Нейроны и нейромедиаторы
Химические цепочки
Все чувства и эмоции, которые испытывают люди, возникают путем химических изменений в головном мозге. Прилив радости, который человек ощущает после получения положительной оценки, выигрыша в лотерею или при встрече с любимым, происходит вследствие сложных химических процессов в головном мозге. Мы можем испытывать огромное количество эмоций, например таких, как печаль, горе, тревога, страх, изумление, отвращение, экстаз, умиление. Если мозг дает телу команду на осуществление какого-либо действия, например, сесть, повернуться или бежать, это также обусловлено химическими процессами. «Химический язык» нашей нервной системы состоит из отдельных «слов», роль которых исполняют нейромедиаторы (их еще называют нейротрансмиттерами).
Любой нейрон может получать большое количество химических сообщений, как положительных, так и отрицательных («работай» или «стоп»), от других нейронов, которые его окружают. Эти сообщения могут конкурировать или «сотрудничать», между собой, заставляя нейрон отвечать специфическим образом. Поскольку все эти события происходят в течение очень короткого времени (считаные доли секунды), очевидно, что медиатор должен быть удален из синаптического пространства очень быстро, чтобы те же самые рецепторы могли работать снова и снова. И это удаление может происходить тремя способами. Молекулы нейромедиатора могут быть захвачены назад в то нервное окончание, из которого они были выделены, и этот процесс получил название «обратный захват» («reuptake»); нейромедиатор может быть разрушен специфическими ферментами, находящимися в готовности недалеко от рецепторов на поверхности нейрона; или активное вещество может просто рассеяться в окружающую область мозга, и быть разрушено там.
Изменение нейротрансмиссии с помощью лекарств
Рассмотрим, что происходит при изменении уровней нейромедиаторов мозга на примере трех из них (серотонин, дофамин и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).
Серотонин
Многие исследования показывают, что низкий уровень серотонина в головном мозге приводит к депрессии, импульсивным и агрессивным формам поведения, насилию, и даже самоубийствам. Лекарственные вещества под названием антидепрессанты создают блок на пути обратного захвата серотонина, тем самым несколько увеличивая время его нахождения в пространстве синапса. Как итог, в целом увеличивается количество серотонина, участвующего в передаче сигналов с нейрона на нейрон, и депрессия со временем проходит.
В последние годы ведутся бурные дискуссии вокруг психического расстройства, носящего название «синдром дефицита внимания с 
гиперактивностью» (СДВГ, ADHD). Это расстройство, как правило, диагностируется в детском возрасте. Таким детям очень сложно сохранять концентрацию внимания в течение длительного времени, они совершенно не могут сидеть, не двигаясь; они постоянно находятся в движении, импульсивны и чрезмерно активны. К сожалению, СДВГ диагностируют у все большего числа детей, и многие из них получают лекарства, увеличивающие деятельность медиатора дофамина. Это помогает ребенку быть готовым к работе, более внимательным и сосредоточенным, и поэтому более способным последовательно выполнять задания.
Наркотическое вещество, известное как «экстази» или МДМА, также изменяет уровень серотонина в мозге, но намного более радикально. Он заставляет выделяющие серотонин нейроны выплескивать все содержимое сразу, затапливая этим химикатом весь мозг, что, конечно, вызывает ощущение чрезвычайного счастья и гиперактивность (чрезмерную двигательную активность). Однако, за это приходится расплачиваться позже. После того как экстази израсходовал весь мозговой запас серотонина, включаются компенсаторные механизмы, быстро разрушающие избыток нейромедиатора в мозге. После того, как спустя несколько часов действие наркотика заканчивается, человек, вероятно, будет чувствовать себя подавленным. Этот период «депрессии» продлится до тех пор, пока мозг не сможет восполнить запасы и обеспечить нормальный уровень медиатора. Повторное использование на этом фоне экстази может привести к глубокой депрессии или другим проблемам, которые будут тянуться в течение долгого времени.
Дофамин
Ученые обнаружили, что люди с расстройством психики, известным как шизофрения, фактически чрезмерно чувствительны к дофамину в мозге. Как следствие, при лечении шизофрении используются лекарства, которые блокируют дофаминовые в головном мозге, таким образом, ограничивая воздействие этого нейромедиатора.
С другой стороны, вещества, известные как амфетамины, увеличивают уровень дофамина, заставляя нейроны его высвобождать, и препятствуя его обратному захвату. В некоторых странах врачи используют разумные дозы этих препаратов при лечении некоторых заболеваний, например, синдрома гиперактивности с дефицитом внимания. Тем не менее, иногда люди абсолютно необдуманно неправильно используют эти вещества, пытаясь обеспечить себе повышенный уровень бодрствования и способность решать любые задачи.
