Нейромедиаторы.

По химической структуре все нейромедиаторы делятся на две большие группы:

1. «Классические» низкомолекулярные медиаторы. В свою очередь делятся на три группы:

   1. Ацетилхолин

   2. Биогенные амины (в их составе имеется группа NH2)

1. Катехоламины (КА)

1. Адреналин

2. Норадреналин

3. Дофамин

2. Серотонин

3. Гистамин

1. Аминокислоты

1. Глутамат

2. Глицин

3. ГАМК

2. Нейропептиды.

АХ – один из первых обнаруженных медиаторов. В 1921 году Отто Лёви поставил прямой эксперимент, в котором была установлена химическая природа передачи нервного импульса между блуждающим нервом и сердцем. В 1936 году Лёви была присуждена нобелевская премия. Как писал сам Лёви, идея эксперимента пришла к нему во сне.

АХ – единственный медиатор всех мотонейронов и вегетативных ганглиев. В этих синапсах его действие обеспечивается N-АХ рецепторами. Также АХ выделяется постганглионарными окончаниями парасимпатической нервной системы, где взаимодействует с M-АХ рецепторами.

В головном мозге холинергические нейроны (выделяющие АХ), находятся в основном в переднем мозге, в базальных ганглиях. В хвостатом ядре выделяется 40% от общего количества АХ, образующегося в мозге. Нейроны хвостатого ядра иннервируют кору, гиппокамп, миндалины, таламус и ствол мозга. В ЦНС в основном рецепторы к АХ – мускариновые. В ЦНС существуют и никотиновые АХ-рецепторы.

Холинергическая система имеет большое значение для когнитивных процессов – обучения и памяти. Если использовать вещества, блокирующие M-АХ рецепторы или повредить базальные ганглии, то нарушается приобретение новых навыков и выполнение уже приобретённых форм поведения. Также было установлено, что снижение когнитивных способностей при старении происходит параллельн со снижением уровня ферментов, синтезирующих АХ, в коре мозга и гиппокампе; также происходит дегенерации холинергических нейронов в базальных ядрах. Особенно выражены такие изменения у больных болезнью альцгеймера.

АХ выделяется в разных частях нервной системы, и функция этого медиатора зависит от тех нейронов, которые он связывает между собой.

Биогенные амины.

Тирозин→L-дофа→Дофамин→НА→А

Катехоламины управляют метаботропными адренорецепторами. Существуют специфические рецепторы для дофамина.

Адреналин – главный гормон мозгового вещества надпочечников.

Норадреналин выделяют постганглионарные нейроны симпатической нервной системы.

НА-ергические нейроны сконцентрированы в ЦНС в области голубого пятна (ядро в области моста, имеющее голубоватый цвет из-за небольшого количества меланина). Нейроны голубого пятна составляют примерно половину всех НА-ергических нейронов мозга. Они связаны с корой, таламусом, гипоталамусом, гиппокампом и мозжечком.

Волокна, выходящие из голубого пятна, образуют часть восходящей ретикулярной активирующей системы. Этот путь регулирует внимание, возбуждение и околосуточные ритмы.

Дофамин

ДА-ергические нейроны находятся преимущественно в среднем мозге и гипоталамусе. Связи ДА-ергических нейронов можно объединить в три главные системы:

1. Нигростриарная система. Эта системы связывает нейроны чёрной субстанции с полосатым телом – стриатумом (хвастатым ядром и скорлупой). Здесь содержится примерно ¾ дофамина головного мозга. Дегенерация нейронов чёрной субстанци приводит к утрате синаптического входа в стриатум. Проявлением этого процесса является болезнь паркинсона. Характерные нарушения – мышечная ригидность (напряжённость), тремор, трудности инициации произвольных движений.

2. Мезолимбическая система. Тела нейронов лежат в среднем мозге, их аксоны связаны с корой и лимбической системой. Эта система контролирует настроение и эмоции. При шизофрении эта система проявляет сверхактивность. Т.о. если подавить активность дофамина, можно облегчить некоторые симптомы шизофрении. Влияние на кругооборот катехоламинов вызывает психическую зависимость.

3. Гипоталамо-гипофизарная система. Дофамин контролирует систему эндокринных желёз.

Серотонин.

Образуется в организме из аминокислоты триптофан. Серотонинергические нейроны локализованы в ядрах ствола мозга (ядрах шва). Ядра продолговатого мозга участвуют в восприятии боли, а ядра среднего мозга и моста иннервируют почти весь мозг и вместе с проекциями из голубого пятна образуют часть восходящей активирующей ретикулярной системы. Серотонин участвует в контроле цикла сон-бодрствование. Если у животных разрушить ядра шва или снизить уровень серотонина, у них наступает бессонница. Серотонинергические нейроны участвуют в осуществлении сложных форм поведения, таких как агрессия или формирование социальных отношений в популяции. Т.к. триптофан является незаменимой аминокислотой, он не синтезируется организмом. Количество триптофана в пище определяет поведение человека. Самая высокая концентрация серотонина в эпифизе. Там серотонин превращается в мелатонин – гормон, который участвует в пигментации кожи и других реакциях. Содержание серотонина и мелатонина в мозге связано с циклом сон-бодрствование. Блокатором рецепторов серотонина является галлюциноген ЛСД.

Гистамин.

Тела гистаминергических нейронов сконцентрированы в гипоталамусе и ядрах мамиллярных тел. Аксоны расходятся почти во все отделы ЦНС и, по-видимому, регулируют общую активность мозга, т.е. состояние возбуждения и энергетический метаболизм. Механизмы этих влияний непрямые, опосредованные через кровеносные сосуды и астроциты.

Глутамат.

Соль глутаминовой кислоты. Самый распространённый возбуждающий медиатор головного мозга, синтерзируется из глюкозы. У млекопитающих больше всего глутамата содержится в конечном мозге и в мозжечке. В два раза меньше концентрация в стволе мозга и спинном мозге. Для глутамата существуют ионотропные и метаботропные рецепторы.

1. Ионотропные (делятся на два типа в соответствии с родством к агонистам):

   1. NMDA-рецепторы. Связаны с катионными каналами, через которые проходят ионы натрия, калия и кальция. Ионный канал (рецептор) NMDA является также потенциал-зависимым каналом. 1

   2. неNMDA-рецепторы. Связаны с катионными каналами, через которые проходят натрий и калий.

При потенциале покоя и небольшой активации ионы Mg конкурируют с ионами кальция и натрия за ионный канал, но т.к. ионы Mg не могут пройти через пору, он блокирует этот канал. Если же мембрана нейрона деполяризована, то количество ионов Mg снижается, и проводимость через канал возрастает. Т.о. при редких стимуляциях (малых изменениях потенциала покоя) ВПСП возникает за счёт активации неNMDA-рецепторов. При длительной ритмической стимуляции магниевый блок удаляется, и NMDA-каналы начинают проводить ионы, причём ионы кальция через вторичных посредников могут усиливать постсинаптический потенциал, что приводит к длительному увеличению синаптической проводимости, которая сохраняется часами и даже сутками. Это один из механзмов формирования долговременной памяти. Рецепторы NMDA блокируются фенциклидином.