Aivojen välittäjäaineista

Aivojen välittäjäaineista

Aivojen välittäjäaineita ovat mm. dopamiini, serotoniini, noradrenaliini ja GABA. Ihmisaivoissa on yli 100 miljardia hermosolua ja niiden tuottamat välittäjäaineet tekevät mahdolliseksi neuronien (aivosolujen) ”keskustelun” toistensa kanssa valtavan mutkikkaan verkoston välityksellä. Informaatio kulkee solujen välillä kemiallisten välittäjäaineiden avulla. Informaatio siirtyy hermojen liitoskohdissa, joita kutsutaan synapseiksi. Hermosoluilla saattaa olla jopa tuhansia liittymäkohtia muihin soluihin. Tieto siirtyy solusta toiseen välittäjäaineiden eli neurotransmittereiden avulla. Ne toimivat kahdella eri tavalla, suoraan sekä välillisesti ja sen lisäksi ne toimivat ajallisesti kahdella eri tavalla, nopeasti ja hitaasti. Välittäjäaineita muodostuu neuroneissa hermokasvutekijän vaikutuksesta. Tämän tähden hermokasvutekijän määrästä ja aktiivisuudesta huolehtiminen ravinnon, ravintolisien ja liikunnan avulla vaikuttaa olevan eräs merkittävä tekijä mielenterveyden kannalta.

Yhden ihmisen aivosolujen välistä verkostoa voisi verrata New Yorkin puhelinverkkoon, mutta aivoissa oleva verkosto on 10 kertaa suurempi. Ei ole siten merkillistä jos välillä jokin menee vikaan aivoissa. Aivojen neurokemian tutkiminen on ollut kasvussa viime vuosina ja se on antanut runsaasti uutta tutkimustietoa.

Esimerkiksi Australiassa Queensland Brain Institutessa tehtiin 24.6.2006 Journal of Neurosciense-lehdessä raportoitu löytö aivan uudesta välittäjäaineesta, jonka nimi on Ryk
reseptorimolekyyli. Se yhdistää aivojen puoliskot toisiinsa corpus callosumissa. Jos tätä proteiinia on liian vähän, voi aiheutua epilepsiaa ja tylsistymistä.

Ravinnolla tärkeä merkitys välittäjäaineiden syntymisessä

Ravintotekijöiden merkitystä aivojen välittäjäaineiden syntymisessä ja toiminnassa on aliarvioitu. Ravintoaineita nauttimalla aivosolut pystyvät valmistamaan proteiineja sekä
muita yhdisteitä minkä lisäksi ne rakentavat ja korjaavat aivosoluihin syntyneitä vaurioita. Aivojen välittäjäaineet muodostuvat ruoan aminohapoista eikä synteettisistä lääkkeistä.
Huomattava osa aivosolujen toiminnasta liittyy hermoimpulssien lähettämiseen. Niinpä ravitsemusterapian avulla voidaan korjata aivojen neurokemian häiriöitä, joita esiintyy paljon niillä ihmisillä, joilla on oppimis- ja keskittymishäiriöitä, stressiä, masennusta, paniikkihäiriötä, persoonallisuushäiriötä ja muita psyykkisiä häiriöitä. Psyykkisten häiriöiden taustalla onkin monessa tapauksessa krooninen, hiljainen tulehdus.

Maitohappobakteerit valmistavat elimistössä tryptofaania (aminohappoa), joka muuttuu aivoissa muun muassa serotoniiniksi. Uuden tutkimustiedon perusteella tyytyväisyys elämään kasvaa, yleinen hyvän olon tunne lisääntyy ja stressi vähentyy jos
käytetään päivittäin maitohappobakteereita ja vitamiineja. Aivoissa muodostuu välittäjäaineita lisäksi myös eikosanoideista ja niitä muodostuu terveydelle välttämättömistä rasvahapoista, kuten kalaöljyn EPA:sta ja helokkiöljyn GLA:sta. E-EPA-hoitoa tutkitaankin paljon psykiatriassa ja neurologiassa. Myös on jo saatu tällaisella rasvahappohoidolla hyvin lupaavia, suorastaan dramaattisia hoitotuloksia.

