Шпаргалка по "Нейрофизиологии"

Некоторые из них остаются "тропинками", другие превращаются в "скоростные шоссе". В 2000 году Грингард и Кендел совместно со шведским фармакологом Арвидом Карлсоном (Arvid Carlsson) были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине в первую очередь за открытие и исследование медленной синаптической передачи.

 

 

 

 

Вопрос 14. Синаптические рецепторы.

 

Синаптические рецепторы весьма многообразны по структурной организации и молекулярному воплощению, но все они имеют по крайней мере три последовательных функциональных элемента: узнающий участок, элемент связи и преобразователь. Узнающий участок призван выделить «свой» медиатор и отреагировать на его появление. Преобразователь, или исполнительный элемент, непосредственно реализует активацию рецептора и запускает потенциал действия.

По расположению: пресинаптические и постсинаптические рецепторы.

Пресинаптические рецепторы реализуют механизм обратного захвата. Если медиатора выделено слишком много, то он появляется в синаптической щели. Рецепторы это улавливают и прекращают передачу медиатора, а лишнее количество захватывается обратно в сому.

По структуре: ионотропные (быстрые) и метаботропные (медленные).

Ионотропные рецепторы:

Связаны с каналами для мелких ионов (натрий, калий, хлор);

Непосредственно контролируют открытие ионных каналов;

Генерируют очень быстрый ответ мембраны нейрона в виде изменения в ней ионных токов для Na, K, Ca, Cl.

Метаботропные рецепторы:

Действуют через систему вторичных посредников и запускают каскад реакций внутри клетки;

Активизируют внутриклеточные процессы с помощью вторичных посредников;

Генерируют медленные метаболические ответы.

 

Холинорецепторы – рецепторы, взаимодействующие с ацетилхолином. Бывают трёх типов:

А) Мускариновые – возбуждаемые мускарином (возбуждение)

Б) Никотиновые – возбуждаемые никотином (эйфория)

В) Мускарино-никотиновые – постсинаптические рецепторы нервно-мышечных тканей.

 

 

 

Вопрос 15. Нейромедиаторы и нейромодуляторы.

 

Нейромедиаторы (нейротрансмиттеры) — биологически активные химические вещества, посредством которых осуществляется передача электрического импульса с нервной клетки через синаптическое пространство. Нейромедиаторы характеризуются способностью реагировать со специфическими белковыми рецепторами клеточной мембраны, инициируя цепь биохимических реакций, вызывающих изменение трансмембранного тока ионов, что приводит к деполяризации мембраны и возникновению потенциала действия.

Нейромодуляторы - химические вещества, ​которые действуют как нейромедиаторы, но не ограничиваются ​синаптической щелью, а рассредотачиваются повсюду, модулируя действие ​многих нейронов в определенной области.

Ацетилхолин.

По химическому строению ацетилхолин представляет собой соединение двух молекул — азотсодержащего холина и остатка уксусной кислоты:

Ацетилхолин в качестве медиатора работает в трех функциональных блоках нервной системы: в нервно-мышечных синапсах, периферической части вегетативной нервной системы и некоторых областях ЦНС.

Ацетилхолин является медиатором мотонейронов нервной системы, которые расположены в передних рогах серого вещества спинного мозга и двигательных ядрах черепных нервов. Их аксоны направляются к скелетным мышцам и, разветвляясь, образуют нервно-мышечные синапсы.

В ЦНС ацетилхолин вырабатывается частью нейронов ретикулярных ядер моста и интернейронами полосатого тела базальных ганглиев и некоторых других локальных зон. Рассматривается роль этого медиатора в регуляции уровня бодрствования, а также в системах памяти, двигательных системах. Доказана эффективность применения антагонистов ацетилхолина при ряде двигательных нарушений.

Выделяясь из пресинаптического окончания, ацетилхолин действует на постсинаптические рецепторы. Эти рецепторы неоднородны и различаются локализацией и рядом свойств. Выделено два типа рецепторов: первый, помимо ацетилхолина, возбуждается под действием алкалоида табака никотина (никотиновые рецепторы), второй тип активируется ацетилхолином и токсином мухомора мускарином (мускариновые рецепторы).

В периферической НС ацетилхолин является основным медиатором нервно-мышечного синапса, действуя на никотиновые холинорецепторы.

