa kuuroutta ja näön heikkenemistä.
   • useat kemikaalit kuten epäorgaaniset suolat ja organofosforiyhdisteet voivat aiheuttaa aistitoimintojen heikkenemistä.
2. motoneuronien vaurioituminen voi aiheuttaa lihasheikkoutta ja halvaantumista.
   • isonikotiinihydratsidi (käytetään tuberkuloosin hoitoon) voi aiheuttaa tällaisia vaurioita.
3. Interneuronaalinen vaurio voi aiheuttaa oppimishäiriöitä, muistinmenetystä, koordinaatiohäiriöitä ja tunne-elämän tiloja.
   • Pienet epäorgaanisen elohopean ja hiilimonoksidin pitoisuudet voivat aiheuttaa masennusta ja muistinmenetystä.

hermojärjestelmän toksisen vaurion mekanismit

toksisen hermoston vaurioituminen tapahtuu seuraavien perusmekanismien kautta:

1. neuronien ja gliasolujen suora vaurio ja kuolema.
2. häiriö sähkönsiirrossa.
3. häiriöt kemiallisessa neurotransmissiossa.

A. Neuronien ja gliasolujen kuolema

neuronien ja gliasolujen yleisin kuolinsyy on anoksia, solujen riittämätön hapensaanti tai niiden kyvyttömyys käyttää happea. Anoxia voi johtua veren vähentynyt kyky tarjota happea kudoksiin (heikentynyt hemoglobiini tai vähentynyt verenkierto) tai solujen pysty hyödyntämään happea.

• esimerkiksi hiilimonoksidi ja natriumnitriitti voivat sitoutua hemoglobiiniin estäen veren kuljettamasta happea kudoksiin.
• Vetysyanidi ja vetysulfidi voivat tunkeutua veri-aivoesteen läpi ja neuronit ja gliasolut ottavat sen nopeasti haltuunsa.
• toinen esimerkki on natriumfluoriasetaatti (yleisesti tunnettu yhdisteenä 1080, jyrsijöiden torjunta-aine), joka estää soluentsyymiä.

nämä kemikaalit häiritsevät solujen aineenvaihduntaa ja estävät hermosoluja käyttämästä happea. Tätä kutsutaan histoksiseksi anoksiaksi.

neuronit ovat kehon herkimpiä soluja puutteelliselle hapetukselle. Hapen laskeminen vain muutamaksi minuutiksi riittää aiheuttamaan korjaamattomia muutoksia, jotka johtavat hermosolujen kuolemaan.

useat muut neurotoksiinit vaurioittavat tai tappavat suoraan neuroneja, mukaan lukien:

• Lyijy
• elohopea
• jotkut halogenoidut Teolliset liuottimet, kuten metanoli (puualkoholi)
• Trimetyylitinipolybromidifenyylieetterit (PBDE)

jotkut neurotoksiset aineet vaikuttavat neuroneihin koko kehossa, toiset ovat melko selektiivisiä.

• esimerkiksi metanoli vaikuttaa erityisesti näköhermoon, verkkokalvoon ja niihin liittyviin hermosoluihin, kun taas trimetyylitina tappaa hermosoluja hippokampuksessa, aivojen alueella.

muut aineet voivat heikentää hermosolun toimintaa heikentämällä sen kykyä syntetisoida proteiinia, jota tarvitaan hermosolun normaaliin toimintaan.

• Organomelohopeayhdisteillä on tällä tavoin toksinen vaikutuksensa.

joillakin toksiineilla vaikuttaa vain osa hermosolusta. Jos soluruumis kuolee, koko neuroni kuolee. Jotkin toksiinit voivat aiheuttaa kuoleman tai vain osan dendriiteistä tai aksonista menettämisen solun itsensä selviytyessä, mutta heikentyen tai menettäessä kokonaan toimintakykynsä. Yleisesti aksonit alkavat kuolla aksonin hyvin distaalisessa päässä nekroosin edetessä hitaasti kohti soluruumista. Tätä kutsutaan ” dying-back neuropatia.”

• eräät organofosfaattikemikaalit (mukaan lukien eräät torjunta-aineet) aiheuttavat tätä distaalista aksonopatiaa. Kuolevan selän mekanismi ei ole selvä, mutta se voi liittyä aksonissa olevan entsyymin (neurotoksisen esteraasin) estymiseen.
• muita tunnettuja kemikaaleja, jotka voivat aiheuttaa distaalista aksonopatiaa, ovat etanoli, hiilidisulfidi, arseeni, etyleeniglykoli (pakkasnesteessä) ja akryyliamidi.

