გლუტამინის მჟავა არის ნეიროტრანსმიტერი. ნეიროტრანსმიტერები და ფსიქიკური დაავადებების მკურნალობის ყველაზე მნიშვნელოვანი გზები. გამკი: მთავარი ინჰიბიტორული ნეიროტრანსმიტერი
· გლუტამატის ბუნებრივი შემცველობა · აპლიკაციები · შენიშვნები · დაკავშირებული სტატიები · ოფიციალური საიტი & middot
გლუტამატი არის ყველაზე უხვი ამგზნები ნეიროტრანსმიტერი ნერვული სისტემახერხემლიანები. ქიმიურ სინაფსებში გლუტამატი ინახება პრესინაფსურ ვეზიკულებში (ვეზიკულებში). ნერვული იმპულსი იწვევს გლუტამატის გამოყოფას პრესინაფსური ნეირონიდან. პოსტსინაფსურ ნეირონზე გლუტამატი აკავშირებს და ააქტიურებს პოსტსინაფსურ რეცეპტორებს, როგორიცაა NMDA რეცეპტორები. ამ უკანასკნელის სინაფსურ პლასტიურობაში ჩართვის გამო, გლუტამატი ჩართულია ისეთ შემეცნებით ფუნქციებში, როგორიცაა სწავლა და მეხსიერება. სინაფსური პლასტიურობის ერთ-ერთი ფორმა, რომელსაც უწოდებენ გრძელვადიან გაძლიერებას, გვხვდება გლუტამატერგიულ სინაფსებზე ჰიპოკამპში, ნეოკორტექსსა და თავის ტვინის სხვა ნაწილებში. გლუტამატი ჩართულია არა მხოლოდ კლასიკურ გამტარობაში ნერვული იმპულსინეირონიდან ნეირონამდე, მაგრამ ასევე ნაყარი ნეიროტრანსმისიაში, როდესაც სიგნალი გადაეცემა მეზობელ სინაფსებს მეზობელ სინაფსებში გამოთავისუფლებული გლუტამატის ჯამით (ე.წ. ექსტრასინაფსური ან ნაყარი ნეიროტრანსმისია)) გარდა ამისა, გლუტამატი გადამწყვეტ როლს ასრულებს რეგულირებაში. ზრდის კონუსები და სინაპტოგენეზი ტვინის განვითარების დროს, როგორც აღწერილია მარკ მატსონმა.
გლუტამატის გადამტანები აღმოჩენილია ნეირონულ და ნეიროგლიურ მემბრანებზე. ისინი სწრაფად აშორებენ გლუტამატს უჯრედგარე სივრციდან. ტვინის დაზიანების ან დაავადების დროს, მათ შეუძლიათ იმუშაონ საპირისპირო მიმართულებით, რის შედეგადაც გლუტამატი შეიძლება დაგროვდეს უჯრედის გარეთ. ეს პროცესი იწვევს უჯრედში დიდი რაოდენობით კალციუმის იონების შეყვანას NMDA რეცეპტორების არხებით, რაც თავის მხრივ იწვევს უჯრედის დაზიანებას და სიკვდილსაც კი – რასაც აგზნებადობა ეწოდება. უჯრედების სიკვდილის მექანიზმები ასევე მოიცავს:
- მიტოქონდრიების დაზიანება ზედმეტად მაღალი უჯრედშიდა კალციუმით,
- Glu/Ca2±შუამავლობით პრო-აპოპტოზური გენების ტრანსკრიფციის ფაქტორების ხელშეწყობა ან ანტიაპოპტოზური გენების შემცირებული ტრანსკრიფცია.
გლუტამატის გაზრდილი გამოყოფის ან მისი შემცირებული შეწოვის გამო აგზნებადობა ხდება იშემიურ კასკადში და ასოცირდება ინსულტთან და ასევე აღინიშნება დაავადებებში, როგორიცაა ამიოტროფიული გვერდითი სკლეროზი, ლათირიზმი, აუტიზმი, გონებრივი ჩამორჩენილობის ზოგიერთი ფორმა, ალცჰეიმერის დაავადება. ამის საპირისპიროდ, კლასიკურ ფენილკეტონურიაში შეინიშნება გლუტამატის გამოყოფის დაქვეითება, რაც იწვევს გლუტამატის რეცეპტორების ექსპრესიის დარღვევას.გლუტამინის მჟავა მონაწილეობს ეპილეფსიური შეტევის რეალიზაციაში. გლუტამინის მჟავის მიკროინექცია ნეირონებში იწვევს სპონტანურ დეპოლარიზაციას და ეს ნიმუში მოგვაგონებს პაროქსიზმულ დეპოლარიზაციას კრუნჩხვების დროს. ეპილეფსიური ფოკუსის ეს ცვლილებები იწვევს ძაბვაზე დამოკიდებული კალციუმის არხების გახსნას, რაც კვლავ ასტიმულირებს გლუტამატის გამოყოფას და შემდგომ დეპოლარიზაციას. გლუტამატის სისტემის როლს დღეს დიდი ადგილი ენიჭება ისეთი ფსიქიკური აშლილობის პათოგენეზში, როგორიცაა შიზოფრენია და დეპრესია. დღეს შიზოფრენიის ეტიოპათოგენეზის ერთ-ერთი ყველაზე სწრაფად შესწავლილი თეორია არის NMDA რეცეპტორის ჰიპოფუნქციის ჰიპოთეზა: NMDA რეცეპტორის ანტაგონისტების გამოყენებისას, როგორიცაა ფენციკლინი, შიზოფრენიის სიმპტომები ვლინდება ექსპერიმენტში ჯანმრთელ მოხალისეებში. ამასთან დაკავშირებით, ვარაუდობენ, რომ NMDA რეცეპტორების ჰიპოფუნქცია არის დოფამინერგული გადაცემის დარღვევის ერთ-ერთი მიზეზი შიზოფრენიით დაავადებულ პაციენტებში. ასევე მიღებულია მონაცემები, რომ NMDA რეცეპტორების დაზიანება იმუნურ-ანთებითი მექანიზმით („ანტი-NMDA რეცეპტორული ენცეფალიტი“) აქვს მწვავე შიზოფრენიის კლინიკურ სურათს. ენდოგენური დეპრესიის ეტიოპათოგენეზში ითვლება, რომ გადაჭარბებული გლუტამატერგიული ნეიროტრანსმისია თამაშობს როლს, რაც დასტურდება დისოციაციური საანესთეზიო კეტამინის ეფექტურობით ექსპერიმენტში მკურნალობისადმი რეზისტენტული დეპრესიის ერთჯერადი გამოყენებისას.
გლუტამატის რეცეპტორები
არსებობს იონოტროპული და მეტაბოტროპული (mGLuR 1-8) გლუტამატის რეცეპტორები.
იონოტროპული რეცეპტორები არის NMDA რეცეპტორები, AMPA რეცეპტორები და კაინატის რეცეპტორები.
ენდოგენური გლუტამატის რეცეპტორების ლიგანდებია გლუტამინის მჟავა და ასპარტინის მჟავა. გლიცინი ასევე საჭიროა NMDA რეცეპტორების გასააქტიურებლად. NMDA რეცეპტორების ბლოკატორებია PCP, კეტამინი და სხვა. AMPA რეცეპტორები ასევე დაბლოკილია CNQX, NBQX. კაინის მჟავა არის კაინატის რეცეპტორების აქტივატორი.
გლუტამატის "მიმოქცევა".
ნერვული დაბოლოებების მიტოქონდრიებში გლუკოზის არსებობისას გლუტამინის გლუტამატად დეამინირება ხდება ფერმენტ გლუტამინაზას დახმარებით. ასევე, გლუკოზის აერობული დაჟანგვის დროს, გლუტამატი შექცევადად სინთეზირდება ალფა-კეტოგლუტარატისგან (კრებსის ციკლში წარმოქმნილი) ამინოტრანსფერაზას გამოყენებით.
ნეირონის მიერ სინთეზირებული გლუტამატი ტუმბოს ვეზიკულებში. ეს პროცესი პროტონთან დაწყვილებული ტრანსპორტია. H + იონები ბუშტუკში შეჰყავთ პროტონდამოკიდებული ატფ-აზას დახმარებით. როდესაც პროტონები გამოდიან გრადიენტის გასწვრივ, გლუტამატის მოლეკულები შედიან ვეზიკულში ვეზიკულური გლუტამატის გადამყვანის (VGLUTs) გამოყენებით.
გლუტამატი გამოიყოფა სინაფსურ ნაპრალში, საიდანაც ის შედის ასტროციტებში, სადაც ტრანსამინირდება გლუტამინად. გლუტამინი გამოიყოფა უკან სინაფსურ ჭრილში და მხოლოდ ამის შემდეგ შეიწოვება ნეირონის მიერ. ზოგიერთი ცნობით, გლუტამატი პირდაპირ არ ბრუნდება ხელახალი მიღების გზით.
გლუტამატის როლი მჟავა-ტუტოვანი ბალანსში
გლუტამინის გლუტამატად დეამინირება ფერმენტ გლუტამინაზას მიერ იწვევს ამიაკის წარმოქმნას, რომელიც თავის მხრივ უკავშირდება თავისუფალ პროტონს და გამოიყოფა თირკმლის მილაკის სანათურში, რაც იწვევს აციდოზის დაქვეითებას. გლუტამატის გარდაქმნა კეტოგლუტარატად ასევე ხდება ამიაკის წარმოქმნით. გარდა ამისა, კეტოგლუტარატი იშლება წყალში და ნახშირორჟანგი. ეს უკანასკნელი კარბოანჰიდრაზას მეშვეობით ნახშირმჟავას მეშვეობით გარდაიქმნება თავისუფალ პროტონად და ჰიდროკარბონატად. პროტონი გამოიყოფა თირკმლის მილაკის სანათურში ნატრიუმის იონთან ერთად კოტრანსპორტით და ბიკარბონატი შედის პლაზმაში.
გლუტამატერგიული სისტემა
ცნს-ში დაახლოებით 106 გლუტამატერგიული ნეირონია. ნეირონების სხეულები დევს თავის ტვინის ქერქში, ყნოსვის ბოლქვში, ჰიპოკამპში, შავი სუბსტანციაში, ცერებრუმში. ზურგის ტვინში - ზურგის ფესვების პირველადი აფერენტებში.
GABAergic ნეირონებში გლუტამატი არის ინჰიბიტორული ნეიროტრანსმიტერის, გამა-ამინობუტირის მჟავის წინამორბედი, რომელიც წარმოიქმნება ფერმენტ გლუტამატ დეკარბოქსილაზას მიერ.
ტვინის გულში ნერვული უჯრედების ურთიერთქმედებაა და ისინი ერთმანეთს ესაუბრებიან ნივთიერებების დახმარებით, რომლებსაც შუამავლები ჰქვია. საკმაოდ ბევრი შუამავალია, მაგალითად, აცეტილქოლინი, ნორეპინეფრინი. ერთ-ერთ ყველაზე მნიშვნელოვან შუამავალს და, ალბათ, ყველაზე მნიშვნელოვანს, გლუტამინის მჟავას ან გლუტამატს უწოდებენ. თუ გადავხედავთ ჩვენი ტვინის სტრუქტურას და რა ნივთიერებებს იყენებენ სხვადასხვა ნერვული უჯრედები, მაშინ გლუტამატს გამოიყოფა ნეირონების დაახლოებით 40%, ანუ ეს არის ნერვული უჯრედების ძალიან დიდი ნაწილი. ჩვენს ტვინში, ტვინში და ზურგის ტვინში გლუტამატის გამოყოფით, ძირითადი ინფორმაციის ნაკადები გადადის: ყველაფერი, რაც ეხება სენსორულ (მხედველობას და სმენას), მეხსიერებას, მოძრაობას, სანამ ის კუნთებს არ მიაღწევს - ეს ყველაფერი გადადის გლუტამინის გამოყოფის გამოყენებით. მჟავა. ამიტომ, რა თქმა უნდა, ეს შუამავალი იმსახურებს განსაკუთრებულ ყურადღებას და მიმდინარეობს ძალიან აქტიურად შესწავლა.