Aivoissa muodostuu noradrenaliinia fenyylialaniini-nimisestä aminohaposta. Fenyylialaniinia saa esim. vihersimpukkauutteesta (sitä käytetään laajalti nivelvaivojen itsehoidossa).

Oxfordin yliopistossa on tehty tutkimus, jonka mukaan kromipikolinaatti kasvattaa mm. seerumin tryptofaanin määrää. Ja tryptofaanista elimistö valmistaa muun muassa tärkeitä hermoston välittäjäaineita, serotoniinia, noradrenaliinia ja melatoniinia. Niinpä kromilisä, kuten kromivalmiste, voi ehkäistä stressiä, ahdistusta, masennusta ja univaikeuksia (tämä voi olla varsin hyödyllinen vaikutus myös naisten paino-ongelmien hoitamisessa).

Karnosiini on neuropeptidi (beeta-alaniini-histidiini) ja se toimii aivoissa välittäjäaineena edistäen myös GABA:n toimintaa. Karnosiinilla on todettu olevan edullinen vaikutus autistisessa sairauskirjossa, paniikkihäiriössä, epilepsiassa ja useissa muissa aivotoiminnan häiriöissä. Lisäksi karnosiini ehkäisee aivojen vanhenemista GABA-tuotannon välityksellä. Mutta karnosiinilla on muitakin suotuisia vaikutuksia elimistössä kuten raskasmetallien kelaatio. Karnosiinia saa lihasta (sitä on 125 mg sadassa grammassa lihaa), mutta  karnosiinia saa myös ravintolisästä. Karnosiinin aineenvaihdunta on läheisessä yhteydessä histamiiniin. Histamiini puolestaan on hermojen välittäjäaine, jota muodostuu aivoissa histidiini-aminohaposta ja sitä valmistavat karnosinaasi-entsyymit hajottamalla
karnosiinia. Histamiini muuntuu aivoissa karsiniiniksi karsiniininisyntetaasi-entsyymien välityksellä. Ne ovat vesiliukoisia entsyymejä, joiden toiminta edellyttää ATP:tä,
beeta-alaniinia, histamiinia ja magnesiumia.

Glutamaattia on luontaisesti äidinmaidossa, emmentaljuustossa sekä muissa runsasproteiinisissa elintarvikkeissa. Karnosiinin vaikutuksia tutkitaan kaksisuuntaisessa mielialahäiriössä. Serotoniinille on tutkimuksissa saatu selville uusi tehtävä, ruokahalun hillitseminen. Niinpä serotoniinia tarvitaan painonhallinnassakin. Tämä havainto selittää sen, minkä tähden masentuneet ihmiset yleensä lihovat. SSRI-lääkintä ei auta vaan
useissa tapauksissa vain lihottaa.

Häiriöt välittäjäaineiden toiminnassa

Perinteinen näkemys on, että välittäjäaineiden synteesin ja toiminnan häiriöt liittyvät useisiin aivosairauksiin. Noradrenaliinin transmissiohäiriöt on yhdistetty maanis-depressiiviseen (bipolaariseen) mielisairauteen sekä verenpainetautiin. Nähtävästi kuitenkin psykiatristen perimmäinen syy ei ole aivojen välittäjäaineiden puutos, vaan
puutostila on pikemminkin oire. Ensisijainen syy voi olla häiriö solukalvon fosfolipidien tasapainossa.

Selektiiviset serotoniinin takaisinoton estäjät eli SSRI-lääkkeet haittaavat immuunijärjestelmän toimintaa estämällä serotoniin ottamista kahdentyyppisiin puolustusjärjestelmän soluihin (dendriitti- ja T-soluihin). Tämän seurauksena saattaa
olla puolustuskyvyn heikentyminen erilaisia sairauksia sekä vanhenemismuutoksia vastaan. Havainto on uusi ja se selittää sen, miksi SSRI-lääkkeitä syövät masentuneet ihmiset sairastuvat muita helpommin toisiin sairauksiin, kuten odottamattomaan
sydämenpysähdykseen.

