Высвобождение нейротрансмиттера в синапсе. Эффекты нейротрансмиттеров

Обновлено: 03.05.2024

Мы все слышали, что нейроны общаются друг с другом через электрические импульсы. Верно, чтонекоторые синапсы являются чисто электрическими, но большинство этих соединений находятся в середине химических элементов.Эти химические вещества являются так называемыми нейротрансмиттерами. Благодаря им нейроны могут участвовать в различных когнитивных функциях, таких как обучение, память, восприятие …

Сегодня мы знаем более десятка нейротрансмиттеров, вовлеченных в нейронные синапсы.Их исследование позволило нам много узнать о том, как работает нейропередача. И это привело к большим улучшениям, когда дело доходит до создания лекарств и понимания эффектов психотропных препаратов. Наиболее известными нейромедиаторами являются: серотонин, допамин, норэпинефрин, ацетилхолин, глутамат и ГАМК.

В этой статье и для того, чтобы лучше понять принципы нейротрансмиссии, мы рассмотрим два очень важных аспекта. Во-первых, нужно знать различные формы, принимаемые нейротрансмиттерами при воздействии на синапс. Второй — каскад передачи сигналов, наиболее распространенный способ работы с нейротрансмиттерами.

Типы эффектов нейротрансмиттеров

Основная функция нейротрансмиттеров — модулировать синапс между нейронами.Таким образом, электрические соединения становятся более сложными между ними и приводят к большему количеству возможностей. Если нейротрансмиттеров не было и если бы нейроны действовали как простые кабели, невозможно было бы выполнять все функции нервной системы.

Ну, но способ, которым нейротрансмиттеры влияют на нейроны, не всегда одинаковый. Мы можем найти два разных способа, с помощью которых синапс изменяется химическими эффектами. Вот два типа эффектов:

Через ионные каналы.Электрический импульс возникает из-за существования разности потенциалов между внешней частью нейрона и его внутренней частью. Движение ионов (частиц с электрическим зарядом) заставляет этот дифференциал меняться, и когда достигается порог активации, нейрон взрывается. Некоторые нейротрансмиттеры имеют функцию прикрепления к ионным каналам, которые находятся в мембране нейрона. Когда они цепляются, они открывают этот канал и обеспечивают большее движение ионов: он детонирует нейрон.
Через метаботропный рецептор.Здесь мы оказываемся в случае гораздо более сложной модуляции. Нейротрансмиттер прикрепляется к рецептору, который находится в мембране нейрона. Но этот рецептор не является каналом, который открывается или закрывается: он отвечает за производство других веществ в нейроне. Когда нейротрансмиттер цепляется, белок высвобождается в нейрон и вызывает изменения в структуре и функции нейрона. В следующем разделе мы рассмотрим этот тип нейротрансмиссии более глубоко.

Каскад передачи сигналов

Каскад трансдукции сигналов — это процесс, посредством которого нейротрансмиттер модулирует функционирование нейрона.В этом разделе мы сосредоточимся на функционировании этих нейротрансмиттеров, которые делают это с помощью метаботропных рецепторов. Это самый распространенный способ работы для них.

Процесс состоит из четырех отдельных этапов:

Нейротрансмиттеры — очень важные химические вещества в нашей нервной системе.Они отвечают за модулирование и передачу информации между различными ядрами мозга. Более того, их воздействие на нейроны может длиться от нескольких секунд до нескольких месяцев, даже нескольких лет. Благодаря их изучению мы можем понять корреляты многих более высоких когнитивных процессов, таких как обучение, память, внимание и т. Д.

Что такое синаптическое пространство?

Узнайте, как работает синаптическое пространство, роль нейронов и веществ или нейротрансмиттеров, которые выпускаются. Узнать больше

Высвобождение нейротрансмиттера в синапсе. Эффекты нейротрансмиттеров

Высвобождение нейротрансмиттера и ответ на него зависят от состояния мембраны и потенциалов действия. В состоянии покоя мембранный потенциал клетки отрицателен вследствие различного распределения ионов и их проходимости через мембрану клетки. Распределение ионов регулируется мембранными насосами и ионными каналами, расположенными в мембране клетки. Основные ионы — Na+, K+, Са2+ и Cl.

Потенциал действия генерируется быстрым увеличением проходимости для Na+ из-за открытия Nа+-каналов. Завершающаяся быстрая деполяризация, вызванная потенциалом действия, в свою очередь открывает Са2+-каналы (N-тип). Во время потенциала действия Са2+-входит в клетку и инициирует высвобождение медиатора. Потенциал действия в нейронах сменяется периодом гиперполяризации, когда нейрон более отрицательно заряжен, чем в покое. Это предотвращает дальнейшие потенциалы действия и регулирует возбудимость нервной клетки.

Потенциал действия реализуется нейротрансмиттерами. Нейротрансмиттеры (медиаторы) — это молекулы, синтезируемые в нервной клетке и реализующие потенциал действия. Известны рецепторы для 300 эндогенных молекул, которые действуют в нервной системе. Роль некоторых из них как медиаторов полностью не установлена (например, эндогенных молекул, действующих в ЦНС).

Многие лекарственные средства влияют на нервную систему, изменяя чувствительность рецепторов к медиаторам.

Рецепторы расположены в синапсе пред- и постсинаптически. Многие пресинаптические рецепторы ингибируют высвобождение соответствующего медиатора, но эффект активизации пресинаптического рецептора может зависеть от:
• числа активированных рецепторов;
• сродства рецептора к медиатору;
• степени, в которой рецептор изменяет высвобождение медиатора.

Два основных типа рецепторов:
• рецепторы, расположенные непосредственно на ионных каналах, такие как ацетилхолиновые, никотиновые, 5-НТ3-рецепторы (Na+- и К+-каналы), ГАМК-рецепторы (С1~-каналы) и глутаматные рецепторы (М-метил-О-аспартатные), которые являются катионными каналами;
• G-белок-связанные рецепторы, эффекты которых могут проявляться через систему вторичных мессенджеров (например, увеличением или уменьшением концентрации цАМФ). Для некоторых G-белок-связанных рецепторов активация G-белка непосредственно влияет на ионный канал без вовлечения вторичного мессенджера. Другие вторичные мессенджеры, включая Са2+, метаболизируют мембранный компонент инозитолтрифосфат.

Некоторые нейротрансмиттеры ингибируют потенциал действия путем гиперполяризации нейрона. Классический пример гиперполяризующего медиатора — гамма-аминомасляная кислота, которая открывает Сl-каналы в клеточной мембране. Эти Сl-каналы — пример лиганд-зависимых ионных каналов (ионные каналы, кинетика которых изменяется в ответ на определенный химический стимул). Другой общий тип ионного канала — потенциал-зависимый ионный канал (например, Na+- и Са2+-каналы, вовлеченные в генерацию потенциала действия).

Нейромодуляторы — это молекулы, которые изменяют ответ нейрона на медиатор, а нейрогормоны — это вещества, которые попадают в кровь и влияют на нейроны (например, кортизол и трийод-тиронин).