მისი ქიმიური სტრუქტურის თვალსაზრისით, გლუტამატი საკმაოდ მარტივი მოლეკულაა. ეს არის ამინომჟავა და საკვები ამინომჟავა, ანუ ჩვენ ვიღებთ მსგავს მოლეკულებს უბრალოდ იმ ცილების ნაწილად, რომელსაც ვჭამთ. მაგრამ უნდა ითქვას, რომ საკვები გლუტამატი (რძის, პურის ან ხორცისგან) პრაქტიკულად არ გადადის ტვინში. ნერვული უჯრედები ასინთეზირებენ ამ ნივთიერებას სწორედ აქსონების ბოლოებზე, ზუსტად იმ სტრუქტურებში, რომლებიც სინაფსების ნაწილია, „ადგილზე“ და შემდგომ იზოლირებული ინფორმაციის გადაცემის მიზნით.
გლუტამატის დამზადება ძალიან მარტივია. საწყისი მასალაა α-კეტოგლუტარის მჟავა. ეს არის ძალიან გავრცელებული მოლეკულა, ის მიიღება გლუკოზის დაჟანგვის დროს, ყველა უჯრედში, ყველა მიტოქონდრიაში ბევრია. და ამ α-კეტოგლუტარის მჟავას შემდგომ, საკმარისია ნებისმიერი ამინომჟავისგან აღებული ნებისმიერი ამინო ჯგუფის გადანერგვა და ახლა ვიღებთ გლუტამატს, გლუტამინის მჟავას. გლუტამინის მჟავა ასევე შეიძლება სინთეზირებული იყოს გლუტამინისგან. ეს არის ასევე საკვები ამინომჟავა, გლუტამატი და გლუტამინი ძალიან ადვილად გარდაიქმნება ერთმანეთში. მაგალითად, როდესაც გლუტამატმა დაასრულა თავისი ფუნქცია სინაფსში და გადასცა სიგნალი, ის შემდგომ განადგურებულია გლუტამინის წარმოქმნით.
გლუტამატი არის აგზნების შუამავალი, ანუ ის ყოველთვის იმყოფება ჩვენს ნერვულ სისტემაში, სინაფსებში, იწვევს ნერვულ აგზნებას და შემდგომ სიგნალის გადაცემას. ამაში გლუტამატი განსხვავდება, მაგალითად, აცეტილქოლინისგან ან ნორეპინეფრინისგან, რადგან აცეტილქოლინმა და ნორეპინეფრინმა შეიძლება გამოიწვიოს ზოგიერთ სინაფსში აგზნება, ზოგიერთში დათრგუნვა, მათ აქვთ უფრო რთული მუშაობის ალგორითმი. და გლუტამატი ამ თვალსაზრისით უფრო მარტივი და გასაგებია, თუმცა ასეთ სიმარტივეს საერთოდ ვერ იპოვით, რადგან გლუტამატის რეცეპტორების დაახლოებით 10 ტიპი არსებობს, ანუ მგრძნობიარე ცილები, რომლებზეც მოქმედებს ეს მოლეკულა და სხვადასხვა რეცეპტორები ატარებენ სხვადასხვა დროს. სიჩქარით და სხვადასხვა პარამეტრით გლუტამატის სიგნალით.
მცენარეთა ევოლუციამ აღმოაჩინა მთელი რიგი ტოქსინები, რომლებიც მოქმედებენ გლუტამატის რეცეპტორებზე. რა არის მცენარეებისთვის, ზოგადად, საკმაოდ ნათელია. მცენარეები, როგორც წესი, ეწინააღმდეგებიან ცხოველების შეჭმას, ამიტომ ევოლუცია გამოდის გარკვეული სახის დამცავი ტოქსიკური კონსტრუქციებით, რომლებიც აჩერებენ ბალახისმჭამელებს. ყველაზე ძლიერი მცენარეული ტოქსინები ასოცირდება წყალმცენარეებთან და სწორედ წყალმცენარეების ტოქსინებს შეუძლიათ ძლიერად იმოქმედონ ტვინში გლუტამატის რეცეპტორებზე და გამოიწვიონ სრული აგზნება და კრუნჩხვები. გამოდის, რომ გლუტამატის სინაფსების სუპერაქტივაცია არის ტვინის ძალიან ძლიერი აგზნება, კრუნჩხვითი მდგომარეობა. ამ სერიის ალბათ ყველაზე ცნობილ მოლეკულას დომოინის მჟავა ჰქვია, ის სინთეზირებულია ერთუჯრედიანი წყალმცენარეებით - არის ასეთი წყალმცენარეები, ისინი ცხოვრობენ დასავლეთ ნაწილში. წყნარი ოკეანე, სანაპიროზე, მაგალითად, კანადა, კალიფორნია, მექსიკა. ამ წყალმცენარეების ტოქსინით მოწამვლა ძალიან, ძალიან საშიშია. და ეს მოწამვლა ხანდახან ხდება, რადგან ზოოპლანქტონი იკვებება ერთუჯრედიანი წყალმცენარეებით, ყველა სახის პატარა კიბოსნაირებით ან, მაგალითად, ორსარქვლოვანი მოლუსკებით, როცა ისინი წყალს ფილტრავენ, წყალმცენარეების უჯრედებს იღებენ და შემდეგ ზოგიერთ მიდიაში ან ხამანწკში არის ძალიან მაღალი კონცენტრაცია. დომოინის მჟავას და შეიძლება სერიოზულად მოწამლული იყოს.
ადამიანების სიკვდილიც კი დაფიქსირდა. მართალია, ისინი მარტოხელა არიან, მაგრამ მიუხედავად ამისა, ეს მეტყველებს ამ ტოქსინის ძალაზე. და ძალიან დამახასიათებელია დომოინის მჟავით მოწამვლა ფრინველების შემთხვევაში. თუ ზოგიერთი ზღვის ფრინველი, რომელიც ისევ ჭამენ პატარა თევზს, რომელიც იკვებება ზოოპლანქტონით, მიიღებს ჭარბი დომოინის მჟავას, მაშინ ხდება დამახასიათებელი ფსიქოზი: ზოგიერთ თოლიას ან პელიკანს აღარ ეშინია დიდი ობიექტების და, პირიქით, თავს ესხმის მათ, ანუ ხდება. აგრესიული. იყო ასეთი მოწამვლის მთელი ეპიდემია 1960-იანი წლების დასაწყისში და გაზეთების ცნობებმა ამ "ფრინველის ფსიქოზის" ეპიდემიის შესახებ შთააგონა დაფნე დიუ მაურიე დაწერა რომანი "ჩიტები", შემდეგ კი ალფრედ ჰიჩკოკმა გადაიღო კლასიკური თრილერი "ჩიტები", სადაც ხედავთ. ათასობით ძალიან აგრესიული თოლია, რომლებიც აწამებენ ფილმის მთავარ გმირებს. ბუნებრივია, სინამდვილეში ასეთი გლობალური მოწამვლა არ ყოფილა, მაგრამ მიუხედავად ამისა, დომოინის მჟავა იწვევს ძალიან დამახასიათებელ ეფექტებს და ის და მისი მსგავსი მოლეკულები, რა თქმა უნდა, ძალიან საშიშია ტვინისთვის.
ჩვენ ვჭამთ გლუტამინის მჟავას და მსგავს გლუტამატს დიდი რაოდენობით უბრალოდ დიეტური ცილებით. ჩვენი ცილები, რომლებიც გვხვდება სხვადასხვა საკვებში, შეიცავს 20 ამინომჟავას. გლუტამატი და გლუტამინის მჟავა ამ ოცი ნაწილია. უფრო მეტიც, ისინი ყველაზე გავრცელებული ამინომჟავებია, თუ მთლიანად ცილების სტრუქტურას გადავხედავთ. შედეგად, დღეში რეგულარული საკვებით ვჭამთ 5-დან 10 გრამ გლუტამატს და გლუტამინს. ერთ დროს ძალიან რთული იყო იმის დაჯერება, რომ გლუტამატი ტვინში შუამავლის ფუნქციას ასრულებდა, რადგან აღმოჩნდა, რომ ნივთიერება, რომელსაც ჩვენ სიტყვასიტყვით ვხმარობთ ცხენის დოზებში, ასრულებს ასეთ დახვეწილ ფუნქციებს ტვინში. იყო ასეთი ლოგიკური შეუსაბამობა. მაგრამ შემდეგ მათ გააცნობიერეს, რომ, ფაქტობრივად, საკვები გლუტამატი პრაქტიკულად არ გადადის ტვინში. ამისთვის მადლობა უნდა გადავუხადოთ სტრუქტურას, რომელსაც ჰემატოენცეფალურ ბარიერს უწოდებენ, ანუ სპეციალური უჯრედები გარს აკრავს ყველა კაპილარს, ყველა პატარა ჭურჭელს, რომელიც აღწევს ტვინში და საკმაოდ მჭიდროდ აკონტროლებს მოძრაობას. ქიმიური ნივთიერებებისისხლიდან ნერვულ სისტემამდე. ეს რომ არა, ნაჭამი კატლეტი ან ფუნთუშა ჩვენში კრუნჩხვებს გამოიწვევდა და, რა თქმა უნდა, ეს არავის სჭირდება. ამიტომ საკვები გლუტამატი თითქმის არ გადადის ტვინში და, მართლაც, სინთეზირდება შუამავლის ფუნქციების შესასრულებლად უშუალოდ სინაფსებში. თუმცა, თუ ერთდროულად მიირთმევთ ბევრ გლუტამატს, მაშინ მცირე რაოდენობა მაინც აღწევს ტვინში. შემდეგ შეიძლება იყოს მცირე მღელვარება, რომლის ეფექტი შედარებულია ფინჯან ძლიერ ყავასთან. დიეტური გლუტამატის მაღალი დოზების ეს ეფექტი ცნობილია და საკმაოდ ხშირად ხდება, თუ ადამიანი იყენებს გლუტამატს დიდი რაოდენობით, როგორც დიეტური დანამატი.
საქმე იმაშია, რომ ჩვენი გემოვნების სისტემაძალიან მგრძნობიარეა გლუტამატის მიმართ. ისევ და ისევ, ეს გამოწვეულია იმით, რომ ცილებში ბევრი გლუტამატია. გამოდის, რომ გემოვნების სისტემის ევოლუცია, საკვების ქიმიურ ანალიზში მორგება, გლუტამატი გამოყო, როგორც ცილოვანი საკვების ნიშანი, ანუ ჩვენ უნდა ვჭამოთ ცილა, რადგან ცილა არის ჩვენი სხეულის მთავარი სამშენებლო მასალა. ანალოგიურად, ჩვენმა გემოვნების სისტემამ ისწავლა გლუკოზის ამოცნობა ძალიან კარგად, რადგან გლუკოზა და მსგავსი მონოსაქარიდები ენერგიის მთავარი წყაროა, ხოლო ცილა მთავარი სამშენებლო მასალაა. მაშასადამე, გემოვნების სისტემამ მოახდინა გლუტამატის იდენტიფიცირება, როგორც ცილოვანი საკვების სიგნალი და მჟავე, ტკბილი, მარილიანი, მწარე გემოსთან ერთად, ენაში გვაქვს მგრძნობიარე უჯრედები, რომლებიც რეაგირებენ კონკრეტულად გლუტამატზე. და გლუტამატი ასევე არის ცნობილი ეგრეთ წოდებული არომატის დანამატი. გემოს გამაძლიერებლის დარქმევა მთლად სწორი არ არის, რადგან გლუტამატს აქვს თავისი გემო, რომელიც ისეთივე მნიშვნელობისაა, როგორც მწარე, მჟავე, ტკბილი და მარილიანი.
