Sinir sisteminin aracıları ve modülatörleri. Merkezi sinir sisteminin sinapsları ve aracıları

Aracılar kimyasal yapılarına göre heterojen bir gruptur. Kolin esteri (asetilkolin) içerir; katekolaminler (dopamin, norepinefrin ve epinefrin) dahil bir grup monoamin; indoller (serotonin) ve imidazoller (histamin); asidik (glutamat ve aspartat) ve bazik (GABA ve glisin) amino asitler; pürinler (adenozin, ATP) ve peptidler (enkefalinler, endorfinler, P maddesi). Bu grup aynı zamanda gerçek nörotransmiterler olarak sınıflandırılamayan maddeleri de içerir - steroidler, eikosanoidler ve başta NO olmak üzere bir dizi ROS.

Bir bileşiğin nörotransmitter doğasına karar vermek için bir dizi kriter kullanılır. Başlıcaları aşağıda listelenmiştir.

1. Madde, presinaptik sonlarda birikmeli ve gelen bir dürtüye yanıt olarak salınmalıdır. Presinaptik bölge, bu maddenin sentezi için sistemi içermeli ve postsinaptik bölge, bu bileşik için spesifik bir reseptör tespit etmelidir.
2. Presinaptik bölge uyarıldığında, uyaranın gücüyle orantılı olarak, bu bileşiğin intersinaptik yarığa Ca bağımlı salınımı (ekzositoz yoluyla) gerçekleşmelidir.
3. Hedef hücreye uygulandığında endojen nörotransmitter ve varsayılan aracının etkilerinin zorunlu kimliği ve varsayılan aracının etkilerinin farmakolojik olarak bloke edilmesi olasılığı.
4. Varsayılan aracının presinaptik terminallere ve/veya komşu astroglial hücrelere geri alım sisteminin varlığı. Aracının kendisinin olmadığı, ancak parçalanma ürününün yeniden alıma tabi tutulduğu durumlar olabilir (örneğin, asetilkolinin asetilkolinesteraz enzimi tarafından bölünmesinden sonra kolin).

Sinaptik iletimde aracı işlevin çeşitli aşamalarında ilaçların etkisi

	Etkiyi Değiştirme	Sonuç darbe
sentez arabulucu	haberci ekleme geri alım ablukası Sentez enzimlerinin blokajı	↓ ↓
Birikim	Veziküllerde alımın inhibisyonu Veziküllerde bağlanmanın inhibisyonu
seçim (ekzositoz)	İnhibitör otoreseptörlerin uyarılması Otoreseptörlerin blokajı Ekzositoz mekanizmalarının ihlali	↓ ↓
Eylem	Agonistlerin reseptörler üzerindeki etkileri
reseptörler üzerinde	Postsinaptik reseptörlerin blokajı
Yıkım arabulucu	Nöronlar ve/veya glia tarafından geri alım blokajı Nöronlarda yıkımın engellenmesi
	Sinaptik yarıkta yıkımın engellenmesi

En modern olanlar (immünohistokimyasal, rekombinant DNA, vb.) dahil olmak üzere, aracı işlevi test etmek için çeşitli yöntemlerin kullanılması, çoğu bireysel sinapsın sınırlı mevcudiyetinin yanı sıra sınırlı hedefli farmakolojik ajan seti nedeniyle zordur. .

"Aracı" kavramını tanımlama girişimi bir takım zorluklarla karşılaşmaktadır, çünkü son yıllarda sinir sisteminde klasik aracılarla aynı sinyal işlevini yerine getiren, ancak kimyasal yapıları, sentez yolları, reseptörleri bakımından onlardan farklı olan maddelerin listesi listelenmiştir. , önemli ölçüde genişledi. Her şeyden önce, yukarıdakiler, ROS'un yanı sıra büyük bir nöropeptit grubu ve esas olarak aracı özelliklerinin iyi tanımlandığı nitrik oksit (nitroksit, NO) için geçerlidir. "Klasik" aracılardan farklı olarak, nöropeptitler kural olarak daha büyüktür, düşük hızda sentezlenir, düşük konsantrasyonlarda birikir ve düşük spesifik afiniteye sahip reseptörlere bağlanır; ayrıca, presinaptik terminal geri alım mekanizmalarına sahip değildirler. Nöropeptitlerin ve aracıların etkisinin süresi de önemli ölçüde değişir. Nitroksit ise, hücreler arası etkileşime katılmasına rağmen, bir dizi kritere göre, aracılara değil, ikincil habercilere atfedilebilir.

Başlangıçta, bir sinir ucunun yalnızca bir nörotransmitter içerebileceği düşünülüyordu. Bugüne kadar, bir dürtüye yanıt olarak ortaklaşa salınan ve bir hedef hücreye etki eden birkaç aracının terminalde bulunma olasılığı - eşlik eden (birlikte var olan) aracılar (kommediatörler, kotransmiterler) gösterilmiştir. Bu durumda farklı mediyatörlerin birikimi aynı presinaptik bölgede fakat farklı veziküllerde gerçekleşir. Arabulucu örnekleri, sentez yerine göre farklılık gösteren ve kural olarak bir uçta lokalize olan klasik nörotransmiterler ve nöropeptitlerdir. Kotransmiterlerin salınması, belirli bir frekanstaki bir dizi uyarıcı potansiyele yanıt olarak gerçekleşir.

Modern nörokimyada, nörotransmiterlere ek olarak, etkilerini modüle eden maddeler - nöromodülatörler - izole edilir. Eylemleri, doğası gereği toniktir ve arabulucuların eyleminden daha uzun sürer. Bu maddeler sadece nöronal (sinaptik) değil, aynı zamanda glial orijine de sahip olabilir ve mutlaka sinir uyarılarının aracılık etmesi gerekmez. Bir nörotransmitterden farklı olarak, bir modülatör sadece postsinaptik zar üzerinde değil, aynı zamanda hücre içi de dahil olmak üzere nöronun diğer kısımlarında da etki eder.

Pre- ve postsinaptik modülasyon vardır. "Nöromodülatör" kavramı, "nörotransmiter" kavramından daha geniştir. Bazı durumlarda arabulucu aynı zamanda bir modülatör olabilir. Örneğin, sempatik sinir ucundan salınan norepinefrin, a1 reseptörleri üzerinde bir nörotransmitter, ancak a2 adrenerjik reseptörleri üzerinde bir nöromodülatör görevi görür; ikinci durumda, sonraki norepinefrin sekresyonunun inhibisyonuna aracılık eder.

Aracı işlevi gören maddeler, kimyasal yapılarının yanı sıra sinir hücresinin hangi bölmelerinde sentezlendikleri bakımından da farklılık gösterirler. Klasik küçük molekül aracıları, akson terminalinde sentezlenir ve depolama ve salıverme için küçük sinaptik veziküllere (çapı 50 nm) dahil edilir. NO da terminalde sentezlenir ancak veziküllerde paketlenemediği için hemen sinir ucunun dışına difüze olur ve hedefi etkiler. Peptit nörotransmiterler, nöronun merkezi kısmında (perikaryon) sentezlenir, yoğun bir merkeze (100-200 nm çapında) sahip büyük veziküller halinde paketlenir ve aksonal akımla sinir uçlarına taşınır.

Asetilkolin ve katekolaminler dolaşımdaki öncüllerden sentezlenirken, amino asit aracıları ve peptitler sonuçta glikozdan oluşur. Bilindiği gibi nöronlar (yüksek hayvanların ve insanların diğer hücreleri gibi) triptofan sentezleyemezler. Bu nedenle, serotonin sentezinin başlamasına yol açan ilk adım, triptofanın kandan beyne kolaylaştırılmış taşınmasıdır. Bu amino asit, diğer nötr amino asitler (fenilalanin, lösin ve metiyonin) gibi, kandan beyne monokarboksilik asit taşıyıcıları ailesine ait özel taşıyıcılar tarafından taşınır. Bu nedenle, serotonerjik nöronlardaki serotonin seviyesini belirleyen önemli faktörlerden biri, diğer nötr amino asitlere kıyasla gıdadaki triptofanın göreceli miktarıdır. Örneğin, bir gün boyunca düşük proteinli bir diyetle beslenen ve ardından triptofan içermeyen bir amino asit karışımı verilen gönüllüler, beyindeki azalan serotonin seviyeleriyle ilişkili olarak agresif davranış ve değişen uyku-uyanıklık döngüleri gösterdi.

Seçtikleri(vericiler) - özel hücreler arası temaslar - sinapslar aracılığıyla bir hücreden diğerine doğrudan bilgi ileten fizyolojik olarak aktif maddeler.

Çevrede, genellikle iki madde arabulucu görevi görür - ACh (ANS'nin parasempatik bölümünün nöromüsküler sinapsları ve sinapsları) ve NA (ANS'nin sempatik bölümünün postganglionik liflerinin sinapsları). Ancak CNS'de uyarma ve inhibisyon, birçok aracının yardımıyla nörondan nörona iletilebilir. En yaygın eksitatör mediatörler glutamat, ACh, NA, D, serotonin, inhibitör olanlar ise GABA ve glisindir. Ancak nispeten az sayıda sinir hücresinde üretilen oldukça nadir kimyasal haberciler de vardır. Beynimizdeki aracıların en az 35-40 farklı madde olduğuna inanılıyor. Pek çok sinirsel ve ruhsal bozukluğun ana nedeni aracı maddelerin üretimindeki veya kullanımındaki bozukluklardır.