Гамма-аминомасляная кислота
Гамма-аминомасляная кислота, или ГАМК, является главным медиатором, чья роль заключается в передаче нейронам команды «стоп». Исследователи полагают, что определенные типы эпилепсии, которые характеризуются повторными припадками, затрагивающими сознание человека и его двигательную сферу, могут являться результатом снижения содержания ГАМК в головном мозге. Передающая система мозга, не имея адекватного «тормоза», входит в состояние перегрузки, когда десятки тысяч нейронов начинают сильно и одновременно посылать свои сигналы, что приводит к эпилептическому приступу. Ученые полагают, что за разрушение слишком большого количества ГАМК могут быть ответственны мозговые ферменты, в связи с чем появились лекарства, которые помогают остановить этот процесс. Время показало их эффективность в лечении не только эпилепсии, но и некоторых других нарушений работы мозга.
Гормоны
Химическое взаимодействие
Роль нейромедиаторов в антивозрастной терапии
Важнейшую роль в борьбе со старением мозга играют нейромедиаторы, или нейротрансмиттеры, “серые кардиналы” в anti-age.
Мозг использует нейротрансмиттеры как для связи с самим собой, так и с другими органами и тканями тела. То есть, информация передается от нейрона к нейрону из одной области мозга или тела в другую. Когда она достигает своего конечного пункта назначения, сообщение переводится в действие, инициируя или предотвращая определенные процессы.
Это может быть что угодно: от сокращения мышцы до мысли в нашей голове или команда для выработки определенного гормона. Конечно, это упрощенное описание сложнейших процессов.
Функции нейромедиаторов и принцип их действия
Без правильного “общения” нейронов и клеток невозможно нормальное функционирование организма. И многие заболевания могут быть именно результатом “недопонимания” в нервной системе. Оно влияет на нашу иммунную, эндокринную и другие важные системы, от которых зависит общее состояние здоровья.
Разлад в работе нейромедиаторов мы можем ощущать, например, как проблемы со сном, беспокойство, депрессию или усталость, мигрень, ПМС, недостаток концентрации или, наоборот, чрезмерную сконцентрированность на чем-то и даже зацикленность.
При этом нарастающая динамичность нашей жизни часто приводит к дисбалансу нейротрансмиттеров и гормонов.
Как работают нейромедиаторы?
Чтобы нейроны могли отправлять сообщения по всему телу, они должны иметь возможность общаться друг с другом для передачи сигналов. В конце каждого нейрона есть крошечный промежуток, называемый синапсом, и для связи со следующей клеткой сигнал должен иметь возможность пересечь это небольшое пространство. Это происходит посредством процесса, известного как нейротрансмиссия.
В большинстве случаев нейротрансмиттер высвобождается из так называемого терминального конца аксона после того, как потенциал действия достигает синапса, места, где нейроны могут передавать сигналы друг другу.
Когда электрический сигнал достигает конца нейрона, он запускает высвобождение пузырьков, которые содержат нейротрансмиттеры. Эти мешочки разливают свое содержимое в синапс, где нейротрансмиттеры затем перемещаются через щель к соседним клеткам. Эти клетки содержат рецепторы, с которыми нейротрансмиттеры могут связываться и запускать внутриклеточные изменения.
После высвобождения нейромедиатор пересекает синаптическую щель и прикрепляется к рецепторному участку на другом нейроне, либо возбуждая, либо ингибируя принимающий нейрон, в зависимости от своих функций.
Так же, как для открытия определенного замка нужен правильный ключ, нейротрансмиттер будет связываться только с определенным рецептором. Только в случае такого совпадения нейромедиатор способен вызывать изменения в принимающей клетке.
Классификация нейромедиаторов
На сегодняшний день известны более 60 химических посредников, нейромедиаторов. Но, может, это далеко не предел.
Нейротрансмиттеры подразделяют по их функциям:
1. Возбуждающие. Такие нейромедиаторы оказывают возбуждающее действие на нейрон, тем самым увеличивая вероятность того, что нейрон активирует потенциал действия. К ним относятся ацетилхолин, дофамин, серотонин, глутаминовая кислота, норадреналин, пурины, АТФ, некоторые нейропептиды.
2. Тормозные, или тормозящие. Они, наоборот, сдерживают активность нейронов. Среди основных можно выделить гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК) и серотонин.
3. Модуляторные. Эти нейротрансмиттеры, часто называемые нейромодуляторами, способны одновременно воздействовать на большее количество нейронов. Также они влияют на действие других химических посредников.
Некоторые нейротрансмиттеры, такие как ацетилхолин и дофамин, могут быть как возбуждающими, так и тормозящими, в зависимости от типа присутствующих рецепторов.
Кроме того, нейротрансмиттеры классифицируют по их химической структуре:
1. Аминокислоты. Выделим основные:
Глутамат. Это самый распространенный нейромедиатор нервной системы. Глутамат крайне важен для когнитивных функций, таких как память и обучение. При этом чрезмерное количество глутамата может быть токсичным для клеток, вызывая их гибель. Эта опасная сторона глутамата связана с некоторыми заболеваниями, включая болезнь Альцгеймера, инсульты и эпилептические припадки.
3. Моноамины. Это самая большая группа нейромедиаторов:
Норэпинефрин. Это естественное химическое вещество играет важную роль, когда речь идет о бдительности, оно участвует в реакции организма на борьбу или бегство. Норэпинефрин помогает мобилизовать тело и мозг, например, в опасных ситуациях. Уровни этого нейромедиатора обычно самые низкие во время сна и самые высокие во время стресса.
Гистамин. Это органическое соединение действует как нейротрансмиттер в головном и спинном мозге. Он выходит на первый план во время аллергических реакций и вырабатывается как часть реакции иммунной системы на патогены.
Дофамин. Известный нейротрансмиттер хорошего самочувствия, он участвует в поощрении и мотивации. Некоторые виды наркотиков, вызывающих привыкание, повышают уровень дофамина в мозге. Этот химический посредник также играет важную роль в координации движений. Болезнь Паркинсона, которая приводит к тремору и нарушениям двигательных функций, вызывается потерей нейронов, вырабатывающих дофамин, в головном мозге.
Аденозин. Он участвует в подавлении пробуждения и улучшении сна.
Аденозинтрифосфат (АТФ). Считается энергетической валютой, необходимой для жизни. АТФ действует как нейротрансмиттер в центральной и периферической нервной системе. Он участвует в вегетативном контроле, сенсорной трансдукции и коммуникации с глиальными клетками.
Оксид азота. Это соединение влияет на гладкие мышцы, расслабляя их, позволяя кровеносным сосудам расширяться и увеличивая приток крови к определенным участкам тела.
Окись углерода. Этот бесцветный газ без запаха может быть токсичным и даже смертельно опасным в больших концентрациях. Однако он также вырабатывается естественным путем в организме, где действует как нейротрансмиттер, который помогает модулировать воспалительную реакцию организма.
6. Ацетилхолин. Единственный в своем классе. Обнаруженный как в центральной, так и в периферической нервной системах, он является основным нейромедиатором, связанным с двигательными нейронами. Играет важнейшую роль для мышечных движений, а также для памяти и обучения.
Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах
Роль нейромедиаторов в антивозрастной терапии
Внимательный доктор по некоторым признакам может догадаться о дисбалансе определенных нейромедиаторов в организме пациента.
Например, люди с низким уровнем дофамина быстро устают, апатичны и капризны, у них снижено половое влечение. Они часто имеют избыточный вес и инсулинорезистентность, потому что склонны употреблять сахар и простые углеводы для получения энергии.
Люди с недостаточным уровнем гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), как правило, довольно тревожны, а также имеют более низкий болевой порог, поэтому часто испытывают хроническую боль в костях или спине. Люди с дефицитом ГАМК обычно довольно раздражительны. Они плохо спят и имеют соматические жалобы на боли в теле.
При этом низкий уровень ацетилхолина приводит к забывчивости, трудностям с подбором слов, снижению внимания и даже к потере памяти и дезориентации.
Чтобы сохранить здоровье и умственную активность на долгие годы, важно сбалансировать нейромедиаторы.
В частности, практикуется использование фармацевтических препаратов и добавление аминокислот в рацион человека.
Фармацевтическая промышленность разработала сотни лекарств, предназначенных для лечения ряда заболеваний нервной системы и психических расстройств. Подавляющее большинство этих препаратов действуют непосредственно на процесс нейротрансмиссии.
ВАЖНО: Было доказано, что эти лекарства эффективны для уменьшения или устранения симптомов во многих клинических состояниях, однако они не способны в долгосрочной перспективе устранить низкие запасы нейромедиаторов. Главный недостаток многих нейроактивных препаратов в том, что они влияют только на транспортировку или высвобождение существующих пулов нейротрансмиттеров в организме. Если диета не обеспечивает достаточное количество предшественников нейромедиаторов, то даже с учетом приема препаратов нейромедиаторов может не хватить для правильной передачи сигналов в нервной системе.
Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей
Краткие выводы
Список использованной литературы
Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология. В 3-х томах. М.: Бином, 2014.
Николлс Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу. М.: Либроком, 2012.
Болдырев А.А., Ещенко Н.Д., Илюха В.А., Кяйвяряйнен Е.И. Нейрохимия. М.: Дрофа, 2010.
Каменская М.А., Каменский А.А. Основы нейробиологии. М.: Дрофа, 2014.
Нейромедиаторы: что это и как работает?
Наверное, вы слышали о гормоне любви, гормоне счастья или гормоне стресса? Ученые ненавидят эти определения для нейромедиаторов, ведь все не так просто и часто один нейромедиатор может вызвать противоположные эффекты.
Что такое нейромедиатор и как это работает?
Что происходит с нами, когда нейромедиаторы не на своем месте?
Нарушение образования, восприятия, разрушения или баланса нейромедиаторов сопровождают шизофрению, аутичное нарушение, посттравматический синдром, болезнь Альцгеймера, Паркинсона, а также тревожность, депрессию, выгорание, сонливость или рассеянность. Чтобы починить это, иногда требуется медикаментозное лечение, а иногда достаточно придерживаться правильного рациона и не забывать о спорте и объятия.
Какие бывают нейромедиаторы и как они влияют на организм?