უნდა ითქვას, რომ გლუტამატის გემოს არსებობა ას წელზე მეტია ცნობილია. იაპონელმა ფიზიოლოგებმა ეს ეფექტი აღმოაჩინეს იმის გამო, რომ გლუტამატი (სოიოს სოუსის ან ზღვის მცენარეებისგან დამზადებული სოუსის სახით) დიდი ხანია გამოიყენება იაპონურ და ჩინურ სამზარეულოში. შესაბამისად, გაჩნდა კითხვა: რატომ არიან ისინი ასე გემრიელი და რატომ განსხვავდება ეს გემო სტანდარტული გემოვნებისგან? გარდა ამისა, აღმოაჩინეს გლუტამატის რეცეპტორები, შემდეგ კი გლუტამატი უკვე გამოიყენებოდა თითქმის მისი სუფთა სახით (E620, E621 - მონოსტრიუმის გლუტამატი), რათა დაემატებინათ სხვადასხვა საკვები. ზოგჯერ ისეც ხდება, რომ გლუტამატს ადანაშაულებენ ყველა მომაკვდინებელ ცოდვაში, მას უწოდებენ "კიდევ ერთ თეთრ სიკვდილს": მარილი, შაქარი და გლუტამატი თეთრი სიკვდილია. ეს, რა თქმა უნდა, ძალიან გადაჭარბებულია, რადგან კიდევ ერთხელ ვიმეორებ: დღის განმავლობაში ჩვეულებრივ საკვებთან ერთად ვჭამთ 5-დან 10 გრამ გლუტამატს და გლუტამინის მჟავას. ასე რომ, თუ თქვენს საკვებს დაუმატებთ ცოტა გლუტამატს, რომ ხორცის გემო გამოავლინოს, ამაში ცუდი არაფერია, თუმცა, რა თქმა უნდა, ზედმეტი არ არის ჯანსაღი.
მართლაც, არსებობს გლუტამატის მრავალი რეცეპტორი (დაახლოებით 10 ტიპის რეცეპტორი), რომლებიც ატარებენ გლუტამატის სიგნალებს სხვადასხვა სიჩქარით. და ეს რეცეპტორები ძირითადად შესწავლილია მეხსიერების მექანიზმების ანალიზის თვალსაზრისით. როცა ჩვენს ტვინში და ქერქში ნახევარსფეროებიმეხსიერება წარმოიქმნება, ეს ნამდვილად ნიშნავს, რომ სინაფსები უფრო აქტიურად იწყებენ მუშაობას ნერვულ უჯრედებს შორის, რომლებიც გადასცემენ რაიმე სახის ინფორმაციის ნაკადს. სინაფსების მუშაობის გააქტიურების მთავარი მექანიზმი არის გლუტამატის რეცეპტორების ეფექტურობის გაზრდა. სხვადასხვა გლუტამატის რეცეპტორების გაანალიზებით, ჩვენ ვხედავთ, რომ სხვადასხვა რეცეპტორები ცვლიან თავიანთ ეფექტურობას სხვადასხვა გზით. ალბათ ყველაზე შესწავლილი არის ეგრეთ წოდებული NMDA რეცეპტორები. ეს არის აბრევიატურა, ის ნიშნავს N-methyl-D-aspartate. ეს რეცეპტორი რეაგირებს გლუტამატზე და NMDA-ზე. NMDA რეცეპტორს ახასიათებს ის ფაქტი, რომ მას შეუძლია დაბლოკოს მაგნიუმის იონი და თუ მაგნიუმის იონი მიმაგრებულია რეცეპტორზე, მაშინ ეს რეცეპტორი არ ფუნქციონირებს. ანუ მიიღებთ სინაფსს, რომელშიც არის რეცეპტორები, მაგრამ ეს რეცეპტორები გამორთულია. თუ რაიმე ძლიერმა, მნიშვნელოვანმა სიგნალმა გაიარა ნერვულ ქსელში, მაშინ მაგნიუმის იონები (მათ ასევე მაგნიუმის შტეფსელებს უწოდებენ) იშლება NMDA რეცეპტორიდან და სინაფსი ფაქტიურად მყისიერად იწყებს ბევრჯერ უფრო ეფექტურად მუშაობას. ინფორმაციის გადაცემის დონეზე, ეს მხოლოდ მეხსიერების გარკვეული კვალის ჩაწერას ნიშნავს. ჩვენს ტვინში არის სტრუქტურა, რომელსაც ჰიპოკამპი ჰქვია, უბრალოდ ბევრია ასეთი სინაფსი NMDA რეცეპტორებით და ჰიპოკამპი ალბათ ყველაზე შესწავლილი სტრუქტურაა მეხსიერების მექანიზმების თვალსაზრისით.
მაგრამ NMDA რეცეპტორები, მაგნიუმის დანამატის გამოჩენა და გამგზავრება არის მოკლევადიანი მეხსიერების მექანიზმი, რადგან დანამატი შეიძლება დატოვოს და შემდეგ დაბრუნდეს - მაშინ ჩვენ დავივიწყებთ რაღაცას. თუ გრძელვადიანი მეხსიერება ჩამოყალიბდა, იქ ყველაფერი ბევრად უფრო რთულია და იქ მუშაობს სხვა ტიპის გლუტამატის რეცეპტორები, რომლებსაც შეუძლიათ ნერვული უჯრედის მემბრანიდან სიგნალის გადაცემა პირდაპირ ბირთვულ დნმ-ზე. და ამ სიგნალის მიღების შემდეგ, ბირთვული დნმ იწვევს გლუტამინის მჟავაში დამატებითი რეცეპტორების სინთეზს და ეს რეცეპტორები ჩაშენებულია სინაფსურ მემბრანებში და სინაფსი იწყებს უფრო ეფექტურად მუშაობას. მაგრამ ეს არ ხდება მყისიერად, როგორც მაგნიუმის დანამატის დარტყმის შემთხვევაში, მაგრამ ამას რამდენიმე საათი სჭირდება, მოითხოვს გამეორებას. მაგრამ თუ ეს მოხდა, მაშინ სერიოზულად და დიდი ხნის განმავლობაში, და ეს არის ჩვენი გრძელვადიანი მეხსიერების საფუძველი.
რა თქმა უნდა, ფარმაკოლოგები იყენებენ გლუტამატის რეცეპტორებს ტვინის სხვადასხვა ფუნქციებზე ზემოქმედებისთვის, ძირითადად ნერვული სისტემის აგზნების შესამცირებლად. ძალიან ცნობილ წამალს კეტამინი ჰქვია. მუშაობს როგორც საანესთეზიო. კეტამინი, გარდა ამისა, ცნობილია, როგორც ნარკოტიკული ეფექტის მქონე მოლეკულა, რადგან ანესთეზიიდან გამოსვლისას ხშირად ჩნდება ჰალუცინაციები, ამიტომ კეტამინს ჰალუცინოგენურ, ფსიქოდელიურ წამლადაც მოიხსენიებენ, მასთან გამკლავება ძალიან რთულია. მაგრამ ფარმაკოლოგიაში ეს ხშირად ხდება: ნივთიერება, რომელიც ყველაზე საჭიროა ნარკოტიკი, აქვს გარკვეული გვერდითი მოვლენები, რაც საბოლოოდ იწვევს იმ ფაქტს, რომ ამ ნივთიერების განაწილება და გამოყენება უნდა იყოს ძალიან მკაცრად კონტროლირებადი.
გლუტამატთან დაკავშირებით ძალიან კარგად ცნობილი კიდევ ერთი მოლეკულა არის მემანტინი, ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია საკმაოდ ნაზად დაბლოკოს NMDA რეცეპტორები და, შედეგად, შეამციროს ცერებრალური ქერქის აქტივობა სხვადასხვა უბანში. მემანტინი გამოიყენება სიტუაციების საკმაოდ ფართო სპექტრში. მისი აფთიაქის სახელია აკატინოლი. იგი გამოიყენება აგზნების საერთო დონის შესამცირებლად, რათა შემცირდეს ეპილეფსიური კრუნჩხვების ალბათობა და, შესაძლოა, მემანტინის ყველაზე აქტიური გამოყენება არის ნეიროდეგენერაციისა და ალცჰეიმერის დაავადების სიტუაციებში.
ისტორიულად, პირველი ღია შუამავლები იყო აცეტილქოლინი და მონოამინები. ეს გამოწვეულია მათი ფართო გავრცელებით პერიფერიულ ნერვულ სისტემაში (მინიმუმ აცეტილქოლინისა და ნორეპინეფრინის შემთხვევაში). თუმცა, ისინი შორს არიან ცნს-ის ყველაზე გავრცელებული შუამავლებისგან. თავის ტვინისა და ზურგის ტვინის ნერვული უჯრედების 80%-ზე მეტი იყენებს ამინომჟავურ ნივთიერებებს, როგორც შუამავლებს, რომლებიც ატარებენ სენსორული, საავტომობილო და სხვა სიგნალების დიდ ნაწილს. ნეირონული ქსელები(აგზნებადი ამინომჟავები), ასევე აკონტროლებენ ამ ტრანსფერს (ინჰიბიტორული ამინომჟავები). შეიძლება ითქვას, რომ ამინომჟავები ახორციელებენ ინფორმაციის სწრაფ გადაცემას, ხოლო მონოამინები და აცეტილქოლინი ქმნიან ზოგად მოტივაციურ და ემოციურ ფონს და „აკვირდებიან“ სიფხიზლის დონეს. ტვინის აქტივობის რეგულირების უფრო „ნელი“ დონეც კი არსებობს - ეს არის ნეიროპეპტიდების სისტემები და ჰორმონალური ზემოქმედება ცენტრალურ ნერვულ სისტემაზე.
მონოამინების წარმოქმნასთან შედარებით, ამინომჟავების შუამავლების სინთეზი უფრო მარტივი პროცესია უჯრედისთვის და ყველა მათგანი მარტივია ქიმიური შემადგენლობით. ამ ჯგუფის შუამავლებს ახასიათებთ სინაფსური ეფექტების უფრო მეტი სპეციფიკა - ან კონკრეტულ ნაერთს აქვს აღმგზნები თვისებები (გლუტამინის და ასპარტინის მჟავები) ან ინჰიბიტორული თვისებები (გლიცინი და გამა-ამინობუტერინის მჟავა - GABA). ამინომჟავების აგონისტები და ანტაგონისტები იწვევენ უფრო პროგნოზირებად ეფექტებს ცნს-ში, ვიდრე აცეტილქოლინისა და მონოამინის აგონისტები და ანტაგონისტები. მეორეს მხრივ, გლუტამატის ან GABAergic სისტემებზე ზემოქმედება ხშირად იწვევს ზედმეტად "ფართო" ცვლილებებს მთელ ცნს-ში, რაც ქმნის საკუთარ სირთულეებს.
ცენტრალური ნერვული სისტემის მთავარი ამგზნები ნეიროტრანსმიტერია გლუტამინის მჟავა.ნერვულ ქსოვილში გლუტამინის მჟავისა და მისი წინამორბედი გლუტამინის ურთიერთ გარდაქმნები შემდეგია:
როგორც არასასურველი დიეტური ამინომჟავა, ის ფართოდ არის გავრცელებული ცილოვან მრავალფეროვნებაში და მისი ყოველდღიური მიღება არის მინიმუმ 5-10 გ. თუმცა საკვებიდან მიღებული გლუტამინის მჟავა ჩვეულებრივ ძალიან ცუდად აღწევს ჰემატოენცეფალურ ბარიერში, რაც გვიცავს ტვინის აქტივობის სერიოზული დარღვევებისგან. ცენტრალური ნერვული სისტემისთვის საჭირო თითქმის ყველა გლუტამატი სინთეზირდება უშუალოდ ნერვულ ქსოვილში, მაგრამ სიტუაცია ართულებს იმ ფაქტს, რომ ეს ნივთიერება ასევე არის შუალედური ეტაპი ამინომჟავების უჯრედშიდა მეტაბოლიზმის პროცესებში. ამრიგად, ნერვული უჯრედები შეიცავს უამრავ გლუტამინის მჟავას, რომლის მხოლოდ მცირე ნაწილი ასრულებს შუამავლის ფუნქციებს. ასეთი გლუტამატის სინთეზი ხდება პრესინაფსურ დაბოლოებებში; მთავარი წინამორბედი წყაროა ამინომჟავა გლუტამინი.
სინაფსურ ნაპრალში გათავისუფლებით, ნეიროტრანსმიტერი მოქმედებს შესაბამის რეცეპტორებზე. გლუტამინის მჟავის რეცეპტორების მრავალფეროვნება ძალიან დიდია. ამჟამად, არსებობს სამი ტიპის იონოტროპული და რვამდე ტიპის მეტაბოტროპული რეცეპტორები. ეს უკანასკნელი ნაკლებად გავრცელებული და ნაკლებად შესწავლილია. მათი ეფექტი შეიძლება განხორციელდეს როგორც აცენილატციკლაზას აქტივობის დათრგუნვით, ასევე დიაცილგლიცეროლის და ინოზიტოლ ტრიფოსფატის წარმოქმნის გაძლიერებით.
გლუტამინის მჟავას იონოტროპულ რეცეპტორებს სახელები მიიღეს კონკრეტული აგონისტებისაგან: NMDA რეცეპტორები (N-მეთილ-D-ასპარტატის აგონისტი), AMPA რეცეპტორები (ალფა-ამინოჰიდროქსიმეთილისოქსანოლპროპიონის მჟავას აგონისტი) და კაინატის რეცეპტორები (კაინის მჟავის აგონისტი). დღეს ყველაზე მეტი ყურადღება პირველ მათგანს ექცევა. NMDA რეცეპტორები ფართოდ არის გავრცელებული ცნს-ში ზურგის ტვინიდან თავის ტვინის ქერქამდე, მათი უმეტესობა ჰიპოკამპუსში. რეცეპტორი (ნახ. 3.36) შედგება ოთხი ქვეერთეული ცილისგან, გლუტამინის მჟავას შებოჭვის ორი აქტიური ცენტრით. 1 და გლიცინის შეკავშირების ორი აქტიური ადგილი 2. ეს ცილები იქმნება იონური არხი, რომელიც შეიძლება დაბლოკოს მაგნიუმის იონმა 3 და არხის ბლოკატორები 4.
ანდაზა ეხება შუამავლის ბედს, რომელმაც შეასრულა თავისი როლი სიგნალის გადაცემაში: მავმა თავისი საქმე გააკეთა - მავმა უნდა წავიდეს. თუ ნეიროტრანსმიტერი რჩება პოსტსინაფსურ მემბრანაზე, ის ხელს შეუშლის ახალი სიგნალების გადაცემას. გამოყენებული მედიატორის მოლეკულების აღმოფხვრის რამდენიმე მექანიზმი არსებობს: დიფუზია, ფერმენტული გაყოფა და ხელახალი გამოყენება.
დიფუზიით, შუამავლის მოლეკულების გარკვეული ნაწილი ყოველთვის ტოვებს სინაფსურ ნაპრალს, ზოგიერთ სინაფსში კი ეს მექანიზმია მთავარი. ფერმენტული გაყოფა არის აცეტილქოლინის მოცილების მთავარი გზა ნეირომუსკულარულ შეერთებაზე: ამას აკეთებს ქოლინესტერაზა, რომელიც მიმაგრებულია ბოლო ფირფიტის ნაკეცების კიდეებზე. მიღებული აცეტატი და ქოლინი უბრუნდება პრესინაფსურ დასასრულს სპეციალური დაჭერის მექანიზმით.
ცნობილია ორი ფერმენტი, რომელიც არღვევს ბიოგენურ ამინებს: მონოამინ ოქსიდაზა (MAO) და კატექოლ-ო-მეთილტრანსფერაზა (COMT). ცილოვანი ბუნების ნეიროტრანსმიტერების დაშლა შეიძლება მოხდეს უჯრედგარე პეპტიდაზების მოქმედებით, თუმცა ასეთი შუამავლები ჩვეულებრივ ქრება სინაფსიდან უფრო ნელა, ვიდრე დაბალმოლეკულური წონა და ხშირად ტოვებენ სინაფსს დიფუზიით.
მედიატორების ხელახალი გამოყენება ემყარება მათი მოლეკულების დაჭერის მექანიზმებს, რომლებიც სპეციფიკურია სხვადასხვა ნეიროტრანსმიტერებისთვის, როგორც თავად ნეირონების, ასევე გლიური უჯრედების მიერ; ამ პროცესში ჩართულია სპეციალური სატრანსპორტო მოლეკულები. სპეციფიური ხელახალი გამოყენების მექანიზმები ცნობილია ნორადრენალინის, დოფამინის, სეროტონინის, გლუტამატის, GABA, გლიცინის და ქოლინის (მაგრამ არა აცეტილქოლინისთვის). ზოგიერთი ფსიქოფარმაკოლოგიური ნივთიერება ბლოკავს მედიატორის ხელახლა გამოყენებას (მაგალითად, ბიოგენური ამინები ან GABA) და ამით ახანგრძლივებს მათ მოქმედებას.
ცალკეული მედიატორული სისტემები
ყველაზე მნიშვნელოვანი ნეიროტრანსმიტერების ქიმიური სტრუქტურა ნაჩვენებია სურათზე 6.1.
აცეტილქოლინი
იგი წარმოიქმნება ფერმენტ აცეტილტრანსფერაზას გამოყენებით აცეტილკოენზიმ A-დან და ქოლინიდან, რომელსაც ნეირონები არ სინთეზირებენ, მაგრამ იღებენ სინაფსური ნაპრალისგან ან სისხლიდან. ეს არის ზურგის ტვინის ყველა მოტორული ნეირონისა და ავტონომიური განგლიების ერთადერთი შუამავალი; ამ სინაფსებში მისი მოქმედება განპირობებულია H-ქოლინერგული რეცეპტორებით, ხოლო არხის კონტროლი არის პირდაპირი, იონოტროპული. აცეტილქოლინი გამოიყოფა აგრეთვე ავტონომიური ნერვული სისტემის პარასიმპათიკური განყოფილების პოსტგანგლიური დაბოლოებით: აქ იგი აკავშირებს M-ქოლინერგულ რეცეპტორებს, ე.ი. მოქმედებს მეტაბოტროპულად. თავის ტვინში მას იყენებენ, როგორც ნეიროტრანსმიტერს მრავალი პირამიდული კორტიკალური უჯრედებით, რომლებიც მოქმედებენ ბაზალურ განგლიებზე, მაგალითად, ტვინში წარმოქმნილი აცეტილქოლინის მთლიანი რაოდენობის დაახლოებით 40% გამოიყოფა კუდის ბირთვში. აცეტილქოლინის დახმარებით თავის ტვინის ნუშისებრი ჯირკვლები აღაგზნებს ცერებრალური ქერქის უჯრედებს.
M-ქოლინერგული რეცეპტორები გვხვდება თავის ტვინის ყველა ნაწილში (ქერქი, ლიმფური სისტემის სტრუქტურები, თალამუსი, ღერო), ისინი განსაკუთრებით მრავალრიცხოვანია რეტიკულურ წარმონაქმნებში. ქოლინერგული ბოჭკოების დახმარებით შუა ტვინი უკავშირდება თავის ტვინის ზედა ღეროს სხვა ნეირონებს, ოპტიკურ ტუბერკულოზებს და ქერქს. შესაძლოა, ამ კონკრეტული გზების გააქტიურება აუცილებელია ძილიდან სიფხიზლეზე გადასვლისთვის, ნებისმიერ შემთხვევაში, ელექტროენცეფალოგრამაში დამახასიათებელი ცვლილებები ქოლინესტერაზას ინჰიბიტორების მიღების შემდეგ ადასტურებს ამ ვერსიას.
პროგრესირებადი დემენციის დროს, რომელიც ცნობილია როგორც ალცჰეიმერის დაავადება, აცეტილტრანსფერაზას აქტივობის დაქვეითება დაფიქსირდა მაინერტის ბირთვების ნეირონებში, რომლებიც მდებარეობს ბაზალურ წინა ტვინში, პირდაპირ ზოლის ქვეშ. ამ მხრივ ირღვევა ქოლინერგული გადაცემა, რაც დაავადების განვითარების მნიშვნელოვან რგოლად ითვლება.
აცეტილქოლინის ანტაგონისტები, როგორც ნაჩვენებია ცხოველებზე ექსპერიმენტებში, აფერხებენ პირობითი რეფლექსების წარმოქმნას და ამცირებენ გონებრივი აქტივობის ეფექტურობას. ქოლინესთერაზას ინჰიბიტორები იწვევს აცეტილქოლინის დაგროვებას, რასაც თან ახლავს მოკლევადიანი მეხსიერების გაუმჯობესება, პირობითი რეფლექსების დაჩქარებული ფორმირება და მეხსიერების კვალის უკეთესი შენარჩუნება.
საკმაოდ პოპულარულია მოსაზრება, რომ ტვინის ქოლინერგული სისტემები უკიდურესად აუცილებელია მისი ინტელექტუალური აქტივობის განსახორციელებლად და ემოციების ინფორმაციული კომპონენტის უზრუნველსაყოფად.
ბიოგენური ამინები
როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ტიროზინისაგან სინთეზირდება ბიოგენური ამინები და სინთეზის თითოეულ სტადიას სპეციალური ფერმენტი აკონტროლებს. თუ უჯრედს აქვს ასეთი ფერმენტების სრული ნაკრები, მაშინ ის გამოყოფს ადრენალინს და უფრო მცირე რაოდენობით მის წინამორბედებს - ნორეპინეფრინს და დოფამინს. მაგალითად, ე.წ. თირკმელზედა ჯირკვლის მედულას ქრომაფინის უჯრედები გამოყოფენ ადრენალინს (80% სეკრეცია), ნორეპინეფრინს (18%) და დოფამინს (2%). თუ ადრენალინის წარმოქმნის ფერმენტი არ არის, მაშინ უჯრედს შეუძლია მხოლოდ ნორეპინეფრინის და დოფამინის გამოყოფა, ხოლო თუ არ არის საჭირო ფერმენტი ნორეპინეფრინის სინთეზისთვის, მაშინ დოფამინი იქნება ერთადერთი გამოთავისუფლებული შუამავალი, რომლის წინამორბედი L- DOPA, არ გამოიყენება როგორც შუამავალი.
დოფამინს, ნორეპინეფრინს და ეპინეფრინს ხშირად უწოდებენ კატექოლამინებს. ისინი აკონტროლებენ მეტაბოტროპულ ადრენორეცეპტორებს, რომლებიც გვხვდება არა მხოლოდ ნერვულ, არამედ სხეულის სხვა ქსოვილებშიც. ადრენორეცეპტორები იყოფა ალფა-1 და ალფა-2, ბეტა-1 და ბეტა-2: ფიზიოლოგიური ეფექტები, რომლებიც გამოწვეულია სხვადასხვა რეცეპტორებზე კატექოლამინების დამატებით, მნიშვნელოვნად განსხვავდება. სხვადასხვა რეცეპტორების თანაფარდობა არ არის იგივე სხვადასხვა ეფექტურ უჯრედებში. ყველა კატექოლამინის საერთო ადრენორეცეპტორებთან ერთად, არსებობს დოფამინის სპეციფიკური რეცეპტორები, რომლებიც გვხვდება ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში და სხვა ქსოვილებში, მაგალითად, სისხლძარღვების გლუვ კუნთებში და გულის კუნთში.
ადრენალინი თირკმელზედა ჯირკვლის მედულას მთავარი ჰორმონია, მის მიმართ განსაკუთრებით მგრძნობიარეა ბეტა რეცეპტორები. არსებობს ინფორმაცია ტვინის ზოგიერთი უჯრედის მიერ ადრენალინის შუამავლის გამოყენების შესახებ. ნორეპინეფრინი გამოიყოფა ავტონომიური ნერვული სისტემის სიმპათიკური განყოფილების პოსტგანგლიური ნეირონებით, ხოლო ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში ზურგის ტვინის, ცერებრალური და ცერებრალური ქერქის ცალკეული ნეირონებით. ნორადრენერგული ნეირონების ყველაზე დიდი დაგროვება არის ლურჯი ლაქები - ტვინის ღეროს ბირთვები.
ითვლება, რომ REM ძილის დაწყება დაკავშირებულია ამ ნორადრენერგული ნეირონების აქტივობასთან, მაგრამ მათი ფუნქცია მხოლოდ ამით არ შემოიფარგლება. ცისფერ ლაქებამდე როსტრალურად არის აგრეთვე ნორადრენერგული ნეირონები, რომელთა გადაჭარბებული აქტივობა წამყვან როლს ასრულებს ე.წ. პანიკის სინდრომი, რომელსაც თან ახლავს გადაულახავი საშინელების განცდა.
