Глутамин қышқылы - нейротрансмиттер. Нейротрансмиттерлер және психикалық ауруларды емдеудің маңызды құралдары. Хамк: негізгі тежегіш таңдау
· Табиғаттағы глутамат мазмұны · Қолданулар · Ескертпелер · Ұқсас мақалалар · Ресми сайт және миддот
Глутамат - бұл ең көп қоздырғыш нейротрансмиттер жүйке жүйесіомыртқалылар. Химиялық синапстарда глутамат пресинапстық көпіршіктерде (везикулалар) сақталады. Жүйке импульсі пресинаптикалық нейроннан глутаматтың босатылуын тудырады. Постсинаптикалық нейронда глутамат постсинаптикалық рецепторлармен, мысалы, NMDA рецепторларымен байланысады және оларды белсендіреді. Соңғысының синаптикалық пластикаға қатысуына байланысты глутамат оқу және есте сақтау сияқты когнитивтік функцияларға қатысады. Ұзақ мерзімді потенциация деп аталатын синаптикалық пластиканың бір түрі гиппокамптағы, неокортекстегі және мидың басқа бөліктеріндегі глутаматергиялық синапстарда пайда болады. Глутамат классикалық жүріс-тұрысқа ғана қатысты емес жүйке импульсінейроннан нейронға дейін, сонымен қатар көлемдік нейротрансмиссияда, көрші синапстарда бөлінген глутаматтың қосындысы арқылы сигнал көрші синапстарға жіберілген кезде (экстрасинапстық немесе көлемдік нейротрансмиссия деп аталады) ))) Сонымен қатар, глутамат шешуші рөл атқарады. Марк Матсон сипаттаған мидың дамуындағы өсу конустары мен синапстарын реттеуде.
Глутамат тасымалдаушылары нейрондық және нейроглиальды мембраналарда кездеседі. Олар глутаматты жасушадан тыс кеңістіктен тез алып тастайды. Мидың зақымдануы немесе ауруы болған жағдайда, олар қарама-қарсы бағытта жұмыс істей алады, соның арқасында глутамат жасушаның сыртында жиналуы мүмкін. Бұл процесс NMDA рецепторларының арналары арқылы жасушаға кальций иондарының көп мөлшерінің түсуіне әкеледі, бұл өз кезегінде жасушаның зақымдалуына және тіпті өліміне әкеледі - бұл экситоуыттылық деп аталады. Жасуша өлімінің механизмдеріне мыналар жатады:
- жасушаішілік кальцийдің шамадан тыс жоғары болуымен митохондрияға зақым келтіру,
- Glu/Ca2 ± проапоптотикалық гендердің транскрипция факторларының ілгерілеуімен немесе антиапоптотикалық гендердің транскрипциясының төмендеуімен байланысты.
Глутаматтың бөлінуінің жоғарылауынан немесе оның кері сіңірілуінің төмендеуінен болатын экситоуыттылық ишемиялық каскад кезінде пайда болады және инсультпен байланысты, сонымен қатар бүйірлік амиотрофиялық склероз, латиризм, аутизм, ақыл-ой кемістігінің кейбір түрлері және Альцгеймер ауруы сияқты ауруларда байқалады. Керісінше, классикалық фенилкетонурияда глутаматтың бөлінуінің төмендеуі байқалады, бұл глутамат рецепторларының экспрессиясының бұзылуына әкеледі.Глутамин қышқылы эпилепсиялық ұстаманың жүзеге асуына қатысады. Нейрондарға глутамин қышқылының микроинъекциясы өздігінен деполяризацияны тудырады, бұл ұстамалар кезіндегі пароксизмальды деполяризацияға ұқсас. Эпилепсия ошағындағы бұл өзгерістер кернеуге тәуелді кальций арналарының ашылуына әкеледі, бұл қайтадан глутамат таңдауын және одан әрі деполяризацияны ынталандырады. Глутамат жүйесінің рөлі қазір шизофрения және депрессия сияқты психикалық бұзылулардың патогенезінде үлкен орын алады. Бүгінгі таңда шизофрения этиопатогенезінің ең жылдам зерттелетін теорияларының бірі NMDA рецепторларының гипофункциясының гипотезасы болып табылады: фенциклин сияқты NMDA рецепторларының антагонистерін қолданғанда тәжірибеде сау еріктілерде шизофрения белгілері пайда болады. Осыған байланысты, NMDA рецепторларының гипофункциясы шизофрениямен ауыратын науқастарда дофаминергиялық берілістің бұзылуының себептерінің бірі болып табылады деп болжанады. Сондай-ақ, NMDA рецепторларының иммундық-қабыну механизмімен («анти-NMDA рецепторлық энцефалит») зақымдануының жедел шизофренияның клиникалық көрінісі бар екендігі туралы дәлелдер алынды. Шамадан тыс глутаматергиялық нейротрансмиссия эндогендік депрессияның этиопатогенезінде рөл атқарады деп саналады, бұл экспериментте емдеуге төзімді депрессияда бір рет қолданумен диссоциативті анестетик кетаминнің тиімділігімен дәлелденеді.
Глутамат рецепторлары
Ионотропты және метаботропты (mGLuR 1-8) глутамат рецепторлары бар.
Ионотропты рецепторлар NMDA рецепторлары, AMPA рецепторлары және кайнат рецепторлары болып табылады.
Глутамат рецепторларының эндогендік лигандтары глутамин қышқылы және аспарагин қышқылы болып табылады. NMDA рецепторларын белсендіру үшін де глицин қажет. NMDA рецепторларының блокаторлары PCP, кетамин және т.б. AMPA рецепторлары да CNQX, NBQX арқылы блокталады. Кайн қышқылы - каинат рецепторларының активаторы.
Глутаматтың «циклі».
Жүйке ұштарының митохондрияларында глюкоза болған жағдайда глютаминнің глутаматқа дейін дезаминденуі глутаминаза ферментінің көмегімен жүреді. Сондай-ақ глюкозаның аэробты тотығуы кезінде глутамат аминотрансферазаның көмегімен альфа-кетоглутараттан (Кребс циклінде түзілген) қайтымды синтезделеді.
Нейронмен синтезделген глутамат көпіршіктерге айдалады. Бұл процесс протондармен байланысқан тасымалдау болып табылады. H + иондары протонға тәуелді АТФаза көмегімен везикулаға айдалады. Протондар градиент бойынша шыққан кезде, глутамат молекулалары везикулярлы глутамат тасымалдаушысының (VGLUTs) көмегімен везикулаға енеді.
Глутамат синапстық саңылауға шығарылады, ол жерден астроциттерге түседі, онда глутаминге ауысады. Глутамин қайтадан синаптикалық саңылауға шығарылады, содан кейін оны нейрон ұстайды. Кейбір мәліметтерге сәйкес, глутамат кері қабылдау арқылы тікелей қайтарылмайды.
Глутаматтың қышқылдық-негіздік тепе-теңдіктегі рөлі
Глутаминаза ферментінің әсерінен глутаминнің глутаматта дезаминденуі аммиактың түзілуіне әкеледі, ол өз кезегінде бос протонмен байланысады және бүйрек түтікшелерінің люменіне бөлініп, ацидоздың төмендеуіне әкеледі. Глутаматтың β-кетоглутаратқа айналуы аммиак түзілуімен де жүреді. Әрі қарай кетоглутарат су мен көмірқышқыл газына ыдырайды. Соңғылары көмірқышқылы арқылы карбоангидразаның көмегімен бос протонға және бикарбонатқа айналады. Протон натрий ионымен бірге тасымалдауға байланысты бүйрек түтікшелерінің люменіне шығарылады, ал бикарбонат плазмаға түседі.
Глутаматергиялық жүйе
Орталық жүйке жүйесінде шамамен 10 6 глутаматергиялық нейрондар бар. Нейрондардың денелері ми қыртысында, иіс сезу шамында, гиппокампта, қара субстанцияда, мишықта жатыр. Жұлында – арқа түбірлерінің біріншілік афферентінде.
GABAergic нейрондарында глутамат глутаматдекарбоксилаза ферменті өндіретін ингибиторлық медиатордың, гамма-аминобутир қышқылының прекурсоры болып табылады.
Ми жұмысының негізінде жүйке жасушаларының өзара әрекеттесуі жатыр және олар нейротрансмиттерлер деп аталатын заттардың көмегімен бір-бірімен сөйлеседі. Медиаторлар өте аз, мысалы, ацетилхолин, норадреналин. Ең маңызды медиаторлардың бірі және мүмкін ең маңыздысы глутамин қышқылы немесе глутамат деп аталады. Егер сіз біздің миымыздың құрылымына және әртүрлі жүйке жасушалары қандай заттарды қолданатынына қарасаңыз, онда глутамат нейрондардың шамамен 40% бөледі, яғни бұл жүйке жасушаларының өте үлкен үлесі. Миға, миға және жұлынға глутаматтың бөлінуінің көмегімен негізгі ақпарат ағындары беріледі: сезімге (көру және есту), есте сақтауға, бұлшықеттерге жеткенше қозғалысқа байланысты барлық нәрсе - мұның бәрі босату арқылы беріледі. глютамин қышқылы. Сондықтан, әрине, бұл медиатор ерекше назар аударуға лайық және белсенді түрде зерттелуде.
