واسطه ها و تعدیل کننده های سیستم عصبی. سیناپس ها و فرستنده های سیستم عصبی مرکزی

با توجه به ساختار شیمیایی خود، واسطه ها یک گروه ناهمگن هستند. این شامل استر کولین (استیل کولین) است. گروهی از مونوآمین ها، از جمله کاتکول آمین ها (دوپامین، نوراپی نفرین و آدرنالین)؛ ایندول (سروتونین) و ایمیدازول (هیستامین)؛ اسیدهای آمینه (گلوتامات و آسپارتات) و بازی (GABA و گلیسین)؛ پورین ها (آدنوزین، ATP) و پپتیدها (انکفالین ها، اندورفین ها، ماده P). این گروه همچنین شامل موادی است که نمی توان آنها را به عنوان انتقال دهنده های عصبی واقعی طبقه بندی کرد - استروئیدها، ایکوزانوئیدها و تعدادی ROS، در درجه اول NO.

برای حل مسئله ماهیت انتقال دهنده عصبی هر ترکیب، تعدادی معیار استفاده می شود. موارد اصلی در زیر مشخص شده است.

1. این ماده باید در انتهای پیش سیناپسی جمع شود و در پاسخ به یک تکانه ورودی آزاد شود. ناحیه پیش سیناپسی باید دارای سیستمی برای سنتز این ماده باشد و ناحیه پس سیناپسی باید گیرنده خاصی را برای این ترکیب تشخیص دهد.
2. هنگامی که ناحیه پیش سیناپسی تحریک می شود، یک آزادسازی وابسته به کلسیم (توسط اگزوسیتوز) این ترکیب در شکاف بین سیناپسی باید متناسب با قدرت محرک رخ دهد.
3. شناسایی اجباری اثرات انتقال دهنده عصبی درون زا و واسطه احتمالی پس از اعمال آن به سلول هدف و امکان مسدود کردن فارماکولوژیک اثرات واسطه احتمالی.
4. وجود سیستمی برای بازجذب فرستنده احتمالی به پایانه های پیش سیناپسی و/یا به سلول های اخترگلیال مجاور. ممکن است مواردی وجود داشته باشد که خود واسطه نیست که بازجذب می شود، بلکه محصول برش آن است (مثلاً کولین پس از جدا شدن استیل کولین توسط آنزیم استیل کولین استراز).

تأثیر داروها بر مراحل مختلف عملکرد فرستنده در انتقال سیناپسی

	تعدیل نفوذ	نتیجه تأثیر
سنتز واسطه	افزودن پیش ماده محاصره بازجذب مسدود کردن آنزیم های سنتز	↓ ↓
تجمع	مهار جذب به وزیکول ها مهار اتصال به وزیکول ها
انتخاب (اگزوسیتوز)	تحریک گیرنده های مهاری بلوک گیرنده های خودکار اختلال در مکانیسم های اگزوسیتوز	↓ ↓
عمل	اثرات آگونیست ها بر گیرنده ها
به گیرنده ها	مسدود کردن گیرنده های پس سیناپسی
تخریب واسطه	انسداد بازجذب عصبی و/یا گلیال مهار تخریب در نورون ها
	مهار تخریب در شکاف سیناپسی

استفاده از روش‌های مختلف برای آزمایش عملکرد فرستنده، از جمله مدرن‌ترین روش‌ها (ایمونوهیستوشیمی، DNA نوترکیب، و غیره)، به دلیل دسترسی محدود به اکثر سیناپس‌های منفرد، و همچنین به دلیل محدوده محدود اثرات دارویی هدفمند، دشوار است.

تلاش برای تعریف مفهوم "فرستنده" با تعدادی از مشکلات مواجه است، زیرا در دهه های اخیر فهرستی از موادی که عملکرد سیگنال دهی مشابهی را در سیستم عصبی به عنوان واسطه های کلاسیک انجام می دهند، اما از نظر ماهیت شیمیایی، مسیرهای سنتز با آنها متفاوت است. و گیرنده ها، به طور قابل توجهی گسترش یافته است. اول از همه، این در مورد گروه وسیعی از نوروپپتیدها، و همچنین ROS، و در درجه اول برای اکسید نیتریک (نیتروکسید، NO)، که خواص میانجی برای آن به خوبی توضیح داده شده است، صدق می کند. بر خلاف واسطه های "کلاسیک"، نوروپپتیدها، به عنوان یک قاعده، از نظر اندازه بزرگتر هستند، با سرعت کم سنتز می شوند، در غلظت های کوچک تجمع می یابند و به گیرنده هایی با میل ترکیبی پایین متصل می شوند؛ علاوه بر این، آنها مکانیسمی برای بازجذب توسط پایانه پیش سیناپسی ندارند. . مدت زمان اثر نوروپپتیدها و انتقال دهنده های عصبی نیز به طور قابل توجهی متفاوت است. در مورد نیتروکسید، علیرغم مشارکت آن در تعامل بین سلولی، طبق تعدادی از معیارها می توان آن را نه به عنوان یک واسطه، بلکه به عنوان یک پیام رسان ثانویه طبقه بندی کرد.

در ابتدا اعتقاد بر این بود که یک پایانه عصبی می تواند فقط یک فرستنده داشته باشد. تا به امروز، امکان حضور چندین واسطه در ترمینال، که به طور مشترک در پاسخ به یک ضربه آزاد شده و بر روی یک سلول هدف - واسطه‌های همراه (همزیستی) (کمدیتورها، انتقال‌دهنده‌ها) منتشر می‌شوند، نشان داده شده است. در این مورد، تجمع واسطه های مختلف در یک ناحیه پیش سیناپسی، اما در وزیکول های مختلف اتفاق می افتد. نمونه هایی از کمدیاتورها، انتقال دهنده های عصبی و نوروپپتیدهای کلاسیک هستند که در محل سنتز متفاوت هستند و به عنوان یک قاعده، در یک انتها موضعی هستند. آزاد شدن فرستنده ها در پاسخ به یک سری پتانسیل تحریکی با یک فرکانس خاص اتفاق می افتد.

در شیمی عصبی مدرن، علاوه بر انتقال دهنده های عصبی، موادی که اثرات آنها را تعدیل می کنند جدا می شوند - تعدیل کننده های عصبی. عمل آنها ماهیت مقوی و طولانی تر از عمل واسطه ها دارد. این مواد نه تنها می توانند منشاء عصبی (سیناپسی) بلکه گلیال نیز داشته باشند و لزوماً توسط تکانه های عصبی واسطه نمی شوند. بر خلاف یک انتقال دهنده عصبی، یک تعدیل کننده نه تنها بر روی غشای پس سیناپسی، بلکه بر روی سایر قسمت های نورون، از جمله درون سلولی، نیز عمل می کند.

بین مدولاسیون پیش و پس سیناپسی تمایز قائل شد. مفهوم "عصبی تعدیل کننده" گسترده تر از مفهوم "نروترنسمیتر" است. در برخی موارد، یک میانجی می تواند یک تعدیل کننده نیز باشد. به عنوان مثال، نوراپی نفرین که از انتهای عصب سمپاتیک آزاد می شود، به عنوان یک انتقال دهنده عصبی بر روی گیرنده های α1، اما به عنوان یک تعدیل کننده عصبی بر روی گیرنده های آدرنرژیک α2 عمل می کند. در مورد دوم، باعث مهار ترشح بعدی نوراپی نفرین می شود.

موادی که عملکرد میانجی را انجام می دهند نه تنها در ساختار شیمیایی خود، بلکه همچنین در کدام بخش های سلول عصبی سنتز آنها اتفاق می افتد. فرستنده های کلاسیک با وزن مولکولی کم در پایانه آکسون سنتز می شوند و برای ذخیره و رهاسازی در وزیکول های سیناپسی کوچک (قطر 50 نانومتر) گنجانده می شوند. NO نیز در پایانه ها سنتز می شود، اما از آنجایی که نمی توان آن را در وزیکول ها بسته بندی کرد، بلافاصله از انتهای عصب منتشر می شود و اهداف را تحت تأثیر قرار می دهد. انتقال دهنده های عصبی پپتیدی در قسمت مرکزی نورون (پریکاریون) سنتز می شوند، در وزیکول های بزرگ با مرکز متراکم (100-200 نانومتر قطر) بسته بندی می شوند و از طریق جریان آکسون به انتهای عصب منتقل می شوند.

استیل کولین و کاتکول آمین ها از پیش سازهای در گردش سنتز می شوند، در حالی که واسطه های اسید آمینه و پپتیدها در نهایت از گلوکز تشکیل می شوند. همانطور که مشخص است، نورون ها (مانند سایر سلول های بدن حیوانات عالی و انسان) نمی توانند تریپتوفان را سنتز کنند. بنابراین، اولین قدمی که منجر به شروع سنتز سروتونین می شود، انتقال آسان تریپتوفان از خون به مغز است. این آمینو اسید مانند سایر اسیدهای آمینه خنثی (فنیل آلانین، لوسین و متیونین) توسط ناقل های مخصوصی که متعلق به خانواده ناقل اسید مونوکربوکسیلیک هستند، از خون به مغز منتقل می شود. بنابراین، یکی از عوامل مهم تعیین کننده سطح سروتونین در نورون های سروتونرژیک، میزان نسبی تریپتوفان در غذا در مقایسه با سایر اسیدهای آمینه خنثی است. به عنوان مثال، داوطلبانی که به مدت یک روز با رژیم غذایی کم پروتئین تغذیه شدند و سپس مخلوط اسید آمینه حاوی تریپتوفان به آنها داده شد، رفتار تهاجمی و تغییراتی در چرخه خواب و بیداری نشان دادند که با کاهش سطح سروتونین در مغز مرتبط است. .

واسطه ها(فرستنده ها) - مواد فعال فیزیولوژیکی که به طور مستقیم اطلاعات را از یک سلول به سلول دیگر از طریق تماس های بین سلولی ویژه - سیناپس ها منتقل می کنند.

در محیط، دو ماده اغلب به عنوان واسطه عمل می کنند - ACh (سیناپس های عصبی عضلانی و سیناپس های بخش پاراسمپاتیک ANS) و NA (سیناپس الیاف پس گانگلیونی بخش سمپاتیک ANS). اما در سیستم عصبی مرکزی، تحریک و بازداری می تواند با استفاده از واسطه های زیادی از نورون به نورون دیگر منتقل شود. در میان واسطه های تحریکی، رایج ترین آنها گلوتامات، ACh، NA، D، سروتونین و از میان واسطه های مهاری - GABA و گلیسین است. اما پیام رسان های شیمیایی بسیار نادری نیز وجود دارند که در تعداد نسبتا کمی از سلول های عصبی تولید می شوند. اعتقاد بر این است که حداقل 35-40 ماده مختلف در مغز ما واسطه هستند. اختلال در تولید یا استفاده از واسطه ها عامل اصلی بسیاری از اختلالات عصبی و روانی است.

