Chất dẫn truyền thần kinh (neurotransmitter) đóng vai trò trung gian không thể thiếu giúp truyền tải tín hiệu giữa các tế bào thần kinh hoặc giữa tế bào thần kinh và cơ quan đích. Chính nhờ các chất trung gian này, hệ thần kinh có thể thực hiện các chức năng quan trọng như điều khiển vận động, cảm xúc, hành vi, khả năng ghi nhớ và nhận thức.

Hiểu đúng về các chất dẫn truyền thần kinh, cách chúng hoạt động và tương tác với các thụ thể thần kinh sẽ giúp chúng ta làm rõ nhiều hiện tượng liên quan đến rối loạn dẫn truyền thần kinh, bao gồm trầm cảm, lo âu, mất ngủ, bệnh Parkinson, Alzheimer… Đây cũng là nền tảng quan trọng cho các hướng điều trị mới – từ thuốc điều chỉnh hóa sinh não bộ cho đến các liệu pháp tiên tiến như tế bào gốc và các hoạt chất sinh học như NMN, NAD+.

Trong bài viết này, cùng Cell Insight tìm hiểu chi tiết chất dẫn truyền thần kinh là gì cũng như cơ chế hoạt động của chất dẫn truyền thần kinh.

Chất dẫn truyền thần kinh là gì?

Chất dẫn truyền thần kinh (neurotransmitters) là các hợp chất hóa học được tế bào thần kinh (nơron) sử dụng để truyền tín hiệu từ nơron này sang nơron khác hoặc đến các cơ quan đích như cơ bắp hoặc tuyến nội tiết. Đây là yếu tố quan trọng trong hoạt động của hệ thần kinh, giúp điều chỉnh mọi chức năng của cơ thể, từ vận động, cảm xúc đến nhận thức.

Chất dẫn truyền thần kinh đóng vai trò như “sứ giả hóa học”, giúp thông tin thần kinh được truyền đi một cách nhanh chóng và chính xác giữa các tế bào thần kinh. Chúng tác động đến tâm trạng, suy nghĩ, giấc ngủ và nhiều chức năng quan trọng khác.

Các chất dẫn truyền thần kinh phổ biến

Trong hệ thần kinh trung ương và ngoại biên, các chất dẫn truyền thần kinh đảm nhiệm vai trò điều hòa nhiều chức năng sinh lý và hành vi. Mỗi loại chất dẫn truyền có đặc tính sinh học và thụ thể tiếp nhận riêng biệt, từ đó tạo nên các hiệu ứng kích thích hoặc ức chế khác nhau tại synap thần kinh.

Dưới đây là các chất dẫn truyền thần kinh quan trọng nhất đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong lâm sàng:

1. Acetylcholine (ACh)

Là chất dẫn truyền chính trong hệ thần kinh phó giao cảm và tại các khớp thần kinh – cơ. Acetylcholine đóng vai trò chủ chốt trong dẫn truyền thần kinh liên quan đến hoạt động vận động, trí nhớ và học tập. Suy giảm ACh là cơ chế chính trong bệnh Alzheimer, khiến rối loạn dẫn truyền thần kinh và sa sút trí tuệ xảy ra.

2. Dopamine

Dopamine là một chất dẫn truyền thần kinh có chức năng điều hòa vận động, cảm xúc, khả năng học hỏi và hành vi thưởng. Thiếu hụt dopamine liên quan đến bệnh Parkinson, trong khi tăng quá mức có thể góp phần gây ra rối loạn loạn thần như tâm thần phân liệt.

3. Serotonin (5-HT)

Được xem là chất điều hòa tâm trạng chủ yếu, serotonin ảnh hưởng đến giấc ngủ, cảm xúc, sự thèm ăn và nhiều chức năng nội tạng. Rối loạn dẫn truyền serotonin thường gặp ở bệnh trầm cảm, lo âu, rối loạn ám ảnh cưỡng chế (OCD). Các thuốc ức chế tái hấp thu serotonin chọn lọc (SSRIs) là nhóm thuốc điều trị trầm cảm hiệu quả dựa trên cơ chế này.