Химиялық құрылымы бойынша глутамат өте қарапайым молекула. Бұл амин қышқылы және тағамдық амин қышқылы, яғни біз жейтін ақуыздардың құрамында ұқсас молекулаларды аламыз. Бірақ айта кету керек, тағамдық глутамат (сүттен, наннан немесе етден) іс жүзінде миға өтпейді. Жүйке жасушалары бұл затты дәл аксондардың ұштарында, дәл синапстардың бөлігі болып табылатын құрылымдарда «орнында» синтездейді, содан кейін ақпаратты беру үшін оны шығарады.
Глутамат жасау өте оңай. Бастапқы материал α-кетоглутар қышқылы болып табылады. Бұл өте кең таралған молекула, ол глюкозаның тотығуы кезінде алынады, барлық жасушаларда, барлық митохондрияларда оның көп мөлшері бар. Ал содан кейін осы α-кетоглутар қышқылына кез келген амин қышқылынан алынған кез келген амин тобын трансплантациялау жеткілікті, ал қазір сіз глутамат, глутамин қышқылын аласыз. Глутамин қышқылын глютаминнен де синтездеуге болады. Бұл сондай-ақ тағамдық амин қышқылы, глутамат пен глутамин бір-біріне өте оңай айналады. Мысалы, глутамат синапстағы қызметін орындап, сигнал бергенде, глутамин түзілуімен жойылады.
Глутамат қоздырғыш нейротрансмиттер болып табылады, яғни ол әрқашан біздің жүйке жүйемізде, синапстарда болады, жүйке қозуын тудырады және одан әрі сигнал беру. Глутамат, мысалы, ацетилхолин немесе норадреналиннен осылай ерекшеленеді, өйткені кейбір синапстарда ацетилхолин мен норадреналин қозуды тудыруы мүмкін, басқаларында - тежелу, олардың жұмысының күрделі алгоритмі бар. Бұл мағынада глутамат қарапайым және түсінікті, бірақ сіз мұндай қарапайымдылықты таба алмайсыз, өйткені глутаматқа арналған рецепторлардың 10-ға жуық түрі бар, яғни бұл молекула әсер ететін сезімтал ақуыздар және әртүрлі жылдамдықтағы әртүрлі рецепторлар және әртүрлі параметрлермен глутамат сигналын өткізеді.
Өсімдік эволюциясы глутамат рецепторларына әсер ететін бірқатар токсиндерді тапты. Өсімдіктер үшін, жалпы алғанда, бұл өте түсінікті. Өсімдіктер, әдетте, жануарлардың жеуге қарсы, сәйкесінше эволюция шөпқоректілерді тоқтататын кейбір қорғаныш улы конструкциялармен келеді. Өсімдіктердің ең күшті токсиндері балдырлармен байланысты және мидың глутамат рецепторларына өте күшті әсер ететін және жалпы қозу мен конвульсияларды тудыруы мүмкін балдыр токсиндері. Глутамат синапстарының супер активтенуі мидың өте күшті қозуы, конвульсиялық күй болып табылады. Бұл қатардағы ең танымал молекула домой қышқылы деп аталады, оны бір жасушалы балдырлар синтездейді - мұндай балдырлар бар, олар батыс бөлігінде тұрады. Тынық мұхиты, жағалауында, мысалы, Канада, Калифорния, Мексика. Бұл балдырлардың токсинімен улану өте, өте қауіпті. Ал бұл улану кейде зоопланктонның, ұсақ шаянтәрізділердің барлық түрлерінің немесе, мысалы, қосжақпан моллюскалардың бір жасушалы балдырлармен қоректенуі, олар суды сүзіп, осы балдыр жасушаларын тартып алады, содан кейін кейбір мидияларда немесе устрицаларда тым жоғары болады. домой қышқылының концентрациясы және сіз қатты улануыңыз мүмкін.
Тіпті адам өлімі де тіркелді. Рас, олар бойдақ, бірақ соған қарамастан бұл токсиннің күші туралы айтады. Ал домой қышқылымен улану құстарға өте тән. Егер зоопланктонмен қоректенетін кішкентай балықтарды қайтадан жейтін кейбір теңіз құстары домой қышқылын тым көп алса, онда тән психоз пайда болады: кейбір шағалалар немесе пеликандар үлкен заттардан қорқуды тоқтатады және керісінше, оларға шабуыл жасайды, яғни олар агрессивті болады ... 1960-шы жылдардың басында мұндай уланудың тұтас эпидемиясы болды және газеттердің бұл «құс психозы» індеті туралы хабарлары Дафна Дю Морьеге «Құстар» романын жазуға шабыттандырды, содан кейін Альфред Хичкок «Құстар» классикалық триллерін қойды. фильмнің басты кейіпкерлерін азаптап жатқан мыңдаған агрессивті шағалаларды көресіз. Әрине, іс жүзінде мұндай жаһандық уланулар болған жоқ, бірақ соған қарамастан, домой қышқылы өте тән әсер етеді, және ол және оған ұқсас молекулалар, әрине, ми үшін өте қауіпті.
Біз глутамин қышқылын және соған ұқсас глутаматты тек диеталық ақуыздармен бірге көп мөлшерде жейміз. Әртүрлі тағамдарда кездесетін белоктарымызда 20 амин қышқылы бар. Глутамат пен глутамин қышқылы алғашқы жиырмалыққа кіреді. Сонымен қатар, олар белоктардың құрылымын толық қарастырған кезде ең көп таралған аминқышқылдары болып табылады. Нәтижесінде біз күніне 5-тен 10 граммға дейін глутамат пен глутаминді әдеттегі тағаммен жейміз. Бір кездері глутаматтың мидағы таратқыш функцияларын орындайды дегенге сену өте қиын болды, өйткені біз ат дозасында тұтынатын зат мидағы осындай нәзік функцияларды орындайды екен. Осындай логикалық сәйкессіздік болды. Бірақ содан кейін олар, шын мәнінде, тағамдық глутамат іс жүзінде миға өтпейтінін түсінді. Ол үшін гематоэнцефалдық бөгет деп аталатын құрылымға алғыс айту керек, яғни арнайы жасушалар барлық капиллярларды, миға енетін барлық ұсақ тамырларды қоршап, қозғалысты өте қатаң бақылайды. химиялық заттарқаннан жүйке жүйесіне дейін. Егер бұл болмаса, онда біз жеген кейбір котлет немесе тоқаш біздің ішімізде конвульсияны тудырады және бұл, әрине, ешкімге қажет емес. Сондықтан диеталық глутамат дерлік миға өтпейді және іс жүзінде синапстарда медиаторлық функцияларды орындау үшін синтезделеді. Дегенмен, егер глутаматтың көп мөлшері бір уақытта тұтынылса, аздаған мөлшері әлі де миға енеді. Содан кейін сәл қозу болуы мүмкін, оның әсері күшті кофемен салыстырылады. Диеталық глутаматтың жоғары дозаларының бұл әсері белгілі және адам диеталық қосымша ретінде глутаматтың көп мөлшерін пайдаланған кезде жиі кездеседі.
Өйткені, біздің дәм сезу жүйесіглутаматқа өте сезімтал. Бұл тағы да белоктарда глутаматтың көп болуына байланысты. Дәм сезу жүйесінің эволюциясы тағамның химиялық анализіне бейімделіп, белокты тағамның белгісі ретінде глутаматты бөліп алды, яғни белокты жеу керек, өйткені белок біздің денеміздің негізгі құрылыс материалы болып табылады. Дәл сол сияқты, біздің дәмдік жүйеміз глюкозаны өте жақсы анықтауды үйренді, өйткені глюкоза және ұқсас моносахаридтер энергияның негізгі көзі, ал ақуыз негізгі құрылыс материалы болып табылады. Сондықтан, дәмдік жүйе глютаматты ақуыз тағамы туралы сигнал ретінде дәл анықтауға бейімделді және қышқыл, тәтті, тұзды, ащы дәмдермен қатар, біздің тілімізде глютаматқа дәл жауап беретін сезімтал жасушалар бар. Ал глутамат - хош иістендіргіш деп аталатын танымал қоспа. Оны дәмді күшейткіш деп атау мүлдем дұрыс емес, өйткені глутаматтың өз дәмі бар, оның маңыздылығы ащы, қышқыл, тәтті және тұзды сияқты маңызды.
Глутамат дәмінің болуы жүз жылдан астам уақыт бойы белгілі екенін айту керек. Жапон физиологтары бұл әсерді глутаматтың (соя соусы немесе теңіз балдырынан жасалған соус түрінде) жапон және қытай тағамдарында өте ұзақ уақыт бойы қолданылғандығына байланысты ашты. Тиісінше, сұрақ туындады: неге олар соншалықты дәмді және неге бұл дәм стандартты дәмдерден соншалықты ерекшеленеді? Содан кейін глутамат рецепторлары ашылды, содан кейін глутамат оны көптеген тағамдарға қосу үшін таза дерлік түрінде (E620, E621 - натрий глутаматы) қолданылды. Кейде глутаматты «келесі ақ өлім» деп аталатын барлық өлім күнәлары үшін айыптайды: тұз, қант және глутамат - ақ өлім. Бұл, әрине, өте асыра сілтеді, өйткені мен тағы бір рет қайталаймын: күн ішінде біз тұрақты тағаммен 5-10 грамм глутамат пен глутамин қышқылын жейміз. Сондықтан, егер сіз сол ет дәмін жасау үшін тағамыңызға аздап глутамат қоссаңыз, онда ешқандай қате жоқ, дегенмен, әрине, артықшылық жақсы емес.
