Химия мозга.

Высшие функции структур головного мозга во многом зависят от уровня гормонов и состояния нейромедиаторных систем мозга.

Нейроны обладают способностью не только генерировать и проводить возбуждение, но и вырабатывать и выделять биологически активные вещества. То есть относятся к нейросекреторным клеткам.

Нейроны выделяют различные вещества, которые условно можно объединить в три группы: нейромедиаторы, нейропептиды, нейрогормоны.

Нейромедиаторы – это химические посредники для передачи возбуждения в синапсах, либо для формирования торможения там же. В головном мозгу выделены и изучены около 30 различных медиаторов возбуждающего и тормозного действия. Наибольшее представительство в ЦНС имеют медиаторы: норадреналин, адреналин, ацетилхолин, серотонин, дофамин, ГАМК, глицин и другие.

К настоящему времени достигнуты значительные успехи в составлении карт распределения медиаторов в мозгу: какие медиаторы в каких структурах вырабатываются. Устанавливается их роль, механизм действия и зоны их влияния.

Известно, что причины многих психических нарушений кроются в медиаторных системах. Знание химической структуры и механизма действия медиаторов позволило получить лекарственные препараты, с помощью которых стало возможным управлять некоторыми синапсическими процессами: блокировать или усиливать действие медиаторов. В случае дефицита какого-либо медиатора, заменять его аналогами. Помимо этого удалось понять механизм действия нелекарственных веществ: таксинов и наркотиков.

Роль норадреналина и адреналина. Установлено, что большинство нейронов мозга, вырабатывающих норадреналин, сосредоточены в стволе мозга в голубом пятне, а их аксоны ветвятся и достигают различных областей мозга: гипоталамуса, мозжечка, коры передних отделов мозга. С активностью этих нейронов связывают наступление фазы быстрого сна и состояний бодрствования и внимания.

Активность нейронов, выделяющих адреналин и норадреналин, играет роль в развитии особенностей эмоционального компонента. При синдроме паники, бегстве и непреодолимом чувстве ужаса увеличивается выделение адреналина, а при реакции «битвы», отражения опасности увеличивается выделение норадреналина.

Адреналин и норадреналин влияют на метаболизм нейронов, участвующих в формировании условно-рефлекторной деятельности и поведенческих реакций. В механизмах половой дифференцировки мозга ребенка так же играют роль эти медиаторы. Установлено, что если в результате стресса происходит истощение норадреналина в гипоталамусе новорожденного, то это приведет к ослаблению процессов маскулинизации у мальчиков или феминизации у девочек.

Роль дофамина. Нейроны, вырабатывающие дофамин сосредоточены в области среднего мозга в нейронах черной субстанции, в лимбической системе и в коре больших полушарий. Одна часть аксонов черной субстанции идет в лобную кору, лимбическую систему и гипоталамус, там велика плотность рецепторов, чувствительных к дофамину. Другая часть аксонов направляется в базальные ганглии - в полосатое тело. Здесь дофамин участвует в регуляции сложных движений. Если происходит дегенерация дофоминовых нейронов черной субстанции, то развивается болезнь Паркинсона, характерной особенностью которой является нарушение двигательной функции. В некоторой степени компенсация утраченных функций достигается введением препарата – L – ДОФА. Структуры ЦНС, продуцирующие дофамин, играют роль в формировании мотиваций и эмоций, в механизмах удержания внимания, отборе значимых сигналов, в формировании памяти, сна и сновидений. Доказано, что высокий уровень дофамина в мозгу генетически предопределяет высокий показатель экстраверсии. Дофамин – медиатор, с помощью которого реализуются положительные эмоции. Дофамин называют молекулой удовольствия или молекулой антистресса. Он формирует чувство удовольствия. Именно с дофамином связан эффект самораздражения у крыс в опыте Милнера. При недостатке дофамина проявляются отрицательные эмоции. Некоторые наркотики высвобождают дофамин.

Роль серотонина. Серотонин вырабатывается нейронами ядер шва (ствол мозга), по аксонам он поступает в гипоталамус, таламус, лимбическую систему и др. структуры. Серотонин включается в эмоциональные механизмы памяти, участвует в формировании фазы медленного сна.

Установлено, что серотонин и норадреналин стимулируют секрецию фактора роста нейронов и ветвление дендритов в гиппокампе, в результате чего идет формирование долговременной памяти.

Серотонин и норадреналин влияют на проявление агрессивности, а снижение их уровня сопровождается развитием депрессии. Стресс истощает выработку норадреналина и серотонина, что является причиной суицида. В России до 40 тыс. человек ежегодно заканчивают жизнь самоубийством, преимущественно мужчины.

Роль ацетилхолина. Ацетилхолин вырабатывают нейроны базальных ганглиев. Он имеет прямое отношение к формированию памяти, он влияет на лобную кору и гиппокамп – это структуры памяти, информационные структуры.

Поражение у человека холинергической системы ведет к нарушению когнитивных процессов. Предполагается, что эта система преимущественно обеспечивает информационные компоненты поведения. При дефиците ацетилхолина в мозгу ухудшается пищедобывательное поведение, нарушается совершенство и точность двигательных рефлексов.

Крысы с дефицитом ацетилхолина в мозгу пугливы, стрессированы, агрессивны и плохо приручаются.

Роль ГАМК. ГАМК – тормозной медиатор. Установлено, что не менее одной трети нейронов мозга продуцируют ГАМК. Дефицит ГАМК характерен для неврологического заболевания – хореи, при которой утрачивается контроль за произвольными движениями. Обусловлено это состоянием гибелью нейронов полосатого тела (структуры базальных ганглиев). Лечение данного состояния затрудненно так как синтезированная ГАМК не преодолевает гемато-энцефалический барьер. В клинике используют препараты, повышающие эффективность имеющейся в мозгу ГАМК, - это транквилизаторы. Они успокаивают, снижают состояние тревоги. В настоящее время созданы препараты, подобные ГАМК, они улучшают память, настроение, нормализуют сон.