Hauptunterschied – Neuropeptide vs Neurotransmitter

Neuropeptide und Neurotransmitter sind chemische Substanzen, die als Vermittler für die Übertragung von Impulsen von einem Neuron zu einem anderen Neuron durch die Synapse fungieren. Sowohl Neuropeptide als auch Neurotransmitter sind Polypeptidderivate. Die Übertragung von Neuronensignalen über die Synapse erfolgt in mehreren Schritten. Zunächst wird der Neurotransmitter vom präsynaptischen Neuron in die Synapse freigesetzt. Dann diffundiert der Neurotransmitter über den synaptischen Spalt und bindet an spezifische Rezeptoren. Neuropeptide sind eine Art von Neurotransmittern. Neuropeptide sind große Moleküle, aber Neurotransmitter sind kleine Moleküle. Die Hauptunterschied zwischen Neuropeptiden und Neurotransmittern ist das Neuropeptide wirken langsam und haben eine verlängerte Wirkung wohingegen Neurotransmitter wirken schnell und erzeugen eine kurzfristige Reaktion.

Dieser Artikel befasst sich mit,

1. Was sind Neuropeptide? – Definition, Eigenschaften, Funktion 2. Was sind Neurotransmitter? – Definition, Kategorisierung, Eigenschaften, Funktion 3. Was ist der Unterschied zwischen Neuropeptiden und Neurotransmittern?

Was sind Neuropeptide?

Neuropeptide sind Neurotransmitter, die aus Aminosäuren bestehen, die jeweils durch Peptidbindungen verbunden sind. Sie sind relativ groß und bestehen aus 3 bis 36 Aminosäuren. Sie werden zusammen mit einem anderen Neurotransmitter in den synaptischen Spalt freigesetzt. Neuropeptide werden von etwa 90 Aminosäuren großen, inaktiven Vorläufern abgeleitet. Die Entfernung der Signalsequenz aus dem Neuropeptid-Vorläufer erzeugt das bioaktive Peptid. In einigen Neuropeptid-Vorläuferpeptiden kommt das gleiche bioaktive Neuropeptid in mehreren Kopien vor. Neuropeptide werden im Zellkörper des Neurons synthetisiert. Dann werden sie innerhalb des Lumens sequestriert und zum Axon transportiert, während sie seinen Verarbeitungsvorgängen wie der Signalpeptidspaltung unterzogen werden. Die bioaktiven Neuropeptide werden in großen Dense-Core-Vesikeln (LDCVs) gespeichert. Nach der Exozytose von LDCVs werden die Membrankomponenten von LDCVs reinternalisiert. Daher findet in der Synapse keine Wiederverwendung von Neuropeptiden statt. Die Freisetzung von Neuropeptiden erfolgt bei niedrigem zytosolischem Ca²⁺ Konzentrationen. Aber, Ca²⁺ Ionen stimulieren normalerweise die Exozytose von LDCVs. Somit ist Ca²⁺ Ionen aus anderen Quellen wie internen Speichern oder Transmembranstrom können für die Exozytose verwendet werden. Die Synthese von Neuropeptiden ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Neuropeptidsynthese

Tabelle 1: Ursprünge von Neuropeptiden und Beispiele

Herkunft	Beispiel
Hypothalamus-Releasing-Hormone	TRH, LHRH, GHIH (Somatostatin)
Hypophysenpeptide	ACTH, β-Endorphin, α-MSH, PRL, LH, TSH, GH, Vasopressin, Oxytocin
Peptide, die auf Darm und Gehirn wirken	Leucinenkephalin, Methioninenkephalin, Subs P, Gastrin, CCK, VIP, Nerven-GF, vom Gehirn abgeleitete neurotrope Faktoren, Neurotrensin, Insulin, Glucagon
Aus anderen Geweben	Ag-II, Bradykinin, Carnosin, Schlafpeptide, Calcitonin

Was sind Neurotransmitter?

Neurotransmitter sind Chemikalien, die Signale von einem Neuron über eine Synapse zu einer Zielzelle übertragen. Sie werden in synaptischen Vesikeln gespeichert, die sich am Ende der präsynaptischen Neuronenzellen befinden. Sobald das präsynaptische Neuron durch einen Nervenimpuls stimuliert wird, werden Neurotransmitter vom Axonterminal in die Synapse freigesetzt. Die freigesetzten Neurotransmitter diffundieren über die Synapse und binden an die spezifischen Rezeptoren des postsynaptischen Neurons. Daher befinden sich Neurotransmitter in direkter Apposition an ihre Zielzellen.