დოფამინი სინთეზირებულია ნეირონების მიერ შუა ტვინში და დიენცეფალურ რეგიონში, რომლებიც ქმნიან თავის ტვინის სამ დოფამინერგულ სისტემას. ეს, პირველ რიგში, ნიგროსტრიატალური სისტემაა: იგი წარმოდგენილია ნეირონებით შუა ტვინის შავი სუბსტანციაში, რომელთა აქსონები მთავრდება კუდიანი ბირთვებითა და პუტამენით. მეორეც, ეს არის მეზოლიმბური სისტემა, რომელიც წარმოიქმნება პონსის ვენტრალური ტეგმენტუმის ნეირონების მიერ, მათი აქსონები ანერვირებენ ძგიდის, ნუშისებრი ჯირკვლების, შუბლის ქერქის ნაწილს, ე.ი. თავის ტვინის ლიმფური სისტემის სტრუქტურები. და, მესამე, მეზოკორტიკალური სისტემა: მისი ნეირონები შუა ტვინშია და მათი აქსონები მთავრდება წინა ცინგულარული გირუსით, შუბლის ქერქის ღრმა ფენებში, ენტორინალურ და პირიფორმულ (მსხლის ფორმის) ქერქში. დოფამინის ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია შუბლის ქერქშია.
დოფამინერგული სტრუქტურები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მოტივაციისა და ემოციების ფორმირებაში, ყურადღების შეკავების მექანიზმებში და ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში პერიფერიიდან ყველაზე მნიშვნელოვანი სიგნალების შერჩევაში. შავი სუბსტანცია ნეირონების დეგენერაცია იწვევს მოძრაობის დარღვევის ერთობლიობას, რომელიც ცნობილია როგორც პარკინსონის დაავადება. ამ დაავადების სამკურნალოდ გამოიყენება დოფამინის წინამორბედი L-DOPA, რომელიც, განსხვავებით თავად დოფამინისგან, შეუძლია გადალახოს ჰემატოენცეფალური ბარიერი. ზოგიერთ შემთხვევაში, პარკინსონის დაავადების მკურნალობის მცდელობები ხდება ნაყოფის თირკმელზედა ჯირკვლის მედულას ქსოვილის ცერებრალურ პარკუჭში შეყვანით. შეყვანილი უჯრედები შეიძლება გაგრძელდეს ერთ წლამდე და კვლავ გამოიმუშაონ დოფამინის მნიშვნელოვანი რაოდენობა.
შიზოფრენიის დროს აღინიშნება მეზოლიმბური და მეზოკორტიკალური სისტემების გაზრდილი აქტივობა, რაც ბევრის აზრით ტვინის დაზიანების ერთ-ერთ მთავარ მექანიზმად ითვლება. ამის საპირისპიროდ, ე.წ. ძირითადი დეპრესია უნდა გამოიყენოს მედიკამენტები, რომლებიც ზრდის კატექოლამინების კონცენტრაციას ცენტრალური ნერვული სისტემის სინაფსებში. ანტიდეპრესანტები ბევრ პაციენტს ეხმარება, მაგრამ, სამწუხაროდ, მათ არ შეუძლიათ გაახარონ ჯანმრთელი ადამიანები, უბრალოდ განიცდიან უბედურ დროს მათ ცხოვრებაში.
სეროტონინი
ეს დაბალი მოლეკულური წონის ნეიროტრანსმიტერი წარმოიქმნება ამინომჟავის ტრიპტოფანისგან სინთეზში მონაწილე ორი ფერმენტის დახმარებით. სეროტონერგული ნეირონების მნიშვნელოვანი დაგროვება გვხვდება რაფის ბირთვებში, თხელი ზოლი კუდის რეტიკულური წარმონაქმნის შუა ხაზის გასწვრივ. ამ ნეირონების ფუნქცია დაკავშირებულია ყურადღების დონის რეგულირებასთან და ძილ-ღვიძილის ციკლის რეგულირებასთან. სეროტონერგული ნეირონები ურთიერთქმედებენ ქოლინერგულ სტრუქტურებთან tegmentum pons და ნორადრენერგულ ნეირონებთან locus coeruleus-ში. სეროტონერგული რეცეპტორების ერთ-ერთი ბლოკატორი არის LSD, ამ ფსიქოტროპული ნივთიერების მიღების შედეგია ცნობიერებაში ისეთი სენსორული სიგნალების შეუფერხებელი გადასვლა, რომლებიც ჩვეულებრივ დაგვიანებულია.
ჰისტამინი
ეს ნივთიერება ბიოგენური ამინების ჯგუფიდან სინთეზირებულია ამინომჟავა ჰისტიდინისგან და ყველაზე დიდი რაოდენობით გვხვდება სისხლის მასტ უჯრედებში და ბაზოფილურ გრანულოციტებში: იქ ჰისტამინი მონაწილეობს სხვადასხვა პროცესების რეგულაციაში, მათ შორის დაუყოვნებელი ალერგიის ფორმირებაში. რეაქციები. უხერხემლოებში ის საკმაოდ გავრცელებული შუამავალია, ადამიანებში კი გამოიყენება როგორც ნეიროტრანსმიტერი ჰიპოთალამუსში, სადაც მონაწილეობს ენდოკრინული ფუნქციების რეგულირებაში.
გლუტამატი
ყველაზე გავრცელებული ამგზნები ნეიროტრანსმიტერი თავის ტვინში. იგი გამოიყოფა სენსორული ნეირონების უმეტესობის აქსონებით, ვიზუალური ქერქის პირამიდული უჯრედებით, ასოციაციური ქერქის ნეირონებით, რომლებიც ქმნიან პროექციებს ზოლიან ზოლზე.
ამ შუამავლის რეცეპტორები იყოფა იონოტროპულ და მეტაბოტროპულად. იონოტროპული გლუტამატის რეცეპტორები იყოფა ორ ტიპად, მათი აგონისტებისა და ანტაგონისტების მიხედვით: NMDA (N-მეთილ-D-ასპარტატი) და არა-NMDA. NMDA რეცეპტორები დაკავშირებულია კათიონურ არხებთან, რომლებშიც შესაძლებელია ნატრიუმის, კალიუმის და კალციუმის იონების გადინება, ხოლო არა-NMDA რეცეპტორების არხები არ აძლევენ კალციუმის იონების გავლის საშუალებას. კალციუმი, რომელიც შედის NMDA რეცეპტორების არხებით, ააქტიურებს კალციუმზე დამოკიდებული მეორე მესინჯერების რეაქციების კასკადს. ითვლება, რომ ეს მექანიზმი ძალიან მნიშვნელოვან როლს თამაშობს მეხსიერების კვალის ფორმირებაში. არხები, რომლებიც დაკავშირებულია NMDA რეცეპტორებთან, იხსნება ნელა და მხოლოდ გლიცინის თანდასწრებით: ისინი იბლოკება მაგნიუმის იონებითა და ნარკოტიკული ჰალუცინოგენით, ფენციკლიდინი (ინგლისურ ლიტერატურაში "ანგელოზის მტვერს" უწოდებენ).
ჰიპოკამპუსში NMDA რეცეპტორების გააქტიურება დაკავშირებულია ძალიან საინტერესო ფენომენის გაჩენასთან - გრძელვადიანი გაძლიერება, ნეირონების აქტივობის განსაკუთრებული ფორმა, რომელიც აუცილებელია გრძელვადიანი მეხსიერების ფორმირებისთვის (იხ. თავი 17). ასევე საინტერესოა ის ფაქტი, რომ გლუტამატის ზედმეტად მაღალი კონცენტრაცია ტოქსიკურია ნეირონებისთვის - ეს გარემოება გასათვალისწინებელია ტვინის გარკვეულ დაზიანებებში (სისხლჩაქცევები, ეპილეფსიური კრუნჩხვები, დეგენერაციული დაავადებები, მაგალითად, ჰანტინგტონის ქორეა).
GABA და გლიცინი
ორი ამინომჟავის ნეიროტრანსმიტერი არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ინჰიბიტორული ნეიროტრანსმიტერი. გლიცინი აფერხებს ზურგის ტვინის ინტერნეირონებისა და მოტორული ნეირონების აქტივობას. GABA-ს მაღალი კონცენტრაცია დაფიქსირდა ცერებრალური ქერქის ნაცრისფერ ნივთიერებაში, განსაკუთრებით შუბლის წილებს, ქერქქვეშა ბირთვებში (კუდიანი ბირთვი და globus pallidus), თალამუსში, ჰიპოკამპუსში, ჰიპოთალამუსში და რეტიკულურ წარმონაქმნებში. ზურგის ტვინის, ყნოსვითი ტრაქტის, ბადურის და ტვინის ზოგიერთი ნეირონი გამოიყენება როგორც GABA-ს ინჰიბიტორული შუამავალი.
GABA-დან მიღებული მთელი რიგი ნაერთები (პირაცეტამი, ამინოლონი, ნატრიუმის ოქსიბუტირატი ან GHB - გამა-ჰიდროქსიბუტირიუმის მჟავა) ასტიმულირებს ტვინის სტრუქტურების მომწიფებას და ნეირონების პოპულაციებს შორის სტაბილური კავშირების ფორმირებას. ეს ხელს უწყობს მეხსიერების ფორმირებას, რაც იყო ამ ნაერთების კლინიკურ პრაქტიკაში გამოყენების მიზეზი ტვინის სხვადასხვა დაზიანების შემდეგ აღდგენის პროცესების დასაჩქარებლად.
ვარაუდობენ, რომ GABA-ს ფსიქოტროპული აქტივობა განისაზღვრება მისი შერჩევითი ეფექტით ტვინის ინტეგრაციულ ფუნქციებზე, რაც მოიცავს ტვინის ურთიერთქმედების სტრუქტურების აქტივობის ბალანსის ოპტიმიზაციას. ასე, მაგალითად, შიშის, ფობიის მდგომარეობებში პაციენტებს ეხმარებიან სპეციალური სადაზღვევო საშუალებები - ბენზოდიაზეპინები, რომელთა მოქმედება მიზნად ისახავს GABA-ერგიული რეცეპტორების მგრძნობელობის გაზრდას.
ნეიროპეპტიდები
ამჟამად, დაახლოებით 50 პეპტიდი განიხილება, როგორც შესაძლო ნეიროტრანსმიტერები, ზოგიერთი მათგანი ადრე ცნობილი იყო, როგორც ნეირონების მიერ გამოთავისუფლებული ნეიროჰორმონები, მაგრამ მოქმედებენ ტვინის გარეთ: ვაზოპრესინი, ოქსიტოცინი. პირველად შეისწავლეს სხვა ნეიროპეპტიდები, როგორც საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის ადგილობრივი ჰორმონები, მაგალითად, გასტრინი, ქოლეცისტოკინინი და ა.შ., ასევე სხვა ქსოვილებში წარმოქმნილი ჰორმონები: ანგიოტენზინი, ბრადიკინინი და ა.შ.
მათი ყოფითი შესაძლებლობების არსებობა ჯერ კიდევ არ არის საეჭვო, მაგრამ როდესაც შესაძლებელია დადგინდეს, რომ კონკრეტული პეპტიდი გამოიყოფა ნერვული დაბოლოებით და მოქმედებს მეზობელ ნეირონზე, მას სამართლიანად მოიხსენიებენ, როგორც ნეიროტრანსმიტერს. თავის ტვინში ნეიროპეპტიდების მნიშვნელოვანი რაოდენობა გამოიყენება ჰიპოთალამურ-ჰიპოფიზის სისტემაში, თუმცა არანაკლებ ცნობილია, მაგალითად, პეპტიდების ფუნქცია ტკივილის მგრძნობელობის გადაცემაში ზურგის ტვინის დორსალურ რქებში.