خواص ماده ای که می تواند به واسطه تبدیل شود در شکل 1 ارائه شده است. 9.4.

برنج. 9.4.

1 - فرستنده و پیش سازهای شیمیایی آن باید در نورون وجود داشته باشد. 2 - واسطه باید در غلظت های بالا در وزیکول های سیناپسی وجود داشته باشد. 3 - پایانه سیناپسی و (یا) بدن نورون باید دارای یک سیستم آنزیمی برای سنتز فرستنده باشد. 4 - هنگامی که AP به انتهای عصب می رسد، فرستنده باید از وزیکول ها به داخل شکاف سیناپسی رها شود. 5- رها شدن فرستنده در شکاف سیناپسی در حین تحریک باید با ورود یون های کلسیم به ترمینال انجام شود. 6 - در شکاف سیناپسی باید سیستمی برای تخریب فرستنده و (یا) سیستمی برای بازجذب آن به پایانه پیش سیناپسی وجود داشته باشد. 7 - گیرنده های فرستنده باید روی غشای پس سیناپسی وجود داشته باشد

به روش خودش طبیعت شیمیاییمیانجی ها را می توان به « کلاسیک"، که اسیدهای آمینه اصلاح شده هستند، و " غیر کلاسیک» - پپتیدی و گازی (جدول 9.1). به طور سنتی، واسطه های IA و D که در بدن از اسید آمینه فنیل آلانین رژیم غذایی حاوی هسته کاتکول سنتز می شوند، کاتکول آمین نامیده می شوند. سروتونین که از اسید آمینه تریپتوفان سنتز می‌شود و به دلیل ماهیت شیمیایی آن مشتق ایندول است، همراه با NA و D به گروه آمین‌های بیوژنیک تعلق دارند، اگرچه بسیاری از آمین‌ها در میان واسطه‌های دیگر یافت می‌شوند.

جدول 9.1

برخی از واسطه ها در حیوانات یافت می شود

با توجه به اثرات آنها، واسطه های کلاسیک به تحریک کننده و بازدارنده تقسیم می شوند. بسیار دیرتر از واسطه های "کلاسیک"، واسطه های پپتیدی کشف شدند که زنجیره های کوچکی از اسیدهای آمینه هستند. نقش میانجی چندین پپتید ثابت شده است و چندین ده پپتید "مشکوک" هستند. و در نهایت، کشف توانایی سلول ها برای تولید تعدادی از مواد گازی که ترشح آنها نیازی به "بسته بندی" در وزیکول ها ندارد، کاملا غیر منتظره بود. با این حال، آنها میانجی های تمام عیار هستند. اکسید نیتریک (NO) بهتر از گازهای دیگر به عنوان یک واسطه شناخته شده است، اما خواص واسطه CO و H 2 S نیز شکی نیست.

هر واسطه ای، صرف نظر از ماهیت شیمیایی یا فیزیکی آن، خود را دارد چرخه زندگیکه شامل مراحل زیر می باشد:

• - سنتز؛
• - حمل و نقل به ترمینال پیش سیناپسی؛
• - تجمع در وزیکول ها؛
• - رها شدن در شکاف سیناپسی؛
• - تعامل با گیرنده در غشای پس سیناپسی؛
• - تخریب در شکاف سیناپسی؛
• - انتقال متابولیت های حاصل به پایانه پیش سیناپسی.

سنتز واسطه ها می تواند هم در بدن نورون و هم در انتهای پیش سیناپسی رخ دهد. مولکول‌های واسطه‌های پپتیدی به‌طور آنزیمی از پروتئین‌های پیش‌ساز بزرگی که در بدنه نورون روی ER خشن سنتز می‌شوند، «بریده می‌شوند». بعد اینها

واسطه‌ها در دستگاه گلژی در وزیکول‌های بزرگی بسته‌بندی می‌شوند که با استفاده از انتقال آکسونی، در امتداد آکسون به سمت سیناپس‌ها حرکت می‌کنند. واسطه‌های "کلاسیک" در انتها سنتز می‌شوند، جایی که آنزیم‌های سنتز و بسته‌بندی مولکول‌ها در وزیکول‌ها به دلیل انتقال آکسونی می‌رسند. در اکثر نورون ها، یک فرستنده غالب است، اما در سال های اخیر مشخص شده است که چندین فرستنده می توانند در یک نورون و علاوه بر این، در یک سیناپس وجود داشته باشند. آنها می توانند در یک وزیکول یا در وزیکول های مختلف قرار گیرند. چنین همزیستی نشان داده شده است، به عنوان مثال، برای آمین های بیوژنیک و واسطه های پپتیدی.

رها شدن فرستنده در شکاف سیناپسی در لحظه ای اتفاق می افتد که PD به پایانه عصبی می رسد و غشای پیش سیناپسی دپلاریزه می شود (شکل 9.5).

برنج. 9.5.

• 1 - PD در فیبر ایرسیناپسی که منجر به دپلاریزاسیون جزئی انتهای عصبی می شود. 2 - Ca 2+ در فضای خارج سلولی. 3 - کانال Ca 2+ که با دپلاریزه شدن غشاء باز می شود. 4 - وزیکول با واسطه؛
• 5- وزیکول با Ca 2+ تعامل می کند و در غشای پیش سیناپسی جاسازی می شود و فرستنده را به داخل شکاف سیناپسی رها می کند. 6 - وزیکول با Ca2+ تعامل می کند و تماس کوتاه مدت با غشای غیر رزیناپسی ایجاد می کند تا فرستنده را در شکاف آزاد کند. 7 - Ca 2+ به سرعت از پایانه غیر رزیناپسی به محیط بین سلولی، شبکه آندوپلاسمی و میتوکندری خارج می شود.

در این لحظه، کانال‌های کلسیمی با ولتاژ در غشاء باز می‌شوند و Ca 2+ وارد پایانه پیش سیناپسی می‌شود و به پروتئین خاصی در قسمت بیرونی غشای وزیکول متصل می‌شود و فرآیند همجوشی وزیکول و غشای پیش سیناپسی را آغاز می‌کند. وزیکول می تواند، اولاً، به طور کامل در آن ادغام شود و تمام محتویات آن را در شکاف سیناپسی ("همجوشی کامل") "بیرون" بیاندازد. ثانیا، یک تماس کوتاه مدت ("زمان همجوشی") پروتئین های خاص می تواند بین غشای وزیکول و غشای انتهایی تشکیل شود. از طریق منافذ همجوشی، برخی از مولکول های فرستنده موفق به خروج از شکاف سیناپسی می شوند (این روش ترشح فرستنده نامیده می شود ببوس و فرار کن(از انگلیسی به عنوان "بوس و فرار" ترجمه شده است).

به محض اینکه واسطه در شکاف قرار گرفت، باید خیلی سریع کلسیم وارد شده به انتهای عصب را خارج کرد. برای این منظور، پروتئین‌های بافری مخصوص اتصال به کلسیم و همچنین پمپ‌های کلسیمی وجود دارد که کلسیم را به شبکه آندوپلاسمی، به میتوکندری و محیط خارجی پمپ می‌کنند. در این زمان ویران شده ( ببوس و فرار کن) یا وزیکول های تازه تشکیل شده در انتهای عصب دوباره با مولکول های واسطه پر می شوند.

مولکول های فرستنده ای که وارد شکاف سیناپسی می شوند از طریق انتشار به غشای پس سیناپسی می رسند و با آن برهم کنش می کنند. گیرنده ها. به طور سنتی، اصطلاح "گیرنده" به سلول های خاص یا تشکیلات حساس سلولی اشاره دارد که به محرک های محیط خارجی و داخلی پاسخ می دهند: گیرنده های نوری، گیرنده های مکانیکی و غیره. در زیست شناسی مدرن، اصطلاح "گیرنده" همچنین در رابطه با مولکول های پروتئینی که در غشای سلولی یا در سیتوپلاسم قرار دارند و قادر به واکنش با تغییر شکل و حالت خود به تأثیرات خاص هر نوع گیرنده هستند، استفاده می شود. گیرنده‌هایی برای واسطه‌ها، هورمون‌ها، آنتی‌بادی‌ها و سایر مولکول‌های سیگنال‌دهنده مهم برای انتقال اطلاعات در سیستم‌های زنده یافت شده‌اند.

انتقال سیگنال در سراسر غشاء شامل سه مرحله است:

• 1) برهمکنش مولکول سیگنال دهی با گیرنده.
• 2) تغییر در شکل (ترکیب) مولکول گیرنده، که منجر به تغییر در فعالیت پروتئین های واسطه غشایی تخصصی می شود.
• 3) تشکیل مولکول ها یا یون ها در سلول (پیام رسان های دوم یا پیام رسان های دوم) که مکانیسم های درون سلولی خاصی را فعال یا برعکس مهار می کنند و فعالیت کل سلول را تغییر می دهند.

برجسته دو نوع اصلیگیرنده ها - یونوتروپیک (کانالی) و متابوتروپیک.

مثال گیرنده کانالممکن است به عنوان یک گیرنده فعال شده با لیگاند (حساس شیمیایی) برای ACh، واقع در غشای فیبرهای عضلانی اسکلتی عمل کند (شکل 8.17 را ببینید). چنین گیرنده هایی، علاوه بر ACh طبیعی، توسط آلکالوئید تنباکو - نیکوتین فعال می شوند. بنابراین، آنها را گیرنده های نیکوتین یا H-cholinergic می نامند. علاوه بر ماهیچه های مخطط، چنین گیرنده هایی در سیستم عصبی مرکزی نیز یافت می شوند. این کانال از پنج زیر واحد پروتئین تشکیل شده است که در نوعی لوله قرار گرفته اند که مستقیماً به غشاء نفوذ می کند. دو زیر واحد یکسان هستند و a مشخص می شوند. هنگامی که دو مولکول واسطه ACh به محل های اتصال ویژه در زیر واحدهای α متصل می شوند، کانال برای کاتیون های Na + و Ca2+ باز می شود (شکل 9.6).

در نتیجه، یک EPSP روی غشای پس سیناپسی ایجاد می شود و سلول می تواند برانگیخته شود. تعامل میانجی با گیرنده 1-2 میلی ثانیه طول می کشد و سپس مولکول واسطه باید جدا شود، در غیر این صورت گیرنده "حساسیت" را از دست می دهد و به طور موقت پاسخ نمی دهد.