Kategorisierung von Neurotransmittern

Neurotransmitter werden basierend auf der Funktion in Typen eingeteilt; sie sind erregende und hemmende Neurotransmitter. Erregende Neurotransmitter erhöhen den Transmembran-Ionenfluss, wodurch das postsynaptische Neuron ein Aktionspotential erzeugen kann. Im Gegensatz, hemmende Neurotransmitter Verringern Sie den Transmembran-Ionenfluss, wodurch verhindert wird, dass das postsynaptische Neuron ein Aktionspotential erzeugt. Die Gesamtwirkung der erregenden und hemmenden Funktionen bestimmt jedoch, ob das postsynaptische Neuron „feuert“ oder nicht.

Acetylcholin, biogene Ammine und Aminosäuren sind die drei Klassen von Neurotransmittern. Acetyl und Cholin sind an der Produktion von beteiligt Acetylcholin, das auf die neuromuskulären Verbindungen wirkt. Biogene Amine im Gehirn gefunden werden, sind am emotionalen Verhalten des Tieres beteiligt. Dazu gehören Katecholamine wie Dopamin, Adrenalin und Noradrenalin (NE) und Indolamine wie Serotonin und Histamin. Sie helfen auch, die biologische Uhr zu regulieren. Die Funktion biogener Amine hängt von der Art des Rezeptors ab, an den sie binden. Glutamat und Gamma-Aminobuttersäure (GABA) sind Aminosäure-Neurotransmitter. Glutamate wirken auf das Gehirn. Neuropeptide wie Endorphine und Substanz P sind Aminosäureketten, die Schmerzsignale vermitteln. Eine Synapse mit Neurotransmittern ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Eine Synapse

Unterschied zwischen Neuropeptiden und Neurotransmittern

Definition

Neuropeptide: Neuropeptide sind kurze Ketten von Aminosäuren, die als Neurotransmitter dienen.

Neurotransmitter: Neurotransmitter sind chemische Substanzen, die beim Eintreffen eines Nervenimpulses am Ende einer Nervenzelle freigesetzt werden und den Impuls in ein anderes Neuron, einen Muskel oder eine andere Struktur weiterleiten.

Molekulargewicht

Neuropeptide: Neuropeptide haben ein hohes Molekulargewicht.

Neurotransmitter: Neurotransmitter haben ein niedriges Molekulargewicht.

Aktivität

Neuropeptide: Neuropeptide wirken langsam.

Neurotransmitter: Neurotransmitter wirken schnell.

Antwort

Neuropeptide: Neuropeptide erzeugen eine langsame Reaktion.

Neurotransmitter: Neurotransmitter erzeugen eine akute Reaktion.

Dauer

Neuropeptide: Neuropeptide erzeugen eine verlängerte Wirkung.

Neurotransmitter: Neurotransmitter lösen kurzfristige Reaktionen aus.

Rezeptorproteine

Neuropeptide: Neuropeptide wirken auf eine Reihe von Rezeptorproteinen.

Neurotransmitter: Die meisten Neurotransmitter wirken nur auf einen bestimmten Rezeptor.

Stoffwechselmaschinen

Neuropeptide: Neuropeptide verändern die Stoffwechselmaschinerie.

Neurotransmitter: Die meisten Neurotransmitter verändern die Stoffwechselmaschinerie nicht.

Gene

Neuropeptide: Neuropeptide verändern die Expression bestimmter Gene.

Neurotransmitter: Die meisten Neurotransmitter verändern die Genexpression nicht.

Synthese

Neuropeptide: Neuropeptide werden im rauen endoplasmatischen Retikulum und im Golgi-Apparat synthetisiert.

Neurotransmitter: Neurotransmitter werden im Zytosol präsynaptischer Neuronenterminals synthetisiert.

Konzentration

Neuropeptide: Neuropeptide werden in geringen Konzentrationen synthetisiert.

Neurotransmitter: Neurotransmitter werden in hohen Konzentrationen synthetisiert.

Standort

Neuropeptide: Neuropeptide finden sich überall im Neuron.

Neurotransmitter: Neurotransmitter werden nur in den Axonenden präsynaptischer Neuronen gefunden.

