Отдельные медиаторные системы. Низкомолекулярные медиаторы

Ацетилхолин образуется с помощью фермента ацетилтрансферазы из ацетилкоэнзима А и холина, который нейроны не синтезируют, а захватывают из синаптической щели или из крови. Это единственный медиатор всех мотонейронов спинного мозга и вегетативных ганглиев, в этих синапсах его действие опосредовано Н-холинорецепторами, а управление каналами прямое, ионотропное. Ацетилхолин выделяется также постганглионарными окончаниями парасимпатического отдела вегетативной нервной системы: здесь он связывается с М-холинорецепторами, т.е. действует метаботропно. М-холинорецепторы обнаружены во всех отделах мозга, их особенно много в ретикулярной формации. С помощью холинэргических волокон средний мозг связан с нейронами верхних отделов ствола, таламусами и корой. Активация именно этих путей обязательна для перехода от сна к бодрствованию.

При прогрессирующем слабоумии (болезнь Альцгеймера), выявлено снижение активности ацетилтрансферазы. В связи с этим нарушается холинэргическая передача, что рассматривается как важное звено в развитии болезни.

Антагонисты ацетилхолина затрудняют образование условных рефлексов и снижают эффективность умственной деятельности. Ингибиторы холинэстеразы приводят к накоплению ацетилхолина, что сопровождается улучшением кратковременной памяти, ускоренным образованием условных рефлексов и лучшим сохранением следов памяти.

Холинэргические системы мозга крайне необходимы для осуществления его интеллектуальной деятельности и для обеспечения информационного компонента эмоций.

Биогенные амины (катехоламины) синтезируются из аминокислоты тирозина, причём каждый этап синтеза контролирует специальный фермент. Если в клетке есть полный набор таких ферментов, то она будет выделять адреналин и в меньшем количестве его предшественники – норадреналин и дофамин. Клетки мозгового слоя надпочечников выделяют адреналин (80% секреции), норадреналин (18%) и дофамин (2%). Если нет фермента для образования адреналина, то клетка может выделять только норадреналин и дофамин, а если нет и фермента, требующегося для синтеза норадреналина, то единственным выделяемым медиатором будет дофамин, предшественник которого – L-ДОФА в качестве медиатора не используется.

Катехоламины управляют метаботропными адренорецепторами, которые есть не только в нервной, но и в других тканях организма. Адренорецепторы подразделяются на альфа-1 и альфа-2, бета-1 и бета-2: физиологические эффекты, вызванные присоединением катехоламинов к разным рецепторам, существенно отличаются. Наряду с адренорецепторами, общими для всех катехоламинов, в ЦНС, в гладких мышцах кровеносных сосудов и в сердечной мышце существуют специфические рецепторы для дофамина.

Адреналин является главным гормоном мозгового вещества надпочечников, к нему особенно чувствительны бета-рецепторы. Норадреналин выделяют постганглионарные нейроны симпатического отдела вегетативной нервной системы, а в ЦНС – отдельные нейроны спинного мозга, мозгового ствола, мозжечка и коры больших полушарий.

С активностью норадренэргических нейронов связано наступление фазы парадоксального сна. Они играют ведущую роль в развитии синдрома паники, сопровождающегося чувством непреодолимого ужаса.

Дофамин синтезируют нейроны среднего мозга и диэнцефальной области, которые образуют три дофаминэргические системы мозга. Первая система связана с гипоталамо-гипофизарными механизмами и играет видную роль в формировании мотиваций и эмоций, в механизмах удержания внимания и отборе наиболее значимых сигналов, поступающих в ЦНС с периферии.

Вторая система связана с черной субстанцией, дегенерация нейронов которой приводит к комплексу двигательных расстройств – болезни Паркинсона. Для её лечения используется предшественник дофамина – L-ДОФА, способный, в отличие от дофамина, преодолевать гематоэнцефалический барьер.

При шизофрении обнаруживается повышенная активность третьей дофаминэргической системы, что рассматривается как один из главных механизмов поражения мозга. В противоположность этому при большой депрессии приходится применять средства, повышающие концентрацию катехоламинов в синапсах ЦНС. Антидепрессанты помогают многим больным, но, к сожалению, не способны сделать счастливыми здоровых людей, просто переживающих несчастливое время своей жизни.

Серотонин – низкомолекулярный нейромедиатор, образуется из аминокислоты триптофана. Значительные скопления серотонинэргических нейронов находятся в ядрах шва – тонкой полосе вдоль средней линии каудальной ретикулярной формации. Функция этих нейронов связана с регуляцией уровня внимания и регуляцией цикла сна и бодрствования. Одним из блокаторов серотонинэргических рецепторов является ЛСД, следствием приёма этого психотропного вещества становится беспрепятственный пропуск в сознание таких сенсорных сигналов, которые в норме задерживаются.

Гистамин – это вещество из группы биогенных аминов синтезируется из аминокислоты гистидина и в самых больших количествах содержится в тучных клетках и базофильных гранулоцитах крови: там гистамин участвует в регуляции различных процессов, в том числе в формировании аллергических реакций немедленного типа. У человека гистамин используется как медиатор в гипоталамусе, где участвует в регуляции эндокринных функций.

Глутамат – наиболее распространённый возбуждающий медиатор головного мозга. Он выделяется аксонами большинства чувствительных нейронов, пирамидными клетками зрительной коры, нейронами ассоциативной коры, образующими проекции на полосатое тело. С активацией рецепторов глутамата в гиппокампе связано возникновение очень интересного феномена – долговременной потенциации, особой формы активности нейронов, необходимой для формирования долговременной памяти.

ГАМК и глицин – это два важнейших аминокислотных тормозных медиатора. Глицин тормозит деятельность интернейронов и мотонейронов спинного мозга. Высокая концентрация ГАМК обнаружена в сером веществе коры мозга, особенно в лобных долях, в подкорковых ядрах (хвостатое ядро и бледный шар), в таламусе, гиппокампе, гипоталамусе, ретикулярной формации. В качестве тормозного медиатора ГАМК используют некоторые нейроны спинного мозга, обонятельного тракта, сетчатки глаза, мозжечка.

Ряд производных от ГАМК соединений (пирацетам, аминолон, оксибутират натрия или ГОМК – гамма-оксимасляная кислота) стимулируют созревание структур мозга и образование стойких связей между популяциями нейронов. Это способствует формированию памяти, что послужило поводом к использованию названных соединений в клинической практике для ускорения восстановительных процессов после различных поражений мозга.

Предполагают, что психотропная активность ГАМК определяется её избирательным влиянием на интегративные функции мозга, которое состоит в оптимизации баланса активности взаимодействующих структур мозга. Так, например, при состояниях страха, фобиях больным помогают специальные антистраховые препараты – бензодиазепины, действие которых состоит в повышении чувствительности ГАМК-эргических рецепторов.