Шынында да, глутаматтың көптеген рецепторлары бар (рецепторлардың шамамен 10 түрі), олар глутамат сигналдарын әртүрлі жылдамдықпен өткізеді. Ал бұл рецепторлар ең алдымен есте сақтау механизмдерін талдау тұрғысынан зерттеледі. Біздің миымыз бен кортексімізде болғанда үлкен жарты шарларжады пайда болады, бұл шын мәнінде ақпарат ағынының қандай да бір түрін беретін жүйке жасушалары арасында синапстардың белсендірек жұмыс істей бастайтынын білдіреді. Синапсты белсендірудің негізгі механизмі глутамат рецепторларының тиімділігін арттыру болып табылады. Әртүрлі глутамат рецепторларын талдай отырып, біз әртүрлі рецепторлардың тиімділігін әртүрлі жолмен өзгертетінін көреміз. Мүмкін, ең көп зерттелген NMDA рецепторлары. Бұл аббревиатура және N-метил-D-аспартат дегенді білдіреді. Бұл рецептор глутамат пен NMDA-ға жауап береді. NMDA рецепторы магний ионымен блоктауға қабілеттілігімен сипатталады, ал егер рецепторға магний ионы қосылса, онда бұл рецептор жұмыс істемейді. Яғни, сіз рецепторлары бар синапсты аласыз, бірақ бұл рецепторлар өшірілген. Нейрондық желі арқылы күшті, маңызды сигнал өткен болса, онда магний иондары (сондай-ақ магний штепсельдері деп аталады) NMDA рецепторынан ажыратылады және синапс бірден бірнеше есе тиімдірек жұмыс істей бастайды. Ақпаратты беру деңгейінде бұл жадтың белгілі бір ізін жазуды білдіреді. Біздің миымызда гиппокамп деп аталатын құрылым бар, NMDA рецепторлары бар мұндай синапстар өте көп, ал гиппокамп есте сақтау механизмдері тұрғысынан ең көп зерттелген құрылым болуы мүмкін.
Бірақ NMDA рецепторлары, магний штепсельінің пайда болуы және кетуі қысқа мерзімді жадының механизмі болып табылады, өйткені штепсель кетіп, содан кейін қайта оралуы мүмкін - содан кейін біз бір нәрсені ұмытып кетеміз. Ұзақ мерзімді жад қалыптасса, онда бәрі әлдеқайда күрделірек, ал глутамат рецепторларының басқа түрлері сонда жұмыс істейді, олар жүйке жасушаларының мембранасынан сигналды тікелей ядролық ДНҚ-ға беруге қабілетті. Және бұл сигналды алған ядролық ДНҚ глутамин қышқылында қосымша рецепторлардың синтезін іске қосады және бұл рецепторлар синаптикалық мембраналарға еніп, синапс тиімдірек жұмыс істей бастайды. Бірақ бұл магний штепсельін қағып алғандағыдай бірден болмайды, бірақ бірнеше сағатты қажет етеді, қайталауды қажет етеді. Бірақ егер бұл орын алса, онда байыпты және ұзақ уақыт бойы, бұл біздің ұзақ мерзімді жадымыздың негізі.
Әрине, фармакологтар мидың әртүрлі функцияларына әсер ету үшін, негізінен жүйке жүйесінің қозуын азайту үшін глутамат рецепторларын пайдаланады. Өте танымал препарат кетамин деп аталады. Ол анестетикалық зат сияқты жұмыс істейді. Кетамин, сонымен қатар, есірткілік әсері бар молекула ретінде белгілі, өйткені анестезиядан шыққан кезде галлюцинациялар жиі пайда болады, сондықтан кетаминді галлюциногендік, психоделикалық әсер ететін дәрілер деп те атайды, онымен жұмыс істеу өте қиын. Бірақ фармакологияда бұл жиі орын алады: маңызды зат есірткі, кейбір жанама әсерлері бар, бұл ақыр соңында осы заттың таралуы мен қолданылуын өте қатаң бақылауға алу қажеттілігіне әкеледі.
Глутаматпен байланысты өте жақсы белгілі тағы бір молекула - бұл NMDA рецепторларын өте жұмсақ блоктай алатын және нәтижесінде ми қыртысының әртүрлі аймақтардағы белсенділігін төмендететін зат - мемантин. Мемантин әртүрлі жағдайларда қолданылады. Оның дәріхана атауы - Акатиноол. Ол эпилепсиялық ұстамалардың ықтималдығын азайту үшін жалпы қозу деңгейін төмендету үшін қолданылады, мүмкін мемантинді ең белсенді қолдану нейродегенерация жағдайларында және Альцгеймер ауруында болуы мүмкін.
Тарихи тұрғыдан бірінші ашылған нейротрансмиттерлер ацетилхолин мен моноаминдер болды. Бұл олардың перифериялық жүйке жүйесінде кең таралуына байланысты (кем дегенде ацетилхолин мен норадреналин жағдайында). Дегенмен, олар орталық жүйке жүйесінің ең көп таралған медиаторлары болудан алыс. Ми мен жұлынның жүйке жасушаларының 80%-дан астамы нейрондық желілер (қоздырғыш амин қышқылдары) бойымен сенсорлық, қозғалтқыш және басқа да сигналдардың негізгі бөлігін тасымалдайтын аминқышқылдық заттарды медиатор ретінде пайдаланады, сонымен қатар осы тасымалдануды (ингибиторлық аминқышқылдары) басқарады. . Аминқышқылдары ақпараттың жылдам берілуін жүзеге асырады деп айта аламыз, ал моноаминдер мен ацетилхолин жалпы мотивациялық және эмоционалдық фон жасайды және сергектік деңгейін «байқайды». Мидың белсенділігін реттеудің одан да «баяу» деңгейлері бар - бұл нейропептидтер жүйелері және орталық жүйке жүйесіне гормондық әсерлер.
Моноаминдердің түзілуімен салыстырғанда аминқышқылдарының медиаторларының синтезі жасуша үшін қарапайым процесс болып табылады және олардың барлығы химиялық құрамы бойынша қарапайым. Бұл топтың медиаторлары синаптикалық әсерлердің үлкен ерекшелігімен сипатталады - не қоздырғыш қасиеттері (глутамин және аспарагин қышқылдары) немесе тежегіш қасиеттері (глицин және гамма-аминобутир қышқылы - ГАМҚ) белгілі бір қосылысқа тән. Амин қышқылы агонистері мен антагонистері ацетилхолин мен моноамин агонистері мен антагонистеріне қарағанда ОЖЖ болжамды әсерлерін тудырады. Екінші жағынан, глутамат немесе GABA-эргиялық жүйелерге әсері көбінесе бүкіл орталық жүйке жүйесінде тым «кең» өзгерістерге әкеледі, бұл өзіндік қиындықтарды тудырады.
Орталық жүйке жүйесінің негізгі қозу медиаторы болып табылады глютамин қышқылы.Жүйке тінінде глутамин қышқылы мен оның прекурсоры глутаминнің өзара трансформациясы келесідей:
Маңызды емес диеталық аминқышқылы ретінде ол көптеген ақуыздарда кеңінен таралған және оның күнделікті мөлшері кемінде 5-10 г құрайды.Бірақ тағамдық глютамин қышқылы әдетте қан-ми тосқауылына өте нашар енеді, бұл бізді ауыр аурулардан қорғайды. ми қызметінің бұзылуы. Орталық жүйке жүйесіне қажет глутаматтың барлығы дерлік жүйке тінінде тікелей синтезделеді, бірақ жағдай бұл заттың да жасушаішілік аминқышқылдарының алмасуы процестерінің аралық сатысы болып табылатындығымен қиындайды. Сондықтан жүйке жасушаларында глютамин қышқылы көп, оның аз ғана бөлігі медиаторлық функцияларды орындайды. Мұндай глутаматтың синтезі пресинаптикалық терминалдарда жүреді; негізгі ізашар көзі глутамин амин қышқылы болып табылады.
Синаптикалық саңылауға шығарылған медиатор сәйкес рецепторларға әсер етеді. Глутамин қышқылы рецепторларының әртүрлілігі өте үлкен. Қазіргі уақытта ионотропты рецепторлардың үш түрі және метаботропты рецепторлардың сегізге дейін түрі бар. Соңғылары сирек кездеседі және аз зерттелген. Олардың әсерлері аценилатциклаза белсенділігін басу арқылы да, диацилглицерол мен инозитолтрифосфат түзілуін күшейту арқылы да жүзеге асырылуы мүмкін.
Глутамин қышқылының ионотропты рецепторлары арнайы агонисттердің атымен аталады: NMDA рецепторлары (N-метил-D-аспартат агонисі), AMPA рецепторлары (альфа-аминогидроксиметилизоксанолпропион қышқылының агонисі) және кайнат (кайн қышқылының агонисі). Бүгінде олардың біріншісіне көп көңіл бөлінуде. NMDA рецепторлары орталық жүйке жүйесінде жұлыннан бас миының қыртысына дейін кең таралған, олардың көпшілігі гиппокампта. Рецептор (3.36-сурет) глютамин қышқылын байланыстыру үшін екі белсенді учаскесі бар төрт суббірлік ақуыздан тұрады. 1 және глицинді байланыстыруға арналған екі белсенді учаске 2. Дәл осындай белоктар түзіледі иондық арнамагний ионымен бітелуі мүмкін 3 және арна блокаторлары 4.
Мақал-мәтел сигналды берудегі өз рөлін орындаған делдалдың тағдырына қатысты: Мавр өз жұмысын жасады - Мавр кетуі керек. Егер таратқыш постсинаптикалық мембранада қалса, ол жаңа сигналдардың берілуіне кедергі жасайды. Қолданылған таратқыш молекулаларды жоюдың бірнеше механизмдері бар: диффузия, ферментативті деградация және қайта пайдалану.
Диффузия арқылы медиатор молекулаларының бір бөлігі әрқашан синапстық саңылаудан шығады, ал кейбір синапстарда бұл механизм негізгі болып табылады. Нейро-бұлшықет синапсындағы ацетилхолинді жоюдың негізгі әдісі ферментативті деградация болып табылады: мұны соңғы пластинка қатпарларының шеттеріне бекітілген холинэстераза жасайды. Алынған ацетат пен холин пресинаптикалық ұшына арнайы түсіру механизмі арқылы қайтарылады.
Биогенді аминдерді ыдырататын екі белгілі фермент бар: моноаминоксидаза (МАО) және катехол-о-метилтрансфераза (COMT). Ақуыз нейротрансмиттерлерінің ыдырауы жасушадан тыс пептидазалардың әсерінен болуы мүмкін, дегенмен әдетте мұндай медиаторлар төмен молекулалыларға қарағанда синапстан баяу жоғалады және жиі диффузия арқылы синапсты тастайды.
Нейротрансмиттерлерді қайта пайдалану олардың молекулаларын нейрондар мен глия жасушалары арқылы ұстайтын әртүрлі нейротрансмиттерлерге тән механизмдерге негізделген; бұл процеске арнайы тасымалдау молекулалары қатысады. Норадреналин, дофамин, серотонин, глутамат, ГАМК, глицин және холин (бірақ ацетилхолин емес) үшін қайта пайдаланудың арнайы механизмдері белгілі. Кейбір психофармакологиялық заттар таратқышты қайта пайдалануды блоктайды (мысалы, биогенді аминдер немесе ГАМҚ) және осылайша олардың әрекетін ұзартады.
Бөлек медиаторлық жүйелер
Ең маңызды нейротрансмиттерлердің химиялық құрылымы 6.1-суретте көрсетілген.
Ацетилхолин
Ол ацетилтрансфераза ферменті А ацетилкоферментінен және холиннен түзіледі, нейрондар синтездемейді, бірақ синапстық саңылаудан немесе қаннан ұстайды. Ол жұлынның және вегетативті ганглияның барлық мотонейрондарының жалғыз медиаторы болып табылады, бұл синапстарда оның әрекеті Н-холинергиялық рецепторлардың көмегімен жүзеге асады, ал каналдарды басқару тікелей, ионотропты. Ацетилхолин сонымен қатар вегетативті жүйке жүйесінің парасимпатикалық бөлімінің постганглиональды ұштары арқылы бөлінеді: мұнда ол М-холинергиялық рецепторлармен байланысады, т.б. метаботропты әсер етеді. Мида ол базальды ганглийлерге әсер ететін қыртыстың көптеген пирамидалық жасушалары арқылы нейротрансмиттер ретінде пайдаланылады, мысалы, мида өндірілетін ацетилхолиннің жалпы мөлшерінің шамамен 40% -ы құйрық ядросында бөлінеді. Ацетилхолиннің көмегімен мидың миндалиндері ми қыртысының жасушаларын қоздырады.
М-холинергиялық рецепторлар мидың барлық бөліктерінде (қыртыс, лимбиялық жүйе құрылымдарында, таламус, дің) кездеседі, олар әсіресе торлы формацияда көп. Холинергиялық талшықтардың көмегімен ортаңғы ми магистральдың жоғарғы бөліктерінің басқа нейрондарымен, көру төбелерімен және қыртыспен байланысады. Мүмкін, ұйқыдан сергектікке көшу үшін осы нақты жолдарды белсендіру қажет болуы мүмкін, кез келген жағдайда холинэстераза тежегіштерін қабылдағаннан кейін электроэнцефалограммадағы сипаттамалық өзгерістер бұл нұсқаны растайды.
Альцгеймер ауруы деп аталатын үдемелі деменцияда базальды алдыңғы мида, тікелей стриатум астында орналасқан Майнерт ядроларының нейрондарында ацетилтрансфераза белсенділігінің төмендеуі анықталды. Осыған байланысты холинергиялық беріліс бұзылады, бұл аурудың дамуындағы маңызды буын болып саналады.
Ацетилхолин антагонистері, жануарлар тәжірибесінде көрсетілгендей, шартты рефлекстердің қалыптасуына кедергі келтіреді және психикалық әрекеттің тиімділігін төмендетеді. Холинестераза ингибиторлары ацетилхолиннің жинақталуына әкеледі, бұл қысқа мерзімді есте сақтаудың жақсаруымен, шартты рефлекстердің жедел қалыптасуымен және есте сақтау іздерінің жақсы сақталуымен бірге жүреді.
Мидың холинергиялық жүйелері оның интеллектуалдық қызметін жүзеге асыру үшін және эмоциялардың ақпараттық құрамдас бөлігімен қамтамасыз ету үшін өте қажет деген идея өте танымал.
Биогенді аминдер
Жоғарыда айтылғандай, биогенді аминдер тирозиннен синтезделеді және синтездің әрбір кезеңі арнайы фермент арқылы бақыланады. Егер жасушада мұндай ферменттердің толық жиынтығы болса, онда ол адреналинді және аз дәрежеде оның прекурсорларын - норадреналин мен дофаминді бөледі. Мысалы, деп аталатын. Бүйрек үсті безінің хромафинді жасушалары адреналин (секреттің 80%), норадреналин (18%) және дофамин (2%) бөледі. Егер адреналин түзетін фермент болмаса, онда жасуша тек норадреналин мен дофаминді бөле алады, ал егер норадреналин синтезіне қажетті фермент болмаса, онда жалғыз бөлінетін медиатор допамин болады, оның прекурсоры L- DOPA, делдал ретінде пайдаланылмайды.
Дофамин, норадреналин және эпинефрин жиі катехоламиндер деп аталады. Олар метаботропты адренергиялық рецепторларды басқарады, олар тек жүйкеде ғана емес, сонымен қатар дененің басқа тіндерінде де кездеседі. Адренергиялық рецепторлар альфа-1 және альфа-2, бета-1 және бета-2 болып бөлінеді: катехоламиндердің әртүрлі рецепторларға қосылуынан туындаған физиологиялық әсерлер айтарлықтай ерекшеленеді. Әртүрлі рецепторлардың қатынасы әртүрлі эффекторлық жасушалар үшін бірдей емес. Барлық катехоламиндерге тән адренергиялық рецепторлармен қатар орталық жүйке жүйесінде және қан тамырларының тегіс бұлшықеттері мен жүрек бұлшықеттері сияқты басқа тіндерде болатын дофаминнің арнайы рецепторлары бар.
Адреналин - бүйрек үсті безінің негізгі гормоны, бета-рецепторлар оған әсіресе сезімтал. Сондай-ақ кейбір ми жасушаларының адреналинді медиатор ретінде қолдануы туралы ақпарат бар. Норадреналин вегетативті жүйке жүйесінің симпатикалық бөлімінің постганглиональды нейрондарымен, ал орталық жүйке жүйесінде - жұлынның, мишық пен ми қыртысының жеке нейрондары арқылы бөлінеді. Норадренергиялық нейрондардың ең үлкен жинақталуы көк дақтармен ұсынылған - ми бағанының ядролары.
Парадоксальды ұйқы фазасының басталуы осы норадренергиялық нейрондардың белсенділігімен байланысты деп саналады, бірақ олардың қызметі мұнымен ғана шектелмейді. Сондай-ақ көк дақтарға ростральды норадренергиялық нейрондар бар, олардың шамадан тыс белсенділігі деп аталатын дамуда жетекші рөл атқарады. басым қорқыныш сезімімен жүретін дүрбелең синдромы.
Допаминді мидың үш дофаминергиялық жүйесін құрайтын ортаңғы және диэнцефалиялық аймақтағы нейрондар синтездейді. Бұл, біріншіден, нигростриатальды жүйе: ол ортаңғы мидың қара субстанцияларының нейрондарымен ұсынылған, олардың аксондары құйрық ядролары мен қабығымен аяқталады. Екіншіден, бұл көпірдің вентральды операциялық бөлігінің нейрондары түзетін мезолимбиялық жүйе, олардың аксондары қалқаны, бадамша бездерді, маңдай қыртысының бір бөлігін нервтендіреді, т.б. мидың лимбиялық жүйесінің құрылымдары. Ал, үшіншіден, мезокортикалық жүйе: оның нейрондары ортаңғы мида, ал олардың аксондары алдыңғы цингулярлы гируста, маңдай қыртысының терең қабаттарында, энторинальды және пириформды (алмұрт тәрізді) қыртыста аяқталады. Допаминнің ең жоғары концентрациясы маңдай қыртысында кездеседі.
Дофаминергиялық құрылымдар мотивациялар мен эмоцияларды қалыптастыруда, зейінді сақтау механизмдерінде және орталық жүйке жүйесіне шеткі жағынан келетін маңызды сигналдарды таңдауда маңызды рөл атқарады. Қара субстанция нейрондарының дегенерациясы Паркинсон ауруы деп аталатын қозғалыс бұзылыстарының кешеніне әкеледі. Бұл ауруды емдеу үшін дофаминнің прекурсоры, L-DOPA қолданылады, ол допаминнің өзінен айырмашылығы, гематоэнцефалдық бөгет арқылы өтуге қабілетті. Кейбір жағдайларда ми қарыншасына ұрықтың бүйрек үсті безінің медулла тінін енгізу арқылы Паркинсон ауруын емдеу әрекеттері жасалуда. Инъекцияланған жасушалар бір жылға дейін созылуы мүмкін және әлі де дофаминнің айтарлықтай мөлшерін шығарады.
Шизофренияда мезолимбиялық және мезокортикалық жүйелердің белсенділігінің жоғарылауы байқалады, бұл көптеген адамдар мидың зақымдануының негізгі механизмдерінің бірі ретінде қарастырылады. Керісінше, деп аталатындармен. негізгі депрессияда орталық жүйке жүйесінің синапстарында катехоламиндердің концентрациясын арттыратын препараттарды қолдануға тура келеді. Антидепрессанттар көптеген пациенттерге көмектеседі, бірақ, өкінішке орай, олар өмірінде бақытсыз уақытты бастан өткеріп жатқан сау адамдарды бақытты ете алмайды.
Серотонин
Бұл төмен молекулалық салмақты нейротрансмиттер триптофан амин қышқылынан синтезге қатысатын екі фермент арқылы түзіледі. Серотонергиялық нейрондардың едәуір жинақталуы тігістің ядроларында, каудальды ретикулярлық түзілістің ортаңғы сызығының бойындағы жіңішке жолақшада кездеседі. Бұл нейрондардың қызметі зейін деңгейін реттеумен және ұйқы-ояну циклін реттеумен байланысты. Серотонинергиялық нейрондар макуланың көпірлі және норадренергиялық нейрондарының холинергиялық құрылымдарымен әрекеттеседі. Серотонинергиялық рецепторлардың блокаторларының бірі LSD болып табылады, бұл психотроптық затты қабылдаудың нәтижесі әдетте кешіктірілетін осындай сенсорлық сигналдардың санаға кедергісіз өтуі болып табылады.
Гистамин
Биогенді аминдер тобына жататын бұл зат гистидин амин қышқылынан синтезделеді және қанның мастикалық жасушаларында және базофильді гранулоциттерде ең көп мөлшерде кездеседі: онда гистамин әртүрлі процестерді реттеуге қатысады, соның ішінде дереу аллергиялық реакциялардың пайда болуы. . Омыртқасыздарда бұл өте кең таралған таратқыш, адамдарда ол эндокриндік функцияларды реттеуге қатысатын гипоталамустағы нейротрансмиттер ретінде пайдаланылады.
Глутамат
Мидағы ең көп таралған қоздырғыш нейротрансмиттер. Оны көптеген сенсорлық нейрондардың аксондары, көру қыртысының пирамидалық жасушалары және жолаққа проекциялар құрайтын ассоциативті қыртыстың нейрондары шығарады.
Бұл медиатордың рецепторлары ионотропты және метаботропты болып екіге бөлінеді. Ионотропты глутамат рецепторлары агонистері мен антагонистеріне байланысты екі түрге бөлінеді: NMDA (N-метил-D-аспартат) және NMDA емес. NMDA рецепторлары натрий, калий және кальций иондары өтетін катион арналарымен байланысты, ал NMDA емес рецепторлардың арналары кальций иондарының өтуіне мүмкіндік бермейді. NMDA рецепторларының арналары арқылы енетін кальций кальцийге тәуелді екіншілік хабаршылар каскадын белсендіреді. Бұл механизм есте сақтау іздерін қалыптастыруда өте маңызды рөл атқарады деп саналады. NMDA рецепторларымен байланысты арналар баяу және тек глициннің қатысуымен ашылады: олар магний иондарымен және есірткілік галлюциноген фенциклидинмен (ағылшын әдебиетінде ол «періште шаңы» деп аталады) жабылады.
Гиппокамптағы NMDA рецепторларының белсендірілуі өте қызықты құбылыстың пайда болуымен байланысты - ұзақ мерзімді потенциация, ұзақ мерзімді есте сақтауды қалыптастыру үшін қажетті нейрондық белсенділіктің ерекше формасы (17-тарауды қараңыз). Сондай-ақ, глутаматтың шамадан тыс жоғары концентрациясы нейрондарға улы болатынын атап өту қызықты - бұл жағдайды мидың кейбір зақымдануларында (қан құйылулар, эпилепсиялық ұстамалар, дегенеративті аурулар, мысалы, Хантингтон хореясы) ескеру қажет.
ГАМҚ және глицин
Екі амин қышқылы нейротрансмиттерлері маңызды тежегіш медиаторлар болып табылады. Глицин жұлынның интернейрондары мен мотонейрондарының белсенділігін тежейді. ГАМҚ-ның жоғары концентрациясы ми қыртысының сұр затында, әсіресе маңдай бөліктерінде, қыртыс асты ядроларында (құйрық және бозғылт), таламуста, гиппокампта, гипоталамуста және ретикулярлық формацияда кездеседі. ГАМҚ тежегіш медиаторы ретінде жұлынның, иіс сезу жолдарының, торлы қабықтың және мидың кейбір нейрондары қолданылады.
GABA туындыларының бірқатары (пирацетам, аминолон, натрий оксибутират немесе GHB - гамма-гидроксибутир қышқылы) ми құрылымдарының жетілуін және нейрондық популяциялар арасында тұрақты байланыстардың қалыптасуын ынталандырады. Бұл мидың әртүрлі зақымдануынан кейін қалпына келтіру процестерін жеделдету үшін осы қосылыстарды клиникалық тәжірибеде қолдануға себеп болған жадтың қалыптасуына ықпал етеді.
GABA психотроптық белсенділігі оның мидың интегративті функцияларына селективті әсерімен анықталады деп болжанады, ол өзара әрекеттесетін ми құрылымдарының белсенділігінің тепе-теңдігін оңтайландырудан тұрады. Мысалы, қорқыныш, фобия жағдайында пациенттерге арнайы сақтандыруға қарсы препараттар - бензодиазепиндер көмектеседі, олардың әрекеті GABA-эргиялық рецепторлардың сезімталдығын арттыру болып табылады.
Нейропептидтер
Қазіргі уақытта мүмкін болатын нейротрансмиттерлер ретінде 50-ге жуық пептидтер қарастырылады, олардың кейбіреулері бұрын нейрогормондар ретінде белгілі, нейрондар шығаратын, бірақ мидан тыс әрекет етеді: вазопрессин, окситоцин. Басқа нейропептидтер алғаш рет ас қорыту жолдарының жергілікті гормондары ретінде зерттелді, мысалы, гастрин, холецистокинин және т.б., сонымен қатар басқа ұлпаларда түзілетін гормондар: ангиотензин, брадикинин және т.б.
Олардың бірдей сапада болуы әлі де күмән тудырмайды, бірақ белгілі бір пептидтің нерв ұштары арқылы бөлінетінін және көрші нейронға әсер ететінін анықтау мүмкін болғанда, оны нейротрансмиттерлерге жатқызуға болады. Мида нейропептидтердің айтарлықтай мөлшері гипоталамус-гипофиздік жүйеде қолданылады, дегенмен, мысалы, жұлынның артқы мүйіздеріндегі ауырсыну сезімталдығын берудегі пептидтердің қызметі кем емес белгілі.
Барлық пептидтер жасуша денесінде синтезделетін, цитоплазмалық ретикулумда өзгеретін, Гольджи аппаратында түрленетін және секреторлық көпіршіктерде жылдам аксональды тасымалдау арқылы нерв ұшына жеткізілетін үлкен прекурсорлық молекулалардан туындайды. Нейропептидтер қоздырғыш және тежеуші медиаторлар ретінде әрекет ете алады. Олар көбінесе нейромодуляторлар сияқты әрекет етеді, яғни. сигналды өздері жібермейді, бірақ қажеттілікке байланысты жеке нейрондардың немесе олардың популяцияларының қоздырғыш немесе тежегіш нейротрансмиттерлердің әсеріне сезімталдығын арттырады немесе төмендетеді.
