Билет №9

1) 9-1. Половые железы; половые гормоны и их эффекты (в т.ч. действие на нервную

систему). ЦНС и управление работой половых желез.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Половые железы (гонады) являются железами смешанной

(т. е. и внешней, и внутренней) секреции. Половые железы

женщины — яичники выделяют во внешнюю среду

яйцеклетки, а во внутреннюю — гормоны (эстрогены и прогестины).

Половые железы мужчины — семенники выделяют во

внешнюю среду сперматозоиды, а во внутреннюю — гормоны (анд-

рогены). Все эти гормоны имеют стероидную природу и

обладают ядерной рецепцией. Образование и секреция этих гормонов регулируются гона-

дотропинами аденогипофиза (ФСГ и ЛГ), которые, в свою

очередь, находятся под контролем гипоталамического рили-

зинг-фактора люлиберина.

Половые гормоны обладают широким спектром

биологических эффектов, оказывая на организм и регулирующие, и

программирующие, и пермиссивные воздействия.

Семенники — парные органы, расположенные у человека

не в полости тела, а в мошонке (рис. 5.12). Вынос семенников

за пределы полости тела связан с тем, что для нормального со-

созревания сперматозоидов необходима температура не выше

35 °С, т. е. на 2 °С ниже температуры тела. Развиваясь в

брюшной полости, семенники спускаются в мошонку на по-

поздних стадиях созревания плода под влиянием гормона,

вырабатываемого плацентой. Каждый семенник состоит из множества извитых семен-

семенных канальцев, в которых после наступления половой зрелос-

зрелости под действием ФСГ происходит созревание сперматозо-

сперматозоидов, причем у многих видов животных этот процесс имеет се-

сезонный характер, а у других видов, в том числе и человека, происходит постоянно. Между семенными канальцами распо-

расположены клетки Лейдига, которые являются основным местом

секреции мужских половых гормонов — тестостерона и ди-

гидротестостерона — под действием лютеинизирующего гор-

гормона (ЛГ). Семенники функционируют в течение всей жизни

мужчины, и, хотя с возрастом секреция андрогенов несколько

снижается, образование полноценных сперматозоидов про-

продолжается до глубокой старости. В крови 98% мужских половых гормонов связывается с особыми белками и только 2% может быстро связываться с

клетками-мишенями. Оба мужских половых гормона стимулируют образование

сперматозоидов (сперматогенез) и секрецию компонентов

спермы, обеспечивающих их жизнеспособность. Кроме того,

они по принципу отрицательной обратной связи тормозят сек-

секрецию ФСГ и ЛГ клетками аденогипофиза. Так как секреция люлиберина нейронамигипоталамуса у мужчин происходит импульсно и обычно ночью и рано утром,

то и выброс ФСГ и ЛГ из гипоталамуса также подчиняется

этому ритму, а следовательно, существуют суточные колеба-

колебания уровня тестостерона, коррелирующие с содержанием ЛГ

в крови. В специальных опытах на мужчинах, у которых ис-

искусственно изменяли цикл сон—бодрствование, было показа-

показано, что секреция ЛГ и уровень тестостерона зависят именно от

режима сна, а не от периода суток. . Секреция всех

необходимых компонентов семенной жидкости железами, рас-

расположенными вдоль семенных протоков, стимулируется поло-

половыми гормонами, главным образом дигидротестостероном.

Программирующее воздействие мужских половых гормо-

гормонов чрезвычайно важно во время всего эмбрионального пери-

периода созревания организма мальчика. Эти гормоны индуцируют

развитие полового члена, семявыносящего протока, семенных

пузырьков, простаты, а впоследствии вторичных половых признаков: оволосения лица, низкого голоса и т. д.

Мужские половые гормоны, помимо признаков, связан-

связанных с мужским полом, выполняют роль белковых анаболи-

анаболиков, стимулируя синтез белка, в частности мышечных белков,

а также ускоряя рост костей. Именно поэтому мужчины, как

правило, выше женщин, и масса мышц у них больше.

Андрогены играют чрезвычайно важную роль в формиро-

формировании и поддержании полового влечения, а также в обеспече-

обеспечении полового поведения. С током крови половые гормоны,

главным образом тестостерон, попадают в структуры головно-

головного мозга и взаимодействуют с нейронами гипоталамуса, лим-

бической системы и многих других отделов. Циркуляция анд-

андрогенов в крови необходима не только для поддержания либи-

либидо, но и является фактором, приводящим к повышенной

агрессивности. Для поддержания нормального полового пове-

поведения мужчины или самцов других видов млекопитающих

нужны очень малые количества тестостерона в крови; если же

уровень тестостерона увеличивается, то на поведение это

влияет мало, т. е. соблюдается правило «все или ничего». У человека встречается целый ряд патологий, связанных с

нарушением функционирования системы гипоталамус (люли-

берин) — аденогипофиз (ФСГ и ЛГ) — семенники (тестосте-

(тестостерон, дигидротестостерон). Гиперфункция семенников, или ги-

пергонадизм, встречается редко. Гораздо чаще, чем гипергонадизм, встречается патологиче-

патологическое состояние, обусловленное недостатком образования муж-

мужских половых гормонов и сперматозоидов, т. е. гипогонадизм.

Многообразие и сложность физиологических процессов,

обеспечивающих репродуктивную функцию у млекопитаю-

млекопитающих (и, в частности, у человека), требует совершенной систе-

системы регуляции, в том числе и гормональной. Подсчитано, что в

управлении половым циклом женщины прямо или опосредо-

опосредованно задействовано не менее десяти гормональных факторов.

У самок млекопитающих можно выделить ряд последователь-

последовательных процессов, обеспечивающих размножение: половое созре-

созревание, гаметогенез (созревание яйцеклеток), оплодотворение

яйцеклеток, развитие зародыша в матке, роды.

Женские половые железы называются яичниками.

Они располагаются в брюшной полости (рис. 5.13). Их внешнесек-

реторная функция заключается в формировании женских га-

гамет — яйцеклеток. Первичные половые клетки возникают еще

на первых неделях эмбриогенеза в огромных количествах —

около 7 млн штук. Эти клетки называются оогониями. Часть

оогониев превращается в ооциты, которые покрываются од-

одним слоем эпителиальных клеток, и образуется фолликул.

Фолликул созревает: эпителиальные клетки разрастаются,

формируя многослойный эпителий, затем у фолликула появ-

появляется внешняя оболочка. Примерно к 17—20 неделе внутри-

внутриутробного развития девочки формируется структура яични-

яичников, причем корковое вещество яичников состоит из фолликулов на разных стадиях их созревания. К моменту рождения в

яичниках девочки имеется около одного миллиона

фолликулов, но часть из них разрушается, и к моменту появления мен-

менструаций в яичниках остается около 400 000 фолликулов. За

весь репродуктивный период жизни женщины образуется всего

200—400 зрелых яйцеклеток, способных к оплодотворению.

В течение каждого цикла идет одновременное созревание

многих фолликулов, но только один из них доходит до

конечной стадии и превращается в граафов пузырек — зрелый

фолликул, представляющий собой пузырек, окруженный

оболочкой и заполненный жидкостью, в которой находится яйце-

яйцеклетка. По мере созревания фолликулов происходит их разрыв

(овуляция), и яйцеклетка, выйдя из граафова пузырька, захва-

захватывается яйцеводами (фаллопиевыми трубами), по которым

продвигается в матку. Если в яйцеводе ядро яйцеклетки слива-

сливается с ядром сперматозоида (оплодотворение), то начинается

процесс развития зародыша, происходящий затем в матке.

Как правило, из тысяч ооцитов в каждом менструальном

цикле образуется только один граафов пузырек, но в одном

цикле из двухсот (приблизительно) по неясным причинам одно-

одновременно овулируют две яйцеклетки, что в случае оплодотворе-

оплодотворения приводит к образованию двух разнояйцовых близнецов.

Процесс оогенеза — превращения оогония в ооцит, форми-

формирование фолликула и — через ряд стадий — образование гра-

граафова пузырька с яйцеклеткой стимулируется фолликулости-

мулирующим гормоном гипофиза (ФСГ), который секретиру-

ется под воздействием люлиберина гипоталамуса.

Оболочка фолликула состоит из нескольких слоев клеток,

причем внутренний из них и является местом, где секретиру-

ются эстрогены, главный из которых — эстрадиол. По мере

созревания фолликула концентрация эстрадиола в крови воз-

возрастает и непосредственно перед овуляцией достигает такого

уровня, который повышает выброс ФСГ и ЛГ. Именно под

влиянием лютеинизирующего гормона гипофиза (ЛГ) проис-

происходит овуляция. На месте лопнувшего граафова пузырька

после овуляции начинается образование желтого тела, клетки

которого секретируют другой женский половой гормон — про-

прогестерон. Этот процесс также стимулируется Л Г. Прогестерон

обеспечивает подготовку организма женщины к беременнос-

беременности. Во-первых, он тормозит секрецию ФСГ и Л Г для того,

чтобы препятствовать созреванию следующего фолликула.

Во-вторых, под влиянием прогестерона происходят измене- ния во внутреннем, железистом слое матки для того, чтобы

матка могла принять оплодотворенную яйцеклетку. Но если

оплодотворения все-таки не произошло, то желтое тело дегене-

дегенерирует, секреция прогестерона резко снижается, а увеличен-

увеличенный внутренний слой матки в отсутствии большого количества

эстрогена и прогестерона разрушается и частично отторгается.

Происходит менструация.

Кроме контроля за менструальным циклом и родами, жен-

женские половые гормоны ответственны за развитие вторичных по-

половых признаков, формирование скелета и обмена веществ по

женскому типу. Эстрогены обладают также анаболическими эф-

эффектами, хотя и менее выраженными, чем у андрогенов. Они

усиливают созревание костной ткани, с чем связано прекраще-

прекращение роста в период полового созревания. Эстрогены снижают

уровень холестерина в крови, способствуют свертыванию крови.

Эндокринная регуляция половых функций у женщин мно-

многоступенчата и сложна, поэтому описано множество заболева-

заболеваний, связанных с нарушениями деятельности того или иного

ее звена. Основным симптомом снижения функционирования

системы гипоталамус — аденогипофиз — яичники является

аменорея — прекращение менструаций. Возможность наступления беременности обеспечивается

целым рядом гормонов, начиная от воздействия эстрогенов на

слизистую оболочку шейки матки, в результате чего в матку и

далее могут проникнуть лишь самые жизнеспособные сперма-

сперматозоиды, и кончая описанными выше изменениями в

эндометрии матки, позволяющими эмбриону нормально развиваться Прогестерон и эстрадиол усиливают сокращения

яйцеводов, способствуя продвижению оплодотворенной яйцеклетки в

матку. Эстрогены, прогестин, тироксин и релаксин

необходимы для того, чтобы развивающийся зародыш мог внедриться

(имплантироваться) в эндометрий матки и образовать

плаценту, через которую осуществляется связь зародыша с материн-

материнским организмом. Одна из оболочек образующейся плаценты

уже через день после имплантации зародыша начинает секре-

тировать хорионический гонадотропин (ХГТ), гормон, отчасти

сходный по строению с ЛГ. Функция ХГТ — стимуляция выделения прогестерона желтым телом, для того чтобы не произо-

произошло отторжения эндометрия, а вместе с ним и самого зароды-

зародыша. Второй гормон плаценты — плацентарный лактоген. Так

как в период беременности секреция ФСГ и ЛГ гипофизом мате-

матери снижена, то гормоны плаценты — ХГТ и плацентарный лак-

лактоген — принимают на себя роль этих гормонов.

Для организма матери беременность осложняется тем, что

в матке развивается «чужеродный организм», обладающий

целым рядом генетических компонентов отца. Одним из

факторов, смягчающих иммунную реакцию организма матери,

является плацентарный лактоген, способствующий, таким об-

образом, нормальному продолжению беременности. У человека

к началу второй трети беременности плацента секретирует

весь набор половых гормонов в таких соотношениях, которые

обеспечивают протекание беременности, но к концу беремен-

беременности секреция прогестерона, подавляющего сокращения мы-

мышечного слоя матки — миометрия, снижается. Сильно

утолщенный миометрий начинает регулярно сокращаться,

готовясь к процессу родов.

Беременность у женщины продолжается 280 дней, или

40 недель. При достижении плодом определенных размеров,

уже несовместимых с существованием в утробе матери, возни-

возникает «фетальный стресс». Пусковым фактором, вызывающим

начало родов, является, по-видимому, формирование актив-

активности системы гипоталамус — гипофиз у плода. Аденогипо-

физ плода начинает выделять АКТГ, что приводит к секреции

гидрокортизона корой надпочечников. С током крови гидро-

гидрокортизон попадает в плаценту, снижая в ней секрецию прогес-

прогестерона и стимулируя выброс эстрогенов, которые, в свою оче-

очередь, повышают чувствительность миометрия матки к оксито-

цину. Сокращения матки под действием окситоцина смещают

плод к шейке матки, а давление на шейку матки запускает

рефлекторный выброс окситоцина из нейрогипофиза матери(рефлекс Фергюссена). Таким образом, запускается механизм

положительной обратной связи. Под действием релаксина

расслабляются связки таза, раскрывается шейка матки, и ре-

регулярный выброс порций окситоцина вызывает новые сокра-

сокращения миометрия, в результате происходит полное изгнание

плода, а затем и плаценты. После этого рефлекс Фергюссена

прерывается, и матка постепенно возвращается в состояние

относительного покоя.