4. GABA (Gamma-Aminobutyric Acid)

Đây là chất ức chế chính của hệ thần kinh trung ương. GABA giúp làm dịu hoạt động của neuron, chống lại kích thích quá mức. Suy giảm GABA liên quan đến co giật, lo âu, và mất ngủ. Các thuốc an thần như benzodiazepines hoạt động thông qua cơ chế tăng cường dẫn truyền GABA.

5. Glutamate

Là chất dẫn truyền thần kinh kích thích chủ yếu trong não bộ, đóng vai trò trong học tập và trí nhớ. Tuy nhiên, quá tải glutamate có thể gây độc tế bào thần kinh – hiện tượng liên quan đến các bệnh lý như đột quỵ, chấn thương sọ não và Alzheimer.

6. Norepinephrine (Noradrenaline)

Chất này tham gia điều hòa huyết áp, nhịp tim, sự tập trung và phản ứng với stress. Giảm norepinephrine thường gặp trong trầm cảm nặng, trong khi tăng hoạt tính có thể liên quan đến rối loạn lo âu.

7. Endorphin và Enkephalin

Là các peptide nội sinh có tác dụng giảm đau, tạo cảm giác dễ chịu. Chúng hoạt động tương tự như morphin, và được phóng thích trong các tình huống căng thẳng, luyện tập thể dục cường độ cao.

Xem ngay:

NAD+ là gì? NAD+ có tác dụng gì khi bổ sung vào cơ thể?

NMN là gì? Tìm hiểu Tiềm Năng Vượt Trội của NMN

Vai trò của chất dẫn truyền thần kinh

Chất dẫn truyền thần kinh (neurotransmitters) là các phân tử hóa học trung gian, đóng vai trò then chốt trong việc truyền tải tín hiệu giữa các tế bào thần kinh (neuron) qua khe synap. Chúng đảm bảo sự liên lạc liên tục và chính xác trong hệ thần kinh – nền tảng cho toàn bộ chức năng sinh lý và hành vi của con người.

Các chức năng nổi bật của dẫn truyền thần kinh bao gồm:

• Điều hòa cảm xúc và tâm trạng: Serotonin, dopamine và norepinephrine là ba chất quan trọng giúp duy trì sự ổn định tâm lý. Mất cân bằng các chất này thường gặp trong các rối loạn trầm cảm, lo âu và rối loạn lưỡng cực.
• Kiểm soát vận động: Dopamine và acetylcholine giữ vai trò chủ đạo trong hoạt động vận động có chủ đích, sự phối hợp cơ và duy trì tư thế. Bất thường trong hệ thống này là nguyên nhân chính của Parkinson, bệnh Huntington và các rối loạn vận động khác.
• Điều hòa giấc ngủ và chu kỳ sinh học: GABA và serotonin giúp não bộ thư giãn, khởi phát và duy trì giấc ngủ sâu.
• Ảnh hưởng đến học tập, trí nhớ: Glutamate và acetylcholine hỗ trợ quá trình ghi nhớ, học hỏi và phản xạ nhận thức. Giảm nồng độ glutamate trong vùng hải mã liên quan trực tiếp đến suy giảm trí nhớ ở người lớn tuổi.
• Kiểm soát cảm giác đau và phản ứng với stress: Các peptide như endorphin hoạt động như thuốc giảm đau nội sinh, giúp con người thích nghi với tình huống căng thẳng hoặc chấn thương.

Nói cách khác, các chất dẫn truyền thần kinh đóng vai trò như “ngôn ngữ nội tại” của não bộ. Mọi rối loạn nhỏ trong hệ thống này đều có thể gây ra các hậu quả lớn về hành vi, trí tuệ và thể chất.

Cơ chế hoạt động của chất dẫn truyền thần kinh

Quá trình dẫn truyền thần kinh diễn ra theo một chuỗi cơ chế sinh học tinh vi và tuần tự, bao gồm:

• Tổng hợp: Chất dẫn truyền được tổng hợp từ các acid amin hoặc tiền chất tại thân tế bào thần kinh.
• Tích trữ: Sau khi được tổng hợp, chúng được dự trữ trong các túi synap (synaptic vesicles).
• Giải phóng: Khi có tín hiệu điện (xung thần kinh) truyền tới đầu tận neuron, các túi synap gắn vào màng và phóng thích chất dẫn truyền vào khe synap.
• Tác động: Các phân tử dẫn truyền thần kinh khuếch tán và gắn vào thụ thể đặc hiệu trên màng neuron tiếp theo (hoặc tế bào đích), từ đó gây ra hiệu ứng kích thích hoặc ức chế.
• Kết thúc tín hiệu: Sau khi thực hiện chức năng, chất dẫn truyền được loại bỏ khỏi khe synap bằng 3 cơ chế: tái hấp thu trở lại, phân hủy enzym, hoặc khuếch tán ra khỏi synap.

Sự chính xác về mặt thời gian, liều lượng và vị trí hoạt động giúp đảm bảo sự dẫn truyền thần kinh diễn ra mượt mà, đúng chức năng. Khi một bước trong chu trình bị rối loạn, hậu quả có thể là mất cân bằng hoạt động của toàn bộ hệ thần kinh.

Thiếu hoặc rối loạn dẫn truyền thần kinh: Nguyên nhân và hậu quả

Rối loạn dẫn truyền thần kinh là hiện tượng mất cân bằng số lượng hoặc chức năng của các chất dẫn truyền trong não. Tình trạng này có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân, bao gồm:

Nguyên nhân:

• Suy giảm tuổi tác: Quá trình lão hóa làm giảm tổng hợp dopamine, serotonin và acetylcholine – giải thích cho suy giảm trí nhớ, mất ngủ và trầm cảm ở người cao tuổi.
• Căng thẳng mãn tính: Stress kích hoạt trục HPA, gây rối loạn tiết cortisol, ảnh hưởng tới sự tái hấp thu và nhạy cảm thụ thể dẫn truyền thần kinh.
• Thiếu hụt dinh dưỡng: Vitamin B6, B12, folate, magnesium là các yếu tố cần thiết để tổng hợp chất dẫn truyền. Chế độ ăn thiếu hụt có thể gây rối loạn chức năng synap.
• Di truyền: Một số rối loạn thần kinh có tính chất di truyền như trầm cảm nặng, tâm thần phân liệt, ADHD có liên quan đến bất thường trong gen điều hòa enzyme tổng hợp hoặc tái hấp thu dẫn truyền.
• Chấn thương, nhiễm trùng, độc chất: Các yếu tố như đột quỵ, viêm não, tiếp xúc với kim loại nặng hay ma túy có thể làm hỏng hệ thống dẫn truyền thần kinh.

Hậu quả:

• Rối loạn tâm thần: Trầm cảm, lo âu, tâm thần phân liệt, rối loạn lưỡng cực… là hệ quả phổ biến của rối loạn serotonin, dopamine hoặc GABA.
• Suy giảm nhận thức: Mất trí nhớ, sa sút trí tuệ, Alzheimer có liên quan trực tiếp đến thiếu hụt acetylcholine và glutamate.
• Rối loạn vận động: Parkinson, run tay, co giật, động kinh có nguyên nhân sâu xa từ mất cân bằng dopamine hoặc GABA.
• Mất ngủ, rối loạn giấc ngủ: Khi chu trình ức chế – kích thích bị rối loạn, khả năng điều hòa giấc ngủ của cơ thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

Rối loạn dẫn truyền thần kinh có thể bắt nguồn từ yếu tố di truyền, lão hóa, stress kéo dài, sử dụng thuốc hoặc tổn thương não. Việc nhận diện đúng loại chất dẫn truyền bị ảnh hưởng sẽ giúp định hướng điều trị chính xác hơn, từ điều chỉnh lối sống, bổ sung vi chất, dùng thuốc cho đến ứng dụng các liệu pháp tiên tiến như tế bào gốc, NMN hoặc công nghệ kích thích não sâu.

Ngoài ra, duy trì một hệ thần kinh khỏe mạnh bằng lối sống lành mạnh, chế độ ăn cân đối và kiểm soát căng thẳng là rất quan trọng để phòng ngừa các rối loạn dẫn truyền thần kinh.

Xem ngay:

Loãng xương nguyên nhân do đâu? Biểu hiện, cách điều trị hiệu quả

Tổng hợp các ca thực nghiệm NMN thành công