И так сегодня главным героем будет вещество под названием норадреналин. Мы начинаем, а точнее уже продолжаем путь в мир медиаторов. Неделю назад было знакомство с ацетилхолином и теперь медиатор номер два, если говорить об историческом процессе открытия и описания медиаторов. Норадреналин – медиатор, который связан с симпатической нервной системой, со стрессом и с целым рядом функций головного мозга. Именно этот медиатор и его рецепторы являются мишенью при управлении многими функциями нашего организма – работа сердца, бронхов, тонус сосудов и целый ряд других функций, они как раз очень удобно регулируются с помощью агонистов и антагонистов адреналиновых рецепторов. Но началось всё не с норадреналина, а с очень похожего вещества под названием адреналин.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Дренал – это почка и соответственно адренал – это надпочечники.

В 1901 году из надпочечников было выделено вещество, которое показало очень мощное сосудосуживающее и бронхорасширяющее свойство и вообще способность влиять на массу функций внутренних органов. Поскольку это несложная молекула, то с адреналином быстро разобрались. Научились его синтезировать искусственно и стали применять в клинике. И уже в 1906, в 1910 и в 1912 годах и позже английская команда исследователей под руководством Генри Дейла на базе адреналина создала массу производных, которые проявили похожие на адреналин свойства. Иногда более мощные, иногда более избирательные, скажем влияние только на бронхи, или влияние только на сердце.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

И когда, собственно Отто Лёви описал принцип работы химического синапса и показал, что ацетилхолин работает в парасимпатической системе, то как-то почти автоматически решили, что симпатическая, наверное, работает адреналин. И довольно нескоро стало понятно, что там немного другое, другая молекула, молекула, которая называется норадреналин. Но в любом случае идея химического синапса работает и стало быть, эти вещества – адреналин, норадреналин, до сих пор являются такими эталонами молекул, способных влиять на многие функции внутренних органов.

Вот эти два человека, которые в 1936 получили Нобелевскую премию за исследование химического механизма синаптической передачи. Это Отто Лёви, который работал в Вене и уже упомянутый Генри Дейл. 1936 год, Лёви пришлось свою часть премии отдать нацистскому правительству за то, чтобы его и его семью отпустили из страны, и он уехал в Соединённые штаты.

Но в любом случае эти два человека, их лаборатории вошли в историю физиологии, фармакологии. То, что Лёви сначала назвал «вагусштофф» и «симпатоштофф» это оказалось соответственно ацетилхолином и норадреналином.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Давайте посмотрим какой он норадреналин. Это небольшая молекула. В глаза, конечно, бросается бензольное кольцо и соответственно здесь ОН группа. Откуда берётся норадреналин, как он синтезируется? Напоминаю, что каждый наш медиатор проходит некую цепочку, некий жизненный цикл, синтез, загрузку везикулы, выброс в синоптическую щель, действует на рецептор, инактивацию. Ну и конечно норадреналин — это не исключение. Вот цепочка превращений, которая связана с норадреналином.

Я даже заранее стараюсь выкладывать, чтобы те, кому лень туда-сюда голову задирать, могли скачать куда-нибудь себе на планшет и следить по выложенной презентации за моей лекцией.

Во всяком случае всё начинается с тирозина. Тирозин – это пищевая аминокислота. Очень известная и очень распространённая в природе молекула. Мы её едим вместе с белками. наши белки, как известно состоят из двадцати аминокислот. Тирозин одна из этих аминокислот. И дальше тирозин, как вы видите, проходит цепочку химических реакций.
На первой стадии он превращается в фермент, который называется L-дофа. Извините молекула, которая называется L-дофа. Эта реакция довольно медленная и в итоге фермент, который управляет этой реакцией, фермент называется тирозин-гидроксилаза, именно от него зависит, а сколько будет дальше норадреналина, адреналина, то есть то, что называется лимитирующий фактор. Это как бы тонкости. А вот L-дофа запомнить стоит. Она у нас через пару лекций появится, уже в такой явной форме. Поскольку это важный лекарственный препарат. В частности, при паркинсеонизме.

И так, из тирозина получается L-дофа. И вы видите, что реакции минимальные, добавляется ОН группа. Потом из L-дофа получается дофамин, это минус углекислый газ. Дофамин – это медиатор. И будет целая лекция, посвящённая дофамину. А уже из дофамина получается норадреналин. Разница, как вы видите, в ОН группе. Ну и наконец в надпочечниках данная реакция доходит до апофеоза и из норадреналина получается адреналин, добавляется СН3. Группа, метильная группа. Примерно такая цепочка, довольно несложных превращений, довольно маленькие молекулы. Казалось бы, химически весьма похожи. Скажем те же самые дофамин и норадреналин. Но они действуют на разные рецепторы, выполняют разные и очень важные функции в нашей нервной системе. И соответственно сегодня у нас главный герой именно норадреналин.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Синтез этого медиатора происходит, как и в большинстве случаев в пресинаптическом окончании. Но, правда в случае норадреналиновых нейронов и некоторых других нейронов, скажем в серданиновых, понятие пресинаптичесекого окончания оно не очень такое стандартное. То есть вы уже, наверное, привыкли, что пресинаптическое окончание это аксон заканчивается или какой другой отросток. А вот смотрите какой ещё бывает вариант. Аксон норадреналинового нейрона образует веточки и дальше по ходу этих веточек существует расширение – «варикозы». Варикозное расширение вен, наверное, про него все слышали, вот эти расширения — «варикозы» выполняют функцию пресинаптических окончаний, поэтому на данной схеме, видите, как изображено, то есть идёт некий цилиндр, вот он расширился, это и есть пресинапс. А на фотографии, то есть это большая серая штука — это нейрон, вот к нему подошёл аксон норадреналиновой клетки и вот они варикозы. В итоге один норадреналиновый нейрон может образовывать миллионы синапсов и очень широко ветвиться, например по коре больших полушарий или в спинном мозге. То есть одна нервная клетка способна передать сигналы на огромное количество, так сказать абонентов, это конечно очень важно и позволяет норадреналину организовывать такое глобальное действие на различные функции нервной системы. Но пока смотрим на этот варикоз, пресинаптическое окончание, то есть мы видим, что тирозин превращается в норадреналин. Да, кстати, я обозначаю норадреналин NE, дело в том, что в англоязычной литературе в основном используется понятие норэпинефрин, то есть норадреналин реже встречается. И как-то так получилось, что NE, это норэпинефрин, именно эта аббревиатура более в ходу и дальше по ходу текста презентации вы будете видеть эти две буквы.

И так норадреналин загрузился в везикулу и как водится выбрасывается в синаптическую щель тогда, когда приходит ПД, входит кальций и пошёл экзоцитоз, то есть деление медиатора и дальше норадреналиновые рецепторы, они тут изображены треугольниками и часть из них, большая часть, находится в привычном вам месте на постсинаптической мембране. Но кроме того есть норадреналиновые рецепторы на пресинаптической мембране, они позволяют управлять экзоцитозом, выбросами медиатора и это тоже, весьма важная деталь к которой мы ещё вернёмся.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Итак, вот синапс и можно уже сказать, что к норадреналину существует два типа рецепторов. Они названы без особых затей, по первым буквам греческого алфавита альфа- и бета-адренорецепторы. На них действует не только норадреналин, на них действует и адреналин тоже, поэтому адренорецепторы альфа и бета, так же, как и в случае ацетилхолина — никотиновые и мускариновые, два типа. Но на самом деле с норадреналином несколько сложнее и внутри бета-рецепторов выделяют два подтипа бета 1 и бета 2. Внутри альфа-рецепторов выделяют два подтипа альфа 1 и альфа 2, это важно в частности потому что они на разных внутренних органах, с разными функциями и я по мере лекции всё это попытаюсь объяснить.

Вот как можно увидеть норадреналиновые нейроны. Для этого следует покрасить нервную клетку по тирозин-гидроксилазе, то есть тому самому первому ферменту, который превращает тирозин в L-дофу, ну, а поскольку фермент белок и синтезирует его рибосомы, которые находятся в соме нервной клетки и дальше этот белок переносится в пресинаптические окончания, чтобы делать норадреналин, то получается, что этилонейноны и все отростки по этому ферменту красятся, в данном случае в зелёный цвет, ядро красное и вот вы видите отростки. Вот ещё вариант покраски. Это покрашен симпатический ганглий, то есть это даже не цеинез, а симпатический мышиный ганглий, человеческий мало на этом уровне от мышиного отличается, так что это так можно визуализировать.

Неделю назад я рассказывал про ацетилхолин, который соответственно является главным медиатором периферической нервной системы. И для рассказа о норадреналине мы опять должны вернуться к этой схеме и теперь увидеть здесь норадреналиновые клетки. То есть всего тут, напоминаю, изображено пять нейронов три ЦНС, мотонейрон и центральный симпатический, парасимпатический нейроны и два нейрона в ганглиях, ганглионарный симпатический или его ещё называют постганглионарный потому, что его аксон после ганглия и ганглионарный парасимпатический. Раз, два, три, четыре и мотонейрон пять. Так вот напоминаю, что четыре из этих нейронов в качестве медиатора используют ацетилхолин. Это нейроны, а стало быть, один, два, три, четыре и буквы Н и М обозначают синапсы с никотиновыми и мускариновыми рецепторами. Это было неделю назад.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

А сегодня наш интерес связан с нейроном номер пять. Это симпатический постганглионарный нейрон, он находится в ганглии и вот он как раз в качестве медиатора использует норадреналин, и предыдущая картинка с зелёными клеточками, это как раз срез такого ганглия и вот пошёл аксон и вот он синапс, где выделяется норадреналин и стало быть, здесь на мембране этого внутреннего органа сердца, бронха, кровеносного сосуда находятся адренорецепторы. Причём на разных органах находятся разные рецепторы – альфа или бета и это создаёт разнообразие эффектов норадреналина. Кроме этого, норадреналиновые клетки есть ещё в центральной нервной системе. Существует специфическая небольшая, но специфическая зона, где этих клеток много. Эта зона называется голубое пятно, во второй части лекции я её покажу и там находятся норадреналиновые клетки, аксоны которых расходятся по всей ЦНС и опять, таки образуют синапсы, а в этих синапсах мы обнаруживаем как альфа, так и бета адренорецепторы. Тоже большое разнообразие. Вот такой план. Часть лекции будет посвящена симпатическим эффектам норадреналина, а часть центральным эффектам норадреналина и соответственно их агонистов и антагонистов.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Итак, адренорецепторы альфа и бета. Сразу скажу, что оба эти типа метаботропные, то есть нет быстрых ионотропных каналов как в случае никотинового рецептора и альфа, и бета работают через вторичный посредник. Ну и самым первым был описан бета 1-рецептор, вернее его описали сначала как бета, потом только поняли, что есть второй вариант и надо сказать, что именно на примере вот таких рецепторов, а они в основном находятся на сердце, вообще была изучена система вторичных посредников, то есть стало понятно, что такая штука есть. Что, когда гормоны или медиатор воздействует на рецептор там внутри клетки возникает дополнительное вещество, которое в цитоплазме передаёт сигналы и, в частности, влияет на хемо-чувствительные каналы.

И так. Бета 1-рецепторы характерны прежде всего для сердца и это активирующие рецепторы, то есть то, что происходит в результате присоединения норадреналина к этим рецепторам можно назвать возбуждением, активацией. В частности, на клетках сердца открываются натриевые каналы, кальциевые каналы и в итоге мы с помощью этих рецепторов и организм, и мозг с помощью этих рецепторов способен регулировать деятельность сердца и, в частности, кровяное давление. То есть бета1-рецептор активатор сердечной деятельности и эти рецепторы повышают кровяное давление, ускоряют кровоток.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Бета 2-рецептор наиболее типичное, характерное место этих рецепторов — это бронхи и эти рецепторы вызывают торможение мышечных клеток в стенках бронхов. А раз торможение, расслабление, то, стало быть, бронхи расширяются и при стрессе мы активнее дышим. То есть напоминаю, что всё это симпатические эффекты. А симпатическая нервная система связана со стрессом и поэтому даже не нужно запоминать и так легко догадаться, что эти рецепторы активируют работу сердца или расширяют бронхи, потому что при стрессе нужно чтобы сердце интенсивнее гнало кровь, а в организм поступало больше кислорода. Вот здесь две картинки, которые это дело иллюстрируют, то есть бета1 — сердце, бета 2 – бронхи. И например, когда бронхи паталогически сжаты, скажем при каких-то воспалительных проблемах, заболеваниях, астматических приступах вот тогда, соответственно, мы можем использовать, ну кажем агонисты бета 2-рецепторов.

Альфа 1-подтип, самая типичная локализация — это стенки сосудов. Кроме того, это мышечные колечки в стенках желудочно-кишечного тракта, то, что называется сфинктеры, ещё зрачок. Но в любом случае альфа 1-подтип – это активирующий рецептор, он открывает дополнительные кальциевые каналы и в итоге, например сосуды сжимаются. То есть основной эффект альфа 1, это сжатие сосудов. Подобный эффект, например важен тогда, когда идёт воспаление, скажем насморк, поскольку то, что течёт во время насморка из носа это, по сути, плазма крови, просочившаяся через стенки, чрезмерно расширившихся сосудов, то есть на фоне воспаления сосуды расширяются, из носа течёт, и соответственно если мы воспользуется альфа-агонистом, а ещё лучше альфа 1-агонистом, мы можем симптоматику насморка ослабить. И наконец последний подтип, который нам сегодня понадобится это альфа 2. Это как раз, так называемые пресинаптические рецепторы, то есть которые находятся не на постсинаптической мембране, а на пресинаптической и влияет на экзоцитоз самого норадреналина. А если они на других пресинаптических окончаниях, то соответственно можно влиять и на экзоцитоз других медиаторов, например ацетилхолина, или того же дофамина и так далее.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Начнём разговор более детально из бета рецепторов. Этот тип был первым описан, несмотря на то, что получил вторую буковку. И здесь надо осознать, когда мы говорим о разных типах, а когда о разных подтипах. Если я говорю, скажем, никотиновые и мускариновые рецепторы или альфа, бета. Это рецепторы, кодирующиеся разными генами. Это принципиально разные белки, разные гены, разные фрагменты ДНК. А вот когда мы говорим о подтипах, то это как правило уже, что называется пострансляционная модификация. То есть после того, как белок уже синтезирован, какие-нибудь ферменты с ним дополнительно работают и этот белок приобретает разные свойства в зависимости от того какие ферменты, так скажем, приложили руку. И возникает, например бета 1 и бета 2, альфа 1 и альфа 2. Вот когда говорят о типах, а когда о подтипах. И разделить эти типы и подтипы порой бывает не просто, хотя логика уже должна быть вам понятна. Мы пытаемся найти избирательные агонисты и антагонисты, которые влияли бы только на бета, а на альфа не влияли. Довольно рано, в тех же экспериментах Генри Дейла были обнаружены такие вещества как изадрин и пропранолол. Изадрин – это бета агонист. Он не влияет на альфа-рецепторы, но при этом влияет, как на бета 1, так и на бета 2. Посмотрите, что приходится химикам сделать, чтобы превратить исходный медиатор в более избирательный агонист. Если сравнить две эти формулы, здесь видно, что соответственно добавили вот эту рогуличку углеводородную и этого оказалось вполне достаточно чтобы альфа-рецепторы уже не реагировали, а бета продолжали реагировать. Но, даже изадрин плох как лекарственный препарат, потому что он влияет одновременно и на бронхи, и на сердце. А зачем нам побочные эффекты? Поэтому химики не оставляли, так сказать, стараний и в конце концов появились и используются в клинике избирательные бета 1 и бета 2 агонисты и антагонисты. Очень большое практическое значение имеют бета 1-антагонисты.

Бета 1-антагонисты, то есть вещества, ослабляющие работу сердца. Проблема называется гипертонией, гипертония – избыточная, сильная работа сердца. Это очень распространённое заболевание, особенно возрастное, и чтобы бороться с повышенным давлением можно использовать бета 1-антагонисты, то есть вещества, которые не дают норадреналину активировать сердце. Примером является атенолол. Сотни миллионов людей во всём мире ежедневно принимают этот препарат для того, чтобы держать в узде своё кровяное давление. Второй пример избирательный бета 2-агонист сальбутамол. Подобного рода вещества используются, например при астме. Астма, как известно, в основном сейчас аллергическая. Уже не долго осталось до цветения берёзок и разных других растений и внедрение аллергенов в нашу дыхательную систему. Многим людям понадобятся подобного рода препараты. Они как правило используются как ингаляторы. И самльбутамол не влияет на сердце, а атенолол не влияет на бронхи, и это прекрасно. То есть меньше побочных эффектов, более избирательные действия. Довольны и фармакологи, и фирмы, производящие эти препараты, и конечно сами пациенты. Эти схемы вставные. Я просто ещё раз напоминаю, как у нас организована вегетатика. То есть слева вы видите схему парасимпатической системы. Это в основном влияние головного мозга и крестцовых отделов спинного, а справа соответственно симпатика. Это в основном грудные сегменты спинного мозга. И вот это симпатические ганглии. Обратите внимание большинство симпатических ганглий идут вдоль спинного мозга и образуют так называемую симпатическую цепочку. И ганглии в этой цепочке ещё и друг с другом соединены и активно обмениваются информацией друг с другом и многие рефлекторные дуги вообще замыкаются через симпатические ганглии и не затрагивают даже спинной мозг, чтобы не грузить его частными проблемами.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

У спинного мозга и своих забот хватает. Вот ещё одна схема. Здесь вместе изображена симпатика и парасимпатика. Конечно, рассматривать это дело сложнее. И наконец вот эта схема. Здесь показаны как раз симпатические ганглии и вот эта цепочка. То есть вот они эти симпатические ганглии, соединены вот так друг с другом. И те, кто всерьёз собирается разбираться с мозгом, с его анатомией, функцией, пожалуйста не путайте симпатические ганглии с сенсорными ганглиями. Они находятся вот тут, на задних корешках спинного мозга. Там в основном сенсорные нейроны, которые отвечают за боль, восприятие боли. Они у нас ещё появятся по ходу курса. Так вот эти ганглии отдельно, вот они. И они ближе к спинному мозгу расположены. А так называемый симпатический ствол дальше. Он даже, видите, вынесен за пределы позвоночника.

Как вся эта система влияет, например на сердце? Это действительно важнейший орган, наш мотор, который всё время функционирует. Сердце у нас уже слегка появлялось, скажем я упоминал о пейсмейкерах, когда рассказывал о потенциалах действия, там в какой-то момент речь зашла о нейронах водителях ритма. И нейроны, которые из себя генерируют электрические импульсы они у нас находятся в задней части мозга и связаны с дыханием. А в сердце у нас есть аналогичные мышечные клетки, которые являются водителями сердечного ритма. Здесь изображено сердце и клетки, которые управляют каждым сердечным сокращением находятся в верхней части правого предсердия. И вот именно к этим клеткам, они обозначены зелёным овалом. Это, кстати не нейроны, а видоизменённые мышечные клетки. Вот именно к этим клеткам подходят симпатические, парасимпатические волокна и выделяя соответственно норадреналин и ацетилхолин заставляют сердце биться чаще или реже. Вот здесь показан эффект симпатической стимуляции.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Оцените, вот это шкала времени три секунды и стало быть, где-то 15 секунд идёт стимуляция симпатического нерва и сердце постепенно начинает биться чаще. То есть реакция не мгновенная, но, конечно, совершенно явная, то есть в двое учащается частота сердцебиения. Обратите внимание, что симпатические волокна влияют не только на частоту, они подходят вообще ко всем сердечным мышцам, сердечным мышечным клеткам, то есть они рассеяны по всему объёму, поэтому под влиянием норадреналина сердце не только чаще сокращается, но и сильнее, то есть каждое сердечное сокращение становится более мощным, давление повышается, кровь течёт быстрее, что и нужно, опять же при стрессе. Ну и аналогичным образом действует адреналин, который выделяется из надпочечников. Он тоже способен до всех этих рецепторов добираться, даже если они на постсинаптической мембране. То есть адреналин, приносимый кровью, помогает норадреналину, делает его эффекты сильнее, дольше. Об это я тоже ещё скажу.