В течение беременности целый ряд гормонов (прогестерон,

эстроген, пролактин, глюкокортикоиды, тироксин, инсулин)

стимулирует развитие молочных желез. После выхода

плаценты, клетки которой секретировали прогестерон и

эстрогены, уровень этих гормонов в материнской крови резко падает,

а уровень пролактина остается высоким, и теперь, после пре-

прекращения подавляющего действия эстрогенов, начинается

выработка молока в молочных железах. Этот процесс называ-

называется лактацией.

Период лактации сопровождается постоянным высвобождением пролактина, что по принципу отрицательной обратной

связи приводит к усилению секреции дофамина, играющего

роль пролактостатина. Но дофамин, выделяясь из клеток ги-

гипоталамуса, тормозит секрецию люлиберина, что, в свою

очередь, снижает секрецию ФСГ и ЛГ клетками аденогипофиза.

Из-за снижения уровня и нарушения ритмичности выделения

ФСГ тормозится созревание фолликулов и отсутствует менст-

менструальный цикл. Таким образом, вероятность беременности в

период лактации несколько снижена, но все же возможна.

2) 9-2. Синтез глутаминовой кислоты (ГлК) в нервных клетках. Разнообразие рецепторов к

ГлК; NMDA-рецепторы. Примеры и значение агонистов и антагонистов ГлК.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Медиаторы-аминокислоты являются главными медиаторами ЦНС Глутаминовая кислота (Glu) – главный возбуждающий медиатор (~ 40% всех нейронов); проведение основных потоков информации в ЦНС (сенсорные сигналы, двигательные команды, память).

Нормальная деятельность ЦНС обеспечивается тонким балансом Glu и ГАМК (Гамма-аминомасляная кислота – главный тормозной медиатор (~40%); запрет проведения «ненужной» info (внимание, двигательный контроль). Нарушение этого баланса (как правило, в сторону уменьшения торможения) негативно влияет на многие нервные процессы – вплоть жо возникновения мощных локальных очагов возбуждения, что введёт к развитию эпилептических припадков. При нарушении баланса Glu и ГАМК :

• синдром дефицита внимания и гиперактивности детей (СДВГ);

• повышенная нервозность и тревожность взрослых;

• нарушения сна, бессонница;

• эпилепсия (часто врождённая патология, у 0.5% населения)

В клинических целях используют агонисты ГАМК и антагонисты Glu. Антагонисты ГАМК и агонисты Glu – яды, вызывающие судороги (конвульсанты).

• Глутаминовая кислота – пищевая аминокислота – входит в состав белков пищи и белков нашего тела; самая распространённая: потребляем с едой 5-10 г в сутки. В водных растворах существует в ионизированном виде, то есть в форме отрицательно заряженного остатка глутамата («глютамата»).

• Для синтеза необходимы: 1.-кетоглутаровая кислота (промежуточный продукт окисления глюкозы в цикле Кребса; в больших количествах образуется в митохондриях);

2. аминогруппа любой а/к, полученной с пищей; 3. фермент из группы аминотрансфераз.

Такой синтез идёт во всех клетках организма.

• Другой («быстрый») путь синтеза, характерный для нейронов: взаимные превращения Glu и очень сходной пищевой а/к глутамина: замена второй OH-группы Glu на аминогруппу NH2.

Глутамин  Glu (фермент глутамин синтетаза; в пресинаптических окончаниях)

Glu  глутамин (фермент глутаминаза; при инактивации Glu)

Во всех тканях организма (в т.ч. в мозге) очень много Glu. В связи с этим долгое время не могли поверить, что столь распространённое вещество является медиатором ЦНС.

Однако это именно так. Дело в том, что пищевой глутамат почти не преодолевает ГЭБ, и для выполнения медиаторных функций Glu синтезируется непосредственно в пресинаптических окончаниях из глутамина; определённый вклад вносит также образование Glu из -кетоглутаровой кислоты (-KG).

После синтеза Glu загружается в везикулы, выбрасывается в синаптическую щель при приходе ПД и влияет на рецепторы, запуская ВПСП.

Введение Glu непосредственно в мозг (в желудочки) вызывает возбуждение ЦНС и судороги.

Сходные эффекты наблюдаются при отравлении агонистами Glu, часть из которых является токсинами растений. Пример: домоевая кислота ; вырабатывается некоторыми одноклеточными водорослями; токсин накапливается в телах животных, поедающих фитопланктон (двустворчатые моллюски, некоторые рыбы) и способен отравлять птиц, млекопитающих, человека. Смертельные случаи: западное побережье Канады; «бешенство» птиц в Калифорнии).

Глутамат, помимо действия на рецепторы постсинаптической мембраны, способен влиять на вкусовые клетки-рецепторы языка («вкус белка»). Существуют особые клетки-рецепторы для сладкого, горького, кислого, солёного и глутамата. На мембране – белки-рецепторы к соответствующим веществам. Их активация ведёт к входу Ca2+, выбросу Glu (как медиатора) и возникновению ПД в волокнах вкусовых нервов (VII и IX).

Umami – яп. «мясной»; термин для описания особого «бульонного» вкуса морской капусты, соевого соуса, сыров (пармезан), грибов и т.п. В начале XXв. было показано, что это – вкус глутамата. С тех пор глутамат и его производные всё шире используются как «усилители вкуса» (E620 и др.). Избыток Glu (10г и более одномоментно) может вести к головной боли, потоотделению, сердцебиению («синдром китайского ресторана», не путать с пищевой аллергией).

• Рецепторы глутамата.

В настоящее время выделяют три типа ионотропных и не менее трёх типов метаботропных рецепторов к Glu. Все они запускают ВПСП, повышая проводимость Na+.

Метаботропные рецепторы действуют через цАМФ и ряд других вторичных посредников.

Ионотропные рецепторы названы по агонистам:

NMDA – рецепторы (агонист N-метил –D-аспартат)

AMPA-рецепторы (агонист амино-гидрокси-метил-изоксазол-пропионовая кислота)

Каинатные рецепторы (агонист каиновая кислота)

Рецепторы разных типов различаются по скорости развития ВПСП и способности пропускать не только ионы Na+, но и ионы Ca2+.

Ca2+, в свою очередь, способен действовать как вторичный посредник, изменяя состояние близлежащей постсинаптической мембраны, а также постсинаптической клетки в целом («пластические перестройки синаптической передачи»).

• Наиболее изучены NMDA-рецепторы.

Каждый такой рецептор состоит из 4х белковых молекул; в открытом положении он проницаем для Na+, Ca2+, K+ .

Уникальная особенность NMDA-рецепторов состоит в том, что их канал может блокировать ион Mg2+ («магниевая пробка»). В такой ситуации рецептор выключен, и ВПСП не возникает. Однако, если заряд в нейроне оказывается выше уровня –30 мВ, Mg2+ удаляется из канала («выбивание пробки»), и рецептор переходит в рабочее состояние. Этот механизм – один из важнейших способов резко усилить эффективность работы синапса, создать новый канал для передачи информации. Подобные изменения лежат в основе процессов обучения и формирования памяти. Наиболее очевидный способ удаления Mg2+: ПД, запущенный с помощью не-NMDA-рецепторов (например, AMPA), находящихся на той же постсинаптической мембране. Данный синапс исходно не пропускал слабые сигналы, вызывающие небольшой выброс Glu. После однократной сильной стимуляции, запустившей ПД через не-NMDA-рецепторы, произошло «выбивание пробок». Теперь на постсинаптической мембране включились NMDA-рецепторы (их может быть в несколько раз больше, чем не-NMDA), и даже слабый сигнал вызывает большой ВПСП, запуская ПД. Подобного рода синапсы, способные практически мгновенно увеличить эффективность работы, характерны для коры больших полушарий и, особенно, гиппокампа, избирательно связанного с кратковременной памятью.

• Антагонисты Glu.

Основные клинические проблемы связаны с избыточной активностью Glu-синапсов. Соответственно, востребованы антагонисты Glu.

В настоящее время на практике применяют антагонисты наиболее изученного NMDA-рецептора (мемантин, кетамин).

Мемантин: блокирует канал рецептора в его верхней части; снижает тревожность и вероятность эпилептических припадков.

Кетамин (калипсол): блокирует канал рецептора в его нижней части. Вызывает кратковременный, но глубокий наркоз (используется в ветеринарии). На выходе из наркоза возникают галлюцинации (наркотико-подобное действие).

Ламотриджин: ослабляет экзоцитоз Glu; оказывает антиэпилептическое действие.

Более широкое распространение в клинике продолжают сохранять агонисты ГАМК – препараты, «проверенные временем».

• Инактивация Glu:

Из синаптической щели Glu переносится в глиальные клетки, где превращается в глутамин (Gln) (с помощью фермента глутаминазы).

Глутамин затем может перемещаться в пресинаптическое окончание и вновь становиться Glu в митохондриях.

Часть Glu возвращается из синаптической щели прямо в пресинаптическое окончание («обратное всасывание»).

3) 9-3. Дыхательный центр продолговатого мозга и моста, принципы его функционирования.

Роль нейронов-пейсмекеров, механорецепторов легких, хеморецепторов.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Головной мозг располагается в полости черепа.

Мозг имеет сложную форму, которая соответствует рельефу свода черепа и

черепных ямок. Верхне-боковые отделы головного мозга вы-

выпуклые, основание уплощено и имеет неровности. В области ос-

основания от головного мозга отходят 12 пар черепных нервов.

Строение и функции мозга связаны с особенностями его

развития. Продолговатый мозг является непосредственным продол-

продолжением спинного мозга. Нижней его границей считают место

выхода корешков первого шейного спинномозгового нерва или перекрест пирамид, верхней границей является задний край моста.

• Мост (Варолиев мост) имеет вид лежащего поперечно

утолщенного валика, от латеральной стороны которого справа

и слева отходят средние мозжечковые ножки. Задняя поверх-

поверхность моста, прикрытая мозжечком, как и задняя поверх-

поверхность продолговатого мозга, участвует в образовании

ромбовидной ямки. Передняя поверхность внизу образует четкую

границу с продолговатым мозгом, а вверху мост граничит с

ножками мозга. Передняя поверхность моста поперечно

исчерчена в связи с поперечным направлением волокон,

которые идут от собственных ядер моста в средние мозжечковые

ножки и дальше — в мозжечок.

• Продолговатый мозг и мост выполняют важнейшие

функции. В чувствительные ядра черепных нервов, расположен-

расположенные в этих отделах мозга, поступают нервные импульсы от ко-

кожи головы, слизистых оболочек рта и полости носа, глотки и

гортани, от органов пищеварения и дыхания, от органа слуха,

вестибулярного аппарата, сердца и сосудов. По аксонам

клеток двигательных и вегетативных (парасимпатических) ядер

продолговатого мозга и моста импульсы следуют не только к

скелетным мышцам головы (жевательным, мимическим, язы-

языка и глотки), но и к гладкой мускулатуре органов

пищеварения, дыхания (бронхи) и сердечно-сосудистой системы,

к слюнным и другим железам. Через ядра продолговатого мозга выполняются многие

рефлекторные акты, в том числе защитные (кашель, мигание,

слезоотделение, чихание). Нервные центры (ядра) продолго-

продолговатого мозга участвуют в рефлекторных актах глотания, сек-

секреторной функции пищеварительных желез. Вестибулярные

(преддверные) ядра, в которых берет начало преддверно-спин-

номозговой путь, выполняют сложнорефлекторные акты пе-

перераспределения тонуса скелетных мышц, равновесия, обес-

обеспечивают «позу стояния». Эти рефлексы получили название

установочных рефлексов. Расположенные в продолговатом

мозге важнейшие дыхательный и сосудодвигательный (сер-

(сердечно-сосудистый) центры участвуют в регуляции функции

дыхания (вентиляции легких), деятельности сердца и сосу-

сосудов; повреждение их приводит к смерти.

В ретикулярных ядрах продолговатого мозга и моста нахо-

находятся центры сна и бодрствования, а также двигательные

центры, образующие спинно-ретикулярный тракт. В верхней

части ромбовидной ямки находится область, называемая

«голубое пятно».

Продолговатый мозг и мост выполняют ряд «жизненно важных» функций; здесь находятся :

 дыхательный и сосудодвигательный центры;

 центры, обеспечивающие врождённое пищевое поведение (вкусовая чувствительность, сосание, глотание, слюноотделение и др.);

 ряд двигательных центров, связанных с мозжечком;

 слуховые и вестибулярные ядра ; центры сна и бодрствования и др.