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Ерофеев Н.П. Физиология центральной нервной системы

40 Тема 1. Организация и функции центральной нервной системы.

Помните! Передача возбуждения с нерва на скелетную мышцу осуществляется тоже с помощью химического синапса, однако работа синапсов ЦНС отличается и по структуре и по функции. Сравните свойства нервно-мышечного синапса и синапса между двумя нервными клетками, заполнив табл. 2.

Сравнительная характеристика центральных (в нервной системе)

и нервно-мышечных синапсов

(в нервной системе) синапсы

Нейромедиатор (один или несколько)

Ширина синаптической щели

1.4. Нейротрансмиттеры в ЦНС

Физиология центральной нервной системы

Нейротрансмиттеры в зависимости от их химической природы делятся на несколько групп (приведите примеры):

1. Аминокислоты: ______________________________________________

2. Моноамины: ________________________________________________

3. Нейропептиды: ______________________________________________

4. Пурины: ____________________________________________________

5. Газы: ______________________________________________________

Нейротрансмиттеры запасаются в нервных окончаниях в синаптических везикулах и с помощью кальцийзависимого транспорта высвобождаются из пресинаптической мембраны, кроме этого, медиаторы синтезируются в соме нервной клетки и посредством аксонного транспорта доставляются в пресинаптическую терминаль. Далее они (нейромедиаторы) связываются на постсинаптической мембране с участками их узнавания, располагающимися на трансмембранных белках, что вызывает изменение проницаемости мембраны для ионов. Медиаторы оказывают на постсинаптические мембраны два действия: быстрое и медленное. Быстрые эффекты оказывают низкомолекулярные химические вещества, к которым относят: ацетилхолин; группу моноаминов: адреналин, гистамин, норадреналин, серотонин; группу аминокислот: аспартат, глутамат, гаммааминомасляная кислота (ГАМК), глицин; газы: оксид азота. Низкомолекулярные быстродействующие нейротрансмиттеры производятся в цитоплазме пресинаптического окончания

и сосредоточиваются в пузырьках терминали. В основном низкомолекулярные нейромедиаторы быстро в течение миллисекунды или меньше действуют на постсинаптическую мембрану нейрона, управляя ее ионной проницаемостью. В случае открытия натриевых каналов постсинаптическая мембрана возбуждается, а раскрытие ионных калиевых или хлорных каналов снижает проводимость мембраны

и вызывает торможение деятельности нейрона. Медленные эффекты на постсинаптическую мембрану оказывают нейротрансмиттеры другого класса, к которым относятся нижеперечисленные группы нейропептидов и факторов роста.

Тиротропин — рилизинг-гормон. Лютеотропин — рилизинг-гормон.

Соматостатин — тормозящий фактор гормона роста.

α-меланоцитстимулирующий гормон. β-эндорфин. Адренокортикотропный гормон. Вазопрессин.

Гормон роста. Лютеинизирующий гормон. Окситоцин.

Пептиды, действующие на кишечник и головной мозг.

42 Тема 1. Организация и функции центральной нервной системы.

Вазоактивный интестинальный полипептид. Вещество Р.

Лейцин энкефалин. Метионин энкефалин. Нейротензин.

Нейротропный фактор мозгового происхождения. Фактор некроза нервов.

Из других тканей.

Ангиотензин II. Брадикинин. Кальцитонин. Карнозин. Пептиды сна.

Нейропептиды синтезируются в соме нервной клетки на рибосомах в виде фрагментов больших белковых молекул. После этого они дефрагментируются путем ферментативного расщепления на более мелкие части внутри эндоплазматического ретикулума, в аппарате Гольджи мелкие фрагменты формируют малого размера медиаторные везикулы, которые попадают в цитозоль нейрона. В дальнейшем с помощью медленного аксонного транспорта со скоростью в несколько сантиметров в сутки везикулы доставляются в нервное окончание. Приходящие

в терминаль потенциалы действия вызывают выход везикул в синаптическую щель, где они связываются с рецепторным белком постсинаптической мембраны и затем подвергаются аутолизу, то есть повторно не используются. Нейропептидов

в синаптическую щель выделяется значительно меньше, чем низкомолекулярных нейромедиаторов. Однако эффекты действия нейропептидов выражены сильнее

в тысячу и более раз. Длительность действия — это еще одно существенное свойство нейропептидов как медиаторов. Под их влиянием, например, могут быть длительное время закрытыми кальциевые каналы, активироваться и инактивироваться специфические гены в ядре клетки и/или длительное время сохраняться трансформация количества возбуждающих или тормозных рецепторов. Эффект нейротрансмиттера — постсинаптический потенциал — определяется тем, какой вид ионных каналов откроется (см. рис. 25, поз. 5 а , 5 б ). Постсинаптические потенциалы — это локальное уменьшение или увеличение поляризации постсинаптической мембраны нейрона в ответ на связывание нейромедиатора с расположенным на ней рецептором.

Физиология центральной нервной системы

Открытие Na + -каналов вызывает входящий ток положительных зарядов

в клетку, в результате чего возникает локальная деполяризация мембраны, которая называется возбуждающий постсинаптический потенциал — ВПСП .

Если нейротрансмиттер открывает каналы постсинаптической мембраны для входа ионов Cl - , происходит ток отрицательных ионов в клетку, и МП увеличивает

свою отрицательность, возникает локальная гиперполяризация мембраны, которая называется тормозный постсинаптический потенциал — ТПСП .

Протеины — рецепторы постсинаптической мембраны нейрона, которые связывают молекулы нейротрансмиттеров и реализуют их действие на нервные

клетки, бывают двух видов (рис. 26).

Ионотропные — являются ионными каналами (лиганд-управляемые ионные каналы), так как каналы открываются в результате взаимодействия рецептора на мембране с молекулами химического вещества, что приводит к изменению МП

Метаботропные — их активация также открывает ионные каналы, но в этом участвует G-белок, он активирует внутриклеточные метаболические процессы с помощью вторичных посредников (аденилатциклаза или фосфолипаза С).

Рис. 26. Схема действия нейротрансмиттеров на рецепторы постсинаптической мембраны:

связывание с ионотропным рецептором ( А ), связывание с метаботропным рецептором ( Б ) ( a-, b-, y -субъединицы G-белка)

44 Тема 1. Организация и функции центральной нервной системы.

В нормальном состоянии рецепторы для нейротрансмиттеров находятся только в области постсинаптической мембраны. Однако во многих синапсах существуют рецепторы для нейротрансмиттеров и в пресинаптической мембране — это ауторецепторы. Они с помощью механизма обратной связи (положительной или отрицательной) управляют выходом нейротрансмиттера из пресинаптической мембраны. На ауторецепторы оказывает влияние и входящий Са 2+ -ток в пресинаптическом окончании.