Нарушение образования норадреналина иногда лечат медикаментозно. Но помните: чтобы в теле образовались адреналин и норадреналин, следует потреблять незаменимые аминокислоты тирозин или фенилаланин и витамин В6. Этих аминокислот много в сыре, сое, мясе птицы, говядине и рыбе, тыквенных семечках, яйцах, чечевице и отрубях. Витамин В6 содержится во всех видах мяса, бананах, авокадо и картофеле. Черная смородина содержит вещества, которые замедляют разрушение норадреналина в мозге.
Это молекула, на которую медиа обожают называть гормоном радости. Однако, дофамин ответственны не только за удовольствие и мотивацию. В мозгу есть несколько участков, в которых действует дофамин, и кое-где наблюдаемый эффект противоположный.
Он может отвечать как за удовольствие, самопоощрение к определенной деятельности (например, спорта, курения, потребления кофе), ожидание счастья, ассоциативное обучение, стремление новизны, движение, принятия решений, адекватное восприятие действительности или желание определенных вещей, пищевое и сексуальное поведение. Дофамин выделяется от прослушивания любимой музыки.
Нарушение работы «дофаминовых прошивок» мозга происходит при болезни Паркинсона, синдроме дефицита внимания, зависимостях, в том числе от азартных игр, и шизофрении.
Для образования ацетилхолина нужен витамин В1. Он есть в отрубях, говядине и свинине, стручковой фасоли и зеленом горошке, чечевице, кукурузе, орехах и семенах, и чтобы употребить его достаточно, следует действительно есть ежедневно все из этого перечня. И не употреблять спиртного, потому что алкоголь препятствует усвоению витамина В1 в кишечнике. Нехватка витамина В1 и проблемы с синтезом ацетилхолина бывают у людей, которые едят много белого риса, белого хлеба, сладостей.
При профессиональном выгорании становится много серотонина и глутамата, и мало ГАМК и дофамина. Нарушение баланса глутамат / ГАМК происходит при тревожных расстройствах, болезни Альцгеймера, инсульте, шизофрении, спектре аутичных нарушений и обсцесивно-компульсивное расстройство.
Как поддерживать баланс нейромедиаторов
Не занимайтесь самолечением! Не стоит систематически принимать транквилизаторы и так называемые ноотропы.
Питайтесь сбалансировано
Будьте физически активными
Регулярные физические нагрузки и упражнения на баланс не дают нейронам умирать, помогают им взаимодействовать, вызывают выделение дофамина, серотонина, эндорфинов и эндоканабиноиды, стимулируют поглощение мозгом нужных аминокислот, и настраивают тело на соблюдение советов по питанию и отказ от алкоголя. Ведь чтобы тренироваться, нужно придерживаться правильного рациона.
Обнимайтесь
Не игнорируйте тревожные сигналы
Если вы узнали симптомы депрессии, недостатка внимания, предменструального дисфорическиого нарушения, зависимости, посттравматического нарушения или тревожного расстройства, то немедленно поговорите об этом с близкими и обратитесь к врачу. Только врач может прописать вам нужный препарат, его дозу или выбрать другой вид терапии.
Нейромедиаторный обмен
Нейромедиаторный обмен
Нейромедиаторы – это биологически активные химические вещества, посредством которых осуществляется передача электрического импульса от нервной клетки
Катехоламины влияют на важнейшие процессы в человеческом организме: уровень настроения, активность и работоспособность, скорость мышления, способность запоминать информацию и воспроизводить её, уровень агрессии и сексуальное поведение. Они адаптируют организм к стрессу: симпатоадреналовая система активизируется уже при подготовке к физической нагрузке и помогает легче перенести сдвиги внутренней среды.
Уровень катехоламинов наиболее высок у детей, поэтому у них нет проблем с активностью, запоминанием, быстрым переключением с одного занятия на другое, и настроение чаще всего хорошее. С возрастом синтез этих веществ замедляется, и чем старше становится человек, тем хуже у него настроение, ниже работоспособность и выше предрасположенность к депрессии.
Нарушения синтеза катехоламинов и их восприятия организмом ведут к серьёзным проблемам со здоровьем: артериальной гипертензии, тяжёлым депрессивным состояниям, в пожилом возрасте – к болезни Паркинсона. Нарушениями функционирования симпатоадреналовой системы объясняются развитие шизофрении и тяга к одурманивающим веществам – алкоголю, табаку, наркотикам.
Катехоламины взаимодействуют с особыми рецепторами на клеточной поверхности, которые называют адренорецепторами и делят на два вида: α- и β-адренорецепторы. Стимуляция α-адренорецепторов вызывает сужение сосудов, селезенки, расширение зрачков и т.д. Возбуждение β-адренорецепторов вызывает расширение сосудов, расслабление бронхов, учащение сердечных сокращений и т.д.
Адреналин:
Гормон, синтезирующийся хромаффинными клетками мозгового вещества надпочечников. Действие адреналина связано с влиянием на α- и β-адренорецепторы и во многом совпадает с эффектами возбуждения симпатических нервных волокон.
