Τα αμινοξέα είναι οι μικρές μονάδες που αποτελούν τις πρωτεΐνες και οι νευροδιαβιβαστές είναι μόρια που μεταφέρουν σήματα σε νευρικές συνδέσεις ή συνάψεις. Στο ανθρώπινο νευρικό σύστημα, ορισμένα αμινοξέα λειτουργούν ως νευροδιαβιβαστές. Αυτά περιλαμβάνουν γλυκίνη, γάμμα-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA), ασπαρτικό και γλουταμικό. Οι νευροδιαβιβαστές αμινοξέων μπορεί είτε να διεγείρουν είτε να εμποδίσουν την πυροδότηση των νεύρων σε μια σύναψη. Το GABA και η γλυκίνη πιστεύεται ότι αναστέλλουν κυρίως τις νευρικές αποκρίσεις, ενώ το γλουταμινικό και το ασπαρτικό τείνουν να διεγείρουν.
Στις νευρικές συνάψεις, το άκρο ενός νεύρου ή νευρώνα, χωρίζεται από την αρχή του επόμενου από ένα κενό γνωστό ως συναπτική σχισμή. Ένα νευρικό σήμα, το οποίο αναφέρεται ως δυναμικό δράσης, δεν μπορεί να διασχίσει τη συναπτική σχισμή. Αντ ‘αυτού, ενδογενείς χημικές ουσίες όπως νευροδιαβιβαστές αμινοξέων χρησιμοποιούνται για να μεταφέρουν την ώθηση. Ένα νευρικό κύτταρο από το οποίο ταξιδεύει μια ώθηση είναι γνωστό ως προσυναπτικός νευρώνας. Ο προσυναπτικός νευρώνας παράγει τους νευροδιαβιβαστές αμινοξέων, ενώ ο υποδοχέας ή μετασυναπτικός νευρώνας έχει υποδοχείς που τους συνδέουν.
Από όλα τα αμινοξέα που λειτουργούν ως νευροδιαβιβαστές, το GABA είναι το μόνο που δεν χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή πρωτεϊνών στο σώμα. Το GABA σχηματίζεται χρησιμοποιώντας ένα ένζυμο που υπάρχει μόνο στους νευρώνες. Οι νευροδιαβιβαστές αμινοξέων γνωστοί ως ασπαρτικό και γλουταμικό δημιουργούνται μέσα στα κύτταρα, σε μικροσκοπικές δομές γνωστές ως μιτοχόνδρια. Στη συνέχεια μετακινούνται μέσα στο πήκτωμα που γεμίζει το κύτταρο, γνωστό ως κυτταρόπλασμα, πριν εγκλωβιστούν μέσα σε φυσαλίδες που ονομάζονται κυστίδια.
Η γλυκίνη παράγεται επίσης μέσα στα μιτοχόνδρια. Το δηλητήριο γνωστό ως στρυχνίνη μπλοκάρει τους υποδοχείς γλυκίνης στους μετασυναπτικούς νευρώνες. Αυτό εμποδίζει τη γλυκίνη να δεσμευτεί και να παράγει την ανασταλτική της επίδραση στα νεύρα, έτσι ώστε να προκύψει ανεπιφύλακτη διέγερση. Ορισμένοι μύες, όπως το διάφραγμα, αδυνατούν να χαλαρώσουν. Το άτομο με δηλητηρίαση από στρυχνίνη μπορεί να μην μπορεί να αναπνεύσει, με δυνητικά θανατηφόρα αποτελέσματα.
Η παραγωγή GABA απαιτεί ένα ένζυμο γνωστό ως αποκαρβοξυλάση γλουταμινικού οξέος (GAD). Αυτό σημαίνει ότι τα αντισώματα GAD, πρωτεΐνες με υποδοχείς που συνδέονται με το GAD, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσδιορίσουν ποιοι νευρώνες παράγουν GABA παρά άλλους νευροδιαβιβαστές αμινοξέων. Ο GABA είναι ο κύριος νευροδιαβιβαστής που προκαλεί αναστολή στις νευρικές συνάψεις σε όλο το νευρικό σύστημα. Το αλκοόλ στον εγκέφαλο συνδέεται με τους υποδοχείς GABA, προσθέτοντας στο αποτέλεσμα της μείωσης της δραστηριότητας των νευρώνων. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους το αλκοόλ μπορεί να δράσει ως ηρεμιστικό.
Μέσα στο κεντρικό νευρικό σύστημα, το γλουταμινικό είναι ο κύριος νευροδιαβιβαστής που προκαλεί διέγερση στις νευρικές συνάψεις. Η περίσσεια γλουταμινικού μπορεί να είναι τοξική, καθώς οι νευρώνες καταστρέφονται εάν παραταθεί η διέγερση. Οι εγκεφαλικές βλάβες και τα εγκεφαλικά επεισόδια μπορεί μερικές φορές να προκαλέσουν περίσσεια γλουταμινικού, το οποίο στη συνέχεια οδηγεί σε βλάβη και περαιτέρω απώλεια εγκεφαλικών κυττάρων.