Arabulucu olma yeteneğine sahip bir maddenin özellikleri, Şekil 1'de gösterilmektedir. 9.4.

Pirinç. 9.4.

1 - aracı ve kimyasal öncüleri nöronda bulunmalıdır; 2 - aracı, sinaptik veziküllerde yüksek konsantrasyonlarda bulunmalıdır; 3 - sinaptik son ve (veya) nöronun gövdesi, arabulucunun sentezi için bir enzimatik sistem içermelidir; 4 - nörotransmitter, AP sinir ucuna ulaştığında veziküllerden sinaptik yarığa salınmalıdır; 5 - stimülasyon sırasında arabulucunun sinaptik yarığa salınmasından önce kalsiyum iyonlarının sonuna giriş yapılmalıdır; 6 - sinaptik yarıkta, nörotransmiterin parçalanması için bir sistem ve (veya) onun presinaptik sona geri alınması için bir sistem olmalıdır; 7 - postsinaptik zarda nörotransmitter için reseptörler bulunmalıdır.

kendi yolunda kimyasal doğa arabulucular ayrılabilir " klasik", değiştirilmiş amino asitler olan ve" klasik olmayan"- peptit ve gaz halinde (Tablo 9.1). Geleneksel olarak, vücutta bir katekol çekirdeği içeren diyet amino asidi fenilalaninden sentezlenen IA ve D aracılarına katekolaminler denir. Triptofan amino asidinden sentezlenen ve kimyasal yapısı gereği bir indol türevi olan serotonin, NA ve D ile birlikte, diğer mediyatörler arasında çok sayıda "amin" olmasına rağmen, biyojenik aminler grubuna aittir.

Tablo 9.1

Hayvanlarda bulunan bazı aracılar

Etkilerine göre, klasik aracılar eksitatör ve inhibitör olmak üzere ikiye ayrılır. "Klasik" arabuluculardan çok daha sonra, küçük amino asit zincirleri olan peptit aracıları keşfedildi. Birkaç peptitin aracı rolü kanıtlanmıştır ve birkaç düzine peptit "şüphe altındadır". Ve son olarak, hücrelerin, salgılanması veziküllerde "paketlenmesini" gerektirmeyen bir dizi gaz halindeki madde üretme yeteneğinin keşfedilmesi oldukça beklenmedikti; yine de tam teşekküllü arabuluculardır. Aracı olarak diğer gazlardan daha iyi olan nitrik oksit (NO) bilinir, ancak CO ve H 2S'nin aracı özellikleri de şüphe götürmez.

Herhangi bir arabulucu, kimyasal veya fiziksel yapısından bağımsız olarak, kendi yaşam döngüsü, aşağıdaki adımları içerir:

• - sentez;
• - presinaptik sona taşıma;
• - veziküllerde birikim;
• - sinaptik boşluğa bırakma;
• - postsinaptik zar üzerindeki reseptör ile etkileşim;
• - sinaptik yarıkta yıkım;
• - ortaya çıkan metabolitlerin presinaptik sona geri taşınması.

Arabulucuların sentezi hem nöronun gövdesinde hem de presinaptik sonların kendisinde meydana gelebilir. Bir peptit doğasına sahip aracıların molekülleri, kaba bir ER'de bir nöronun gövdesinde sentezlenen büyük öncü proteinlerden enzimatik olarak "kesilir". Sonra bunlar

arabulucular, Golgi aparatında, aksonal taşıma yardımıyla akson boyunca sinapslara hareket eden büyük veziküller halinde paketlenir. "Klasik" nörotransmiterler, moleküllerin sentezi ve veziküllere paketlenmesi için enzimlerin aksonal taşıma yoluyla geldiği en sonunda sentezlenir. Çoğu nöronda, bir arabulucu baskındır, ancak son yıllarda aynı nöronda ve dahası aynı sinapsta birkaç aracı bulunabileceği tespit edilmiştir. Hem aynı hem de farklı veziküllerde bulunabilirler. Örneğin, biyojenik aminler ve peptit mediyatörleri için bu tür bir birliktelik gösterilmiştir.

Arabulucunun sinaptik yarığa salınması, AP'nin sinir terminaline ulaştığı ve presinaptik zarın depolarize olduğu anda gerçekleşir (Şekil 9.5).

Pirinç. 9.5.

• 1 - sinir ucunun kısmi depolarizasyonuna yol açan iresinaptik lifte PD; 2 - Hücre dışı boşlukta Ca2+; 3 - Membran depolarize olduğunda açılan Ca2+ kanalı; 4 - aracılı veziküller;
• 5 - vezikül Ca2+ ile etkileşime girer ve presinaptik zara gömülür, aracıyı sinaptik yarığa çıkarır; 6 - vezikül Ca2+ ile etkileşime girer ve arabulucuyu boşluğa salmak için resinaptik olmayan zarla kısa süreli bir temas oluşturur; 7 - Ca2+, resinaptik olmayan sondan hücreler arası ortama, endoplazmik retikuluma ve mitokondriye hızla uzaklaştırılır.

Bu anda zarda voltaja bağlı kalsiyum kanalları açılır ve Ca2+ presinaptik sona girerek vezikül zarının dış tarafında belirli bir proteine ​​​​bağlanır ve vezikül ile presinaptik zarın füzyon sürecini başlatır. Vezikül, ilk olarak, tamamen onunla bütünleşebilir ve tüm içeriğini sinaptik yarığa ("tam füzyon") "dışarı atabilir". İkincisi, vezikül zarı ile terminal zarı arasında özel proteinlerin kısa süreli teması ("füzyon gözenek") oluşturulabilir. Füzyon gözeneği yoluyla, aracı moleküllerin bir kısmı sinaptik yarığa girmeyi başarır (bu aracı salgılama yöntemine " öp ve koş" (İngilizce'den çevrilmiştir, "öp ve koş").

Arabulucu boşluğa girer girmez sinir ucuna giren kalsiyumu hızla uzaklaştırmak gerekir. Bunun için özel kalsiyum bağlayıcı tampon proteinler ve ayrıca kalsiyumu endoplazmik retikuluma, mitokondriye ve dış ortama pompalayan kalsiyum pompaları vardır. Bu sırada perişan ( öp ve koş) veya sinir ucunda yeniden oluşan veziküller yine mediatör moleküllerle dolar.

Sinaptik yarığa giren verici moleküller, difüzyonla postsinaptik zara ulaşır ve birbirleriyle etkileşime girer. alıcılar. Geleneksel olarak, "reseptör" terimi, dış ve iç ortamın uyaranlarına yanıt veren özel hücreleri veya hücresel duyarlı oluşumları ifade eder: fotoreseptörler, mekanoreseptörler, vb. Modern biyolojide "reseptör" terimi, hücre zarına gömülü veya sitoplazmada yer alan ve her bir reseptör tipine özgü etkilere şekil ve durumlarını değiştirerek yanıt verebilen protein molekülleri ile ilgili olarak da kullanılır. Canlı sistemlerde bilgi iletimi için önemli olan aracılar, hormonlar, antikorlar ve diğer sinyal molekülleri için reseptörler bulunmuştur.

Bir sinyalin bir zardan iletilmesi üç adımdan oluşur:

• 1) sinyal molekülünün reseptör ile etkileşimi;
• 2) reseptör molekülünün şeklindeki (konformasyonunda) bir değişiklik, bu da özel zar aracı proteinlerinin aktivitesinde değişikliklere yol açar;
• 3) belirli hücre içi mekanizmaları aktive eden veya tersine engelleyen, tüm hücrenin aktivitesini değiştiren moleküllerin veya iyonların (ikincil haberciler veya ikincil haberciler) hücrede oluşumu.

Tahsis Et iki ana tip reseptörler - iyonotropik (kanal) ve metabotropik.

Bir örnek kanal reseptörü iskelet kası liflerinin zarı üzerinde yer alan ACh için ligandla aktive olan (kemosensitif) bir reseptör görevi görebilir (bkz. Şekil 8.17). Doğal ACh'ye ek olarak bu tür reseptörler, tütün alkaloid nikotini tarafından aktive edilir. Bu nedenle nikotinik veya H-kolinerjik reseptörler olarak adlandırılırlar. Çizgili kaslara ek olarak, bu tür reseptörler merkezi sinir sisteminde de bulunur. Kanal, zara nüfuz eden bir tür tüp şeklinde birleştirilmiş beş protein alt biriminden oluşur. İki alt birim aynıdır ve a olarak adlandırılır. Arabulucu ACh'nin iki molekülü, a-alt birimleri üzerindeki özel bağlanma bölgelerine bağlandığında, kanal Na + ve Ca2+ katyonları için açılır (Şekil 9.6).

Sonuç olarak, postsinaptik zarda bir EPSP gelişir ve hücre uyarılabilir. Aracının reseptörle etkileşimi 1-2 ms sürer ve ardından aracı molekülün ayrılması gerekir, aksi takdirde reseptör "hassasiyetini kaybeder" ve geçici olarak tepki vermeyi durdurur.

arabulucunun yeni bölümlerine döner. Kanal tipi alım çok hızlıdır, ancak katyon kanallarını açarak postsinaptik hücrenin depolarizasyonuna veya klorür kanallarını açarak hiperpolarizasyona indirgenir.