Dopamiini

Keskittymisvaikeuksissa ja Parkinsonin taudissa dopamiinin tuotanto aivoissa on liian pientä. Dopamiinia voidaan kutsua aivojen toimintahormoniksi, jonka tehtävä on parantaa aivojen kykyä keskittyä tehtäviin sekä auttaa toimimaan järjestelmällisesti ja organisoidusti. Dopamiinia muodostuu taasen liian paljon skitsofreniassa. Dopamiini sitoutuu reseptoriinsa nopeasti ja dopamiini voi vastaavasti myös erkaantua dopamiinista nopeasti sillä edellytyksellä, että sen määrä synapsissa on tarpeeksi suuri. Eri lääkkeillä on erilainen vaikutus dopamiiniin. On lääkkeitä, jotka estävät dopamiinin takaisinottamista lisäten näin dopamiinia, jolloin sitä jää synapsiin. Tällä tavalla toimivat mm. kokoaiini ja Ritalin, jota käytetään ADHD:n ja skitsofrenian hoitamisessa.

Serotoniini

Serotoniini on aivoissa esiintyvä ja verihiutaleita vapauttava sekä verisuonia supistava välittäjäaine (5-HT eli 5-hydroksitryptamiini). Lisäksi serotoniini on mielialahormoni, jonka puutos näkyy alakuloisuutena, apatiana, masennuksena ja kroonisena väsymyksenä. Keski-ikäisenä ja vanhuudessa serotoniinin määrä aivoissa rupeaa vähenemään. Myös unen aikana serotoniinin erittyminen vähentyy, ja REM-unen (vilkeuni) aikana
se loppuu lähes kokonaan. Niinpä voidaan päätellä unen pahentavan depressiota, ja varsinkin REM-unen. Unen eston pitäisi siten lieventää masennusta ja niin käykin monesti. Usea depresiosta kärsivät ihminen on lisäksi uneton, joten mahtaako elimistö pyrkiä tällä tavalla turvaamaan edes jonkinlaista serotoniinin saatavuutta? Serotoniinin puutos voi aiheuttaa impulsiivista ja väkivaltaista käyttäytymistä. Kalaöljyn EPA:sta muodostuu serotoniinia ja dopamiinia, jotka saavat ihmisen tuntemaan hyvää oloa ja antavat energiaa, jolloin myös stressin sietokyky kohenee. Tavallisesti jo kuukauden aikana säännöllinen farmaseuttisen kalaöljyn käyttö poistaa dopamiinin ja serotoniinin puutosta siten, että mieliala kohentuu ja ajatuskin kulkee selkeämmin (tavallista kalaöljyä tarvitaan
moninkertainen määrä saman vaikutuksen aikaansaamiseksi). On outoa, että E-EPA auttaa usein myös skitsofreniaan, vaikka siinä sairaudessa dopamiinin tuotanto on liiallista.

Gamma-aminovoihappo (GABA)

Gamma-aminovoihappo (GABA) kuuluu aivojen tärkeimpiin estäviin (inhibitorisiin) välittäjäaineisiin. Sen transmissioon vaikuttavat aineet (esim. karnosiini) hyödyttävät
ahdistusneuroosien, paniikkihäiriön, autismin ja epilepsian hoitamisessa. Tutkimuksen mukaan paniikkihäiriöstä kärsivillä on aivoissaan keskimäärin 22 % vähemmän GABAa kuin terveillä verrokeilla. Lisäksi GABA ehkäisee aivojen vanhentumista, kuten
eräässä toisessa tutkimuksessa saatiin selville. Näin ollen karnosiini on hyödyllinen lisäravinne kaikille, jotka tahtovat pitää aivojensa toimintakyvyn mahdollisimman kauan
mahdollisimman nuorekkaana. Suositus ikääntyville on 400-800 mg päivässä karnosiinia.