انتقال به بخش های جدید واسطه نوع دریافت کانال بسیار سریع است، اما یا به دپلاریزاسیون سلول پس سیناپسی از طریق باز شدن کانال های کاتیونی یا به هایپرپلاریزه شدن از طریق باز شدن کانال های کلرید منجر می شود.

برنج. 9.6.

آ- نمودار ساختار؛ 6 - capa.;: بسته V- کانال باز است A - آنگستروم (1SG 10 متر)

گیرنده های متابوتروپیکمولکول‌های پروتئینی هستند که هفت بار از طریق غشای سلولی عبور می‌کنند و سه حلقه در داخل سلول و سه حلقه در خارج از غشای سلولی تشکیل می‌دهند (شکل 9.7).

برنج. 9.7.

آ، p، y - زیر واحدها جی سفیدکا

در حال حاضر، بسیاری از پروتئین‌های گیرنده مشابه کشف شده‌اند و بخشی از مولکول پروتئین که رو به داخل سلول قرار دارد با پروتئین G مربوطه مرتبط است. پروتئین های G نام خود را از توانایی آنها در تجزیه GTP (گوانوزین تری فسفات) به GDP (گوانوزین دی فسفات) و یک باقیمانده اسید فسفریک گرفته اند. این پروتئین ها از سه زیر واحد تشکیل شده اند: a، p، y (نگاه کنید به شکل 9.7)، و چندین زیرگروه از زیرواحدهای a شناخته شده است. این یا آن زیرگروه از زیرواحدهای a که پروتئین G را می سازند، تعیین می کند که کدام فرآیند در سلول تحت تأثیر این پروتئین G قرار می گیرد. به عنوان مثال، Gj.-protein (یعنی شامل زیرواحد α5) آنزیم AC را تحریک می کند. Gqفسفولیپاز C را تحریک می کند، G 0 به کانال های یونی متصل می شود، جیفعالیت فشار خون را مهار می کند. اغلب یک نوع پروتئین G بر چندین فرآیند در یک سلول تأثیر می گذارد. در غیاب لیگاند (فرستنده یا هورمون) که بتواند به گیرنده متابوتروپیک متصل شود، پروتئین جیغیر فعال. اگر لیگاند فعال کننده مربوطه به گیرنده متصل شود، زیرواحد α فعال می شود (GDP با GTP جایگزین می شود)، از مجموعه زیرواحدهای Py جدا می شود و برای مدت کوتاهی با پروتئین های هدف تعامل می کند و باعث تحریک یا برعکس، فرآیندهای درون سلولی می شود. . زیر واحدهای پروتئین G نمی توانند برای مدت طولانی به طور جداگانه وجود داشته باشند و پس از هیدرولیز GTP توسط زیرواحد α، یک پروتئین G غیر فعال را تشکیل می دهند. پروتئین های G فعال شده بر روی تعدادی از آنزیم ها و کانال های یونی عمل می کنند و باعث ایجاد آبشاری از واکنش های شیمیایی درون سلولی می شوند که در نتیجه غلظت تعدادی از مولکول های تنظیم کننده تغییر می کند - واسطه های ثانویه(پیام‌رسان‌های اولیه مولکول‌هایی هستند که سیگنالی را از سلولی به سلول دیگر منتقل می‌کنند، یعنی یک واسطه، یک هورمون).

رایج ترین پیام رسان های دوم (پیام رسان) شامل cAMP است که از ATP تحت تأثیر آنزیم AC تشکیل می شود. اگر در نتیجه تأثیر لیگاند بر گیرنده، فرم G^ پروتئین فعال شود، آنزیم فسفولیپاز C را فعال می کند، که به نوبه خود باعث تحریک تشکیل دو واسطه از فسفولیپیدهای غشایی می شود: IP 3 ( اینوزیتول تری فسفات) و DAG (دی آسیل گلیسرول). هر دو واسطه منجر به افزایش غلظت کلسیم در سلول به دلیل ورود آن از خارج (از طریق کانال های یونی) یا زمانی که از ذخایر درون سلولی آزاد می شود، می شوند. Ca 2+ یک محرک قدرتمند درون سلولی فرآیندهای حیاتی سلول است. علاوه بر این، IF 3 و DAG باعث تحریک رشد سلولی، ترویج بیان ژن، آزادسازی واسطه‌ها، ترشح هورمون‌ها و غیره می‌شوند. با این حال، پیام رسان دوم به طور مستقیم یا از طریق تعدادی از مراحل میانی بر کانال های یونی حساس به شیمیایی تأثیر می گذارد - آنها را باز یا بسته می کند. این امر باعث توسعه تحریک یا مهار سلول می شود، بسته به اینکه کدام کانال ها تحت تأثیر قرار می گیرند. بزرگی و مدت پتانسیل‌ها به نوع، کمیت و زمان برهمکنش مولکول‌های واسطه با گیرنده‌ها و نهایتاً به اینکه کدام سیستم پیام‌رسان دوم تحت تأثیر واسطه فعال می‌شود بستگی دارد.

یکی از ویژگی های دریافت متابوتروپیک آبشار آن است که امکان افزایش مکرر اثر واسطه بر روی سلول را فراهم می کند (شکل 9.8).

برنج. 9.8.

همانطور که قبلا ذکر شد، فرستنده نباید با گیرنده یونوتروپیک یا متابوتروپیک بیش از 1-2 میلی ثانیه تعامل داشته باشد. در اتصالات عصبی عضلانی، ACh به سرعت توسط آنزیم استیل کولین استراز به کولین و استات تخریب می شود. کولین حاصل به پایانه پیش سیناپسی منتقل می شود و دوباره برای سنتز ACh استفاده می شود. سایر واسطه ها (ATP، پپتیدها) به طور مشابه توسط آنزیم های مربوطه در شکاف سیناپسی از بین می روند.

یکی دیگر از گزینه های رایج برای حذف یک فرستنده از شکاف سیناپسی، بازجذب آن است (eng. بازجذب) به انتهای پیش سیناپسی یا به سلول های گلیال. NA، D و سروتونین، پس از جذب شدن توسط انتهای آن، دوباره در وزیکول ها "بسته بندی" می شوند یا می توانند توسط آنزیم های داخل سلولی از بین بروند. گابا و گلوتامات از شکاف سیناپسی به سلول های گلیال منتقل می شوند و با انجام یک سری تغییرات بیوشیمیایی دوباره وارد انتهای عصبی می شوند.

در فرآیند تکامل، طبیعت بسیاری از مواد فعال فیزیولوژیکی ایجاد کرده است که بر متابولیسم واسطه ها تأثیر می گذارد. بسیاری از این مواد توسط گیاهان برای اهداف حفاظتی تولید می شوند. در همان زمان، برخی از حیوانات سمی تولید می کنند که بر چرخه زندگی انتقال دهنده های عصبی و انتقال سیناپسی تأثیر می گذارد: برای حمله به طعمه یا دفاع در برابر شکارچیان.

تعداد زیادی از ترکیبات شیمیایی که بر عملکرد سیستم های انتقال دهنده عصبی تأثیر می گذارند به طور مصنوعی توسط انسان در جستجوی داروهای جدیدی که بر عملکرد سیستم عصبی تأثیر می گذارد ایجاد می شوند.

• بند 10.3 را ببینید.

7.4. واسطه ها و گیرنده های CNS

واسطه های سیستم عصبی مرکزی بسیاری از مواد شیمیایی هستند که از نظر ساختاری ناهمگن هستند (تا به امروز حدود 30 ماده فعال بیولوژیکی در مغز کشف شده است). ماده ای که واسطه از آن سنتز می شود (پیش ساز واسطه) از خون یا مایع مغزی نخاعی وارد نورون یا پایانه آن می شود، در نتیجه واکنش های بیوشیمیایی تحت تأثیر آنزیم ها به واسطه مربوطه تبدیل می شود و سپس به داخل منتقل می شود. وزیکول های سیناپسی با توجه به ساختار شیمیایی آنها می توان آنها را به چند گروه تقسیم کرد که اصلی ترین آنها آمین ها، اسیدهای آمینه و پلی پپتیدها هستند. به اندازه کافی گسترده

یک انتقال دهنده عصبی رایج استیل کولین است.

الف. استیل کولیندر قشر مغز، در ساقه مغز، در نخاع یافت می شود که عمدتا به عنوان یک فرستنده تحریکی شناخته می شود. به طور خاص، این یک واسطه نورون های حرکتی نخاع است که عضلات اسکلتی را عصب می کند. با کمک استیل کولین، نورون های حرکتی α یک اثر تحریکی را در امتداد جانبی آکسون های خود به سلول های مهار کننده رنشاو منتقل می کنند. گیرنده های M- و N-کولینرژیک در تشکیل شبکه ای ساقه مغز و در هیپوتالاموس یافت شدند. 7 نوع گیرنده N-کولینورسپتور در سیستم عصبی مرکزی وجود دارد. در سیستم عصبی مرکزی، گیرنده های M-cholinoreceptor اصلی گیرنده های Mg و M2 هستند. M-cholinoreceptorsبر روی نورون های هیپوکامپ، جسم مخطط و قشر مغز قرار گرفته است. م 2 - گیرنده های کولینرژیکروی سلول های مخچه و ساقه مغز قرار گرفته است. گیرنده های کولینرژیک Hکاملاً متراکم در ناحیه هیپوتالاموس و تگمنتوم قرار دارد. این گیرنده ها به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته اند؛ آنها با استفاده از α-بونگاروتوکسین (جزء اصلی زهر نوار کریت) و نوروتوکسین α موجود در زهر کبری جدا شده اند. هنگامی که استیل کولین با پروتئین گیرنده H-کولینرژیک تعامل می کند، دومی ترکیب خود را تغییر می دهد و در نتیجه یک کانال یونی باز می شود. هنگامی که استیل کولین با گیرنده M-کولینرژیک تعامل می کند، فعال شدن کانال های یونی (K +، Ca 2+) با کمک پیام رسان های داخل سلولی دوم (cAMP - آدنوزین مونوفسفات حلقوی برای گیرنده M2 و IF3/DAG - اینوزیتول- انجام می شود. 3-فسفات (دی آسیل گلیسرول برای گیرنده M) استیل کولین هم نورون های تحریک کننده و هم نورون های مهاری را فعال می کند که اثر آن را تعیین می کند. هسته دمی

ب- آمین ها (دوپامین، نوراپی نفرین، سروتونین، هیستامین).بیشتر آنها به مقدار قابل توجهی در نورون های ساقه مغز یافت می شوند و در سایر قسمت های سیستم عصبی مرکزی به مقدار کمتری شناسایی می شوند.