Pirinç. 9.6.

a- yapı şeması; 6 - kap.;: kapalı; içinde- kanal açık; A - angstrom (1SG 10 m)

Metabotropik reseptörler hücre zarından yedi kez "çekilen", hücre içinde üç ve hücre zarının dışında üç ilmek oluşturan protein molekülleridir (Şekil 9.7).

Pirinç. 9.7.

a, p, y - alt birimler G-beyaz Ka

Protein molekülünün karşılık gelen G proteinine bağlı hücrenin içine bakan kısmı ile birçok benzer reseptör proteini şimdi keşfedilmiştir. G proteinleri, GTP'yi (guanozin trifosfat) GDP'ye (guanozin difosfat) ve bir fosforik asit kalıntısına parçalama yetenekleriyle adlandırılır. Bu proteinler üç alt birimden oluşur: a, p, y (bkz. Şekil 9.7) ve a alt birimlerinin birkaç alt türü bilinmektedir. G-proteinini oluşturan a-alt birimlerinin bir veya daha fazla alt türü, hücrede hangi sürecin bu G-proteininden etkileneceğini belirler. Örneğin, Gj.-proteini (yani, 5 alt birimi dahil) AC enzimini uyarır, Gq fosfolipaz C'yi uyarır, G 0 iyon kanallarına bağlanır, Gj kan basıncının aktivitesini inhibe eder. Genellikle bir tip G-proteini, hücredeki birkaç işlemi etkiler. Metabotropik reseptöre bağlanabilen bir ligandın (mediatör veya hormon) yokluğunda, G proteini etkin değil. Karşılık gelen aktive edici ligand reseptöre bağlanırsa, a-alt birimi aktive edilir (GDP, GTP ile değiştirilir), Py alt birim kompleksinden ayrılır ve kısa bir süre için hedef proteinlerle etkileşime girerek hücre içi süreçleri başlatır veya tersine inhibe eder. G-protein alt birimleri uzun süre ayrı ayrı var olamazlar ve GTP'nin a-alt birimi tarafından hidrolizinden sonra tek bir inaktif G-proteini oluştururlar. Bir dizi enzim ve iyon kanalı üzerinde hareket eden aktif G-proteinleri, bir dizi düzenleyici molekülün konsantrasyonunun değiştiği bir hücre içi kimyasal reaksiyonlar dizisini tetikler - ikincil aracılar(birincil aracılar - hücreden hücreye sinyal taşıyan moleküller, yani aracı, hormon).

En yaygın ikinci haberciler (haberciler), AC enziminin etkisi altında ATP'den oluşan cAMP'yi içerir. Ligandın reseptör üzerindeki etkisinin bir sonucu olarak, proteinin G^-formu aktive edilirse, fosfolipaz C enzimini aktive eder ve bu da membran fosfolipitlerinden iki aracı oluşumunu uyarır: IP 3 ( inositol trifosfat) ve DAG (diasilgliserol). Her iki mediatör de dışarıdan (iyon kanalları yoluyla) alınması veya hücre içi depolardan salınması nedeniyle hücre içindeki kalsiyum konsantrasyonunun artmasına neden olur. Ca2+, hücre hayati süreçlerinin en güçlü hücre içi uyarıcısıdır. Ek olarak, IF-3 ve DAG, hücre büyümesini uyarır, gen ekspresyonunu, aracı salınımını, hormon salgılanmasını vb. destekler. Bununla birlikte, ikinci haberci doğrudan veya bir dizi ara aşama aracılığıyla kemo-duyarlı iyon kanallarını etkiler - onları açar veya kapatır. Bu, hangi kanalların etkilendiğine bağlı olarak hücrenin uyarılmasının veya inhibisyonunun gelişmesine katkıda bulunur. Potansiyellerin büyüklüğü ve süresi, aracı moleküllerin reseptörlerle etkileşiminin türüne, miktarına ve zamanına ve nihai olarak aracının etkisi altında hangi ikincil haberciler sisteminin etkinleştirildiğine bağlı olacaktır.

Metabotropik alımın karakteristik bir özelliği, arabulucunun hücre üzerindeki etkisini çoğaltmayı mümkün kılan kademeli olmasıdır (Şekil 9.8).

Pirinç. 9.8.

Daha önce bahsedildiği gibi, aracı, iyonotropik veya metabotropik reseptör ile 1-2 ms'den daha uzun süre etkileşime girmemelidir. Nöromüsküler sinapslarda ACh, asetilkolinesteraz enzimi tarafından hızla kolin ve asetata parçalanır. Ortaya çıkan kolin, presinaptik sona taşınır ve tekrar ACh sentezi için kullanılır. Benzer şekilde, diğer aracılar (ATP, peptidler) sinaptik yarıkta karşılık gelen enzimler tarafından yok edilir.

Sinaptik yarıktan nörotransmitteri ortadan kaldırmanın başka bir yaygın yolu, geri alımıdır (İng. yeniden alım) presinaptik sona veya glial hücrelere. NA, D ve serotonin, uçlar tarafından yakalandıktan sonra tekrar veziküller halinde "paketlenir" veya hücre içi enzimler tarafından yok edilebilir. GABA ve glutamat, sinaptik yarıktan glial hücrelere taşınır ve bir dizi biyokimyasal dönüşüm geçirerek tekrar sinir uçlarına girer.

Evrim sürecinde doğa, aracıların metabolizmasına etki eden birçok fizyolojik olarak aktif madde yaratmıştır. Bu maddelerin birçoğu bitkiler tarafından savunma amaçlı üretilir. Aynı zamanda, bazı hayvanlar tarafından nörotransmitterlerin yaşam döngüsünü ve sinaptik iletimi etkileyen zehirler üretilir: ava saldırmak veya yırtıcı hayvanlara karşı savunmak için.

Aracı sistemlerin çalışmasını etkileyen çok sayıda kimyasal bileşik, NS'nin işleyişini etkileyen yeni ilaçlar arayan insan tarafından yapay olarak yaratılır.

• Paragraf 10.3'e bakın.

7.4. CNS'NİN ARACILARI VE RESEPTÖRLERİ

CNS aracıları, yapısal olarak heterojen birçok kimyasal maddedir (bugüne kadar beyinde yaklaşık 30 biyolojik olarak aktif madde bulunmuştur). Nörotransmiterin (arabulucunun öncüsü) sentezlendiği madde, kan veya beyin omurilik sıvısından nörona veya sonuna girer, enzimlerin etkisi altındaki biyokimyasal reaksiyonlar sonucunda ilgili aracıya dönüşür, ardından sinaptik ortama taşınır. veziküller. Kimyasal yapılarına göre, başlıcaları aminler, amino asitler, polipeptitler olmak üzere birkaç gruba ayrılabilirler. yeterince geniş

En yaygın aracı asetilkolindir.

A. Asetilkolin serebral kortekste, gövdede, omurilikte bulunur ve esas olarak uyarıcı bir aracı olarak bilinir; özellikle iskelet kaslarını innerve eden omuriliğin a-mo-tonöronlarının bir aracısıdır. Asetilkolin yardımıyla, a-motonöronlar aksonlarının teminatları yoluyla Renshaw'ın inhibe edici hücreleri üzerinde uyarıcı bir etki iletir. Beyin sapının retiküler oluşumunda, hipotalamusta M- ve H-kolinerjik reseptörler bulundu. CNS'de 7 tip H-kolinerjik reseptör vardır. Merkezi sinir sisteminde, ana M-kolinerjik reseptörler, Mg ve M2 reseptörleridir. M,-ho-linoreseptörler hipokampus, striatum, serebral korteksin nöronlarında lokalize. M 2 -kolinerjik reseptörler beyincik hücreleri üzerinde lokalize, beyin sapı. N-kolinerjik reseptörler hipotalamus ve lastiklerde oldukça yoğun bir şekilde bulunur. Bu reseptörler oldukça iyi çalışılmış, kobra zehirinde bulunan α-bungarotoksin (bantlı krait zehrinin ana bileşeni) ve α-nörotoksin kullanılarak izole edilmiştir. Asetilkolin, H-kolinerjik reseptör proteini ile etkileşime girdiğinde, ikincisi, iyon kanalının açılmasının bir sonucu olarak konformasyonunu değiştirir. Asetilkolin, M-kolinerjik reseptör ile etkileşime girdiğinde, iyon kanallarının (K +, Ca2+) aktivasyonu, ikinci hücre içi aracıların (M2 reseptörü için cAMP - siklik adenosin monofosfat ve IP3 / DAG - inositol) yardımıyla gerçekleştirilir. -3-fosfat (M ,-reseptör için diasilgliserol). Asetilkolin, etkisini belirleyen hem eksitatör hem de inhibitör nöronları aktive eder. Asetilkolin, serebral korteksin derin katmanlarında, beyin sapı, kaudat çekirdek.

B. Aminler (dopamin, norepinefrin, serotonin, histamin).Çoğu, beyin sapının nöronlarında önemli miktarlarda bulunur ve CNS'nin diğer bölümlerinde daha küçük miktarlarda tespit edilir.

Aminler, örneğin diensefalonda, substantia nigra'da, limbik sistemde, striatumda uyarma ve inhibisyon süreçlerinin oluşmasını sağlar. Noradrenerjik nöronlar esas olarak sadece birkaç yüz tanesinin bulunduğu locus coeruleus'ta (orta beyin) yoğunlaşmıştır. Ancak aksonlarının dalları CNS boyunca bulunur.

norepinefrin serebellum ve periferik ganglionların Purkinje hücrelerinin inhibe edici bir aracısıdır; uyarıcı - hipotalamusta, epithalamusun çekirdeğinde. α- ve β-adrenerjik reseptörler, beyin sapı ve hipotalamusun retiküler oluşumunda bulundu.

