Aminosyror är de små enheterna som utgör proteiner, och neurotransmittorer är molekyler som bär signaler över nervövergångar eller synapser. I det mänskliga nervsystemet fungerar vissa aminosyror som signalsubstanser. Dessa inkluderar glycin, gamma-aminosmörsyra (GABA), aspartat och glutamat. Aminosyra-neurotransmittorer kan antingen excitera eller hämma nervavfyrning vid en synaps. GABA och glycin tros mestadels hämma nervsvar, medan glutamat och aspartat tenderar att excitera.
Vid nervsynapser är änden av en nerv, eller neuron, separerad från början av nästa av ett gap som kallas synaptisk klyfta. En nervsignal, som kallas en aktionspotential, kan inte passera den synaptiska klyftan. Istället används endogena kemikalier såsom neurotransmittorer av aminosyror för att föra över impulsen. En nervcell från vilken en impuls går är känd som en presynaptisk neuron. Den presynaptiska neuronen producerar aminosyraneurotransmittorerna, medan den mottagande, eller postsynaptiska, neuronen har receptorer som binder dem.
Av alla aminosyror som fungerar som signalsubstanser är GABA den enda som inte också används för att göra proteiner i kroppen. GABA bildas med hjälp av ett enzym som endast finns i neuroner. Aminosyrornas neurotransmittorer som kallas aspartat och glutamat skapas inuti celler, i små strukturer som kallas mitokondrier. De rör sig sedan ut i gelen som fyller cellen, känd som cytoplasma, innan de innesluts i bubblor som kallas vesiklar.
Glycin produceras också inuti mitokondrier. Giftet som kallas stryknin blockerar glycinreceptorer på postsynaptiska neuroner. Detta förhindrar glycin från att binda och producera sin hämmande effekt på nerver, så att oavbruten excitation uppstår. Vissa muskler, såsom diafragman, kan inte slappna av. Personen med strykninförgiftning kan bli oförmögen att andas, med potentiellt dödliga resultat.
GABA-produktion kräver ett enzym som kallas glutaminsyradekarboxylas (GAD). Detta innebär att GAD-antikroppar, proteiner med receptorer som binder till GAD, kan användas för att identifiera vilka neuroner som producerar GABA snarare än andra aminosyraneurotransmittorer. GABA är den huvudsakliga signalsubstansen som orsakar hämning av nervsynapser i hela nervsystemet. Alkohol i hjärnan binder till GABA-receptorer, vilket ökar effekten av att minska neuronaktiviteten. Detta är en av anledningarna till att alkohol kan verka lugnande.
Inuti det centrala nervsystemet är glutamat den huvudsakliga signalsubstansen som orsakar excitation vid nervsynapser. Överskott av glutamat kan vara giftigt, eftersom nervceller skadas om excitationen förlängs. Hjärnskador och stroke kan ibland orsaka ett överskott av glutamat, vilket sedan leder till skada och ytterligare hjärncellsförlust.