آمین ها وقوع فرآیندهای تحریک و مهار را تضمین می کنند، به عنوان مثال، در دیانسفالون، در جسم سیاه، در سیستم لیمبیک، در مخطط. نورون های نورآدرنرژیک عمدتاً در لوکوس سرولئوس (مغز میانی) متمرکز شده اند، جایی که تنها چند صد مورد از آنها وجود دارد. اما شاخه های آکسونی آنها در سراسر سیستم عصبی مرکزی یافت می شود.

نوراپی نفرینیک فرستنده مهاری سلول های پورکنژ مخچه و گانگلیون های محیطی است. تحریکی - در هیپوتالاموس، در هسته های اپیتالاموس. گیرنده های α- و β-آدرنرژیک در تشکیل شبکه ای ساقه مغز و هیپوتالاموس یافت شدند.

گیرنده های دوپامینبه زیرگروه های Dg و D2 تقسیم می شود. گیرنده های D بر روی سلول های جسم مخطط قرار دارند و مانند گیرنده های D2 از طریق آدنیلات سیکلاز حساس به دوپامین عمل می کنند. گیرنده های D2 در غده هیپوفیز یافت می شوند. هنگامی که دوپامین روی آنها اثر می گذارد، سنتز و ترشح پرولاکتین، اکسی توسین، هورمون محرک ملانوسیت و اندورفین مهار می شود. گیرنده های D2 بر روی نورون های جسم مخطط یافت می شوند، جایی که عملکرد آنها هنوز مشخص نشده است.

سروتونین با کمک آن، تأثیرات تحریکی و مهاری در نورون های ساقه مغز و تأثیرات مهاری در قشر مغز منتقل می شود. انواع مختلفی از گیرنده های سروتونین وجود دارد. سروتونین تأثیر خود را از طریق گیرنده های یونوتروپیک و متابوتروپیک (cAMP و IF3/DAG) اعمال می کند. سروتونین عمدتاً در ساختارهای مربوط به تنظیم عملکردهای خودمختار یافت می شود. به ویژه در سیستم لیمبیک، هسته های رافه، مقدار زیادی از آن وجود دارد. آنزیم های دخیل در سنتز سروتونین در نورون های این ساختارها شناسایی شدند. آکسون‌های این نورون‌ها از مجرای پیاز نخاعی عبور کرده و به نورون‌های بخش‌های مختلف نخاع ختم می‌شوند. در اینجا آنها با سلول‌های نورون‌های سمپاتیک پیش‌گانگلیونی و نورون‌های درونی ماده ژلاتینوزا تماس می‌گیرند. اعتقاد بر این است که برخی (یا شاید همه) از این به اصطلاح نورون های سمپاتیک، نورون های سروتونرژیک سیستم عصبی خودمختار هستند. طبق داده های اخیر، آکسون آنها به اندام های دستگاه گوارش می رود و انقباضات آنها را تحریک می کند.

ظلم n. غلظت بسیار بالایی از آن در غده هیپوفیز و برجستگی متوسط ​​هیپوتالاموس یافت شد - این جایی است که بخش عمده ای از نورون های هیستامینرژیک متمرکز شده است. در سایر قسمت های سیستم عصبی مرکزی، سطح هیستامین بسیار پایین است. نقش میانجی آن کمی مطالعه شده است. گیرنده های هیستامین H، -، H2 - و H3 - وجود دارد. گیرنده های H در هیپوتالاموس وجود دارند و در تنظیم غذای دریافتی، تنظیم حرارت و ترشح پرولاکتین و هورمون ضد ادرار نقش دارند. گیرنده های H2 روی سلول های گلیال یافت می شوند. هیستامین با کمک پیام رسان های دوم (cAMP و IF 3 / DAG) تأثیر خود را اعمال می کند.

ب- اسیدهای آمینه.اسیدهای آمینه اسیدی (گلیسین، گاما آمینوبوتیریک اسید) واسطه های بازدارنده در سیناپس های سیستم عصبی مرکزی هستند و روی گیرنده های مربوطه عمل می کنند (به بخش 7.8 مراجعه کنید)، گلیسین - در نخاع، در ساقه مغز، GABA - در قشر مخ، مخچه، ساقه مغز، نخاع. اسیدهای آمینه خنثی (آلفا گلوتامات، آلفا آسپارتات) تأثیرات تحریک کننده را منتقل می کنند و روی گیرنده های تحریکی مربوطه عمل می کنند. فرض بر این است که گلوتامات ممکن است واسطه آوران ها در نخاع باشد. گیرنده های گلوتامین و اسیدهای آمینه آسپارتیک روی سلول های نخاع، مخچه، تالاموس، هیپوکامپ و قشر مغز وجود دارند. گلوتامات اصلی ترین فرستنده تحریکی سیستم عصبی مرکزی است (75 درصد سیناپس های تحریکی در مغز). گیرنده های گلوتامات یونوتروپیک (K+، Ca2+، Na+) و متابوتروپیک (cAMP و IFz/DAG) هستند.

G. پلی پپتیدهاهمچنین عملکرد میانجی را در سیناپس های سیستم عصبی مرکزی انجام می دهد. به طور خاص، ماده P واسطه نورون هایی است که سیگنال های درد را منتقل می کند. این پلی پپتید به ویژه در ریشه های پشتی نخاع فراوان است. این امر باعث این فرضیه شد که ماده P ممکن است واسطه سلول‌های عصبی حساس در ناحیه تغییر سلول‌های عصبی آنها به سلول‌های عصبی باشد. ماده P به مقدار زیاد در ناحیه هیپوتالاموس یافت می شود. دو نوع گیرنده برای ماده P وجود دارد: گیرنده های نوع SP-P که روی نورون های سپتوم مغزی قرار دارند و گیرنده های نوع SP-E که روی نورون های قشر مغز قرار دارند.

انکفالین ها و اندورفین ها انتقال دهنده های عصبی هستند که تکانه های درد را مسدود می کنند. آنها نفوذ خود را از طریق مناسب اعمال می کنند گیرنده های مواد افیونیکه به طور خاص بر روی سلول های سیستم لیمبیک قرار دارند، همچنین تعداد زیادی از آنها بر روی سلول های جسم سیاه، هسته های دی انسفالون و مجرای انفرادی وجود دارد، آنها روی سلول های لوکوس سرولئوس و نخاع وجود دارند. . لیگاندهای آنها p-اندورفین، دینورفین، لیو- و من-تنکفالین ها هستند. گیرنده های مختلف مواد افیونی با حروف الفبای یونانی مشخص می شوند: ts، k، su، 1، ه.گیرنده‌های K با دینورفین و لئو انکفالین تعامل دارند؛ انتخاب‌پذیری عملکرد لیگاندهای دیگر بر روی گیرنده‌های مواد افیونی ثابت نشده است.

آنژیوتانسین در انتقال اطلاعات در مورد نیاز بدن به آب، لولیبرین - در فعالیت جنسی نقش دارد.

ness اتصال آنژیوتانسین به گیرنده ها باعث افزایش نفوذپذیری غشای سلولی به Ca2+ می شود. این واکنش نه به دلیل تغییرات ساختاری در پروتئین گیرنده، بلکه توسط فرآیندهای فسفوریلاسیون پروتئین های غشایی به دلیل فعال شدن سیستم آدنیلات سیکلاز و تغییر در سنتز پروستاگلاندین ها ایجاد می شود. گیرنده های آنژیوتانسین در نورون های مغز، روی سلول های مغز میانی و دی انسفالون و قشر مغز یافت می شوند.

در نورون های مغز یافت می شود گیرنده های VIP و گیرنده های سوماتوستاتین. گیرنده های کوله سیستوکینیندر سلول های قشر مغز، هسته دمی و پیازهای بویایی یافت می شود. اثر کوله سیستوکینین بر روی گیرنده ها نفوذپذیری غشاء به Ca2+ را از طریق فعال شدن سیستم آدنیلات سیکلاز افزایش می دهد.

D. ATP همچنین می تواند به عنوان یک فرستنده کلاسیک، به ویژه در نورون های فرنولوم (اثر تحریکی) عمل کند. در طناب نخاعی همراه با GAM K ترشح می شود، اما عملکرد تحریکی را انجام می دهد. گیرنده های ATP بسیار متنوع هستند، برخی از آنها یونوتروپیک هستند، برخی دیگر متابوتروپیک هستند. ATP و آدنوزین در ایجاد درد نقش دارند و تحریک بیش از حد سیستم عصبی مرکزی را محدود می کنند.

E. مواد شیمیایی در گردش خون(برخی هورمون ها، پروستاگلاندین ها) که اثر تعدیل کنندگی بر فعالیت سیناپس ها دارند. پروستاگلاندین‌ها اسیدهای هیدروکسی کربوکسیلیک غیراشباع هستند که از سلول‌ها آزاد می‌شوند و بر بسیاری از بخش‌های فرآیند سیناپسی تأثیر می‌گذارند، به عنوان مثال، ترشح فرستنده و کار آدنیلات سیکلازها. آنها فعالیت فیزیولوژیکی بالایی دارند، اما به سرعت غیرفعال می شوند و بنابراین به صورت موضعی عمل می کنند.

ز-هورمون های عصبی هیپوتالاموس.تنظیم عملکرد غده هیپوفیز نیز انجام دهد نقش میانجی

اثرات فیزیولوژیکی برخی واسطه های مغزی N در مورد r-آدرنالین خلق و خوی، واکنش های عاطفی را تنظیم می کند، حفظ بیداری را تضمین می کند، در مکانیسم های تشکیل مراحل خاصی از خواب و رویاها شرکت می کند. دوپامین - در شکل گیری احساس لذت، تنظیم واکنش های عاطفی، حفظ بیداری. دوپامین مخطط حرکات پیچیده عضلات را تنظیم می کند. S e r o t o i n فرآیندهای یادگیری، شکل گیری احساسات درد، ادراک حسی و به خواب رفتن را تسریع می کند. آنژیوتانسین -

افزایش فشار خون، مهار سنتز کاتکول آمین ها، تحریک ترشح هورمون ها، سیستم عصبی مرکزی را از فشار اسمزی خون مطلع می کند. الیگوپپتیدها واسطه خلق و خو و رفتار جنسی هستند. انتقال تحریک درد از محیطی به سیستم عصبی مرکزی، تشکیل درد. اندورفین ها، انکفالین ها، پپتیدهایی که باعث دلتا آ-سون می شوند، واکنش های ضد درد، افزایش مقاومت در برابر استرس و خواب را ارائه می دهند. پروستاگلاندین ها باعث افزایش لخته شدن خون می شوند. تغییرات در تون عضلات صاف، افزایش اثر فیزیولوژیکی واسطه ها و هورمون ها. پروتئین های خاص مغز از قسمت های مختلف مغز بر فرآیندهای یادگیری تأثیر می گذارند.