Центральная часть – ретикулярные ядра (ретикулярная формация – РФ); окружена ядрами, связанными с V-XII черепными нервами и рядом других ядер (голубое пятно, нижняя олива и т.д.)

Дыхательные нейроны, активность которых вызывает инспира­цию (вдох) или экспирацию (выдох), называются соответственно инспираторными и экспираторными  нейронами.  Инспираторные и экспираторные нейроны иннервируют дыхательные мышцы.

Среди нейронов вдоха ключевую роль играют клетки-пейсмекеры, находящиеся в ядрах нижней части ромбовидной ямки.

Врождённо обусловленная частота их активации у человека : примерно 1 волна в 5 сек (12 раз в минуту = частота дыхания во сне).

От клеток-пейсмекеров (генераторов ритма)( Интересным вариантом генерации ПД являются пейсмекер-

ные нейроны (клетки-пейсмекеры). Они обладают большой по-

постоянной проницаемостью мембраны для ионов Na+. В резуль-

результате у клеток-пейсмекеров не существует стабильного ПП. Раз-

Разность потенциалов на их мембране постоянно стремится вверх.

Когда она достигает порогового значения, происходит запуск

ПД. ) ПД передаются к другим дыхательным нейронам и мотонейронам шейных и грудных сегментов спинного мозга, запускающим сокращение диафрагмы и межрёберных мышц.

Вдох приводит к постепенному растяжению лёгких и стенок грудной клетки. Растяжение активирует особые механорецепторы (отростки чувствительных нервных клеток, входящие в состав X нерва), передающие сигнал в продолговатый мозг и мост. Этот сигнал тормозит инспираторные и включает экспираторные нейроны (вдох сменяется выдохом). После выдоха возникает пауза (до нового включения пейсмекеров). На частоту работы пейсмекеров (долю постоянно открытых Na+-каналов) влияют сигналы от хеморецепторов и ствола мозга.

Хеморецепторы: концентрация O2 и CO2 в крови; влияния ствола: эмоции (голубое пятно), температура (гипоталамус), центры бодрствования, боль, стресс и др. Возможен, кроме того, произвольный контроль дыхания.

Ещё о дыхательных центрах:

 инспираторные нейроны – это не только пейсмекеры, но и клетки, «зацикливающие» ПД по замкнутому контуру, что даёт возможность оказывать на мотонейроны стабильное активирующее действие;

 хеморецепторы CO2 (и H+) представляют собой нейроны на дне ромбовидной ямки; активируются в основном при физической нагрузке;

 хеморецепторы O2 расположены в каротидном синусе (область разветвления на наружную и внутреннюю сонные артерии); важны, например, при подъёме в горы (на высоте 5км воздуха в 2 раза меньше);

 пробуждение приводит к активации пейсмекеров центрами бодрствования, и частота дыхания растёт до 16-18 в мин; при эмоциях и физической нагрузке – до 30-40 в мин.

Передача информации о содержании O2 в крови идёт по волокнам IX нерва.

Билет №10.

1) 10-1. Потенциал покоя (ПП) нервных клеток. Роль Na+-K+-насоса и постоянно открытых

ионных каналов. Уравнение Нернста, связь ПП с диффузией ионов Na+ и К+.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Электрические свойства нейронов. Потенциал покоя и потенциал действия.

Сигнал по мембране нейрона передаётся в виде коротких электрических импульсов – потенциалов действия (ПД). Этот процесс можно сравнить с передачей информации с помощью включения и выключения фонарика (ПД= «вспышка света»).

Но для того, чтобы фонарик работал, нужна батарейка – источник электрической энергии. В случае нейрона таким источником является постоянный внутриклеточный заряд – потенциал покоя (ПП).

• Потенциал покоя нейрона – его постоянный отрицательный заряд, равный в среднем –70 мВ. Измерить ПП можно с помощью тончайшей, особым образом вытянутой стеклянной трубочки-микроэлектрода. Его кончик имеет диаметр <1 мкм, что позволяет практически без повреждения мембрану клетки. Микроэлектрод (в т.ч. канал внутри кончика) заполнен раствором соли, проводящим электрический ток. Это позволяет оценить, сравнить заряд цитоплазмы нейрона с зарядом межклеточной среды.

• Наличие ПП – результат жизнедеятельности нейрона, совместного функционирования всех биополимеров и органоидов клетки; погибший нейрон быстро теряет ПП. Первопричина ПП – разность концентраций ионов K+ и Na+ внутри и снаружи нейрона. Эту разность создаёт работа особого белка-насоса Na+-K+-АТФазы (Na+-K+-насоса).

• Na+-K+-АТФаза обменивает находящиеся внутри клетки ионы Na+ на захваченные в межклеточной среде ионы K+, затрачивая значительное количество АТФ.

В результате работы Na+-K+-АТФазы в нейроне оказывается примерно в 10 раз меньше Na+ и в 30 раз больше K+, чем в межклеточной среде.

 K+ “out” : K+ “in” = 1 : 30

 Na+ “out” : Na+ “in” = 10 : 1

Несмотря на всё это, до момента созревания (происходит на 2-3 месяце эмбрионального развития) нейрон не имеет заряда, и количество положительных (прежде всего, K+) и отрицательных ионов в его цитоплазме примерно одинаково. Признак созревания – появление на мембране нейрона постоянно открытых K+-каналов (определяется включением соответствующего гена). В результате становится возможной диффузия K+ из клетки.

 Как долго идёт диффузия K+ из нейрона?

Очевидный вариант («до выравнивания концентраций») неверен, поскольку двигаются заряженные частицы, и выход K+ сопровождается накоплением в цитоплазме отрицательного заряда. Этот отрицательный заряд мешает диффузии и в конце концов останавливает её. Возникает состояние «динамического равновесия»: число ионов K+, покинувших клетку благодаря диффузии = числу ионов K+, втянутых в клетку отрицательным зарядом цитоплазмы.

ПП – это отрицательный заряд цитоплазмы, останавливающий диффузию ионов K+ в межклеточную среду.

• «Уравнение Нернста»: ПП ~ lg (K+ “out”/K+ “in”)

Коэффициент пропорциональности равен 61.5 мВ для Т=36.6С; логарифм равен –1.48 (для соотношения концентраций 1/30).

С учётом этого ПП = -91 мВ («равновесный потенциал» для K+)

Такой вход Na+ ведёт к сдвигу заряда цитоплазмы вверх и частичной потере ПП (отсюда название – «ток утечки Na+»).

В реальной клетке ПП находится ближе к нулю (в среднем –70мВ). Причина: существование небольшого количества постоянно открытых каналов для ионов Na+. Избыток ионов Na+ в межклеточной среде, а также их притяжение к отрицательно заряженной цитоплазме приводят к входу Na+ в клетку.

• Ограничивает вход Na+,

 во-первых, малое число постоянно открытых Na+-каналов;

 во-вторых, работа Na+-K+-АТФазы, которая «откачивает» Na+, обменивая его на K+.

• В целом ПП зависит от 3х главных факторов:

 диффузии K+ из клетки ;

 диффузии Na+ в клетку ;

 работы Na+-K+-АТФазы.

Диффузия K+ из клетки определяется разностью концентраций K+ “out” и K+ “in”.

Если увеличить K+ “out”, то разность концентраций станет меньше, диффузия – слабее, и для её остановки потребуется не столь значительный ПП (произойдёт сдвиг заряда цитоплазмы вверх до достижения новой точки равновесия).

Если снизить K+ “out” , то разность концентраций станет больше, диффузия – сильнее, и для её остановки потребуется более значительный ПП (сдвиг заряда цитоплазмы).

Диффузия Na+ в клетку зависит, прежде всего, от концентрации постоянно открытых Na+-каналов на мембране. Эта величина, в свою очередь, является стабильным свойством конкретного нейрона. Чем больше таких каналов, тем ПП ближе к нулю, чем меньше – тем ПП ближе к уровню –91мВ.

Чем ближе ПП к нулю, тем возбудимее нейрон (такие нужны, например, в центрах бодрствования); чем ближе ПП к уровню –91 мВ, тем ниже возбудимость (минимальна в центрах, запускающих движения).

• Работа Na+-K+-АТФазы может быть нарушена химическими веществами, например, токсином одной из тропических лиан строфантином.

В этом случае ток утечки Na+ не будет полностью компенсироваться и ПП сместится в сторону нуля (степень смещения зависит от дозы токсина = доля заблокированных насосов).

Большая доза токсина настолько нарушает работу Na+-K+-АТФаз, что ПП теряется (происходит разрядка батарейки «фонарика»).

 Аналогия : Na+-K+-АТФаза -- «зарядное устройство» нейрона.

 Заключительная аналогия: лодка на поверхности водоёма.

Уровень воды = нулевой уровень; уровень бортов над водой= ПП (зависит от «веса лодки» = разность концентраций K+ во внешней среде и цитоплазме).

Ток утечки Na+ = отверстия в лодке, через которые втекает вода и снижает абсолютное значение ПП (приближая его к нулю).

Na+-K+-АТФаза – ковш, которым вычерпываем воду, удерживая лодку на плаву («поломка ковша» строфантином приведёт к тому, что лодка утонет).

Билет №10.

2) 10-2. Никотин и алкоголь: механизмы действия на организм и ЦНС; причины и последствия формирования привыкания и зависимости.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Никотиновый рецептор

 ионотропный («быстрый»)

 всегда генерирует ВПСП (вход Na+)

 пример : нервно-мышечные синапсы

 состоит из 5 белковых молекул-субъединиц (чаще всего: 2+++; расположены по кругу и образуют пору)

 антагонисты : курарин (блокирует активный центр), -нейротоксин яда кобры (белок, блокирует пору)

 пропускает, кроме Na+, ионы K+ и, гораздо слабее, Ca2+ (в реальных условиях доминирует вход Na+ ; ионы Cl- отталкиваются отрицательными зарядами на стенках поры.

 Никотин – токсин табака, агонист Ацх, защищает табак от поедания насекомыми; для человека – слабый «разрешённый наркотик».

Никотин при табакокурении практически не влияет на нервно-мышечные синапсы (иначе были бы судороги, как у насекомых, поедающих табак). Обычно при первых попытках курения никотин сильнее всего стимулирует работу постганглионарных парасимпатических нейронов (развиваются парасимпатические эффекты : тошнота, скачки давления и т.п.). Через некоторое время эти эффекты обычно исчезают и сменяются преимущественной стимуляцией постганглионарных симпатических нейронов (активация сердечно-сосудистой системы, ослабление сигналов от ЖКТ + психологические эффекты от курения «за компанию»). У части курильщиков никотин преодолевает ГЭБ и начинает оказывать действие на головной мозг, постепенно вызывая формирование привыкания и зависимости.

 Никотин также способен оказывать нормализующее действие (курят, чтобы «взбодриться», чтобы успокоиться).

 Но при этом Ацх-синапсы начинают снижать активность, «рассчитывая» на постоянное введение агониста. В итоге для получения всё того же нормализующего эффекта курильщик должен повышать дозу («привыкание»).

 При попытке отказаться от табака выясняется, что без никотина мозг функционирует плохо (скачки настроения, работоспособности) – т.е. проявляет себя «синдром отмены» (абстинентный синдром) и, следовательно, возникла потребность Ацх-синапсов в никотине («зависимость»).

 Формирование привыкания и зависимости – типичное следствие приёма практически любых препаратов, серьёзно влияющих на мозг (не только наркотических, но и лекарственных).

Для того, чтобы деятельность Ацх-синапсов восстановилась, нужны недели и месяцы. Явный признак наличия зависимости – с утра хочется курить, и первая сигарета доставляет наибольшее удовольствие.

Формирование привыкания и зависимости происходит также в центрах положительных эмоций.

• Алкоголь CH3-CY2-OH

Легко преодолевает мембраны, растворяется в липидах и воде. Эндогенный алкоголь : 0.005-0.01% в крови.

• «Типичная» картина развития эффектов экзогенного (внешнего) алкоголя:

 малая доза : усиление выброса дофамина, возможно снятие усталости, «растормаживание», эмоциональная лабильность (на психическом уровне проявляется очень индивидуально);

 средняя доза : депрессантное действие (активация ГАМК-системы, торможение Glu-синапсов), уменьшение количества объектов в фокусе внимания, снижение интеллекта и адекватности самооценки;

 большая доза : ухудшение работы всех медиаторных систем; двигательные, сенсорные и вегетативные нарушения; отравление продуктами распада алкоголя; постепенное засыпание.

• В ходе развития алкоголизма: прежде всего, истощение системы дофамина, формирование привыкания и зависимости на уровне DA-синапсов.

Позже: гибель DA-нейронов, ухудшение состояния ГАМК-системы, нарастающая дегенерация корковых структур (синдром «грецкого ореха»).