Действие адреналина увеличивает частоту сердечных сокращений, увеличивает артериальное давление, уменьшает отток крови к внутренним органам, увеличивает приток крови к скелетным мышцам, увеличивает уровень глюкозы в крови, заставляет печень и клетки мышц расщеплять гликоген и вырабатывать глюкозу и др.
Адреналин оказывает стимулирующее воздействие на ЦНС, хотя и слабо проникает через гематоэнцефалический барьер. Он повышает уровень бодрствования, психическую энергию и активность, вызывает психическую мобилизацию, реакцию ориентировки и ощущение тревоги, беспокойства или напряжения, генерируется при сильном волнении или большой физической нагрузке. Его называют “гормоном страха”.
Адреналин также оказывает выраженное противоаллергическое и противовоспалительное действие, тормозит высвобождение гистамина, серотонина, кининов и других медиаторов аллергии и воспаления из тучных клеток, понижает чувствительность тканей к этим веществам.
Адреналин вызывает повышение числа лейкоцитов в крови.
Также адреналин вызывает повышение числа и функциональной активности тромбоцитов, что, наряду со спазмом мелких капилляров, обуславливает гемостатическое (кровоостанавливающее) действие адреналина.
Норадреналин:
Норадреналин является медиатором как голубоватого пятна ствола мозга, так и окончаний симпатической нервной системы. Количество норадренергических нейронов в ЦНС невелико (несколько тысяч), но у них весьма широкое поле иннервации в головном мозге.
Действие норадреналина связано с преимущественным влиянием на α-адренорецепторы. Норадреналин отличается от адреналина гораздо более сильным сосудосуживающим и прессорным действием, значительно меньшим стимулирующим влиянием на сокращения сердца, слабым действием на гладкую мускулатуру бронхов и кишечника, слабым влиянием на обмен веществ. Норадреналин в меньшей степени повышает потребность миокарда и других тканей в кислороде, чем адреналин.
Норадреналин принимает участие в регуляции артериального давления и периферического сосудистого сопротивления. Кардиотропное действие норадреналина связано с его стимулирующим влиянием на β-адренорецепторы сердца.
Дофамин:
Нейромедиатор, синтезирующийся в хромаффинных клетках специфических структур головного мозга, а также гормон, вырабатываемый мозговым веществом надпочечников и другими тканями (например, почками). Дофамин является предшественником норадреналина и адреналина в их биосинтезе.
В экстрапирамидной системе дофамин играет роль стимулирующего нейромедиатора, способствующего повышению двигательной активности, уменьшению двигательной заторможенности и скованности, снижению гипертонуса мышц. Физиологическими антагонистами дофамина в экстрапирамидной системе являются ацетилхолин и ГАМК. В гипоталамусе и гипофизе дофамин играет роль естественного тормозного нейромедиатора, угнетающего секрецию ряда гормонов.
Дофамин вызывает повышение сопротивления периферических сосудов. Он повышает систолическое артериальное давление. Также дофамин увеличивает силу сердечных сокращений. Увеличивается сердечный выброс. Частота сердечных сокращений увеличивается, но не так сильно, как под влиянием адреналина. Потребность миокарда в кислороде под влиянием дофамина повышается.
Дофамин уменьшает сопротивление почечных сосудов, увеличивает в них кровоток и почечную фильтрацию. Однако в больших концентрациях может вызывать сужение почечных сосудов. Также снижает скорость синтеза альдостерона в коре надпочечников, понижает секрецию ренина почками, повышает секрецию простагландинов тканью почек.
Дофамин тормозит перистальтику (волнообразное сокращение мышц) желудка и кишечника. В ЦНС дофамин стимулирует хеморецепторы триггерной зоны и рвотного центра и тем самым принимает участие в осуществлении акта рвоты.
Индоламины.
5-гидрокситриптамин, 5-НТ — важный нейромедиатор и гормон. По химическому строению серотонин относится к биогенным аминам, классу триптаминов.
Серотонин играет роль нейромедиатора в ЦНС. Серотонинергические нейроны группируются в стволе мозга: в варолиевом мосту и ядрах шва. От моста идут нисходящие проекции в спинной мозг, нейроны ядер шва дают восходящие проекции к мозжечку, лимбической системе, базальным ганглиям, коре. Серотонин наряду с дофамином играет важную роль в механизмах регуляции гормональной функции гипофиза. Стимуляция серотонинергических путей, связывающих гипоталамус с гипофизом, вызывает увеличение секреции пролактина и некоторых других гормонов передней доли гипофиза. Серотонин участвует в регуляции сосудистого тонуса.
Серотонин влияет на мышечный тонус человека, быстроту реакции и настроение. Низкий уровень серотонина может привести к депрессии. Также от серотонина зависят болевые ощущения – если его уровень низок, даже лёгкий ушиб будет болезненным.
Серотонин играет важную роль в процессах свёртывания крови. Серотонин повышает функциональную активность тромбоцитов и их склонность к агрегации и образованию тромбов.