طبق اصل دیل، یک نورون فرستنده یکسانی را در تمام شاخه های آکسون خود سنتز می کند و از آن استفاده می کند ("یک نورون - یک فرستنده").علاوه بر واسطه اصلی، همانطور که مشخص شد، دیگران را می توان در انتهای آکسون آزاد کرد - واسطه های همراه (کمدیتور)، ایفای نقش تعدیل کننده یا عمل کندتر. با این حال، در نخاع، دو فرستنده معمولی سریع الاثر در یک نورون مهاری - GAM K و گلیسین، و حتی یک مهار کننده (GABA) و یک تحریک کننده (ATP) نصب شده است. بنابراین، اصل دیل در نسخه جدید ابتدا به این صورت بود: "یک نورون - یک فرستنده سریع" و سپس: "یک نورون - یک اثر سیناپسی سریع".

اثر واسطه عمدتاً به خواص کانال های یونی غشای پس سیناپسی بستگی دارد. این پدیده به ویژه هنگام مقایسه اثرات واسطه های فردی در سیستم عصبی مرکزی و در سیناپس های محیطی بدن به وضوح نشان داده می شود. استیل کولین، به عنوان مثال، در قشر مغز با ریز کاربردها به نورون های مختلف می تواند باعث تحریک و مهار، در سیناپس های قلب - مهار، در سیناپس های عضلات صاف دستگاه گوارش - تحریک شود. کاتکولامین ها فعالیت قلبی را تحریک می کنند، اما انقباضات معده و روده را مهار می کنند.

تعامل بین سلولی نه تنها با کمک واسطه های به خوبی مطالعه شده، بلکه با کمک مواد متعددی که در غلظت های کم، فرآیندهای بیوشیمیایی درون سلولی را در نورون ها تغییر می دهند، سلول های گلیال را فعال می کنند و پاسخ نورون به واسطه را تغییر می دهند، محقق می شود. همه این مواد معمولاً "مواد اطلاعاتی" نامیده می شوند. انتقال شیمیایی سیگنال ها در سیستم عصبی می تواند هم در "آدرس تشریحی" (که در سیناپس ها با استفاده از واسطه های کلاسیک اجرا می شود) و هم در "آدرس شیمیایی" رخ دهد. در حالت دوم، سلول ها مواد اطلاعاتی مختلفی را در مایع یا خون بین سلولی سنتز و ترشح می کنند که از طریق حرکت انتشار آهسته به سلول های هدف هدایت می شوند که ممکن است در فاصله قابل توجهی از محل سنتز ماده قرار داشته باشند.

مطالعه فرآیندهای واسطه بخشی از طیف وسیعی از وظایف نوروشیمی است که در دهه های اخیر پیشرفت قابل توجهی در درک مکانیسم های اساسی عملکرد سیستم عصبی در سلامت و بیماری داشته است. دستاوردهای نوروشیمی اساس توسعه عصب و داروسازی روانی، عصبی و روان غدد را تشکیل داد.

مواد اطلاعاتی سیستم عصبی را می توان بر اساس معیارهای مختلف طبقه بندی کرد. ما خود را به تقسیم آنها به دو گروه محدود می کنیم: 1) واسطه های کلاسیک، در پایانه پیش سیناپسی آزاد شده و مستقیماً تحریک را به سیناپس منتقل می کند و 2) تعدیل کننده ها , یا پپتیدهای تنظیمی که پاسخ سلول را به واسطه‌های کلاسیک یا دیگر اشکال فعالیت سلول عصبی تغییر می‌دهند (اگرچه برخی از آنها ممکن است عملکرد انتقالی را نیز انجام دهند).

انتخاب های کلاسیک

استیل کولین (ACh) –یکی از اولین واسطه هایی که مورد مطالعه قرار گرفت. مولکول آن از ماده حاوی نیتروژن کولین و باقی مانده اسید استیک تشکیل شده است. ACH به عنوان یک واسطه در سه بلوک عملکردی سیستم عصبی عمل می کند: 1) در سیناپس های عصبی عضلانی عضلات اسکلتی (سنتز شده در نورون های حرکتی). 2) در بخش محیطی ANS (در نورون های سمپاتیک و پاراسمپاتیک پیش گانگلیونی، نورون های پاراسمپاتیک پس گانگلیونی سنتز می شود). 3) در نیمکره های مغزی، جایی که سیستم های کولینرژیک توسط نورون های برخی از هسته های شبکه ای پونز، نورون های داخلی مخطط، نورون های هسته های سپتوم پلوسیدوم نشان داده می شوند. آکسون‌های این نورون‌ها به ساختارهای مختلف پیش‌مغز، در درجه اول نئوکورتکس و هیپوکامپ، منعکس می‌شوند. تحقیقات اخیر نشان می دهد که سیستم کولینرژیک نقش مهمی در یادگیری و حافظه دارد. بنابراین، در مغز افراد متوفی مبتلا به بیماری آلزایمر، کاهش شدید تعداد نورون‌های کولینرژیک در نیمکره‌های مغزی مشاهده می‌شود.

گیرنده های سیناپسی برای ACh به دو دسته تقسیم می شوند نیکوتین(تحریک شده توسط ACH و نیکوتین) و موسکارینی(تحریک شده توسط ACH و سم آگاریک مگس موسکارین). گیرنده های نیکوتینی کانال های سدیم را باز می کنند و منجر به تشکیل EPSP می شوند. آنها در سیناپس های عصبی عضلانی عضلات اسکلتی، در گانگلیون های اتونوم و کمی در سیستم عصبی مرکزی قرار دارند. گانگلیون های خودمختار حساس ترین به نیکوتین هستند، بنابراین اولین تلاش ها برای سیگار کشیدن منجر به تظاهرات رویشی برجسته - تغییر در فشار خون، حالت تهوع، سرگیجه می شود. همانطور که به آن عادت می کنید، اثر عمدتا دلسوزانه حفظ می شود. گیرنده های نیکوتینی نیز در سیستم عصبی مرکزی وجود دارند که به همین دلیل نیکوتین که یک ماده روانگردان است، یک اثر تحریک کننده مرکزی دارد. آنتاگونیست های گیرنده نیکوتین - ترکیباتی شبیه سم کورار - عمدتاً در سیناپس های عصبی عضلانی عمل می کنند و باعث فلج عضلات اسکلتی می شوند. گیرنده های موسکارینی در سیناپس های نورون های پس گانگلیونی اتونوم (عمدتا پاراسمپاتیک) در سیستم عصبی مرکزی قرار دارند. تحریک آنها می تواند کانال های پتاسیم و سدیم را باز کند. آنتاگونیست کلاسیک گیرنده های موسکارینی آتروپین است که باعث اثرات سمپاتیک، تحریک حرکتی و گفتاری و توهم می شود. غیرفعال سازی ACh توسط آنزیم استیل کولین استراز انجام می شود. مسدود کننده های برگشت پذیر این آنزیم انتقال عصبی عضلانی را بهبود می بخشد و در عمل عصبی استفاده می شود، موارد غیر قابل برگشت باعث مسمومیت خطرناک (کلروفوس، گازهای عصبی) می شود.

آمین های بیوژنیک (BA) -گروهی از واسطه ها حاوی یک گروه آمینه. آنها به کاتکول آمین ها (نوراپی نفرین، دوپامین) و سروتونین تقسیم می شوند.

نوراپی نفرین (NA) در سیستم عصبی محیطی در نورون های عقده های سمپاتیک، در سیستم عصبی مرکزی - در لوکوس سرولئوس و هسته بین ساقه ای مغز میانی سنتز می شود. آکسون های سلول های این هسته ها به طور گسترده در ساختارهای مختلف مغز و نخاع پراکنده شده اند. تحریک گیرنده های آدرنرژیک می تواند رسانایی سدیم (EPSP) و رسانایی پتاسیم (IPSP) را افزایش دهد. آگونیست های سیناپس های HA-ergic افدرین و سایر داروها برای آسم برونش، منقبض کننده عروق - نفتیزین، گالازولین هستند. آنتاگونیست ها داروهایی هستند که برای کاهش فشار خون (مسدود کننده های آدرنرژیک) استفاده می شوند.

در سیستم عصبی مرکزی، اثرات NA عبارتند از:

افزایش سطح بیداری؛

تنظیم مهاری جریان های حسی، تسکین درد؛

افزایش سطح فعالیت بدنی؛

افزایش پرخاشگری، احساسات استنیک در طی واکنش های استرس (هیجان، لذت از خطر، غلبه بر خستگی). در برخی از انواع افسردگی، کاهش سطح NA وجود دارد و بسیاری از داروهای ضد افسردگی تشکیل آن را تحریک می کنند.

دوپامین (بله) – سلف بلافصل NA. این در سیستم عصبی مرکزی عمل می کند، جایی که سه سیستم اصلی DA-ergic وجود دارد:

1) جسم سیاه – مخطط. وظیفه اصلی این سیستم حفظ سطح عمومی فعالیت حرکتی، اطمینان از صحت اجرای برنامه های حرکتی و حذف حرکات غیر ضروری است. کمبود دوپامین در این سیستم منجر به ایجاد پارکینسونیسم می شود.

2) هسته های شبکه ای تیگمنتوم مغز میانی - KBP (جدید، قدیمی، باستانی). فرآیندهای عاطفی و ذهنی را تنظیم می کند، "مسئول" احساسات مثبت است، که اغلب با لذت از حرکات همراه است، نظم و ثبات فرآیندهای فکری را تضمین می کند. نارسایی در این سیستم می تواند منجر به ایجاد افسردگی شود؛ فعالیت بیش از حد (به ویژه، تعداد زیادی از گیرنده های DA) در برخی از اشکال اسکیزوفرنی مشاهده می شود.

3) هیپوتالاموس - غده هیپوفیز. در تنظیم سیستم هیپوتالاموس هیپوفیز شرکت می کند (به ویژه DA ترشح پرولاکتین را مهار می کند)، باعث مهار مراکز گرسنگی، پرخاشگری، رفتار جنسی و تحریک مرکز لذت می شود.