Симптомы: ежедневный приём алкоголя, увеличение доз и потеря самоконтроля при потреблении, деградация личности, изменённые состояния психики во время опьянения, нарушения памяти, запои, необходимость «опохмелиться», неоднократные и неудачные попытки бросить пить и т.д.

«Переваривание алкоголя» :

CH3-CH2-OH (этиловый спирт; влияние на DA-синапсы)

 (фермент алкоголь-дегидрогеназа – АДГ)

CH3-COH (ацетальдегид; токсические эффекты: похмелье)

 (фермент ацетальдегид-дегидрогеназа – АцДГ)

CH3-COOH (ацетат – остаток уксусной кислоты)



дальнейшее расщепление с участием кислорода

При плохой работе АцДГ моментально развивается похмелье (головная боль, тошнота и т.п.); такие люди не пьют

Плохая работа АДГ – предпосылка к активному взаимодействию алкоголя с DA-системой, «база» для развития алкоголизма (5% населения).

Блокада АцДГ тетурамом усиливает похмельный синдром до опасного уровня («торпедирование»); налоксон снимает удовольствие от принятия алкоголя.

Билет №10.

3) 10-3. Гипоталамус как эндокринный центр: реакция на концентрацию гормонов в крови; выделение либеринов и статинов, конкретные примеры их функций.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Гипоталамус является главным центром эндокринной и вегетативной регуляции, а также главным центром биологических потребностей (и связанных с ними эмоций).

Ядра, регулирующие деятельность эндокринной системы: прежде всего, это паравентрикулярное и супраоптическое.

Эти ядра содержат нейроэндокринные клетки, аксоны которых идут в заднюю долю гипофиза и здесь выбрасывают гормоны в кровь. Другие нейроны, расположенные в основном в средней части гипоталамуса(«серый бугор»), выделяют в сосудистое сплетение гормоны, регулирующие работу передней доли гипофиза.

Большинство гормонов гипоталамуса и гипофиза – белковые и пептидные молекулы. В гипоталамусе они синтезируются в телах нейросекреторных клеток (вырезаются из белков-предшественников), загружаются в везикулы и переносятся по аксонам к месту экзоцитоза. Здесь гормоны выделяются в межклеточную среду с наружной стороны покровных клеток стенки капилляров, путём диффузии попадают в кровь и с кровью доставляются к клеткам-мишеням.

Действие гормонов на клетки-мишени развивается обычно теми же путями, что и в случае медиаторов: гормон действует на специфические рецепторы, запуская (через G-белки) синтез вторичных посредников, которые влияют на активность белков-насосов, ферментов, включают и выключают гены (на уровне ДНК) и т.д.

В ряде случаев гормон действует на клетки другой эндокринной железы, управляя её активностью («тропные гормоны», характерны для передней доли гипофиза).

Рецепторы гормонов имеются и на нервных клетках, благодаря чему эндокринная и нервная системы тесно взаимодействуют.

Экзоцитоз зависит от ПД, приходящих по аксону.

Гормоны, которые синтезируются в гипоталамусе(парвентрикулярное и супраоптическое ядра) и выбрасываются в кровь в задней доле гипофиза:

Это пептиды

 вазопрессин (антидиуре-тический гормон – ADH; влияет на почки)

Основной эффект вазопрессина: усиление обратного всасывания воды в почках (точнее, в нефронах; анти-диурез).

Кроме того, он сужает сосуды («вазопрессор»).

В ЦНС вазопрессин и его фрагменты в очень низких дозах улучшают обучение и память (перспективные ноотропы).

Вазопрессин выделяется при повышении концентрации NaCl в крови: сигнал для почек «экономить воду»; параллельно возникает чувство жажды.

и

 окситоцин (матка, молочная железа).

Главные эффекты окситоцина:

запуск сокращений гладкомышечных клеток матки (роды) и протоков молочной железы (лактация; не путать с действием пролактина, усиливающим образование молока).

В ЦНС окситоцин и его фрагменты противодействуют эффектам вазопрессина, ухудшая обучение и память.

Как и пролактин, окситоцин выделяется в ходе акта сосания (при механической стимуляции соска; нервно-эндокринная дуга).

Переходим к гормонам передней доли гипофиза. Их существенно больше; это уже знакомые нам пролактин и опиоидные пептиды (эндорфины; регуляция уровня болевой чувствительности).

Кроме того, в передняя доля гипофиза вырабатывает тропные гормоны:

тиреотропный (тиреостимулирующий – TSН; влияет на щитовидную железу);

адренокортикотропный (АСТН; влияет на кору надпочечников);

FSH и LH влияют на половые железы мужчин и женщин;

гормон роста (соматотропный) – на рост тела, его общий размер.

• Выброс каждого из гормонов передней доли гипофиза регулируется гормонами гипоталамуса («рилизинг»-факторы), которые могут активировать секрецию гипофиза (либерины) либо

тормозить ее (статины). Так, дофамин является статином для пролактина и некоторых тропных гормонов.

• Статины и либерины выделяются в кровь нейроэндокринными клетками серого бугра, измеряющими содержание в крови «конечного» гормона (тироксина, половых гормонов и др.).

Избыток конечного гормона ведет к выбросу статина и снижению секреции гипофизом тропного гормона. Если конечного гормона в крови мало, то усиливается выброс соответствующего либерина (и тропного гормона).

Наличие таких отрицательных обратных связей позволяет поддерживать стабильное содержание в крови многих важнейших гормонов.

 Начнем со щитовидной железы. Она выделяет йодсодержащие 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, вялость, депрессии («микседема»); у новорожденных – оставание умственного развития.

При избытке – нервозность, бессонница, повышенный аппетит и худоба, гиперактивность симпатической 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).

 Соматотропный гормон (гормон роста – GH).

Как тропный гормон, активирует выделение печенью IGF-1 (иммуно-подобного фактора роста) и совместно с ним определяет рост скелета, мышц и конечный рост (размер тела) человека.

Гипоталамус оценивает концентрацию гормона роста и IGF-1, изменяя баланс между выделением соответствующих статина (соматостатина) и либерина (соматолиберина – GHRH = соматотропин-рилизинг фактор).

Нарушение работы этой системы ведет к карликовости; избыточная активность – к гигантизму.

Акромегалия – результат резкого увеличения продукции соматотропного гормона в зрелом возрасте (лишь часть органов способна продолжать рост: гипертрофия сердца, хрящевых тканей и др.).

• Влияния на ЦНС соматостатина: снижение пищевой мотивации, уровня эмоциональности и болевой чувствительности, небольшое снижение уровня бодрствования.

Соматостатин оказывает тормозящее действие на ЖКТ, подавляет активность многих других внутренних органов («всеобщий ингибитор»).

Билет 11.

1) 11-1. Постоянно открытые и электрочувствительные ионные каналы: сравнение свойств, разнообразие, функции в синапсах, нервных и мышечных клетках.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Сигнал по мембране нейрона передаётся в виде коротких электрических импульсов – потенциалов действия (ПД). Этот процесс можно сравнить с передачей информации с помощью включения и выключения фонарика (ПД= «вспышка света»).

Но для того, чтобы фонарик работал, нужна батарейка – источник электрической энергии. В случае нейрона таким источником является постоянный внутриклеточный заряд – потенциал покоя (ПП).

• Потенциал покоя нейрона – его постоянный отрицательный заряд, равный в среднем –70 мВ. Измерить ПП можно с помощью тончайшей, особым образом вытянутой стеклянной трубочки-микроэлектрода. Его кончик имеет диаметр <1 мкм, что позволяет практически без повреждения мембрану клетки. Микроэлектрод (в т.ч. канал внутри кончика) заполнен раствором соли, проводящим электрический ток. Это позволяет оценить, сравнить заряд цитоплазмы нейрона с зарядом межклеточной среды.

• Наличие ПП – результат жизнедеятельности нейрона, совместного функционирования всех биополимеров и органоидов клетки; погибший нейрон быстро теряет ПП. Первопричина ПП – разность концентраций ионов K+ и Na+ внутри и снаружи нейрона. Эту разность создаёт работа особого белка-насоса Na+-K+-АТФазы (Na+-K+-насоса).

Na+-K+-АТФаза обменивает находящиеся внутри клетки ионы Na+ на захваченные в межклеточной среде ионы K+, затрачивая значительное количество АТФ.

В основе этих процессов – открывание и закрывание электрочувствительных

Na⁺- и К⁺-каналов.

Эти каналы имеют створки, реагирующие на изменение заряда внутри

нейрона и открывающиеся, если этот заряд становится выше -50 мВ.

Если заряд внутри нейрона вновь ниже -50 мВ – створка закрывается, т.к. положительные заряды, расположенные на ней, притягиваются к отрицательно заряженным ионам цитоплазмы.

Положительные заряды створки – это заряды аминокислот, входящих в состав соответствующей молекулярной петли белка-канала.

Открытие электрочувствительного Na⁺-канала «разрешает» вход Na⁺ в клетку. Открытие электрочувствительного К⁺-канала «разрешает» выход К⁺ из клетки.

Na⁺-каналы открываются очень быстро после стимула и самопроизвольно закрываются примерно через 0.5 мс.

К⁺-каналы открываются медленно – в течение примерно 0.5 мс после стимула; закрываются они в большинстве своем к моменту снижения заряда нейрона до уровня ПП. Именно разная скорость открытия Na⁺-каналов и К⁺-каналов позволяет возникнуть сначала восходящей, а

затем – нисходящей фазе ПД.

(сначала ионы Na⁺ вносят в нейрон положительный заряд, а затем ионы К⁺ выносят его, возвращая клетку в исходное состояние). Для закрытия Na⁺-каналов на пике ПД служит дополнительная (внутриклеточная, инактивационная, И-) створка – h-ворота. Вторая створка (активационная, А-) – m-ворота.



Реполяризация: абсолютная рефрактерность (полная нечувствительность

к стимуляции из-за

закрытой h-створки

 Гиперполяризация:относительная

рефрактерность

(пороговый стимул

>, чем обычно)

Поскольку К⁺-каналы начинают закрываться довольно поздно (вслед за проходом уровня -50 мВ), заряд нейрона после ПД нередко опускается

ниже ПП (следовая гиперполяризация, относит. рефрактерность).

Вершина ПД («овершут») – момент равенства токов натрия и калия; она не м.б. выше равновесного потенциала для натрия, который составляет 61.5 мВ при соотношении Na⁺_out : Na⁺_in = 10 : 1 (по уравнению Нернста).

 тетродотоксин –яд рыбы фугу (аминогруппа работает как «пробка» для Na⁺-канала)

ТЕА – тетраэтиламмоний: работает как «пробка» по отношению к К⁺-каналу.

В результате восходящая фаза ПД изменяется мало, нисходящая – затягивается до 50 и > мс (реполяризация происходит за счет постоянно открытых К⁺-каналов, которых примерно в 100 раз <, чем электрочувствительных); ТЭА вызывает глубокую потерю сознания.

Na⁺-K⁺-АТФаза постоянно откачивает из клетки избыток Na⁺ и возвращает назад K⁺. Без этого нейрон потерял бы ПП уже через несколько сотен ПД. Важно также, что чем > проникло в клетку Na⁺, тем активнее работает насос. Если ПД возник хотя бы в одной точке мембраны нейрона – он распространяется по всей мембране.

Причина: деполяризация в точке появления ПД играет роль запускающего (надпорогового, около 100 мВ) стимула по отношению к соседним точкам. Это сходно с «кругами на воде», а точнее – с горением бенгальского огня.

Скорость такого распространения низка и не превышает у человека 1-2 м/с (диаметр аксона 1-2 мкм). ДП от исходной точки распространяется во все стороны и, убегая по аксону, запускает выброс медиатора

 Открытие Na+-каналов «разрешает» вход Na+ в клетку; развивается волна деполяризации – «возбуждающий постсинаптический потенциал» (ВПСП).

 Открытие K+-каналов «разрешает» выход K+ из клетки; развивается волна гиперполяризации – «тормозный постсинаптический потенциал» (ТПСП).

• Управление работой сердца.

С клетками-пейсмекерами («водители ритма») контактируют как симпатические, так и парасимпатические волокна, выделяя Ne и Ацх, они регулируют соотношение постоянно открытых Na+- и K+-каналов, управляет частотой сердцебиений. С «рабочими» клетками сердца контактируют только симпатические волокна; выделяя Ne, они увеличивают открывание Ca2+ каналов. В результате на фазе плато в мышечную клетку входит больше Ca2+, сокращение усиливается. Стимуляция симпатических нервов: частота разрядов пейсмекера растёт за счёт увеличения Na+- проводимости и снижения K+-проводимости.

