5.4. Лабораторные исследования.

5.4.1. Нейромедиаторные системы.

В синапсах происходят процессы передачи нервных импульсов с помощью нейромедиаторов (нейрогормонов), накапливающихся в синаптических пузырьках, высвобождающихся при нейрональной передаче в синаптическую щель и присоединяющихся к специфическим рецепторам постсинаптической мембраны (то есть к таким участкам, к которым они «подходят, как ключ к замку»). В результате изменения проницаемости постсинаптической мембраны сигнал передается с одного нейрона на другой. Медиаторы могут блокировать передачу нервных сигналов на уровне синапса, уменьшая возбудимость постсинаптического нейрона. Дезактивация нейромедиатора проходит двумя способами: ферментацией (разрушением ферментами) и обратным поглощением в пресинаптическое окончание. Это приводит к восстановлению их запаса в пузырьках к моменту прихода следующего импульса.

1 — нервные импульсы, 2 — молекулы X вещества, 3 — участки рецепторов, 4 — молекулы нейромедиатора

Молекулы нейромедиатора высвобождаются из концевой бляшки нейрона I, связываются со специфическими рецепторами на дендритах нейрона II. Молекулы Х-вещества по своей конфигурации не подходят к этим рецепторам и не вызывают каких-либо синаптических эффектов.

Возбуждающая или тормозная функция синапса зависит от типа выделяемого им медиатора и от действия последнего на постсинаптическую мембрану. Некоторые нейромедиаторы оказывают только возбуждающее действие, другие — только тормозное (ингибирующее), третьи в одних отделах нервной системы играют роль активаторов, а в других — ингибиторов.

Функции нейромедиаторов. В настоящее время известно несколько десятков нейромедиаторов, но их функции изучены пока недостаточно.

Ацетилхолин

Из всех нейромедиаторов одним из первых был открыт ацетилхолин. Он содержится в местах соединения нейронов с мышечными клетками, участвует в мышечном сокращении, вызывает замедление сердечного и дыхательного ритма. Инактивируется ферментом ацетилхолинэстеразой. Ацетилхолин играет важную роль в деятельности мозга, но подобно большинству других нейромедиаторов его функции до конца не изучены. Известно, что он является важным регулятором ощущения жажды. Предположительно, ацетилхолин также является важным элементом системы памяти. Болезнь Альцгеймера связана с нарушением функционирования ацетилхолина и холинергических рецепторов в ядрах промежуточного мозга.

Моноамины

Моноаминами называются три важных нейромедиатора, входящих в одну аминогруппу, — норепинефрин (норадреналин), дофамин и серотонин.

Норадреналин

Отвечает за бодрствование мозговой коры, регулирует физические изменения, сопровождающие эмоциональный подъем, чувство голода и учащение сердечного ритма. Эмоциональное состояние тревоги, перерастающей в страх, связывают с нарушением обмена норадреналина.

Серотонин

Находится во всех частях мозга, играет важную роль в регулировании сна, определяет объем информации, циркулирующей в сенсорных путях. Состояние тоски связывается с нарушением обмена серотонина.

Дофамин

Участвует в процессах избирательного внимания, согласованных движениях частей тела, присутствует в «центрах удовольствия» лимбической системы и некоторых ядрах ретикулярной формации. Недостаток дофамина в скорлупе и ядрах шва (базальные ядра) может быть главной причиной болезни Паркинсона. Нарушения дофаминового обмена составляют биохимическую основу возникновения шизофрении. Наркотики-стимуляторы, такие как кокаин и амфетамины, усиливают дофаминергическую активность мозга.

Кроме указанных функций, моноамины тесно связаны с настроением и эмоциональными расстройствами. Клиническая депрессия возникает из-за изменения уровня моноаминов, в особенности норадреналина и серотонина.

Частичная инактивация моноаминов происходит в результате их окисления ферментом моноаминоксидазой. Этот процесс возвращает активность мозга к нормальному уровню.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК)

Тормозящий нейромедиатор. Ее действие состоит главным образом в снижении возбудимости мозговых нейронов по отношению к нервным импульсам. Подобно ГАМК (GABA) действуют классические депрессанты: барбитураты, транквилизаторы, алкоголь.

Эндорфины

В 1975 году открыты эндогенные опиоидные пептиды (эндорфины, динорфины, энкефалины) — «собственные морфины мозга». Их функции в организме разнообразны и пока до конца неясны, но, несомненно, что эти вещества способствуют снятию болевых ощущений. Это нейромедиаторы сложных систем, ингибирующие болевые восприятия. Они взаимодействуют со специфическими опиоидными рецепторами (5 классов), с которыми реагируют и экзогенно вводимые в организм опиоиды. Существующие представления об опиоидных механизмах пока не позволяют объяснить развитие к ним толерантности и зависимости.

Наряду с нейромедиаторами существует группа нейромодуляторов, участвующих в регуляции нервного ответа и, взаимодействуя с медиаторами, видоизменяющих их эффекты. В качестве примера можно назвать вещество Р и брадикинин, участвующие в передаче болевых сигналов. Освобождение этих веществ в синапсах спинного мозга, однако, может быть подавлено секрецией эндорфинов и энкефалина, которая таким образом приводит к уменьшению потока болевых нервных импульсов.

Нейромодуляторы воздействуют на окончание аксона, облегчая или подавляя высвобождение нейромедиатора.

Функции нейромодулятора выполняют такие вещества, как фактор 8, играющий важную роль в процессах сна; холецистокинин, ответственный за чувство сытости; ангиотензин, регулирующий жажду, и др.

Нейромедиаторы и действие психотропных веществ

Различные психотропные препараты действуют на уровне синапсов и тех процессов, в которых участвуют нейромедиаторы и нейромодуляторы.

Молекулы этих препаратов по своей структуре сходны с молекулами определенных нейромедиаторов, это позволяет им «обманывать» механизмы синаптической передачи. Они нарушают действие нейромедиаторов, либо занимая их место на рецепторе, либо мешая обратному захвату или ингибированию ферментами.

Молекулы М

Например, ЛСД мешает серотонину затормаживать приток сенсорных сигналов, открывая доступ в сознание для самых разнообразных стимулов, непрерывно атакующих органы чувств. Кокаин усиливает эффекты дофамина, занимая его место в рецепторных участках. Подобным же образом действуют морфин и другие опиаты, мгновенный эффект которых объясняется тем, что они быстро успевают занять рецептивные участки эндорфинов. Действие амфетаминов обусловлено тем, что они подавляют обратное поглощение норадреналина пресинаптическими окончаниями, в результате накопление избыточного количества нейромедиатора в синаптической щели приводит к чрезмерной степени бодрствования мозговой коры.

Молекулы М (молекулы психотропных препаратов) сходны по своей конфигурации с молекулами нейромедиатора и связываются с его рецепторами

Эффекты транквилизаторов объясняются, главным образом, их облегчающим влиянием на действие ГАМК в лимбической системе, что приводит к усилению тормозных эффектов этого нейромедиатора.

Изучение нейромедиаторов только начинается. Вероятно открытие сотен биохимических соединений, функциями которых определяется психическая деятельность и поведение в целом.