Gespeichert in

Neuropeptide: Neuropeptide werden in großen Dense-Core-Vesikeln (LDCVs) gespeichert.

Neurotransmitter: Neurotransmitter werden in kleinen sekretorischen Vesikel (SSVs) gespeichert.

Veröffentlichung

Neuropeptide: Axonales Strömen von Neurotransmittern erfolgt in wenigen cm/Tag.

Neurotransmitter: Neurotransmitter werden bei Eintreffen eines Aktionspotentials innerhalb weniger Millisekunden freigesetzt.

Veröffentlicht mit

Neuropeptide: Neuropeptide werden zusammen mit einem anderen Neurotransmitter in den synaptischen Spalt freigesetzt.

Neurotransmitter: Je nach Aktionspotential werden individuell Neurotransmitter freigesetzt.

Zytosolische Ca2+-Konzentration

Neuropeptide: Neuropeptide werden bei niedrigem zytosolischem Ca. freigesetzt²⁺ Konzentrationen.

Neurotransmitter: Neurotransmitter werden bei hohem zytosolischem Ca. freigesetzt²⁺ Konzentrationen.

Ort der Aktion

Neuropeptide: Neuropeptide haben einen anderen Wirkort als ihr Ursprung.

Neurotransmitter: Neurotransmitter werden in direkter Apposition an ihre Zielzellen freigesetzt.

Schicksal

Neuropeptide: Vesikel werden ohne Wiederverwendung autolysiert. Nach der Freisetzung werden sie nicht wieder aufgenommen.

Neurotransmitter: Neurotransmitter werden entweder durch Enzyme im synaptischen Spalt zerstört oder durch präsynaptischen Terminal oder Neuroglia durch aktiven Transport wieder aufgenommen.

Potenz

Neuropeptide: Neuropeptide sind 1000-mal wirksamer als Neurotransmitter.

Neurotransmitter: Neurotransmitter sind im Vergleich zu Neuropeptiden weniger wirksam.

Beispiele

Neuropeptide: Oxytocin, Vasopressin, TSH, LH, GH, Insulin und Glucagon sind Neuropeptide.

Neurotransmitter: Acetylcholin, Dopamin, Serotonin und Histamin sind Neurotransmitter.

Abschluss

Neuropeptide und Neurotransmitter sind chemische Mediatoren, die an der Übertragung von Neuronenimpulsen beteiligt sind. Neuropeptide sind eine Art von Neurotransmittern. Neuropeptide sind kurzkettige Aminosäuren und Neurotransmitter sind Polypeptidmoleküle. Die Produktion von Neuropeptiden erfolgt im Zellkörper des Neurons, während die Produktion von Neurotransmittern am Axonende präsynaptischer Neuronen stattfindet. Neuropeptide werden an einer bestimmten Stelle zum Wirkort freigesetzt. Daher braucht ihre Diffusion zum aktiven Zentrum Zeit, wodurch Neuropeptide langsam wirken. Aber sie erzeugen eine verlängerte Reaktion. Im Gegensatz dazu werden Neurotransmitter direkt apposition an ihr Ziel freigesetzt, was eine akute Reaktion hervorruft. Da Neurotransmitter im präsynaptischen Spalt zerstört werden, hält ihre Reaktion nur für einen kurzen Zeitraum an. Daher liegt der Hauptunterschied zwischen Neuropeptiden und Neurotransmittern in ihrem Wirkungsmechanismus nach der Freisetzung.

Referenz:1."Was sind Neurotransmitter?" Neurogistik. N.S., N.D. Netz. 29. Mai 2017..2.„Typen von Neurotransmittern nach Funktion – Grenzenloses offenes Lehrbuch.“ Grenzenlos. N.p., 29. September 2016. Web. 29. Mai 2017..3.„Synaptische Transmitter – Neurotransmitter & Neuropeptide.“ HowMed. N.p., 18. Mai 2011. Web. 30. Mai 2017..4. Mains, R. E., Eipper, B. A., „The Neuropeptides“. Grundlegende Neurochemie: Molekulare, zelluläre und medizinische Aspekte. 6. Auflage. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1999. Web. 30. Mai 2017..

Bildhöflichkeit: 1. „Neuropeptidsynthese“ von Pancrat – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia2. „1225 Chemical Synapse“ von OpenStax – (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia