Периферические эффекты 5-нт:
Серотонин как тканевой гормон в наибольшем количестве выделяется тромбоцитами:
- повреждение стенок сосуда;
- далее: активация тромбоцитов;
- запуск реакций свертывания: превращение белка плазмы фибриногена в фибрин (фибриновая сеть – основа тромба);
- параллельно из тромбоцитов выделяется 5-НТ, вызывающий сокращение гладких мышечных клеток в стенках сосудов (спазм сосудов уменьшает кровотечение).
Сбой в работе этой системе может вести к мигреням (5% мужчин, 15% женщин).
Дело в том, что в крови постоянно происходит спонтанное разрушение тромбоцитов, определяющее «фоновый» уровень 5-НТ плазмы и, во многом, – тонус сосудов. Иногда (по не очень понятной причине) тромбоциты разрушаются активнее, чем обычно. Это вызывает сначала рост тонуса сосудов (в плазме слишком много 5-НТ), а затем – их избыточное расслабление (снижение содержания 5-НТ плазмы из-за уменьшения числа разрушающихся тромбоцитов). К падению 5-НТ в плазме особенно чувствительны сосуды головного мозга, они расширяются, возникает отек и головная боль.
Лечение – агонисты 5-НТ1-рецепторов (например, суматриптан).
Суматриптан – производное эрготамина (природного токсина плесневого гриба спорыньи: на колосьях ржи, пшеницы).
Эрготамин – агонист многих типов рецепторов серотонина и NE, используется для стимуляции родовой деятельности.
«Родственником» эрготамина является также ЛСД-25 (агонист 5-НТ2) – диэтиламид лизергиновой кислоты, наркотик-галлюциноген. галлюциногенное действие в очень низких дозах открыто Альбертом Хофманном в 1943 году. Как и другие галлюциногены (например, мескалин) дает характерный эффект нарушения сенсорного восприятия и мышления («путешествие», «trip»). Происходит растормаживание сначала сенсорных каналов, а затем – центров памяти, эмоций, чья активность «вплетается» в галлюцинацию. Проблемы:
галлюциногены могут дать как «хороший» так и «плохой» trip; во время галлюцинации контроль полностью потерян (опасно для жизни); галлюцинации «перепрограммируют» структуру личности; характерен внезапный возврат галлюцинаций и др.
ЛСД-терапия не состоялась… Экстази: «гибрид» ЛСД и амфетамина, «эмпатоген».
«Принимать наркотики – это как поливать материнскую плату компьютера пепси-колой: на экране такие интересные звёздочки…»
20-3. Миндалина головного мозга, ее расположение и разнообразие функций; участие в процессе выбора и смены доминанты; последствия повреждения.
Миндалина относится к базальным ганглиям больших полушарий; вместе с гипоталамусом отвечает за многие биологические потребности: пищевую, питьевую, половую и родительскую, в безопасности (центры страха и агрессии).
Центры пищевой и питьевой потребностей (голода и жажды) находятся в средней части гипоталамуса и в меньшей мере связаны с миндалиной.
Центры полового и родит. поведения (передняя часть гипоталамуса) работают вместе
с миндалиной, «откликаясь» на изменения концентрации ряда гормонов.
Центры страха и агрессии (задняя часть гипоталамуса) работают
под управлением миндалины.
С миндалиной также связана потребность доминирования в стае и ряд других «зоосоциальных» (по П.В. Симонову) потребностей.
Но записать программу-ассоциацию – это еще не все. По ходу жизни мозг накапливает множество таких программ. И одна из наиболее сложных задач – выбрать среди них наиболее соответствующую текущим условиям.
На первом этапе нужно определить, чего больше всего хочется, то есть какая потребность доминирует («доминанта»); в каждый момент времени может быть только одна доминанта.
Для этого информация от центров потребностей (гипоталамус, миндалина) передается в ассоциативную лобную кору.
Здесь весьма значима миндалина: видимо, именно она во многом решает, какая потреб-ность доминирует (выделяет доминанту), а также меняет доминанту при изменении условий, появлении врожденно значимых сенсорных сигналов и т.п.
Миндалина собирает сигналы, (прежде всего, стрессогенные) врожденно значимые и ставшие значимыми в ходе обучения, и далее действует на гипоталамус; гипоталамус отвечает за вегетативную, эндокринную и, во многом, эмоциональную составляющие реагирования.
Сейчас речь идёт о связях миндалины с ассоциативной лобной корой (5) – главным центром, принимающим решение о запуске поведенческих программ («центр воли и инициативы»).
Потребность определяют как «избирательную зависимость организма от факторов внешней либо внутренней среды».
Мотивация – это «готовность к реализации деятельности, направленной на удовлетворение потребности».
Потребность неконкретна: «есть хочется…»; мотивация означает, что еще немного – и произойдет запуск поведения: «что бы такое съесть?».
При повреждении миндалины наблюдается нарушение процедуры выбора и смены доминанты, нервная система может «зависать» на той или иной потребности (мании, психозы, в частности, гиперсексуальность, агрессивность, чрезмерное потребление пищи).
При этом более «тонкие» потребности (например, стремление доминировать в стае) нередко вообще исчезают.
В тот момент, когда информация о доминирующей потребности попадает в лобную кору, можно говорить о возникновении мотивации.
При нарушении миндалины наблюдается нарушение процедуры смены и выбора доминанты, нервная система может «зависать» на той или иной потребности(мании, психозы). При этом более «тонкие» потребности нередко вообще исчезают(например, стремление доминировать в стае).
21-1. Пресинаптическое окончание: строение и основные события, вызывающие экзоцитоз (выброс) медиатора. Примеры нарушений экзоцитоза.
Строение: митохондрии, пузырьки-везикулы с медиатором. В него входит аксон с микротрубочками
Если синтез идет прямо в пресинаптическом окончании, то далее медиатор «загружается» в пустые везикулы (с помощью особых белков-насосов). Комплекс Гольджи в этом случае поставляет пустые везикулы (1); значительная часть пустых везикул отделяется от пре-
синаптической мембраны (2) после выброса медиатора (3).
Увеличение концентрации Са2+ в межклеточной среде ведет к его более активному входу в пресинаптическое окончание и росту выброса медиатора (СаCl2 = хлорид кальция – мягкий стимулятор работы нервных и мышечных клеток, сердца). Ионы Mg2+ способны проникать через Са2+-каналы, но не активируют белки, запускающие экзоцитоз. Добавка Mg2+ в среду ведет к снижению входа Са2+ и падению выброса медиатора (Mg2+конкурирует с Са2+ за вход в окончание аксона; MgSO4 = магнезия – тормозит работу синапсов и сердца, снижает тонус сосудов).
Бактерия ботулизма – почвенный микроб, анаэробный (не выносит О2). Ее токсин блокирует белки, отвечающие за экзоцитоз; отравление (если бактерия оказалась в консервах) ведет к слепоте, параличам и смерти. Но БОТОКС используют в клинике и косметологии (блокада нервно-мышечных синапсов, снятие спазма мышц). Каракурт «черная вдова»: токсин представляет собой белок, схожий с постоянно открытым Са2+-каналом.
После укуса паука токсин встраивается в мембрану пресинаптическ. окончания, вызывая мощный вход Са2+, выброс медиатора и судороги; затем запас медиатора истощается, наступает паралич и остановка дыхания последовательности событий, происходящих в синапсе:
(1) распространение ПД;
(2-4) вход ионов Са2+ и экзоцитоз;
(5) медиатор попадает в щель;
(6) действие медиатора на белки-рецепторы;
(7-8) деполяризация либо гиперполяризация постсинаптической мембраны; возможен запуск ПД.
Взаимодействие медиаторов и рецепторов идет по принципу «ключ-замок», после чего рецепторы запускают ответные реакции нейрона. Чаще всего это происходит с участием промежуточных G-белков.
21-2. Гистамин как медиатор и тканевой гормон. Рецепторы гистамина. Антигистаминные препараты: применение и побочные эффекты.
Норадреналин, дофамин, серотонин, гистамин в связи с особенностями химического строения относят к моноаминам – производным аминокислот (пищевых), потерявших СО2 (декарбоксилирование). образуется из незаменимой пищевой аминокислоты гистидина
(ГДК – гистидин декарбоксилаза).
На периферии – запускает воспалительные реакции (расширение сосудов, отек и др.).
В ЦНС – активирующий медиатор; соответствующие нейроны расположены в туберо-маммилярном ядре заднего гипоталамуса; их аксоны расходятся по всему мозгу.
21-3. Ассоциативная лобная кора и три последовательных этапа выбора поведенческой программы. Последствия повреждений ассоциативной лобной коры.
Передняя часть лобной доли – ассоциативная лобная кора: с учетом сенсорных сигналов, сигналов от центров потребностей, памяти и мышления принимает решения о запуске поведенческих программ («центр воли и инициативы»)
Повреждения ведут к ухудшению качества выбора программ, а серьезные повреждения к прекращению выбора. В этом случае мозг зависает до получения команды из вне, либо до появления сильной внутренней потребности. Лоботомия – перерезка волокон белого вещества, соединяющих ассоциативную лобную кору с остальным мозгом. Через несколько лет после нобелевской за лоботомию – появление нейролептиков. После выбора программы она передается в заднюю часть лобной доли (премоторная и моторная), а оттуда запускаются конкретные двигательные реакции. Необходимо контролировать успешность каждого этапа программы. Это выполняет поясная извилина. В ней проходит сравнение реальных и ожидаемых результатов поведения – результат идет в ассоц. лобную кору. При совпадении реального и ожидаемого ассоц.любная кора дает рекомендацию продолжения программы (положительная эмоция). При несовпадении коррекция или замена программы (отриц. эмоция).
22-1. Ионотропные и метаботропные рецепторы: сравнительная характеристика. G-белки и вторичные посредники (цАМФ, Са2+ и др.): роль в передаче сигнала внутри клетки.
«Быстрые» рецепторы этого типа называют «ионотропными» – то есть непосредственно «направляющими» движение ионов (пример – работа нервно-мышечных синапсов).
«Медленные» рецепторы этого типа называют «метаботропными» – то есть направляющими метаболизм (работу ферментов, обмен веществ).
Метаботропные рецепторы эволюционно более древние. Они выполняют функцию передачи сигнала не только в нервной, но и в эндокринной системе (рецепторы гормонов), а также в иммунной системе (рецепторы цитокинов).
Процессы синтеза и функционирования ВтП во многом схожи для всех 3-х регуляторных систем организма (нервной, эндокринной, иммунной).
Метаботропные рец-ры, работая медленнее ионотропных, имеют больше возможностей для регуляции и тонкой «подгонки» активности к нуждам клетки (за счет влияния на синтез ВтП, их инактивацию и др.)
Пример: ГАМКА – ионотропные, ГАМКБ – метаботропные
Взаимодействие медиаторов и рецепторов идет по принципу «ключ-замок», после чего рецепторы запускают ответные реакции нейрона. Чаще всего это происходит с участием промежуточных G-белков.
Совместная деятельность систем инактивации медиатора и ВтП ограничивает время открывания хемочувствительных каналов и, в итоге, длительность восходящей фазы ВПСП и нисходящей фазы ТПСП (которые обычно не превышают 3-5 мс).
Кроме цАМФ, примером ВтП являются ионы Са2+, которые не только переносят поло-жительный заряд, но и влияют на работу двигательных белков, ферментов, насосов и др.
22-2. Функции серотонина как медиатора ЦНС. Инактивация серотонина. Депрессии, механизмы действия антидепрессантов.
5-НТ в ЦНС: Ядра шва (от продолговатого до среднего мозга): аксоны расходятся
по всей ЦНС, вызывая, как правило, тормозные эффекты; нередко – конкуренция с NE; управляющая структура – центральное серое вещество (ЦСВ) среднего мозга.
ЦСВ и ядра шва:- главные центры сна; регулируют (снижают) фонов. уровень болевой чувствитти; - блокируют слабые сигналы в коре б. п/ш. (снижают «шум»);- снижают активность центров отрицательн. эмоций (антидепрессантное действие).
При депрессиях – нарушение равновесия между центрами положительных и отрицательных эмоций (гипоталамус, базальные ганглии), прежде всего, из-за ослабления положительных эмоций (жизнь «не радует»).
Выделяют депрессивные проявления, связанные с текущими трудностями («ситуативные») и депрес-сивность, как характеристику темперамента. В последнем случае проблем гораздо больше, психотерапия не всегда помогает; в тяжелых случаях велика опасность суицида.
Выход: использование анти-депрессантов.
Антидепрессанты – препараты, активирующие системы NE, DA и 5-НТ (NE и DA поднимают уровень положит. эмоций, а серотонин сдерживает отрицательные эмоции).
Механизм действия: блокаторы МАО и обратного захвата.
В случае МАО выделяют 2 подтипа фермента:
МАО-А – разрушает NE и 5-НТ; МАО-Б – разрушает дофамин.
Ранее использовали неспецифические блокаторы МАО (ниаламид); теперь – более мягко действующие блокаторы МАО-А (пиразидол). Блокаторы МАО-Б (депренил) применяют при паркинсонизме. На фоне блокаторов МАО может возникать «сырный синдром»: тирамин, которого много в сыре, бобовых, копче-ностях, не разрушается и оказывает NE-подоб-ное действие (нервное возб-е, гипертония).
В случае обратного захвата белки-насосы для каждого из медиаторов-моноаминов хотя и похожи, но все же разные. Используют неспецифические блокаторы обратного захвата (амитриптилин) и наиболее мягко действующие блокаторы захвата 5-НТ (флуоксетин = прозак). Прозак: применение повышает уровень оптимизма и уверенности в себе.
22-3. Поясная извилина: участие в работе в круге Пейпеза; ключевая роль в сравнении реальных и ожидаемых результатов поведения; значение как центра эмоций.
После выбора программы, она передается для исполнения в заднюю часть лобной доли (премоторная и моторная кора), а уже оттуда запускаются конкретные двигательные реакции.
Однако есть еще одна проблема: многие поведенческие программы представляют собой длительные, многоэтапные акты. Соответственно, важно контролировать успешность не только программы в целом (получено либо нет положительное
подкрепление), но и успешность каждого ее этапа.
Данную функцию выполняет, в первую очередь, поясная извилина.
Поясная извилина проходит над мозолистым телом; обеспечивает сравнение реальных и ожидаемых результатов поведения (реальные результаты = информация от сенсорных систем; ожидаем. результаты = память о предыдущ. успешных реализациях программы).
Результаты сравнения передаются в ассоциативную лобную кору и используются для коррекции выполняемых поведенческих программ.
При совпадении реальных и ожидаемых результатов ассоц. лобная кора получает рекомендацию продолжать программу; параллельно сигнал поступает в центры положит. подкрепления, и мы испытываем положит. эмоции («всё идет, как надо»).
При несовпадении реальных и ожидаемых результатов ассоц. лобная кора начинает коррекцию программы; если несовпадение не устраняется – может произойти смена программы; параллельно сигнал поступает в центры отрицат. подкрепления, и мы испытываем отрицательн. эмоции («фрустрация»).
Выраженность эмоций, связанных с деятельностью поясной извилины, очень индивидуальна; у флегматиков их меньше всего.
В клинике рассечение поясной извилины используют для ослабления проявлений ряда психопатологий и даже для снижения влечения к наркотическим препаратам.
23-1. Спинной мозг: общая характеристика строения и функций; разнообразие рефлексов. Дуги сгибательного и миотатического (на растяжение мышцы) рефлексов.
Центральная нервная система (ЦНС) = головной и спинной мозг.
В продольном направлении СМ разделен
на 31 сегмент: 8 шейных, 12 грудных,
5 поясничных, 6 крестцово-копчиковых.
В соответствии с этим наше тело (от шеи до копчика) разделено на 31 «этаж». Каждый сегмент СМ работает со своим этажом тела, а также обменивается сигналами с головным мозгом.
Шейные сегменты управляют шеей, руками
и диафрагмой;
грудные – областью грудной клетки и
брюшной полости;
поясничные – ногами;
крестцово-копчиковые – областью таза.
Отвечает за:
1. Болевая, кожная, мышечная и внутренняя чувствительность от «этажа» тела.
2. Двигательные и вегетативные команды к «этажу» тела.