B. häiriöt sähköisessä siirrossa

vieras kemikaali voi keskeyttää tai häiritä sähköisen potentiaalin (impulssin) etenemistä aksonia pitkin synaptiseen liitokseen:

1. häiritä aktiopotentiaalin liikettä ehjää aksonia pitkin.
2. aiheuttaa rakenteellisia vaurioita aksoniin tai sen myeliinipinnoitteeseen. Ilman ehjää aksonia sähköisen potentiaalin välittyminen ei ole mahdollista.

aineet, jotka voivat estää natrium-ja kaliumkanavia ja natrium-kalium-pumppua tai häiritä niitä, aiheuttavat sähköisen potentiaalin etenemisen keskeytymisen. Tämä heikentää, hidastaa tai keskeyttää kokonaan sähköisen potentiaalin liikkeen. Monet voimakkaat hermomyrkyt aiheuttavat myrkyllisyytensä tämän mekanismin kautta.

• Tetrodotoksiini (myrkky sammakoissa, pallokaloissa ja muissa selkärangattomissa) ja saksitoksiini (simpukkamyrkytyksen aiheuttaja) tukkivat natriumkanavia. Batrakotoksiini (myrkky eteläamerikkalaisissa sammakoissa käytetään nuolimyrkkynä) ja eräät torjunta-aineet (DDT ja pyretroidit) lisäävät neuronikalvon läpäisevyyttä estäen natriumkanavien sulkeutumisen, mikä johtaa sähkövarauksen toistuvaan ampumiseen ja liioiteltuun impulssiin.

useat kemikaalit voivat aiheuttaa demyelinaatiota. Monet aksonit (erityisesti PNS: ssä) on kääritty suojaavalla myeliinivaipalla, joka toimii eristeenä ja rajoittaa aksonin sisäistä sähköimpulssia. Aineet, jotka valikoivasti vahingoittavat näitä peitteitä, häiritsevät tai keskeyttävät nopeiden hermoimpulssien johtumisen. Myeliinin osan menetys voi mahdollistaa sähköimpulssin vuotamisen ulos hermosolua ympäröivään kudokseen niin, että pulssi ei saavuta synapsia suunnitellulla voimakkuudella.

• joissakin sairauksissa, kuten multippeliskleroosissa (MS) ja Amyotrofisessa Lateraaliskleroosissa (ALS), myeliini häviää, mikä aiheuttaa halvauksen ja aistien ja motoristen toimintojen menetyksen.

useat kemikaalit voivat aiheuttaa demyelinaatiota:

• Kurkkumätätoksiini aiheuttaa myeliinin menetystä häiritsemällä PNS: ssä myeliiniä tuottavien ja sitä ylläpitävien Schwannin solujen proteiinin tuotantoa.
• Trietyylitina (käytetään biosidina, säilöntäaineena ja polymeerien stabilointiaineena) keskeyttää myeliinivaipan ääreishermojen ympärillä.
• Lyijy aiheuttaa myeliinin katoamista lähinnä perifeeristen moottoriaksonien ympärillä.

C. häiriöt kemiallisessa Neurotransmissiossa

synaptinen toimintahäiriö on yleinen mekanismi useiden eri kemikaalien toksisuudelle. Synapseja on kahdenlaisia: kahden hermosolun (yhden hermosolun aksoni ja toisen dendriitit) ja hermosolun ja lihassolun tai-rauhasen väliset hermosolut. Perusmekanismi kemikaalien välitykseen on sama. Suurin ero on, että välittäjäaine kemikaali välillä hermosolu ja lihassolu on asetyylikoliini, kun taas on olemassa useita muita välittäjäaineiden kemikaaleja mukana välillä neuronien, riippuen siitä, missä hermoston synapsi sijaitsee.

neurotransmissiossa synapsissa on neljä perusvaihetta:

1. välittäjäaineen synteesi ja säilytys (aksonin synaptinen nuppi).
2. neurotransmitterin vapautuminen (synaptinen nuppi, joka liikkuu synaptisen halkeaman poikki).
3. reseptorin aktivaatio (efektorikalvo).
4. lähettimen inaktivointi (entsyymi hajottaa välittäjäaineen pysäyttäen aktiopotentiaalin induktion).