داروهایی که گیرنده های دوپامین را مسدود می کنند در پزشکی به عنوان ضد روان پریشی استفاده می شوند. مواد روانگردان خطرناک مانند محرک های روانی و کوکائین اثر DA را افزایش می دهند (افزایش آزاد شدن یا مسدود کردن بازجذب ناقل عصبی).

سروتونین متعلق به همان گروه شیمیایی کاتکول آمین ها است. سروتونین نه تنها یک واسطه، بلکه یک هورمون بافتی با عملکردهای متعدد است: باعث تغییر در مجرای رگ های خونی، افزایش تحرک دستگاه گوارش، تون رحم، ماهیچه های برونش، از پلاکت ها در هنگام آسیب دیدگی عروق خونی می شود و به توقف کمک می کند. خونریزی، و یکی از عوامل التهاب است. در سیستم عصبی مرکزی در هسته های رافه سنتز می شود. آکسون‌های نورون‌های سروتونرژیک به جسم مخطط، نئوکورتکس، ساختارهای سیستم لیمبیک، هسته‌های مغز میانی و نخاع ختم می‌شوند. نتیجه این است که سروتونین تقریباً بر تمام عملکردهای مغز تأثیر می گذارد. در واقع، مشارکت سروتونین در تنظیم سطح بیداری، عملکرد سیستم های حسی، یادگیری و فرآیندهای هیجانی و انگیزشی ثابت شده است. در سیستم خواب و بیداری سروتونین با کاتکول آمین ها رقابت می کند و باعث کاهش سطح بیداری می شود (هسته های رافه یکی از مراکز خواب هستند). در سیستم های حسی، سروتونین یک اثر مهاری دارد، که اثر ضد درد آن را توضیح می دهد (در شاخ های پشتی نخاع، نورون های بازدارنده را فعال می کند). در نواحی قشری سیستم های حسی، انتشار بیش از حد سیگنال های حسی را محدود می کند و "تمرکز" سیگنال را فراهم می کند. محاصره این مکانیسم می تواند تا حد زیادی فرآیندهای ادراک را تا وقوع توهمات و توهمات مخدوش کند. سروتونین تأثیر مشابهی در مناطق انجمنی قشر دارد، "سازماندهی" فرآیندهای یکپارچه، به ویژه، تفکر. در فرآیندهای یادگیری شرکت می کند و تا حد زیادی اگر رشد رفلکس ها با تقویت مثبت (پاداش) همراه باشد، در حالی که نوراپی نفرین به تحکیم آن دسته از اشکال رفتاری که با هدف اجتناب از تنبیه است کمک می کند. سروتونین در حوزه عاطفی و انگیزشی اثر آرام بخش (کاهش اضطراب، اشتها) دارد. یکی از گروه‌های موادی است که گیرنده‌های سروتونین را مسدود می‌کند - مشتقات اسید لیسرژیک (آلکالوئیدهای ارگوت). آنها در پزشکی (تحریک رحم، برای میگرن) استفاده می شوند و اصل فعال توهم زاها هستند (ال اس دی یک توهم زا مصنوعی است).

غیرفعال شدن سروتونین، مانند سایر آمین های بیوژنیک، تحت تأثیر آنزیم مونوآمین اکسیداز (MAO) رخ می دهد. جالب است که چنین ویژگی روانی افراد مانند میل به جستجوی احساسات قوی جدید ممکن است با مقدار کمی از این آنزیم در سیستم عصبی مرکزی مرتبط باشد. مهارکننده های MAO یا مهارکننده های بازجذب سروتونین در پزشکی به عنوان داروهای ضد افسردگی استفاده می شوند.

واسطه های اسید آمینه (AA).بیش از 80 درصد از نورون های CNS از واسطه های اسید آمینه استفاده می کنند. AAها از نظر ترکیب بسیار ساده هستند و با ویژگی بیشتر اثرات سیناپسی مشخص می شوند (آنها یا دارای خواص تحریکی هستند - اسیدهای گلوتامیک و آسپارتیک یا خاصیت بازدارندگی - گلیسین و GABA).

اسید گلوتامیک (GA) – فرستنده اصلی تحریک کننده سیستم عصبی مرکزی. این ماده در هر غذای پروتئینی یافت می‌شود، اما HA رژیمی معمولاً به خوبی به سد خونی مغزی نفوذ می‌کند، که از مغز در برابر اختلال در فعالیت آن محافظت می‌کند. تقریبا تمام HA مورد نیاز مغز در بافت عصبی سنتز می شود. با این حال، هنگام خوردن مقدار زیادی نمک HA، اثر نوروتروپیک آن را می توان مشاهده کرد: سیستم عصبی مرکزی فعال می شود، و این در کلینیک با تجویز گلوتامات در قرص (2-3 گرم) برای تاخیر در رشد ذهنی یا فرسودگی استفاده می شود. سیستم عصبی. گلوتامات به عنوان افزودنی طعم دهنده در صنایع غذایی کاربرد فراوانی دارد و در کنسانتره های غذایی، سوسیس و کالباس و غیره موجود است (طعم گوشتی دارد). هنگامی که 10-30 گرم گلوتامات به طور همزمان با غذا مصرف می شود، تحریک بیش از حد مرکز وازوموتور ممکن است رخ دهد، فشار خون بالا می رود و نبض تند می شود. این برای سلامتی به ویژه برای کودکان و افرادی که از بیماری های قلبی عروقی رنج می برند خطرناک است. آنتاگونیست های GK، مانند کالیپسول (کتامین)، از نظر بالینی به عنوان مسکن قوی و وسیله ای برای بیهوشی سریع استفاده می شود. یک عارضه جانبی ظاهر توهم است. برخی از مواد این گروه داروهای توهم زا قوی هستند.

غیرفعال شدن HA با جذب توسط آستروسیت ها اتفاق می افتد، جایی که به اسید آسپارتیک و GABA تبدیل می شود.

گاما آمینوبوتیریک (GABA) – AA غیر غذایی (به طور کامل در بدن سنتز می شود). نقش مهمی در متابولیسم داخل سلولی دارد. تنها بخش کوچکی از GABA وظایف میانجی را انجام می دهد. این یک واسطه نورون های مهاری کوچک است که در سیستم عصبی مرکزی گسترده است. این فرستنده توسط سلول های پورکنژ و نورون های گلوبوس پالیدوس نیز استفاده می شود. کانال های Ka + و Cl - را روی غشای پس سیناپسی باز می کند. گیرنده های GABA ساختار پیچیده ای دارند؛ آنها دارای مراکزی هستند که به مواد دیگر متصل می شوند که منجر به تغییر در اثرات واسطه می شود. چنین موادی به عنوان مسکن و آرام بخش، قرص خواب، ضد صرع و بیهوشی استفاده می شود. گاهی اوقات همه این اثرات بسته به دوز مصرفی ممکن است توسط یک ماده ایجاد شود. به عنوان مثال، باربیتورات ها، که برای بیهوشی (هگزنال)، برای اشکال شدید صرع (بنزونال، فنوباربیتال) استفاده می شود. در دوزهای کوچکتر، آنها به عنوان قرص های خواب آور عمل می کنند، اما با استفاده محدود استفاده می شوند زیرا ساختار طبیعی خواب را مختل می کنند (مرحله متناقض را کوتاه می کنند)؛ پس از چنین خوابی، بی حالی و اختلال در هماهنگی حرکات برای مدت طولانی ادامه می یابد. مصرف طولانی مدت باربیتورات ها باعث اعتیاد به مواد مخدر می شود. الکل اثر باربیتورات ها را افزایش می دهد و مصرف بیش از حد آن به راحتی می تواند رخ دهد و منجر به ایست تنفسی شود. گروه دیگری از آگونیست های GABA، بنزودیازپین ها هستند. آنها انتخابی تر و ملایم تر عمل می کنند؛ به عنوان خواب آور، عمق و مدت خواب را افزایش می دهند (رلانیوم، فنازپام). در مقادیر زیاد نیز باعث بی حالی بعد از خواب می شوند. آگونیست های گابا به عنوان آرام بخش (آرام بخش) یا ضد اضطراب (کاهش دهنده اضطراب) استفاده می شوند. ممکن است وابستگی شکل بگیرد. داروهای مبتنی بر GABA به عنوان محرک های روانی خفیف برای تغییرات مرتبط با افزایش سن، بیماری های عروقی، عقب ماندگی ذهنی، پس از سکته مغزی و صدمات استفاده می شود. آنها با بهبود عملکرد نورون ها عمل می کنند و به گروه نوتروپیک ها تعلق دارند که یادگیری و حافظه را بهبود می بخشند، مقاومت سیستم عصبی مرکزی را در برابر اثرات نامطلوب افزایش می دهند و عملکردهای مختل شده مغز (آمینالون، پانتوگام، نوتروپیل) را بازیابی می کنند. مانند همه داروهای نوروتروپیک، آنها باید فقط برای نشانه های پزشکی دقیق استفاده شوند.

گلیسین – انتقال دهنده عصبی مهاری، اما کمتر از GABA رایج است. نورون‌های گلیسینرژیک عمدتاً نورون‌های حرکتی را مهار می‌کنند و آنها را از تحریک بیش از حد محافظت می‌کنند. آنتاگونیست گلیسین استریکنین (سمی که باعث تشنج و خفگی می شود) است. گلیسین به عنوان آرام بخش استفاده می شود و متابولیسم مغز را بهبود می بخشد.

واسطه های تعدیل کننده

پورین ها –مواد حاوی آدنوزین آنها بر غشای پیش سیناپسی تأثیر می گذارند و باعث کاهش انتشار فرستنده می شوند. ATP، ADP، AMP همین اثر را دارند. نقش فیزیولوژیکی محافظت از سیستم عصبی در برابر خستگی است. اگر این گیرنده‌ها مسدود شوند، بسیاری از سیستم‌های واسطه فعال می‌شوند و سیستم عصبی «تمام راه» کار می‌کند. کافئین، تئوبرومین، تئوفیلین (قهوه، چای، کاکائو، آجیل کولا) این اثر را دارند. با دوز زیاد کافئین، ذخایر واسطه ها به سرعت تخلیه می شود و "مهار گزاف" رخ می دهد. با ورود مداوم کافئین، تعداد گیرنده های پورین افزایش می یابد، بنابراین ترک قهوه باعث افسردگی و خواب آلودگی می شود.

واسطه های پپتیدی- مواد متشکل از زنجیره های اسید آمینه کوتاه.

