Гамк транс-фераза

7-3. Средний мозг: четверохолмие и реакция на новизну. Движения глаз – слежение и саккады (роль черепных нервов, черной субстанции, полосатого тела).

Средний мозг: четверохолмие, центральное серое вещество (ЦСВ), красное ядро, черная субстанция, покрышка.

ЦСВ – продолжение РФ продолгова-того мозга и моста, главный центр сна; управляет входящими в состав РФ ядрами шва.

Четверохолмие – анализ сенсорных сигналов, запуск реакции на новые стимулы (ориентировочный рефлекс – поворот глаз, головы и всего тела в сторону источника сигнала).

Красное ядро и черная субстанция – двигательные центры; покрышка (вентральные ядра) содержит DA-нейроны, аксоны – к коре и прилежащему ядру (один из важнейших центров положит. эмоций).

Главный центр сна: центральное серое вещество среднего мозга и ядра шва (5-НТ); аксоны нейронов ядер шва также расходятся по всей ЦНС, снижая ее тонус и тормозя, в числе прочего, центры бодрствования. Торможение коры происходит за счет снижения активности Glu-нейронов таламуса, чьи аксоны идут в большие полушария.

Центральное серое вещество: собирает большое число информационных потоков и через ядра шва влияет на уровень бодрствования, болевой чувствительности и др. (см. лекцию о DA и 5-НТ).

Четверохолмие: реакция на новизну; верхние холмики – на новые зрительные стимулы; нижние холмики – на новые слуховые стимулы.

При появлении новых стимулов четверохолмие запускает ориентировочный рефлекс – поворот глаз, головы и всего тела в сторону источника сигнала («любопытство», исследова-тельское поведение).

Четверохолмие: нейроны-детекторы новизны (ДН) – сравнение текущего сигнала с тем, который был «только что» (доли секунды назад, передается через тормозный интернейрон: ТИ). При несовпадении – запуск ориентировочного рефлекса (через глазодвигательные центры и тектоспинальный тракт; у животных – отдельно двигаются ушные раковины).

Движения глаз:

• с каждым глазом связано по 6 мышц, управляемых III, IV и IV нервами;

• два основных типа движений глаз – слежения и саккады (быстрые скачки);

• в основе врожденные программы, но мы учимся ими управлять (исходно – про-извольные движения,затем они автома-тизируются);

• тесты на рассматривание картинок – еще одно «окно в бессознательное».

Чтение: [1] – скачок в начало строки; [2] мини-саккады (5-7 скачков вдоль строки, текст читается «в несколько приемов»).

Чёрная субстанция. Медиальная «компактная» часть l , DA-нейроны, аксоны идут в базаль-ные ганглии (полосатое тело = скорлупа, хвостатое ядро); общий уровень двигат. активности и положит. эмоции, связанные с движениями. Латеральная «ретикулярная» часть l , ГАМК-нейроны, контролирующие движения глаз (торможение «несанкционированных» реакций).

Красное ядро. Передняя мелкоклеточная часть: вместе с нижней оливой передает сигналы от коры больших полушарий к мозжечку и участвует в двигательном обучении.

Задняя (крупноклеточная) часть эволюционно более древняя, содержит Glu-нейроны; аксоны идут в спинной мозг (руброспинальный тракт; поддержание тонуса мышц, ряд сгибательных рефлексов и сгибание конечностей при локомоции).

К ядрам верхних холмиков приходят чувствительные импульсы от сетчатки глаза. Ответная (рефлекторная) реакция формируется в виде ориентировочного рефлекса — поворота глаз и головы к свету. В зависимости от яркости света изменяются величина зрачка и кривизна хрусталика. Аккомодация (приспособляемость) глаза способствует ясному видению предметов. К ядрам нижних холмиков направляются чувствительные импульсы от органов слуха. Ответная реакция заключается в повороте головы, глаз в сторону звуков.

Черная субстанция состоит из латеральной (ретикулярной) и медиальной (компактной) частей. Нейроны компактной части содержат в качестве медиатора дофамин; их аксоны направляются вперед к базальным ядрам (ганглиям) больших

полушарий. Ретикулярная часть участвует в управлении движениями глаз.