!! Для возникновения потенциала покоя также необходимо существование в мембране нервных клеток открытых ионных каналов, в результате чего мембрана становится проницаемой для определенных ионов, получающих возможность свободно перемещаться между цитоплазмой и межклеточной средой. Ключевое значение для появления ПП имеют постоянно открытые (проточные) К+-каналы. Они представляют собой белковые молекулы, проход внутри которых специфически настроен на пропуск ионов К+.

!! Ионы, участвующие в генерации ПД, те же, что и в случае потенциала покоя — Na+ и К+. При развитии ПД натрий входит в нейрон, а калий выходит. Ионные каналы, через которые они движутся, относятся к отдельному классу — потенциал-зависимым (электрочувствительным) ионным каналам.

Запуск импульсной активности в нервной системе осуществляют два основных фактора.

 Первый из них — стимулы, действующие на чувствительные клетки сенсорных систем и изменяющие проницаемость их мембраны. Это приводит к развитию особых рецепторных потенциалов и в итоге — к генерации ПД.

 Второй фактор — выделение медиатора из пресинаптического окончания. Попав в синаптическую щель, медиатор воз-

воздействует на постсинаптическую мембрану, возбуждая или

тормозя следующий нейрон. Процессы подобного возбуждения или торможения связаны с деятельностью еще одного типа ионных каналов — лиганд-зависимых (хемочувствительных). Они находятся на мембране, непосредственно окружающей синаптический контакт. Обычно они закрыты. Их открывание происходит лишь при появлении медиатора, несущего сигнал химического вещества (отсюда термин «хемочувствительные»). Лиганд-зависимые каналы можно разделить на три основных класса: избирательно проницаемые по отношению к ионам Na+, ионам К+ и ионам С1~. Отрывание первых из них приведет к входу в клетку ионов Na+ и деполяризации нейрона (рис. 3.14, а), во время которой разность потенциалов на мембране оказывается приближенной к порогу запуска ПД. В этот момент меньший, чем обычно, стимул может вызвать реакцию нейрона, т. е. нервная клетка находится в относительно возбужденном состоянии. В связи с этим локальная деполяризация мембраны под действием медиатора была названа возбуждающим постсинаптическим потенциалом (ВПСП). Медиаторы, вызывающие ВПСП, отнесены к группе возбуждающих медиаторов. Открывание хемочувствительных С1~-каналов приводит к входу в клетку ионов хлора; открывание К+-каналов — к выходу ионов калия.

Билет №11.

2) 11-2. Типы и подтипы рецепторов норадреналина (Ne). Агонисты и антагонисты рецепторов Ne: примеры, разнообразие эффектов, практическое применение.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

В 1901 г. из надпочечников было выделено сосудосуживающее и бронхорасширяющее вещество – «адреналин»; вскоре рас-шифровали его структуру и стали применять в клинике.

1906-1912 г. – под руководством Генри Дейла создано большое число производных адреналина, обладающих высокой «симпатикомиметической» активностью.

Долгое время предполагали, что именно адреналин передает сигналы в симпатической нервной системе. И лишь в 1937 г. показали: это сходное, но иное вещество – норадреналин.

НОРАДРЕНАЛИН (NE). Как и к ацетилхолину, к NЕ существует два основных типа рецепторов (альфа- и бета-адренорецепторы). К рецепторам Ацх агонисты и антагонисты создала сама природа, они издавна известны человечеству. В случае NЕ потрудиться пришлось химикам; избирательные альфа-агонисты и антагонисты, а также бета-агонисты и антагонисты стали появляться лишь после 1948 г.

Норадреналин – образуется в результате цепи химических ре-акций из пищевой аминокислоты тирозина; характерный элемент структуры – ароматическое (бензольное) кольцо.

Последовательность реакций:

1.Тирозин превращается в L-дофа (L-DOPA); фермент тирозин-гидроксилаза (ее актив-ность ограничивает скорость синтеза NE).

2.L-дофа дает дофамин (один из меди-аторов ЦНС).

3.Дофамин превращается в NЕ.

4.Из NЕ (норэпинефрина) в надпочечниках получается адреналин (эпинефрин).

Синтез – в пресинаптическом окончании, после чего NЕ переносится внутрь везикул и готов к экзоцитозу.

Появление ПД запускает вход Са²⁺ и выброс NЕ в синаптическую щель, после чего он действует на рецепторы как постсинаптической, так и пресинаптической мембраны.

• Известны 2 типа рецепторов к NЕ: альфа- и бета-адренорецепторы (- и -). Они, в свою очередь, подразделяются на 1-, 2-, 1- и 2-подтипы. Аксоны NЕ-нейронов образуют множественные расширения – «варикозы», которые выполняют функцию пресинаптических окончаний. В головном мозге NЕ-нейроны расположены в голубом пятне (мост), но их аксоны широко ветвятся (в синапсах также - и -рецепторы).

Адренорецепторы (как -, так и -типов) метаботропные.

 1-подтип характерен для сердца, вызывает учащение и усиление сердечных сокращений (более активное образование цАМФ, открывание Na⁺-каналов и Са²⁺-каналов);

 

2-подтип характерен для мышечных клеток бронхов, вызывает их расслабление и расширение бронхов (активация синтеза цАМФ, но закрывание Са²⁺-каналов, открывание К⁺-каналов).

 1-подтип характерен для гладких мышечных клеток, расши-ряющих зрачок, для стенок сосудов и сфинктеров ЖКТ (увелич. тонуса за счет открывания дополнительных Са²⁺-каналов);

 2-подтип характерен для пресинаптических окончаний, оказывает тормозящее действие на Са²⁺-каналы, что снижает экзоцитоз медиаторов (самого NЕ и, например, Ацх в случае конкуренции симпатич. и парасимпатич. влияний).

• Агонисты и антагонисты рецепторов Ne:

Оба подтипа -рецепторов кодируются одним геном, и превращение в конкретный подтип происходит уже после синтеза белка.

Исходно подтипы не разделяли, поскольку были обнаружены общие агонисты и антагонисты: все -рецепторы активирует изадрин и тормозит пропранолол.

Позже были открыты более избирательные агонисты и антагонисты.

Большое практическое значение имеет избирательный 1-антагонист атенолол (используется при гипертонии) и избирательный 2-агонист сальбутамол (расширение бронхов при астме).

Исходно -подтипы также не разделяли, поскольку были обнаружены общие агонисты и антагонисты: все -рецепторы активирует нафтизин и тормозит фентоламин. Большое практическое значение имеют -агонисты, сужающие сосуды носовой полости при насморке (нафтизин, галазолин), и избирательный 2-аго-нист клофелин (снижение активности сосудодвигательного центра продолговатого мозга и моста).

Сведем вместе все перечисленные препараты:



-агонисты: нафтизин, галазолин (при насморке)

 2-агонист: клофелин (при гипертонии)

 -антагонист: фентоламин (расширяет сосуды и снижает артериальное давление)



-агонист: изадрин (каодиостимулятор)



-антагонист: пропранолол (при гипертонии)



1-антагонист: атенолол (при гипертонии)



2-агонист: сальбутамол (при астме)

NE: действует на -рец. активнее, чем на -рец.

адреналин: действует на  активнее, чем на .



природный (+)-агонист: эфедрин (токсин голосеменного кустарника эфедры; пример того, что вещества природного происхождения часто дают много побочных эффектов); наркотико-подобное действие.

• Практическое применение

 При насморке (как инфекционном, так и аллергическом) используют -агонисты: нафтизин, галазолин и т.п. Эти вещества (как и тормозящие воспаление антигистаминные препараты) не лечат заболевание, а лишь ослабляют симптомы.

Постоянное использование -агонистов

может вести к нарушению кровоснабжения слизистой носа, повреждению обонятельных рецепторов и др. Эти препараты не подходят для ежедневного применения. При нанесении на слизистую носа они сужают сосуды, прекращая насморк

 Астма: чаще всего имеет аллергическую или аутоиммунную природу; развивается воспаление и отёк стенок бронхов и бронхиол; затруднено дыхание. Для расширения бронхов используют

2-агонисты (сальбутамол).Но это лишь снятие симптомов; для настоящего лечения нужно выявить причину астмы (например, аллерген).

 Органами, содержащим только бета-адренорецепторы, являются сердечная мышца и гладкие мышцы бронхов: норадреналин и изадрин стимулируют деятельность сердца и расширяют бронхи (последний эффект используется для ослабления приступов бронхиальной астмы). С другой стороны, пропранолол является эффективным средством для лечения заболеваний, связанных с нарушениями сердечного ритма и гипертонической болезнью.

 алкалоид небольшого голосеменного кустарника эфедры, который действует как смешанный агонист альфа- и бета-адренорецепторов. В клинике он используется для повышения артериального давления, расширения бронхов, расширения зрачков, при насморке. При передозировке проявляются центральные эффекты эфедрина — нервное возбуждение,

бессонница, дрожание конечностей; в токсических дозах — судороги. Длительное применение эфедрина может вызвать привыкание. Обнаружено также, что симптомы коклюша и холеры раз-

развиваются через периферические адренорецепторы: токсины, вырабатываемые соответствующими микроорганизмами, выключают расслабляющее действие симпатической нервной системы на гладкую мускулатуру бронхов и кишечника. При этом непосредственной «мишенью» токсинов являются связанные с адренорецепторами G-белки и система синтеза вторичных посредников.

NE влияет на нейроны ЦНС через α- и β-рецепторы, постсинаптические и пресинаптические (α2-рецепторы).

Основные эффекты NE можно определить как «психическое сопровождение стресса»:

- общая активация деятельности мозга (торможение центров сна, бессонница);

- увеличение двигательной активности («не сидится на месте»);

- снижение болевой чувствительности (стресс-вызванная анальгезия);

- улучшение обучения, запоминания (на фоне умеренного стресса; «учимся избегать опасности»);

- положительные эмоции при стрессе (азарт, «чувство победы», «экстрим»).

Положительные эмоции, связанные с выделением NE и адреналина: спорт, экстремальный спорт,

игромания (казино, компьютерные игры).

Зависимость от NE – реальная проблема; игромании лечат в тех же клиниках, теми же методами, что и наркомании.

Наркотическими свойствами обладает эфедрин, а клофелин может вызвать глубокий обморок.

Билет №11.

3) 11-3. Тропные гормоны гипофиза: регуляция выделения, общая характеристика, функции, конкретные примеры. Влияние тропных гормонов на работу ЦНС.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Гипофиз – от греч гипофизис – отросток – нижний мозговой придаток. Железа внутренней секреции позвоночных, примыкающая к нижней части гипоталамуса. Большинство гормонов гипофиза регулируют работу других желез внутренней секреции. Гипофиз состоит из передней, средней и задней долей. Передняя доля выделяет соматотропный, гонадотропный, тиреотропный и адренокортикотропный гормоны. Средняя доля выделяет гормон, влияющий на пигментацию кожи. Задняя доля гипофиза секретирует вазопрессин и окситоцин. Вместе с гипоталамусом гипофиз образует гипоталамо-гипофизарную систему.

 Большинство гормонов гипоталамуса и гипофиза – белковые и пептидные молекулы. В гипоталамусе они синтезируются в телах нейросекреторных клеток (вырезаются из белков-предшественников), загружаются в везикулы и переносятся по аксонам к месту экзоцитоза.

Здесь гормоны выделяются в межклеточную среду с наружной стороны покровных клеток стенки капилляров, путем диффузии попадают в кровь и с кровью доставляются к клеткам-мишеням.

 Эти ядра содержат нейроэндокринные клетки, аксоны которых идут в заднюю долю гипофиза и здесь выбрасывают гормоны в кровь. Другие нейроны, расположенные в основном в средней части гипоталамуса («серый бугор») выделяют в сосудистое сплетение гормоны, регулирующие работу передней доли гипофиза.

 Действие гормонов на клетки-мишени развивается обычно теми же путями, что и в случае медиаторов: гормон действует на специфические рецепторы, запуская (через G-белки) синтез вторичных посредников, которые влияют на активность белков-насосов, ферментов, включают и выключают гены (на уровне ДНК) и т.д.

 В ряде случаев гормон действует на клетки другой эндокринной железы, управляя ее активностью («тропные гормоны», характерны для передней доли гипофиза).

• Гормоны передней доли гипофиза. Их существенно больше; это уже знакомые нам пролактин и опиоидные пептиды (эндорфины; регуляция уровня болевой чувствительности).

Кроме того, в передняя доля гипофиза вырабатывает тропные гормоны:

 тиреотропный (тиреостимулирующий – TSН; влияет на щитовидную железу);

 адренокортикотропный (АСТН; влияет на кору надпочечников);

FSH и LH влияют на половые железы мужчин и женщин;

 гормон роста (соматотропный) – на рост тела, его общий размер.

Выброс каждого из гормонов передней доли гипофиза регулируется гормонами гипоталамуса («рилизинг»-факторы), которые могут активировать секрецию гипофиза (либерины) либо тормозить ее (статины). Так, дофамин является статином для пролактина и некоторых тропных гормонов.