ماده P (از پودر انگلیسی - پودر: از پودر خشک نخاع گاو جدا شد). در نورون های عقده های نخاعی که در هدایت تکانه های درد نقش دارند تولید می شود. در نورون‌های شاخ پشتی نخاع، ماده P همراه با اسید گلوتامیک به عنوان یک انتقال‌دهنده عصبی کلاسیک عمل می‌کند و سیگنال‌های درد را منتقل می‌کند. این در انتهای حساس پوست یافت می شود، از جایی که در هنگام آسیب آزاد می شود و باعث ایجاد یک فرآیند التهابی می شود. همچنین توسط برخی از نورون های داخلی سیستم عصبی مرکزی تولید می شود که عملکرد یک فرستنده تعدیل کننده را انجام می دهد.

پپتیدهای اپیوئیدی – موادی شبیه به تریاک تریاک یکی از آلکالوئیدهای خشخاش قرص خواب است. ماده فعال مورفین است که باعث بی دردی (از طریق شاخ های خلفی نخاع)، سرخوشی (تحریک مرکز لذت هیپوتالاموس) و خواب (مهار ساختارهای ساقه) می شود. مصرف بیش از حد منجر به مهار مرکز تنفسی می شود. چنین تأثیر سریع و قوی مورفین به این دلیل است که سیستم عصبی مرکزی حاوی گیرنده هایی برای مواد افیونی است که در دهه 70 قرن بیستم کشف شد. بعدها، انواع مختلفی از پپتیدهای اپیوئیدی کشف شد. مکانیسم اصلی عمل آنها مهار پیش سیناپسی آزاد شدن فرستنده است. فرآیندهای بیوشیمیایی در سلول خیلی سریع با عملکرد مواد افیونی سازگار می شوند و برای دستیابی به اثر به دوز فزاینده ای نیاز است. هنگام ترک مورفین، نورون‌ها دارای «ذخیره‌ای» از موادی هستند که انتقال سیگنال را تسهیل می‌کنند، بنابراین درد و سایر تکانه‌ها به شدت منتقل می‌شوند، که باعث شروع «انصراف» در طول سندرم ترک می‌شود. مرفین از قرن نوزدهم به طور گسترده ای برای تسکین درد استفاده می شود، به ویژه در بیمارستان ها در طول جنگ. عارضه آن ایجاد اعتیاد بود. سنتز هروئین نتیجه تلاش برای ایجاد مسکن کم خطرتر بود. این ماده 10 برابر بیشتر از مورفین فعال بود، اما به زودی مشخص شد که میزان اعتیاد به هروئین حتی بیشتر از مورفین بود و در دهه 20 هروئین برای استفاده ممنوع شد و به یک ماده مخدر تبدیل شد. داروهای شبه مورفین برای تسکین درد در شدیدترین موارد (مسکن های مخدر) استفاده می شود. علاوه بر مورفین از کدئین (همچنین آلکالوئید خشخاش) استفاده می شود که اثر ضد سرفه دارد.

علاوه بر موارد ذکر شده، عملکرد واسطه های تعدیل کننده توسط برخی هورمون های هیپوتالاموس، هیپوفیز و بافت انجام می شود. به عنوان مثال، تیرولیبرین باعث فعال شدن احساسی، افزایش سطح بیداری و تحریک مرکز تنفسی می شود. کوله سیستوکینین - باعث اضطراب و ترس می شود. وازوپرسین - حافظه را فعال می کند. ACTH - باعث تحریک توجه و بهبود فرآیندهای متابولیک در سلول های عصبی می شود. نوروپپتیدهایی وجود دارند که به طور انتخابی رفتار جنسی، انگیزه غذایی و تنظیم حرارت را کنترل می کنند. همه آنها یک سیستم سلسله مراتبی پیچیده از تعاملات را تشکیل می دهند که به خوبی عملکرد سیستم عصبی مرکزی را تنظیم می کند.

سخنرانی 5. ویژگی های گردش خون مغزی. مایع مغزی نخاعی و سد خونی مغزی

خون رسانی به مغز و نخاع

عملکرد مغز با هزینه های انرژی بالا همراه است. مغز حدود 2 درصد وزن بدن را تشکیل می دهد، اما 15 درصد از خونی که در هر ضربان توسط قلب به آئورت پرتاب می شود، وارد عروق مغز می شود. اختلال در گردش خون مغزی به طور اجتناب ناپذیری بر عملکرد سیستم عصبی تأثیر می گذارد.

خون شریانی مغز از دو منبع اصلی تامین می‌شود - شریان‌های کاروتید داخلی که از شریان‌های کاروتید مشترک منشأ می‌گیرند و از قوس آئورت سرچشمه می‌گیرند و از شریان‌های مهره‌ای که از شریان‌های ساب کلاوین منشأ می‌گیرند. شریان های کاروتید و ساب ترقوه مشترک از قوس آئورت منشا می گیرند.

شریان های کاروتید داخلی- عروق بزرگ، قطر آنها حدود 1 سانتی متر است. آنها از طریق سوراخ ژوگولار در استخوان های گیجگاهی وارد حفره جمجمه می شوند، از سخت شامه عبور می کنند، منشعب می شوند و به کره چشم، مجاری بینایی، دی انسفال، عقده های قاعده ای، پاریتال فرونتال، خون رسانی می کنند. لوب های گیجگاهی و منزوی نیمکره های مغزی. بزرگترین شاخه ها هستند شریان های مغزی قدامی و میانی.

شریان های مهره ایآنها از شریان های ساب کلاوین در سطح مهره هفتم گردنی شروع می شوند، از سوراخ عرضی مهره های گردنی بالا می روند و از طریق سوراخ جمجمه وارد حفره جمجمه می شوند. شاخه های این شریان ها خون را به طناب نخاعی، بصل النخاع و مخچه و همچنین مننژها می رساند. در لبه خلفی پل، شریان های مهره ای راست و چپ به هم می پیوندند و شریان بازیلار را تشکیل می دهند که در شیاری به همین نام روی سطح شکمی پل قرار دارد. در لبه قدامی پل، شریان بازیلار به دو شریان مغزی خلفی تقسیم می شود. شاخه های آن خون را به پل، مخچه، بصل النخاع، مغز میانی، نیمه دیانسفالون و لوب های پس سری نیمکره های مغزی می رساند.

در پایه مغز، شاخه های شریان کاروتید داخلی و شریان بازیلار به یکدیگر متصل شده و تشکیل می شوند. دایره شریانی (ویلیسین) مخ. این دایره در فضای زیر عنکبوتیه قرار دارد و کیاسم بینایی و هیپوتالاموس را می پوشاند. به لطف این دایره، جریان خون به قسمت‌های مختلف مغز یکسان می‌شود، حتی اگر یکی از رگ‌ها (شریان کاروتید یا مهره‌ای) گیر کرده یا توسعه نیافته باشد.

طناب نخاعی از شاخه های شریان های مهره ای (بخش های گردنی) و همچنین از شاخه های آئورت سینه ای و شکمی با خون تامین می شود.

شاخه های شریان های مغزی در پیا ماتر که به آن مشیمیه نیز می گویند قرار دارند و همراه با رشته های آن به داخل بافت مغز نفوذ می کنند و در آنجا به شریان ها و مویرگ های کوچک منشعب می شوند.

مویرگها کوچکترین رگهایی هستند که دیواره آنها از یک لایه سلول تشکیل شده است. از طریق این دیواره مواد محلول در خون به بافت مغز نفوذ می کند و محصولات متابولیسم مغز وارد خون می شود. مویرگ ها به داخل وریدها، سپس به وریدهای واقع در مشیمیه مغز جمع می شوند. رگ های خونی نازک پیا ماتر به داخل بطن های مغز نفوذ می کنند، جایی که شبکه مشیمیه را تشکیل می دهند. در نهایت، خون وریدی به سینوس های سخت شامه جریان می یابد و از آنجا وارد سیاهرگ های بزرگ گردش خون سیستمیک می شود.

گابا - گاما آمینوبوتیریک اسید - انتقال دهنده عصبی بازدارنده اصلی در مغز است، در هر دو مهار پس سیناپسی و پیش سیناپسی نقش دارد. گابا از گلوتامات تحت تأثیر گلوتامات دکربوکسیلاز تشکیل می شود و با دو نوع گیرنده GABA غشای پس سیناپسی سیناپس ها تعامل دارد: الف) هنگام تعامل با گیرنده های GABA، نفوذپذیری کانال های یونی غشایی برای یون های SG افزایش می یابد، که در عمل بالینی رخ می دهد زمانی که استفاده از باربیتورات ها؛ ب) هنگام تعامل با گیرنده های GABAB، نفوذپذیری کانال های یونی برای یون های K + افزایش می یابد. گلیسین -انتقال دهنده عصبی مهاری که عمدتاً توسط نورون های نخاع و ساقه مغز ترشح می شود. این رسانایی کانال های یونی غشای پس سیناپسی را برای یون های SG افزایش می دهد، که منجر به ایجاد هیپرپلاریزاسیون - HPSP می شود. آنتاگونیست گلیسین استریکنین است که تجویز آن منجر به بیش فعالی عضلانی و تشنج می شود که نقش مهم مهار پس سیناپسی را در عملکرد طبیعی سیستم عصبی مرکزی تایید می کند. سم کزاز نیز باعث تشنج می شود. بر روی پروتئین ها اثر می گذارد سیناپتوبروینغشای وزیکول ها، اگزوسیتوز انتقال دهنده عصبی بازدارنده پیش سیناپسی را مسدود می کند و در نتیجه باعث تحریک شدید سیستم عصبی مرکزی می شود.

سیناپس های الکتریکی

انتقال درون عصبی تحریک نیز می تواند به صورت الکتریکی اتفاق بیفتد، یعنی بدون مشارکت واسطه ها. شرط این امر تماس محکم بین دو سلول با عرض حداکثر 9 نانومتر است. بنابراین، جریان سدیم از یکی از آنها می تواند از کانال های باز غشای دیگر عبور کند. یعنی منبع جریان پس سیناپسی نورون دوم غشای پیش سیناپسی نورون اول است. فرآیند بدون واسطه است. به طور انحصاری توسط پروتئین های کانال تامین می شود (غشاهای لیپیدی نسبت به یون ها نفوذ ناپذیر هستند). این اتصالات بین سلولی هستند که Nexus (اتصالات شکاف) نامیده می شوند. آنها به شدت در مقابل یکدیگر در غشای دو نورون قرار دارند - یعنی در همان خط. قطر بزرگ (قطر تا 1.5 نانومتر)، حتی برای درشت مولکول‌هایی با وزن تا 1000 نیز قابل نفوذ است. از زیرواحدهایی با وزن تا 25000 تشکیل شده است، حضور آنها در سیستم عصبی مرکزی مهره‌داران و بی مهرگان رایج است. ذاتی در گروه‌هایی از سلول‌های با عملکرد همزمان (به ویژه در مخچه بین سلول‌های گرانول یافت می‌شود).