Серотонин участвует в процессах аллергии и воспаления. Он повышает проницаемость сосудов, усиливает хемотаксис и миграцию лейкоцитов в очаг воспаления, увеличивает содержание эозинофилов в крови, усиливает дегрануляцию тучных клеток и высвобождение других медиаторов аллергии и воспаления. Серотонин наряду с гистамином и простагландинами, раздражая рецепторы в тканях, играет роль в возникновении болевой импульсации из места повреждения или воспаления.
Также большое количество серотонина производится в кишечнике. Серотонин играет важную роль в регуляции моторики и секреции в желудочно-кишечном тракте, усиливая его перистальтику и секреторную активность.
Большое значение в диагностике уровня экскреции катехоламинов и серотонина играют их продукты метаболизма.
Продукты метаболизма катехоламинов и серотонина.
-Метанефрин, норметанефрин – и промежуточные метаболиты адреналина и норадреналина.
-Ванилилминдальная кислота (VМА)- основной метаболит адреналина и норадреналина.
-Гомованилиновая кислота (НVА)- основной метаболит дофамина.
-5-гидроксииндолуксусная кислота (5-НIАА)- основной метаболит серотонина.
Метаболиты отсрочено отображают факт повышения выработки катехоламинов, их повышенного метаболизма. Определяются в суточной моче.
Диагностическое значение определения уровня эндогенных катехоламинов, серотонина и их метаболитов.
Онкология.
Как правило, феохромоцитома секретирует как адреналин, так и норадреналин, но преимущественно норадреналин. Некоторые опухоли секретируют только норадреналин или (реже) только адреналин. Очень редко преобладающим катехоламином является дофамин. Кроме катехоламинов феохромоцитома может продуцировать серотонин, АКТГ, соматостатин, опиоидные пептиды, кальцитонин, нейропептид Y (сильный вазоконстриктор) и др.
Жалобы: головная боль, сердцебиение, раздражительность, потеря веса, боль в груди или в животе, тошнота, рвота, слабость и утомляемость.
Изменения артериального давления (у 98% больных), стойкая артериальная гипертония, гипертонические кризы (могут сменяться артериальной гипотонией), ортостатическая гипотония, повышение артериального давления после незначительной физической нагрузки (например, после еды или дефекации) или физикального исследования (например, после пальпации живота), парадоксальное повышение артериального давления в ответ на некоторые гипотензивные средства, резкое повышение артериального давления при общей анестезии.
Другие признаки избытка катехоламинов: Потливость, тахикардия, аритмия, рефлекторная брадикардия, усиленный верхушечный толчок, бледность кожи лица и туловища, возбуждение, тревога, страх, гипертоническая ретинопатия, расширенные зрачки. Очень редко — экзофтальм, слезотечение, бледность или гиперемия склер (покраснение глаз), отсутствие реакции зрачка на свет, тремор, синдром Рейно или мраморность кожи; у детей иногда отек и цианоз кистей; влажная, холодная, липкая и бледная кожа рук и ног; «гусиная кожа», цианоз ногтевых лож.
-Падение артериального давления или остановка кровообращения во время введения в общую анестезию
-Нарушение мозгового кровообращения
-Расслаивающая аневризма аорты
У больных с феохромоцитомой концентрация катехоламинов в крови увеличивается в 10-100раз.
-Феохромоцитомы надпочечникового происхождения: рост уровня и адреналина и норадреналина, а также их промежуточных и конечных метаболитов.
-Вненадпочечниковые опухоли (параганглиома, ганглионеврома, нейробластома и др.):повышается обычно только содержание норадреналина, норметанефрина.
Исследование уровня катехоламинов в динамике позволяет не только диагностировать феохромацитому, но и осуществлять контроль эффективности проводимой терапии:
-Радикальное удаление опухоли: всегда сопровождается быстрой нормализацией показателей,
-Рецидивирование процесса: приводит к повторному подъему концентрации катехоламинов в крови.
При исследовании катехоламинов информативным является не только определение их уровня в плазме крови, но и экскреция с мочой, а также определение в моче метаболитов катехоламинов. Однако необходимо отметить, что каждый из методов имеет свои недостатки:
Например, в крови происходит достаточно быстрая элиминация катехоламинов, и в идеале взятие крови для данного исследования следует производить в момент ярких клинических проявлений (гипертонический криз и др.), что на практике не всегда осуществимо.
Определение катехоламинов и их метаболитов в моче может быть не достаточно информативно, если у пациента наблюдается нарушении функции почек.
Поэтомунаиболее оптимальным является исследование адреналина, норадреналина и их промежуточных метаболитов (метанефрин, норметанефрин) в крови с одновременным определением экскреции катехоламинов и их конечных метаболитов (VМА)в моче.
Диагностическое значение уровня серотонина в онкологии:
Около 90% серотонина синтезируется и хранится в энтерохромаффинных клетках желудочно-кишечного тракта, откуда поступает в кровь и адсорбируется тромбоцитами, вызывая их агрегацию. Серотонин оказывает существенное влияние на эндокринную систему, воздействуя как на синтез гипоталамических факторов, так и на функционирование периферических желез внутренней секреции.
В клинической практике:
Определение уровня серотонина в крови наиболее информативно при злокачественных новообразованиях желудка, кишечника и легких, при которых данный показатель превышает норму в 5-10 раз. При этом в моче выявляется повышенное содержание продуктов метаболизма серотонина. После радикального оперативного лечения опухоли: происходит полная нормализация этих показателей, в связи с чем исследование уровня серотонина в крови и в суточной моче в динамике позволяет оценить эффективность проведенной терапии.
Рецидив процесса или метастазирование: повторное повышение уровня серотонина в крови и выделения метаболитов с мочой. Серотонин и 5-HIАА являются маркерами злокачественности.
Другими возможными причинами увеличения концентрации серотонина в крови и в моче являются медуллярный рак щитовидной железы, острая кишечная непроходимость, демпинг-синдром, муковисцедоз, острый инфаркт миокарда.
Симпатическая часть ВНС является важнейшей системой регуляции системного артериального давления. Относится к кратковременным механизмам регуляции давления крови. Важность ВНС также определяется тем, что она влияет сразу на 2 параметра, определяющих величину АД – силу сердечных сокращений, то есть насосную функцию сердца, и тонус резистивных периферических сосудов.
Физиологическая действие катехоламинов на сердечно-сосудистую систему.
Диагностическое значение уровня катехоламинов и их метаболитов.Неадекватные длительные гиперкатехоламинемия или гипокатехоламинемия, обусловленные нарушением синтеза, секреции, инактивации или выведения катехоламинов, а также изменение чувствительности адренорецепторов тканей к отдельным катехоламинам ведут к нарушению физиологического баланса формирующих артериальное давление факторов, развитию стойких патологических гипер- или гипотензивных состояний.
Особенно опасны длительные гиперкатехоламинемии, в результате повышенной продукции или активности (например, вследствие генетического дефекта рецепторного аппарата) катехоламинов развивается стойкая артериальная гипертензия, характеризующаяся кризовым течением, гипертрофия миокарда с последующей миогенной дилатацией. Причинами этих патологических состояний:
Катехоламины стимулируют спазм подкожных и висцеральных сосудов, слизистых оболочек и почек путем взаимодействия с a-адренорецепторами, тем самым повышается общее периферическое сопротивление (ОПС)
Воздействия катехоламинов на сердечную мышцу (опосредовано через b1-адренорецепторы) приводит к увеличению частоты сердечных сокращений, усилению сократимости миокарда и увеличению скорости проведения возбуждения.
Катехоламины увеличивают также минутный объем сердца путем стимулирования веноконстрикции, увеличения венозного возврата и силы сокращения предсердий, тем самым вызывая увеличение диастолического объема, а следовательно, и длины волокон.
При повышении артериального давления в системе приносящих артерий почек меняется фильтрационная способность клубочков, запускается механизм ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), в результате увеличивается объём циркулирующей крови, также один из продуктов (ангиотензин II) оказывает прямое вазоконстрикторное действие.
Моноамины и индолилалкиламины – очень важный класс нейромодуляторов.
Дофамин — тормозной модулятор, снижающий эффекты возбуждающего медиатора ацетилхолина. способствует как повышенному настроению и эмоциональному удовлетворению, так и нестандартной активности головного мозга (в том числе, вероятно, и творческой).
Норадреналин — вызывает накопление в клетке ионов Са 2+ (через α1-адренорецепторы) и цАМФ (через β-адренорецепторы). Активируется ретикулярная формация ствола, что тонизирует головной мозг, включая кору больших полушарий. Это стимулирует память, целесообразное поведение, эмоции и мышление. Введение веществ, которые уменьшают накопление КА в нервных клетках (резерпин), резко снижает активность мозга. Норадреналин выделяется из симпатических нервных окончаний в синапс и затем в кровь при гневе, ярости, психологической мобилизации
Серотонин — снижает агрессивность, страх, депрессию, стимулирует пищевое поведение, сон, увеличивает пищевые и снижает болевые условные рефлексы, способствует обучению и лидерству.
Паркинсонизм, экстрапирамидные гиперкинезы:
В современных представлениях о патофизиологии паркинсонизма:
nглавная роль отводится дегенерации дофаминергических нейронов компактной зоны черной субстанции,
nв меньшей степени – норадренергических нейронов голубого пятна.
Компактная зона черной субстанции посылает свои проекции в стриатум, который является интегральным центром стереотипического двигательного рефлекса мышц и регулирует движение, тонус мышц и ходьбу. Дофамин является первичным тормозным нейромедиатором в стриатуме. Изменение концентрации дофамина оказывает функциональные эффекты на другие медиаторы.
При экстрапирамидных гиперкинезах определение основных метаболитов дофамина и норадреналина гомованиллиновой кислоты (НVА) и ваниллилминдальной кислоты (VМА), промежуточного метаболита норадреналина- норметанефрина.
Депрессии, согласно данным ВОЗ, в настоящий момент являются одним из наиболее распространённых психопатологических нарушений. Клиническая картина депрессивного синдрома характеризуется основной триадой симптомов: известной уже много лет: пониженное, подавленное настроение, идеаторная и моторная заторможенность.