Karnosiinin vaikutus aivojen välittäjäaineisiin

Karnosiini on neuropeptidi ja sitä esiintyy joka puolella aivojen gliasolukossa (se on neuronien ulkopuolinen aivoaine) ja neuronien synapseissa, varsinkin näköä ja kuuloärsykkeitä välittävissä synapseissa. Tutkijat ovat sitä mieltä, että karnosiinin tehtävänä on säätää synapseissa vapautuvien metalli-ionien (sinkin ja kuparin) toimintoja hermojen välisessä tiedon siirrossa. Karnosiini vaikuttaa aivoissa sisäsyntyisenä
suojaavana yhdisteenä. Lisäksi on saatu selville, että karnosiini poistaa kelatoimalla aivosoluista myrkyllisiä metalleja, elohopeaa, vapaata kuparia sekä sinkkiä).

Alkoholin vaikutus aivojen välittäjäaineisiin

Alkoholilla on jo pieninä määrinä vaikutuksia aivoihin ja ihmisen käytökseen – jo yksi grogi, tuopillinen olutta tai lasi viiniä riittää vaikutuksiin. Alkoholi rauhoittaa, poistaa estoja

ja ahdistusta ja heikentää motorisia suorituksia (tosin pieninä pitoisuuksina alkoholi parantaa tarkkuutta ampujilla). Samoin mielialalääkkeet vaikuttavat aivojen välittäjäaineiden välityksellä, kuten ahdistuslääkkeenä käytetty diatsepaami, joka
sitoutuu GABA-reseptoriin muuttaen sen herkkyyttä, vaikka se ei itse aktivoi reseptoria.

Valinta lääkkeiden ja kalaöljyn sekä karnosiinin välillä

On olemassa useita lääketeollisuuden valmistamia mielialalääkkeitä, joiden avulla pystytään säätelemään aivojen välittäjäaineiden, varsinkin serotoniinin ja dopamiinin
synteesiä sekä toimintaa. Tavallinen hoito masennuksen lääkinnässä on käyttää serotoniinin siirtymistä takaisin synapsipäätteeseen estäviä lääkeaineita. Näitä lääkeaineita
nimitetään selektiivisiksi serotoniinin takaisinoton estäjiksi (SSRI). Tavallisimpia tällaisia mielialalääkkeitä ovat paroksetiini, fluoksetiini ja sertaliini. L-dopaa annetaan puolestaan Parkinsonin taudin hoitoon ja se lisää dopamiinin määrää aivoissa. L-dopan haittavaikutuksena on homokysteiinin määrän lisääntyminen, mistä seuraa muistin heikentymistä ja voi kasvattaa dementian vaaraa. SSRI-lääkkeiden ongelmana on, että
lääkkeen lisätessä tietyn välittäjäaineen tuotantoa (kuten dopamiinin), se vähentää toisen (esim. serotoniinin) määrää. Mutta kalaöljyn EPA kasvattaa molempien määrää samanaikaisesti. EPA-rasvahappo kasvattaa serotoniinireseptoreiden määrää vaikuttaen siten serotoniinin hyödyntämiseen aivoissa. Kalaöljyn rasvahapot toimivat lisäksi suotuisasti bipolaarisessa  masennuksessa litiumin ja valproaatin lailla. Niinpä on ikävää, että suomalaiset psykiatrit ja neurologit eivät ole juurikaan olleet kiinnostuneita luonnollisien ravintolisien lääkinnällisiä vaikutuksia kohtaan.

Miten välittäjäaineet keksittiin?

Ruotsalainen Arvid Carlsson löysi 1950-luvulla dopamiinin merkityksen aivojen välittäjäaineena ja ihmisen käytöksen säätelijänä. Arvid Carlsson sai amerikkalaisten Paul Greengardin ja Eric Kandelinin kanssa Nobelin palkinnon vuonna 2000 aivojen
välittäjäaineita koskevien tutkimuksiensa johdosta. Carlssonin keksintö sai aikaan, että Parkinsonin taudin havaittiin johtuvan dopamiinin puutoksesta tietyissä aivojen osissa. Tämän havainnon tähden kehitettiin taudille L-dopa-hoito. Carlsson osoitti
lisäksi sen, että skitsofrenian hoitoon käytetyt lääkkeet säätelevät dopamiinin biokemiaa. Uuden tutkimustiedon mukaan L-dopalla on sivuvaikutuksena homokysteiinin määrän kasvaminen ja dementian saamisen riskin suureneminen (jos potilas ei nauti
paljon foolihappoa, B6- ja B12-vitamiinia).