Статины и либерины выделяются в кровь нейроэндокринными клетками серого бугра, измеряющими содержание в крови «конечного» гормона (тироксина, половых гормонов и др.).

Избыток конечного гормона ведет к выбросу статина и снижению секреции гипофизом тропного гормона.

Если конечного гормона в крови мало, то усиливается выброс соответствующего либерина (и тропного гормона).

Наличие таких отрицательных обратных связей позволяет поддерживать стабильное содержание в крови многих важнейших гормонов.

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 (тиролибе-рина, 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).

Соматотропный гормон (гормон роста – GH).

Как тропный гормон, активирует выделение печенью IGF-1 (иммуно-подобного фактора роста) и совместно с ним определяет рост скелета, мышц и конечный рост (размер тела) человека.

Гипоталамус оценивает концентрацию гормона роста и IGF-1, изменяя баланс между выделением соотвующих статина (соматостатина) и либерина (соматолиберина – GHRH = соматотропин-рилизинг фактор).

Нарушение работы этой системы ведет к карликовости; избыточная активность – к гигантизму.

Акромегалия – результат резкого увеличения продукции соматотроп-ного гормона в зрелом возрасте (лишь часть органов способна продолжать рост: гипертрофия сердца, хрящевых тканей и др.).

Соматотропный гормон (гормон роста - GH).

Как тропный гормон, активирует выделение печенью IGF-1 (иммуно-подобного фактора роста) и совместно с ним определяет рост скелета, мышц и конечный рост (размер тела) человека.

Гипоталамус измеряет концентрацию гормона роста и IGF-1, изменяя баланс между выделением соотвующих статина (соматостатина) и либерина (соматолиберина – GHRH = соматотропин-рилизинг фактор).

Нарушение работы этой системы ведет к карликовости; избыточная активность – к гигантизму.

Два следующих тропных гормона регулируют работу половых желез:

LH и FGH – лютеинизирующий и фолликулостимулирующий гормоны («гонадотропины»).

Несмотря на названия, в равной мере влияют на семенники мужчин и яичники женщин. Их функции:

 активация синтеза и выделения половых гормонов;

 стимуляция образования и созрева-ния половых клеток – сперматозои-дов и яйцеклеток (в пузырьках-фол-ликулах, далее следует овуляция).

Рилизинг-фактор гонадотропинов – пептид люлиберин (GnRH).

В ЦНС он активирует половое пове-дение, повышает эмоциональность, улучшает обучение.

Уровень люлиберина понижен, например, у девушек при нервн. анорексии и избы-точных физич. нагрузках (спорт, балет). Как следствие – прекращение цикла созревания яйцеклеток, м.б. депрессивные и психозо-подобные состояния.

Главными мужскими половыми гормонами являются тестостероны, тормозящие (ограничивающие) выделение люлиберина, LН и FSH.

Тестостероны активируют спермато-генез, у эмбриона – направляют развитие половой системы по мужскому типу; позже – определяют формирование мужских вторичных половых признаков.

В ЦНС тестостероны влияют на половое влечение (либидо), половое поведение, агрессивность.

Вторичные половые признаки: борода, склонность к облысению, усиленный рост волос на теле, низкий голос, более мощное развитие мышц, склонность к отложению запасов жира в области живота, слабое развитие молочных желез.

Главными женскими половыми гормонами являются прогестерон и эстрогены.

Прогестерон обеспечивает состояние готовности матки к беременности (содержание в крови максимально между овуляцией и менструацией).

Эстрогены «подталкивают» созрева-ние яйцеклеток, усиливают сокраще-ния яйцеводов и др. Они же опреде-ляют формирование женских вторич-ных половых признаков.

В ЦНС эстрогены влияют на половое влечение и половое поведение.

Вторичные половые признаки:

высокий голос, отсутствие бороды, склонность к отложению запасов жира в области бедер, развитие молочных желез и др.

Билет № 12.

1) 12-1. Нейроны-пейсмекеры, их свойства, функции, регуляция активности; участие в работе дыхательных и локомоторных центров. Клетки-пейсмекеры сердца.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Интересным вариантом генерации ПД являются пейсмекерные нейроны (клетки-пейсмекеры). Они обладают большой постоянной проницаемостью мембраны для ионов Na+. В результате у клеток-пейсмекеров не существует стабильного ПП. Разность потенциалов на их мембране постоянно стремится вверх. Когда она достигает порогового значения, происходит запуск ПД.

После ПД заряд внутри клетки оказывается на довольно низком уровне, ПП вновь растет и запускается следующий ПД, в целом же наблюдается ритмический рисунок разрядов. Рост заряда 1 внутри клетки, связанный с большим током утечки Na+, приводит к периодической самопроизвольной генерации потенциалов действия. Нейроны-пейсмекеры находятся в дыхательном центре продолговатого мозга, сходные же свойства имеют клетки центра сердечного автоматизма

Нейроны-пейсмекеры (водители ритма): у некоторых клеток так много постоянно открытых Na⁺-каналов, что заряд цитоплазмы не способен удерживаться на стабильном уровне и медленно смещается вверх (деполяризация).

При достижении порога запуска ПД происходит генерация импульса, после заряд нейрона отбрасывается к «минимуму» (около -60 мВ и даже ниже). Затем вновь начинается деполяризация, запуск ПД и т.д. В ЦНС человека такими свойствами обладают нейроны дыхательного

центра. Пейсмекерами являются и клетки – водители сердечного ритма. Чем больше постоянно открытых Na⁺-каналов, тем чаще следуют ПД. Регуляция частоты разрядов идет также за счет открывания особых типов К⁺-каналов, реагирующих на гормоны, медиаторы и др. Чем > таких каналов открыто, ниже «минимум» и реже частота ПД.

 у пейсмекеров сердца нет фазы плато, ПД гораздо более короткий;

суммарный ПД всех клеток сердца – электрокардиограмма (ЭКГ);

распространение ПД по сердцу – за счет электрических синапсов.

Основное скопление клеток-пейсмекеров сердца – в верхней части правого предсердия («водитель сердечного ритма»). Отсюда ПД распространяется сначала по предсердиям, потом по желудочкам. Пейсмекеры сердца – видоизмененные мышечные клетки.

 Дыхательные нейроны, активность которых вызывает инспира­цию (вдох) или экспирацию (выдох), называются соответственно инспираторными и экспираторными  нейронами.  Инспираторные и экспираторные нейроны иннервируют дыхательные мышцы.

Среди нейронов вдоха ключевую роль играют клетки-пейсмекеры, находящиеся в ядрах нижней части ромбовидной ямки.

Врождённо обусловленная частота их активации у человека : примерно 1 волна в 5 сек (12 раз в минуту = частота дыхания во сне).

От клеток-пейсмекеров (генераторов ритма)( Интересным вариантом генерации ПД являются пейсмекерные нейроны (клетки-пейсмекеры). Они обладают большой по-

постоянной проницаемостью мембраны для ионов Na+. В резуль-

результате у клеток-пейсмекеров не существует стабильного ПП. Раз-

Разность потенциалов на их мембране постоянно стремится вверх.

Когда она достигает порогового значения, происходит запуск

ПД. ) ПД передаются к другим дыхательным нейронам и мотонейронам шейных и грудных сегментов спинного мозга, запускающим сокращение диафрагмы и межрёберных мышц.

Вдох приводит к постепенному растяжению лёгких и стенок грудной клетки. Растяжение активирует особые механорецепторы (отростки чувствительных нервных клеток, входящие в состав X нерва), передающие сигнал в продолговатый мозг и мост. Этот сигнал тормозит инспираторные и включает экспираторные нейроны (вдох сменяется выдохом). После выдоха возникает пауза (до нового включения пейсмекеров). На частоту работы пейсмекеров (долю постоянно открытых Na+-каналов) влияют сигналы от хеморецепторов и ствола мозга.

Хеморецепторы: концентрация O2 и CO2 в крови; влияния ствола: эмоции (голубое пятно), температура (гипоталамус), центры бодрствования, боль, стресс и др. Возможен, кроме того, произвольный контроль дыхания.

Ещё о дыхательных центрах:

 инспираторные нейроны – это не только пейсмекеры, но и клетки, «зацикливающие» ПД по замкнутому контуру, что даёт возможность оказывать на мотонейроны стабильное активирующее действие;

 хеморецепторы CO2 (и H+) представляют собой нейроны на дне ромбовидной ямки; активируются в основном при физической нагрузке;

 хеморецепторы O2 расположены в каротидном синусе (область разветвления на наружную и внутреннюю сонные артерии); важны, например, при подъёме в горы (на высоте 5км воздуха в 2 раза меньше);

 пробуждение приводит к активации пейсмекеров центрами бодрствования, и частота дыхания растёт до 16-18 в мин; при эмоциях и физической нагрузке – до 30-40 в мин.

2) 12-2. Глутаминовая кислота (ГлК) и формирование памяти: пути модификации ГлК-синапсов (роль NMDA-рецепторов, фосфорилирование и синтез новых рецепторов).

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Глутаминовая кислота (Glu) – главный возбуждающий медиатор (около 40% всех нейронов); проведение основных потоков информации в ЦНС (сенсорные сигналы, двигат. команды, память).

Память – способность мозга сохранять информацию и воспроизводить её через некоторые промежутки времени. По времени сохранения информации память бывает кратковременной и долговременной. В основе кратковременной памяти лежит циркуляция нервных импульсов в замкнутых нейронных цепях. Долговременная память связана со структурными изменениями в нейронных сетях. Специальные пептиды, синтезируемые нейронами, облегчают процесс возбуждения клеток в моменты извлечения информации «из памяти». В формировании памяти участвуют нейроны височных долей больших полушарий, ретикулярная формация ствола мозга, гипоталамус. Различают следующие виды памяти: двигательную, зрительную, слуховую, осязательную, смешанную.

Наиболее изучены NMDA-

рецепторы. Уникальная особенность NMDA-рецепторов состоит в том, что их канал может блокировать ион Mg²⁺ («магниевая пробка»). В такой ситуации рецептор выключен, и ВПСП не возникает. Однако, если заряд в нейроне оказывается выше уровня -30 мВ, Mg²⁺ удаляется из канала («выбивание пробки»), и рецептор переходит в рабочее состояние.

Этот механизм – один из важнейших способов резко усилить эффективность работы синапса, создать новый канал для передачи информации. Подобные изменения лежат в основе процессов обучения и формирования памяти. Наиболее очевидный способ

удаления Mg²⁺: ПД, запущенный с помощью не-NMDA-рецепторов (например, АМРА), находящихся на той же постсин. мембране.

Данный синапс исходно не пропускал слабые сигналы, вызывающие небольшой выброс Glu.

После однократной сильной стимуляции, запустившей ПД через не-NMDA-рецепторы, произошло «выбивание пробок».

Теперь на постсин. мембране включились NMDA-рец. (их м.б. в неск. раз больше, чем не-NMDA), и даже слаб. сигнал вызывает большой ВПСП, запуская ПД.

Подобного рода синапсы, способные практически мгновенно увеличить эффективность работы, характерны для коры больш. полушарий и, особенно, гиппокампа, избирательно связанного с кратковременной памятью.

Входящий в клетку Са²⁺ может запускать цепь хим. реакций, активиру-ющих не-NMDA-рецепторы (прежде всего, за счет присоединения фосф. кислоты к АМРА-рецепторам – фосфорилирования).

В обоих случаях измененное состояние синапса сохраняется в течение нескольких минут-часов («кратковременная память»).

Более длительные изменения обеспечиваются передачей сигнала посредством ионов Са²⁺ на ядерную ДНК, активацией генов не-NMDA-рецепторов, синтезом дополнительных белков-рецепторов и их встраиванием в постсинаптическую мембрану. Подобная реакция требует значительного времени (часы-сутки), но зато измененное состояние синапса сохраняется неограниченно долго («долговременная память»). Таким образом, индивидуальная память в большинстве ее проявлений – это сформированные в Ц Пусть мы учим крысу прыгать на полку в ответ на звонок (иначе она получает удар эл. током). Это – пример условного рефлекса («ассоциативное обучение»).

Произошло формирование нового канала для передачи

информации, образованного интернейронами коры за

счет повышения эффективности Glu-синапсов.

В основе – синтез белков. Но это не «белки памяти», а Glu-рецепторы.

То есть дело не в белках, а в информационных каналах (вернее, в том,

что они соединяют; сама траектория движения сигнала не так уж важна и индивидуально очень вариабельна).

В связи с такой организацией памяти мы технически еще очень далеки от того, чтобы считывать информацию с мозга и записывать ее прямо в ЦНС.

НС каналы для передачи информации («ассоциации» между нейронами). В основе формирования таких каналов – увеличение эффективности Glu-синапсов по одному из описанных механизмов.

3) 12-3. Гормоны задней доли гипофиза (вазопрессин и окситоцин), их функции, влияние на работу ЦНС. Центры жажды гипоталамуса, роль осморецепторов и ангиотензина.