بیشتر سیناپس های الکتریکی تحریک کننده هستند. اما با ویژگی های مورفولوژیکی خاص می توانند بازدارنده باشند. هنگام انجام دو طرفه، برخی از آنها اثر یکسو کننده دارند، یعنی جریان الکتریکی را از ساختارهای پیش سیناپسی به ساختارهای پس سیناپسی بسیار بهتر از جهت مخالف هدایت می کنند.

هدایت تحریک از طریق سیناپس ها

هر مرکز عصبی ویژگی مورفولوژیکی و عملکردی خاص خود را دارد. اما نورودینامیک هر یک از آنها بر اساس تعدادی ویژگی مشترک است. آنها با مکانیسم های انتقال تحریک در سیناپس ها مرتبط هستند. با تعامل بین نورون هایی که این مرکز را تشکیل می دهند. با ویژگی های عملکردی برنامه ریزی شده ژنتیکی نورون ها و ارتباطات بین آنها.

ویژگی های تحریک از طریق سیناپس ها به شرح زیر است.

1 هدایت یک طرفه تحریک. در آکسون، تحریک در هر دو جهت از محل مبدا خود، در مرکز عصبی - فقط در یک جهت عبور می کند: از گیرنده به عامل (یعنی در سطح سیناپس از غشای پیش سیناپسی به پس سیناپسی)، که توضیح داده شده است. توسط سازمان ساختاری و عملکردی سیناپس، یعنی عدم وجود وزیکول های سیناپسی با فرستنده در نورون های پس سیناپسی، 2 تاخیر در هدایت تحریک وجود دارد. تحریک در مرکز عصبی با سرعت کمتری نسبت به سایر قسمت های قوس رفلکس انجام می شود. این به دلیل این واقعیت است که در فرآیندهای آزادسازی فرستنده، با فرآیندهای فیزیکوشیمیایی که در سیناپس رخ می دهد، با وقوع EPSP ها و تولید AP ها صرف می شود. همه اینها 0.5-1 میلی ثانیه در یک سیناپس طول می کشد. این پدیده تاخیر سیناپسی تحریک نامیده می شود. هرچه قوس بازتابی پیچیده‌تر باشد، سیناپس‌ها بیشتر و بر این اساس، تاخیر سیناپسی بیشتر می‌شود.

مجموع تأخیرهای سیناپسی در یک قوس بازتابی نامیده می شود رفلکس زمان حالزمان از شروع محرک تا ظهور پاسخ رفلکس را دوره نهفته یا نهفته (LP) رفلکس می گویند. مدت این دوره بستگی به تعداد نورون ها و در نتیجه سیناپس ها درگیر در رفلکس دارد. به عنوان مثال، رفلکس تاندون زانو، که قوس بازتابی آن تک سیناپسی است، دارای تاخیر 24 میلی ثانیه است، یک واکنش بینایی یا شنوایی - 200 میلی ثانیه.

بسته به اینکه نورون های تحریک کننده یا مهار کننده تماس های سیناپسی برقرار می کنند، سیگنال را می توان تقویت یا سرکوب کرد. مکانیسم های تعامل بین تأثیرات تحریکی و مهاری بر روی یک نورون زیربنای عملکرد یکپارچه آنها است.

چنین مکانیسم تعاملی، جمع تأثیرات تحریکی بر روی یک نورون است - پتانسیل پس سیناپسی تحریکی (EPSP)، یا تأثیرات مهاری - پتانسیل پس سیناپسی مهاری (IPSP)، یا به طور همزمان تحریکی (EPSP) و مهاری (GPSP).

3 جمع فرآیندهای عصبی - پدیده وقوع تحریک تحت شرایط خاص اعمال تحریک زیرآستانه. خلاصه توسط I.M. Sechenov شرح داده شده است. دو نوع جمع وجود دارد: جمع زمانی و جمع مکانی (شکل 3.15).

جمع بندی زمان - وقوع تحریک به یک سری از محرک های زیرآستانه ای که به طور متوالی از یک میدان گیرنده وارد سلول یا مرکز می شوند (شکل 3.16). فرکانس محرک ها باید به صورت زیر باشد:

برنج. 3.15. جمع برانگیختگی.الف - جمع زمانی. ب - جمع فضایی

برنج. 3.16.

به طوری که فاصله بین آنها بیش از 15 میلی ثانیه نباشد، یعنی مدت زمان EPSP کوتاهتر است. تحت چنین شرایطی، EPSP به محرک بعدی قبل از پایان EPSP به محرک قبلی توسعه می یابد. EPSP ها خلاصه می شوند، دامنه آنها افزایش می یابد و در نهایت، زمانی که به سطح بحرانی دپلاریزاسیون رسید، یک AP رخ می دهد.

جمع بندی فضایی - وقوع برانگیختگی (EPSP) با اعمال همزمان چندین محرک زیرآستانه به قسمت های مختلف FIELD گیرنده (شکل 3.17).

اگر EPSP ها به طور همزمان در چندین سیناپس یک نورون (حداقل 50) رخ دهند، غشای نورون تا مقادیر بحرانی دپلاریزه می شود و در نتیجه یک AP رخ می دهد. جمع فضایی فرآیندهای تحریک (EPSP) و مهار (GPSP) عملکرد یکپارچه نورون ها را فراهم می کند. اگر مهار غالب باشد، اطلاعات به نورون بعدی منتقل نمی شود. اگر برانگیختگی غالب باشد، اطلاعات بیشتر به نورون بعدی به دلیل تولید APs روی غشای آکسون منتقل می شود (شکل 3.18).

4 دگرگونی ریتم برانگیختگی - این اختلاف بین فرکانس پتانسیل های عمل در قسمت های آوران و وابران قوس رفلکس است. به عنوان مثال، در پاسخ به یک محرک منفرد اعمال می شود

برنج. 3.17.

برنج. 3.18.

به عصب آوران، مراکز در امتداد الیاف وابران مجموعه ای کامل از تکانه ها را یکی پس از دیگری به اندام کار می فرستند. در موقعیت دیگر، با فرکانس تحریک بالا، فرکانس به طور قابل توجهی کمتر به اثر می رسد.

5 عواقب هیجان - پدیده تحریک مداوم در سیستم عصبی مرکزی پس از قطع تحریک. عواقب کوتاه مدت با مدت زمان طولانی سطح بحرانی EPSP همراه است. اثر طولانی مدت به دلیل گردش تحریک در مدارهای عصبی بسته است. این پدیده نامیده می شود طنینبه لطف طنین تحریکات (RD)، مراکز عصبی دائماً در حالت تن قرار دارند. توسعه طنین در سطح کل ارگانیسم در سازماندهی حافظه مهم است.

6 تقویت پس از زایش - پدیده ظهور یا تشدید پاسخ به محرک های حسی آزمایشی برای مدتی پس از تحریک ریتمیک ضعیف قبلی (100-200 NML / s). تقویت توسط فرآیندهایی در سطح غشای پیش سیناپسی ایجاد می شود و با افزایش آزاد شدن فرستنده بیان می شود. این پدیده ماهیت همسیناپسی دارد، یعنی زمانی رخ می دهد که تحریک ریتمیک و یک تکانه آزمایشی در امتداد همان رشته های آوران به نورون می رسد. اساس تقویت، اول از همه، افزایش ورود Ca2f از طریق غشای پیش سیناپسی است. این پدیده با هر تکانه به تدریج رشد می کند. و هنگامی که مقدار Ca 2+ از توانایی میتوکندری و شبکه آندوپلاسمی برای جذب آنها بیشتر شود، انتشار طولانی مدت فرستنده به سیناپس رخ می دهد. در نتیجه، بسیج آمادگی برای رهاسازی واسطه توسط تعداد زیادی وزیکول و در نتیجه افزایش تعداد کوانتوم های واسطه در غشای پس سیناپسی وجود دارد. بر اساس داده های مدرن، ترشح نوروپپتیدهای درون زا نقش مهمی در پیدایش تقویت پس از کزاز، به ویژه در طول انتقال تقویت کوتاه مدت به تقویت طولانی مدت دارد. در میان آنها نورومدولاتورهایی هستند که بر روی غشای پیش سیناپسی و پس سیناپسی عمل می کنند. محرک‌ها سوماتواستاتین، فاکتور رشد و مهارکننده‌ها اینترلوکین، هورمون آزادکننده تیروتروپین، ملاتونین هستند. همچنین اسید آراشیدونیک، NO قابل توجه است. تقویت در سازماندهی حافظه اهمیت دارد. به لطف مدارهای تقویت کننده، یادگیری سازماندهی می شود.

7 خستگی مراکز عصبی اگر همان رفلکس برای مدت طولانی تکرار شود، پس از مدتی یک حالت کاهش قدرت واکنش رفلکس و حتی سرکوب کامل آن رخ می دهد، یعنی خستگی ایجاد می شود. خستگی در درجه اول در مرکز عصبی ایجاد می شود. این بیماری با اختلال در انتقال در سیناپس ها، کاهش منابع فرستنده در وزیکول های پیش سیناپسی، کاهش حساسیت گیرنده های غشای زیر سیناپسی به واسطه ها، و همچنین عملکرد ضعیف سیستم های آنزیمی همراه است. یکی از دلایل "اعتیاد" غشای پس سیناپسی به عملکرد فرستنده است - عادت کردن

برخی از مواد شیمیایی به طور خاص بر مراکز عصبی مربوطه تأثیر می گذارند، که به دلیل ساختار این مواد شیمیایی است که ممکن است به واسطه های مرکز عصبی مربوطه مربوط باشد.

از جمله:

1 ماده مخدر - مواردی که در عمل جراحی برای بیهوشی استفاده می شود (کلراتیل، کتامین، باربیتورات ها و غیره).

2 آرام بخش - آرام بخش (رلانیم، آمینازین، تری اگزازین، آمیزیل، اکسیلیدین، از جمله داروهای گیاهی - تزریق خار مریم، گل صد تومانی و غیره)؛

3 ماده نوروتروپیک با عملکرد انتخابی (لوبلین، سیتون - محرک های مرکز تنفسی؛ آپومورفین - محرک مرکز استفراغ؛ مسکالین - توهم زا بصری و غیره).