Жеке нейропептидтер арасындағы ұқсастықтарды анықтау үшін аминқышқылдары тізбегінің ұқсас бөліктерін пайдалануға болады. Мысалы, тізбектің бір шетіндегі барлық эндогендік опиат пептидтерінің аминқышқылдарының реттілігі бірдей: тирозин-глицин-глицин-фенилаланин. Дәл осы учаске пептидтік молекуланың белсенді орталығы болып табылады. Көбінесе жеке пептидтер арасындағы осындай ұқсастықтардың ашылуы олардың генетикалық байланысын көрсетеді. Осы қатынасқа сәйкес нейроактивті пептидтердің бірнеше негізгі отбасылары анықталды:
1.Опиатты пептидтер: лейцин-энкефалин, метионин-энкефалин, альфа-эндорфин, гамма-эндорфин, бета-эндорфин, динорфин, альфа-неоэндорфин.
2. Нейрогипофиздің пептидтері: вазопрессин, окситоцин, нейрофизин.
3. Тахикининдер: Р заты, бомбезин, физалимин, кассинин, уперолейн, эледоизин, К заты.
4. Секретиндер: секретин, глюкагон, VIP (вазоактивті ішек пептиді), соматотропин-релизинг факторы.
5. Инсулиндер: инсулин, инсулин тәріздес ұрық факторлары I және II.
6. Соматостатин: соматостатин, панкреатикалық полипептид.
7. Гастриндер: гастрин, холецистокинин.
Кейбір нейрондар бір мезгілде пептидті және төмен молекулалық салмақ медиаторларын, мысалы, ацетилхолинді және VIP-ті босатады, екеуі де синергистер сияқты бір мақсатта әрекет етеді. Бірақ бұл әртүрлі болуы мүмкін, мысалы, гипоталамуста, бір нейроннан бөлінетін глутамат пен динорфин бір постсинаптикалық нысанаға әсер етеді, бірақ глутамат қоздырады, ал опиоидты пептид тежейді. Мұндай жағдайларда пептидтер нейромодулятор ретінде әрекет етеді. Кейде нейротрансмиттермен бірге АТФ де бөлінеді, ол кейбір синапстарда медиатор ретінде де қарастырылады, егер, әрине, постсинапстық мембранада оған рецепторлардың болуын дәлелдеуге болады.
Опиатты пептидтер
Опиатты пептидтер тобында оннан астам заттар бар, олардың молекулаларында 5-тен 31-ге дейін аминқышқылдары бар. Бұл заттардың жалпы биохимиялық сипаттамалары бар, бірақ олардың синтезделу жолдары әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, бета-эндорфин синтезі кәдімгі ірі прекурсорлы ақуыз молекуласынан – проопиомеланокортиннен адренокортикотропты гормонның (АКТГ) түзілуімен байланысты, ал энкефалиндер басқа прекурсордан, ал динорфиннің үштен бірінен түзіледі.
Апиындық пептидтерді іздеу мидағы апиын алкалоидтарын (морфин, героин және т.б.) байланыстыратын апиын рецепторлары табылғаннан кейін басталды. Бөтен заттарды ғана байланыстыратын мұндай рецепторлардың пайда болуын елестету қиын болғандықтан, олар оларды дененің ішінен іздей бастады. 1975 жылы «Табиғат» журналы опиат рецепторларымен байланысқан және морфинге қарағанда күштірек әрекет ететін бес амин қышқылынан тұратын екі кішкентай пептидтердің ашылғаны туралы хабарлады. Бұл хабарламаның авторлары (Хьюз Дж., Смит Т.В., Костерлиц Х.В. және т.б.) табылған заттарды энкефалиндер деп атады (яғни, басында). Қысқа уақыттан кейін гипоталамус-гипофиз сығындысынан тағы үш пептид бөлініп алынды, олар эндорфиндер деп аталды, яғни. эндогендік морфиндер, содан кейін динорфин ашылды, т.б.
Барлық опиатты пептидтер кейде эндорфиндер деп аталады. Олар опиатты рецепторлармен морфинге қарағанда жақсы байланысады және морфинге қарағанда 20-700 есе күштірек. Опиатты рецепторлардың бес функционалды түрі сипатталған, олар пептидтердің өздерімен бірге өте күрделі жүйені құрайды. Пептидтің рецепторға қосылуы cAMP жүйесіне қатысты екіншілік хабаршылардың пайда болуына әкеледі.
Апиындық пептидтердің ең көп мөлшері гипофизде кездеседі, бірақ олар негізінен гипоталамуста синтезделеді. Бета-эндорфиннің айтарлықтай мөлшері мидың лимбиялық жүйесінде кездеседі және ол қанда болады. Энкефалиндердің концентрациясы әсіресе жұлынның артқы мүйіздерінде жоғары болады, мұнда ауырсыну ұштарынан сигналдар беріледі: онда энкефалиндер ауырсыну туралы ақпаратты беру медиаторы Р затының бөлінуін азайтады.
Тәжірибелік жануарларда ми қарыншасына бета-эндорфинді микроинъекциялау арқылы анестезияны индукциялауға болады. Ауырсынуды басудың тағы бір әдісі - қарыншаның айналасында орналасқан нейрондарды электрлік ынталандыру: бұл цереброспинальды сұйықтықтағы эндорфиндер мен энкефалиндердің концентрациясын арттырады. Сол нәтижеге, яғни. б-эндорфиндерді енгізу және онкологиялық науқастарда перивентрикулярлық (перивентрикулярлық) аймақты ынталандыру анестезияға әкелді. Бір қызығы, ми-жұлын сұйықтығында апиындық пептидтердің деңгейі акупунктурамен анестезиямен де, плацебо эффектісімен де артады (пациент дәрі-дәрмекті қабылдаған кезде, онда белсенді белсенді принцип жоқ екенін білмей).
Анальгетиктерден басқа, т. опиоидты пептидтердің анальгетикалық әсері ұзақ мерзімді есте сақтаудың қалыптасуына, оқу процесіне әсер етеді, тәбетті, жыныстық функцияны және жыныстық мінез-құлықты реттейді, олар стресске жауап беру және бейімделу процесінде маңызды буын болып табылады, олар жүйке, эндокриндік байланысты қамтамасыз етеді. және иммундық жүйе (апиындық рецепторлар лимфоциттерде және қан моноциттерде кездеседі).
Түйіндеме
Орталық жүйке жүйесінде жасушалар арасында ақпаратты тасымалдау үшін төмен молекулалық салмақ пен пептидті нейротрансмиттерлер қолданылады. Нейрондардың әртүрлі популяциялары әртүрлі нейротрансмиттерлерді пайдаланады, бұл таңдау генетикалық түрде анықталады және синтезге қажетті ферменттердің белгілі бір жиынтығымен қамтамасыз етіледі. Бір нейротрансмиттер үшін әртүрлі жасушаларда ионотропты немесе метаботропты бақылау бар постсинаптикалық рецепторлардың әртүрлі типтері болады. Метаботропты бақылау конверсиялық белоктар мен қатысуымен жүзеге асырылады әртүрлі жүйелерқосалқы делдалдар. Кейбір нейрондар бір мезгілде төмен молекулалық салмақты пептидті медиаторды шығарады. Бөлінетін нейротрансмиттерде ерекшеленетін нейрондар мидың әртүрлі құрылымдарында белгілі бір ретпен шоғырланған.
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар
81. Төмендегілердің қайсысы затты нейротрансмиттер ретінде жіктеу критерийіне жатпайды?
A. Нейронда синтезделеді; B. Пресинаптикалық аяқталуда жинақталады; B. Эффекторға ерекше әсер етеді; D. Қан арқылы шығарылады; E. Жасанды енгізу кезінде табиғи экскрецияға ұқсас әсер байқалады.
A. Пресинаптикалық аяқталудан медиатордың шығуына кедергі жасайды; B. Медиатор ретінде әрекет етеді; B. Медиатордан басқаша әрекет етеді; D. Постсинаптикалық рецепторларды блоктайды; D. Постсинаптикалық рецепторлармен байланыспайды.
83. Төмендегілердің қайсысы пептидтік нейротрансмиттерлерге тән?
A. Амин қышқылдарының ферментативті тотығуынан түзілген; B. Амин қышқылдарының декарбоксилдену нәтижесінде түзілген; B. Пресинаптикалық аяқталуда синтездеуге болады; D. Баяу аксоплазмалық тасымалдау арқылы пресинаптикалық соңына дейін жеткізіледі; D. Нейронның жасушалық денесінде түзілген.
84. Синапс арқылы ақпаратты беру кезінде кальций иондарының пресинаптикалық терминалға тоғы немен байланысты?
A. Әрекет ету мүмкіндігі; B. Демалыс потенциалы; B. Экзоцитоз; D. Синапстық көпіршіктердің цитоскелетпен байланысуы; D. Постсинаптикалық потенциалдың пайда болуы.
85. Пресинаптикалық терминалдың қозуын электрлік емес белсенділікке (нейротрансмиттер шығару) не түрлендіреді?