Большинство гормонов гипоталамуса и гипофиза – белковые и пептидные молекулы. В гипоталамусе они син-тезируются в телах нейросекретор-ных клеток (вырезаются из белков-предшественников), загружаются в везикулы и переносятся по аксонам к месту экзоцитоза.

Здесь гормоны выделяются в межклеточную среду с наружной стороны покровных клеток стенки капилляров, путем диффузии попадают в кровь и с кровью доставляются к клеткам-мишеням.

 Паравентрикулярное и супраоптическое ядра

Эти ядра содержат нейроэндокринные клетки, аксоны которых идут в заднюю долю гипофиза и здесь выбрасывают гормоны в кровь. Другие нейроны, расположенные в основном в средней части гипоталамуса («серый бугор») выделяют в сосудистое сплетение гормоны, регулирующие работу передней доли гипофиза.

Действие гормонов на клетки-мишени развивается обычно теми же путями, что и в случае медиаторов: гормон действует на специфические рецепторы, запуская (через G-белки) синтез вторичных посредников, которые влияют на активность белков-насосов, ферментов, включают и выключают гены (на уровне ДНК) и т.д.

В ряде случаев гормон действует на клетки другой эндокринной железы, управляя ее активностью («тропные гормоны», характерны для передней доли гипофиза).

Экзоцитоз зависит от ПД, приходящих по аксону (для сравнения сверху показан обычный нейрон, снизу – обычная эндокринная клетка). Рецепторы гормонов имеются и на нервных клетках, благодаря чему эндокринная и нервная системы тесно взаимодействуют.

Гормоны, которые, синтезируются в гипоталамусе (паравентрикулярное и супраоптическое ядра) и выбрасываются в кровь в задней доле гипофиза. Это пептиды вазопрессин (антидиуре-тический

гормон – ADH; влияет на почки) и окситоцин (матка, молочная железа).

Основной эффект вазопрессина: усиление обратного всасывания воды в почках (точнее, в нефронах; анти-диурез).

Кроме того, он сужает сосуды («вазопрессор»).

В ЦНС вазопрессин и его фрагменты в очень низких дозах улучшают обучение и память (перспективные ноотропы).

Вазопрессин выделяется при повышении концентрации NaCl в крови: сигнал для почек «экономить воду»; параллельно возникает чувство жажды

(но об этом позже). Главные эффекты окситоцина:

запуск сокращений гладкомышечных клеток матки (роды) и протоков молочной железы (лактация; не путать с действием пролактина, усиливающим образование молока).

В ЦНС окситоцин и его фрагменты противодействуют эффектам вазопрессина, ухудшая обучение и память.

Как и пролактин, окситоцин выделяется в ходе акта сосания (при механической стимуляции соска; нервно-эндокринная дуга).

Из нервных окончаний клеток гипоталамуса в сосуды задней доли гипофиза поступают два пептидных гормона, каждый из которых состоит из девяти аминокислотных остатков: антидиуретический гормон (АДГ, или вазопрессин) и окситоцин.

 Центр питьевой потребности: уже знакомые нам паравентрикулярные (PVN) и супраоптические (SON) ядра (сверху справа срезы мозга козы).

Здесь находятся осморецепторы: клетки, реагирующие на содержание NaCl в крови (идеально около 0.7%). При росте концентрации NaCl – выделение вазопрессина (экономия воды на уровне почек) и чувство жажды (запуск соответствующих поведенческих реакций).

На функционирование центра питьевой потребности влияют рецепторы растяжения сосудов и предсердий (реакция на потерю воды), а также гормон ангиотензин.

Синтез ангиотензина II (пептид, 8 а/к) происходит в крови под влияние почек, реагирующих на падение давления крови. Ангиотензин вызывает сужение сосудов и чувство жажды.

Препараты, блокирующие образование ангиотензина – важная группа лекарств против гипертонии.

Ангиотензин усиливает также выделение минералокортикоидов (экономия солей).

Билет №13

Хемочувствительные ионные каналы:сравнение свойств, возбуждающие и тормозные эффекты, функции в синапсах, нервных и мышечных клетках.

Хемочувствительные ионные каналы: особый тип белковых каналов, находятся на мембране, окружающей синаптический контакт. Открывание — при появлении медиатора.

3 класса: избирательно проницаемые по отношению к:

1.) ионам Na

2.) ионам К

3.) ионам Cl

Открывание 1. - вход в клетку Na, деполяризация, возникновение возбуждающего постсинаптического потенциала(ВПСП), заряд нейрона повышается, для запуска ПД необходим меньший стимул.

Открывание 2 и 3 — вход в клетку К, Cl, гиперполяризация, возникает тормозный постсинаптический потенциал(ТПСП), для запуска ПД — больший стимул. Такие функции мозга, как внимание и двигательный контроль, основаны на работе ТПСП.

Работа ТПСП, основанная на 3, заметна только на фоне ВПСП, в связи с тем,что Cl несет отрицательный заряд и нормальный ПП мешает его входу.

ВПСП и ТПСП — длительность около 10мс(иногда 50-100мс)

амплитуда 5-10мВ(в крупном нервно-мышечном синапсе аналог ВПСП-потенциал концевой пластинки-может достигать 40мВ и более)

Одиночный ВПСП не может запустить ПД, для достижения порога запуска необходима временная и/или пространственная суммация. При этом идет конкуренция с ТПСП, для которых тоже возможна суммация. ПД возникает, если разность всех ВПСП и ТПСП больше порогового стимула.

Суммация необходима для того, чтобы сигнал «подтвердил свою значиомсть» для НС

По принципу пространственной суммации идет, например, опознавание сенсорных образов, при этом каждый синапс сообщает о наличии определенного признака.

Взаимодействие синапсов, генерирующих ВПСП и ТПСП, лежащих на одном постсинаптическом нейроне лежит в основе всех «вычислительных операций» мозга(например, конкуренция возбуждающих и тормозных сигналов на нейроне промежуточного ядра серого вещества спинного мозга)

Эпилепсия:диагностика, причины и проявления;опасность судорожных припадков. Противоэпилептически препараты, механизмы их действия на работу мозга.

Около 0.5% населения (предрасположены 2%).

В большинстве случаев в мозге больного есть зона постоянной активации (эпилептический очаг), из которого при определенных условиях (сильные эмоции, интенсивные сенсорные стимулы, ишемия) или самопроизвольно возбуждение распространяется по ЦНС, вызывая судороги.

Судороги опасны сами по себе (потеря сознания, падение, перегрузка сердечно-сосуд. системы), а также тем, что в это время в нейроны входит огромный избыток Са²⁺ (через Glu-рецепторы).

Избыток Са²⁺ приводит к гиперактивации ферментных систем и «выгоранию» клеток («нейротоксическое действие Glu»).

В связи с этим очень важно не допустить новых припадков (используют агонисты ГАМК-рецеп-торов, вальпроаты, антагонисты Glu и др.).

Барбитураты: открыты более 100 лет назад в день Св. Варвары., продолжительное общее тормозящее действие, используются для длительного наркоза, при сильной эпилепсии — как успокаивающее.(барбитал, люминал, гексенал)

Бензодиазепины: открыты в середине 20 в., более мягкое действие, используются как трнаквилизаторы, снотворные, при умеренной эпилепсии(валиум, фенозипам, гидазепам)

Основные проблемы: наличие побочных эффектов(снижение скорости реакции, заторможенность мышления, сонливость)

привыкание и зависимость

Вальпроаты (соли вальпроевой кис-лоты) – блокаторы ГАМК трансферазы

Мемантин: антагонист NMDA-рецептора глутаминовой кислоты, блокирует канал рецептора в его верхней

части; снижает тревожность и вероятность

эпилептических припадков

Диагностика по ЭЭГ: над эпилепт. очагом – характерные мед-ленные волны высокой амплитуды, кот. стабилизируются перед и во время припадка («раскачка» таких волн – гипервенти-ляция, вспышки света).

Причины: родовые травмы (прежде всего, асфиксия), черепно-мозговые травмы (гематомы), опухоли, сосудистые и эндокринные заболевания, генетические отклонения (например, мутации ГАМК_А-рецептора).

Ребенок-эпилептик при адекватном лечении лишь в 25% случаев остается эпилеп-тиком в зрелом возрасте.

Центры голода и пищевого насыщения гипоталамуса, их взаимодействия и последствия повреждения. Роль глюкорецепторов и лептина.

Находятся в средней части гипоталамуса — сером бугре, центры голода в латеральном, центры насыщения в вентромедиальном ядрах

Они получают сигналы от клеток-глюкорецепторов, оце-нивающих концентрацию глюкозы и инсулина в крови (инсулин – гормон поджелу-дочной железы, регулиру-

ющий усвоение клетками глюкозы после еды).

Идеальная концентрация глюкозы в плазме крови составляет около 0.1%. Если она меньше, то активируется центр голода, если больше (и высокое содержание инсулина), то центр насыщения.

Разрушение латерального ядра (центра голода) вызывает потерю аппетита, а его стимуляция – потребление пищи даже сытым животным

(при инсульте, незрелости: нет чувства голода).

Разрушение вентромеди-ального ядра вызывает патологический аппетит, очень быстрый набор веса

(при инсульте: постоянное чувство сильного голода).

Важнейшую роль в системе регуляции аппетита играет лептин – белковый гормон, выделяемый адипоцитами (клетками жировой ткани). Он снижает аппетит (торможение центра голода), усиливает подвижность и выброс АКТГ (рост катаболизма – тратим энергию, теряем массу; проти-воположный процесс – запасание энергии и рост массы тела = анаболизм).

Чем больше жировой ткани, тем больше лептина; но с возрастом лептин хуже проходит ГЭБ.

Билет №14

Роль ионов Na и Na-каналов в деятельности нервных клеток:участие в формировании ПП,ПД, ВПСП, ритма пейсмекеров.

Потенциал покоя — постоянный внутриклеточный заряд, возникает за счет разности концентраций K и Na внутри и снаружи клетки(внутри в 30 раз больше К и в 10 раз меньше Na), создается за счет работы Na-K-АТФазы.

При созревания нейрона на мембране образуются постоянно открытие К-каналы, идет диффузия К из клетки. Достигает равновесного потенциала(выход К за счет диффузии становится равен входу К за счет притяжения отрицательного заряда цитоплазмы) при -91мВ(по уравнению Нернста). Реальный ПП — -70мВ.Причина — существование некоторого кол-ва постоянно открытых Na-каналов.

вход Na⁺ ведет к сдвигу заряда цитоплазмы вверх

и частичной потере ПП (отсюда название – «ток утечки Na⁺ »).

вход Na⁺ ведет к сдвигу заряда цитоплазмы вверх

и частичной потере ПП (отсюда название – «ток утечки Na⁺ »).

Чем ближе ПП к -50 мВ (чем > у нейрона

постоянно открытых Na⁺-каналов), тем

< порог. стимул, т.е. выше возбудимость.

Восходящая фаза (деполяризация): вход в клетку «порции» Na⁺.

Открытие электрочувствительного Na⁺-канала «разрешает»

вход Na⁺ в клетку. Открытие электрочувствительного

К⁺-канала «разрешает» выход К⁺ из клетки.

Na⁺-каналы открываются очень быстро после стимула и

самопроизвольно закрываются примерно через 0.5 мс.

Для закрытия Na⁺-кана-лов на пике ПД служит дополнительная (внутриклеточная, инактивационная, И-) створка – h-ворота.

Вторая створка

(активационная, А-) –

m-ворота.

Открывание хемочувствительных Na-каналов - вход в клетку Na, деполяризация, возникновение возбуждающего постсинаптического потенциала(ВПСП), заряд нейрона повышается, для запуска ПД необходим меньший стимул.

Нейроны-пейсмекеры (водители ритма): у некоторых клеток так много постоянно открытых Na⁺-каналов, что заряд цитоплазмы не способен удерживаться на стабильном уровне и медленно смещается вверх (деполяризация).

При достижении порога запуска ПД происходит генерация импульса, после заряд нейрона отбрасывается к «минимуму» (около -60 мВ и даже ниже). Затем вновь начинается деполяризация, запуск ПД и т.д.

Чем больше постоянно открытых Na⁺-каналов, тем чаще следуют ПД. Регуляция частоты разрядов идет также за счет открывания особых типов К⁺-каналов, реагирующих на гормоны, медиаторы и др. Чем > та-

ких каналов открыто, ниже «минимум» и реже частота ПД.

Синтез и значение ГАМК в нервных клетках. Типы рецепторов к ГАМК, их свойства. Агонисты и антагонисты ГАМК:примеры и разнообразие эффектов.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) – главный тормозный медиатор (около 40% всех нейронов); запрет проведения «ненужной» информации (внимание, двигательный контроль).

Непищевая аминокислота:

аминогруппа в 3-м () поло-жении.

Нормальная деятельность ЦНС обеспечивается тонким балансом Glu и ГАМК.