toimintapotentiaalin saapuminen synaptiseen nuppiin käynnistää tapahtumasarjan, joka huipentuu kemiallisen välittäjäaineen vapautumiseen sen varastoista vesikkeleissä. Kun välittäjäaine diffundoituu synaptisen halkeaman poikki, se kompleksoituu synaptisen puolen reseptorin (kalvoon sitoutuneen makromolekyylin) kanssa. Tämä sitoutuminen saa ionikanavan avautumaan, jolloin synaptisen hermosolun tai lihaksen tai rauhasen kalvopotentiaali muuttuu. Tämä käynnistää impulssinmuodostuksen tai toimintapotentiaalin prosessin seuraavassa hermosolussa tai reseptorisolussa. Jos tätä reseptori-lähetin-kompleksia ei kuitenkaan inaktivoida, kanava pysyy auki jatkuvalla sykkimisellä. Näin, lähetin toiminta on lopetettava. Erityiset entsyymit, jotka voivat rikkoa sidoksen ja palauttaa reseptorikalvon lepotilaansa, tekevät tämän.

lääkkeet ja ympäristökemikaalit voivat olla vuorovaikutuksessa tietyissä kohdissa tässä prosessissa muuttaakseen neurotransmissiota. Riippuen siitä, missä ja miten ksenobiootit vaikuttavat, seurauksena voi olla joko neurotransmission lisääntyminen tai väheneminen. Monia lääkkeitä (kuten rauhoittavia, rauhoittavia, stimulantteja, beetasalpaajia) käytetään korjaamaan epätasapaino välittäjäaineiden (kuten esiintyy masennus, ahdistuneisuus, ja sydämen lihasheikkous). Joidenkin kipulääkkeiden vaikutustapa on reseptorien salpaaminen, mikä estää kiputuntemusten kulkeutumisen aivoihin.

altistuminen ympäristökemikaaleille, jotka voivat häiritä neurotransmissiota, on hyvin tärkeä toksikologian osa-alue. Yleensä neurotransmissioon vaikuttavat neurotoksiinit vaikuttavat siten, että

1. lisäävät tai vähentävät välittäjäaineen vapautumista presynaptisessa kalvossa.
2. salpaa postsynaptisen kalvon reseptorit.
3. muokkaa välittäjäaineen inaktivaatiota.

Tämä on luettelo vain muutamista esimerkeistä neurotoksiineista, joista käy ilmi eri mekanismit:

• α-Bungarotoksiini (elapidikäärmeiden voimakas myrkky) estää välittäjäaineiden vapautumisen.
• Skorpionin myrkky voimistaa välittäjäaineen (asetyylikoliinin) vapautumista.
• Mustaleskihämähäkin myrkky aiheuttaa räjähdysmäisen välittäjäaineiden vapautumisen.
• botulinumtoksiini estää asetyylikoliinin vapautumisen hermo-lihasliitoksissa.
• atropiini salpaa asetyylikoliinireseptoreita.
• strykniini estää neurotransmitteri glysiiniä postsynaptisissa kohdissa, mikä johtaa keskushermoston ylivirittyneisyyden lisääntymiseen.
• nikotiini sitoutuu tiettyihin kolinergisiin reseptoreihin.

erityisen tärkeä neurotoksisuuden tyyppi on asetyylikoliiniesteraasin esto. Asetyylikoliiniesteraasin spesifinen tehtävä on pysäyttää asetyylikoliinin vaikutus, kun se on sitoutunut reseptoriin ja käynnistänyt vaikutuspotentiaalin toisessa hermossa tai hermo-lihas-tai rauhasliitoksessa. Jos asetyylikoliinireseptorikompleksi ei inaktivoidu, jatkuva stimulaatio johtaa halvaantumiseen ja kuolemaan.

• monet yleisesti käytetyt kemikaalit, erityisesti organofosfaatti ja karbamaatti torjunta-aineet, myrkyttävät nisäkkäitä tällä mekanismilla.
• tärkeimmät sotilaalliset hermokaasut ovat myös koliiniesteraasin estäjiä.

asetyylikoliini on yleinen välittäjäaine. Se vastaa transmissiosta kaikissa hermolihasten ja rauhasten liitoksissa sekä monissa keskushermoston synapseissa.

tyypilliseen Kolinergiseen Synapsiin liittyvät tapahtumat

tyypilliseen kolinergiseen synapsiin liittyvien tapahtumien kulun monimutkaisuus on esitetty alla:

Taulukko 1. Tyypillisessä kolinergisessä synapsissa

tapahtuvat tapahtumat hermosto on elimistön monimutkaisin järjestelmä. Hermomyrkkyjen vaikutuksen ymmärtämisessä on vielä paljon aukkoja, mutta tutkimus selvittää niiden mahdollisia vaikutuksia kehon rakenteisiin ja toimintoihin. On tärkeää ymmärtää, että voimakkaimmat toksiinit (painon perusteella) ovat hermomyrkkyjä, joiden erittäin pienet määrät riittävät aiheuttamaan kuoleman.