Dopamin reseptörleri D g ve D 2 alt tiplerine bölünmüştür. D, reseptörleri striatum hücreleri üzerinde lokalizedir, D2 reseptörleri gibi dopamine duyarlı adenilat siklaz yoluyla etki eder. D2 reseptörleri hipofiz bezinde bulunur. Dopaminin onlar üzerindeki etkisi altında prolaktin, oksitosin, melanosit uyarıcı hormon ve endorfinin sentezi ve salgılanması inhibe edilir. D2 reseptörleri, işlevlerinin henüz belirlenmediği striatal nöronlarda bulunmuştur.

Serotonin. Yardımı ile uyarıcı ve inhibe edici etkiler beyin sapının nöronlarında iletilir ve inhibe edici etkiler serebral kortekste iletilir. Birkaç çeşit serotonin reseptörü vardır. Serotonin etkisini iyonotropik ve metabotropik reseptörler (cAMP ve IFz/DAG) yardımıyla gerçekleştirir. Serotonin esas olarak otonomik fonksiyonların düzenlenmesi ile ilgili yapılarda bulunur. Özellikle de çoğu limbik sistemde, raphe çekirdeklerinde. Serotonin sentezinde yer alan enzimler, bu yapıların nöronlarında bulundu. Bu nöronların aksonları bulbospinal yollardan geçer ve omuriliğin çeşitli bölümlerindeki nöronlarda sonlanır. Burada preganglionik sempatik nöronların hücreleri ve jelatinimsi maddenin interkalar nöronları ile temas kurarlar. Bu sözde sempatik nöronların bazılarının (ve belki de hepsinin) otonom sinir sisteminin serotonerjik nöronları olduğuna inanılmaktadır. En son verilere göre aksonları, gastrointestinal sistemin organlarına gider ve kasılmalarını uyarır.

Gnetami n. Hipofiz bezinde ve hipotalamusun medyan üstünlüğünde oldukça yüksek konsantrasyonu bulundu - histaminerjik nöronların ana sayısının yoğunlaştığı yer burasıdır. Merkezi sinir sisteminin diğer bölümlerinde histamin düzeyi çok düşüktür. Aracı rolü çok az çalışılmıştır. H, -, H2 - ve H3 -histamin reseptörlerini tahsis edin. H-reseptörleri hipotalamusta bulunur ve gıda alımının düzenlenmesi, termoregülasyon, prolaktin ve antidiüretik hormon salgılanmasında rol oynar. H2 reseptörleri glial hücrelerde bulunur. Histamin etkisini ikinci aracılar (cAMP ve IF 3/DAG) yardımıyla gerçekleştirir.

B. Amino asitler. Asidik amino asitler (glisin, gama-aminobütirik asit) merkezi sinir sisteminin sinapslarında inhibitör aracılardır ve karşılık gelen reseptörler (bkz. bölüm 7.8), glisin - omurilikte, beyin sapında, GABA - beyinde serebral korteks, beyincik, beyin sapı, omurilik. Nötr amino asitler (alfa-glutamat, alfa-aspartat) uyarıcı etkileri iletir ve karşılık gelen uyarıcı reseptörler üzerinde hareket eder. Glutamatın omurilikte afferentlerin aracısı olabileceği varsayılmaktadır. Glutamin ve aspartik amino asitler için reseptörler omurilik, beyincik, talamus, hipokampus ve serebral korteks hücrelerinde bulunur. Glutamat, CNS'nin ana uyarıcı aracısıdır (uyarıcı beyin sinapslarının %75'i). Glutamat reseptörleri iyonotropik (K+ , Ca2+ , Na+) ve metabotropiktir (cAMP ve IPs/DAG).

D. Polipeptitler ayrıca CNS sinapslarında bir aracı işlevi de gerçekleştirir. Özellikle P maddesi, ağrı sinyallerini ileten nöronların bir aracısıdır. Özellikle bu polipeptitin çoğu omuriliğin dorsal köklerinde bulunur. Bu, P maddesinin, interkalar nöronlara geçişleri alanında hassas sinir hücrelerinin bir aracı olabileceği varsayımının temelini oluşturdu. P maddesi hipotalamik bölgede büyük miktarlarda bulunur. İki tip madde II reseptörü vardır: serebral septum nöronları üzerinde yer alan SP-P tipi reseptörler ve serebral korteks nöronları üzerinde yer alan SP-E tipi reseptörler.

Enkefalinler ve endorfinler, ağrı dürtülerini bloke eden nöronların aracılarıdır. Etkilerini uygun yollarla kullanırlar. afyon reseptörleri,özellikle limbik sistemin hücrelerinde yoğun bir şekilde bulunanlar, ayrıca substantia nigra hücrelerinde, diensefalonun çekirdeklerinde ve soliter yollarda da vardır, mavi nokta, omurilik hücrelerinde bulunurlar. Ligandları p-endorfin, dinorfin, leu- ve me-tenkefalinlerdir. Çeşitli afyon reseptörleri, Yunan alfabesinin harfleriyle belirtilir: c, k, su, 1, e. K-reseptörleri, dinorfin ve leu-enkefalin ile etkileşime girer; diğer ligandların opiat reseptörleri üzerindeki etkisinin seçiciliği kanıtlanmamıştır.

Anjiyotensin, cinsel aktivitede vücudun su ihtiyacı, luliberin hakkında bilgi aktarımında yer alır.

ness. Anjiyotensinin reseptörlere bağlanması, hücre zarlarının Ca2+ geçirgenliğinde bir artışa neden olur. Bu reaksiyon, reseptör proteinindeki konformasyonel değişikliklerden değil, adenilat siklaz sisteminin aktivasyonu ve prostaglandinlerin sentezindeki değişikliklerden dolayı membran proteinlerinin fosforilasyon işlemlerinden kaynaklanır. Anjiyotensin reseptörleri beyin nöronlarında, orta beyin hücrelerinde, diensefalonda ve serebral kortekste bulunmuştur.

beyin nöronlarında bulunan VIP reseptörleri ve somatostatin için reseptörler. Kolesistokinin reseptörleri serebral korteks, kaudat çekirdek, koku soğancıklarının hücrelerinde bulunur. Kolesistokinin'in reseptörler üzerindeki etkisi, adenilat siklaz sistemini aktive ederek Ca2+ için membran geçirgenliğini arttırır.

D. ATP, özellikle frenulum nöronlarında (uyarıcı etki) klasik bir aracı rolünü de oynayabilir. Omurilikte GABA K ile birlikte salgılanır, ancak uyarıcı bir işlev görür. ATP reseptörleri çok çeşitlidir, bazıları iyonotropik, diğerleri metabotropiktir. ATP ve adenosin, ağrı oluşumunda yer alır, merkezi sinir sisteminin aşırı uyarılmasını sınırlar.

E. Kanda dolaşan kimyasallar(bazı hormonlar, prostaglandinler), sinapsların aktivitesi üzerinde modüle edici bir etkiye sahiptir. Prostaglandinler - hücrelerden salınan doymamış hidroksikarboksilik asitler, örneğin bir aracının salgılanması, adenilat siklazların çalışması gibi sinaptik sürecin birçok bölümünü etkiler. Yüksek fizyolojik aktiviteye sahiptirler, ancak hızlı bir şekilde inaktive edilirler ve bu nedenle yerel olarak hareket ederler.

G. Hipotalamik nörohormonlar. Hipofiz bezinin işlevini düzenleyen, aynı zamanda gerçekleştirmek aracı rolü.

Beynin bazı aracılarının etkisinin fizyolojik etkileri. H hakkında r-adrenalin ruh halini, duygusal tepkileri düzenler, uyanıklığın korunmasını sağlar, uykunun bazı aşamalarının oluşum mekanizmalarına katılır, rüyalar; dopamin - bir zevk duygusunun oluşumunda, duygusal reaksiyonların düzenlenmesinde, uyanıklığın sürdürülmesinde. Striatal dopamin karmaşık kas hareketlerini düzenler. Seroton öğrenme sürecini, ağrı oluşumunu, duyusal algıyı, uykuya dalmayı hızlandırır; anjiyotensin -

kan basıncını yükseltir, katekol-aminlerin sentezini engeller, hormonların salgılanmasını uyarır, merkezi sinir sistemini kanın ozmotik basıncı hakkında bilgilendirir. Oligopeptitler - ruh hali aracıları, cinsel davranış; nosiseptif uyarımın periferden merkezi sinir sistemine iletilmesi, ağrı duyumlarının oluşumu. Endorfinler, enkefalinler, n'de delta a-c'ye neden olan bir peptit, ağrı önleyici reaksiyonlar verir, strese karşı direnci arttırır, uyku. Prostaglandinler kan pıhtılaşmasında artışa neden olur; düz kasların tonunda bir değişiklik, aracıların ve hormonların fizyolojik etkisinde bir artış. Beynin farklı bölgelerindeki beyne özgü proteinler öğrenme süreçlerini etkiler.

Dale ilkesine göre, bir nöron aksonunun tüm dallarında ("bir nöron - bir nörotransmitter") aynı nörotransmitteri sentezler ve kullanır. Ana arabulucuya ek olarak, ortaya çıktığı gibi, aksonun uçlarında, modüle edici bir rol oynayan veya daha yavaş hareket eden eşlik eden arabulucular (arabulucular) serbest bırakılabilir. Bununla birlikte, omurilikte, bir inhibitör nörona iki hızlı etkili tipik aracı yerleştirilmiştir - GAM K ve glisin ve hatta bir inhibitör (GABA.) Ve bir uyarıcı (ATP). Bu nedenle, yeni baskıdaki Dale ilkesi ilk önce kulağa şöyle geliyordu: "Bir nöron - bir hızlı nörotransmitter" ve ardından: "Bir nöron - bir hızlı sinaptik etki."

Arabulucunun etkisinin etkisi esas olarak postsinaptik zarın iyon kanallarının özelliklerine bağlıdır. Bu fenomen, merkezi sinir sistemindeki ve vücudun periferik sinapslarındaki bireysel aracıların etkilerini karşılaştırırken özellikle açıkça gösterilmiştir. Örneğin asetilkolin, farklı nöronlara mikro uygulamalarla serebral kortekste, kalp sinapslarında - inhibisyonda, gastrointestinal sistemin düz kaslarının sinapslarında - eksitasyona neden olabilir. Katekolaminler kalp aktivitesini uyarır, ancak mide ve bağırsakların kasılmalarını engeller.

Hücreler arası etkileşim, yalnızca iyi çalışılmış aracıların yardımıyla değil, aynı zamanda düşük konsantrasyonlarda nöronlardaki hücre içi biyokimyasal süreçleri değiştiren, glial hücreleri aktive eden ve bir nöronun bir aracıya tepkisini değiştiren çok sayıda maddenin yardımıyla da gerçekleştirilir. . Bütün bu maddelere "bilgi maddeleri" denir. Sinir sistemindeki sinyallerin kimyasal iletimi hem "anatomik adreste" (klasik aracıların yardımıyla sinapslarda gerçekleştirilir) hem de "kimyasal adreste" gerçekleşebilir. İkinci durumda, hücreler, madde sentezi yerinden önemli bir mesafeye yerleştirilebilen hedef hücrelere yavaş yaygın hareketle yönlendirilen çeşitli bilgi maddelerini hücreler arası sıvıya veya kana sentezler ve salgılar.

Aracı süreçlerin incelenmesi, son yıllarda sinir sisteminin normal ve patolojik koşullarda altta yatan mekanizmalarını anlamada önemli ilerleme kaydeden nörokimyanın görevlerinden biridir. Nörokimyadaki başarılar, nöro- ve psikofarmakoloji, nöro- ve psikoendokrinolojinin gelişiminin temelini oluşturdu.

Sinir sisteminin bilgi maddeleri farklı kriterlere göre sınıflandırılabilir. Kendimizi onları iki gruba ayırmakla sınırlıyoruz: 1) klasik arabulucular, presinaptik sonda salınır ve uyarımı doğrudan sinapsta iletir ve 2) modülatörler , veya hücrenin klasik arabuluculara veya diğer sinir hücresi aktivitesi biçimlerine tepkisini değiştiren düzenleyici peptitler (bazıları aynı zamanda bir transfer işlevi de gerçekleştirebilir).

Klasik Seçimler

Asetilkolin (AH) -üzerinde çalışılan ilk arabuluculardan biridir. Molekülü nitrojen içeren madde kolin ve geri kalan asetik asitten oluşur. ACh, sinir sisteminin üç fonksiyonel bloğunda aracı olarak çalışır: 1) iskelet kaslarının nöromüsküler sinapslarında (motor nöronlarda sentezlenir); 2) ANS'nin periferik kısmında (preganglionik sempatik ve parasempatik nöronlarda, postganglionik parasempatik nöronlarda sentezlenir); 3) kolinerjik sistemlerin köprünün bazı retiküler çekirdeklerinin nöronları, striatumun internöronları, şeffaf septumun çekirdeklerinin nöronları ile temsil edildiği serebral hemisferlerde. Bu nöronların aksonları, başta neokorteks ve hipokampus olmak üzere ön beyindeki çeşitli yapılara gider. Son araştırma sonuçları, kolinerjik sistemin öğrenme ve hafızada önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Böylece, Alzheimer hastalığından muzdarip olan vefat etmiş kişilerin beyinlerinde, serebral hemisferlerdeki kolinerjik nöronların sayısında keskin bir azalma olur.

ACh için sinaptik reseptörler ayrılır nikotin(ACh ve nikotin ile heyecanlı) ve muskarinik(ACh ve fly agaric toksin muskarin ile uyarılır). Nikotinik reseptörler sodyum kanallarını açar ve EPSP'lerin oluşumuna yol açar. İskelet kaslarının nöromüsküler sinapslarında, otonomik gangliyonlarda ve biraz da merkezi sinir sisteminde bulunurlar. Otonom ganglionlar nikotine en duyarlıdır, bu nedenle ilk sigara içme girişimleri belirgin otonomik belirtilere yol açar - kan basıncı düşer, mide bulantısı, baş dönmesi. Alışma sürecinde temelde sempatik eylem kalır. Nikotinik reseptörler ayrıca merkezi sinir sisteminde de bulunur, bu nedenle psikoaktif bir madde olan nikotinin merkezi bir uyarıcı etkisi vardır. Nikotinik reseptörlerin antagonistleri - kürara zehirine benzer bileşikler - esas olarak nöromüsküler sinapslar üzerinde hareket ederek iskelet kaslarının felç olmasına neden olur. Muskarinik reseptörler, CNS'de otonomik postganglionik (esas olarak parasempatik) nöronların sinapslarında bulunur. Uyarılmaları hem potasyum hem de sodyum kanallarını açabilir. Klasik bir muskarinik reseptör antagonisti, sempatik etkilere, motor ve konuşma uyarılmasına ve halüsinasyonlara neden olan atropindir. ACh, asetilkolinesteraz enzimi tarafından inaktive edilir. Bu enzimin geri dönüşümlü blokerleri nöromüsküler iletimi iyileştirir ve nörolojik uygulamada kullanılır, geri dönüşümsüz blokerler tehlikeli zehirlenmelere (klorofos, sinir gazları) neden olur.

Biyojenik aminler (BA) - bir amino grubu içeren bir grup aracı. Katekolaminler (norepinefrin, dopamin) ve serotonin olarak ikiye ayrılırlar.

Norepinefrin (NA) periferik NS'de sempatik ganglionların nöronlarında, CNS'de - mavi noktada ve orta beynin interpedinküler çekirdeğinde sentezlenir. Bu çekirdeklerin hücrelerinin aksonları, beyin ve omuriliğin çeşitli yapılarında yaygın olarak dağılmıştır. Adrenerjik reseptörlerin uyarılması hem sodyum (EPSP) hem de potasyum (TPSP) iletimini artırabilir. NA-erjik sinapsların agonistleri, efedrin ve diğer bronşiyal astım ilaçları, vazokonstriktör ilaçlar - naftizin, galazolindir. Antagonistler, kan basıncını düşürmek için kullanılan ilaçlardır (blokerler).

CNS'de NA'nın etkileri şunlardır:

uyanıklık seviyesini arttırmak;

Duyusal akışların engelleyici regülasyonu, anestezi;

fiziksel aktivite seviyesinin arttırılması;

Artan saldırganlık, stres reaksiyonları sırasında stenik duygular (heyecan, riskten zevk alma, yorgunluğun üstesinden gelme). Bazı depresyon türlerinde NA düzeyinde azalma olur ve birçok antidepresan NA oluşumunu uyarır.

Dopamin (EVET) – HA'nın hemen öncülü. Üç ana DA-ergic sisteminin ayırt edildiği merkezi sinir sisteminde çalışır:

1) siyah madde - striatum. Bu sistemin ana işlevi, motor aktivitenin genel seviyesini korumak, motor programlarının yürütülmesinin doğruluğunu sağlamak ve gereksiz hareketleri ortadan kaldırmaktır. Bu sistemdeki dopamin eksikliği parkinsonizm gelişimine yol açar;

2) orta beyin tegmentumunun retiküler çekirdekleri - KBP (yeni, eski, eski). Çoğu zaman hareketin zevkiyle ilişkilendirilen olumlu duygulardan "sorumlu" olan duygusal ve düşünce süreçlerini düzenler, düşünce süreçlerinin düzenini ve tutarlılığını sağlar. Bu sistemdeki eksiklik depresyon gelişimine yol açabilir, şizofreninin bazı formlarında aşırı aktivite (özellikle çok sayıda DA reseptörü) gözlenir;

3) hipotalamus - hipofiz bezi. Hipotalamus-hipofiz sisteminin düzenlenmesine katılır (özellikle DA, prolaktin salgılanmasını engeller), açlık, saldırganlık, cinsel davranış, zevk merkezinin uyarılması merkezlerinin engellenmesine neden olur.

Dopamin reseptörlerini bloke eden ilaçlar tıpta antipsikotik olarak kullanılmaktadır. Psikostimülanlar ve kokain gibi tehlikeli psikoaktif maddeler, DA'nın etkisini artırır (salınımı artırır veya nörotransmitter geri alımını bloke eder).