Нарушение этого баланса (как правило, в сторону уменьшения торможения) негативно влияет на многие нервные процессы – вплоть до возникно-вения мощных локальных очагов возбуждения, что ведёт к развитию эпилептических припадков.

Синтез – из глутаминовой кислоты за счет отщеп-

ления СО₂ (фермент

глутамат декарбоксилаза).

ГАМК может использоваться в качестве медиатора, но может терять аминогруппу (фермент ГАМК-трансфераза) и быстро окисляться с выдел. энергии.

ГАМК на 10% проходит ГЭБ. Однако при ее системном введении (таблетки «Аминалон») наблюдается не столько торможение ЦНС, сколько «питание» нейро-нов и улучшение их общего состояния (ноотропное действие ГАМК).

Первым ноотропом стал ноотропил, (пирацетам) созданный путем химической модификации ГАМК: исходную молекулу замкнули в кольцо и присоединили к азоту дополнительный радикал.

Ноотропы, являющиеся производными ГАМК, улучшают выработку энергии нейронами.

Рецепторы —

ГАМК_{А, ионотропный, 5 белковых субъединиц, образующих хлорный канал, обычно — на постсинаптической мембране, вызывают ТПСП}

_{ГАМКБ — метаботропные, связаны с калиевым каналом, чаще на пресинаптической мембране; тормозят экзоцитоз различных медиаторов.}

_{Антагонисты ГАМК: вызывают судороги.}

Бикукулин – мешает ГАМК присо-единяться к рецептору А-типа; токсин североамериканского травянистого растения дицентры клобучковой (Dicentra cucullaria).

Пикротоксин – блокирует хлорный канал; токсин плодов индийского кустарника Anamirta cocculus.

Барбитураты: открыты более 100 лет назад в день Св. Варвары., продолжительное общее тормозящее действие, используются для длительного наркоза, при сильной эпилепсии — как успокаивающее.(барбитал, люминал, гексенал)

Бензодиазепины: открыты в середине 20 в., более мягкое действие, используются как трнаквилизаторы, снотворные, при умеренной эпилепсии(валиум, фенозипам, гидазепам)

Основные проблемы: наличие побочных эффектов(снижение скорости реакции, заторможенность мышления, сонливость)

привыкание и зависимость

_{Вальпроаты (соли вальпроевой кис-лоты) – блокаторы ГАМК трансферазы}

_{Транквилизаторы, анксиолитики, успокаивающие средства – группа лек. препаратов (в основном агонистов ГАМК), снижающих активность центров заднего гипоталамуса (отрицат. эмоции, страх, агрессия).}

Оборонительное поведение и типы запускающих его влияний. Роль гипоталамуса и миндалины в реализации реакций страха и агрессии.

Центры страха и агрессии:

реакция на реально или потенциально вредные (стрессогенные) стимулы; эти центры отвечают за «потребность в безопасности».

Примеры «вредных» стимулов: боль, сверхсильные раздражители (зрительные, звуковые, обонятельные), специфические раздражители (феромоны страха и агрессии, «образ врага» и т.п.).

Два варианта реагирования: пассивно-оборонительный (уход от опасности, бегство, затаивание; страх и тревожность) и активно-оборонительный (нападение на источник опасности; агрессия, ярость).

Простейшие программы – уже на уровне спинного мозга (рефлекс отдергивания от источника боли), продолговатого мозга и моста (кашель, мигание). Задняя часть гипоталамуса вместе с миндалиной создают соответствующую мотивацию («готовность к запуску оборонительных поведенческих ответов»), обеспечивают вегетатив-ное сопровождение таких ответов.

Реакции страха и агресии (и соответствующие нервные центры) конкурируют между собой. Обычно вначале запускаются пассивно-оборонительные программы, как более безопасные; но если «загнать в угол» – они заменяются на активно-оборонительные.

То, насколько легко и быстро происходит такая замена, – одна из существенных черт темперамента (у холериков – очень легко).

Миндалина обеспечивает, в первую очередь, сбор и проведение стрессогенных сигналов; гипоталамус – вегетативную, эндокринную (выброс CRH, АКТГ) и эмоциональную составляющие реагирования.

The Paths of Fear (Пути страха);

аmygdala = миндалина.

High road: запуск вегетативного, эндокринного и эмоционального сопровождения оборонительных программ, являющихся результатом обучения.

Low road: то же для врожденно обусловленных программ.

Степень агрессивности в значительной мере зависит от уровня тестостерона, а также активности NE.

Билет №15

Роль ионов К и К-каналов в деятельности нервных клеток:участие в формировании ПП, ПД, ТПСП, торможении пресинаптических окончаний.

Потенциал покоя — постоянный внутриклеточный заряд, возникает за счет разности концентраций K и Na внутри и снаружи клетки(внутри в 30 раз больше К и в 10 раз меньше Na), создается за счет работы Na-K-АТФазы.

При созревания нейрона на мембране образуются постоянно открытие К-каналы, идет диффузия К из клетки. Достигает равновесного потенциала(выход К за счет диффузии становится равен входу К за счет притяжения отрицательного заряда цитоплазмы) при -91мВ(по уравнению Нернста). Реальный ПП — -70мВ.Причина — существование некоторого кол-ва постоянно открытых Na-каналов.

Диффузия K⁺ из клетки определяется разностью

концентраций К⁺_out и К⁺_in .

Если увеличить К⁺_out , то разность концентраций станет меньше, диффузия – слабее, и для ее остановки потребуется не столь значительный ПП (произойдет сдвиг заряда цито-

плазмы вверх до достижения новой точки равновесия).

Если снизить К⁺_out , то раз-ность концентраций станет больше, диффузия – силь-нее, и для ее остановки по-требуется более значитель-ный ПП (сдвиг заряда цито-плазмы вниз).

Нисходящая фаза ПД (реполяризация):

выход из клетки «порции» К⁺.

В основе этого процесса — открывание и закрывание элоктрочувствительного К-канала.

К⁺-каналы открываются медленно – в течение примерно

0.5 мс после стимула; закрываются они в большинстве

своем к моменту снижения заряда нейрона до уровня ПП.

Поскольку К⁺-каналы начинают закрываться довольно поздно (вслед за проходом уровня -50 мВ), заряд нейрона после ПД нередко опускается

ниже ПП (следовая гиперполяризация, относит. рефрактерность).

Открывание хемочувствительного ионного К- канала— вход в клетку К, гиперполяризация, возникает тормозный постсинаптический потенциал(ТПСП), для запуска ПД — больший стимул. Такие функции мозга, как внимание и двигательный контроль, основаны на работе ТПСП.

Повышенная тревожность, ее симптомы. Транквилизаторы, их побочные эффекты. Синдром дефицита внимания и гиперактивности(СДВГ), его коррекция.

Транквилизаторы, анксиолитики, успокаивающие средства – группа лек. препаратов (в основном агонистов ГАМК), снижающих активность центров заднего гипоталамуса (отрицат. эмоции, страх, агрессия).

В результате применения происходит снятие психической напряженности, успокоение.

Побочные эффекты: снижение скорости реакции, скорости мышления, сонливость.

При приеме в течение неск. недель – привыка-ние и зависимость (синдром отмены: резкий всплеск тревожности, панические приступы).

Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ):

НЕВНИМАТЕЛЬНОСТЬ: часто неспособен удерживать внимание на деталях; из-за небрежности допускает ошибки в заданиях; с трудом сохраняет внимание при выполнении заданий или во время игр; часто складывается впечатление, что ребенок не слушает обращенную к нему речь; теряет вещи, необходимые в школе и дома; легко отвлекается на посторонние стимулы.

ГИПЕРАКТИВНОСТЬ: часто наблюдаются беспокойные движения в кистях и стопах; сидя на стуле, крутится, вертится, встает со своего места; часто проявляет бесцельную двигательную активность: бегает, пытается куда-то залезть; часто бывает болтливым.

ИМПУЛЬСИВНОСТЬ: часто отвечает на вопросы

не задумываясь, не выслушав их до конца;

с трудом дожидается своей очере-

ди в различных ситуациях; часто

мешает другим, пристает к

окружающим, вмешивается

в беседы или игры.

Наиболее востребованы «дневные транквилизаторы» – мягко действующие препараты, дающие минимум побочных эффектов и слабое привыкание (например, гидазепам). В легких случаях транквилизаторы заменимы антидепрессантами (и психотерапией).

5-15 % детей в возрасте 6-8 лет; симптомы сохраняются у 50% взрослых; наиболее эффективны психотерапия + ноотропы

(помощь незрелой ГАМК-системе).

Половое и родительское поведение:роль гипоталамуса, надстройка поведенческих программ в ходе онтогенеза, значение гормонального фона и сенсорных стимулов.

Половое поведение подразумевает, прежде всего, спаривание.

Соответствующие реакции запускаются центрами переднего гипоталамуса (преоптические ядра).

Условия запуска: гормональный фон и наличие врожденно заданных сенсорных сигналов (запахи-феромоны, зрительные, тактильные и др.).

Подавляющее большинство самок способны к спариванию только в момент овуляции.

Крысы, как и люди, постоянно овулируют (цикл занимает 5-6 суток).

Тест на готовность самки к спариванию: лордоз при прикосновении.

Самец готов спариться в любой момент – при наличии восприимчивой («рецептивной») самки.

Миндалина тормозит (сдерживает) половую моти-вацию; при ее повреждении повреждении – гипер-сексуальность в ущерб другим формам поведения.

«Инсталляция» пола, а также программ полового поведения происходит в эмбриональном периоде.

По умолчанию устанавливается женский пол и соответствующие программы полового и материнского поведения.

Материнское (родительское) поведение: кормление, защита, уход

преоптическая область (медиальнее,

чем зона, связанная с

половой мотивацией);

для запуска важен гормональный фон,

«детские» феромоны и другие

врожденно заданные стимулы

(внешний вид детеныша,

издаваемые им звуки и др.);

особое значение имеет начало

лактации и сосания (пролактин

и окситоцин).

Стимуляция медиальной преоптической области усиливает родительскую мотивацию (включает ее даже у самцов, которые в норме не участвуют в уходе за потомством: насиживание яиц у петухов).

Очень важен опыт предыдущего контакта с новорожденными

(«игра в куклы» у детенышей крыс в возрасте 4-5 недель).

Билет №16

Роль ионов Са иСа-каналов в деятельности нервных и мышечных клеток. Роль Са как вторичного посредника.

Выброс (экзоцитоз) медиатора в синаптическую щель

происходит после появления ПД, который вызывает открывание электрочувствительных Са²⁺-каналов (примерно на 2-3 мс).

В результате в пресинаптическое окончание успевает войти несколько сот ионов Са²⁺ , которые активируют белки, запускающие экзоцитоз. Для экзоцитоза одной везикулы

требуется несколько (не < 4-х) ионов Са²⁺.

Особые белки-

насосы

быстро

удаляют Са²⁺ из

пресинаптического

окончания (как в

случае клеток серд-

ца), иначе выброс

медиатора не пре-

кратится.

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 акти-вируют 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).

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.

примером ВтП являются ионы Са²⁺, которые не только переносят поло-жительный заряд, но и влияют на работу дви-гательных белков, ферментов, насосов и др.

Сон и его значение для работы мозга. Стадии сна;парадоксальный сон.ЭЭГ сна. Снотворные препараты и препараты для наркоза.

Мозговые центры, регулирующие смену сна и бодрствования – одни из самых древних структур НС. Засыпаем мы по многим причинам, в т.ч. при снижении сенсорного притока; это снижение имитируют снотворные препараты.

Но сон – не только фаза отдыха мозга; он включает в себя т.н. парадоксальную фазу (REM-sleep), во время которой ЦНС обрабатывает накопленную за день информацию («фаза сновидений»).

Барбитураты, вызывая избыточно сильное торможение, блокируют эту фазу, мешая, прежде всего, полно-ценной «очистке» контуров памяти.

Сон, вызванный бензодиазепинами, ближе к естественному, однако и в этом случае всегда есть риск привыка-

ния и зависимости.

Снотворные – препараты для «аварийного» (но не для ежедневного) применения!

Барбитураты в большей степени (чем бензодиазепины) подходят для длительного наркоза во время операций (гексенал).

Сверхдозы агонистов ГАМК способны вызвать остановку дыхания (самый частый способ суицида).

Запись ЭЭГ (электроэнцефа-лограммы) производится от стандартных точек скальпа в стандартизированных усло-виях (спокойное бодрствова-ние, умственная нагрузка, сон, гипервентиляция и др.).

Awake: бодрствование; альфа-ритм – 10-12 Гц;

бета-ритм – 15-30 Гц; дельта-ритм – 1-3 Гц.

ЭЭГ во время парадоксального сна и бодрствования близки.

Центры положительного и отрицательного подкрепления головного мозга,их роль в организации поведения.Прилежащее ядро; феномен самостимуляции мозга.

(не доделан)

Билет № 17.