В вегетативной нервной системе ацетилхолин осуществляет передачу в симпатических и парасимпатических ганглиях (выделяется из окончаний преганлионарных волокон), а также влияет на работу внутренних органов, выделяясь из периферических окончаний парасимпатических нервов (мускариновые рецепторы).

Биогенные амины (моноамины).

Биогенные амины – это биологически активные вещества, оказывающие воздействие на процессы торможения и возбуждения в коре головного мозга и подкорковых центрах, вызывающие изменения артериального давления расширением или ужением сосудов и другие изменения в организме.  Большинство из моноаминов действуют через метаботропные рецепторы. Синтезируются в головном мозге из разных аминокислот (катехоламины из тирозина, а индоламины из триптофана). Моноамины -  самая большая группа медаторов, которая делится на катехоламины и индоламины.

Катехоламины = норадреналин + адреналин + дофамин.

Норадреналин. Образуется в мозговом слое надпочечников и в нервной системе, служит медиатором проведения нервного импульса через синапс, повышает артериальное давление, стимулирует углеводный обмен.

Основной источник адренергических аксонов – голубое пятно и прилежащие участки среднего мозга. Проекции голубого пятна образуют часть восходящей ретикулярной активизирующей системы мозга, направленной из ретикулярной формации в кору больших полушарий. Этот путь регулирует внимание, уровень бодрствования, возбуждение и суточные ритмы.

Много норадреналина в ВНС. Норадреналин также участвует в формировании когнитивных и адаптационных процессов.

Адреналин. Это гормон мозгового слоя надпочечников, выделяющийся в кровь преимущественно при напряжении (стрессе). В качестве медиатора адреналин не встречается, это гормон.

Дофамин. Это нейрогормон и медиатор нервной системы, биохимический предшественник норадреналина и адреналина. Дофаминэнргические нейроны находятся преимущественно в среднем мозге, в т.н. чёрной субстанции и ядре покрышки среднего мозга, а также в гипоталамусе.

В последнее время появляются данные об участии в патогенезе шизофрении нейропептидов, тем более что ест тесная связь между эндорфиновой и дофаминовой системами мозга. У шизофреников количество дофамина выше нормы.

Дофамин вызывает положительные эмоции. Натуральный аналог – пейот.

Индоламины = Серотонин + Гистамин.

Серотонин. Это биологически активное вещество, содержащееся в крови и тканях животных и человека, является медиатором как на периферии, так и в нервных центрах.

Примерно 90% серотонина синтезируется клетками пищеварительного тракта. В ЦНС серотонинэргические нейроны есть в ядрах шва продолговатого мозга, а также в центральном сером цеществе среднего мозга и варолиевом мосту. Эти нейроны иннервируют кору больших полушарий, гиппокамп, бледный шар, миндалину, гипоталамус. 
Самая высокая концентрация серотонина – в эпифизе. Там он превращается в мелатонин.

Серотонин участвует в регуляции эмоционального поведения, двигательной активности, пищевого поведения, полового поведения, терморегуляции. С нарушениями в серотонинэргичесой системе связывают развитие алкогольной зависимости, некоторых форм тревожности. Важная роль в осуществлении сложных форм поведения, включая агрессию и формирование социальных отношений в популяции. Антагонист серотонина – ЛСД.

Гистамин. Это гормон и медиатор группы моноаминов, в значительных количествах освобождающийся при аллергических реакция, шоке, ожоге. Вызывает расширение кровеносных сосудов, сокращение гладкой мускулатуры, повышение секреции олвной кислоты в желудке.

Тела гистаминовых нейронов в головном мозге сконцентрированы в гипоталамусе, а их аксоны расходятся почти во все отделы ЦНС.

Блокада гистаминовой системы сопровождается сонливостью. Разблокирование – активностью, агрессией.

Аминокислоты.

Медиаторы-аминокислоты являются самыми распространёнными медиаторами в НС. До 80% нейронов выделяют из своих окончаний аминокислоты в качестве медиаторов.

1. Возбуждающие аминокислоты.

Глутаминовая кислота – основной возбуждающий медиатор в ГМ. Образуется в мозге из глюкозы. Больше всего глутамата в конечном мозге и мозжечке. Принимает участие в процессах памяти, является медиатором сенсорных путей.

Аспаргиновая кислота – возбуждающий медиатор среднего мозга, нижней оливы продолговатого мозга и серого вещества спинного мозга. АК регулирует спинномозговые рефлексы.