Serotonin katekolaminlerle aynı kimyasal gruba aittir. Serotonin sadece bir aracı değil, aynı zamanda çok sayıda işlevi olan bir doku hormonudur: kan damarlarının lümeninde değişikliğe neden olur, gastrointestinal motiliteyi artırır, uterusun tonunu, bronşiyal kasları geliştirir, kan damarları yaralandığında trombositlerden salınır ve yardımcı olur kanamayı durduran, iltihaplanma faktörlerinden biridir. CNS'de rafe çekirdeklerinde sentezlenir. Serotonerjik nöronların aksonları striatum, neokorteks, limbik sistem yapıları, orta beyin çekirdekleri ve omurilikte sonlanır. Bundan, serotoninin neredeyse tüm beyin fonksiyonlarını etkilediği sonucu çıkar. Nitekim, uyanıklık seviyesinin düzenlenmesi, duyu sistemlerinin çalışması, öğrenme, duygusal ve motivasyonel süreçlerin düzenlenmesinde serotoninin katılımı kurulmuştur. Uyku-uyanıklık sisteminde serotonin, katekolaminlerle rekabet ederek uyanıklık seviyesinin düşmesine neden olur (rafe çekirdeği uyku merkezlerinden biridir). Duyusal sistemlerde, serotoninin analjezik etkisini açıklayan bir inhibitör etkisi vardır (omuriliğin arka boynuzlarında inhibitör nöronları aktive eder). Duyusal sistemlerin kortikal bölgelerinde, sinyalin "odaklanmasını" sağlayarak, duyusal sinyallerin aşırı yayılmasını sınırlar. Bu mekanizmanın blokajı, illüzyonların ve halüsinasyonların ortaya çıkmasına kadar algı süreçlerini büyük ölçüde bozabilir. Serotonin, korteksin çağrışımsal bölgelerinde benzer bir etkiye sahiptir, bütünleştirici süreçleri, özellikle düşünmeyi "düzenler". Öğrenme süreçlerine katılır ve büyük ölçüde, reflekslerin gelişimi pozitif pekiştirme (ödül) ile ilişkiliyse, norepinefrin cezadan kaçınmayı amaçlayan bu davranış biçimlerini pekiştirmeye yardımcı olur. Duygusal ve motivasyonel alanda, serotonin sakinleştirici bir etkiye sahiptir (kaygıyı, iştahı azaltır). İlginç olan, serotonin reseptörlerini bloke eden madde gruplarından biridir - liserjik asit türevleri (ergot alkaloidleri). Tıpta kullanılırlar (rahmin uyarılması, migren ile) ve halüsinojenlerin (LSD sentetik bir halüsinojendir) aktif prensibidir.

Serotoninin inaktivasyonu, diğer biyojenik aminler gibi, monoamin oksidaz (MAO) enziminin etkisi altında gerçekleşir. İlginç bir şekilde, insanların yeni güçlü duyumlar arama arzusu gibi psikolojik bir özelliği, merkezi sinir sistemindeki bu enzimin az bir miktarı ile ilişkilendirilebilir. MAO inhibitörleri veya serotonin geri alım inhibitörleri tıpta antidepresan olarak kullanılır.

Amino asit aracıları (AA). CNS nöronlarının %80'den fazlası amino asit aracılarını kullanır. AA'lar, sinaptik etkilerin daha büyük bir özgüllüğü ile karakterize edilen bileşimlerinde oldukça basittir (ya uyarıcı özelliklere - glutamik ve aspartik asitlere veya inhibe edici özelliklere - glisin ve GABA'ya sahiptirler).

Glutamik asit (HA) – CNS'nin ana uyarıcı nörotransmitteri. Herhangi bir proteinli gıdada bulunur, ancak gıda HA'sı, beyni aktivitesindeki başarısızlıklardan koruyan kan-beyin bariyerinden normalde çok zayıf bir şekilde nüfuz eder. Beynin ihtiyaç duyduğu HA'nın neredeyse tamamı sinir dokusunda sentezlenir. Bununla birlikte, çok miktarda HA tuzu yerken, nörotropik etkisi gözlemlenebilir: merkezi sinir sistemi aktive edilir ve bu, klinikte zihinsel gerilik veya sinir sisteminin tükenmesi için glutamat tabletleri (2-3 g) reçete ederek kullanılır. . Glutamat, gıda endüstrisinde bir aroma maddesi olarak yaygın olarak kullanılır ve gıda konsantreleri, sosisler vb. İçerir (etli bir tada sahiptir). 10-30 g glutamatın gıda ile eşzamanlı kullanımı ile vazomotor merkezin aşırı uyarılması meydana gelebilir, kan basıncı yükselir ve nabız hızlanır. Bu, özellikle çocuklar ve kardiyovasküler hastalıkları olan insanlar için sağlık açısından tehlikelidir. Kalipsol (ketamin) gibi GC antagonistleri, klinik olarak güçlü analjezikler ve hızlı anestezi ajanları olarak kullanılır. Bir yan etki, halüsinasyonların ortaya çıkmasıdır. Bu gruptaki bazı maddeler güçlü halüsinojenik ilaçlardır.

HA'nın inaktivasyonu, aspartik asit ve GABA'ya dönüştürüldüğü astrositler tarafından alındığında gerçekleşir.

Gama-aminobütirik (GABA) – gıda dışı AA (vücutta tamamen sentezlenir). Hücre içi metabolizmada önemli rol oynar; GABA'nın sadece küçük bir kısmı aracı işlevleri yerine getirir. Merkezi sinir sisteminde yaygın olarak dağıtılan küçük inhibitör nöronların bir aracısıdır. Bu aracı, Purkinje hücreleri, globus pallidus nöronları tarafından da kullanılır. Postsinaptik zarda Ka+ ve Cl- kanallarını açar. GABA reseptörleri karmaşık bir yapıya sahiptir, diğer maddelere bağlanan merkezleri vardır, bu da aracı maddenin etkilerinde değişikliğe yol açar. Bu tür maddeler yatıştırıcı ve sakinleştirici, hipnotik, antiepileptik ve anestezik olarak kullanılır. Bazen aynı madde, doza bağlı olarak tüm bu etkilere neden olabilir. Örneğin, şiddetli epilepsi formlarında (benzonal, fenobarbital) anestezi (heksenal) için kullanılan barbitüratlar. Daha küçük dozlarda hipnotik görevi görürler, ancak uykunun normal yapısını bozdukları (paradoksal fazı kısalttıkları) için sınırlı ölçüde kullanılırlar, bu tür bir uykudan sonra uyuşukluk ve bozulmuş hareket koordinasyonu uzun süre devam eder. Uzun süreli barbitürat kullanımı uyuşturucu bağımlılığına neden olur. Alkol, barbitüratların etkisini artırır, aşırı doz kolayca ortaya çıkar ve solunum durmasına neden olur. GABA agonistlerinin bir başka grubu da benzodiazepinlerdir. Uyku hapları (Relanium, Phenazepam) uykunun derinliğini ve süresini artırdığı için daha seçici ve nazik davranırlar. Büyük miktarlar da uykudan sonra uyuşukluğa neden olur. GABA agonistleri, sakinleştirici (sakinleştirici) veya anksiyolitik (endişeyi azaltan) olarak kullanılır. Bağımlılık oluşumu mümkündür. GABA bazlı ilaçlar, yaşa bağlı değişiklikler, damar hastalıkları, zeka geriliği, felç ve yaralanmalardan sonra hafif psikostimülanlar olarak kullanılır. Ara nöronların çalışmasını iyileştirerek hareket ederler ve öğrenmeyi ve hafızayı iyileştiren, merkezi sinir sisteminin olumsuz etkilere karşı direncini artıran ve bozulmuş beyin fonksiyonlarını (aminalon, pantogam, nootropil) geri kazandıran nootropik grubuna aittirler. Tüm nörotropik ilaçlarda olduğu gibi, bunlar yalnızca katı tıbbi nedenlerle kullanılmalıdır.

glisin – inhibitör bir nörotransmitter, ancak GABA'dan daha az yaygın. Glisinerjik nöronlar esas olarak motor nöronları inhibe eder ve onları aşırı uyarılmaya karşı korur. Glisinin antagonisti striknindir (konvülsiyonlara ve boğulmaya neden olan bir zehir). Glisin sakinleştirici bir madde olarak kullanılır ve beyin metabolizmasını geliştirir.

Modüle edici arabulucular

pürinler - adenosin içeren maddeler. Presinaptik zarı etkileyerek nörotransmitter salınımını azaltırlar. ATP, ADP, AMP aynı etkiye sahiptir. Fizyolojik rolü sinir sistemini yorgunluktan korumaktır. Bu reseptörler bloke edilirse birçok aracı sistem devreye girer, sinir sistemi "durana kadar" çalışır. Kafein, teobromin, teofilin (kahve, çay, kakao, kola fındık) bu etkiye sahiptir. Yüksek dozda kafein ile, arabulucuların rezervleri hızla tükenir ve "aşırı inhibisyon" devreye girer. Sürekli kafein girişi ile pürin reseptörlerinin sayısı artar, bu nedenle kahvenin reddedilmesi depresyona ve uyuşukluğa neden olur.

peptit arabulucuları- kısa amino asit zincirlerinden oluşan maddeler.

P maddesi (İngiliz tozundan - toz: ineklerin omuriliğinin kuru tozundan izole edildi). Ağrı impulslarının iletilmesinde rol oynayan spinal ganglionların nöronlarında üretilir. Omuriliğin arka boynuzlarının nöronlarında P maddesi, ağrı sinyallerini ileten klasik bir nörotransmitter olarak glutamik asit ile birlikte çalışır. Cildin hassas uçlarında bulunur, hasar gördüğünde buradan salınır ve iltihaplanma sürecine neden olur. Ayrıca, modüle edici bir aracı olarak hareket eden CNS'nin bazı internöronları tarafından üretilir.