A. Экзоцитоз; B. Кальций иондарының кіріс тогы; B. Қозу аяқталғаннан кейін натрий иондарының енуі; D. Реполяризация кезінде калий иондарының бөлінуі; D. Медиатор синтезіне қажетті ферменттер белсенділігінің артуы.
86. Посттетаникалық потенциацияның себебі неде?
A. Медиатор кванттарының қосындысы; B. Медиатордың диффузиялық жылдамдығын арттыру; B. Пресинапстық терминалда кальций иондарының концентрациясының жоғарылауы; D. Медиатор синтезі үшін ферменттердің белсенділігін арттыру; D. Белсенді аймақтар аймағындағы кальций арналарының жоғары тығыздығы.
87. Төмендегі оқиғалардың қайсысы G-белоктардың активтенуіне әкеледі?
A. GDF-ті GTP-ге түрлендіру; B. АТФ-ның цАМФ-қа айналуы; B. Аденилатциклазаның активтенуі; D. Протеинкиназаның активтенуі; D. Постсинаптикалық потенциалдың қалыптасуы.
88. Осы оқиғалардың қайсысы метаботропты емдеу кезінде басқаларға қарағанда ертерек болуы керек?
A. cAMP оқыту; B. Протеинкиназаның активтенуі; B. Аденилатциклазаның активтенуі; D. G-белоктың активтенуі; D. Иондық арнаның ашылуы.
89. Пресинапстық мембрананың авторецепторлары қандай қызмет атқарады?
A. Нейротрансмиттерлердің кері тасымалдануын жүзеге асыру; B. Синапстық саңылаудағы нейротрансмиттердің мөлшерін реттеу; B. Медиаторларды бөлу механизмдерін белсендіру; D. Пресинапстық мембрана арналарын ионотропты бақылау; D. Постсинапстық нейроннан бөлінетін нейротрансмиттердің байланысуы.
90. Жоғарыда аталған механизмдердің қайсысы синаптикалық саңылаудан медиаторларды жою үшін қолданылмайды?
A. Ферментативті деградация; B. Глиальды жасушалардың нейротрансмиттер молекулаларын ұстауы; B. Постсинапстық нейронның нейротрансмиттер молекулаларының ұсталуы; D. Нейротрансмиттер молекулаларының пресинапстық нейронның терминалына тасымалдануы; D. диффузия.
91. Үдемелі деменцияда (Альцгеймер ауруы) нейротрансмиттерлердің бірінің синтезі бұзылады. Ол:
A. Ацетилхолин; B. Глутамат; B. Дофамин; G. Норадреналин; D. GABA.
92. Көк нүктелі нейрондар қандай нейротрансмиттер бөледі?
A. Дофамин; B. Глицин; B. Глутамат; G. Норадреналин; D. Адреналин.
93. Ортаңғы мидың қара затының нейрондарында қандай нейротрансмиттер синтезделеді?
A. Дофамин; B. Норадреналин; B. Ацетилхолин; G. b-эндорфин; D. Глутамат.
94. Төменде көрсетілген ми құрылымдарының қайсысында дофаминнің ең жоғары концентрациясы кездеседі?
А. Торлы түзіліс; B. Желке қыртысы; B. Маңдай қыртысы; G. Мишық; D. Таламус.
95. Тігіс ядроларының нейрондары қандай нейротрансмиттер бөледі?
A. Дофамин; B. Норадреналин; B. Серотонин; Г. Гистамин; D. Глицин.
96. NMDA рецепторларына қандай медиатор әсер етеді?
A. Ацетилхолин; B. Глутамат; V. Глицин; Г. Энкефалин; D. Адреналин.
97. Нейротрансмиттерлердің бірінің туындылары мидың зақымдануынан кейін қалпына келтіру процестерін жеделдету және есте сақтауды жақсарту үшін қолданылады. Оны көрсетіңіз.
A. GABA; B. Глицин; B. Ацетилхолин; Г. Глутамат; D. Дофамин.
98. Төмендегі заттардың қайсысы пептидті нейротрансмиттерге жатпайды?
А. Эндорфин; B. Глицин; B. R заты; Г. Соматостатин; Д. Энкефалин.
99. Қандай нейротрансмиттер мидың кейбір нейрондарымен синтезделеді және жұлындағы ауыру тітіркендіргіштері туралы ақпараттың берілуіне әсер етеді?
А. Эндорфин; Б. Энкефалин; B. Зат R. G. Окситоцин; D. Вазопрессин.
100. Медиатор ретінде пептидті нейротрансмиттерлер мидың қай аймағында жиі қолданылады?
A. Мишық; B. Торлы түзіліс; B. Гипоталамус және гипофиз; D. Маңдай қыртысы; D. Субкортикалық ядролар.
Нейротрансмиттерлер сериясының алтыншы (және соңғы) мақаласы осыған арналады глутамат... Бұл зат бізге тағамдардағы дәмді күшейткіш ретінде көбірек таныс, бірақ ол біздің жүйке жүйемізде маңызды рөл атқарады. Глутамат жалпы сүтқоректілердің және атап айтқанда адамдардың жүйке жүйесіндегі ең көп қоздырғыш нейротрансмиттер болып табылады.
Молекулалар және байланыстар
Глутамат (глутамин қышқылы) 20 маңызды аминқышқылдарының бірі болып табылады. Ол белоктардың синтезіне қатысумен қатар, нейротрансмиттер қызметін атқара алады - синаптикалық саңылаудағы бір жүйке жасушасынан екіншісіне сигнал жіберетін зат. Тамақ құрамындағы глутаматтың гематоэнцефалдық бөгет арқылы өтпейтінін, яғни миға тікелей әсер етпейтінін есте ұстаған жөн. Глутамат біздің ағзамыздың жасушаларында α-кетоглутараттан трансаминация арқылы өндіріледі. Амин тобы аланиннен немесе аспартаттан α-кетоглутараттың кетондық радикалын ауыстырады (1-сурет). Нәтижесінде біз глутамат пен пируват немесе оксалосірке қышқылын аламыз (амин тобының донорына байланысты). Соңғы екі зат көптеген маңызды процестерге қатысады: оксалосірке қышқылы, мысалы, үлкен және қорқынышты Кребс цикліндегі метаболиттердің бірі болып табылады. Глутаматтың бұзылуы глутаматдегидрогеназа ферментінің көмегімен жүреді және реакция барысында бұрыннан таныс α-кетоглутарат пен аммиак түзіледі.
Сурет 1. Глутаматтың синтезі.Глутамат α-кетоглутараттан кето тобын амин тобымен алмастыру арқылы түзіледі. Реакция кезінде жасушаларда никотинамид адениндинуклеотидфосфаты (NADP, NADP) жұмсалады. lecturer.ukdw.ac.id сайтынан сурет.
Басқа нейротрансмиттерлер сияқты глутаматта рецепторлардың екі түрі бар: ионотропты(ол лигандтардың қосылуына жауап ретінде иондар үшін мембрана кеуегін ашады) және метаботропты(ол лигандтың қосылуы кезінде жасушада метаболикалық қайта құруларды тудырады). Ионотропты рецепторлар тобы үш отбасына бөлінеді: NMDA рецепторлары, AMPA рецепторлары және каин қышқылы рецепторлары. NMDA рецепторларыдеп аталады, себебі олардың селективті агонисті, осы рецепторларды таңдамалы түрде ынталандыратын зат N-метил-D-аспартат (NMDA). Егер AMPA рецепторларымұндай агонист α-аминометилизоксазолпропион қышқылы, және кайнат рецепторларыкаин қышқылымен селективті түрде ынталандырылады. Бұл зат қызыл балдырларда кездеседі және эпилепсия мен Альцгеймер ауруын имитациялау үшін нейробиологиялық зерттеулерде қолданылады. Жақында ионотропты рецепторлар да қосылды δ рецепторлары: Олар сүтқоректілер миының Пуркинье жасушаларында орналасқан. «Классикалық» - NMDA, AMPA және каинат рецепторларын ынталандыру калийдің жасушадан шыға бастауына, ал кальций мен натрийдің жасушаға енуіне әкеледі. Бұл процестер кезінде нейронда қозу пайда болып, әрекет потенциалы іске қосылады. Метаботроптырецепторлар G-белок жүйесімен байланысты және нейропластикалық процестерге қатысады. Нейропластика жүйке жасушаларының бір-бірімен жаңа байланыстар құру немесе оларды бұзу қабілетін білдіреді. Сондай-ақ нейропластикалық ұғымға синапстардың белгілі бір сәтте қандай мінез-құлық актілері мен ойлау процестерінің қандай жиілікте болатынына байланысты босатылған нейротрансмиттер мөлшерін өзгерту мүмкіндігі кіреді.
Глутамат жүйесі спецификалық емес: бүкіл ми дерлік глутамин қышқылымен «жұмыс істейді». Алдыңғы мақалаларда сипатталған басқа нейротрансмиттерлік жүйелер азды-көпті тар ерекшелігіне ие болды - мысалы, допамин біздің қозғалыстарымыз бен мотивацияларымызға әсер етті. Глутамат жағдайында бұл болмайды - оның ми ішіндегі процестерге әсері тым кең және таңдаусыз. Басқа қандай да бір нақты функцияны бөліп көрсету қиын қызықты... Осы себепті мидағы көптеген байланыстардың жиынтығы ретінде глутамат жүйесі туралы айту керек. Мұндай жиынтық деп аталады қосылғыш... Адамның миы бар үлкен саныәлі де бір-бірінен пайда болатын нейрондар үлкен мөлшербайланыстар. Жалғаулық жалғауы бар тұлғаны құрау – бүгінгі күннің ғылымның қолынан келмейтін шаруа. Дегенмен, ол қазірдің өзінде құрт байланысы арқылы сипатталған Caenorhabditis elegans(2-сурет). Коннекторлық идеяның жанкүйерлері біздің жеке тұлғамыз адамның коннекторларында жазылады: біздің тұлға және жад. Олардың пікірінше, біздің «мен» барлық байланыстардың жиынтығында жасырылған. Сондай-ақ, «коммуникациялар» барлық нейрондық байланыстарды сипаттағаннан кейін көптеген психикалық және неврологиялық бұзылулардың себебін түсіне аламыз, сондықтан біз оларды сәтті емдей аламыз деп есептейді.
Сурет 2. Контектомды нематод Caenorhabditis elegans Құрттың әрбір нейронының өз атауы бар және нейрондар арасындағы барлық байланыстар ескеріліп, диаграммада бейнеленген. Нәтижесінде, диаграмма Токио метросының картасынан гөрі түсініксіз. Connectomethebook.com сайтынан сурет.
Меніңше, бұл идея келешегі бар сияқты. Жеңілдетілген түрде нейрондар арасындағы байланыстарды бір нейронды екіншісіне қосатын сымдар, күрделі кабельдер ретінде көрсетуге болады. Егер бұл байланыстар бұзылса - сигналдың бұрмалануы, сымның үзілуі - мидың үйлестірілген жұмысының бұзылуы болуы мүмкін. Нейрондық байланыс арналары істен шыққан кезде пайда болатын мұндай аурулар деп аталады коннтопатиялар... Бұл термин жаңа, бірақ оның артында ғалымдарға белгілі патологиялық процестер жасырылады. Егер сіз Connectomes туралы көбірек білгіңіз келсе, мен Себастьян Сынның кітабын оқуды ұсынамын. Қосылғыш. Ми бізді біз қандай етіп жасайды» .
Желінің кептелуі
Сурет 3. Мемантиннің құрылымы.Мемантин адамантан көмірсутегінің туындысы болып табылады (адамантпен шатастырмау керек). Википедиядан сурет салу.
Қалыпты жұмыс істейтін мида нейрондық сигналдар барлық басқа жасушаларға біркелкі таралады. Нейротрансмиттерлер қажетті мөлшерде шығарылады және зақымдалған жасушалар жоқ. Дегенмен, инсульттан (жедел жарақат) немесе деменциядан кейін (ұзақ уақытқа созылатын процесс) глутамат нейрондардан қоршаған кеңістікке шығарыла бастайды. Ол басқа нейрондардың NMDA рецепторларын ынталандырады және бұл нейрондар кальций алады. Кальцийдің түсуі бірқатар патологиялық механизмдерді тудырады, бұл ақыр соңында нейронның өліміне әкеледі. Көп мөлшердегі эндогендік токсиннің (бұл жағдайда глутамат) бөлінуіне байланысты жасушаның зақымдану процесі деп аталады. экситоуыттылық.
Сурет 4. Альцгеймер деменциясындағы мемантиннің әсері.Мемантин кортикальды нейрондардан Майнерт ядросына келетін қозу сигналдарының қарқындылығын төмендетеді. Бұл құрылымды құрайтын ацетилхолиндік нейрондар зейінді және бірқатар басқа когнитивтік функцияларды реттейді. Майнерт ядросының шамадан тыс активтенуінің төмендеуі деменция белгілерінің төмендеуіне әкеледі. Суреттен.
Экситоуыттылықтың дамуын болдырмау немесе оның аурудың ағымына әсерін азайту үшін сіз тағайындай аласыз мемантин... Мемантин - өте әдемі NMDA рецепторларының антагонисті молекуласы (Cурет 3). Көбінесе бұл препарат Альцгеймер ауруы кезінде тамырлы деменция және деменция үшін тағайындалады. Әдетте NMDA рецепторлары магний иондарымен блокталады, бірақ глутаматпен ынталандырылған кезде бұл иондар рецептордан босатылады, ал кальций жасушаға түсе бастайды. Мемантин рецепторды блоктайды және кальций иондарының нейронға өтуіне жол бермейді - препарат жасушалық сигналдардағы жалпы электрлік «шуды» азайта отырып, өзінің нейропротекторлық әсеріне ие. Альцгеймер деменциясында глутаматпен байланысты проблемалардан басқа, есте сақтау, оқу және назар аудару сияқты процестерге қатысатын нейротрансмиттер ацетилхолин деңгейі төмендейді. Альцгеймер ауруының осы ерекшелігіне байланысты психиатрлар мен невропатологтар емдеу үшін пайдаланады ацетилхолинэстераза тежегіштері, синаптикалық саңылаудағы ацетилхолинді ыдырататын фермент. Осы топтағы препараттарды қолдану мидағы ацетилхолиннің құрамын арттырады және науқастың жағдайын қалыпқа келтіреді. Сарапшылар Альцгеймер ауруындағы деменциямен жақсы күресу үшін мемантин мен ацетилхолинэстераза тежегіштерін бірге енгізуді ұсынады. Бұл препараттарды бірге қолданғанда аурудың дамуының бірден екі механизміне әсері болады (4-сурет).
Деменция - бұл нейрондық өлім баяу жүретін мидың ұзаққа созылған зақымдануы. Және жүйке тінінің тез және ауқымды зақымдалуына әкелетін аурулар бар. Экситоуыттылық инсульт кезінде жүйке жасушаларының зақымдануының маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Осы себепті, ми қан айналымы бұзылған жағдайда мемантинді қолдану ақталуы мүмкін, бірақ бұл тақырып бойынша зерттеулер енді ғана басталады. Қазіргі уақытта тышқандарда тәулігіне 0,2 мг/кг дозада мемантинді енгізу мидың зақымдану мөлшерін азайтатынын және инсульт болжамын жақсартатынын көрсететін зерттеулер бар. Мүмкін, осы тақырып бойынша одан әрі жұмыс адамдардағы инсультты емдеуді жақсартады.
Менің басымдағы дауыстар
Шизофрениямен ауыратын науқастарда жиі кездесетін галлюцинациялар есту болып табылады: науқас басындағы «дауыстарды» естиді. Дауыс ұрыса алады, айналасында болып жатқан нәрселерге, соның ішінде пациенттің әрекеттеріне түсініктеме бере алады. Менің пациенттерімнің бірінде «дауыстар» ол жүрген көшедегі дүкендердің белгілерін оқиды; Тағы біреуі: «Сен пенсия аласың, кафеге барайық» деген дауысты естіді. Қазіргі уақытта мұндай дауыстардың пайда болуын түсіндіретін теория бар. Науқас көшеде келе жатыр деп елестетіңіз. Ол белгіні көреді, ал ми оны автоматты түрде «оқиды». Есту қабылдауына жауап беретін уақытша лобтағы белсенділіктің жоғарылауымен пациент есту сезімін сезінеді. Олар маңдай қыртысы аймақтарының қалыпты жұмыс істеуіне байланысты басылуы мүмкін, бірақ бұл олардың белсенділігінің төмендеуіне байланысты болмайды (5-сурет). Есту қабығының шамадан тыс белсенділігі глутамат (қозу) жүйесінің гиперфункциясы немесе адам миының қалыпты тежелуіне жауапты GABAergic құрылымдарындағы ақаудан туындауы мүмкін. Сірә, шизофрения жағдайында фронтальды лобтың жеткіліксіз белсенділігі де нейротрансмиттер балансының бұзылуымен байланысты. Іс-әрекеттердің сәйкес келмеуі адамның қоршаған ортамен нақты сәйкес келетін немесе өз ойын жеткізетін «дауыстарды» ести бастауына әкеледі. Көбінесе біз өз ойларымызды басымызда «айтамыз», бұл шизофрениямен ауыратын адамның миындағы «дауыстың» көзі болуы мүмкін.
Сурет 5. Шизофрениямен ауыратын науқастың миында есту галлюцинациясының пайда болуы.Белгілерді автоматты түрде «оқу» немесе ойлар пайда болған кезде, уақытша қыртыста (1) локализацияланған бастапқы түйсік маңдай қыртысымен (2) басылмайды. Париетальды қыртыс (3) мидағы белсенділіктің пайда болған үлгісін басып алады және белсенділік фокусын соған ауыстырады. Нәтижесінде адам «дауысты» ести бастайды. Суреттен.
Бұл нейротрансмиттерлер әлеміне саяхатымызды аяқтайды. Біз допаминді ынталандыратын, тыныштандыратын γ-аминобутир қышқылын және миымыздағы басқа төрт кейіпкерді білдік. Миыңызға қызығушылық танытыңыз, өйткені Дик Сваабтың кітабында айтылғандай. Нейротокс. Рес. 24 , 358–369;