ყველა პეპტიდი წარმოიქმნება დიდი წინამორბედი მოლეკულებისგან, რომლებიც სინთეზირდება უჯრედის სხეულში, მოდიფიცირებულია ციტოპლაზმურ რეტიკულუმში, გარდაიქმნება გოლჯის აპარატში და მიეწოდება ნერვულ დაბოლოებას სეკრეტორულ ვეზიკულებში სწრაფი აქსონალური ტრანსპორტით. ნეიროპეპტიდებს შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც აღმგზნები, ასევე ინჰიბიტორული შუამავლები. ხშირად ისინი ნეირომოდულატორებივით იქცევიან, ე.ი. თავად არ გადასცემენ სიგნალს, მაგრამ, საჭიროებიდან გამომდინარე, ზრდის ან ამცირებს ცალკეული ნეირონების ან მათი პოპულაციების მგრძნობელობას ამგზნები ან ინჰიბიტორული ნეიროტრანსმიტერების მოქმედების მიმართ.
ამინომჟავების ჯაჭვის იდენტური სექციებით შეიძლება გამოვლინდეს მსგავსება ცალკეულ ნეიროპეპტიდებს შორის. მაგალითად, ყველა ენდოგენურ ოპიატურ პეპტიდს ჯაჭვის ერთ ბოლოში აქვს იგივე ამინომჟავების თანმიმდევრობა: ტიროზინი-გლიცინი-გლიცინი-ფენილალანინი. სწორედ ეს ადგილია პეპტიდის მოლეკულის აქტიური ცენტრი. ხშირად, ცალკეულ პეპტიდებს შორის ასეთი მსგავსების აღმოჩენა მიუთითებს მათ გენეტიკურ ურთიერთობაზე. ამ ურთიერთობის შესაბამისად, გამოვლინდა ნეიროაქტიური პეპტიდების რამდენიმე ძირითადი ოჯახი:
1.ოპიატური პეპტიდები: ლეიცინ-ენკეფალინი, მეთიონინ-ენკეფალინი, ალფა-ენდორფინი, გამა-ენდორფინი, ბეტა-ენდორფინი, დინორფინი, ალფა-ნეოენდორფინი.
2. ნეიროჰიპოფიზის პეპტიდები: ვაზოპრესინი, ოქსიტოცინი, ნეიროფიზინი.
3. ტაქიკინინები: ნივთიერება P, ბომბეზინი, ფიზალემინი, კასინინი, უპეროლეინი, ელედოიზინი, ნივთიერება K.
4. სეკრეტინები: სეკრეტინი, გლუკაგონი, VIP (ვაზოაქტიური ნაწლავის პეპტიდი), სომატოტროპინის გამომყოფი ფაქტორი.
5. ინსულინები: ინსულინი, ინსულინის მსგავსი ზრდის ფაქტორები I და II.
6. სომატოსტატინები: სომატოსტატინი, პანკრეასის პოლიპეპტიდი.
7. გასტრინები: გასტრინი, ქოლეცისტოკინინი.
ზოგიერთ ნეირონს შეუძლია ერთდროულად გაათავისუფლოს პეპტიდური და მცირე მოლეკულური შუამავლები, როგორიცაა აცეტილქოლინი და VIP, ორივე მოქმედებენ ერთსა და იმავე სამიზნეზე, როგორც სინერგისტები. მაგრამ ეს შეიძლება იყოს განსხვავებული, მაგალითად, ჰიპოთალამუსში, სადაც ერთი ნეირონის მიერ გამოყოფილი გლუტამატი და დინორფინი მოქმედებს ერთსა და იმავე პოსტსინაფტიურ სამიზნეზე, მაგრამ გლუტამატი აღაგზნებს და ოპიოიდური პეპტიდი თრგუნავს. სავარაუდოდ, პეპტიდები ასეთ შემთხვევებში მოქმედებენ როგორც ნეირომოდულატორები. ზოგჯერ ნეიროტრანსმიტერთან ერთად გამოიყოფა ატფ-იც, რომელიც ზოგიერთ სინაფსში ასევე განიხილება როგორც შუამავალი, თუ, რა თქმა უნდა, შესაძლებელია დადასტურდეს მის რეცეპტორების არსებობა პოსტსინაფსურ მემბრანაზე.
ოპიატური პეპტიდები
ოპიატური პეპტიდების ოჯახი მოიცავს ათზე მეტ ნივთიერებას, რომელთა მოლეკულები მოიცავს 5-დან 31 ამინომჟავას. ამ ნივთიერებებს აქვთ საერთო ბიოქიმიური თვისებები, თუმცა მათი სინთეზის გზები შეიძლება განსხვავდებოდეს. მაგალითად, ბეტა-ენდორფინის სინთეზი დაკავშირებულია ადრენოკორტიკოტროპული ჰორმონის (ACTH) წარმოქმნასთან საერთო დიდი წინამორბედი ცილის მოლეკულისგან, პროოპიომელანოკორტინისგან, ხოლო ენკეფალინები წარმოიქმნება სხვა წინამორბედისგან, ხოლო დინორფინი - მესამედან.
ოპიატური პეპტიდების ძიება მას შემდეგ დაიწყო, რაც ტვინში ოპიუმის ალკალოიდებს (მორფინი, ჰეროინი და ა.შ.) აკავშირებენ ოპიუმის რეცეპტორების აღმოჩენის შემდეგ. იმის გამო, რომ ძნელი წარმოსადგენია ასეთი რეცეპტორების გამოჩენა მხოლოდ უცხო ნივთიერებების დასაკავშირებლად, მათ დაიწყეს სხეულის შიგნით დათვალიერება. 1975 წელს ბუნებამ იტყობინება ორი პატარა პეპტიდის აღმოჩენა, რომლებიც შედგებოდა ხუთი ამინომჟავისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ოპიატის რეცეპტორებთან და უფრო ძლიერი იყო ვიდრე მორფინი. ამ მოხსენების ავტორებმა (Hughes J., Smith T.W., Kosterlitz H.W. და სხვ.) აღმოჩენილ ნივთიერებებს ენკეფალინები (ანუ თავში) უწოდეს. მეშვეობით მოკლე დროჰიპოთალამურ-ჰიპოფიზის ექსტრაქტიდან კიდევ სამი პეპტიდი გამოიყო, რომელსაც ენდორფინები უწოდეს, ე.ი. ენდოგენური მორფინები, შემდეგ აღმოაჩინეს დინორფინი და ა.შ.
ყველა ოპიატურ პეპტიდს ზოგჯერ ენდორფინებს უწოდებენ. ისინი მორფინზე უკეთ უკავშირდებიან ოპიატურ რეცეპტორებს და 20-დან 700-ჯერ უფრო ძლიერია ვიდრე მორფინი. აღწერილია ოპიატური რეცეპტორების ხუთი ფუნქციური ტიპი, რომლებიც თავად პეპტიდებთან ერთად ქმნიან ძალიან რთულ სისტემას. პეპტიდის რეცეპტორთან მიმაგრება იწვევს cAMP სისტემასთან დაკავშირებული მეორე მესინჯერების წარმოქმნას.
ოპიოიდური პეპტიდების ყველაზე მაღალი შემცველობა ჰიპოფიზის ჯირკვალშია, მაგრამ ისინი სინთეზირდება ძირითადად ჰიპოთალამუსში. ბეტა-ენდორფინის მნიშვნელოვანი რაოდენობა გვხვდება თავის ტვინის ლიმბურ სისტემაში, ის ასევე გვხვდება სისხლში. ენკეფალინების კონცენტრაცია განსაკუთრებით მაღალია ზურგის ტვინის უკანა რქებში, სადაც ტკივილის დაბოლოებების სიგნალები გადადის: იქ ენკეფალინები ამცირებენ P ნივთიერების გამოყოფას, შუამავალი ტკივილის შესახებ ინფორმაციის გადაცემისთვის.
ექსპერიმენტულ ცხოველებში ანესთეზია შეიძლება გამოიწვიონ ბეტა-ენდორფინის მიკროინექციით ცერებრალურ პარკუჭში. ტკივილის შემსუბუქების კიდევ ერთი მეთოდია პარკუჭის ირგვლივ მდებარე ნეირონების ელექტრული სტიმულაცია: ეს ზრდის ენდორფინებისა და ენკეფალინის კონცენტრაციას ცერებროსპინალურ სითხეში. იმავე შედეგამდე, ე.ი. ანესთეზიამდე, როგორც b-ენდორფინების დანერგვამ, ისე პერივენტრიკულური (პერივენტრიკულური) რეგიონის სტიმულაცია კიბოს პაციენტებში გამოიწვია. საინტერესოა, რომ ოპიატური პეპტიდების დონე ცერებროსპინალურ სითხეში იზრდება როგორც აკუპუნქტურის დახმარებით ანესთეზიის დროს, ასევე პლაცებო ეფექტის დროს (როდესაც პაციენტი იღებს წამალს, არ იცის, რომ ის არ შეიცავს აქტიურ აქტიურ ნივთიერებას).
გარდა ტკივილგამაყუჩებელისა, ე.ი. ტკივილგამაყუჩებელი ეფექტი, ოპიოიდური პეპტიდები გავლენას ახდენენ გრძელვადიანი მეხსიერების ფორმირებაზე, სწავლის პროცესზე, არეგულირებენ მადას, სექსუალურ ფუნქციებს და სექსუალურ ქცევას, ისინი მნიშვნელოვანი რგოლია სტრესზე რეაგირებისა და ადაპტაციის პროცესში, ისინი უზრუნველყოფენ კავშირს ნერვულ, ენდოკრინულ და იმუნური სისტემები (ოპიატური რეცეპტორები გვხვდება ლიმფოციტებში და სისხლის მონოციტებში).
Შემაჯამებელი
ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში, როგორც დაბალი მოლეკულური წონის, ასევე პეპტიდური ნეიროტრანსმიტერები გამოიყენება უჯრედებს შორის ინფორმაციის გადასაცემად. ნეირონების სხვადასხვა პოპულაცია იყენებს სხვადასხვა მედიატორებს, ეს არჩევანი გენეტიკურად არის განსაზღვრული და უზრუნველყოფილია სინთეზისთვის აუცილებელი ფერმენტების გარკვეული ნაკრებით. ერთიდაიგივე შუამავლისთვის სხვადასხვა უჯრედს აქვს სხვადასხვა სახისპოსტსინაფსური რეცეპტორები, იონოტროპული ან მეტაბოტროპული კონტროლით. მეტაბოტროპული კონტროლი ტარდება ტრანსფორმაციული ცილების მონაწილეობით და სხვადასხვა სისტემებიმეორადი შუამავლები. ზოგიერთი ნეირონი ერთდროულად ათავისუფლებს პეპტიდურ შუამავალს დაბალმოლეკულურ წონასთან ერთად. ნეირონები, რომლებიც განსხვავდებიან გამოყოფილ მედიატორში, კონცენტრირებულია გარკვეული თანმიმდევრობით ტვინის სხვადასხვა სტრუქტურაში.
კითხვები თვითკონტროლისთვის
81. ჩამოთვლილთაგან რომელი არ არის ნივთიერების ნეიროტრანსმიტერად კლასიფიკაციის კრიტერიუმი?
A. სინთეზირებული ნეირონში; B. გროვდება პრესინაფსურ დაბოლოებაში; B. აქვს სპეციფიკური ეფექტი ეფექტორზე; G. გამოიყოფა სისხლში; დ. ხელოვნური შეყვანისას შეიმჩნევა ისეთი ეფექტი, როგორიც ხდება ბუნებრივი გათავისუფლებით.
ა ხელს უშლის შუამავლის გათავისუფლებას პრესინაფსური დაბოლოებიდან; B. მოქმედებს როგორც შუამავალი; B. მოქმედებს განსხვავებულად, ვიდრე შუამავალი; G. ბლოკავს პოსტსინაფსურ რეცეპტორებს; D. არ უკავშირდება პოსტსინაფსურ რეცეპტორებს.
83. ჩამოთვლილთაგან რომელია დამახასიათებელი პეპტიდური ნეიროტრანსმიტერებისთვის?
ა ისინი წარმოიქმნება ამინომჟავების ფერმენტული დაჟანგვის დროს; B. წარმოიქმნება ამინომჟავების დეკარბოქსილირების შედეგად; B. შეიძლება სინთეზირებული იყოს პრესინაფსურ დაბოლოებაში; D. მიეწოდება პრესინაფსურ დასასრულს ნელი აქსოპლაზმური ტრანსპორტით; D. ჩამოყალიბებულია ნეირონის უჯრედულ სხეულში.
84. რა იწვევს კალციუმის იონების დინებას პრესინაფსურ დაბოლოებამდე ინფორმაციის სინაფსით გადაცემისას?