Opioid peptitler – afyon gibi maddeler. Afyon, uyutucu haşhaşın bir alkoloididir. Aktif madde, ağrının giderilmesine (omuriliğin arka boynuzları yoluyla), öforiye (hipotalamusun zevk merkezinin uyarılması), uykuya dalmaya (gövde yapılarının inhibisyonu) neden olan morfindir. Doz aşımı, solunum merkezinin inhibisyonuna yol açar. Morfinin bu kadar hızlı ve güçlü bir etkisi, merkezi sinir sisteminde 20. yüzyılın 70'lerinde keşfedilen opiat reseptörlerinin bulunmasından kaynaklanmaktadır. Daha sonra, çeşitli opioid peptit çeşitleri keşfedildi. Ana etki mekanizmaları, mediatör salımının presinaptik inhibisyonudur. Hücredeki biyokimyasal süreçler, afyonların etkisine çok hızlı bir şekilde uyum sağlar ve etkiyi elde etmek için artan bir doza ihtiyaç vardır. Morfinin reddedilmesiyle, nöronlar sinyallerin iletilmesini kolaylaştıran bir madde "rezervine" sahiptir, bu nedenle ağrı ve diğer dürtüler çok yoğun bir şekilde gerçekleştirilir ve bu da yoksunluk sendromunda "geri çekilme" başlangıcına neden olur. Morfin, 19. yüzyıldan beri, özellikle hastanelerdeki savaşlarda ağrı kesici olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bir yan etki, bağımlılığın oluşmasıydı. Eroin sentezi, daha az tehlikeli bir ağrı kesici yaratma girişimlerinin sonucuydu. Morfinden 10 kat daha aktifti, ancak kısa süre sonra eroine bağımlılık oranının morfinden bile yüksek olduğu ortaya çıktı ve 1920'lerde eroin kullanımı yasaklanarak uyuşturucu kategorisine geçti. Morfin benzeri ilaçlar en şiddetli vakalarda (narkotik analjezikler) ağrı kesici olarak kullanılır. Morfine ek olarak, öksürük önleyici etkiye sahip olan kodein (ayrıca bir haşhaş alkaloidi) kullanılır.

Bunlara ek olarak bazı hipotalamik, hipofiz ve doku hormonları tarafından modüle edici mediatörlerin işlevleri yerine getirilir. Örneğin, tiroliberin duygusal aktivasyona, uyanıklık seviyesinin artmasına neden olur ve solunum merkezini uyarır. Cholecystokinin - endişe ve korkuya neden olur. Vazopressin - hafızayı etkinleştirir. ACTH - dikkati uyarır ve sinir hücrelerinde metabolik süreçleri iyileştirir. Cinsel davranışı, gıda motivasyonunu ve termoregülasyonu seçici olarak kontrol eden nöropeptitler vardır. Hepsi, merkezi sinir sisteminin çalışmasını ince bir şekilde düzenleyen karmaşık bir hiyerarşik etkileşim sistemi oluşturur.

Anlatım 5. BEYİN DOLAŞIMININ ÖZELLİKLERİ. BOS VE HEMATOSEFALİK BARİYER

Beyne ve omuriliğe kan temini

Beynin çalışması, yüksek enerji maliyetleri ile ilişkilidir. Beyin vücut ağırlığının yaklaşık %2'sini oluşturur, ancak kalbin bir kasılmada aorta attığı kanın %15'i beynin damarlarına girer. Serebral dolaşımın ihlali kaçınılmaz olarak sinir sisteminin işleyişini etkiler.

Beyne iki ana kaynaktan arteriyel kan sağlanır - aortik arktan çıkan ortak karotid arterlerden dallanan iç karotid arterler ve subklavyen arterlerden dallanan vertebral arterlerden. Ortak karotid ve subklavyen arterler aortik arktan kaynaklanır.

İç karotid arterler- büyük damarlar, çapları yaklaşık 1 cm'dir Temporal kemiklerdeki juguler foraminadan kraniyal boşluğa girerler, dura materden geçerler, dallanırlar ve gözbebeklerine, optik yollara, diensefalona, ​​bazal çekirdeklere, frontal parietale kan sağlarlar. , serebral hemisferlerin temporal, insular lobları. En büyük şubeler ön ve orta serebral arterler.

Vertebral arterler 7. servikal vertebra seviyesinde subklavian arterlerden başlar, servikal vertebranın enine forameninden yukarı çıkar ve foramen magnumdan kraniyal boşluğa nüfuz eder. Bu arterlerin dalları omuriliği, medulla oblongata ve serebellumu ve meninksleri besler. Ponsun arka kenarında sağ ve sol vertebral arterler birleşerek ponsun ventral yüzeyinde aynı adı taşıyan sulkusta uzanan baziler arteri oluştururlar. Ponsun ön kenarında baziler arter iki posterior serebral artere ayrılır. Dalları, serebral hemisferlerin pons, serebellum, medulla oblongata, orta beyin, kısmen diensefalon ve oksipital loblarına kan sağlar.

Beynin temelinde, iç karotid arterin ve baziler arterin dalları birbirine bağlanır ve oluşur. beynin arteriyel (willisian) dairesi. Bu daire subaraknoid boşlukta bulunur ve optik kiazma ve hipotalamusu kapsar. Bu halka sayesinde, damarlardan biri (karotid veya vertebral arter) sıkışsa veya gelişmemiş olsa bile beynin farklı bölgelerine giden kan akışı dengelenir.

Omurilik, vertebral arterlerin dalları (servikal segmentler) ve ayrıca torasik ve abdominal aortanın dalları tarafından kanla beslenir.

Serebral arterlerin dalları, aynı zamanda vasküler olarak da adlandırılan pia mater'de bulunur ve lifleriyle birlikte, küçük arteriyollere ve kılcal damarlara dallandıkları beyin dokusuna nüfuz eder.

Kılcal damarlar, duvarı tek bir hücre tabakasından oluşan en küçük damarlardır. Bu duvardan kanda çözünen maddeler beyin dokusuna nüfuz eder ve beyin metabolizmasının ürünleri kana geçer. Kılcal damarlar venüllerde, ardından beynin koroidinde yatan damarlarda toplanır. Pia mater'nin ince kan damarları, koroid pleksuslarını oluşturdukları beynin ventriküllerine nüfuz eder. Nihayetinde venöz kan, sistemik dolaşımın büyük damarlarına girdiği yerden dura mater sinüslerine akar.

GABA - gama-aminobütirik asit - beyindeki ana inhibitör nörotransmitterdir, hem postsinaptik hem de presinaptik inhibisyonda yer alır. GABA, glutamat dekarboksilazın etkisi altında glutamattan oluşur ve postsinaptik sinaptik membranlar üzerinde iki tip GABA reseptörü ile etkileşime girer: a) GABA reseptörleri ile etkileşime girdiğinde, membran iyon kanallarının SG iyonları için geçirgenliği artar, bu da klinik uygulamada ortaya çıkar. barbitüratların kullanımı; b) GABAB reseptörleri ile etkileşime girdiğinde, iyon kanallarının K + iyonları için geçirgenliği artar. glisin - esas olarak omurilik ve beyin sapındaki nöronlar tarafından salgılanan inhibitör bir nörotransmitter. SG iyonları için postsinaptik zarın iyon kanallarının iletkenliğini arttırır, bu da hiperpolarizasyon - HPSP'nin gelişmesine yol açar. Glisin antagonisti, girişi kas hiperaktivitesine ve yargıya yol açan striknindir ve bu, merkezi sinir sisteminin normal işlevinde postsinaptik inhibisyonun önemli rolünü doğrular. Tetanoz toksini de nöbetlere neden olur. protein üzerinde hareket eden sinaptobrevin veziküllerin zarları, presinaptik inhibitör nörotransmiterin ekzositozunu bloke ederek merkezi sinir sisteminin keskin bir şekilde uyarılmasına neden olur.

elektriksel sinapslar

Uyarımın nöronlar arası iletimi, elektriksel olarak, yani aracıların katılımı olmadan da gerçekleşebilir. Bunun koşulu, 9 nm genişliğe kadar iki hücre arasında sıkı bir temastır. Böylece birinden gelen sodyum akımı diğer zarın açık kanallarından geçebilir. Yani, ikinci nöronun postsinaptik akımının kaynağı, birincinin presinaptik zarıdır. Süreç aracısızdır; münhasıran kanal proteinleri tarafından sağlanır (lipit zarları iyonlara karşı geçirimsizdir). Nexus (boşluk bağlantıları) adı verilen bu hücreler arası bağlantılardır. İki nöronun zarlarında - yani aynı hat üzerinde - kesinlikle birbirlerinin karşısında bulunurlar; çap olarak büyük (çapa kadar 1,5 nm), 1000'e kadar olan makromoleküller için bile iletici 25000'e kadar olan alt birimlerden oluşur, bunların varlığı hem omurgalıların hem de omurgasızların CNS'si için ortaktır; eşzamanlı olarak işleyen hücre gruplarının doğasında bulunur (özellikle granül hücreler arasındaki beyincikte bulunur).

Çoğu elektriksel sinaps uyarıcıdır. Ancak belirli morfolojik özelliklerle engelleyici olabilirler. İkili iletimle, bazılarının düzeltici bir etkisi vardır, yani elektrik akımını presinaptik yapılardan, postsinaptik olanlara karşı yönden çok daha iyi iletirler.