8-1. Щитовидная железа и эпифиз: выделяемые гормоны и их эффекты (в т.ч. действие на нервную систему).ЦНС и управление работой щитовидной железы и эпифиза.

Промежуточный мозг: гипофиз и эпифиз (эндокринные железы); таламус, гипоталамус, субталамус.

Начнем со щитовидной железы. Она выделяет йод-содержащие гормоны тироксины, усиливающие обмен веществ (образование энергии) во всех клетках организма, в т.ч. в мозге. Выделение тироксинов (Т4 и Т3) усиливает тиреотропный гормон передней доли гипофиза (TSH). Гипоталамус, измеряя концентрацию тироксинов в крови, усиливает выделение либо статина (его роль играет дофамин) либо либерина (тиролиберина, TRH; является также либерином пролактина). Тиролиберин активирует выброс TSH. Опасен как дефицит, так и избыток тироксинов в организме. При дефиците (например, из-за нехватки йода в пище) – снижение обмена веществ, вялось, депрессии («микседема»); у новорожденных – оставание умственного развития. При избытке – нервозность, бессонница, повышенный аппетит и худоба, гиперактивность симпатичес-кой НС, «выпученные» глаза. Причиной в обоих случаях могут быть аутоиммунные нарушения. Тиролиберин (трипептид Glu-His-Pro) значимо влияет на работу ЦНС. Он «дополняет» действие тироксинов: увеличивает уровень бодрствования, оказывает антидепрессантное действие, усиливает работу дыхательного центра (в клинике: введение недоношенным детям).

Мелатонин – гормон эпифиза. Синтезируется из триптофана (как и серотонин). «Гормон сонного состояния»: снижает активность обмена веществ во многих внутренних органах и ЦНС. Выделением управляют центры сна и бодрствования. В темноте супрахиазменные ядра (SCN) активируют выделение мелатонина; при этом они тормозят (с помощью GABA, т.е. ГАМК) паравентрикулярные ядра гипоталамуса (PVN), которые через нейроны бокового рога серого вещества спинного мозга (ILC) и шейные симпатические ганглии (SCG) сдерживают выделение мелатонина. Мелатонин используется в качестве лекарства при бессоннице (облегчает засыпание).

Главный гормон щитовидной железы — тироксин содержит четыре атома иода, и поэтому его принято обозначать как Т4. Через несколько лет после открытия тироксина был обнаружен второй гормон щитовидной железы — трииодтиронин, или Т3, который активнее Т4 приблизительно в 5 раз.

Гормоны щитовидной железы обладают внутриклеточной рецепцией, воздействуя на генетический аппарат клетки. Для этих гормонов также справедлив принцип разделения их молекул на участки с различными функциями. Показано, что у Т3 кольцо А, к которому присоединены два атома иода, является гаптоном, т. е. отвечает за прикрепление всей молекулы гормона к рецептору, а кольцо В, с одной молекулой иода, — актон, ответственный за генерацию биологического эффекта. Практически все клетки организма чувствительны к воздействию тиреоидных гормонов, эффекты которых можно

подразделить на две группы: регуляция обмена веществ и регуляция процессов роста и развития.

Итак, Т4 и Т3 воздействуют на клетки мышц, печени, сердца, почек, нейроны, усиливая в них интенсивность обмена, повышая потребление кислорода, увеличивая чувствительность клеток к медиатору норадреналину. Под воздействием этих гормонов усиливается выработка АТФ в митохондриях; Т4 и Т3 повышают уровень обмена углеводов, жиров, белков, вызывают усиление высвобождения энергии в виде тепла. Эти

эффекты гормонов развиваются медленно, и от момента повышения их концентрации в крови до возникновения обменных эффектов может проходить до 48 ч. Это связано с механизмом действия тиреоидов, связанным с таким сложным многофазным процессом, как синтез белка. Еще медленнее развиваются эффекты тиреоидов, которые относятся к гормонам регуляции роста и развития, причем эти эффекты развиваются чаще при совместном действии тиреоидов и гормона роста. Гормоны щитовидной железы стимулируют рост тела и развитие всех систем организма, и особенно нервной системы.