1.4.1. Котрансмиттеры (комедиаторы)

Обычно нейрон синтезирует один нейротрансмиттер, например ацетилхолин или норадреналин. Однако в синапсах ЦНС может наблюдаться сочетанное освобождение нескольких химических передатчиков в одном возбужденном синапсе. Такие сосуществующие с основным нейромедиатором нейротрансмиттеры называются котрансмиттеры, или комедиаторы. Для комедиаторов характерны совместное с основным медиатором высвобождение (экзоцитоз) при одной и той же активации пресинаптической мембраны и действие на общую клетку-мишень. Везикулы, в которых содержатся комедиаторы, в пресинаптической мембране отличаются по форме и размеру от везикул с основным нейротрансмиттером.

Комедиаторы локализуются в нейроне в одном и том же сочетании, например, ацетилхолин сосуществует с энкефалином, вазоинтестинальным пептидом, веществом Р, соматостатином и нейротензином.

анатомическому адресу (принцип «точка-в-точку»). Открытия последних десятилетий, особенно медиаторной функции нейропептидов, показали, что в нервной системе возможен принцип передачи и по химическому адресу. Это означает, что нейромедиатор может действовать не только на «свою» постсинаптическую мембрану, но и за пределами данного синапса – на мембраны других нейронов, имеющих соответствующие рецепторы. Таким образом, физиологическая реакция обеспечивается не точечным анатомическим контактом, а наличием соответствующего рецептора на клетке-мишени. Этот принцип был давно известен в эндокринологии, а исследования последних лет обосновали наличие его в ЦНС, где он получил название механизма объемной передачи. Для формирования объемной передачи используется внесинаптический путь трансляции сигналов, основанный на явлении спилловера (от англ. spillover — перелив, растекание). Спилловер представляет собой диффузию нейромедиаторов из синаптической щели возбужденного синапса в межклеточное пространство и действие их на внесинаптические рецепторы соседних нейронов (рис. 27). Внесинаптические рецепторы располагаются на соме, дендритах, аксоне, глиальных клетках.

Физиология центральной нервной системы

Таким образом, внесинаптический механизм передачи изменяет активность целой группы нейронов, располагающихся на расстоянии от источника выделения нейромедиатора.

Рис. 27. Схема передачи возбуждения с помощью нейротрансмиссии — А (синаптическая передача) и спилловера — Б (внесинаптическая передача)

Кроме механизма объемной передачи за счет внесинаптических влияний, в нервной системе процессы передачи сигналов могут быть модифицированы посредством других химических веществ. Такие химические вещества не осуществляют синаптическую передачу, но изменяют эффекты нейротрансмиттеров. Они называются нейромодуляторами. Нейромодуляторы высвобождаются не только из нервных клеток, нейроглия также может синтезировать ряд нейромодуляторов. Нейромодуляторы усиливают синаптическую передачу и возбудимость нейронов. Действие нейромодуляторов развивается медленно и имеет большую продолжительность.

Нейротрофины — регуляторные белки нервной ткани, которые синтезируются в нейронах и глии. Они действуют локально в месте высвобождения и особенно интенсивно индуцируют ветвление дендритов (аборизацию) и рост аксонов (спрутинг) в направлении клеток-мишеней. Нейротрофины оказывают трофическую поддержку нейронов. Нейротрофины путем эндоцитоза проникают в нейроны и ретроградным аксонным транспортом доставляются в тело нервной клетки. Здесь они оказывают влияние прямо на ядерный аппарат клетки, управляют образованием ферментов, которые регулируют синтез нейротрансмиттеров и рост нервов. В 1968 году Rita Levi-Montalcini выделила первого представителя нейротрофинов — фактор роста нервов ( nerve growth factor — NGF). Это открытие отмечено присуждением Нобелевской премии. Наиболее полно изучены три нейротрофина, которые близки друг другу по структуре: уже упомянутый фактор роста нервов

46 Тема 1. Организация и функции центральной нервной системы.

(NGF), фактор роста, выделенный из головного мозга (BDNF), и нейротрофин-3 (NT-3). Различают две формы рецепторов к факторам в тканях: низкоаффинные рецепторы и высокоаффинные рецепторы, с которыми связываются трофические факторы. Аксоны при росте устанавливают связь с клеткой-мишенью путем образования синапса.

1.5. Рефлекc и рефлекторная дуга

Любая мышечная активность человека связана с рефлекторными и произвольными движениями. Рефлекс является универсальным инструментом управления в ЦНС.

— рецептора – нервное звено, воспринимающее раздражение;

— афферентного звена — центростремительное нервное волокно – отростки рецепторных нейронов, осуществляющие передачу импульсов от чувствительных нервных окончаний в центральную нервную систему;

Рис. 28. Схема двух рефлекторных дуг соматического рефлекса: А)_________________ рефлекса, Б)____________________ рефлекса

Физиология центральной нервной системы

— центрального звена — нервный центр;

— эфферентного звена — центробежное нервное волокно, проводящее возбуждение от центральной нервной системы на периферию;

— эффектора — исполнительный орган, деятельность которого изменяется

в результате рефлекса.

_______________________________, считаете вы эту связь прямой/непрямой (зачеркните неправильное).

В рефлекторной дуге Б на рис. 28 дайте другое название нейрону

____________________ , связывающему сенсорный и моторный нейроны рефлекторной дуги.

Анализ рефлекторной дуги

Цель работы: доказать, что при нарушении целостности любого звена реф-

лекторной дуги рефлекс не осуществляется.

Проведение работы и полученные результаты:

1. Приготовить спинальный препарат лягушки, укрепить его за нижнюю челюсть в штативе.

2. Сжать пинцетом голень задней лапки (механическое раздражение рецепторов кожи). Происходит сгибание лапки? ________________________________

3. Снять кожу с голени и снова сжать пинцетом голень лапки. Отметить, есть ли

в данном случае рефлекторный ответ.__________________________________

Какое звено рефлекторной дуги повреждено в данном случае?

4. Проверить наличие рефлекторной реакции при раздражении кожи голени лапки противоположной стороны. Происходит сгибание лапки?

5. Удерживая задние лапки лягушки левой рукой, сделать разрез на зад-

ней поверхности бедра конечности с неповрежденным кожным покровом, раздвинуть мышцы, найти седалищный нерв и перерезать его. Сжать пинцетом голень этой конечности, отметить, есть ли рефлекторный ответ.____________ Какое звено рефлекторной дуги повреждено в данном случае?____________________________________________________________

48 Тема 1. Организация и функции центральной нервной системы.

6. Разрушить спинной мозг. Существует ли после такой манипуляции возможность вызвать рефлекторную деятельность? ____________________________

Объясните почему: ________________________________________________

Какое звено рефлекторной дуги повреждено в данном случае?____________

Нарисовать схему рефлекторной дуги, обозначить составляющие ее звенья. На схеме отметить звенья дуги, которые были повреждены.

Вывод: Для осуществления рефлекса: все звенья рефлекторной дуги _______

Приведите примеры рефлексов, которые осуществляются моносинаптической дугой (см. рис. 28, А) ______________________________________________

вызывается путем раздражения рецептивного поля.

Рецепторы — это высокоспецифичные нервные образования, служащие для преобразования световой, механической, химической, термической энергии стимулов среды (внешней и внутренней) в нервные импульсы (ПД). В зависимости от модальности раздражителя рецепторы делятся на механорецепторы и хеморецепторы.

В зависимости от положения в организме и выполняемой функции выделяются:

1) экстерорецепторы — сюда относятся дистантные рецепторы, получающие информацию на некотором расстоянии от источника раздражения: обонятельные, слуховые, зрительные, вкусовые;

2) интерорецепторы — сигнализируют о раздражителях (температуре, дав-

лении, парциальном давлении кислорода, рН, концентрации отдельных ионов

и т. п.) внутренней среды (внутренних органов); 3) проприорецепторы — сигнализируют о состоянии двигательной системы

организма (мышц, суставов, сухожилий).

Физиология центральной нервной системы

Отдельные рецепторы анатомически связаны друг с другом и образуют рецептивные поля , способные перекрываться (рис. 29).

Рис. 29. Схема рецептивных полей от разных рецепторов кожи

Некоторые рецептивные зоны перекрываются.

Рецептивное поле — это участки кожи, сетчатки и других частей тела человека, с которыми связаны конкретные нервные клетки на разных уровнях центральной нервной системы. Каждая точка (рецептивное поле) на коже представлена в соматосенсорной области коры больших полушарий определенным участком, на который проецируются потенциалы действия от рецептивного поля на коже при его стимуляции. По пути к корковым нейронам нервные импульсы имеют релейные переключения на разных уровнях ЦНС, например в специфических ядрах таламуса.

Рецептивное поле рефлекса. Спинальные рефлексы

Спинальными называются рефлексы, замыкающиеся в пределах одного или нескольких сегментов спинного мозга. Они развертываются на базе рефлекторных дуг и выражаются в реакциях преимущественно оборонительного, защитного порядка. Каждый спинальный рефлекс имеет свое рецептивное поле (рефлексогенную зону) на коже, при раздражении которого возникает специализированный рефлекс. Рецепторные поля перекрывают друг друга, поэтому раздражение, например, механорецепторов на коже может служить источником появления двух и более рефлексов. Характер ответной реакции определяется не только местоположением рефлексогенной зоны, но также силой, продолжительностью действия раздражителя и функциональным состоянием нервных центров.

Роль нейромедиаторов в антивозрастной терапии

При обнаружении схожих симптомов проконсультируйтесь у врача. Не занимайтесь самолечением - это опасно для Вашего здоровья!

Функции нейромедиаторов и принцип их действия
Классификация нейромедиаторов
Роль нейромедиаторов в антивозрастной терапии
Краткие выводы
Список использованной литературы

Молодой и стремительно реагирующий даже в зрелом возрасте мозг - одна из главных целей антивозрастной медицины. Ведь старение во многом связано с ухудшением когнитивных функций и потерей жизнеспособности нашего “центра управления”.

Важнейшую роль в борьбе со старением мозга играют нейромедиаторы, или нейротрансмиттеры, “серые кардиналы” в anti-age.

Нейромедиатор - это химический посредник, который передает, усиливает и уравновешивает сигналы между нейронами (нервными клетками) и клетками-мишенями, которые могут находиться в железах, мышцах или в других нейронах.

Миллиарды молекул нейротрансмиттеров постоянно работают, чтобы поддерживать работу нашего мозга, управляя всем - от дыхания до сердцебиения и концентрации внимания. Они также могут влиять на различные эмоции, такие как страх, удовольствие и радость.

Это может быть что угодно: от сокращения мышцы до мысли в нашей голове или команда для выработки определенного гормона. Конечно, это упрощенное описание сложнейших процессов.

Почему «работоспособность» трансмиттеров так важна? Поскольку нервная система всегда активна, процесс нейротрансмиссии зависит от постоянного и адекватного поступления различных нейромедиаторов. Они необходимы для правильного функционирования мозга и тела, без них наша нервная система просто не справится и мы потеряем способность думать, чувствовать и действовать. Без них тело не может быть здоровым, а разум - живым.

Бесплатные вебинары по антивозрастной медицине

Узнайте об особенностях Международной школы Anti-Age Expert, а также о возможностях для совершенствования врачебной практики изо дня в день. Также в программе вебинаров - увлекательные обзоры инноваций в антивозрастной медицине и разборы сложнейших клинических случаев с рекомендациями, которые действительно работают

Функции нейромедиаторов и принцип их действия

Без правильного “общения” нейронов и клеток невозможно нормальное функционирование организма. И многие заболевания могут быть именно результатом “недопонимания” в нервной системе. Оно влияет на нашу иммунную, эндокринную и другие важные системы, от которых зависит общее состояние здоровья.

Разлад в работе нейромедиаторов мы можем ощущать, например, как проблемы со сном, беспокойство, депрессию или усталость, мигрень, ПМС, недостаток концентрации или, наоборот, чрезмерную сконцентрированность на чем-то и даже зацикленность.

При этом нарастающая динамичность нашей жизни часто приводит к дисбалансу нейротрансмиттеров и гормонов.

Как работают нейромедиаторы?

В большинстве случаев нейротрансмиттер высвобождается из так называемого терминального конца аксона после того, как потенциал действия достигает синапса, места, где нейроны могут передавать сигналы друг другу.

Когда электрический сигнал достигает конца нейрона, он запускает высвобождение пузырьков, которые содержат нейротрансмиттеры. Эти мешочки разливают свое содержимое в синапс, где нейротрансмиттеры затем перемещаются через щель к соседним клеткам. Эти клетки содержат рецепторы, с которыми нейротрансмиттеры могут связываться и запускать внутриклеточные изменения.

После высвобождения нейромедиатор пересекает синаптическую щель и прикрепляется к рецепторному участку на другом нейроне, либо возбуждая, либо ингибируя принимающий нейрон, в зависимости от своих функций.

Так же, как для открытия определенного замка нужен правильный ключ, нейротрансмиттер будет связываться только с определенным рецептором. Только в случае такого совпадения нейромедиатор способен вызывать изменения в принимающей клетке.

Классификация нейромедиаторов

На сегодняшний день известны более 60 химических посредников, нейромедиаторов. Но, может, это далеко не предел.

Нейротрансмиттеры подразделяют по их функциям:

1. Возбуждающие. Такие нейромедиаторы оказывают возбуждающее действие на нейрон, тем самым увеличивая вероятность того, что нейрон активирует потенциал действия. К ним относятся ацетилхолин, дофамин, серотонин, глутаминовая кислота, норадреналин, пурины, АТФ, некоторые нейропептиды.
2. Тормозные, или тормозящие. Они, наоборот, сдерживают активность нейронов. Среди основных можно выделить гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК) и серотонин.
3. Модуляторные. Эти нейротрансмиттеры, часто называемые нейромодуляторами, способны одновременно воздействовать на большее количество нейронов. Также они влияют на действие других химических посредников.

Некоторые нейротрансмиттеры, такие как ацетилхолин и дофамин, могут быть как возбуждающими, так и тормозящими, в зависимости от типа присутствующих рецепторов.

Кроме того, нейротрансмиттеры классифицируют по их химической структуре:

1. Аминокислоты. Выделим основные:

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК ) - эта встречающаяся в природе аминокислота действует как главный ингибирующий химический посредник в организме. ГАМК “в ответе” за зрение, моторику и важна для регуляции тревожности. Бензодиазепины, которые используются для лечения тревоги, действуют как раз за счет повышения эффективности нейромедиаторов ГАМК, усиливающих чувство спокойствия.

Глутамат. Это самый распространенный нейромедиатор нервной системы. Глутамат крайне важен для когнитивных функций, таких как память и обучение. При этом чрезмерное количество глутамата может быть токсичным для клеток, вызывая их гибель. Эта опасная сторона глутамата связана с некоторыми заболеваниями, включая болезнь Альцгеймера, инсульты и эпилептические припадки.

Окситоцин. Этот мощный гормон действует как нейротрансмиттер в головном мозге. Он вырабатывается гипоталамусом и играет роль в социальном признании, установлении связи и размножении. Синтетический окситоцин, такой как питоцин, часто используется в качестве вспомогательного средства в родах. И окситоцин, и питоцин вызывают сокращение матки во время родов.
Эндорфины. Они подавляют передачу болевых сигналов и способствуют возникновению чувства эйфории. Эти химические посредники вырабатываются организмом естественным образом в ответ на боль, но они также могут быть вызваны другими видами деятельности, такими как аэробные упражнения. Один из примеров - так называемый "кайф бегуна".

3. Моноамины. Это самая большая группа нейромедиаторов:

Адреналин. Это одновременно и гормон, и нейромедиатор. Как правило, адреналин - это гормон стресса, который выделяется надпочечниковой системой. Однако в головном мозге он функционирует как нейротрансмиттер.

Норэпинефрин. Это естественное химическое вещество играет важную роль, когда речь идет о бдительности, оно участвует в реакции организма на борьбу или бегство. Норэпинефрин помогает мобилизовать тело и мозг, например, в опасных ситуациях. Уровни этого нейромедиатора обычно самые низкие во время сна и самые высокие во время стресса.

Гистамин. Это органическое соединение действует как нейротрансмиттер в головном и спинном мозге. Он выходит на первый план во время аллергических реакций и вырабатывается как часть реакции иммунной системы на патогены.

Дофамин. Известный нейротрансмиттер хорошего самочувствия, он участвует в поощрении и мотивации. Некоторые виды наркотиков, вызывающих привыкание, повышают уровень дофамина в мозге. Этот химический посредник также играет важную роль в координации движений. Болезнь Паркинсона, которая приводит к тремору и нарушениям двигательных функций, вызывается потерей нейронов, вырабатывающих дофамин, в головном мозге.

Серотонин. Гормон и нейромедиатор, серотонин играет важную роль в регулировании и модуляции настроения, сна, беспокойства, сексуальности и аппетита. Селективные ингибиторы обратного захвата серотонина - это антидепрессанты, обычно назначаемые для лечения депрессии, тревоги и панических атак. Они балансируют уровень серотонина, блокируя его обратный захват в головном мозге, что может помочь улучшить настроение и снизить тревожность.

Аденозин. Он участвует в подавлении пробуждения и улучшении сна.

Аденозинтрифосфат (АТФ). Считается энергетической валютой, необходимой для жизни. АТФ действует как нейротрансмиттер в центральной и периферической нервной системе. Он участвует в вегетативном контроле, сенсорной трансдукции и коммуникации с глиальными клетками.

Оксид азота. Это соединение влияет на гладкие мышцы, расслабляя их, позволяя кровеносным сосудам расширяться и увеличивая приток крови к определенным участкам тела.

Окись углерода. Этот бесцветный газ без запаха может быть токсичным и даже смертельно опасным в больших концентрациях. Однако он также вырабатывается естественным путем в организме, где действует как нейротрансмиттер, который помогает модулировать воспалительную реакцию организма.

Онлайн обучение
Anti-Age медицине

Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах

Роль нейромедиаторов в антивозрастной терапии

Внимательный доктор по некоторым признакам может догадаться о дисбалансе определенных нейромедиаторов в организме пациента.

Например, люди с низким уровнем дофамина быстро устают, апатичны и капризны, у них снижено половое влечение. Они часто имеют избыточный вес и инсулинорезистентность, потому что склонны употреблять сахар и простые углеводы для получения энергии.

Люди с недостаточным уровнем гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), как правило, довольно тревожны, а также имеют более низкий болевой порог, поэтому часто испытывают хроническую боль в костях или спине. Люди с дефицитом ГАМК обычно довольно раздражительны. Они плохо спят и имеют соматические жалобы на боли в теле.

При этом низкий уровень ацетилхолина приводит к забывчивости, трудностям с подбором слов, снижению внимания и даже к потере памяти и дезориентации.

Чтобы сохранить здоровье и умственную активность на долгие годы, важно сбалансировать нейромедиаторы.

Так, чтобы восстановить коммуникации в нервной системе, необходимо сначала определить уровень нейромедиаторов - например, с помощью анализа мочи. А уже затем можно будет разработать программу, направленную на устранение дисбалансов.

В частности, практикуется использование фармацевтических препаратов и добавление аминокислот в рацион человека.

Фармацевтическая промышленность разработала сотни лекарств, предназначенных для лечения ряда заболеваний нервной системы и психических расстройств. Подавляющее большинство этих препаратов действуют непосредственно на процесс нейротрансмиссии.

ВАЖНО: Было доказано, что эти лекарства эффективны для уменьшения или устранения симптомов во многих клинических состояниях, однако они не способны в долгосрочной перспективе устранить низкие запасы нейромедиаторов. Главный недостаток многих нейроактивных препаратов в том, что они влияют только на транспортировку или высвобождение существующих пулов нейротрансмиттеров в организме. Если диета не обеспечивает достаточное количество предшественников нейромедиаторов, то даже с учетом приема препаратов нейромедиаторов может не хватить для правильной передачи сигналов в нервной системе.

Нейромодуляция питания.

Еще одним средством устранения дисбаланса нейромедиаторов являются предшественники аминокислот. Учитывая, что многие клинические состояния могут быть результатом дефицита нейротрансмиттеров, аминокислотная терапия напрямую решает эту проблему, дополняя диету определенными предшественниками нейромедиаторов. Это позволяет организму синтезировать собственные нейротрансмиттеры. Однако поправки в рационе существенно не влияют на уровень нейромедиаторов. Успешные результаты зависят от более целенаправленного подхода, который использует достаточные дозы необходимых предшественников в нужное время. И при этом учитываются аминокислоты, которые могли бы повлиять на абсорбцию.

Заболевания, связанные с нейротрансмиттерами, сложны. Они зависят от функции нервной системы в целом, а не от какого-либо отдельного компонента системы. Ключ к достижению успешных результатов с аминокислотами - четкое понимание, на какие нейротрансмиттеры нацеливаться и с какими ингредиентами работать.

Поэтому основная задача врача антивозрастной медицины - предложить комплексный и персонализированный подход к каждому пациенту, позволяющий сохранить не только физическое, но также эмоциональное и духовное здоровье.

Семинары по антивозрастной медицине

Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей

Краткие выводы

Без баланса нейромедиаторов невозможна эффективная работа мозга и всего организма.
Разлад в их работе может проявляться в виде различных симптомов - от проблем со сном до депрессии и недостатка концентрации.
На сегодняшний день известны около 60 нейромедиаторов. Их классифицируют по функциям и по химической структуре.
Врачи антивозрастной медицины в поисках причины сбоя в работе организма всегда учитывают уровни нейромедиаторов.
Для их коррекции могут быть назначены фармацевтические препараты или специальное питание. Но эффективнее всего работает персонализированный комплексный подход к каждому пациенту.

Список использованной литературы

Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология. В 3-х томах. М.: Бином, 2014.

Николлс Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу. М.: Либроком, 2012.

Болдырев А.А., Ещенко Н.Д., Илюха В.А., Кяйвяряйнен Е.И. Нейрохимия. М.: Дрофа, 2010.

Каменская М.А., Каменский А.А. Основы нейробиологии. М.: Дрофа, 2014.

Не забудьте поделиться в социальных сетях

С 4 по 7 мая в Москве доктора разных специальностей будут очно проходить 5 и 6 модули Anti-Age Expert.

Первый масштабный медицинский форум этого года «Красота через здоровье» объединит врачей разных специальностей и пройдет с 20 по 22 февраля в Президент-Отеле (г. Москва).

Швейцарская компания A SWISS GROUP открыла на территории России первую лабораторию и фармацевтическое производство по изготовлению персонализированных препаратов для антивозрастной медицины - A SWISS PHARM.

Как назначать терапию гормонами женщинам и мужчинам, чтобы это было максимально физиологично и эффективно? Эту масштабную тему разбирали в заключительный день Экспертной школы Anti-Age Expert 13 сентября.

В Москве завершился четвертый модуль школы антивозрастной медицины Anti-Age Expert. Его тема – женское здоровье и возрастные изменения эндокринной системы в разные возрастные периоды.

Нейротрансмиттеры и головной мозг

Нейротрансмиттеры (НТ) — это химические передатчики сигналов между нейронами и от нейронов на эффекторные (исполнительные) клетки. Именно НТ создают возможность объединения отдельных нейронов в целостный головной мозг и позволяют ему успешно выполнять все его многообразные и жизненно необходимые функции.

Нейротрансмиттеры делят на нейромедиаторы — прямые передатчики нервного импульса, дающие пусковые эффекты (изменение активности нейрона, сокращение мышцы, секрецию железы), и нейромодуляторы — вещества, модифицирующие эффект нейромедиаторов. Соотношение концентраций и активности нейромедиаторов определяет функциональное состояние большинства постсинаптических клеток. Нейромодуляторы обычно действуют более локально — в определённых зонах мозга.

Общая характеристика нейротрансмиттеров

Рис. 1. Освобождение нейротрансмиттера (НТ) из везикул и его выход в синапс (по [7]): А — состояние покоя, а — везикулы нейротрансмиттера, б — его рецепторы; Б — приход в нервное окончание потенциала действия и вызванный им транспорт в нерв ионов Са 2+; В — освобождение НТ из везикул в синапс с последующим взаимодействием с рецепторами постсинаптической клетки.

Большинство НТ синтезируются в нейронах. Затем они транспортируются в особые везикулы (пузырьки) в обмен на накопленные там ионы Н + (аккумуляция протонов в везикулах осуществляется особой Н +–АТФазой за счёт энергии АТФ). Эти везикулы расположены в нервном окончании (рис. 1, А), НТ хранятся в них в очень высоких концентрациях (до 100–500 мМ). Когда распространяющийся по нерву потенциал действия приходит в зону везикул, он открывает потенциалзависимые Са 2+-каналы, ионы Са 2+ входят в нервные клетки (Б), что приводит к выбросу из них НТ в синапс (В). Синапс — это щель шириной 10–50 нм между двумя нейронами или нейроном и другой клеткой. Встречаются, но гораздо реже (не у млекопитающих) электрические синапсы шириной всего 2 нм. В головном и спинном мозге нейроны образуют синапсы с большим количеством других нейронов, а в периферической нервной системе — с эффекторными клетками. Первая клетка (это всегда нейрон) называется пресинаптической, вторая — постсинаптической. Очевидно, что нейромедиатор образуется и выделяется в синапс пресинаптическим нейроном; нейромодулятор, вероятно, может образовываться и глией — другим типом клеток нервной системы, выполняющим защитные, поддерживающие и трофические функции; глия может также участвовать в инактивировании НТ. Различают возбуждающие и ингибирующие, или тормозящие, НТ (табл. 1), эффекты первых преобладают в состоянии бодрствования животных и высокой функциональной активности мозга, вторых — в покое и особенно во время спокойного сна без сновидений. По химической структуре НТ можно разделить на пять классов: 1) аминокислоты, 2) амины и их производные, 3) нейропептиды, 4) нуклеозиды и нуклеотиды, 5) стероиды. Последние два класса пока представлены единичными веществами.

Все НТ диффундируют через синапс и на наружной стороне плазматической мембраны постсинаптической клетки связываются со своими специфическими рецепторами. Образование НТ-рецепторного комплекса изменяет функциональное состояние клетки. Следовательно, эффект НТ не требует его проникновения через мембрану — внутрь клетки поступает не сам НТ, а сигнал, возникающий при связывании НТ с рецептором. Восприятие, преобразование, усиление и передачу сигнала внутрь клетки и затем внутрь её органелл осуществляют сигнал-трансдукторные системы (СТС). Рецепторами нейромедиаторов являются регуляторные субъединицы быстрых ионных (Na +- или Сl – ) каналов — это ионотропные рецепторы. Эффекты нейромодуляторов реализуются намного более сложными СТС, включающими рецепторы, ГТФ-зависимые G-белки, мембранные ферменты, Са 2+- или К +-каналы, вторые посредники и их белковые рецепторы (чаще всего протеинкиназы) — это метаботропные рецепторы. Разные механизмы реализации сигналов определяют временные различия: нейромедиаторы действуют за время нервного импульса — миллисекунды (быстрые ответы клеток), модуляторы — за секунды или минуты, такие эффекты называют медленными. Действие НТ в синапсе чаще всего прекращается его быстрой инактивацией путём Na +-зависимого обратного захвата пресинаптическим нейроном или глией (аминокислоты, моноамины) с последующим входом в пресинаптические везикулы в обмен на накопленные там ионы Н +. Известна также инактивация путём ферментного метаболизма прямо в синапсе (ацетилхолин разрушается ацетилхолинэстеразой постсинаптической мембраны) или диффузии за пределы синапса (катехоламины).

Таблица 1. Структура низкомолекулярных нейтротрансмиттеров

Главные медиаторы головного мозга — аминокислоты. К возбуждающим относятся глутамат и аспартат. При освобождении в синапс (см. рис. 1, В) они через ионотропные рецепторы (регуляторные субъединицы каналов) открывают быстрые натриевые каналы (рис. 2, А). Это приводит к быстрому входу в постсинаптический нейрон ионов Na + (в межклеточной жидкости концентрация Na + намного больше, чем внутри клетки).

Рис. 2. Последствия взаимодействия нейромедиатора с рецепторами постсинаптической клетки (по [7]): А — открытие возбуждающим медиатором Na +-каналов постсинаптического нейрона с его деполяризацией и генерацией в нём потенциала действия; Б — открытие ингибируюшим медиатором Сl – -каналов постсинаптического нейрона с его гиперполяризацией, а — везикулы ГАМК или глицина, б — рецепторы.

Это деполяризует плазматическую мембрану (изменяет отрицательный заряд на её внутренней поверхности на положительный) и в результате вызывает возбуждение нейрона. Возбуждающие аминокислоты необходимы для всех основных функций головного мозга, включая поддерживание его тонуса, бодрствования, психологической и физической активности, регуляцию поведения, обучение, память, восприятие чувствительных и болевых импульсов. Но всё хорошо в меру. Существуют тяжёлые болезни, вызванные слишком большим освобождением глутамата в синапс. Это характерно для эпилепсии. Избыток глутамата в синапсе приводит к перевозбуждению мозга вплоть до развития тяжёлого судорожного приступа. При ишемии (нарушении кровоснабжения) головного мозга в синапс выделяется так много глутамата, что он вызывает чрезмерное накопление ионов Са 2+ в постсинаптическом нейроне и его повреждение (нейротоксическое действие) — возникает инсульт („удар“). Человек может стать инвалидом из-за ухудшения интеллекта, нарушения речи или плохой работы конечностей.

Ещё один возбуждающий медиатор — ацетилхолин, активирующий ионотропные N-холинорецепторы с открытием тех же быстрых натриевых каналов. Через эти рецепторы ацетилхолин участвует в функциях базальных (подкорковых) ганглиев головного мозга, связанных с регуляцией двигательной активности и мышечного тонуса. Кроме того, в периферической нервной системе ацетилхолин через N-холинорецепторы стимулирует вегетативные ганглии и вызывает сокращение скелетных мышц.

Главный ингибирующий нейромедиатор головного мозга — гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Очень интересно, что она образуется из главного возбуждающего медиатора глутамата путём его декарбоксилирования. Связывание ГАМК с ионотропными ГАМКА-рецепторами (субъединицами хлоридных каналов) приводит к их открытию и быстрому входу в постсинаптический нейрон ионов Cl – (рис. 2, Б). Эти ионы вызывают гиперполяризацию (увеличение отрицательного заряда на внутренней стороне плазматической мембраны) и в результате — торможение функций нейрона. Оно столь же необходимо для всех функций головного мозга, как и возбуждение. По сути самое главное для мозга — это не концентрация и действие одного медиатора, а баланс возбуждающих и тормозящих регуляторов.

Есть лекарства, активирующие ГАМКА-рецепторы: барбитураты (фенобарбитал) и бензодиазепины (диазепам), они обладают успокаивающим (транквилизаторы), снотворным и даже наркотическим действием. Любые нарушения баланса нейромедиаторов могут помешать нормальной работе мозга — вспомним вредное действие избытка глутамата при эпилепсии и инсульте. Большинство противоэпилептических лекарств так или иначе стимулирует ГАМКергическую систему, что восстанавливает баланс возбуждающих и тормозящих медиаторов. При попадании в рану возбудителя столбняка он образует токсин, который выключает систему ГАМК. Она не может работать — и тогда активирующие аминокислоты, не встречая противодействия, вызывают перевозбуждение, что приводит к появлению судорог и смерти.

Аминокислота глицин — основной ингибирующий нейромедиатор спинного мозга. Он действует по аналогичному механизму, а антагонистом его рецепторов является стрихнин. Отравление последним прекращает действие глицина, эффекты возбуждающих медиаторов становятся преобладающими, что приводит к судорогам.

Прежде всего к ним относятся все рассмотренные нами нейромедиаторы, но их модулирующие эффекты реализуются не через ионо-, а через метаботропные рецепторы. Ацетилхолин через М-холинорецепторы включает три разные СТС, что снижает уровень цАМФ (циклического аденозинмонофосфата), открывает К +-каналы и вызывает накопление липидных вторых посредников и затем ионов Са 2+. Через М-рецепторы (их в мозге больше, чем N-рецепторов) ацетилхолин стимулирует образование условных рефлексов и память. Неудивительно, что при болезни Альцгеймера (основной формы старческого слабоумия) ранняя гибель холинергических нейронов сочетается с ухудшением памяти. Через эти же рецепторы ацетилхолин реализует активность мотонейронов спинного мозга и регуляцию внутренних органов парасимпатическими нервами.

ГАМК и её синтетические агонисты через оба типа своих рецепторов (ГАМКА и ГАМКВ) вызывают один и тот же основной эффект — снижают активность головного мозга. В случае метаботропных ГАМКВ-рецепторов это опосредовано тремя разными G-белокзависимыми СТС: происходит снижение концентрации ионов Са 2+ (а также цАМФ), что ингибирует освобождение многих НТ; открытие К +-каналов с выходом ионов К + из нейрона (концентрация К + в клетке намного больше, чем в межклеточной жидкости) приводит к гиперполяризации нейрона и его торможению.

Существует большое количество специализированных нейромодуляторов. В головном мозге из прогестерона (стероидного гормона жёлтого тела яичников и плаценты) образуются активирующие мозг модуляторы — нейростероиды. В отличие от большинства стероидных гормонов они действуют не путём проникновения в ядро клетки и соединения с ядерными рецепторами, а в результате активации ГАМКА-рецепторов нейронов. Снижение нейростероидов за две недели до месячных вызывает предменструальный синдром с характерной для него раздражительностью, а большой избыток при беременности прогестерона может способствовать уменьшению возбудимости головного мозга.

Описанные выше три типа СТС опосредуют действие и некоторых других ингибиторных модуляторов, в том числе пока единственного нуклеозидного НТ — аденозина. Через свои А1-рецепторы он снижает концентрацию ионов Са 2+ в нейронах, что ингибирует освобождение многих НТ, снижает тонус головного мозга, способствует утренней вялости, нежеланию вставать и работать. Когда мы пьём кофе или чай, содержащийся в них кофеин блокирует рецепторы аденозина и в результате мешает его тормозному действию. Человек взбадривается, чувствует прилив сил и энергии.

Очень важный класс нейромодуляторов — моноамины: катехоламины (КА) и индолилалкиламины. КА синтезируются из аминокислоты тирозина, активность ключевого фермента синтеза тирозингидроксилазы увеличивается системой цАМФ — протеинкиназа А. КА обеспечивают функционирование симпатико-адреналовой системы. Дофамин освобождается в основном в синапсах базальных ядер головного мозга, норадреналин — в стволе мозга и окончаниях симпатических нервов, адреналин секретируется мозговым веществом надпочечников. Дофамин — тормозной модулятор, снижающий эффекты возбуждающего медиатора ацетилхолина. У пожилых людей нередко возникает паркинсонизм — гибель нейронов, синтезирующих дофамин. Это приводит к тому, что ацетилхолин проявляет избыточную активность. Возникает скованная походка, дрожание пальцев, лицо становится маскообразным, не выражающим эмоций. Разработаны лекарства, позволяющие лечить эту болезнь путём увеличения синтеза дофамина или введения проникающих в головной мозг агонистов его рецепторов. Однако эффекты дофамина намного сложнее. Он способствует как повышенному настроению и эмоциональному удовлетворению, так и нестандартной активности головного мозга (в том числе, вероятно, и творческой). И снова заметим, что всё хорошо в меру. Многие наркотические вещества ингибируют обратный захват нейронами дофамина, что приводит к его избыточному накоплению в синапсе. В патогенезе одной из двух основных форм главного психического заболевания — шизофрении важное значение придают увеличенному действию дофамина. Во всяком случае большинство эффективных при шизофрении лекарств (нейролептики) блокируют рецепторы дофамина. Нобелевская премия по физиологии и медицине 2000 года присуждена за исследования по дофамину.

Второй КА — норадреналин вызывает накопление в клетке ионов Са 2+ (через α1-адренорецепторы) и цАМФ (через β-адренорецепторы). Активируется ретикулярная формация ствола, что тонизирует головной мозг, включая кору больших полушарий. Это стимулирует память, целесообразное поведение, эмоции и мышление. Введение веществ, которые уменьшают накопление КА в нервных клетках (резерпин), резко снижает активность мозга. Подобные лекарства вводят буйным психическим больным, а также при отлове зверей (выстрел ампулой с таким веществом). КА тесно связаны с отрицательными эмоциями. Норадреналин выделяется из симпатических нервных окончаний в синапс и затем в кровь при гневе, ярости, психологической мобилизации; он снижает депрессию (подавленность, тоску, мрачную настроенность). Третий КА — адреналин освобождается из мозгового вещества надпочечников при страхе и депрессии. Люди с преимущественным освобождением норадреналина успешно работают лётчиками, разведчиками, монтажниками-высотниками, хирургами. У людей с преобладанием адреналиновой реакции при малейшей трудности всё валится из рук, выводит из равновесия. Им легче трудиться в спокойной обстановке — канцелярскими работниками, философами, терапевтами.

КА особенно важны при стрессе: они активируют процессы распада и выработки энергии, вызывают освобождение других гормонов стресса, особенно глюкокортикостероидов, стимулируют основные физиологические системы и в результате увеличивают устойчивость организма.

Однако те же КА через α2-адренорецепторы снижают концентрации ионов Са 2+ и цАМФ, что приводит к уменьшению выделения норадреналина и других НТ. Эта отрицательная обратная связь предупреждает перевозбуждение, снижает тонус головного мозга. В отличие от ситуации с ГАМК один и тот же НТ — норадреналин через разные СТС может давать противоположные эффекты. Конечный результат зависит от преобладания в данном отделе мозга той или иной СТС и/или её фунциональной активности.

ГАМК, аденозин и селективные агонисты α2-адренорецепторов реализуют, в том числе и у млекопитающих, другую приспособительную стратегию — толерантную. Для неё характерно снижение потребления О2, температуры тела и катаболизма с уменьшением активности головного мозга и других физиологических систем. В результате значительно увеличивается устойчивость организма ко многим экстремальным факторам [2]. Обе стратегии связаны не только с НТ, но и с дистантными и местными гормонами.

Индолилалкиламины образуются из аминокислоты триптофана: серотонин — в стволе головного мозга и энтерохромаффинных клетках кишечника, мелатонин — в эпифизе (шишковидной железе). Серотонин снижает агрессивность, страх, депрессию, стимулирует пищевое поведение, сон и впадение в зимнюю спячку, увеличивает пищевые и снижает болевые условные рефлексы, способствует обучению и лидерству. Мелатонин преимущественно освобождается ночью и способствует сну (теперь его применяют как снотворное), тормозит выделение гонадотропных гормонов. Оба индолилалкиламина снижают половую активность.

Обмен моноаминов нарушен при депрессиях, которые распространяются всё шире. Они мучительны и могут привести к самоубийству. Депрессии особенно часто поражают творческих людей. Блокаторы обратного захвата моноаминов нейронами и ингибиторы моноаминоксидазы, метаболизирующей катехоламины и серотонин, снижают инактивирование моноаминов, их уровни в синапсах возрастают. Это даёт чёткий лечебный эффект — снижает депрессию. Очень важные и многообразные функции выполняет ещё одна большая группа НТ — нейропептиды.

Нейротрансмиттеры — химические передатчики сигналов нейронов — разделяются на нейромедиаторы и нейромодуляторы. Первые прямо передают нервные импульсы, вторые модифицируют действие медиаторов. НТ выделяются в синапс, взаимодействуют со своими специфическими рецепторами и через СТС меняют функции постсинаптической клетки. Главные медиаторы головного мозга — возбуждающие (глутамат, аспартат) и ингибирующие (ГАМК, глицин) аминокислоты, соотношение их концентраций и активности в основном определяет функциональное состояние большинства нейронов. Нейромодуляторы обычно действуют более локально — в определённых зонах мозга и создают дополнительные вариации, обогащающие спектр физиологического состояния нейронов. Эти функции выполняют как те же нейромедиаторы (но через другие рецепторы и СТС), так и специализированные нейромодуляторы (аденозин, катехоламины, индолилалкиламины, нейростероиды). В целом множественность НТ и многообразие их действия, включая как совпадение, так и противоположность эффектов, обеспечивают функционирование самого сложного органа нашего организма — центральной нервной системы, объединение отдельных нейронов в целостный головной мозг и успешное выполнение всех его разнообразных и жизненно необходимых функций.

1. Кулинский В.И. Передача и трансдукция гормонального сигнала в разные части клетки // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 8. С. 14–19.

2. Кулинский В.И. Две стратегии выживания организма // Энциклопедия „Современное естествознание“: В 10 т. М.: Наука; Флинта, 1999. Т. 2: Общая биология. С. 252–254.

3. Нейрохимия / Под ред. И.П. Ашмарина, П.В. Стукалова. М.: НИИ биомедхимии РАМН, 1996. 469 с.

4. Раевский К.С., Георгиев В.П. Медиаторные аминокислоты: Нейрофармакологические и нейрохимические аспекты. М.: Медицина, 1986. 239 с.

5. Сергеев П.В., Шимановский Н.Л., Петров В.И. Рецепторы физиологически активных веществ. 2-е изд. М.; Волгоград, 1999. 639 с.

6. Ткачук В.А. Молекулярные механизмы нейроэндокринной регуляции // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 6. С. 16–20.

7. Garrett R.H., Grisham Ch.M. Molecular Aspects of Cell Biology. Fort Worth. Philadelphia etc.: Saunders Coll.Publ., 1995. P. 1180–1243.

Читайте также: