Aminoacizii sunt unitățile mici care alcătuiesc proteinele, iar neurotransmițătorii sunt molecule care transportă semnale prin joncțiunile nervoase sau sinapsele. În sistemul nervos uman, unii aminoacizi acționează ca neurotransmițători. Acestea includ glicina, acidul gama-aminobutiric (GABA), aspartatul și glutamatul. Neurotransmițătorii aminoacizi pot fie excita, fie inhiba declanșarea nervilor la o sinapsă. Se crede că GABA și glicina inhibă în mare parte răspunsurile nervoase, în timp ce glutamatul și aspartatul tind să excite.
La sinapsele nervoase, capătul unui nerv, sau neuron, este separat de începutul următorului printr-un gol cunoscut sub numele de despicatură sinaptică. Un semnal nervos, care este denumit potențial de acțiune, nu poate traversa fanta sinaptică. În schimb, substanțele chimice endogene, cum ar fi neurotransmițătorii de aminoacizi, sunt folosite pentru a transmite impulsul. O celulă nervoasă din care circulă un impuls este cunoscută sub numele de neuron presinaptic. Neuronul presinaptic produce neurotransmițătorii de aminoacizi, în timp ce neuronul receptor sau postsinaptic are receptori care îi leagă.
Dintre toți aminoacizii care funcționează ca neurotransmițători, GABA este singurul care nu este folosit și pentru a produce proteine în organism. GABA se formează folosind o enzimă prezentă numai în neuroni. Neurotransmițătorii aminoacizi cunoscuți sub numele de aspartat și glutamat sunt creați în interiorul celulelor, în structuri minuscule cunoscute sub numele de mitocondrii. Apoi se deplasează în gelul care umple celula, cunoscut sub numele de citoplasmă, înainte de a fi închise în bule numite vezicule.
Glicina este, de asemenea, produsă în interiorul mitocondriilor. Otrava cunoscută sub numele de stricnină blochează receptorii de glicină de pe neuronii postsinaptici. Acest lucru împiedică legarea glicinei și producerea efectului ei inhibitor asupra nervilor, astfel încât să apară excitație neopusă. Anumiți mușchi, cum ar fi diafragma, nu se pot relaxa. Persoana cu intoxicare cu stricnina poate deveni incapabila sa respire, cu rezultate potential fatale.
Producția de GABA necesită o enzimă cunoscută sub denumirea de decarboxilază a acidului glutamic (GAD). Aceasta înseamnă că anticorpii GAD, proteine cu receptori care se leagă de GAD, pot fi utilizați pentru a identifica ce neuroni produc GABA mai degrabă decât alți neurotransmițători de aminoacizi. GABA este principalul neurotransmițător care provoacă inhibarea sinapselor nervoase din întreg sistemul nervos. Alcoolul din creier se leagă de receptorii GABA, adăugând efectului său de reducere a activității neuronilor. Acesta este unul dintre motivele pentru care alcoolul poate acționa ca un sedativ.
În interiorul sistemului nervos central, glutamatul este principalul neurotransmițător care provoacă excitație la sinapsele nervoase. Excesul de glutamat poate fi toxic, deoarece neuronii sunt deteriorați dacă excitația este prelungită. Leziunile cerebrale și accidentele vasculare cerebrale pot provoca uneori un exces de glutamat, care apoi duce la deteriorarea și pierderea în continuare a celulelor creierului.