Генез аффективных расстройствобусловлен патологическим функционированием структур мозга, в частности лимбико-таламической и гипоталамо-гипофизарной. При этом лимбическая система является основным координатором, образующим интегративную цепь, через которую кортикальные центры регуляции эмоций посылают импульсы к гипоталамусу, а гипоталамические импульсы передаются гиппокампу.
Одним из ведущих нейрохимических механизмов формирования депрессий является истощение катехоламиновой нейротрансмиттерной системы. Кроме того, формирование аффективных расстройств обусловлено дисбалансом (гипо-, гипер- или дисфункция) взаимодействий между норадренергической, серотонинергической, а также пептидергической системами.
Диагностическое значение для выявления причин развития депрессивного состояния, а также оценки проводимой терапии имеют метаболиты катехоламинов и серотонина:
VМА (ванилилминдальная кислота)основной метаболит адреналина и норадреналина
5-НIАА (5-гидроксииндолуксусная кислота)- основной метаболит серотонина
Важно отметить, что лечение антидепрессантами и нейролептиками должно проводиться под контролем врача и согласно особенностям каждого конкретного организма. Поэтому необходимо качественно выявить патогенетический вариант и проводить терапевтический лекарственный мониторинг.
Эпилепсия, эпилептический синдром.
Повторные судорожные (чаще) или бессудорожные припадки, возникающие при активно текущих церебральных патологических процессах (опухоль, черепно-мозговая травма, нейроинфекция, патология сосудов, нарушение метаболизма и др.) или при выраженных их последствиях. Припадки обычно прекращаются после устранения неврологической патологии.
nВ процессе центральной нервной регуляции вегетативных функций большое значение приобретает степень участия катехоламинов и серотонина. Являясь одновременно гормонами и медиаторами симпатико-адреналовой системы, катехоламины участвуют в развитии приспособительных реакций организма.
nСуществует некоторая связь между характером судорожного припадка и уровнем экскреции катехоламинов в моче. Обычно большому судорожному припадку предшествует (за сутки) повышенная экскреция норадреналина, его метаболита. При частых больших судорожных припадках отмечается снижение экскреции катехоламинов, что свидетельствует о некотором функциональном истощении симпатико-адреналовой системы.
Диагностическое значение имеет определение уровня катехоламинов, серотонина и их метаболитов в моче.
Среди биологических теорий шизофрении в настоящее время наиболее широкое распространение получили нейротрансмиттерные, особенно дофаминовая.
Дофаминовая теория: при этом заболевании имеет место повышение активности дофаминовой системы мозга с увеличением выделения дофамина, усилением дофаминовой нейротрансмиссии и гиперчувствительностью дофаминовых рецепторов, т. е. предполагается, что дофаминовые нейроны находятся в гиперактивном состоянии.
Серотониновая теория: развитие шизофрении обусловлено недостаточностью серотонинергической нейротрансмиссии. Эта гипотеза родилась на основе наблюдений за психотомиметическим действием диэтиламида лизергиновой кислоты (ЛСД), который является блокатором серотониновых рецепторов.
Норадренергическая гипотеза: воснове шизофрении лежит дегенерация норадренергических нейронов. На появление этой гипотезы в определенной мере повлияли наблюдения за эффектами 6-оксидофамина, который как нейротоксин избирательно поражает норадренергические нейроны. Дефицит норадренергической нейротрансмиссии может объяснить не только возникновение симптомов острой шизофрении, но и развитие дефектных состояний и негативных проявлений болезни (потерю энергетического потенциала, ангедонию и др.).
Наркотическая и алкогольная зависимость.
При первичных пробах наркотических веществ происходит активация системы положительного подкрепления, которая, в первую очередь, проявляется в быстрых рецепторных и метаболических изменениях, в основном в системах моноаминов и опиоидов. По-видимому, эти изменения и приводят к формированию патологического влечения.
Уровень дофамина в крови четко коррелирует с клинической тяжестью абстинентного синдрома:в начальном ее периоде он несколько повышен, затем, как правило, опускается ниже нормы. Очевидно, дефицит дофамина в структурах мозга, связанных с подкреплением, является основой остающегося патологического влечения к наркотикам и высокой вероятности рецидива заболевания.
Действие дофамина и серотонина связано с настроением, эмоциями, мотивациями, целенаправленным поведением, вниманием, процессом мышления перед тем, как что-то делать. Если обмен серотонина нарушен, изменен баланс серотонина и дофамина, все эти важнейшие психические функции пострадают, а организм начнет искать способ устранить неприятные ощущения: возникнет тяга к алкоголю, наркотикам, сладостям, сигаретам. Разными биохимическими путями никотин, наркотики, алкоголь, глюкоза могут на время снизить или даже полностью компенсировать эмоциональное напряжение, плохое настроение, отвлечь от ощущения невозможности достичь какой-то цели; и здоровые люди на себе это испытывали.
У пациентов с наркотической и алкогольной зависимостью:
Выявлено повышенное значение метаболитов катехоламинов HVAи VMA
Выявлено сниженное значение концентрации 5-HIAA