ა. სამოქმედო პოტენციალი; ბ. დასვენების პოტენციალი; ბ. ეგზოციტოზი; დ. სინაფსური ვეზიკულების კავშირი ციტოჩონჩხთან; D. პოსტსინაფსური პოტენციალის გაჩენა.
85. რა გარდაქმნის პრესინაფსური დაბოლოების აგზნებას არაელექტრო აქტივობაში (ნეიროტრანსმიტერის გამოთავისუფლება)?
ა. ეგზოციტოზი; ბ. კალციუმის იონების შემომავალი დენი; B. ნატრიუმის იონების შეყვანა ბოლოების აგზნებისას; დ. კალიუმის იონების გამოსვლა რეპოლარიზაციის დროს; E. მედიატორის სინთეზისთვის აუცილებელი ფერმენტების აქტივობის გაზრდა.
86. რა იწვევს პოსტტეტანურ გაძლიერებას?
ა. შუამავლის კვანტების ჯამი; B. მედიატორის დიფუზიის სიჩქარის გაზრდა; ბ. კალციუმის იონების კონცენტრაციის ზრდა პრესინაფსურ დაბოლოებაში; დ. ფერმენტების აქტივობის გაზრდა შუამავლის სინთეზისთვის; დ. კალციუმის მაღალი სიმკვრივის არხები აქტიური ზონების რეგიონში.
87. ჩამოთვლილთაგან რომელი მოვლენა იწვევს G- ცილების გააქტიურებას?
ა. მშპ-ის GTP-ად გადაქცევა; B. ATP-ის გარდაქმნა cAMP-ად; ბ. ადენილატციკლაზას გააქტიურება; დ. პროტეინ კინაზას გააქტიურება; დ. პოსტსინაფსური პოტენციალის ფორმირება.
88. მითითებულ მოვლენათაგან რომელი უნდა მოხდეს სხვაზე ადრე მეტაბოტროპული კონტროლის დროს?
ა. cAMP-ის ფორმირება; ბ. პროტეინ კინაზას გააქტიურება; ბ. ადენილატციკლაზას გააქტიურება; D. G-პროტეინის აქტივაცია; დ. იონური არხის გახსნა.
89. რა ფუნქცია აკისრია პრესინაფსური მემბრანის ავტორეცეპტორებს?
ა. ნეიროტრანსმიტერების საპირისპირო ტრანსპორტის განხორციელება; ბ. შუამავლის რაოდენობის რეგულირება სინაფსურ ნაპრალში; ბ. მედიატორის გაყოფის მექანიზმების ჩართვა; დ. პრესინაფსური მემბრანის არხების იონოტროპული კონტროლი; E. პოსტსინაფსური ნეირონიდან გამოთავისუფლებული მედიატორის შეკვრა.
90. ჩამოთვლილთაგან რომელი მექანიზმი არ გამოიყენება სინაფსური ნაპრალიდან ნეიროტრანსმიტერების მოსაშორებლად?
ა. ფერმენტული გაყოფა; B. შუამავლის მოლეკულების დაჭერა გლიური უჯრედების მიერ; C. მედიატორის მოლეკულების დაჭერა პოსტსინაფსური ნეირონის მიერ; დ. მედიატორის მოლეკულების ტრანსპორტი პრესინაფსური ნეირონის ბოლოებამდე; დ დიფუზია.
91. პროგრესირებადი დემენციის დროს (ალცჰეიმერის დაავადება) დარღვეულია ერთ-ერთი ნეიროტრანსმიტერის სინთეზი. ეს:
ა. აცეტილქოლინი; ბ.გლუტამატი; ბ.დოფამინი; გ.ნორეპინეფრინი; D. GABA.
92. რა ნეიროტრანსმიტერს გამოიყოფს ლურჯი ლაქის ნეირონები?
ა.დოფამინი; ბ.გლიცინი; ბ.გლუტამატი; გ.ნორეპინეფრინი; დ.ადრენალინი.
93. რა შუამავალია სინთეზირებული შუა ტვინის შავი სუბსტანცია ნეირონებში?
ა.დოფამინი; ბ.ნორეპინეფრინი; ბ. აცეტილქოლინი; G. b-ენდორფინი; დ.გლუტამატი.
94. ტვინის რომელ სტრუქტურაში გვხვდება დოფამინის ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია?
ა. რეტიკულური წარმონაქმნი; B. კეფის ქერქი; ბ. ფრონტალური ქერქი; G. Cerebellum; დ.თალამუსი.
95. რა ნეიროტრანსმიტერს გამოიყოფა რაფის ბირთვების ნეირონები?
ა.დოფამინი; ბ.ნორეპინეფრინი; B. სეროტონინი; G. ჰისტამინი; დ.გლიცინი.
96. რა შუამავალი მოქმედებს NMDA რეცეპტორებზე?
ა. აცეტილქოლინი; ბ.გლუტამატი; ბ.გლიცინი; გ.ენკეფალინი; დ.ადრენალინი.
97. ერთ-ერთი ნეიროტრანსმიტერის წარმოებულები გამოიყენება აღდგენის პროცესების დასაჩქარებლად და ტვინის დაზიანების შემდეგ მეხსიერების გასაუმჯობესებლად. დააკონკრეტეთ.
A. GABA; ბ.გლიცინი; ბ. აცეტილქოლინი; გ.გლუტამატი; D. დოფამინი.
98. ჩამოთვლილი ნივთიერებებიდან რომელი არ არის პეპტიდური ნეიროტრანსმიტერი?
ა.ენდორფინი; ბ.გლიცინი; B. ნივთიერება P; გ.სომატოსტატინი; დ.ენკეფალინი.
99. რა შუამავალი სინთეზირდება თავის ტვინის ზოგიერთი ნეირონით და გავლენას ახდენს ზურგის ტვინში ტკივილის სტიმულის შესახებ ინფორმაციის გადაცემაზე?
ა.ენდორფინი; ბ.ენკეფალინი; C. ნივთიერება R. G. ოქსიტოცინი; დ.ვაზოპრესინი.
100. თავის ტვინის რომელ უბანში გამოიყენება პეპტიდური ნეიროტრანსმიტერები ყველაზე ხშირად შუამავლებად?
A. Cerebellum; ბ. რეტიკულური წარმონაქმნი; B. ჰიპოთალამუსი და ჰიპოფიზის ჯირკვალი; გ. ფრონტალური ქერქი; D. სუბკორტიკალური ბირთვები.
ნეიროტრანსმიტერების სერიის მეექვსე (და ბოლო) სტატია მიეძღვნება გლუტამატი. ეს ნივთიერება ჩვენთვის უფრო ცნობილია, როგორც საკვების გემოს გამაძლიერებელი, მაგრამ ის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ჩვენს ნერვულ სისტემაში. გლუტამატი არის ყველაზე გავრცელებული ამგზნები ნეიროტრანსმიტერი ძუძუმწოვრების ნერვულ სისტემაში ზოგადად და კონკრეტულად ადამიანებში.
მოლეკულები და ობლიგაციები
გლუტამატი (გლუტამინის მჟავა)არის 20 აუცილებელი ამინომჟავიდან ერთ-ერთი. გარდა ცილების სინთეზში მონაწილეობისა, მას შეუძლია იმოქმედოს როგორც ნეიროტრანსმიტერი - ნივთიერება, რომელიც გადასცემს სიგნალს ერთი ნერვული უჯრედიდან მეორეზე სინაფსური ჭრილში. გასათვალისწინებელია, რომ გლუტამატი, რომელიც საკვებშია, არ აღწევს ჰემატოენცეფალურ ბარიერში, ანუ უშუალოდ არ მოქმედებს ტვინზე. გლუტამატი წარმოიქმნება ჩვენი სხეულის უჯრედებში α-კეტოგლუტარატისგან ტრანსამინაციის გზით. ამინო ჯგუფი გადადის ალანინიდან ან ასპარტატიდან, ანაცვლებს α-კეტოგლუტარატის კეტონურ რადიკალს (ნახ. 1). შედეგად ვიღებთ გლუტამატს და პირუვატს ან ოქსალოძმარმჟავას (დამოკიდებულია ამინოჯგუფის დონორზე). ბოლო ორი ნივთიერება მონაწილეობს ბევრ მნიშვნელოვან პროცესში: მაგალითად, ოქსალოძმარმჟავა არის ერთ-ერთი მეტაბოლიტი დიდი და საშინელი კრებსის ციკლში. გლუტამატის განადგურება ხდება ფერმენტ გლუტამატდეჰიდროგენაზას დახმარებით და რეაქციის დროს წარმოიქმნება უკვე ნაცნობი α-კეტოგლუტარატი და ამიაკი.
სურათი 1. გლუტამატის სინთეზი.გლუტამატი წარმოიქმნება α-კეტოგლუტარატისგან კეტო ჯგუფის ამინო ჯგუფით ჩანაცვლებით. უჯრედებში რეაქციის განხორციელებისას იხარჯება ნიკოტინამიდ ადენინ დინუკლეოტიდ ფოსფატი (NADP, NADP). ფიგურა lecturer.ukdw.ac.id-დან.
გლუტამატს, ისევე როგორც სხვა შუამავლების უმეტესობას, აქვს ორი ტიპის რეცეპტორები - იონოტროპული(რომლებიც ლიგანდის მიმაგრების საპასუხოდ ხსნის მემბრანის ფორას იონებს) და მეტაბოტროპული(რომლებიც ლიგანდთან მიმაგრებისას იწვევს უჯრედში მეტაბოლურ გადაკეთებას). იონოტროპული რეცეპტორების ჯგუფი იყოფა სამ ოჯახად: NMDA რეცეპტორები, AMPA რეცეპტორები და კაინის მჟავის რეცეპტორები. NMDA რეცეპტორებიე.წ. იმიტომ, რომ მათი სელექციური აგონისტი, ნივთიერება, რომელიც შერჩევით ასტიმულირებს ამ რეცეპტორებს, არის N-მეთილ-D-ასპარტატი (NMDA). Როდესაც AMPA რეცეპტორებიასეთი აგონისტი იქნება α-ამინომეთილისოქსაზოლპროპიონის მჟავა და კაინატის რეცეპტორებიშერჩევით სტიმულირებულია კაინის მჟავით. ეს ნივთიერება გვხვდება წითელ წყალმცენარეებში და გამოიყენება ნეირომეცნიერების კვლევებში ეპილეფსიისა და ალცჰეიმერის დაავადების მოდელირებისთვის. ცოტა ხნის წინ, იონოტროპული რეცეპტორებიც დაემატა δ-რეცეპტორები: ისინი განლაგებულია პურკინჯეს უჯრედებზე ძუძუმწოვრების ცერებრუმში. "კლასიკური" - NMDA-, AMPA- და კაინატის რეცეპტორების სტიმულირება იწვევს იმ ფაქტს, რომ კალიუმი იწყებს უჯრედიდან გასვლას, ხოლო კალციუმი და ნატრიუმი შედის უჯრედში. ამ პროცესების დროს ნეირონში ხდება აგზნება და მოქმედების პოტენციალი ჩნდება. მეტაბოტროპულიიგივე რეცეპტორები ასოცირდება G- პროტეინის სისტემასთან და მონაწილეობენ ნეიროპლასტიურობის პროცესებში. ნეიროპლასტიკა გულისხმობს ნერვული უჯრედების უნარს შექმნან ახალი კავშირები ერთმანეთთან ან გაანადგურონ ისინი. ნეიროპლასტიურობის კონცეფცია ასევე მოიცავს სინაფსების უნარს შეცვალონ გამოთავისუფლებული ნეიროტრანსმიტერის რაოდენობა, იმისდა მიხედვით, თუ რა ქცევითი მოქმედებები და აზროვნების პროცესები მიმდინარეობს მომენტში და რა სიხშირით.