Dopamiini sekä sen aineenvaihduntatuotteet noradrenaliini ja adrenaliini ovat katekoliamineita ja ne kiihottavat synapsin toimintaa kuten myös glutamaatti ja aspartaatti. GABA puolestaan hillitsee synapsin toimintaa.

Vielä 1960-luvulla ei tunnettu dopamiinin, serotoniinin ja noradrenaliinin tarkkaa vaikutustapaa aivoissa, vaikka se tiedettiin, että ne osallistuvat aivosolujen väliseen
viestintään. Paul Greengard on se tutkija, joka sai selville miten välittäjäaineet toimivat. Ensin välittäjäaine vaikuttaa solun kalvolla olevassa reseptorissa ja sen jälkeen alkaa
ketjureaktio, joka vaikuttaa tiettyihin avainproteiineihin ja ne puolestaan säätelevät hermosolun toimintaa. Proteiinien muoto ja toiminta muuttuvat fosforiryhmien kiinnittyessä niihin tai niitä poistuu. Nämä ovat mekanismit, joiden avulla välittäjäaineet
siirtävät tietoa aivosolujen välillä.

Nykyään tutkitaan paljon välittäjäreseptorien genetiikkaa. Vaikuttaa siltä, että se säätelee ihmisen käyttäytymistä, kuten aggressiivisuutta, levottomuutta ja ylivilkkautta. Dopamiini on merkittävä välittäjäaine, se osallistuu hyvin moniin aivotoimintoihin vähintään viiden reseptorin kautta. Aineenvaihdunta on dopamiinilla erittäin monimuotoista ja näyttää siltä, että se johtuu enemmän reseptorien ja siirtäjäaineiden molekyyleistä kuin dopamiinin omista molekyyleistä. Serotoniinilla on vähintään 14 reseptoria ja muillakin välittäjäaineilla niitä on monia.

Dopamiinireseptorien kantajana soluissa toimii DARP-32 niminen proteiini, jossa on fosforia. Tämä proteiini on merkittävä dopamiinisignaalin etenemiselle aivosolujen välillä ja se muuttaa epäsuorasti useiden proteiinien toimintoja. Skitsofreenikoilla on tavallista vähemmän DARP-32:a aivoissaan. Ei kuitenkaan ole tiedossa onko puutos syy vai seuraus, mutta kysymys on aktiivisen tutkimustyön alaisena. Se kuitenkin tiedetään, että DARP-32 liittyy dopamiinin toimintaan. Liiallisen aktiviteetin vähentäminen lievittää skitsofrenian oireita. Greengardin tutkimusryhmä arvelee, että aivot yrittävät suojautua dopamiinin liialta aktiivisuudelta pienentämällä DARP-32:n määrää. Neuroendokrinologi Davin Horrobin väitti puolestaan jo kaksikymmentä vuotta sitten lääketieteellisessä lehdessä Lancetissa, että skitsofrenia ei aiheudu lainkaan dopamiinista, vaan solukalvojen fosfolipidien poikkeavasta aineenvaihdunnasta.

Nykyään tutkitaan, kuinka pystyttäisiin kehittämään glutamaattireseptoreihin vaikuttavia uusia lääkkeitä aivojen toimintahäiriöiden hoitamiseen. Muita merkittäviä välittäjäaineita aivoissa ovat serotoniini ja histamiini. Asetyylikoliini on lihas-hermoliitoksessa vaikuttava välittäjäaine, jonka puutos johtaa lihasheikkoustautiin.

{lang: 'fi'}