Обе возбуждающие аминокислоты участвуют в регуляции состоянии беспокойства.

2. Тормозные аминокислоты.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) – образуется в мозге из глутаминовой кислоты. Много ГАМК в коре больших полушарий, в коре мозжечка, в чёрной субстанции среднего мозга, в сетчатке глаза.

Успокаивающий, усыпляющий эффект. Нельзя использовать, т.к. не проходит ГЭБ.

ГАМКа – ионотропные, ГАМКб – метаботропные.

Нарушение ГАМК-эргической системы – эпилепсия, расстройство сна, дисфункции в сердечно-сосудистой системе.

Глицин – тормозной медиатор спинного и в меньшей степени ГМ. Тела синтезирующий глицин нейронов в основном в спинном и продолговатом мозге, в ядрах черепномозговых нервов, в промежуточном мозге. Только один тип рецепторов – ионотропный.  Глицин обеспечивает возвратное торможение мотонейронов спинного мозга, уменьшает психомоторную расторможенность.

Пуриновые медиаторы.

Пурины – группа природных азотистых гетероциклических соединений и их производных. В качестве модулятором и в меньшей степени медиаторов встречаются в основном аденозин, а также АТФ(аденозинтрифосфорная кислота). Пурины действуют через особый тип рецепторов – пуриновые, основной из которых – метаботропный А1-рецептор. Рецепторы действуют в периферической НС, в афферентных окончаниях болевых волокон.

Аденозин – нейромодулятор, оказывает в основном тормозное влияние на возбуждающие синапсы.

Физиологическая роль пуринэргической системы в том, что при длительной нагрузке на мозг в нём образуется большое количество АМФ (аденозинмонофосфорной кислоты), которая тормозит работу синапсов через А1-рецепторы, защищая ЦНС в экстремальных условиях. А вещества, блокирующие работу этих рецепторов, способны активизировать НС: кофеин, теофилин, теобромин.

 

Пептидные медиаторы.

Это вещества, состоящие из цепочек аминокислот. Первым из них было открыто вещество Р (от powder — порошок), выделенное из сухого порошка спинного мозга. Его введение в кровь в очень малых дозах вызывает расширение кровеносных сосудов и спазм кишечника.

Наиболее изученной группой пептидных медиаторов считаются опиоидные пептиды. Их название происходит от опиума — субстанции, выделенной из мака и обладающего анальгетическим и эйфорическим действием. Под влиянием опиума по мере увеличения дозы наблюдается обезболивание, успокоение и засыпание. В 1803 г. было выделено основное действующее начало опиума, названное морфином. Показано, что обезболивающие эффекты морфина осуществляются через задние рога спинного мозга, через гипоталамус, где расположен центр положительных эмоций. Засыпание связано с общим торможением стволовых структур. Сверхбольшие дозы морфина могут вызвать остановку дыхания.

Синтез медиаторов-пептидов (в том числе опиоидных) протекает значительно сложнее по сравнению с синтезом медиаторов других групп. В ходе этого процесса рибосомы вначале строят белок-предшественник, а затем особые ферменты вырезают из него необходимые фрагменты, причем один белок может содержать внутри себя несколько медиаторов-пептидов.

Основной механизм действия опиоидов в ЦНС — пресинаптическое торможение выделения медиаторов.

Существуют нейропептиды, избирательно управляющие половым поведением, пищевой мотивацией, терморегуляцией. В целом соединения этой группы образуют сложную иерархическую систему, в которой одни нейропептиды активируют или подавляют высвобождение других нейропептидов. Последние способны воздействовать как на метаболизм нейронов, так и на функционирование «классических» медиаторных систем; при этом сфера влияний конкретного нейропептида часто ограничивается узким кругом эффектов, связанных, например, только с какой-либо одной биологически значимой потребностью или с определенным типом памяти.

 

 

Билет 16. Вторичные посредники.

На постсинаптической мембране выделяют два типа рецепторов — ионотропные и метаботропные

Ионотропнный

В случае ионотропного рецептора чувствительная молекула содержит не только активный центр для связывания медиатора, но также ионный канал. Воздействие «первичного посредника» (медиатора) на рецептор приводит к быстрому открыванию канала и развитию постсинаптического потенциала.

Метаботропный

При присоединении медиатора, и возбуждении метаботропного рецептора изменяется внутриклеточный метаболизм, т.е. течение биохимических реакций