Эпифиз — маленькая железа, массой всего 170 мг, являющаяся выростом крыши третьего желудочка мозга и расположенная между верхними буграми четверохолмия. Гормон эпифиза — мелатонин по своему химическому строению является модификацией медиатора ЦНС серотонина, который в свою очередь синтезируется из аминокислоты

триптофана. Секреция мелатонина уменьшается на свету и усиливается в темноте. Показано увеличение секреции этого гормона у слепых людей. Мелатонин обладает мембранной рецепцией и действует через систему G-белков на активность аденилатциклазы, подавляя ее. Под воздействием мелатонина происходят изменения в обмене черного пигмента — меланина, локализованного в коже, радужке, сетчатке, некоторых структурах мозга, в результате кожа светлеет, повышается чувствительность фоторецепторов сетчатки. Мелатонин участвует в обеспечении суточных ритмов человека, в том числе и ритмов секреции ряда гормонов. Мелатонин —

антигонадотропный гормон. Его секреция снижается при половом созревании, что стимулирует замыкание системы гипоталамус — гипофиз — гонады. Мелатонин обладает целым рядом воздействий на функции мозга. Так, увеличенное образование и секреция его в темноте может приводить к депрессии у лиц, вынужденных бодрствовать и работать в темное время суток. Повышенный уровень мелатонина индуцирует сонливость, вялость, может вызвать длительный глубокий сон. По-видимому, угнетая синтез некоторых факторов, усиливающих рост тканей, ускоряющих деление клеток, мелатонин может тормозить развитие опухолей.

8-2. Два типа рецепторов ацетилхолина (Ацх), их свойства. Агонисты и антагонисты рецепторов Ацх: примеры веществ и разнообразие эффектов.

Известны 2 типа рецепторов к Ацх: первый из них реагирует на Ацх и агонист никотин (токсин табака), второй реагирует на Ацх и агонист мускарин (токсин мухомора). Классический антагонист Ацх-рецепторов первого типа («никотиновых») – курарин; классический антагонист Ацх-рецепторов второго типа («мускариновых») – атропин (курарин и атропин – Ацх-подобные растит. токсины).

Никотиновый рецептор:

• ионотропный («быстрый»)

• всегда генерирует ВПСП (вход Na+)

• пример: нервно-мышечные синапсы

• состоит из 5 белковых молекул-субъединиц (чаще всего: 2a+b+g+d; расположены по кругу и образуют пору)

• антагонисты: курарин (блокирует активный центр), a-нейротоксин яда кобры (белок, блокирует пору)

• пропускает, кроме Na+, ионы К+ и, гораздо сла-бее, Са2+ (в реальных условиях доминирует вход Na+ ; ионы Cl- оттал-киваются отрицат. заря-дами на стенках поры)

Мускариновый рецептор:

• метаботропный (через G-белки и вторичные посредники)

• могут возникать ТПСП либо ВПСП: как правило, через воздейс-твие на хемочувствительные К+-каналы (откр. либо закр.)

• пример: синапсы, образуемые нейронами парасимпатической системы (торможение либо активация работы внутренних органов)

• часть эффектов – через ослабление активности Ca2+-каналов

• «классический» антагонист – атропин

Никотиновые рецепторы являются классическим примером ионотропных рецепторов: их ионный канал входит в состав рецептора и открывается сразу после присоединения ацетилхолина. Канал этот характеризуется универсальной проницаемостью для положительно заряженных ионов, но в обычных условиях (при открытии на фоне ПП) в связи с никотиновыми рецепторами наблюдается в основном входящий Na+-TOK, вызывающий деполяризацию мембраны и возбуждение нейрона. Никотиновые рецепторы расположены на постсинаптической мембране поперечно-полосатых волокон скелетных