Sinapslar boyunca impulsların iletilmesi

Her sinir merkezinin kendine özgü morfolojik ve fonksiyonel özelliği vardır. Ancak herhangi birinin nörodinamiği, bir dizi ortak özelliğe dayanmaktadır. Sinapslarda uyarılma iletim mekanizmaları ile ilişkilidirler; bu merkezi oluşturan nöronlar arasındaki etkileşim ile; nöronların genetik olarak programlanmış işlevsel özellikleri ve aralarındaki bağlantılar ile.

Sinapslar yoluyla uyarı iletiminin özellikleri aşağıdaki gibidir.

1 Heyecanın tek taraflılığı. Aksonda, uyarma, sinir merkezindeki menşe yerinden her iki yönde de geçer - yalnızca bir yönde: reseptörden efektöre (yani, presinaptik zardan postsinaptiğe sinaps düzeyinde), ki bu sinapsın yapısal ve fonksiyonel organizasyonu ile açıklanır, yani - postsinaptik nöronlarda bir aracı ile sinaptik veziküllerin olmaması, 2 Uyarmada ani gecikme. sinir merkezindeki uyarma, refleks yayının diğer bölümlerine göre daha düşük bir hızda gerçekleştirilir. Bunun nedeni, sinapsta meydana gelen fizikokimyasal süreçlerle, EPSP'lerin oluşumu ve AP'nin oluşumu ile aracı salınım süreçlerine harcanmasıdır. Bütün bunlar tek bir sinapsta 0,5-1 ms sürer. Bu fenomene uyarı iletiminde sinaptik gecikme denir. Refleks arkı ne kadar karmaşıksa, sinaps sayısı o kadar fazladır ve buna bağlı olarak sinaptik gecikme de o kadar fazladır.

Refleks arkındaki sinaptik gecikmelerin toplamına denir. refleksin şimdiki zamanı. Uyaran eyleminin başlangıcından bir refleks tepkisinin ortaya çıkmasına kadar geçen süreye refleksin gizli veya gizli dönemi (LP) denir. Bu sürenin süresi, nöronların sayısına ve dolayısıyla reflekste yer alan sinapslara bağlıdır. Örneğin, refleks arkı monosinaptik olan bir tendon diz sarsıntısının gecikme süresi 24 ms, görsel veya işitsel reaksiyon 200 ms'dir.

Uyarıcı veya inhibe edici nöronların sinaptik temaslar yapmasına bağlı olarak, sinyal yükseltilebilir veya bastırılabilir. Bir nöron üzerindeki uyarıcı ve inhibe edici etkiler arasındaki etkileşim mekanizmaları, bütünleştirici işlevlerinin temelini oluşturur.

Böyle bir etkileşim mekanizması, nöron üzerindeki uyarıcı etkilerin toplamıdır - uyarıcı postsinaptik potansiyel (EPSP) veya inhibe edici etkiler - inhibe edici postsinaptik potansiyel (IPSP) veya hem uyarıcı (EPSP) hem de inhibe edici (GPSP).

3 Sinir süreçlerinin toplamı - eşik altı tahrişlerin belirli uygulama koşulları altında uyarılma olgusu. Toplama, I. M. Sechenov tarafından açıklanmaktadır. İki tür toplama vardır: zamansal toplama ve uzamsal toplama (Şekil 3.15).

Zaman toplamı - bir reseptör alanından hücreye veya merkeze sırayla giren bir dizi eşik altı uyaranda uyarılmanın meydana gelmesi (Şekil 3.16). Uyaran frekansı

PİLAV. 3.15. heyecanın toplamı. A - zaman toplamı. B - mekansal toplam

PİLAV. 3.16.

böylece aralarındaki aralık 15 ms'den fazla olmaz, yani EPSP'nin süresi daha kısa olur. Bu koşullar altında, bir sonraki uyaranın EPSP'si, bir önceki uyaranın EPSP'si sona ermeden önce gelişir. EPSP'ler özetlenir, genlikleri artar ve son olarak kritik bir depolarizasyon düzeyine ulaşıldığında AP oluşur.

mekansal toplam - birkaç eşik öncesi uyaranın reseptör ALANI'nın farklı bölümlerine aynı anda uygulanmasıyla uyarılmanın (EPSP) ortaya çıkışı (Şekil 3.17).

EPSP'ler aynı anda birkaç nöron sinapsında (en az 50) meydana gelirse, nöron zarı kritik değerlere depolarize olur ve bunun sonucunda AP oluşur. Uyarma (EPSP) ve inhibisyon (GPSP) süreçlerinin uzamsal toplamı, nöronların bütünleştirici işlevini sağlar. İnhibisyon baskınsa, bilgi bir sonraki nörona iletilmez; uyarma hakim olursa, akson zarında AP oluşumu nedeniyle bilgi bir sonraki nörona iletilir (Şekil 3.18).

4 Uyarma ritminin dönüşümü - bu, refleks arkının afferent ve efferent bağlantılarındaki AP frekansı arasındaki bir tutarsızlıktır. Örneğin, uygulanan tek bir uyarana yanıt olarak

PİLAV. 3.17.

PİLAV. 3.18.

götürücü sinire, götürücü lifler boyunca uzanan merkezler çalışan organa birbiri ardına bir dizi impuls gönderir. Başka bir durumda, yüksek bir uyarma frekansında, efektöre çok daha düşük bir frekans ulaşır.

5 Uyarma etkisi - Tahrişin kesilmesinden sonra merkezi sinir sisteminde uyarmanın devam etmesi olgusu. Kısa vadeli yan etki, kritik seviyedeki EPSP'nin uzun süreli olmasıyla ilişkilidir. Uzun süreli etki, uyarılmanın kapalı sinir devreleri tarafından dolaşımından kaynaklanır. Böyle bir fenomen denir yankı Uyarmaların yankılanması (PD) nedeniyle, sinir merkezleri sürekli bir ton halindedir. Tüm organizma düzeyinde yankılanmanın gelişimi, hafızanın organizasyonunda önemlidir.

6 Posthetanik güçlendirme - önceki zayıf sık (100-200 NML / s) ritmik stimülasyondan bir süre sonra bireysel test duyusal uyaranlara verilen yanıtın ortaya çıkması veya güçlenmesi olgusu. Güçlendirme, presinaptik zar seviyesindeki süreçlerden kaynaklanır ve aracı maddenin salınmasındaki bir artışla ifade edilir. Bu fenomenin homosinaptik bir doğası vardır, yani ritmik uyarım ve aynı afferent lifler boyunca nörona bir test dürtüsü geldiğinde ortaya çıkar. Potansiyasyon, her şeyden önce presinaptik zardan Ca2f girişindeki artışa dayanır. Bu fenomen, her dürtüyle kademeli olarak artıyor. Ve Ca2+ miktarı, mitokondri ve endoplazmik retikulumun onları absorbe etme yeteneğinden daha fazla olduğunda, aracının sinaps içine uzun süreli bir salınımı meydana gelir. Sonuç olarak, mediatörün çok sayıda vezikül tarafından salınması için bir hazır olma mobilizasyonu ve sonuç olarak, postsinaptik zardaki aracı kuantum sayısında bir artış vardır. Modern verilere göre, endojen nöropeptitlerin salgılanması, tetanik sonrası güçlenmenin oluşumunda, özellikle kısa süreli güçlenmeden uzun süreli olana geçiş sırasında önemli bir rol oynar. Bunlar arasında hem presinaptik hem de postsinaptik zarlar üzerinde etkili olan nöromodülatörler vardır. Uyarıcılar somatostatin, büyüme faktörü ve inhibitörler interlökin, tiroliberin, melatonindir. Araşidonik asit, NO da önemlidir. Güçlendirme, belleğin organizasyonunda önemlidir. Pekiştirme devreleri sayesinde öğrenme organize edilir.

7 Tükenmişlik sinir merkezleri. Aynı refleksin uzun süreli tekrarlanan performansı ile bir süre sonra refleks reaksiyonunun gücünde bir azalma durumu meydana gelir ve hatta tamamen bastırılması, yani yorgunluk başlar. Yorgunluk öncelikle sinir merkezinde gelişir. Sinapslarda iletimin bozulması, presinaptik veziküllerdeki aracı kaynakların tükenmesi, subsinaptik membran reseptörlerinin aracılara duyarlılığının azalması ve enzim sistemlerinin etkisinin zayıflaması ile ilişkilidir. Sebeplerden biri, postsinaptik zarın arabulucunun etkisine "bağımlılığı" - alışma.

Bazı kimyasalların, sinir merkezlerinin karşılık gelen nörotransmitterleri ile ilgili olabilen, bu kimyasalların yapılarıyla ilişkili olan ilgili sinir merkezleri üzerinde spesifik bir etkisi vardır.

Aralarında:

1 narkotikler - anestezi için cerrahi uygulamada kullanılanlar (kloroetil, ketamin, barbitüratlar, vb.);

2 sakinleştirici - yatıştırıcılar (bitkisel müstahzarlar arasında relanyum, klorpromazin, trioksazin, amizil, oksilidin - anaç, şakayık vb. infüzyonu);

3 nörotropik seçici eylem maddesi (lobelin, sititon - solunum merkezinin etken maddeleri; apomorfin - kusma merkezinin etken maddesi; meskalin - görsel halüsinojen, vb.).