გლუტამატის სისტემა არასპეციფიკურია: თითქმის მთელი ტვინი „მუშაობს“ გლუტამინის მჟავაზე. წინა სტატიებში აღწერილი სხვა ნეიროტრანსმიტერ სისტემებს ჰქონდათ მეტ-ნაკლებად ვიწრო სპეციფიკა - მაგალითად, დოფამინი გავლენას ახდენდა ჩვენს მოძრაობებსა და მოტივაციაზე. გლუტამატის შემთხვევაში ასე არ ხდება – მისი გავლენა თავის ტვინის შიგნით არსებულ პროცესებზე ძალიან ფართო და განურჩეველია. ძნელია რომელიმე კონკრეტული ფუნქციის გამოყოფა, გარდა ამაღელვებელი. ამ მიზეზით, უნდა ვისაუბროთ გლუტამატის სისტემაზე, როგორც ტვინში დიდი რაოდენობის კავშირების ერთობლიობაზე. ასეთ კოლექციას ე.წ კონექტომი. ადამიანის ტვინი შეიცავს დიდი თანხანეირონები, რომლებიც ქმნიან ერთმანეთთან დიდი რაოდენობითკავშირები. ადამიანის კონექტომის შედგენა არის ამოცანა, რომელსაც მეცნიერება დღეს ვერ ახერხებს. თუმცა, ეს უკვე აღწერილია ჭიის კავშირით Caenorhabditis elegans(ნახ. 2). კონექტომის იდეის თაყვანისმცემლები ამტკიცებენ, რომ ჩვენი იდენტობა ჩაწერილია ადამიანის კონექტომებში: ჩვენს პიროვნებასა და მეხსიერებაში. მათი აზრით, ჩვენი „მე“ ყველა კავშირის მთლიანობაში იმალება. „კომუნიკატორებს“ ასევე მიაჩნიათ, რომ ყველა ნერვული კავშირის აღწერის შემდეგ ჩვენ შევძლებთ გავიგოთ მრავალი ფსიქიკური და ნევროლოგიური აშლილობის მიზეზი და, შესაბამისად, მათ წარმატებით ვუმკურნალოთ.
სურათი 2. ნემატოდის კონექტომი Caenorhabditis elegans ჭიის თითოეულ ნეირონს აქვს საკუთარი სახელი და ნეირონებს შორის ყველა კავშირი გათვალისწინებულია და დიაგრამაზეა გამოსახული. შედეგად, სქემა უფრო დამაბნეველია, ვიდრე ტოკიოს მეტროს რუკა. ნახატი connectomethebook.com-დან.
მეჩვენება, რომ ეს იდეა იმედისმომცემია. გამარტივებული ფორმით, ნეირონებს შორის კავშირები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც მავთული, რთული კაბელები, რომლებიც აკავშირებენ ერთ ნეირონს მეორესთან. თუ ეს კავშირები დაზიანებულია - სიგნალი დამახინჯებულია, მავთულები გატეხილია - შეიძლება დაირღვეს ტვინის კოორდინირებული მუშაობა. ისეთ დაავადებებს, რომლებიც ჩნდება ნერვული საკომუნიკაციო არხების უკმარისობისას, ეწოდება კონექტოპათიები. ტერმინი ახალია, მაგრამ მის უკან მეცნიერებისთვის უკვე ცნობილი პათოლოგიური პროცესები იმალება. თუ გსურთ მეტი გაიგოთ კონექტომების შესახებ, გირჩევთ წაიკითხოთ სებასტიან სეუნგის წიგნი " კონექტომი. როგორ გვაქცევს ტვინი ისეთებს, როგორებიც ვართ» .
ქსელის შეშუპება
სურათი 3. მემანტინის სტრუქტურა.მემანტინი არის ნახშირწყალბადის ადამანტანის წარმოებული (არ უნდა აგვერიოს ადამანტთან). ნახატი ვიკიპედიიდან.
ნორმალურად მოქმედ ტვინში ნეირონების სიგნალები თანაბრად ნაწილდება ყველა სხვა უჯრედზე. ნეიროტრანსმიტერები გამოიყოფა საჭირო რაოდენობით და არ არის დაზიანებული უჯრედები. თუმცა, ინსულტის შემდეგ (მწვავე დაზიანება) ან დემენციის დროს (გრძელვადიანი პროცესი), გლუტამატი იწყებს ნეირონების გამოყოფას მიმდებარე სივრცეში. ის ასტიმულირებს სხვა ნეირონების NMDA რეცეპტორებს და კალციუმი შედის ამ ნეირონებში. კალციუმის შემოდინება იწვევს უამრავ პათოლოგიურ მექანიზმს, რაც საბოლოოდ იწვევს ნეირონის სიკვდილს. დიდი რაოდენობით ენდოგენური ტოქსინის (ამ შემთხვევაში, გლუტამატის) გამოყოფის გამო უჯრედების დაზიანების პროცესს ე.წ. აგზნებადობა.
სურათი 4. მემანტინის მოქმედება ალცჰეიმერის დემენციაში.მემანტინი ამცირებს აგზნების სიგნალების ინტენსივობას, რომლებიც მოდიან კორტიკალური ნეირონებიდან მაინერტის ბირთვამდე. აცეტილქოლინის ნეირონები, რომლებიც ქმნიან ამ სტრუქტურას, არეგულირებენ ყურადღებას და უამრავ სხვა კოგნიტურ ფუნქციას. მაინერტის ბირთვის ჭარბი გააქტიურების შემცირება იწვევს დემენციის სიმპტომების შემცირებას. ნახატი დან.
აგზნებადობის განვითარების თავიდან ასაცილებლად ან დაავადების მიმდინარეობაზე მისი ეფექტის შესამცირებლად, შეგიძლიათ დანიშნოთ მემანტინი. მემანტინი არის ძალიან ლამაზი NMDA რეცეპტორის ანტაგონისტი მოლეკულა (ნახ. 3). პრეპარატი ყველაზე ხშირად ინიშნება სისხლძარღვოვანი დემენციისა და დემენციის დროს ალცჰეიმერის დაავადების დროს. ჩვეულებრივ, NMDA რეცეპტორები დაბლოკილია მაგნიუმის იონებით, მაგრამ გლუტამატით სტიმულირებისას ეს იონები გამოიყოფა რეცეპტორიდან და კალციუმი იწყებს უჯრედში შეღწევას. მემანტინი ბლოკავს რეცეპტორს და ხელს უშლის კალციუმის იონების შეღწევას ნეირონში - პრეპარატი ახორციელებს თავის ნეიროპროტექტორულ ეფექტს უჯრედის სიგნალებში მთლიანი ელექტრული „ხმაურის“ შემცირებით. ალცჰეიმერის დემენციის დროს, გლუტამატით გამოწვეული პრობლემების გარდა, მცირდება აცეტილქოლინის დონე, ნეიროტრანსმიტერი, რომელიც მონაწილეობს ისეთ პროცესებში, როგორიცაა მეხსიერება, სწავლა და ყურადღება. ალცჰეიმერის დაავადების ამ თავისებურებასთან დაკავშირებით ფსიქიატრები და ნევროლოგები იყენებენ სამკურნალოდ აცეტილქოლინესთერაზას ინჰიბიტორები, ფერმენტი, რომელიც არღვევს აცეტილქოლინს სინაფსურ ნაპრალში. ამ ჯგუფის პრეპარატების გამოყენება ზრდის თავის ტვინში აცეტილქოლინის შემცველობას და ახდენს პაციენტის მდგომარეობის ნორმალიზებას. ექსპერტები გვირჩევენ მემანტინისა და აცეტილქოლინესთერაზას ინჰიბიტორების ერთდროულ გამოყენებას ალცჰეიმერის დაავადების დროს დემენციის წინააღმდეგ უფრო ეფექტურად საბრძოლველად. ამ პრეპარატების კომბინირებული გამოყენებისას მოქმედებს დაავადების განვითარების ორ მექანიზმზე ერთდროულად (სურ. 4).
დემენცია არის ტვინის ხანგრძლივი დაზიანება, რომელშიც ნეირონების სიკვდილი ნელა ხდება. და არის დაავადებები, რომლებიც იწვევს ნერვული ქსოვილის სწრაფ და ფართომასშტაბიან დაზიანებას. აგზნებადობა ინსულტის დროს ნერვული უჯრედების დაზიანების მნიშვნელოვანი კომპონენტია. ამ მიზეზით, მემანტინის გამოყენება ცერებროვასკულარულ აშლილობებში შეიძლება გამართლებული იყოს, მაგრამ ამ თემაზე კვლევა ჯერ-ჯერობით იწყება. ამჟამად თაგვებზე მიმდინარეობს მუშაობა, რომელიც აჩვენებს, რომ მემანტინის 0,2 მგ/კგ დოზით მიღება ამცირებს ტვინის დაზიანების მოცულობას და აუმჯობესებს ინსულტის პროგნოზს. შესაძლოა ამ თემაზე შემდგომმა მუშაობამ გააუმჯობესოს ინსულტის მკურნალობა ადამიანებში.
ხმები ჩემს თავში
შიზოფრენიით დაავადებულ პაციენტებში ყველაზე გავრცელებული ჰალუცინაციები სმენია: პაციენტს თავის თავში ესმის „ხმები“. ხმას შეუძლია გაკიცხოს, კომენტარი გააკეთოს იმაზე, რაც ხდება გარშემო, პაციენტის ქმედებების ჩათვლით. ჩემს ერთ-ერთ პაციენტს „ხმები“ ჰქონდა ამოკითხული იმ ქუჩის მაღაზიების აბრები, სადაც ის დადიოდა; მეორეს ხმა მოესმა: "აიღე პენსია და წავიდეთ კაფეში". ამჟამად არსებობს თეორია, რომელიც ხსნის ასეთი ხმების გაჩენას. წარმოიდგინეთ, რომ პაციენტი ქუჩაში დადის. ის ხედავს ნიშანს და ტვინი ავტომატურად „კითხულობს“ მას. დროებითი წილის გაზრდილი აქტივობით, რომელიც პასუხისმგებელია სმენის აღქმაზე, პაციენტს აქვს სმენითი შეგრძნებები. მათი დათრგუნვა შესაძლებელია შუბლის ქერქის უბნების ნორმალური ფუნქციონირების გამო, მაგრამ ეს არ ხდება მათი აქტივობის შემცირების გამო (ნახ. 5). სმენის ქერქის გადაჭარბებული აქტივობა შეიძლება გამოწვეული იყოს გლუტამატის (აგზნებადი) სისტემის ჰიპერფუნქციით ან ადამიანის ტვინში ნორმალურ ინჰიბირებაზე პასუხისმგებელი GABAergic სტრუქტურების დეფექტით. დიდი ალბათობით, შუბლის წილის არასაკმარისი აქტივობა შიზოფრენიის შემთხვევაში ასევე დაკავშირებულია ნეიროტრანსმიტერული ბალანსის დარღვევასთან. მოქმედებების შეუსაბამობა იწვევს იმ ფაქტს, რომ ადამიანი იწყებს "ხმების" მოსმენას, რომლებიც აშკარად შეესაბამება გარემოს ან გადმოსცემს მის აზრებს. ძალიან ხშირად ჩვენ თავში „გამოვთქვამთ“ ჩვენს აზრებს, რაც ასევე შეიძლება იყოს „ხმების“ წყარო შიზოფრენიით დაავადებული ადამიანის ტვინში.
სურათი 5. შიზოფრენიით დაავადებული პაციენტის ტვინში სმენითი ჰალუცინაციების გაჩენა.პირველადი შეგრძნება ნიშნების ავტომატური „კითხვის“ ან აზრების გაჩენის დროს, ლოკალიზებული დროებით ქერქში (1), არ თრგუნავს შუბლის ქერქის მიერ (2). პარიეტალური ქერქი (3) იპყრობს თავის ტვინში გაჩენილ აქტივობას და გადააქვს მასზე აქტივობის აქცენტი. შედეგად, ადამიანი იწყებს "ხმის" მოსმენას. ნახატი დან.
ამით დასრულდა ჩვენი მოგზაურობა ნეიროტრანსმიტერების სამყაროში. ჩვენ შევხვდით მოტივირებულ დოფამინს, დამამშვიდებელ γ-ამინობუტირის მჟავას და ჩვენი ტვინის ოთხ სხვა გმირს. დაინტერესდით თქვენი ტვინით - რადგან, როგორც დიკ სვაბის წიგნის სათაური ამბობს, . ნეიროტოქსი. რეზ. 24 , 358–369;