мышц (нервно-мышечные синапсы); в синапсах вегетативных ганглиев и в меньшем количестве, чем мускариновые рецепторы, в ЦНС. Областью, наиболее чувствительной к никотину, являются вегетативные ганглии, поэтому первые попытки курения приводят к значительным нарушениям в деятельности органов: скачкам артериального давления, тошноте, головокружению. По мере привыкания сохраняется в основном симпатический компонент действия: никотин начинает работать преимущественно как стимулятор многих систем организма. Присутствует также и центральное активирующее влияние (на головной мозг) ацетилхолина. Сверхдозы никотина E0 и более мг) вызывают резкое учащение сердцебиения, судороги и остановку дыхания. Во время курения никотин действует как слабый наркотический препарат-стимулятор, вызывая развитие не только

привыкания, но и зависимости. Наркотическая зависимость — это ситуация, когда организм включает поступающий извне препарат в свой метаболизм, т. е. начинает «рассчитывать» на его постоянный приток. При отказе от препарата происходит сбой в использующих его системах мозга: наблюдается резкое ухудшение самочувствия, депрессия {абстинентный синдром или синдром отмены)- Человеку, попавшему в зависимость, наркотик необходим уже не столько для того, чтобы почувствовать бодрость и эйфорию, сколько для возврата хотя бы к относительно нормальному уровню

жизнедеятельности. Наиболее известным антагонистом никотиновых рецепторов является тубокурарин — активное действующее начало яда некоторых южноамериканских растений. Основным «местом приложения» его влияния являются нервно-мышечные

синапсы. При этом происходит последовательное расслабление и паралич мышц пальцев, затем глаз, рук и ног, шеи, спины и, наконец, дыхательных.

Мускариновые рецепторы являются метаботропными; они связаны с G-белками, и присоединение к ним ацетилхолина приводит к синтезу вторичных посредников.

Выделяют две основные локализации мускариновых рецепторов: синапсы, образуемые постганглионарными (в основном парасимпатическими) вегетативными волокнами и ЦНС. В первом случае в качестве вторичных посредников используются инозитолтрифосфат и диацилглицерол; во втором — цГМФ. Ионные последствия возбуждения мускариновых рецепторов весьма разнообразны: в сердце наблюдается увеличение проводимости для ионов К+, что приводит к гиперполяризации и снижению частоты сокращений; в гладких мышцах отмечаются изменения проводимости как для К+, так и для Na+ (возможна гипер- или деполяризация в зависимости от конкретного органа).

Эффекты мускарина носят преимущественно парасимпатический характер: при отравлении мухоморами наблюдается тошнота, повышенное пото- и слюноотделение, слезотечение, боли в животе, снижение артериального давления и сердечной активности.

Классическим антагонистом мускариновых рецепторов является атропин — токсин белены и дурмана. Его периферические эффекты прямо противоположны действию мускарина: происходит снижение тонуса мышц желудочно-кишечного тракта, учащается сердцебиение, прекращается слюноотделение (сухость во рту), расширяются зрачки, наблюдаются и центральные эффекты (двигательное и речевое возбуждение, галлюцинации).

8-3. Средний мозг: функции красного ядра (крупноклеточной и мелкоклеточной частей) и черной субстанции (медиальной и латеральной частей).

Средний мозг: четверохолмие, центральное серое вещество (ЦСВ), красное ядро, черная субстанция, покрышка

Красное ядро и черная субстанция – двигательные центры; покрышка (вентральные ядра) содержит DA-нейроны, аксоны – к коре и прилежащему ядру (один из важнейших центров положит. эмоций).

Чёрная субстанция.Медиальная «компактная» часть l , DA-нейроны, аксоны идут в базаль-ные ганглии (полосатое тело = скорлупа, хвостатое ядро); общий уровень двигат. активности и положит. эмоции, связанные с движениями. Латеральная «ретикулярная» часть l , ГАМК-нейроны, контролирующие движения глаз (торможение «несанкционированных» реакций).

Красное ядро. Передняя мелкоклеточная часть: вместе с нижней оливой передает сигналы от коры больших полушарий к мозжечку и участвует в двигательном обучении.

Задняя (крупноклеточная) часть эволюционно более древняя, содержит Glu-нейроны; аксоны идут в спинной мозг (руброспинальный тракт; поддержание тонуса мышц, ряд сгибательных рефлексов и сгибание конечностей при локомоции).