А вот как влияет парасимпатическая система, если мы постимулируем блуждающий нерв, то сердце почти мгновенно останавливается. Эффекты ацетилхолина гораздо резче, то есть вот начали стимуляцию и всё, как будто вообще и не работает. Поэтому получается, что симпатическая нервная система более аккуратно управляет работой сердца. Ну, а ацетилхолин подключается в каких-то серьёзных ситуациях. Про ацетилхолин и разные внутренние органы я рассказывал неделю назад.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Серьёзнейшей проблемой, связанной с этой системой, как я уже сказал, является гипертония, то есть сердце бьётся слишком сильно. Гипертония бывает вызванная стрессом. Знаете, как в рекламе – заплати налоги и спи спокойно. И соответственно, если ты не платишь налоги, то у тебя хронический стресс, уже к годам сорока гипертония и до инсульта недалеко. Вообще жизнь миллионеров, тем более миллиардеров очень нервная. Ещё бывает возрастная гипертония. Посмотрите статистику. Если человек доживает до 70 лет, то половина уже гипертония. Это очень большой процент, счёт идёт на миллиарды людей во всём мире. Опасность гипертонии в том, что, во-первых, перенапрягается сердце, оно бьётся слишком сильно и во-вторых, риск разрыва сосудов, а это уже инсульт, и кровь выльется в мозг, убьёт нервные клетки и будет очень-очень плохо. Настоящая гипертония, ситуация считается серьёзной, когда артериальное давление выше 160-180 мил. ртутного столба. От 140 до 160 это начало гипертонии. А по-настоящему серьёзно всё. Хотя, с другой стороны, если вы просто, внезапно побежали за троллейбусом, то давление тоже может скакнуть, или наклонились над грядкой, где-нибудь на даче, к сожалению, всё это может легко случиться. Причиной, например возрастных гипертонических изменений служит просто-напросто потеря эластичности стенками наших кровеносных сосудов. Многие наши крупные кровеносные сосуды снабжены нервными волокнами, которые всё время передают в мозг информацию о том насколько сосуд растянут и если сосуд растянут недостаточно, то идёт включение симпатического контура, типа сердце бейся сильнее, растягивай сосуд до нужного уровня и всё это работает лет до 40-50 пока сосуды эластичные, но по мере старения, а на самом деле наш организм рассчитан лет на 40-50, всё что позже это уже бонус.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

По мере старения эластичность падает, и какая-то аорта уже не расширяется до нужного уровня, нервные волокна на это реагируют и включается, по сути, уже паталогический симпатический контур, надо растянуть аорту, а не надо. А система об этом не знает. Мы не рассчитаны на такую длинную жизнь с таким жёсткими сосудами. И соответственно получается, что нужно влиять на сердце, влиять на сосуды и говорить, что не следует вот такую симпатическую активацию запускать и реализовать и поэтому нужны адреналол и другие подобные препараты. Это действительно очень серьёзная проблема потому, что если посмотреть на глобальную статистику по нашей стране, то более трети людей умирают именно от сердечно-сосудистых проблем и это явный лидер в статистике смертности, а дальше онкология, ДТП, Альцгеймера нам пока ещё не сильно грозит, мы не сильно пожилая нация. В Соединённых штатах на втором месте альцгеймера, в Японии где-нибудь. У нас пока ещё много другого существует от чего люди погибают. Ну и соответственно из-за того, что, ещё раз повторяю, сердце переутомляется при гипертонии, а кроме того, существует вероятность разрывов сосудов головного мозга, вот от этого и возникает два основных варианта патологии – это инфаркт и инсульт. В первом случае повреждаются куски сердца, во втором умирают куски мозга и всё это крайне плохо. Соответственно сделать с этим что-то можно за счёт лекарственных препаратов, а кроме того, конечно есть и такие понятия, как здоровый образ жизни. Этот самый ЗОЖ не только в клипе в группы «Ленинград» присутствует, но и реально существует.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Это физическая активность, меньше есть, не курить, следить за холестерином, особенно если у вас с генами не очень, анализы на фибрин в крови плохие и так далее. Во всяком случае слежение за своей сердечно-сосудистой системой, такое осмысленное добавило человечеству в целом 10-15 лет дополнительной жизни. Это очень-очень серьёзно и каждый присутствующий в зале рано или поздно столкнётся с этой проблемой, лучше конечно поздно, но в тот момент, когда вы столкнётесь пожалуйста достаньте записи этой лекции, если к тому времени вообще всё это ещё будет существовать и посмотрите, что нам когда-то в детстве говорили, какие-то блокаторы, какие-то атенололы. К тому времени, конечно, возникнут гораздо более современные формы, но тем не менее логика останется. Нужно ослабить патологическое воздействие симпатической нервной системы на сердечно-сосудистую. Как правило есть препараты, отдельно влияющие на сердце и отдельно разжимающие сосуды. А из таких интересных методов, современных так называемая биологическая обратная связь. То есть полезно уметь хотя бы немножко управлять собственным кровяным давлением. Это ведь вегетативная функция, нет такой явной кнопочки, которую нажав могли сказать сердцу — бейся слабее. Но за счёт компьютерных технологий что-то подобное можно организовать. Например, у человека всё время меряется кровяное давление и дальше параметр, величина этого давления в какой-то забавной форме представляется на экране. Это может быть размер сердца или окраска его. А может воздушный шар, который летит себе и летит. И ваша задача поймать некое состояние, которое позволило бы шару лететь как можно ниже, а лучше его вообще посадить. И вы его ловите, медитируете на этот летящий воздушный шар. А на самом деле высота шара завязана с вашим кровяным давлением и если вы умеете его сажать значит вы в принципе умеете давление хотя бы частично контролировать, а дальше в жизни если вдруг случится стресс вы за счёт какого-то навыка, например дыхательной гимнастики и так далее сможете удержать себя от сердечного приступа или от внезапного инсульта. Это по поводу сердца.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Ещё одна ситуация, это работа норадреналина с бронхами и сосудами. Бронхи, как я уже сказал, симпатическая система расширяет, сосуды сужает и это полезно при стрессе, но кроме того бронхи и сосуды сдвигаются в противоположную сторону при воспалении. При воспалительных реакциях бронхи становятся уже, дыхание затрудняется, а сосуды расширяются и возникают отёки, в частности в форме насморка. Что же такое воспаление? Буквально два слова. Вот такая страшная картинка, которая показывает, как ужасная ржавая игла воткнулась в нежную кожу и с неё соответственно сыплются бактерии, вирусы или просто мусор. И на всё это реагируют клетки, клетки кожи, клетки иммунной системы, которые у нас везде имеются, так называемые макрофаги, тучные клетки, то есть такие сигнальные клетки, которые реагируют на чужеродное вторжение и начинают выбрасывать вещества «сигнала SOS». Такое красивое понятное название. А более строго это называется медиаторы воспаления. Используется тоже слово медиаторы, но это не медиаторы нервной системы, это как бы сигналы о воспалительной реакции, о том, что проникла инфекция, проникли чужеродные молекулы, антигены и эти медиаторы воспаления, а главный из них это гистамин, запускают, например болевые ощущения и активируют процесс воспаления и начинается собственно воспаление. Ключевой момент развития воспалительной реакции — это расширение кровеносных сосудов кожи. Кровеносные сосуды кожи расширяются для того, чтобы те лейкоциты, которые в крови могли бы прийти на помощь тем иммунным клеткам, которые в коже живут. Те клетки, которые всегда в коже они как бы пограничники и чуть что они начинают пускать такие «сигнальные ракеты», медиаторы воспаления, типа «На помощь, на помощь! Тут инфекция». Дальше разрыхляется стенка сосуда и уже из сосуда лезут те лейкоциты, которые всё время циркулируют в крови.

В этой зоне возникает жар, потому что опять же сосуды расширились, а кровь горячая и вообще с функцией этих зон плохо. Вот пять ключевых симптомов воспаления – боль, отёк, жар, покраснение и порой это то, что надо, и, собственно, хорошо, что в конце концов лейкоциты вылезают на помощь.

Это как десантники на самолётах, и они приходят на помощь туда, где пограничники начали бой. И всё бы хорошо, но сосуд надо разрыхлять, чтобы фагоцит вылезал из крови. Вот видите он прямо лезет в повреждённую ткань и вместе с фагоцитом будет выходить плазма и зона, где пошло воспаление соответственно отекает, краснеет потому, что сосуды расширились. 

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Но если, например. Вот, кстати показана вся эта система, то есть вот пошла инфекция, вот медиаторы воспаления и вот на помощь лезут лейкоциты, ну а это лейкоцит показан в мультяшном виде, как он пожирает бактерии. Всё хорошо если это по делу, но скажем при той же аллергии иммунная система работает как бы на пустом месте чрезмерно активно, то есть ей кажется, что пошла инфекция, а на самом деле там берёзка цветёт под окном или ваша любимая кошечка пришла с вами обняться. И идут в организм, конечно, чужеродные молекулы, но безвредные. И соответственно, что с этим делать? Если ваша симптоматика в основном астматическая, то используется сальбутамол. 

То есть ваше воспаление затрагивает бронхи, вы вдохнули скажем кошкины аллергены, пошло воспаление, бронх сузился потому, что отёк. Вы зашипели, засвистели, ваше дыхание затруднилось, вот соответственно ингалятор бета 2-агонисты расширят ваши бронхи. Обратите внимание это конечно не лечение, это то, что называется снятие симптомов.

https://www.youtube.com/watch?v=net9CSaKOe0

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Неделю назад я немного рассказал о регуляторных пептидах — веществах, которые очень разнообразны. Известно около 50 их семейств на данный момент. В каждом семействе не один пептид, а довольно много. Эти вещества, которые собраны из самых банальных аминокислот, выполняют важнейшие регуляторные функции как в мозге, так в эндокринной системе и в иммунной системе. Более того, некоторые пептиды одновременно везде работают или хотя бы в двух системах, и по сути являются эволюционно древним мостиком, который связывает различные регуляторные системы организма. 

Основной разговор шел об опиоидных пептидах: энкефалинах, эндорфинах. Это наиболее значимая группа, она наиболее исследована. Я начинаю со слайда, который немножко дополняет эту тему. Нужно понимать, откуда берутся регуляторные пептиды. Даже если это совсем короткий пептид, состоящий из 5 аминокислот, нет специального фермента, который бы брал тирозин, а потом присоединял к нему глицин, и так далее. Все происходит в обратном порядке: сначала делается большой белок (проэнкефалин), дальше специальные ферменты режут этот брелок на части. Оказывается, что внутри этого белка шесть мет-энкефалинов и один лей-энкефалин. Или есть белок проопиомеланокортин, соответственно есть его ген. Когда этот белок получается, из него вырезается адренокортикотропный гормон, еще куча всего, в том числе бета-эндорфин — пептид из семейства опиоидов. Мы видим, что происхождение пептидов именно такое. Возникновение пептида, как медиатора, это довольно длинный процесс. Белок синтезируется в теле нервной клетки, а потом его надо дотащить до пресинаптического окончания. Это как раз древний вариант, когда порой систему можно истощить, и патроны кончатся. Нужно очень издали приносить пептидные регуляторы. Вот еще несколько примеров регуляторных пептидов. Многие из них являются кусочками известных гормонов — адренокортикотропного гормона, пролактина, которые выделяются в гипофизе. Некоторые являются кусочками не очень известных гормонов, например, гормонов, которые работают в желудочно-кишечном тракте и там устанавливают взаимодействие между тонким кишечником и желчным пузырем, или между кишечником и поджелудочной железой. Фрагменты этих гормонов тоже являются в мозге медиаторами: образуются, действуют на специфические рецепторы, и так далее.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Примером такого гормона является холецистокинин — молекула из 33 аминокислот. Кинин — это движение, кинетика. Циста — это пузырь. Холи, холерики — это желчь. Это гормон, который запускает сокращение желчного пузыря, когда пища попадает в наш кишечник. Его кусочек, четыре аминокислоты (холецистокинин-4), является в мозге медиатором, вызывающим панические состояния, состояния страха. Существуют психофизиологические исследования, которые показывают, что чем больше в крови у человека этого пептида, тем он более склонен к паническим состояниям, реакциям испуга. Это же касается многих других пептидов. Вы видите здесь некоторый список. Многие из них специфически регулируют половое поведение, голод, жажду, влияют на память, и так далее. Я уже посетовал прошлый раз, что мы знаем, как регулировать различные довольно тонкие функции организма, а доставить эти пептиды в нужную точку мозга мы не можем, потому что по дороге они разваливаются. Поэтому пока довольно мало пептидных препаратов, которые используются в клинике. В основном они вводятся интраназально — закапываются в нос.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Первым пептидом, медиатором, который был открыт в середине XX века, явилась субстанция Р. Это пептид из 11 аминокислот. Вы его видите в разных вариантах, написана цепочка аминокислот — вот так структурно эта молекула выглядит. Пептид этот передает болевые сигналы. По сути он является функциональным конкурентом опиоидов, эндорфинов. Эндорфины давят слабые болевые сигналы, а вещество Р их передает. Передача болевой информации является довольно уникальный событием в нашем мозге: она организована с участием не одного, а сразу двух медиаторов. На схеме представлен кусочек спинного мозга. Желтым закрашено серое вещество спинного мозга. Вот это — пресинаптическое окончание, из которого при появлении болевых воздействий выделяется вещество Р и глутамат — главный возбуждающий медиатор и пептидный медиатор. Тело нейрона находится рядом со спинным мозгом. Вот этот кружочек изображает тело нервной клетки. Там есть спинномозговые ганглии, и там находятся нейроны, занимающиеся болевой чувствительностью, теплом, холодом, прикосновением, мышечной чувствительностью. Отростки тех нейронов, которые занимаются болевой чувствительностью, дотягиваются до внутренних органов и воспринимают повреждение клеток, реагируют на повреждение клеток и тканей. Откуда возникает боль? Что такое боль? Это и есть наши субъективные переживания повреждения клеток и тканей организма. Поэтому боль возникает по самым разным поводам: ударился — больно, обжегся — больно; химическое вещество, электрический ток. Все это вызывает боль, потому что вызывает повреждения различных наших клеток. Первоисточником боли являются те вещества, которые выбрасываются поврежденными клетками. Некоторые клетки занимаются этим очень специфически направленно. Это прежде всего тучные клетки. У нас в коже и в стенках внутренних органов находятся вот такие клетки. Это — ее ядро, а вот это — везикулы — пузырьки, битком набитые веществами, которые будут сигнализировать о повреждении. Там очень много гистамина. Дальше запускается воспалительная реакция, о чем мы не раз говорили.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Кроме тех веществ, которые наготове, поврежденные клетки еще делают простагландины. Эти вещества возникают из поврежденных мембран. Берется липид поврежденной мембраны, специальный фермент из этого липида делает простагландин. Простагландин — это главное вещество, которое запускает болевое ощущение. Если мы хотим ослабить боль, то мы используем блокаторы образования простагландинов. Они называются ненаркотические анальгетики. К ним относятся аспирин, анальгин, парацетамол — то, что мы обычно используем и покупаем в аптеке без всякого рецепта. Это блокаторы образования простагландинов. Они не влияют ни на какой синапс, они влияют на возникновение болевого ощущения. Если все всерьез, боль очень сильная, запускается не только простагландинами, но и кучей других факторов (кальцием или гистамином) при серьезных повреждениях, тут уже не наркотическими анальгетиками не обойтись. Нужны наркотические анальгетики, которые имитируют эффекты энкефалинов, о чем я рассказывал неделю назад. Морфин — это характерный представитель данной группы. Это вещество способно убрать даже самую сильную боль, но при этом формирует привыкание и зависимость. Поэтому это наркотический анальгетик, который используется только в экстренных случаях. Это строго рецептурный препарат. Получается, что основной болевой сигнал передается с помощью субстанции Р — пептидного медиатора. Выделение субстанции Р тормозится другими пептидными медиаторами, которые называются энкефалинами. Над энкефалиновыми нейронами стоят уже серотониновые нейроны. Помните тему про серотонин? Я рассказывал, что серотонин влияет на базовый уровень болевой чувствительности. У человека с низким болевым порогом, легко реагирующего на боль, здесь выделяется довольно мало серотонина и энкефалинов. Поэтому даже легкие болевые сигналы проходят. У человека с высокий болевым порогом, легко переносящего боль, здесь выделяется много серотонина и много энкефалинов. Поэтому болевые сигналы проходят не так легко, не так интенсивно, и не очень значимые сигналы эффективности срезаются. С субстанцией Р сейчас работают довольно много с точки зрения контроля болевой чувствительности. Ситуация, когда по-настоящему сильную боль мы снимаем только морфиноподобными веществами, не очень хороша. Надо искать еще анальгетики. Возможно, что-то удастся придумать с антагонистами субстанции Р. Это сейчас в работе.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Модельным объектом, который служит для изучения болевой чувствительности, является существо, вызывающее смешанные чувства, под названием голый землекоп. Это такой африканский грызун. Землекопы — это отдельное семейство — не крысы, не хомяки, не суслики. Они сами по себе. Живут они в африканской эфиопской пустыне, практически не выходят на поверхность и грызут в пустыне норы. Мечта каждого голого землекопа — найти гигантскую редьку — тогда еды на всех хватит недели на две. В пустыне растет такое растение, напоминающее очень большую репу или редьку. Живут землекопы большими семьями, очень оригинально и необычно устроенными. Там только одна плодовитая самка, которая с помощью феромонального контроля тормозит овуляцию всех остальных самок, и они становятся рабочими особями. Размножается только одна доминантная пара. Это отдельная история, про которую я упоминал, когда осенью рассказывал о половом поведении, взаимодействии в стае и о лидерстве. Это пример того, как с помощью феромонального контроля можно выстраивать отношения в сообществе. Голые землекопы настолько необычны, что изучаются с разных точек зрения. У них нет гена субстанции Р. Поэтому очень сильно понижена болевая чувствительность. Еще они почему-то очень долго живут, если это можно назвать жизнью — капать всю жизнь норы в темноте, мечтать о редьке и не размножаться. Живут они очень долго, поэтому сейчас с ними работают с точки зрения продления человеческой жизни. Тут более симпатичный вариант изображения землекопа, он тут даже с глазками, хотя на самом деле с глазками у них плохо. Есть информация, что скоро в одном из вивариев МГУ появится колония голых землекопов, может, в течение года или двух. Тогда можно будет на экскурсии ходить. Пока я лично их видел только Берлинском зоопарке: отдельный темный зал с пластиковыми трубами по стенам, по которым ходят голые землекопы. В колонии насчитывается 50-70-100 землекопов, которые живут единым пчелиным ульем.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Еще один интересный пример из области регуляторных пептидов — пептиды-токсины. На мой взгляд, это очень впечатляющий пример. Мы берем совершенно обычные аминокислоты — те, которых полным-полно в нашей самой обычной еде. Потом соединяем их в не очень обычном сочетании и вдруг получаем блокатор кальциевых каналов, блокатор натриевых каналов, блокатор никотиновых рецепторов, блокатор NMDA-рецепторов, и так далее. Надеюсь, еще не забыли про все эти молекулы. О калиевых, кальциевых, натриевых каналах мы говорили, когда речь шла о ПД, о работе синапса. NMDA-рецепторы — это рецепторы, возбуждающие, очень важные. Никотиновые рецепторы — это нервно-мышечные синапсы. Получается, что пептидная молекула, состоящая из обычных аминокислот, может вызвать потрясающие токсические эффекты. Этим как раз пользуются животные. Яды растительные в основном из себя представляют молекулы, сделанные на основе бензола, каких-то сложных колечек. Если не забыли молекулу морфина, она именно так выглядит. Или никотина того же. Напоминаю, что растения делают свои токсины для того, чтобы защищаться от травоядных животных. А яды животных в основном представляют из себя белки или пептидные молекулы — фрагменты белков. Яды таких серьезных существ, как скорпион и тарантул, являются пептидами. Очень впечатляющим примером является яд моллюсков-конусов. Во-первых, он очень короткий — чуть больше десятка аминокислот. Во-вторых, он очень сильный — от моллюска такого не ожидаешь: это же брюхоногий моллюск, улитка. Что от улитки вообще можно ждать? Большинство брюхоногих моллюсков живут в огороде и едят клубнику, или живут на дне море и едят водоросли. Конусы пошли другим путем. Из того языка, который у нормального брюхоногого моллюска лижет растения и добывают еду, они сделали что-то вроде языка хамелеона — выстреливающую конструкцию, на конце которой находится шип, а внутри — канал, по которому стекают конотоксины. Эти токсины настолько сильные, что парализуют рыбу. Если небольшая рыба подплывет к моллюску, она будет мгновенно парализована и потом съедена. Это жутковатый вариант. Эти конусы очень красивы. Человек, который плавает над рифами или просто гуляет в отлив на рифе, так и норовит схватит что-нибудь такое и рискует получить укус в руку. Если укус случится, то человек, скорее всего, потеряет сознание и утонет. От конусов гибнет людей гораздо больше, чем от акул. В основном они водятся в районе Австралии. В этом смысле Австралия — очень тяжелое место. Там живут мишки-коалы, которые падают на голову, когда заснут. Это уже опасно. Представляете, на вас упадет коала с эвкалипта — с высоты 70 м? Это все. Там живут самые ядовитые змеи, самые ядовитые пауки, которые так и норовят заползать в ваши домашние тапочки. Кроме того, там адски ядовитые медузы. В Австралии без гидрокостюма особо никто не купается. А лучше с полной химической защитой это делать. Несмотря на всю красоту Большого Барьерного рифа, все там не просто. Вот кадр о Барьерном рифе, последний, посвященный пептидам.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Я несколько раз повторил, что регуляторных пептидов очень много. Их выделяют около 50 групп. Почему их так много? Что они вообще делают в нашем мозге? Реально оказывается, что, если мы начинаем смотреть на эти пептиды в реальной нервной системе, то многих из них очень мало. Мы видим рецепторы к ним, мы видим гены, которые отвечают за их выработку, но в мозге их обнаруживается походу различных видов деятельности очень мало. Такое ощущение, что они работают далеко не всегда. Есть два взгляда на регуляторные пептиды. Первый — более прямолинейный. Он говорит о том, ничего, что их мало: когда надо они выделяются и все равно работают. Тогда получается, что каждое семейство регуляторных пептидов все равно на своем месте, в нужный момент срабатывает. Мы все это должны учитывать, анализируя реальную работу мозга, реальную деятельность мозга.

Есть второй взгляд, с сильным эволюционным акцентом. В этом случае мы предполагаем, что не все регуляторные пептиды, которые могут формироваться в нашем мозге на самом деле что-то там реально делают. Возможно, что значительная часть этих регуляторных пептидов по сути является чем-то вроде эволюционного рудимента. Когда-то в ходе эволюции они, может быть, играли важную роль, а сейчас уже особо не играют. При этом их рецепторы сохранились, гены сохранились. У нас ведь примерно такая же история с обонятельной системой. Если смотреть, сколько там генов обонятельных рецепторов, то их несколько сот, а работает наша обонятельная система очень плохо: там от силы несколько десятков обонятельных рецепторов функционирует. Все остальное — физиологический рудимент. Возможно, с пептидами та же самая история. Реально в нашем мозге работает гораздо меньше регуляторных пептидов: эндорфин, вещество Р, фрагменты холецистокинина. Остальные, как эволюционные рудименты, просто болтаются, но ничего важного не реализуют. Но это не мешает нам, используя вещества, похожие на эти пептиды, все-таки как бы с черного хода заходить в нервные процессы и влиять на них. Нам эволюция оставила крысиные норы в физиологические механизмы. Если мы сумеем создавать адекватные агонисты и антагонисты, мы, возможно, еще сумеем получить очень тонкие препараты для воздействия на очень избирательные функции нашего мозга. В любом случае с пептидами работать надо. Они эволюционно очень древние и эволюционно очень стабильные. Здесь изображен коралловый риф, который овулирует. Это овуляция кораллового рифы. Если еще не забыли школьную программу, коралловый риф — это куча полипов, которые делают себе известковые домики и в них сидят. Актинию все представляют? Актиния — это то самое, в чем живет рыбка Nemo. Теперь представьте себе, что эта актиния маленькая, размером в пару миллиметров, сделала себе известковый домик, высовывается оттуда только по ночам, фильтрует воду и живет. Размножаются они как все животные: есть яйцеклетки и сперматозоиды. Важно, чтобы весь риф синхронно выбросил яйцеклетки и сперматозоиды. Как это сделать? Представьте Австралию, Большой барьерный риф в несколько тысяч километров. Как сделать, чтобы все синхронно выбросили свои половые клетки? Оказывается, есть два фактора. Первый фактор — это пептидный гормон. Под действием пептидного гормона, который весь риф выделяет дружно, созревают половые клетки. Когда концентрация этого гормона в морской воде достигает критического уровня, все уже находится в состоянии готовности у всех полипов. Интересно, что этот же гормон регулирует созревание половых клеток практически у всех животных, в том числе у человека. Овуляция в женском организме и овуляция в коралловом рифе идет под влиянием почти одного и того же пептида. Вторым фактором, который запускает овуляцию у кораллов, является полнолуние: взошла высокая луна, правильная концентрация гормонов — и вот идет выброс яйцеклеток. Получается снегопад снизу вверх. На Большой Барьерный риф специально приезжают туристы, чтобы надеть гидрокостюм, ночью погрузиться в воду и снимать это чудесное зрелище. Если вы наберете это в YouTube, вы увидите очень красивые картинки. Пептид тот же самый.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

У меня еще есть один пептид. Я не мог его не вставить. Это окситоцин. О нем я очень много говорил осенью, когда рассказывал о привязанности. Как многие пептидные молекулы, сначала это вещество обнаружили и описали, как гормон. Он важен для того, чтобы шла лактация и сокращались протоки молочных желез. Он важен во время родов: запускает сокращение матки. Потом оказалось, что это ключевой медиатор привязанности. Когда формируются самые разные виды привязанности — к родителям и детям, к партнерам по размножению, просто к товарищам по стае, то выделяется окситоцин, модификация синапсов идет на фоне окситоцина. Коротенький довольно пептид, всего 9 аминокислот, вот так завязано колечко. Вот так его романтично изображают, намекая на привязанность. А это вот уже маркетологи такое предлагают: раз окситоцин усиливает привязанность, давайте создадим спрей с окситоцином и продадим его под лозунгом «Если ваш парень как-то к вам начинает охладевать». Предполагается, что, если вы в этом его подозреваете, вы его зажимаете в угол и в нос вливаете ему окситоцин. Или кормите его яичницей, а сами тихонечко за спиной разбрызгиваете это из баллончика, чтобы его чувства к вам вновь засияли с былой яркостью. Конечно, те, кто продают товары, очень в этом заинтересованы. Представляете, вы берете кредит в банке, а сзади разбрызгивают окситоцин, и вам условия кредита кажутся хорошими, а люди — симпатичными. Я, конечно, преувеличиваю, хотя кто его знает. Если кого-то на этом поймают, будет чудовищный скандал. Окситоцин с этой точки зрения изучается. Он работает в эволюции достаточно давно. Привязанность детеныш-родитель уже у некоторых рыб есть. Мы видим, как окситоцин в этом качестве функционирует. Вот в виде комикса это изображено. Везде, где мы испытываем привязанность, везде окситоцин: привязанность к шоколаду, поцелуи и объятия. Если вы сейчас обнимитесь с рядом сидящим человеком, у вас в крови повысится окситоцин. Хотя бы просто пожмите руки друг другу. Конечно, сексуальные отношения очень сильно поднимают окситоцин, особенно во время оргазма. Об этом у меня тоже по осени была отдельная лекция. И, конечно, отношения мамы и ребенка. Во время кормления, потому что окситоцин выделяется при стимуляции сосков, так же как пролактин, о чем я уже говорил, когда о дофамине рассказывал. И, конечно, сам момент родов, потому что сокращение матки — это самое драматичное выделение окситоцина. В этот момент мозг ребенка настраивается на маму, а мозг мамы настраивается на ребенка. Оба они буквально плавают в окситоцине. Все это важно, интересно, и на долгие годы может определять нашу привязанность. Мне недавно прислали статью 2015 года, написанную в Великобритании. Смысл этой статьи в том, что, когда люди совместно выпивают, то у них выделяется окситоцин, и собутыльники становятся более близкими людьми. Поутру человек, с которым вы сильно перебрали, уже кажется почти родным. Это можно назвать переходом к следующей теме, потому что я сегодня буду говорить об алкоголе. Во всяком случае и здесь тоже без окситоцина не обходится.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Прежде, чем мы доберемся до алкоголя, хотелось бы сказать еще об одной важной регуляторной системе — о факторах роста нервов. Эта система не похожа ни на что из того, что я вам уже рассказывал. Эта система имеет отношение прежде всего к сборке мозга и к эмбриональному периоду, или к восстановлению мозга после травм. Факторы роста нервов (ФРМ) — это молекулы, которые направляют рост отростков нервных клеток: рост аксонов, рост дендритов, формирование синапсов. А еще их важнейшая функция — обеспечивать выживание нервных клеток. Те нейроны, которые в итоге эмбриогенеза не сформировали синапсы, дальше погибают: у них нет источника фактора роста нервов, и вообще они не нужны. Зачем нужен нейрон, который не установил никаких контактов? Как вообще формируется наша нервная система? Когда развивается эмбрион, на 3 месяце эмбрионального развития, есть довольно много нервных клеток-предшественниц, которые дальше должны встать на свои места: кто-то будет клетками коры больших полушарий, кто-то — клетками гипоталамуса, кто-то — клетками мозжечка. Как идет миграция нейронов на места постоянного жительства, остается пока большой загадкой. Хотя вот здесь явно работают факторы роста. Направляющими миграции служат глиальные клетки. Напоминаю, что это вспомогательные клетки нервной системы. Сначала они формируют что-то вроде каркаса, дальше по этим волокнам ползут нейроны, у которых пока еще нет никаких отростков, они еще пока мало похожи на нейроны, и занимают свои места в коре, таламусе, гипоталамусе, мозжечке, спинном мозге и так далее. А вот после того, как они встали на свои места, они начинают выпускать отростки. Вы видите здесь маленькую нервную клетку и ее аксон. Этот аксон ползет и нащупывает, с кем он будет устанавливать синапс, контакт. Вот тут-то как раз факторы роста нервов играют колоссальное значение, потому что их выделяет клетка-мишень — клетка, которая хотела бы, чтобы нейрон установил с ней синапс.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Само существование факторов роста нервов было открыто на периферии сначала: было показано, как идет установление иннервации, контакта аксонов со слюнной железой, с мышцей. Потом добрались до центральной нервной системы, где все это изучать гораздо сложнее. Нервно-мышечные синапсы, симпатические и парасимпатические синапсы изучать довольно просто: они крупные, отдельно друг от друга находятся часто. В ЦНС все, конечно, перемешано в очень сложный винегрет. Но там идет то же самое. Чтобы какое-нибудь голубое пятно дотянулось до коры больших полушарий, нейроны коры больших полушарий должны выделять факторы роста, привлекающие норадреналиновые аксоны. Чтобы черная субстанция дотянулась до базальных ганглиев, нужно, чтобы нейроны базальных ганглиев выделяли факторы роста, привлекающие дофаминовые аксоны. И так далее, и так далее. Здесь показана эта логика. Получается, что аксон этой нервной клетки растет в направлении другого нейрона. Тут в мелком масштабе показано. Снизу находится тот нейрон, который выпускает аксон, сверху — нейрон-мишень. Нейрон-мишень выделяет факторы роста нервов. Эти факторы роста нервов играют две функции. Во-первых, они привлекают аксон, и он растет по направлению к мишени. Во-вторых, аксон захватывает эти факторы роста нервов, они садятся на специфический рецептор, дальше этот рецептор тонет в цитоплазме растущего нейрона и переносится в ядро этой нервной клетки. Здесь приток факторов роста нервов обозначает, что нейрон должен жить и будет жить. Это значит, что он устанавливает синапс — значит, он будет полезен для мозга. Если этот приток прекратится, это будет означать, что нейрон не установил синапс, и этот нейрон через некоторое время погибнет. В тот момент, когда нервная система уже вся сформирована, синапсы уже стабилизировались, выделение факторов роста нервов клетками-мишенями падает, но не исчезает совсем. Всю жизнь нашего мозга все постсинаптические мембраны потихонечку выделяют факторы роста нервов, подтверждая тем нейронам, которые формируют пресинаптические окончания, что они нужны, должны жить. Все это, конечно, очень важно.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Сейчас мы знаем около десятка факторов роста нервов, которые обладают мощнейшими ноотропными свойствами. Их дополнительное введении в мозг довольно серьезно активирует работу всех нервных клеток, обмен веществ. Клетки, которые находятся в плохом состоянии, начинают чувствовать себя лучше. Надо сказать, что основной механизм действия препарата Семакс, который я периодически упоминаю, как раз состоит в активации образования факторов роста нервов. Проблема в том, что эти факторы роста нервов очень сложно довести до мозга. Это даже не пептиды, это большие белковые молекулы. Есть отдельные эксперименты по их введению в нос, но пока все только начинается. Хотя факторы роста рассматривают, как серьезную группу препаратов для борьбы с нейродегенерациями — болезнью Альцгеймера или паркинсонизмом. Смотрите, что получается. Мы очень хотим научиться чинить мозг, даже если это не нейродегенерация, а просто травма или инсульт, когда возникают очаги гибели нейронов. Очень бы хотелось как-то помочь мозгу залатать эти дыры. Как это можно сделать? Идея, которая в последнее десятилетие очень активно обсуждается, изучается — это использование стволовых клеток — клеток, которые еще не стали нейронами, но мы их вносим в зону инсульта, там объясняем им с помощью регуляторов, как стать нейронами, они выпускают отростки. И мы надеемся, что они этими отростками зашьют дыру в разорванном спинном мозге. Эта идея очень понятна, но без факторов роста нервов, видимо, мало что выйдет. Мы должны не просто объяснить стволовым клетках, что теперь они нейроны. Мы по идее должны им еще сказать, куда направить им их аксоны. А это без факторов роста нервов не обойдется. Такая же проблема возникает, когда мы начинаем заниматься тканевой инженерией. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Это одно из самых современных биотехнологических направлений, когда на готовом синтетическом каркасе, мы пытаемся собирать некие органы из стволовых клеток. Здесь тоже факторы роста колоссально важны. Надо сказать, что есть не только факторы роста нервов. Есть фактора роста сосудов. Чтобы создать зуб или сердце, мы должны не только ткань мышечную или костную вырастить, но и заставить туда прорасти сосуды. А это уже факторы роста. Во всяком случае, это очень интересная и отдельная область современной биологии. Начала все это Рита Леви-Монтальчини — легендарная итальянская исследовательница, которая в 1986 году получила Нобелевскую премию за открытие факторов роста. Кому интересна эта область, хотя бы почитайте ее биографию: человек прожил больше 100 лет и прошел все круги ада и рая. Вы видите ее в расцвете своей научной карьеры в 50-60-ые годы.

Здесь еще раз иллюстрируется идея факторов роста — аксоны направляются к неким клеткам-мишеням. Если мы хотим лечить паркинсонизм, мы не просто должны ввести стволовые клетки в поврежденную черную субстанцию, но как-то объяснить им, что надо аксоны запускать в базальные ганглии. Без факторов роста это никак не получится.

Откуда мы можем взять стволовые клетки? Вариант, который в конце XX века пытались использовать, это эмбриональный материал. Сейчас это уже почти ушло в прошлое. Второй вариант — это наши собственные стволовые клетки, клетки красного костного мозга. Они у каждого из нас есть. Их без проблем можно превратить в мышцу, в сухожилие, в сосуд. Это легче. В нервную клетку — сложнее, но возможно. Надо сказать, что у нас кое-где в организме есть все-таки стволовые нервные клетки. Например они находятся в гиппокампе, о котором я не раз упоминал.

Но относительно доступные мозговые стволовые нервные клетки находятся у нас в носовой полости. В верхней части носовой полости расположены обонятельные рецепторы — зелененькие клетки, которые реагирует на запахи. Обонятельные рецепторы являются настоящими нейронами. У них есть аксон, который дальше через решетчатую кость уходит в большие полушария, в структуру, которая называется обонятельной луковицей — аналог таламуса для обонятельной системы. Эти зелененькие обонятельные рецепторы, несмотря на очень специфическую функцию и довольно необычный вид, являются настоящими нейронами.

Характерно, что живут они не очень долго — пару-тройку месяцев, погибают, и им на смену приходят другие обонятельные рецепторы, которые формируются из базальных клеток обонятельного эпителия. Синим цветом отмечены базальные клетки. Базальные клетки являются по сути стволовыми нервными клетками, потому что эта клетка превращается в нейрон, обонятельный рецептор. Вырастает аксон, который дальше растет в обонятельную луковицу, и так далее. Возникла идея использовать обонятельную слизистую для того, чтобы выделить эти клетки, вырастить их отдельно в чашке Петри, а потом этому же самому человеку, чтобы не было проблем с совместимостью тканей, ввести в зону повреждения, например, спинного мозга, и попытаться зашить эту дырку.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=GaP7_yjMFxU

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Просматривая прошлую лекцию, я понял, что конец немножко скомкался: аденозини кофеин заслуживают гораздо более серьезного разговора, на который у нас нет времени. Но несколько слов я скажу. Напоминаю, что последнее вещество, которое я вам показал, медиатор, возникающий при глубоком распаде АТФ, аденозин действует на соответствующие рецепторы аденозиновые, тормозится работа самых разных клеток нашего организма, в том числе нервных клеток. Возникает субъективное состояние утомления. Если мы используем антагонисты аденозиновых рецепторов, то это состояние утомления оказывается не столь выраженным, а порой даже бодрость возникает. На этом основано действие кофеина и кофеиноподобных молекул — теина, теобромина — компонентов кофе, чая, какао. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Несколько сотен растений вырабатывают кофеиноподобные молекулы. Они являются основой различных энергетических напитков, которые испокон веков дарят человечеству бодрость. Хотя, если серьезно посмотреть на ситуацию, то надо понимать, что никакой энергии кофеин с собой не несет, всего лишь заставляет организм использовать неприкосновенный запас АТФ энергии, но тем не менее помогает в экстренных ситуациях поднять тонус мозга. Оказывается, что именно кофеин является самым распространенным и продаваемым психотропным препаратом в нашем мире. Парадокс в том, что в аптеках таблетка кофеина — это рецепт, а чашечка кофе в кафе продается без рецепта. Без всяких возрастных ограничений все эти напитки (чай, какао, кола) действуют на мозг человечества и помогают нам преодолевать проблемы. Иногда они становятся источниками привыкания и зависимости. Если можно, сядьте поплотнее, пожалуйста. Народ еще только прибывает. Плотнее, ближе друг к другу.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Я понял, что надо хотя бы два слова сказать о великой тройке — чай, кофе, шоколад или какао. Вы по этой картинке легко понимаете, что чай — это китайский напиток. Существуют как минимум две легенды, откуда он взялся. По одной легенде древний император, который был наполовину драконом, а наполовину человеком — Шэнь-нун, основатель земледелия и медицины, еще сильно до нашей эры нашел это растение и рассказал людям, как его использовать. По другой легенде все дело в Бодхидхарме, который был 28 патриархом буддизма. Этот бородатый мужчина, придя из Индии в Китай, основал буддизм, Шаолиньский монастырь, показал, как правильно медитировать. Однажды во время медитации глаза его стали предательски слипаться, тогда он то ли ресницы себе вырвал, то ли вообще веки. Судя по этой картинке, он вырвал себе веки. Так и дальше он жил без век. Вырванные веки превратились в чайные листья, которые дарят людям бодрость. В Европе чай известен с XVII века, его сначала португальцы привезли. Потом, когда английская империя стала распространяться, особенно во времена Королевы Виктории, чай стал мощнейшим продуктом, который выращивался в Индии, в Цейлоне. Были специальные чайные клиперы — самые страшные парусные корабли, стремительно доставлявшие чай в Европу. Это не только бодрящий напиток, это еще целая культура. Вы здесь видите элемент японской чайной церемонии, которая особенно приятна где-нибудь под цветущей сакурой. В Москве есть настоящий японский сад, он находится в большом Ботаническом саду, где ВДНХ. Совсем скоро там зацветет сакура. Если будет время, можете сходить туда помедитировать. Насчет чая не уверен, но вообще очень красиво.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Какао и шоколад. Это растение южноамериканское, с экваториальной части Южной Америки. Известно оно прежде всего индейцам, ацтекам Майя. Этот напиток имел и сакральное значение, и ежедневно они его пили. Брали семена какао, растирали их, растворяли в холодной воде, добавляли перец. Этот бодрящий напиток и использовался. Дальше все это европейцам стало известно. В XVI веке какао привезли в Европу, стали пить горячим и сладким. Получилось гораздо лучше. Это был прежде всего дамский напиток. Чай — это больше мужской напиток в высших сферах и слоях Европы, а какао — дамский. Все это шло само собой. Но в XIX веке придумали шоколад. Зерно какао растирается в порошок, из него выдавливается масло, этот какао-порошок смешивается с маслом уже в той пропорции, в которой вы хотите. Совсем прорыв мысли — это добавить туда сухое молоко. В этот момент возник настоящий шоколад. Это случилось в районе 1870 года. Сделали это швейцарские мозги. Анри Нестле и Рудольф Линдт — основатели производства не просто шоколада, а молочного шоколад. До сих пор шоколад «Нестле» и «Линдт» — это очень круто. Линдт придумал и понял, что шоколад нужно очень долго размешивать. Если вы хотите получить хороший шоколад, то специальная машина с мраморной чашей, чтобы не было контакта с металлом, должна не меньше суток вымешивать шоколадную массу. Тогда получится что-то приличное. А лучше вымешивать пятеро суток — тогда будет совсем круто. Это необычно, потому что большинство продуктов от контакта с кислородом портятся, а шоколад только лучше становится, по крайней мере в момент возникновения. Вы видите здесь Анри Нестле — основателя шоколадной империи, которая и сейчас себя очень неплохо чувствует.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Два слова о кофе. Это растение эфиопское, с плоскогорья Эфиопии. Исходные сорта кофе, арабика, растут на высоте примерно 1000 метров. Робуста, которая попроще, может и на уровне моря расти, а арабике нужны плоскогорья. Видимо, эфиопские жители использовали ягоды кофе, как нечто бодрящее, испокон века. Когда пришли арабы, они некоторое время тоже это пытались делать, но как-то было невкусно. Взять ягоду кофе вместе с зерном, перемолоть, получить питательный горьковатый напиток — это неплохо, но не очень радует. Только в XII веке догадались, что нужно кофе растирать в порошок, заливать горячей водой и пить этот отвар. Постепенно стали появляться кофейни. В XV-XVII веках произошел коммерческий взрыв, когда кофеен стало много. Вот первая кофейня в Константинополе XVI века.

В XVII веке это все пришло в Европу довольно насильственным путем. Османская империя пыталась откусить кусок Европы, дошла до Дуная, Вена была в осаде. И сейчас идет с той стороны миграция, а тогда это протекало в гораздо более явной форме. Если вы попадаете в Вену, вам показывают Собор Святого Стефана, в стенах которого до сих пор торчат турецкие ядра. Во время осады Вены довольно немалую роль сыграл украинский казак Юрий Кульчицкий. Он из Львовской области, там ему памятник поставили. Он одно время был в турецком плену в молодости, выучил турецкий язык, прекрасно маскировался под турка, был там замечательным разведчиком. Когда все кончилось, ему предложили выбрать из турецкого обоза такой трофей, который он захочет. Он забрал весь кофе, который там был, 300 мешков, и основал первую в Вене кофейню. Будучи в турецком плену, он все это оценил. Поначалу дело не очень шло. Здесь вы видите памятник Кульчицкому, который стоит в центре Вены. Там даже есть маленькая улочка Кульчицкого. У него тут кувшин в руках, он ходил разливал этот напиток. Поначалу не очень шло, но дальше он придумал два прекрасных маркетинговых хода. Во-первых, он стал добавлять молоко и сахар. Получился венский кофе. Во-вторых, он сказал гражданам Вены, что они пьют не просто кофе, а турецкую кровь. Кроме того, он изобрел рогалики- круассаны. Это же турецкий полумесяц. Вы пьете турецкую кровь и съедаете символ Турции. Конечно, это было классно.

Дальше началось проникновение кофе в Европу. Хотя поначалу ему сопротивлялись. Были идеи о том, что все это вредно. Хотя чай, какао исходно позиционировались как лекарственные напитки, а потом уже стали напитками для каждого дня, а с кофе сразу были подозрения, что что-то не так. Шведский король Густав III в середине XVIII века поставил один из первых медицинских экспериментов. Он взял двух близнецов, приговоренных к смертной казни за нехорошие дела, одному велел каждый день давать три кружки крепкого кофе, а второму — три кружки крепкого чая. Это не очень правильный эксперимент: контроля как такового не было. Он думал, что поживут они 2-3 года и от этих ужасных напитков помрут. Но нет. Все оказалось гораздо хуже. Сначала умер король: его убили во время одного из заговоров. Потом умерли два врача, наблюдавшие за близнецами. В итоге проиграл тот, который пил чай: он прожил всего 83 года. История не сохранила, сколько прожил тот, который пил кофе. Ясно, что больше. Вот такая история. Все это, конечно, интересно. О кофе, шоколаде и чае можно рассказывать долго-долго. Это то, что является частью человеческой культуры и огромной частью экономики. Объем продаж этих продуктов ненамного уступает объему продажи нефти. Это огромная часть мировой экономики.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Еще один момент, связанный с аденозином и с такой болезнью, как подагра. Может быть, слышали. Это заболевание, которое связано с нарушением азотистого обмена в организме человека. Почки не успевают выводить все отходы, а основной отход — это мочевина. Тогда часть мочевины превращается в мочевую кислоту. Она изображена на белом фоне. Это результат распада обычных пищевых белков. У обычного человека ее в крови мало, а у человека с подагрой — довольно много. Посмотрите, насколько она похожа на кофеин. Она тоже является антагонистом аденозиновых рецепторов. Когда ее в крови много, она оказывает постоянное активационное действие, как будто человек все время немножко под кофеином. Все бы хорошо, но мочевая кислота довольно легко выпадает в осадок при понижении температуры. А где у человека понижается температура? Прежде всего в суставах пальцев. Когда руки замерзают, там возникают кристаллики мочевой кислоты, а дальше воспаление, подагра, боли. В итоге человек может оказаться уже к 50-60 годам в довольно плохом состоянии, при этом мозг его очень хорошо работает. Зачастую уже не в очень подвижном состоянии какие-то полководцы или императоры продолжали управлять государством, водить войска в битвы, хотя сами передвигались на носилках. Вот такая подагра. Если посмотреть, насколько она распространена, то подагриком является примерно каждый двухсотый человек — 0,5% популяции. Еще в 70-е годы прошлого века Владимир Павлович Эфроимсон, советский генетик, подробнее проанализировал историю человечества с точки зрения подагры и посмотрел в разных энциклопедиях, сколько среди знаменитых людей было больных подагрой. Оказалось, что, если брать энциклопедии разных стран, среди людей, попавших в эти энциклопедии, от 5 до 10% больных подагрой — в 10 раз больше, чем в среднем по популяции. Если взять людей, которые действительно великие, которые попали в энциклопедии разных стран, не только во французскую, английскую или российскую, а и во французскую, и в российскую, и в английскую, то среди них подагриков уже 10-20%. Если взять гениев-титанов, которые попали не просто в энциклопедии, а в школьные учебники, то среди них подагриков не меньше трети. Это интересный пример того, как особенности обмена веществ в организме так могут воздействовать на работу мозга, что меняется сама личность человека. Хоть и немного, но на большом статистическом материале это получается. Я начал список знаменитых людей, которые болели подагрой, начиная от Александра Македонского, Цезаря, дальше деятели науки и искусства. Список этот очень велик. В конце концов необязательно болеть подагрой: есть чай, кофе, шоколад. Если все это употреблять в разумных пределах, то это один из факторов, которые помогают регулировать наше собственное состояние организма. За 100-200 мг в сутки лучше не выходить.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Следующая наша тема — медиатор, который называется анандамид. Это очень необычный медиатор по своей химической структуре. Анандамид — это кусок липида, молекулы жира. Большинство медиаторов, про которые мы говорили, это в основном аминокислоты или кусочки аминокислот, или что-нибудь вроде аденозина, ацетилхолина, не имеющих особого отношения к жиру. Анандамид возникает в тот момент, когда от кусочка липида специальный фермент откусывает хвост жирной кислоты и дальше формирует эту молекулу. Система рецепторов к анандамиду чувствительна к каннабиноидам — токсинам конопли, к тому, что называется марихуаной. Как часто в этих сферах бывает, сначала человечество нащупало наркотический препарат, он же в каких-то вариантах лекарственный, а потом уже в XX веке ученые находили рецепторы, а потом находили медиаторы. Вот так случилось и с анандамидом. Сначала нашли каннабиноидные рецепторы (CB рецепторы), а потом обнаружили анандамид. Система анандамида является одной из общетонизирующих систем нашего мозга, такая же примерно, как норадреналин или гистамин. Поэтому эффекты марихуаны и каннабиноидов во многом рекреационные — примерно то же, что я говорил о никотине. Идет усреднение состояния мозга, снятие стресса, порой небольшие положительные эмоции. В целом получается достаточно характерное действие, которое в реальном мозге реализует анандамид.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Анандамид — это очень необычный медиатор не только по своей химической структуре. Из-за того, что он возник из молекулы жирной кислоты, в принципе сам анандамид легко проходит через мембраны и является одним из редких примеров того, как сигнал передается не от аксона следующей клетке, а в противоположном направлении — от постсинаптической клетки на пресинаптическое окончание. С помощью анандамида постсинаптическая клетка может сообщить пресинапсу, откуда выделяется основной медиатор, о каких-то своих потребностях. Основные эффекты анандамида — тормозные. Он синтезируется в цитоплазме постсинаптической клетки, выходит в синаптическую щель, действует на пресиноптические рецепторы и в основном подтормаживает экзоцитоз медиатора. Самые разные медиаторы подвергаются действиям анандамида, каннабиоидные в том числе. Чаще всего попадаются статьи с анализом тормозящего действия анандамида на выделение ГАМК, глутамата, дофамина, норадреналина. Все происходит очень точечно и довольно индивидуально. Это вещество может снять и избыточное возбуждение вплоть до противосудорожного, антиэпилептического действия. Оно может снять избыточное торможение: для эффектов марихуаны характерно вербальное растормаживание, человек становится очень болтливым. А еще оно может снять тревожность и даже вызвать положительные эмоции. Довольно много настроечных эффектов, характерных как для анадамида, так и для его агонистов.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

В мозге очень много каннабиноидных рецепторов, СВ-рецепторов. Вы видите на томограмме показано, что они везде распространены. Их полным-полно в коре больших полушарий, в базальных ганглиях. Современная фармакология очень серьезно с анандамидом работает. На его основе можно создавать (и они создаются) синтетические его агонисты, которые отчасти напоминают алкалоиды, токсины марихуаны, но не являются ими. Это синтетические аналоги анандамида. Их можно использовать как анальгетики, они обладают мощным противорвотным действием, помогают людям, которые находятся под химиотерапией во время онкологии. Есть данные, их все больше и больше, что эти вещества эффективны при нейродегенерациях, способны не лечить, но хотя бы тормозить болезнь Альцгеймера и тормозить развитие болезни Паркинсона. Еще раз повторяю, речь идет именно об аналогах каннабиноидов и анандамида. Те лекарственные препараты, которые выпускаются в Канаде, Соединенных Штатах, являются такими веществами. Тем не менее существуют данные о том, что и само курение марихуаны может вызывать и некоторое обезболивание, и противорвотный эффект. Каждое государство само и недостаточно индивидуально решает вопрос об отношении к конопле и к марихуане. У нас в стране это однозначно наркотик со всеми вытекающими последствиями. В Соединенных Штатах довольно большой процент (треть Штатов) допускает использование марихуаны в медицинских целях: человеку, который находится под химиотерапией, доктор может выписать не просто агонисты анандамида, но и марихуану для курения. Каждая административная единица сама решает эту проблему. Примерно та же самая ситуация в Европе, очень все по-разному. Только вчера у нас был очный тур универсиады. Знаете про такое событие? Вы же тоже в нем участвуете? Одна из наших студенток как раз сделала доклад, посвященный синтетическим аналогом каннабиноидов. Маша Борисова очень хороший доклад сделала. Она работала на экспериментальных животных, на крысах, в сотрудничестве с голландскими коллегами. Они делают синтетические аналоги анандамида. Было показано их антиэпилептическое действие на лабораторных животных. Более того, повышается процент выживших нервных клеток. Помните, я рассказывал про эпилепсию? О том, что там при длительных и сильных припадках просто гибнут нервные клетки. Вот эти столбики показывают процент погибших нейронов в гиппокампе. Вот это — крысы без эпилепсии, это — крысы с эпилепсией, а это — крысы, когда им после припадка вводится Win 55,212-2 — синтетический аналог, который, возможно, станет в конце концов лекарственным препаратом. Маша сделала очень хороший, очень квалифицированный доклад.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Марихуана известна человечеству тысячи лет, в самых разных вариантах используется все растение: и соцветия, и семена, и пыльца. Особенно мощным действием и большой концентрацией каннабиноидов характеризуются смола и пыльца женских растений. Поэтому на картинках с марихуаной часто образ женщины представлен. Еще раз повторяю, что в разных странах отношение к курению марихуаны разное. В большинстве случаев это все-равно наркотик. В Соединенных Штатах, если вам доктор выписал марихуану, вы ее курите, то не забудьте рецепт с собой взять, а то в тюрьму попадете. Все равно это является уголовно наказуемым преступлением, не говоря уже о том, чтобы ее продавать и распространять.

Вот здесь перечислены те психические изменения, которые возникают с человеком при курении марихуаны. Они достаточно характерны, включают в себя расслабленность (идет торможение дофаминовой системы), активацию речевых центров: все люди, не слушая друг друга, говорят, смеются. Темы могут быть самые разные. Часто это темы, которые до этого не вызывали никакого интереса, но мозг как-то так заклинило, что начали обсуждать, какой майонез вкуснее. Повышается чувствительность к внешним стимулам, еда начинает казаться очень вкусной. Человек, который курит марихуану, съедает в два-три раза больше еды. Дальше начинаются уже проблемы с контролем веса. Изменяется восприятие времени, идет замедление времени, зависание человека. Дальше, как в анекдоте — шарик по небу, голос мамы из кухни: «Сынок, иди пообедать, третий день на балконе стоишь!». Примерно так. Характерна умеренная эйфория, смешливость. Все-таки эффект довольно индивидуален. Порой возникают и дисфория, и беспокойство, и тахикардия, и головная боль. Все это весьма индивидуально. Это условно позитивные эффекты. Вы видите на экране молодого Шварценеггера до того, как он был губернатором Калифорнии.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

При передозировке симптоматика, которую я назвал, становится слишком выраженной. Передозировать марихуану достаточно легко. В сравнении с другим общеупотребимым наркотиком, который называется алкоголь, доза марихуаны контролируется гораздо хуже. Несколько лишних затяжек, и серые пятна, которые вас в этот момент будут окружать, начнут себя вести как-то не очень адекватно, начнется бред, дезориентация, паника, галлюцинации или еще какие-то такие странные состояния. Именно для марихуаны характерно то, что в ее случае галлюцинации вообще никак не связаны с внешним миром. В случае психоделиков галлюцинации подсказываются внешним миром: вы лежите носом в ковер, и вам кажется, что вы ходите по райскому ботаническому саду. А в случае с гашишем и марихуаной галлюцинации просто сваливаются откуда-то из вероятностного мира, могут быть о чем угодно. Врачи скорой помощи знают этот эффект зависания — человек просто погружается в ступор на несколько часов, окружающие пугаются, вызывают скорую помощь.

Если человек регулярно употребляет марихуану, то это отдельная проблема. Список неприятностей начинается просто с негативного действия на легкие. Я об этом говорил, когда рассказал про никотин. Здесь ситуация такая же, даже хуже. Выжигаются легкие, повышается риск рака легких в разы — в 20 раз. Это, конечно, нехорошо. Оказывается негативное действие на половые функции, на развитие плода: беременным вообще нужно быть особенно аккуратными. Формируется зависимость. Если человек курит 4-5 раз в неделю, то без этой зависимости уже не обойтись. А если не получает человек вовремя дозу, то возникают абстинентные синдромы, который названы гашишным психозом. По большому счету происходит неостановимое сползание IQ вниз, мозги реально тупеют.

Кроме того, как при всяком употреблении наркотика, исчезает мотивация делать что-то в реальном мире. Зачем? Вот оно удовольствие, вот она эта сигарета. Зачем я буду строить бизнес-планы или продвигать какие-то научные проекты? Все это весьма неприятно. Еще раз повторяю, что каждая страна решает отношение к марихуане сама. В каких-то странах это вещество входит в список условных наркотиков. Где-нибудь в Испании вы можете выращивать на огороде для себя несколько растений, вас никто не тронет. А у нас это реальный наркотик, за которой вы попадете под уголовную ответственность. Все это регулируется очень четко законодательно. Вот здесь небольшая статистика. В Российской Федерации по оценкам международных органов, которые занимаются наркологией, где-то 3,5% населения употребляет марихуану. В Европе, в Соединенных Штатах процент заметно выше. Там к этому относятся попроще. Хотя тоже, конечно, немало людей борется за то, чтобы всерьез марихуану убрать, потому что негативные эффекты весьма очевидны. Одно дело — медицинское использование не марихуаны, а все-таки синтетических аналогов — каннабиноидов, и тогда все правильно и понятно; другое дело — само курение, тогда куча проблем возникает. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Вы видите плакат, выпущенный в Калифорнии. Потом сможете подробнее его рассмотреть. На нем рассказывается и о действии каннабиноидов на мозг, и о тех неприятностях, которые вас подстерегают: гормональных нарушениях, сползании IQ, потери мотивации и так далее. С другой стороны, существуют люди, которые выступают за легализацию марихуаны. Особенно это развито в Нидерландах. Есть исследования, которые спрашивают, чем марихуана хуже алкоголя. На самом деле и то, и другое — это плохо, вред мозгу наносится достаточно серьезный. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Существуют даже очень толерантные мероприятия — каннабис-парады, где основной объект — это огромные косяки, которые объединяют людей. Самый большой каннабис-парад проводится ежегодно в Берлине, в августе. Там собираются десятки тысяч участников в зеленых костюмчиках. Это не День Святого Патрика, а это каннабис-парад.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

В последнее время в этой сфере, в сфере синтетических аналогов каннабиноидов, вообще каннабиноидов, возникла одна очень неприятная штука. Дизайнеры наркотиков, умелые химики, прежде всего китайские, стали делать синтетические аналоги каннабиноидов. Видите, вот хвост жирной кислоты, а тут еще что-то подозрительно намекающее на амфетамины. Надеюсь, вы уже видите эти молекулы. Все это — спайсы. Они, к сожалению, являются сейчас очень серьезной проблемой. Сама по себе идея дизайна наркотиков связана с выходом из-под юридического пресса. В тот момент, когда вы изобрели некую молекулу, вы можете ее продавать, и никто не имеет права вас поймать, посадить в тюрьму. Потому что эта молекула не запрещена.

Пока юристы что-то сделают, пока осознается опасность, пока пройдут процедуры, будет принят закон, пройдет не меньше полугода. За это время вы изобретете новую молекулу и ее будете продавать. Драг-дизайн становится отдельной сферой жизни человечества. При этом мир един, самолеты летают. Спайсы позиционировались исходно, как травяные смеси для курения. Там действительно всякие травки типа чабреца или ромашки. Все очень природное. Только в это природное добавлены синтетические каннабиоиды — немножко, но достаточно, чтобы вызывать эффекты похожие на каннабис, и эффекты, про которые никто ничего не знает, потому что это же драг-дизайн: никто не проводит длительных клинических испытаний.

Есть молекула, изобретатель сам ее попробовал — нормально, штырит. И дальше уже друзьям, а друзья друзьям, и понеслось. Если это еще поддерживается большими наркотическими деньгами, картелями, то все принимает очень серьезные формы. Спайсы и для нашей страны представляют серьезную проблему. Проблема в том, что компонент галлюцинаторный гораздо сильнее выражен. Порой эффекты ближе к эффектам ЛСД: уже нет эйфории, а есть тревожность, галлюцинации, паника. Порой крышу сносит серьезно, надолго, иногда и навсегда. Спайсы — это очень непростая штука.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Мне однажды года 2-3 назад пришлось участвовать в программе «Мозговой штурм». Есть ведущая Анна Урманцева, которая очень хорошие делает передачи. Я у нее раза три снимался. Эта передача как раз была посвящена спайсам. Нас было четверо гостей: я как физиолог, нарколог из клиники Маршака и два наркополицейских. Вы можете посмотреть в сети, там эта запись есть. Два мужика в мундирах, очень серьезных. Один — оперативник, который все это дело ловит, а второй — эксперт, который в химической лаборатории пытается поймать эту новую молекулу и как-то запустить процесс юридического запрета. И вот они говорили о том, насколько все это сложно сейчас. Помимо того, что полиция старается, любой здравомыслящий человек должен понимать, насколько велика опасность использования именно таких веществ, вообще непроверенных. За кокаином или никотином стоит столетняя история. А тут молекула, которую сделали 2 месяца назад. Что она сотворит с вашим мозгом?

Наверное, самый яркий пример эффекта, который дали дизайнерские наркотики, это вещество под названием МФТР — метил-фенил-тетрагидропиридин. Это была попытка создать что-то наподобие амфетамина или ЛСД. Студент Бари Кидстон в 1976 году сделал это вещество, сам принял, друзьям дал, друзья дали другим друзьям. Эффект вроде был эйфорический, даже где-то похожий на эффект от морфина. А потом после нескольких приемов оказалось, что это вещество является мощнейшим нейротоксином. Никто просто не ожидал этого. Оно убивает нейроны черной субстанции.

Это вещество влезает в обмен дофамина таким образом, что нейроны дофаминовые помирают, прежде всего черная субстанция и покрышка. Возникло примерно 400 человек, ставших паркинсониками, которых уже не вылечишь. Здесь вы видите целую семью паркинсоников. Сам Кидстон оказался серьезным наркоманом. В конце концов он умер от передозировки кокаина. Метил-фенил-тетрагидропиридин стал токсикологической моделью паркинсонизма. Сейчас это вещество используется для того, чтобы на крысах или обезьянах моделировать паркинсонизм, потому что реально очень похоже на клиническую картину паркинсонизма. Лучше бы, конечно, клинические модели каким-то другим путем изобретались, а не путем слепого тыка и драг-дизайна.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

Достаточно про анандамид и марихуану. Переходим к еще одной группе, самой серьезной группе, если мы говорим о наркотиках, и серьезнейшей группе лекарственных препаратов. Это опиоиды, опиоидные пептиды, эндорфины. Опиум известен человечеству тысячи лет. Что это такое? Это мак — Papaver somniferum, с белыми, лиловатыми цветками. На незрелой маковой головке делается разрез. Сок, который выступает и подсыхает, это и есть опиум. Опиум человечеству в Старом Свете известен испокон веков. Его настойки использовались как успокаивающий, обезболивающий и снотворный препарат, дающий умеренную эйфорию. Как только химия начала развиваться, уже в 1804 году (Пушкин еще был мальчиком) выделили из опиума его действующее начало.

Поскольку сам опиум был довольно заметным снотворным препаратом, то дали этому веществу название морфин, которое произошло от имени бога сладких сновидений — Морфея. Хотя потом оказалось, что обезболивающее и эйфорическое действие гораздо более ярко себя проявляет. Сильно попозже узнали, как выглядит эта молекула. Вот это молекула морфина. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=8V07gKT3OU4

У нас сегодня уже седьмая лекция, мы переходим на вторую половину нашего курса. Следующие три лекции будут плотно посвящены тем психотропным препаратам, которые всерьез меняют состояние мозга и особенно мощно воздействуют на психоэмоциональную сферу. Это такие вещества, как дофамин, серотонин, опиоиды — вещества, которые, с одной стороны, являются предтечами лекарственных препаратов, а с другой стороны, на их базе созданы обширные группы наркотических веществ. Обо всем этом я буду рассказывать. Сегодня мы начинаем с дофамина. Сейчас попробую запустить процесс. Пошло. Вспомним, что мы уже прошли. Мы говорили пока что о четырех медиаторах: ацетилхолине, норадреналине, глутаминовой кислоте, ГАМК. При этом это очень разные вещества с разными функциями. Это разнообразие и в дальнейшем сохранится. У каждого медиатора свое лицо и своя индивидуальная связь с различными задачами, которые решает нервная система. Следующие две лекции будут посвящены дофамину и серотонину — ключевым медиаторам, обуславливающим нашу психоэмоциональную сферу, мотивационную, потребностную. Когда я осенью читал курс «Мозг и потребности», там дофамин и серотонин очень часто появлялись, практически в каждой лекции. Кроме дофамина и серотонина мы будем говорить еще довольно об обширном списке медиаторов. Можно сказать, что все только начинается. Предполагается, что к этому моменту вы уже понимаете общие принципы работы синапсов, мозга и готовы уже более глубоко воспринимать материал, касающийся психофармакологии во всех ее разнообразных аспектах.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Давайте осознаем небольшой список медиаторов: норадреналин, дофамин, серотонин, гистамин. О гистамине и серотонине еще будет разговор. Все эти вещества — химические родственники: даже не двоюродные, а троюродные братья и сестры, но все-таки. Они относятся к группе веществ, которые называют моноаминами. Получаются эти вещества в общем стандартным путем. Берется незаменимая пищевая аминокислота, которая пришла с едой: мы только с едой ее получаем. Дальше некий фермент отщепляет от нее углекислый газ. Кислоты не остается, C-ОH-группа уходит, остается только аминогруппа. То, что выходит, называется моноаминами. Это важнейшая категория и медиаторов, и гормонов. Дофамин относится к этой команде. У всех моноаминов есть общие точки соприкосновения, например, способ инактивации. Давайте вспомним, как возникает дофамин. Эта схема была в лекции, посвященной норадреналину. Берется пищевая аминокислота тирозин и в два хода превращается в дофамин. Сначала тирозингидроксилаза из дофамина делает L-дофу. Сегодня L-дофа нам понадобится: это важный лекарственный препарат. Потом происходит декарбоксилирование, отщепляется CО-группа, углекислый газ, и получается дофамин. Если дальше разрушать молекулу, то будет норадреналин, адреналин. Мы сегодня туда не пойдем. Остановимся на дофамине. Надо сказать, что дофамин — это медиатор центральной нервной системы, на периферии его немного — исчезающе мало. А вот в мозге мы его обнаруживаем в трех основных зонах: двух областях среднего мозга и гипоталамусе. В среднем мозге дофаминовые нейроны образуют два скопления — черную субстанцию и вентральную покрышку среднего мозга. Мишени у этих двух скоплений существенно разные. В черной субстанции аксоны в основном идут в двигательную часть базальных ганглиев, о которых я сегодня подробнее расскажу. В покрышке аксоны идут большей частью в кору, хотя некоторая доля попадает и в базальные ганглии, но не в двигательные центры, а в центры, связанные с потребностями и мотивациями. В третьей гипоталамической зоне у нервных клеток короткие аксоны, не выходящие за пределы гипоталамуса, связанные с функциями самого гипоталамуса. Все это мы сегодня так или иначе должны обсудить.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Вот появился дофаминовый синапс — художник в объеме его попытался нарисовать: сверху пресинаптическое окончание, потом синаптическая щель, а вот постсинаптические рецепторы. Дофамин вполне стандартно живет в этом синапсе. Он возникает из тирозина, загружается в везикулы, дальше происходит выделение (экзоцитоз) медиатора в синаптическую щель. Эти зеленые шарики, нарисованные на картинке, плывут, во-первых, к постсинаптическим рецепторам. Они все метаботропные. Во-вторых, они инактивируются. Инактивация идет путем обратного захвата. Дофамин, который вернулся в пресинаптическое окончание, может повторно загружаться в везикулы, а его избыток разрушается с помощью фермента моноаминоксидазы (МАО). Это очень важный фермент. Он работает со всеми моноаминами. Сегодня мы до него почти не доберемся, а в следующий раз, когда главным героем будет серотонин, там я собираюсь про МАО подробнее рассказать, поскольку данное вещество является основой действия многих антидепрессантов. Итак, обратно захватили дофамин, загрузили в везикулы, можно опять выбросить, или разрушили часть с помощью МАО. Еще одна деталь системы — это знакомые уже вам пресинаптические рецепторы, которые ограничивают выброс дофамина, чтобы слишком много его не выбрасывалось, чтобы не истощился запас. Вполне стандартная система, похожая на тот же самый норадреналин.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Рецепторы к дофамину по мере их открытия просто нумеровали и называли D1, D2, D3, D4, D5. Сейчас известно и изучено 5 типов рецепторов к дофамину в мозге млекопитающих. Понятно, что у насекомых — свое что-нибудь, у моллюсков — свое. У млекопитающих пять типов рецепторов. Когда посерьезнее разобрались, поглубже, то оказалось, что основной тип, самый распространенный — это дофаминовые рецепторы второго типа — D2. Они главные. D2 рецепторы — это рецепторы, которые тормозят аденилатциклазу — фермент, который делает вторичные посредники. Большинство их эффектов — тормозные. D2 рецепторы есть как на пресинаптической мембрана, так и на постсинаптической. На постсинаптической мембране идет основной информационный поток, а на пресинаптической — торможение экзоцитоза, чтобы не истощился запас дофамина. Альфа2- адренорецепторы подобным же образом функционируют.

Второй по встречаемости тип — D1. Этих рецепторов заметно меньше, чем D2, но все-равно их довольно много. D1 рецепторы активируют аденилатциклазу. Они являются конкурентами D2 рецепторов. Порой в соседних синапсах есть D1, D2. Как пойдет действие дофамина, далеко не всегда однозначно ясно. В основном сейчас все-таки исследуются и являются мишенью фармакологии D2 рецепторы. D3, D4, D5 рецепторов вообще в мозге мало. Они пока где-то на периферии внимания науки и фармакологии.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Начнем с гипоталамуса. Посмотрим, что делает дофамин в гипоталамусе. Напоминаю, что гипоталамус — это нижняя часть промежуточного мозга. Вот весь головной мозг изображен, вот это — стволовые структуры, вот эта зона — это гипоталамус. Вот он в увеличенном виде. Эти зеленые воздушные шарики — это различные ядра гипоталамуса, отвечающие за разные функции. По осени, когда я рассказывал о потребностях, я очень много говорил о гипоталамусе, потому что это ключевой центр нашего бессознательного. Неосознаваемые процессы, мотивационные, потребностные, идущие в мозге, во многом опираются на активность гипоталамуса. Гипоталамус является у нас главным эндокринным центром. Он регулирует практически всю гормональную сферу. Он очень важен для вегетативной регуляции, он для симпатики и парасимпатики, о которых я много уже рассказывал, является верховным начальником. В ситуации стресса или, когда нужно температуру тела регулировать, гипоталамус — главный. Кроме того, он является важнейшим центром биологических потребностей. Голод, жажда, половое поведение, родительское поведение, страх, агрессия — все это тоже гнездится в гипоталамусе. Там же находятся нейроны, генерирующие положительные и отрицательные эмоции. На все это способен влиять дофамин, который вырабатывается нейронами гипоталамуса.

Начнем с эндокринной сферы. Самое известное эндокринное действие дофамина — торможение выделения пролактина. Пролактин — это ключевой гормон, который, во-первых, регулирует лактацию — выделение грудного молока; во-вторых, он регулирует уровень родительской мотивации и родительской потребности. Дофамин в гипоталамусе сдерживает избыточные порывы, подтормаживает пролактин. Известна рефлекторная нейроэндокринная дуга. Когда ребенок, сосущий материнскую грудь, механически стимулирует сосок, сигнал передается в гипоталамус и тормозит выделение дофамина. Дофамина становится меньше, пролактина от этого — больше, молока — больше. Мозг матери радуется, потому что реализуется важнейшая программа, важнейшая потребность удовлетворяется. Вот такая завязка. Есть, конечно, и практический аспект. Если нужно срочно остановить лактацию, а такое бывает, если идет воспаление молочной железы, то используются D2 агонисты — вещества, активирующие дофаминовые рецепторы, которые гасят родительскую мотивацию и гасят выделение молока. Вот такая достаточно интересная функция.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Я о ней подробнее говорил осенью в лекции номер пять, она называлась «Мозг: дети и родители». Там обсуждались различные аспекты материнско-детского взаимодействия. Кому интересно, посмотрите видеозапись.

Вегетативные эффекты дофамина. Он вмешивается и в регуляцию гипоталамусом нашей вегетативной сферы, деятельности внутренних органов. Наиболее явные эффекты похожи на симпатические эффекты. Недаром дофамин похож на норадреналин, все это как-то перекликается. Выделение дофамина в гипоталамусе сдвигает работу наших органов в симпатическую сторону: сердце бьется чаще, повышается кровяное давление. Это довольно характерное явление, характерный эффект. Если дофамин просто вводить в организм, подкожно или внутривенно, он тоже вызывает симпатические эффекты. Правда, здесь гипоталамус не при чем. Дело в том, что дофамин практически не проходит гематоэнцефалический барьер. Его молекула не может из крови проникнуть в мозг. Но, плавая в крови, дофамин способен превратиться сначала в норадреналин, а потом в адреналин, оказать кардиостимулирующее действие. Поэтому этот препарат используется именно как кардиостимулятор. Вы видите клинический вариант дофамина, ампульный, приеняемый именно в скоропомощном деле. Если нужно активировать работу сердца в экстренном порядке, то введение дофамина — это то, что надо. Если совсем все плохо, уже адреналин, конечно, вводят, уже надо грудную клетку вскрывать. Если есть в запасе пара часов, то дофамин как раз лучше подходит, чем норадреналин и адреналин, потому что адреналин даст слишком резкий эффект, а дофамин будет постепенно превращаться в норадреналин и оказывать более мягкое действие.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Что касается центров различных потребностей, здесь с дофамином тоже все непросто. Из того списка потребностей, которым ведает гипоталамус, дофамин одни потребности активирует, а другие тормозит. Как раз D1, D2 рецепторы довольно тонко играют. Такие блоки, как голод, страх, тревожность, родительская мотивация, дофамин подтормаживает. Родительскую мотивацию он подтормажиает и на гормональном уровне, и на нейронном уровне. А половое поведение и агрессию дофамин активирует. Все не просто. Если вводятся в качестве лекарственных препаратов агонисты либо антагонисты дофамина, если наркоман использует агонисты дофамина, а это очень активно используемая группа, то получается куча побочных эффектов, прежде всего именно гипоталамических: страдает и эндокринная сфера, и вегетативная сфера. В частности, у передозировки наркотических препаратов агонистов дофамина (амфетамин или кокаин) очень характерные эффекты — тахикардия, скачок давления, можно инсульт получить, агрессивные проявления. Про это я еще тоже сегодня скажу.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Теперь двинемся в сторону нейронных эффектов, которые от среднего мозга идут. Давайте посмотрим в очередной раз на головной мозг. Вот средний мозг. Еще нам сейчас понадобятся структуры, которые называются базальные ганглии. Выделяют шесть основных отделов головного мозга: промежуточный мозг, мозжечок, продолговатый мозг и мост, средний, большие полушария. Внутри больших полушарий есть мощное скопление серого вещества, которые называется базальные ганглии. Когда говорят о больших полушариях, в основном имею в виду кору — поверхностные слои нейронов. Вот они тут изображены. Если посмотреть в глубину больших полушарий, тут тоже еще довольно много нейронов. Они формируют базальные ганглии. Курсором я здесь провожу по базальным ганглиям, вот это тоже базальные ганглии. А тут они изображены в фиолетовом и розовом варианте. А вот это — таламус, это уже промежуточный мозг. Эффекты тех дофаминовых нейронов, которые находятся в среднем мозге (черная субстанция и покрышка среднего мозга) в значительной мере распространяются на базальные ганглии и на кору больших полушарий. Аксоны идут именно в большие полушария. Этим дофамин отличается от норадреналина. Если помните, там голубое пятно, аксоны расходятся по всей ЦНС. А здесь довольно обширные, но локальные зоны подвергаются влиянию дофамина. Черную субстанцию я на схеме обозначил красным цветом, а вентральную покрышку среднего мозга я обозначил синим цветом. Куда идут аксоны черной субстанции? Они идут в эту часть базальных ганглиев, которая сейчас закрылась красным кружочком. Это та зона базальных ганглиев, которая связана с двигательной сферы — управление движениями. Что касается покрышки, здесь все сложнее. Большая часть ее аксонов (80%) идет в кору больших полушарий. Вот появились синие кружочки, которые показывают, куда именно в кору. Особенно лобные доли, связанные с принятием решения, подвержены влиянию дофамина. Часть аксонов покрышки идет опять-таки в базальные ганглии, но не в те зоны, которые связаны с движением, а в те зоны, которые регулируют потребности, мотивации и эмоции. Вот две эти основные зоны, сейчас появились темно-синие кружки на них. Остальная часть базальных ганглиев — это движение. Эта зона вместе с мозжечком работает. А вот это — потребностно-мотивационная сфера. Вот этот кружочек закрывает структуру, которая называется миндалина. А вот этот — структуру, которая называется прилежащее ядро прозрачной перегородки или nucleus accumbens. Даже не знаю, что сложнее запомнить. Accumbens выговаривать проще. Сейчас мы знаем, что это ключевой центр, регулирующий потребностую сферу, поэтому любой, кто интересуется мозгом, конечно, про accumbens должен знать, представлять, где он находится и какие-то основные принципы работы. Дальше я об этом собираюсь рассказать.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Тот путь, который идет из черной субстанции, называется нигростриатным. Нигра — это черная субстанция, стриатум — это как раз вот эта зона базальных ганглиев. Путь, который идет в кору, называется мезокортикальным. В миндалину и nucleus accumbens идет мезолимбический путь. В итоге получается, что структуры в среднем мозге две, а путей для передачи дофамина целых три: две части базальных ганглиев и кора больших полушарий.

Давайте сначала посмотрим на черную субстанцию. Она называется черной субстанцией. Вот эта зона. Это уже на поперечном срезе среднего мозга она показана. Здесь действительно находятся темно окрашенные нейроны. Как всегда, в мозге все не очень просто. Дофамин выделяют только те нейроны, которые находятся ближе к середине — в медиальной части. Там, где черные кружочки изображены, находятся нейроны, выделяющие дофамин. Именно их аксоны идут из черной субстанции вперед и приходят в эту двигательную часть базальных ганглиев. Здесь вы видите четыре последовательных среза мозга. Голубым обозначена вторая часть черной субстанции. Здесь вообще ГАМК-нейроны, которые контролируют движения глаз. Мы сегодня с ними разбираться не будем. Для нас важны дофаминовые нейроны. Они поднимаются вверх, в ту часть базальных ганглиев, которая управляет движениями. Эта часть базальных ганглиев называется полосатое тело или стриатум, поэтому ниграстриатные пути. От полосатого тела зависит общий уровень нашей двигательной активности и те положительные эмоции, которые мы испытываем, когда двигаемся. Если у вас активна черная субстанция и много дофамина, вы в принципе по жизни двигательно-активный человек. Если вам предложить погулять или в волейбол поиграть, или потанцевать, то вы согласитесь. Если у вас черная субстанция не очень активная, то вы более вялый человек, цепляетесь за диван. У людей с активной черной субстанцией высокий уровень двигательной активности и положительные эмоции: им нравится двигаться. Это то, что уже называется вашей индивидуальной структурой личности, темпераментом. Такие люди любят заниматься спортом, танцевать, физические усилия предпринимать. Радость движений — это отдельный компонент нашей функциональной жизни. Больше, конечно, дети любят двигаться, для них еще компонент новизны очень высок: сколько новых движений еще нужно освоить. И взрослые некоторые тоже любят и бегать, и прыгать, и танцевать или хотя бы медленно заниматься ушу, медитировать под спокойную музыку.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

К сожалению, черная субстанция — одна из самых нежных зон нашего мозга, довольно легко дегенерирует. Если это случается, то возникает заболевание, которое называется паркинсонизм, болезнь Паркинсона. По статистике после 60 лет заболевает им каждый двухсотый человек. Если мы возьмем совсем пожилых людей, после 85 лет, то болеет уже каждый тридцатый. Паркинсонизм — одна из основных нейродегенераций — заболеваний, связанных с тем, что нейроны мозга просто по возрастным причинам отмирают. Это вторая по встречаемости нейродегенерация. Первое место занимает болезнь Альцгеймера, при которой повреждаются нейроны больших полушарий. При паркинсонизме повреждаются нейроны черной субстанции, дофаминергической части черной субстанции. Дофамина в полосатом теле становится мало. Начинаются проблемы с движениями. Обычно паркинсонизм стартует как тремор — дрожание пальцев. В свое время Паркинсон назвал это синдромом «скатывания пилюль». Это было начало XIX века, фабрики тогда еще не делали таблетки. Доктора сами катали пилюли. Такое же движение пальцев у паркинсоника. Часто к этому присоединяется дрожание головы. Это первые звоночки. Таких людей вы вполне можете встретить на улице, в транспорте. Пожилые люди, у которых трясутся руки и голова, вполне еще способны перемещаться в пространстве, ничего серьезного еще не случилось. Но, к сожалению, как любая нейродегенерация, паркинсонизм прогрессирует. По мере все большей гибели нейронов черной субстанции симптоматика усиливается, дрожание становится все сильнее. К дрожанию присоединяется ригидность, напряжение мышц и акинезия. Кинетика — движение. Появляются трудности в запуске движения. Паркинсонику трудно стартовать. Для него проблема встать со стула. Люди с паркинсонизмом описывают это ощущение так, как-будто на вас надет тяжелый рюкзак. Представьте, что на вас надето 20-30 кг веса, и вам надо встать со стула. Вы, конечно, встанете, но нужно сосредоточиться. Паркинсоник все время живет в таком режиме. Ему для запуска движений нужна сознательная подпитка, так же, как и для остановки движения. Вы видите разные картинки. Это действительно распространенное заболевание. Реально на препаратах мозга видно, как исчезают нейроны черной субстанции. Вот нейроны в здоровом мозге, темно окрашенные. У паркинсоника их почти нет. Чем меньше их останется, тем тяжелее заболевание. Когда люди еще ходят по улице с трясущимися руками или головами — это первая стадия паркинсонизма. На второй стадии человеку уже трудно из дома выходить. На третьей стадии он превращается в лежачего больного. На четвертой — уже даже говорить сам и есть не может. Этот прогресс идет 10-15-20 лет — становится все хуже, хуже и хуже.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

От чего берется паркинсонизм? Откуда он берется? Как при большинстве подобных заболеваний здесь вклад вносят и генетические факторы, и средовые факторы: гены плюс то, что случается с нами походу жизни. Примерно то же самое можно сказать и про болезнь Альцгеймера. Общая логика нейродегенераций одинакова. Мы видим, что нервная клетка начинает забиваться дефектными белками: какие-то белки синтезируются как-то не так и просто начинают копиться в цитоплазме, как мусор. Иногда они копятся еще и в межклеточной среде, как при болезни Альцгеймера. Когда их накапливается много, нейроны начинают страдать и потом погибать. Получается аналогия с мусорным контейнером: нейрон используется как мусорный контейнер для дефектных белков. Пока он на 80% не заполнился, вообще никаких симптомов не будет. А потом уже начинаются двигательные нарушения или проблемы с памятью, как при болезни Альцгеймера. С одной стороны, чтобы дефектные белки возникали, нужна генетическая предрасположенность. С другой стороны, условия среды должны быть в чем-то плохими, чтобы система выгребания мусора из нейронов работала плохо. Два эти фактора сходятся. Далеко не все еще понятно. Самое главное, непонятно, что с этим делать. Мы не очень хорошо пока понимаем генез этих заболеваний и совсем не понимаем, как можно убрать этот мусор из нейронов. Поэтому нейродегенерации — это те заболевания, которыми наука должна заниматься в XXI веке очень интенсивно, если человечество действительно хочет доживать устойчиво до 100 лет и при этом сохранять мозги в трезвом уме и здравой памяти. Если к 90 годам каждый десятый — паркинсоник, а каждый второй — с болезнью Альцгеймера, то это все не очень оптимистично выглядит. Здесь показано набивание цитоплазмы клеток черной субстанции патологическими белками. Это тельца Леви. Известны два белка, которые за это отвечают. Эти белки способны накапливаться, если идет какой-то неправильный синтез, и неправильно этот белок сворачивается. Вообще неправильно свернуть белок еще надо суметь. У нас внутри клеток существуют специальные системы, которые все время контролируют свертывание белков, поправляют их. Они называются шапероны. Если что-то плохо, то есть такие ферментные комплексы — протеасомы, которые расщепляют дефектные белки. Чтобы пошло накопление дефектных белков, надо чтобы и шапероны, и протеасомы плохо справлялись со своей работой, и чтобы этих дефектных белков было много. Должна быть некая генетическая предрасположенность к синтезу этих дефектных белков. Оказалось, что два таких белка существуют в нейронах черной субстанции. Это альфа-синуклеин и паркин. Они накапливаются и портят жизнь нейрону. Тельца Леви образуют альфа-синуклеин. Он образует вот такие комплексы, которые даже под микроскопом видны, которые в конце концов приводят к гибели нервной клетки.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Есть разные мутации, ведущие к появлению дефектных форм синуклеина и паркина. Какие-то из них не очень злобные, создают предрасположенность к паркинсонизму: вы с какой-то вероятностью (20-30-50%) к 80 годам заболеете паркинсонизмом. Есть очень злые мутации, которые порой уже к 30 годам приводят к появлению первых симптомов. Потому что мутации тоже бывают разные. То же самое к болезни Альцгеймера относится: есть такие тяжелые варианты генетического Альцгеймера, что уже к 40 годам симптоматика проявляется. Хотя обычно, конечно, все не так.

Что делать? К сожалению, никак эти дефектные белки мы из нервных клеток выгрести не можем. Ничего такого пока не придумано. Все идет за мембраной. Крайне сложно до этих механизмов дотянуться. Поэтому реально пока что удается просто ослаблять симптоматику. Получается, что нейроны черной субстанции начинают плохо работать, все меньше дофамина в стриатуме, значит, можно попытаться заменить этот дофамин какими-то другими веществами, лекарственными веществами. Самым подходящим веществом оказалась L-дофа. Та самая молекула-предшественник. Она как раз нормально проходит гематоэнцефалический барьер. L-дофа или левадопа — это основной препарат, который не лечит паркинсонизм, но позволяет замедлить патологию, замедлить нарастание симптоматики. Поскольку паркинсонизм — медленное заболевание, 10-15-20 лет (это не Альцгеймер, который за 3-5 лет убивает человека), если вы 80-летнему старику даете L-дофу, вы позволяете ему нормально существовать. Продолжительность его жизни, скорее всего, будет ограничена не паркинсонизмом, а сердечно-сосудистой патологией или чем-то таким.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Конечно, есть и серьезная проблема с L-дофой. Черная субстанция все время дегенерирует, все сильнее и сильнее. Поэтому приходится повышать дозу L-дофы. Есть привыкание, есть зависимость. Еще приходится наращивать дозу из-за того, что дефицит естественного дофамина в мозге становится все более ощутимым. В какой-то момент доза L-дофы уже такая большая, что начинаются мощные побочные эффекты: эндокринные, вегетативные, психотические нарушения. Тут уже дальше повышать дозу невозможно. В этот момент заболевание все-таки берет свое. Если L-дофу не использовать, симптоматика в течение 15 лет постепенно нарастает. А если вы используете L-дофу, то она медленнее гораздо нарастает. Когда вы перестали повышать дозу, она резко пойдет вверх. К сожалению, ситуация сейчас именно такая. Ничего более серьезного пока не придумано, хотя, конечно, люди работают. Большое количество людей известных болели паркинсонизмом, болеют паркинсонизмом.

Иоанн Павел II является ярким примером. Он показывает, что человек даже при тяжелых двигательных нарушениях зачастую сохраняет ясность ума, способен управлять католической церковью в течение десятилетий, будучи тяжелым паркинсоником. Вы видите здесь еще небезынтересный список: диктатор Франко, Мао Дзэдун, Сальвадор Дали. Представляете, в 81 год ему поставили диагноз. С этого момента он уже не мог толком рисовать. Если бы не паркинсонизм, он бы еще 9 лет рисовал. Представляете, что бы было? Мохаммед Али — известнейший боксер. Для боксеров и для футболистов паркинсонизм — это профессиональный риск. Все-таки голова наша не для того, чтобы ее бить. У боксеров повторные травмы повышают риск паркинсонизма. Оказывается, что у футболистов — тоже. Хотя футбольный мяч вроде не такой твердый, как кулак соперника, но тем не менее. Представьте сколько раз футболист за свою карьеру ударит головой по мячу. И вот, пожалуйста, паркинсонизм. Яркий пример — киноактер Майкл Джей Фокс. Это известный актер, который в свое время стал знаменитым после фильма «Назад в будущее». У него генетический вариант паркинсонизма: в 30 лет пошла симптоматика. Дальше он живет с этой симптоматикой. Ему сделали таламотомию. Это делается только при очень тяжелом паркинсонизме, когда уже никакая L-дофа не берет. Тогда удаляется часть стриатума: выбивается тот очаг, где сильнее всего дрожание, где ригидность. Майкл Джей Фокс стал основателем фонда по изучению паркинсонизма. Он очень успешно собирает средства на то, чтобы это заболевание дальше следовали, искали препараты, исследовали различные перспективы, которые нам светят. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Кроме лекарств пробуются технологии, связанные с подсадкой стволовых клеток, или стимуляция мозга через вживленные электроды, или транскраниальная электромагнитная стимуляция: восьмеркой расположенная индукционная катушка создает сильнейшие поля, которые перегружают нервные клетки. Правда, все это очень избирательно действует. Со стволовыми клетками вообще все сложно. А стимуляция через вживленные электроды — это в общем путь. При тяжелой эпилепсии он сейчас все чаще используется. Человеку предлагается пожизненно ходить с электродами в голове. Эти электроды соединены с процессором, который, считывая электрическую активность мозга, давит паркинсоническую ригидность или давит эпилептический припадок. Это, конечно, путь. В XXI веке это все будет развиваться, поскольку уже технологическая база до этого доросла.

Теперь обратимся к вентральной покрышке или ventral tegmental area, VTA. Эта аббревиатура очень распространена. Именно VTA вплотную связана и с нашей корой, и с nucleus accumbens — прилежащим ядром прозрачной перегородки. Синим показано влияние этой зоны. Не очень пока удачная картинка. Часть влияния идет в кору, а часть — в переднюю область базальных ганглиев, и влияет на потребностно-мотивационную сферу. А вот в самом среднем мозге, где находится центральная тегментальная область — еще более внутрь от черной субстанции. Если говорить о влияниях покрышки на кору больших полушарий, то можно сказать, что дофамин в нашей коре больших полушарий ускоряет процесс обработки информации. Мозг работает быстрее: быстрее считает, быстрее принимает решение, быстрее мыслит, находит какие-то ассоциации. Скорость мышления связана с дофамином. Плюс опять же эмоциональный компонент, а именно с дофамином в коре больших полушарий связано удовольствие от новизны, от узнавания нового, от удивления, от творчества, от юмора в конце концов. Все эти аспекты, когда мы что-то новое узнаем, связаны с выделением дофамина. По осени была лекция «Мозг и новизна» — там я об этом подробнее говорил. Это мезокортикальная система — из среднего мозга в кору. Эти картинки изображают удивление младенца, счастье ученого: когда вам удалось что-то открыть, это, конечно, дофамин. Когда Архимед бежал голый по улице и орал «Эврика!», у него в мозгах просто бурлил дофамин, потому что это очень круто. Любое удивление — это дофамин. Вы просто срифмуете удачно два слово — уже дофамин.

Мезолимбическая система — то, что идет из VTA в nucleus accumbens. Это работа с положительным подкреплением. Это ключевая система для генерации положительных эмоций, и не только эмоций, связанных с движениями и с новизной, специфично управляемых дофамином, но и все другие сигналы об успешной деятельности собираются в nucleus accumbens. Дальше возникает положительное эмоциональное состояние, которое является очень важным аспектом работы нашего мозга, потому что позволяет мозгу запоминать удачные программы. Смысл положительных эмоций в том, чтобы нейронные сети в коре больших полушарий запоминали как они двигались, на какие сигналы обращали внимание, когда им удалось «поесть» или уйти от опасности, или размножиться. Им нужно запомнить эту программу.

С разными центрами биологических потребностей связаны разные медиаторы достаточно специфично. Мы с вами обсуждали норадреналин. Он создает положительный эмоциональный фон, когда мы с честью выходим из потенциально опасной ситуации, побеждаем, преодолеваем. Дофамин — новизна, творчество, движение. Половое, родительское, пищевое поведение во многом связано с опиоидами, c эндорфинами. Об этом мы тоже еще будем говорить. Эти химические сигналы создают на субъективном уровне положительные эмоции, а поднимаясь в кору больших полушарий, позволяют нейросетям запоминать удачные программы. Каждый из этих центров имеет выходы на кору больших полушарий. Кроме этого, еще есть глобальный коллектор всех этих влияний — параллельный путь. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=QnBfGbbVrLQ

Это уже шестая лекция. Добрались до середины незаметно. Начиная с этой лекции, речь пойдет в первую очередь о головном мозге. Две предыдущих лекций были посвящены во многом медиаторам, которые играют на периферии. Это тоже важная сфера. Часть их эффектов идет через психотропные пути и через ЦНС. Сегодня мы добираемся до двух медиаторов, которые уже совсем медиаторы ЦНС. Дальнейшие темы – «Серотонин», «Дофамин» — тоже в основном будут посвящены разговорам о медиаторах головного и спинного мозга, прежде всего головного.

Давайте официально начнем. Добрый день. Спасибо, что пришли. Сегодня у нас ГАМК и глютаминовая кислота. Выключаем большой свет: сегодня и так светло. ГАМК и глутаминовая кислота — два главных медиатора ЦНС: глутаминовая кислота (глутамат) и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Первый из них — это главный возбуждающий медиатор центральной нервной системы. Именно с помощью глутаминовой кислоты передается в нашем мозге львиная доля информации: сенсорной, двигательной, пока сигнал до мышц не дошел, а в мышцах уже ацетилхолин, центры памяти работают на глутаминовой кислоте. По приближенной оценке, порядка 40% нейронов используют это вещество в качестве медиатора. Это очень большая доля. В дальнейшем я по тексту презентации буду обозначать глутаминовую кислоту Glu. Соль ее называется глутамат. Именно в виде соли, а точнее в виде аниона, глутаминовая кислота присутствует в наших синапсах и выполняет роль самого главного возбуждающего медиатора.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Второй наш герой сегодня — это гамма-аминомасляная кислота — ГАМК — главный тормозной медиатор. Тоже около 40% нейронов используют эту молекулу в качестве передатчика сигнала. Основная задача ГАМК — выключать ненужные информационные потоки. Это не менее важная задача, чем проводить информацию. Осознать это смогли не сразу. Довольно долго считали, что в мозге есть возбуждение, а торможение — постольку-поскольку. Например, когда нет возбуждения, тогда торможение. Но со времен работ И.М.Сеченова и И.П.Павлова стало понятно, что торможение — это отдельная функция мозга: отдельные нейроны занимаются тем, что блокируют информационные потоки. Задача эта не менее важная, чем проводить информацию. Убирать лишние сигналы, убирать лишний шум — очень значимо для того, чтобы мозг качественно работал. Такие функции, как внимание, когда вы концентрируйтесь на информационном потоке, а остальные побоку, или двигательный контроль, когда вы слушаете лекцию полтора часа и не болтаете, не крутитесь, не посылаете смс — все это очень непростые функции. Чтобы они реализовались, нужно глушить сигналы, глушить информационные потоки. Это делает гамма-аминомасляная кислота. По химическому строению обе эти молекулы являются аминокислотами, в каком-то смысле родственниками, о чем я сегодня еще расскажу.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Нормальная деятельность нашего мозга, нашей центральной нервной системы, это непрерывный баланс между глутаминовой кислотой и ГАМК. Если этот баланс нарушается, возникают различные проблемы. В основном это проблемы, связанные с избытком возбуждения: эту пару перекашивает в сторону слишком сильного возбуждения. Возникают различные нарушения поведения, эмоций. Самый тяжелый случай — это возникновение эпилептических очагов, когда в мозге появляется очень яркая зона возбуждения, из которой периодически могут выходить волны активации, вплоть до развития припадков. Вот основной список тех проблем, которые возникают, когда нарушен баланс возбуждения и торможения. Относительно легкая, в основном детская проблема — это синдром дефицита внимания и гиперактивности — СДВГ. Это непоседливый первоклассник или непоседливый первокурсник, который действительно не может долго слушать лекцию, крутится, ко всем пристает, мешает, непонятно чего хочет. Следующий уровень — повышенная нервозность, тревожность, которая мешает сосредоточиться на текущих проблемах и ухудшает качество нервной деятельности. Еще более тяжелый вариант — это нарушение сна, бессонница. Самая тяжелая патология — это эпилепсия. Эпилептиком является примерно каждый двухсотый человек. Это очень большой процент. В Москве 10 млн жителей, получается 50 тыс. — эпилептики. Это очень много. Основные проблемы связаны с тем, что возбуждение оказывается сильнее, чем торможение. Если мы хотим справляться с этими проблемами, мы должны использовать либо агонисты рецепторов ГАМК, усиливать торможение, либо использовать антагонисты рецепторов глутаминовой кислоты, чтобы уменьшать возбуждение. И то, и другое подходит. И то, и другое используется. Сегодняшний во многом посвящена именно этим группам психотропных препаратов. Если мы возьмем молекулы с противоположным знаком действия, антагонисты ГАМК и агонисты глутамата, то мы получим провокацию избыточного возбуждения вплоть до эпилептических припадков. Подобного рода вещества часто являются серьезным ядами — конвульсантами — веществами, вызывающими судороги. В верхнем правом углу вы видите молекулы глутаминовой кислоты и ГАМК. Это довольно короткие последовательности с аминогруппами, потому что это аминокислоты. Дальше мы немножко подробнее на эти молекулы посмотрим.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Первая половина лекции посвящена глутаминовой кислоте. В растворах она существует в виде своего остатка — глутамата. Глутаминовая кислота — это вполне стандартная пищевая аминокислота. Она входит в состав той самой двадцатки, из которой сделаны наши пищевые белки. Именно глутаминовой кислоты в белках, которые мы едим, больше всего. Из всех аминокислот она чаще всего встречается. За сутки с обычными растительными и животными белками мы съедаем 5-10 г глутамата — огромное количество. Эту молекулу мы буквально лошадиными дозами поедаем. В свое время поэтому долго не могли поверить, что такая молекула является еще и медиатором, причем не каким-нибудь, а главным возбуждающим медиатором мозга. Оказалось, что причина в гематоэнцефалическом барьере. Гематоэнцефалический барьер практически не пропускает пищевой глутамат. Тот глутамат, который работает как медиатор, синтезируется прямо в пресинаптических окончаниях. Из чего же он синтезируется?

Есть два пути образования глутамата, как медиатора. Первый путь — использование альфа-кетоглутаровой кислоты — вещества, которое получается в ходе распада глюкозы. Поскольку распад глюкозы — основной источник энергии, то альфа-кетоглутаровой кислоты у нас очень много. Достаточно добавить к ней эту аминогруппу, и мы уже получим глутамат, глутаминовую кислоту. Без аминогруппы это альфа-кетоглутаровая кислота, а с аминогруппой — уже глутаминовая кислота, то самое вещество. Аминогруппу можно взять от любой другой аминокислоты. Получается, что синтез глутамата — не проблема: есть все составляющие в большом количестве.

Второй способ образования глутаминовой кислоты — превращение похожей на нее молекулы — молекулы глутамина. Для тех, кто не привычен к химии, это вообще сбивает: отдельно есть глутамат, он же глутаминовая кислота, и отдельно есть глутамин. Оба эти вещества — пищевые аминокислоты. Они входят в состав этой двадцатки, кодируются с помощью генетического кода. Чем глутамин отличается от глутамата? Вот этой аминогруппой. Видите? Эти два вещества очень легко переходят друг в друга. Глутамин легко превращается в глутамат, делает это фермент глутаминаза. Этот способ очень активно используется, чтобы делать глутамат, как медиатор. Глутамат переходит в глутамин с помощью фермента глутамина синтетаза. Это способ инактивации глутамата. Инактивация — обязательный компонент жизни медиатора, обязательный этап жизни медиатора, который нужен для того, чтобы удалить его с рецептора. Во всяком случае сделать глутаминовую кислоту не проблема. Все это происходит прямо в пресинаптических окончаниях. Вот показана структура синапса. Это глутаматный синапс. Здесь есть две стрелочки: глутамат получается из глутамина или из альфа-кетоглутаровой кислоты. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Дальше он загружается в пузырек — везикулу. Вот она нарисована. Загружается с помощью специального белка-насоса. Вот он. Потом, когда приходит ПД, глутамат выбрасывается в синаптическую щель. Все достаточно стандартно. Еще раз повторяю, что тот глутамат, который мы едим, почти не проходит гематоэнцефалический барьер. Это замечательно: иначе всякий съеденный кусок белковой пищи вызывал бы у нас возбуждение, судороги, а это совершенно ни к чему. Съесть котлету и после этого забиться в припадке как-то обидно. Если взять глутамат и ввести его прямо в мозг, то судороги можно получить. Ученые это попробовали, подтвердили. Растительные организмы не могли пройти мимо такого способа отбиваться от травоядных. Известно довольно много растительных токсинов, являющихся агонистами глутамата. Особенно в этом смысле отличились одноклеточные водоросли. Казалась бы, совсем милые, трогательные существа (фитопланктон) тоже против того, чтобы их ели. Целый ряд водорослей использует агонисты глутамата, чтобы защищаться от зоопланктона, от всяких мелких ракообразных, мелких рыбок. Примером такого токсина является домоевая кислота. Вы видите ее молекулу. Вырабатывается она вот такими безобидными водорослями. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Зоопланктон тоже так просто не возьмешь: он за миллионы лет адаптировался довольно неплохо к этому токсину. Мы в основном видим, как зоопланктон или мелкие рыбки, или мидии, или устрицы накапливают в себе домоевую кислоту. Если они едят такие водоросли, а мидия просто фильтрует и фатально эти водоросли засасывает, то дальше в теле моллюска накапливается довольно много домоевой кислоты. Иногда сам моллюск от этого погибает. Домоевая кислота может отравить уже более крупных животных или человека, если человек как-то неудачно поест мидий; может отравить тюленей или морских птиц. Могу успокоить тем, что в наших морях таких водорослей нет. По Западному побережью Северной Америки они водятся: от Канады до Калифорнии они встречаются. При их массовом размножении рыбки или моллюски могут становиться ядовитыми. Травятся прежде всего морские птицы. Травятся довольно специфично. У всяких чаек, бакланов, пеликанов повышается уровень агрессивности, они начинают кидаться на крупные объекты — людей, автомобили. Эпидемия такого помешательства птичьего случилась в начале шестидесятых годов: чайки кидались на людей и на автомобили. Писательница Дафна дю Морье так этим впечатлилась, что сочинила полуфантастический роман, а Альфред Хичкок снял один из классических триллеров под названием «Птицы». Я думаю, многие из вас его смотрели, а если не смотрели, то посмотрите. Хотя эта история, конечно, уже очень несовременно выглядит: там все такие медленные, чайки сидят и ждут. Сейчас уже так не снимают. 30 секунд показывать просто сидящих чаек — это так уже не делается. За это время уже два суперагента разнесут как минимум 15 комнат и убьют сотню плохишей. Во всяком случае Хичкок, конечно, классик, фильм тоже классический. Интересно, что все это основано на реальной платформе — на выделении и накоплении домоевой кислоты. Люди иногда тоже травятся, даже несколько смертельных случаев зарегистрировано отравления моллюсками, накопившими в себе домоевую кислоту.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Глутамат, глутаминовая кислота, является пищевой аминокислотой — самой распространенной. В обычных пищевых белках ее больше всего. Это привело к тому, что наша вкусовая система, когда настраивалась на разные типы пищи, именно на глутамат настроилась, как на знак белка. Если в еде есть глутамат, значит, мы едим белок, а это хорошо, потому что белковая пища — это основной строительный материал, из которого собирается наш организм. Точно так же хорошо, когда мы едим сахар, моносахариды, глюкозу, потому что глюкоза — это основной источник энергии. В итоге наша вкусовая система так сконфигурирована, что, когда на наши вкусовые рецепторы попадает глюкоза, мы не просто ощущаем сладкий вкус, мы еще ощущаем положительные эмоции. Идет сигнал о том, что мы едим классную еду. Это источник энергии. Та же самая история с глутаматом. Как только глутамат попадает на язык, идет сигнал о том, что едим белковую пищу. Вкус глутамата — это вкус белка: сыра, соевого соуса, морской капусты, грибов, бульона мясного. Кроме того, приходят положительные эмоции — правильную еду едим, в следующий раз тоже старайся ее искать.

Все вы знаете, что есть классические 4 типа рецепторов: кислый, сладкий, горький, соленый. Белковые рецепторы были тоже уже довольно давно открыты, уже 100 лет назад. Просто они в школьные учебники все никак не попадут. Открыли белковые рецепторы японские исследователи на основе изучения своего японского соуса под названием умами. Это соус, получаемый из морской капусты. Эти рецепторы тоже назвали умами. Здесь показана наша вкусовая система. На языке есть вкусовые сосочки, небольшие выступы. На них есть скопления вкусовых рецепторов — вкусовые почки. В этих скоплениях отдельные рецепторные чувствительные клетки. Они похожи на дольки мандарина. Они реагируют на соленое, сладкое, глутамат. Для этой клетки глутамат одновременно внешний сигнал, она же использует глутамат как медиатор, чтобы сообщить дальше мозгу, что пошел белковый вкус. Вот так порой бывает намешано. С начала XX века глутамат стали использовать в пищевой промышленности. Раз это вещество вызывает такие замечательные вкусовые ощущения, то грех не посыпать им что попало. Сейчас глутамат позиционируется как усилитель вкуса, используется как пищевая добавка с номерами от Е620 до Е629. Никакой это не усилитель вкуса. У него есть свой собственный вкус. Периодически нас начинают пугать глутаматом, если вы замечали. Даже как-то недавно Государственная Дума возбудилась на эту тему. У нас больше нет проблем в стране, кроме того, как ограничить потребление глутамата. То у нас соль — белая смерть, то сахар — белая смерть. Тут вдруг глутаматом стали пугать. На самом деле все, конечно, не страшно. Давайте еще раз оценим ситуацию. С обычными белками мы съедаем за сутки 5-10 г. Если вы съели пакетный супчик, то в пакетике с приправой к нему почти чистый глутамат. Высыпали вы еще пару граммов — грех небольшой. Если вы одними супчиками из пакетов питаетесь, это, наверное, уже не хорошо. Тем более, если вы сразу три штуки за раз съели. В принципе глутамат способен проходить гематоэнцефалический барьер, если вы за раз съели 5-10 г. Для этого надо либо объесться пакетными супчиками, либо грызть бульонные кубики, либо пойти в китайский ресторан на торжественный вечер, где вас бесплатно напичкают китайской едой. Тут-то вы уже с глутаматом как следует оторветесь. Тогда вы можете получить повышенное сердцебиение или еще что-нибудь такое. Эффект как от чашка крепкого кофе. Для вашего молодого организма это вообще не проблема. Если у человека гипертония или предынфарктное состояние, это может быть проблемой. Поэтому у тех, кто занимается физиологией питания, и у диетологов есть термин «синдром китайского ресторана» — когда человек съел слишком много глутамата. Китайская кухня, японская кухня используют глутамат порой просто в чистом виде. Вы можете пойти и купить глутамат в любом супермаркете. Он продается там же, где соль. Пожалуйста, посыпайте что хотите — хуже не будет, но только не злоупотребляйте. Посыпал вареную капусту, и она уже как будто в мясном бульоне сварена. Это же вкуснее. Вкусно — это положительные эмоции, это тоже важно.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Рецепторов глутамата много. В настоящее время выделяют 8 метаботропных рецепторов и 3 типа ионотропных рецепторов. В эти дебри мы не полезем. Кому интересно, можете посмотреть доступную литературу или прийти к нам на биофак на курс «Нейрохимия», где все это подробно рассказывается. Все эти рецепторы вызывают ВПСП. Глутамат — главный возбуждающий медиатор, без вариантов он вызывает ВПСП — возбуждение. Сквозь хемоувствительные ионные каналы входит натрий. Метаботропные рецепторы обозначаются буквой m — mGluR1, mGluR2… Ионотропные названы по агонистам, как никотиновый и мускариновый. Три типа ионотропных рецепторов: NMDA-рецепторы, AMPA-рецепторы и каинатные рецепторы. NMDA — N-метил-D-аспартат. Это вещество еще реально запомнить. А вот амино-гидрокси-метил-изоксазол-пропионовую кислоту уже только химики могут запомнить. Мне все никак не удается. Поэтому просто AMPA. У нас нет намерения влезать в эти дебри. Важно, что все эти рецепторы возбуждающие. Часть из них, помимо натрия, пропускает еще и кальций. Кальций — это еще и вторичный посредник. Поэтому это важно. Один тип рецепторов нам нужен, а именно NMDA-рецепторы. Они на данный момент наиболее изучены, в огромном количестве функций мозга они задействованы. Очень важно то, что данные рецепторы играют ключевую роль в процессах формирования памяти. Вот об этом я хочу сказать несколько слов.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

NMDA-рецептор — это ионотропный рецептор — цилиндр с проходом внутри, такой же, как никотиновый рецептор. Здесь 4 белковых молекулы. Вот показан этот рецептор, закреплен в мембране, в него входит натрий, меньше — кальций, еще немножко калий может выходить, но это уже мелочи. Уникальным свойством NMDA-рецептора является то, что он может затыкаться магниевой пробкой. Вы видите, здесь сбоку нарисован ион магния. Он может иногда и даже часто вставать в устье прохода NMDA-рецептора — в канал, через который входит натрий и кальций. Если магний сюда встал, то уже, конечно, никакой натрий и кальций не входит. С подобным свойством магния мы уже сталкивались, когда я рассказывал о пресинаптическом окончании, о работе синапса. Но там магний мешает кальцию довольно аккуратно: то мешает, то не мешает. А вот тут, если встала магниевая пробка, то все — канал выключен надежно, но не навсегда. Оказывается, если поднять заряд в клетке выше уровня -30 мВ, то магний уходит. Происходит то, что называют выбиванием магниевой пробки. Из нижнего положения (нижней картинки) мы мгновенно перемещаемся в верхнее положение, когда рецептор работает. Благодаря магнию NMDA-рецептор может быть либо включенным, или выключенным. Переход из состояния off в состояние on практически мгновенный. Поднимите заряд выше -30 мВ, и магний уйдет. Включение рецепторов означает, что некий синапс начинает работать эффективнее. Раньше он не проводил сигнал, а теперь рецепты заработали, и он проводит сигнал. На уровне целого мозга это означает формирование новых каналов для передачи информации. Как раз это лежит в основе памяти. Поэтому NMDA-рецепторы очень активно изучаются. Их локализация в мозге соответствует основным центрам памяти. Особенно это относится к структуре, которая называется гиппокампом. Это структура, которая является основой процессов запоминания. В гиппокампе формируется наша кратковременная память, а потом она же перезаписывается в долговременную память.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Как можно выбить магниевую коробку? Самый простой способ — запустить ПД в нервной клетке. Синапсы, в которых работает глутамат, отличаются тем, что на постсинаптической мембране присутствует несколько типов рецепторов. Могут быть NMDA-рецепторы, а рядом с ними какие-нибудь другие рецепторы, например, AMPA. NMDA-рецепторы настолько важны, что, говоря о глутамате, рецепторы делят на NMDA-рецепторы и не NMDA-рецепторы — все остальные. Есть синапсы, у которых на постсинаптической мембране присутствуют NMDA-рецепторы и не NMDA-рецепторы. Изначально NMDA-рецепторы выключены. Если сигнал слабый, выделяется мало медиатора, то ПД не возникает. Если дать сильный сигнал, выделится много медиатора, тогда только не NMDA-рецепторов хватит, чтобы запустить ПД. Вершина ПД — это +30 мВ. Когда заряд уходит к нулю, в этот момент и случается выбивание магниевых пробок. Синапс практически мгновенно становится в разы эффективнее: в нем появляется больше потенциальных каналов для входа натрия, потому что магниевые пробки ушли. Теперь этот синапс способен проводить даже слабые сигналы. Вот оно появление нового канала для передачи информации. Дайте сильный сигнал, нейросеть будет его помнить и проводить слабые воспоминания об этом сигнале. Выбивание магниевых пробок — это очень важный момент в процессах запоминания и формирования памяти.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Тех, кто интересуется механизмами памяти, могу отослать к лекциям Константина Анохина, которые он читал осенью на МФК. Они лежат в форме видеозаписей, на данный момент выложено 8 лекций. Если хотите, вы можете подробнее ознакомиться, в том числе с работой гиппокампа и с тем, что еще происходит с синапсом, когда он становится более эффективным, когда он нечто запоминает. Память — это сетевое свойство нашей нервной системы. Когда мы что-то запоминаем, между нейронами в коре больших полушарий формируются новые каналы, передающие информацию. При этом мозг так устроен, что в нем все соединено со всем. Не передается сигнал просто потому, что синапсы не очень эффективно работают — мало активных рецепторов. В тот момент, когда вы выбиваете магниевые пробки, активных рецепторов становится в разы больше, между какими-то точками мозга начинает передаваться информация. То же самое можно сделать, изменив химическую структуру, химические свойства AMPA-рецепторов. Если к ним присоединяется фосфорная кислота, они начинают открываться на более длительное время, входит больше натрия. Или вообще сигналы, которые идут через систему, могут дотягиваться до ядерной ДНК. Тогда ДНК запускает синтез дополнительных NMDA-рецепторов, AMPA-рецепторов. Синапсы будут работать эффективнее. В тот момент, когда сигналы дотягиваются до ДНК, запускается синтез дополнительных глутаматных рецепторов, мы уже можем говорить о долговременной памяти. Подобного рода изменения длятся дни, недели, месяцы. Ситуация с выбиванием магниевых пробок — это всего на несколько часов, это кратковременная память. Это та самая память, которой вы пользуетесь, когда в ночь перед экзаменом грузите информацию, потом дошел до экзаменатора, все вывалил, поспал, магниевые пробки вернулись обратно, мозг чистый, можно загружать следующий предмет, ничего внутри не осталось. Если вам интересны механизмы памяти, то призываю обратиться к лекциям Анохина.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

В качестве примера формирования канала для передачи информации в коре больших полушарий давайте рассмотрим экспериментальную ситуацию, когда крыса, сидящая в коробке, прыгает на полочку в ответ на звонок. Как выглядит экспериментальная ситуация? Вы сажаете крысу сюда, включаете звонок, а через некоторое время на пол этой клетки подается небольшой электрический ток. Это даже не боль, а неприятное покалывание в лапках. Крыса начинает нервно переступать с лапки на лапку, смотрит вокруг, видит полочку, прыгает на нее, боль исчезает. Обученная крыса, услышав звонок, тут же лезет на полку и сидит там с сознанием того, что она поняла, как устроен этот мир, и что она вполне может в нем существовать. Вид у нее вполне довольный. Лезет не спеша она на полку, потому что она в курсе, что звонок будет звонить целых десять секунд, пока ток не появится. Куда спешить? Все успеем. Что происходит при этом в крысином мозге? Звонок — это височная кора, височная доля и у нас, и у крысы. Прыжок на полку — это задняя часть лобной доли и у нас, и у крысы. Исходного два эти пункта не связаны: никакой звонок никакой прыжок не вызывает. В результате нашей экспериментальной процедуры между этими пунктами формируется нервная связь. Это означает, что у некоторого количества нейронов, соединяющих пункт А и пункт Б, стимул и реакцию, на входе эти синапсы начинают работать эффективнее. Там выбиваются магниевые пробки, фосфорилируются AMPA-рецепторы, синтезируются дополнительные рецепторы, просто увеличивается размер синапсов. Происходит десяток различных пластических перестроек, лежащих в основе формирования кратковременной и долговременной памяти. Все это жутко интересно. Аналогией этого процесса является интернет. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Все это очень похоже на работу всемирной паутины. Вы отправляете письмо из пункта А в пункт Б — с вашего компьютера своему товарищу в Красноярск. Через какие это серверы пройдет, какие спецслужбы успеют прочитать ваше письмо, вы не в курсе. Важно, что отсюда вышло и сюда пришло. Наш мозг, кора больших полушарий, примерно так же работает. Изучать процессы формирования памяти очень сложно. Мы начальный пункт знаем, конечный знаем, но в каждом конкретном мозге подобного рода каналы ложатся довольно случайно. Исследовать это тяжело, но интересно. Поэтому механизмы памяти сейчас пока эффективно удается исследовать на простых нервных системах. Если помните, в самом начале самой первой лекции я пытался рассказать и про улитку, и про дрозофилу. Вот там это более понятно. С крысиным мозгом, в котором уже миллионы нейронов, еще пока работать и работать. Кого это все заинтересовало, вот еще две бонусные схемы, где показано и выбивание магниевых пробок, и фосфорилирование, и сигнал, уходящий на гены. Отсылка еще раз к лекциям Константина Анохина. Давайте двигаться дальше.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Большое количество проблем связано с тем, что нарушается баланс возбуждения и торможения. Если мы хотим эти проблемы решать, нам нужны антагонисты глутамата. Поскольку очень важное значение имеют NMDA-рецепторы, они очень распространены, так получилось, что в клинике в основном используются антагонисты именно NMDA-рецепторов. Два из них я вам представлю: мемантин и кетамин. Мемантин — вещество, которое аккуратно и ненавязчиво блокирует NMDA-рецептор. Аккуратно встает туда же примерно, где магний, но не очень жестко себя ведет. Поэтому оно оказывает довольно мягкое действие, снижая возбуждение. Исходно его использовали для того, чтобы снижать тревожность или вероятность эпилептических припадков. Дальше мемантин очень хорошо себя стал показывать в ситуациях после травмы мозга, а также в ситуациях деменции — при нейродегенеративных заболеваниях, вплоть до болезни Альцгеймера. Сейчас основное его назначение в клинике идет именно по этим поводам: травмы, нейродегенерации. Его аптечное название — акатинол. Идея вот в чем состоит. При травмах и нейродегенерациях нейроны перевозбуждены. Они настолько сильно бывают перевозбуждены, что даже от этого постоянного возбуждения погибают. Тогда ежедневное введение акатинола оказывается очень полезным, эффективным, защищает (нейропротекция). Поэтому сейчас это очень востребованный препарат, который наслуху.

Второй пример — кетамин или калипсол. Это жесткий блокатор NMDA-рецепторов, который вызывает наркоз. Он настолько сильно способен уронить уровень возбуждения, что наступает состояние наркоза. Он используется для этого в клинике. Кетамин дает кратковременный наркоз — на 10-15 минут. Используется тогда, когда не нужно человека усыплять на 1-2 часа. Если нужно сделать какую-нибудь маленькую операцию, вот тут кетамин —  это то, что надо. Чаще всего его используют после родов, когда женщина родила с разрывами соответствующих органов, которые надо зашивать. Тогда кетаминовый наркоз наиболее уместен. Проблема заключается в том, что на выходе из кетаминового наркоза возникают довольно специфические галлюцинации.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4tJOWFI1xI8

Подобного рода вещества, которые такие галлюцинации вызывают, называются диссоциативами. Диссоциация — разобщение души и сознания. Человеку под действием кетамина, на выходе из наркоза, зачастую кажется, что его душа выходит из тела и парит в окрестностях. В зависимости от дозы кетамина вам может казаться, что вы парите в операционной комнате над своим телом и смотрите, как врачи с ним что-то делают. Если побольше доза, то вы уже над больницей парите; еще побольше — над Москвой; еще побольше — над планетой Земля. При этом никакой эйфории не возникает, а наоборот тревожное чувство, особенно, когда вы далеко улетели. Эти наркотики уже относятся к разряду галлюциногенов. У нас будет отдельный разговор об этой группе препаратов через раз, когда я буду о серотонине рассказывать. Как и галлюциногены, подобного рода вещества не дают эйфории. Они какие-то переживания необычные вызывают, но эйфорию — нет. Поэтому это не является для наркоманов по-настоящему привлекательным соединением. И слава Богу. Кетамин одновременно все-таки признан и наркотиком. Поэтому его использование, как препарата для наркоза, этим сильно затрудняется. Врачам приходится вводить особо жесткую отчетность. Вот такая история. Надо сказать, что антагонисты глутамата пока не очень широко в клинике используются: они не очень давно описаны и открыты — только в конце XX века. Для клиники 20 лет — это не срок. Препарат, которому 100 лет, это понятно. Уж тем более мед, малина, наши деды-прадеды — это надежно. 

Добрый день. Девушек поздравляю с прошедшим праздником. Аплодисменты. Чтобы вы были такими же красивыми, веселыми, и нас, мужскую часть населения, радовали. Чтобы у вас все получалось: и сессии, и вообще все-все. Я даже хотел цветочек поставить на заставку, но, кроме белены, тут ничего нет. Она в общем довольно мила, пасленовое растение.

Мы сегодня переходим к медиаторам после общего знакомства с синапсами, с электрическими свойствами нервной системы. Первым медиатором, который мы посмотрим, будет вещество под названием ацетилхолин. Это во многом дань истории вопроса, потому что именно ацетилхолин был описан, как первый медиатор. На его примере во многом стало понятно, как вообще вся эта система функционирует. Кроме того, ацетилхолин очень важный медиатор — вещество, которое очень серьезно работает на периферии. 

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

С ним связаны передачи сигнала и на мышцы, и на внутренние органы. В ЦНС это вещество является тоже весьма важным игроком. В частности, отдельно я поговорю о никотиновой зависимости, вообще о никотине, о курении, поскольку этот вопрос напрямую связан с ацетилхолином.

Ацетилхолин — первый открытый медиатор. Именно на примере ацетилхолина и по ходу изучения ацетилхолина стало понятно, что есть такая штука, как химические синапсы. Идея о синапсе возникла на грани XIX-XX веков. Сэр Чарльз Шеррингтон в самом конце XIX века, глядя на нервно-мышечные соединения, ввел понятие синапса. Но дальше долго тянулась дискуссия: в синапсе сигнал напрямую переходит на следующую клетку или там что-то такое еще дополнительно есть? В частности, химическая передача. Решить вопрос на экспериментальном уровне удалось австрийскому физиологу Отто Леви, которому в 1921 год сначала приснился этот эксперимент, а потом он реализовал его на самом деле.

Для этого эксперимента ему понадобилось два лягушачьих сердца. На лягушках физиология классическая работает, в частности физиология сердца. Во многом из-за того, что это холоднокровные животные, у них гораздо медленнее обмен веществ, чем у нас, у теплокровных. Лягушачье сердце, помещенное в физраствор, довольно долго (несколько часов) продолжает биться, с ним можно работать. Поэтому лягушка — классический объект, не только Базаров с ним работал. Можно так отпрепарировать лягушачье сердце, что сохранятся нервы, идущие к этому сердцу. Еще с XVIII века было известно, что есть блуждающий нерв, который опускается из головного мозга к сердцу. Если его стимулировать, то лягушачье сердце бьется медленнее. Есть второй нерв, который идет от спинного мозга к сердцу. Он симпатический. Если его стимулировать, то лягушачье сердце бьется чаще. Леви, отпрепарировав сердце, стимулировал блуждающий нерв, а сердце плавало в небольшой ванночке с физиологическим раствором. Дальше он догадался сделать следующее: после того, как блуждающий нерв затормозил работу сердца, Леви часть физиологического раствора из этой ванночки взял и перелил в другую ванночку, в которой второе лягушачьи сердце находилось.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Оказалось, что уже без всякой стимуляции блуждающего нерва, второе лягушачье сердце тоже забилось медленнее. Аналогичная штука получилась с симпатическим нервом. Если стимулировать симпатический нерв, он красным помечен на моей схеме, то что-то такое переходит в раствор, что дальше, если взять этот раствор и вылить во вторую ванночку, второе лягушачье сердце тоже забьется чаще. Стало понятно, что есть некая химическая субстанция. В этот момент и возникла идея о химической передаче в синапсе.

Анализируя прежде всего работу блуждающего нерва, Леви доказал, что данным веществом является ацетилхолин. В случае симпатического нерва довольно долго думали, что там адреналин, а потом оказалось немного другое вещество — норадреналин. Эти два соединения стали первыми открытыми медиаторами. Вначале описали ацетилхолин — с этим работал Леви; потом — адреналин, норадреналин — с этим работал Генри Дейл. В итоге они на пару в 1936 году получили Нобелевскую премию «За открытие химического механизма синаптической передачи». Нобелевская премия по физиологии или медицине 1936 года — это химический синапс.

Стало понятно, что есть такие штуки под названием медиаторы. Именно они передают сигнал от нервной клетки на следующую клетку. Вначале доказали роль медиаторов в вегетативной нервной системе — влияние их на разные внутренние органы: на сердце, на сосуды, на бронхи, на кишечник. Потом показали работу медиатора в нервно-мышечных синапсах. Во второй половине XX века по мере совершенствования экспериментальной техники добрались и до центральной нервной системы. Стало понятно, что там такие же механизмы, синапсы, просто они гораздо меньше, гораздо плотнее упакованы, поэтому изучать их существенно сложнее.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Мы начинаем знакомство с конкретными медиаторами с ацетилхолина. Для начала посмотрим, какой он, его химическую формулу, какая вообще эта молекула. Вот появилось данное вещество. Молекула довольно маленькая. Это типично для медиаторов. Сама идея медиатора, вещества, которое быстро проходит синаптическую щель за счет диффузии, подразумевает, что это маленькая шустрая молекула. Название ацетилхолин говорит о его химическом строении: ацетил (остаток уксусной кислоты) и холин. Сейчас появилась рамочка вокруг ацетила.

Надо сказать, что остатков уксусной кислоты в организме полным-полно. Они получаются по ходу распада глюкозы. Вот вторая часть — холин. В центре находится атом азота, к нему прикреплены еще CH₃ группы и одна C₂H₅O группа — этиловая группа. Во всяком случае здесь явно важен азот, на котором заметный положительный заряд. Вот такой холин. Надо сказать, что холин наш организм делать не может: мы должны есть, с пищей получать подобного рода молекулы.

Холин относится к разряду витаминоидов — это почти витамин. Настоящий витамин — это такое вещество, которое мало того, что нам необходимо, мы еще его рискуем не дополучить: не во всех видах пищи есть витамин А или витамин B12. А холина везде полно. Поэтому пищевого дефицита не возникает, но мы его должны есть, он витаминоид. В клинике после травм мозга, после инсульта холин используется как лекарственный препарат, чтобы помочь ацетилхолиновым нейронам. Ацетилхолин собирается из двух молекулярных кусочков: уксусной кислоты и холина. К нему подходит та схема, которая была на первой лекции. Некий фермент берет два предшественника, в данном случае остаток уксусной кислоты и холин, извернувшись, соединяет их вместе.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Вот эта зеленая штука — это и есть ацетилхолин. Отпускаем ее и возвращаемся в исходное положение, чтобы сделать еще молекулы ацетилхолина. Фермент, который это делает называется холин-ацетил-трансфераза. Ферменты просто называются: вещества, с которыми фермент работает (холин и ацетил), и та операция, которая производится. Что такое трансфер, я думаю все знают: бесплатный трансфер из аэропорта в гостиницу; или из нашего банка произошел трансфер 10 млрд руб, они куда-то потерялись. Что-то в этом вроде все время в мире происходит. Это обозначает слово «перенос», «передвижение», «перемещение». Вот такой вот фермент и такая операция. Происходит все это в пресинаптическом окончании.

Синтез может идти в теле нейрона, тогда нужно долго и мучительно тащить пузырьки с медиатором в пресинаптическое окончание. А можно прямо по месту, в пресинаптическом окончании все это синтезировать. В случае ацетилхолина это происходит прямо в пресинаптическом окончании. Вот здесь красивая схема, которая данный процесс иллюстрирует. Красные кружочки — это холин, дальше остаток уксусной кислоты, и получается ацетилхолин. Ацетилхолин загружается в везикулы. Когда появляется потенциал действия, везикулы лопаются, ацетилхолин выходит в синаптическую щель и влияет на рецепторы. Дальше все вполне стандартно.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Первые два этапа жизни медиаторов мы уже проскочили. Мы синтезировали медиатор и выделили его в синаптическую щель, произошел экзоцитоз. А теперь самое интересное — как медиатор воздействует на рецепторы. Что это за рецепторы к ацетилхолину? Какие эффекты они вызывают? Рецептор к ацетилхолину — это белок на мембране следующей клетки. Ацетилхолин, как палец на кнопку, нажимает на этот рецептор. Оказывается, что существуют 2 основных типа рецепторов к ацетилхолину. Первый из этих типов реагирует на ацетилхолин, а еще на никотин. Агонистом первого типа рецепторов к ацетилхолину является никотин — всем известный токсин табака. Второй тип ацетилхолиновых рецепторов опять-таки реагирует на ацетилхолин, а еще на вещество под названием мускарин. Агонистом второго типа ацетилхолиновых рецепторов является мускарин. Это тоже довольно известное вещество — токсин мухомора. Вещество весьма знаменитое.

Мне бы хотелось чуть-чуть зафиксировать данную идею. Идея сводится к тому, что нужно осознать, за счет чего и зачем к одному медиатору может быть несколько типов рецепторов. Казалось бы, вот медиатор, вот палец, вот кнопка. Зачем два типа рецепторов? А мы еще встретим и пять типов рецепторов, и больше.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Как это в принципе возможно и зачем? Для начала рассмотрим, как это в принципе возможно. До этого момента я вам говорил, что медиатор — это что-то вроде ключа, который подходит к активному центру белка — к ямочке. Принцип взаимодействия «ключ-замок», конечно, универсален, но он несколько хитрее, чем я вам описывал. До этого момента я молекулу медиатора рисовал в виде симметричной штуки — квадратика, кружочка, овальчика. На самом деле медиатор — это довольно сложно сконфигурированная молекула. С одной стороны — остаток уксусной кислоты, с другой стороны — холин с его положительным зарядом. Тогда мы должны медиатор изображать в виде чего-то более сложного. Это не ключ, а порой целая связка ключей.

Легко представить, что одним своим концом эта молекула вот в этот рецептор входит, треугольник воздействует на рецептор первого типа, а квадратный кусок входит в рецептор второго типа. Вы видите, что к одному и тому же медиатору может быть два и больше типов рецепторов. Что тут важно? Раз здесь играют разные ключевые части, то агонисты и антагонисты к первому типу рецепторов и ко второму тоже будут разные. Агонисты и антагонисты здесь будут иметь треугольный кусок ключа, а здесь — квадратный. Получается, что сам медиатор действует и на рецепторы первого типа, и на рецепторов второго типа. А вот агонисты и антагонисты могут быть более избирательные. Они будут действовать только на рецептор первого типа или только на рецептор второго типа. Это, конечно, интересно с точки зрения практики, потому что мы можем более тонко влиять на функционирование различных систем организма.

Дальше второй вопрос: А зачем вообще нужны два типа рецепторов? Например затем, чтобы эффекты развивались с разной скоростью. Первый тип рецепторов будет ионотропный, быстрый, а второй тип рецепторов — метаботропный, медленный. Или первый тип рецепторов будет вызывать возбуждение, а второй — торможение. Такое тоже нужно. После того, как медиатор пересек синаптическую щель, возникает еще довольно много степеней свободы и разветвлений эффектов, связанных с тем, что есть разные рецепторы. Это нам все время будет попадаться на пути. С точки зрения фармакологии, это как раз очень хорошо. Первый тип работает на периферии, а второй — в мозге. Мы можем создать агониста, который будет действовать только на сердце, а на мозг при этом не будет влиять. Это хорошо, это правильно.

В случае ацетилхолина у нас есть рецептор первого типа, который реагирует заодно на никотин. Как-то так получилось, что довольно быстро ацетилхолиновые рецепторы первого типа стали называть никотиновыми или н-холинорецепторами. Рецепты второго типа реагируют на мускарин. Довольно быстро их стали называть мускариновыми или м-холинорецепторами. К ним нашли кучу других агонистов, кроме никотина и мускарина, и кучу разных антагонистов. Классическим антагонистом никотиновых рецепторов является вещество, которое называется курарин — это действующее начало яда кураре. Мы до него сегодня доберемся. Классическим антагонистом ацетилхолиновых рецепторов второго типа является вещество, которое называется атропин. Атропин — это токсин белины или дурмана. Мы тоже до этого вещества сегодня доберемся. У нас сегодня будет довольно много разных веществ: курс у нас называется «Химия» мозга». Мы начинаем погружаться в мир психоактивных соединений, часть которых — лекарства, а часть — яды, а часть вызывает какие-то измененные состояния сознания.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Для начала познакомимся чуть поближе с никотиновым рецептором — первым типом рецепторов к ацетилхолину. Это как раз ионотропный рецепт — быстрый. Ионотропные рецепторы — это рецепторы, которые представляют из себя молекулярный гибрид между рецептом и ионным каналом. Это супермолекула. Когда присоединяется медиатор к активному центру, то открывается створка канала. Вот она тут дергается. Открылась, может двигаться ион — тот ион, на который настроен данный канал. Это канал прежде всего для ионов натрия. Натрий будет входить и вызывать возбуждение. Никотиновые рецепторы — это быстрые ионотропные натриевые рецепторы, там натриевый канал. Натрий входит, вызывает возбуждение. Классической зоной, где работают никотиновые рецепторы, являются нервно-мышечные синапсы. Любое сокращение любой нашей мышцы — это выделение ацетилхолина и влияние ацетилхолина на такие молекулы. В мышцах нужна скорость, здесь очень четко все должно работать. От самой мышцы уже ничего не должно зависеть. Ей сказал мозг, сказал мотонейрон сокращаться, и она должна сократиться. Так это и происходит. Мы сегодня специально немного детальнее обсудим строение и работу нервно-мышечных синапсов.

Вот появился более красивый вариант изображения никотинового рецептора. Вы видите двойную липидную мембрану и белковые молекулы. Ацетилхолиновый рецептор собирается из пяти белковых молекул, которые образуют небольшой хоровод, в центре формируется канал для прохода натрия. Вот еще более красиво изображено. Здесь есть вид и сбоку, и сверху. Вот в этом месте работает створка, сдвигающиеся и раздвигающиеся стены, зона, где проходят ионы натрия, возникает возбуждение. Если мы используем антагонист ацетилхолинового никотинового рецептора, мы затыкаем этот канал, натрий не входит, возникает паралич. Это нервно-мышечные синапсы. Яд кураре, о котором я уже упомянул, это нервно-паралитический яд. По такому же принципу работают многие змеиные яды, в частности яды аспидов — кобры и ее родственников. Это нервно-паралитические яды, выключающие никотиновые рецепторы. В отличие от курарина, который просто затыкает дырку, токсины змеиного яда привязываются к рецептору снаружи, в итоге рецептор сдавливается, на молекулярном уровне идет удушение рецептора, натрий не входит, возникает паралич. Жертва убежать не может, а очень скоро у нее и дыхание останавливается. Змеиные яды — отдельная, очень интересная сфера. В отличие от растительных ядов, которые обычно представлены причудливыми, но не очень большими молекулами, яды животных — это белки, большие молекулы, крупные. Змеиные яды делятся на две категории. Одна категория ядов формирует тромбы в крови жертвы: все закупоривается, жертва умирает. Вторая группа змеиных ядов — нервно-паралитическая, наподобие альфа-нейротоксина яда кобры.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Второй тип рецепторов — мускариновые рецепторы, м-холинорецепторы. В этом случае мы имеем дело с классическим метаботропным рецептором. Та самая схема, которая была неделю назад. Медиатор присоединяется к рецептору, дальше запускается вот эта не простая цепочка событий, в частности возникает вторичный посредник, который влияет на хемочувствительные ионные каналы, и они открываются, а в некоторых случаях — закрываются. Надо сказать, что в разных местах нашего организма, на разных внутренних органах мускариновый рецептор может вызывать либо ВПСП, либо ТПСП — возбуждение или торможение. Зачем это нужно, вы увидите. Я сегодня буду рассказывать общие вещи о вегетативной нервной системе. Будет сказано, что парасимпатическая составляющая медитативной нервной системы должна иметь возможность одни органы активировать, а другие тормозить. Вот это и делается за счет мускаринового рецептора. В некоторых случаях весь этот каскад событий приводит к открыванию калиевых каналов: заряд пойдет вниз, будет торможение. А в некоторых случаях этот каскад приводит к закрыванию калиевых каналов: все сдвигается вверх, возникает возбуждение.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Это совсем вступление. Мы познакомились с мускариновыми и никотиновыми рецепторами. Теперь давайте уже ближе к реальной нервной системе поглядим, где находятся ацетилхолиновые нейроны и ацетилхолиновые синапсы. Их действительно довольно много. Это нервно-мышечные синапсы, вегетативные синапсы и синапсы в головном мозге. Я изобразил такую схему, это центральная нервная система. Кружочек сверху обозначает головной мозг, а все остальное — спинной. Давайте теперь на эту схему нанесем те нейроны, с которыми нам нужно сегодня познакомиться. Во-первых, в головном мозге довольно много ацетилхолиновых нейронов — порядка 5%. Это много. Вы увидите, что нам будут попадаться медиаторы, которые используются в гораздо меньше, чем 1% нейронов. 5% — это хороший показатель.

Мы еще доберемся до головного мозга и ацетилхолина сегодня. Сейчас нас будут интересовать в первую очередь те нейроны, которые в спинном мозге находятся: мотонейроны — клетки, управляющие мышцами; вегетативные нейроны — клетки, управляющие внутренними органами. Вегетативная нервная система не очень проста. Она делится на две конкурирующие части: симпатика — симпатическая нервная система, парасимпатика — парасимпатическая нервная система. Куда идут аксоны этих клеток? В случае мотонейрона, двигательного нейрона, все просто: аксон дотягивается прямо до мышечной клетки. Вот эта штука, которую я тут нарисовал, это я так попытался изобразить мышечную клетку. Она имеет характерную поперечную исчерченность. Она большая, у нее несколько ядер. Поэтому она так выглядит. Вот это — нервно-мышечный синапс. Тут все просто: ПД возник, добежал, выделился ацетилхолин, клетка сократилась. Относительно просто. В случае вегетатики — сложнее, потому что аксон этой клетки прямо сразу до внутреннего органа не добирается, по дороге есть еще одна нервная клетка, которая находится уже не в ЦНС, не в головном мозге, не в спинном, а в симпатическом ганглии.

Ганглий — это скопление нервных клеток вне ЦНС. Это такие маленькие мозги, которые у нас там и сям рассеяны по телу, их больше сотни. Часть их занимается сенсорикой — восприятием сенсорных сигналов, а часть вегетативные. Самый большой ганглий — солнечное сплетение. Наверное, представляете, где оно находится. Аксон этой клетки дотягивается до нейрона, который сидит в ганглии, а уже аксон нейрона, который в ганглии, дотягивается до внутреннего органа.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Примерно такая же история с парасимпатической нервной системой. Есть парасимпатический ганглий. Аксон этого нейрона в ганлии дотягивается до внутреннего органа. В целом получается, что на большинство наших внутренних органов одновременно влияют и симпатика, и парасимпатика. Это конкурирующее влияние. Нужно это для того, что всякий орган хорошо бы иметь возможность заставить работать активнее или заставить работать слабее: зрачок расширился — сузился, сердце забилось чаще — забилось реже. Эти конкурирующие влияния и есть влияния симпатики и парасимпатики. Какая из них какие эффекты вызывает, мы еще с вами разберемся.

Сейчас давайте еще раз посмотрим на эту схему. Вот еще какую деталь я хочу подчеркнуть. Симпатические ганглии находятся рядом со спинным мозгом. Поэтому этот аксон я нарисовал коротким, а вот этот — длинным. Парасимпатические ганглии находятся рядом с органом, а иногда прямо в стенках органа. Поэтому вот этот аксон длинный, а этот — короткий. Вот этот аксон до ганглия называют преганглионарным. Часто и нейрон тоже называют преганглионарным. А вот этот аксон после ганглия называют постганглионарным. Часто нейрон тоже называется постганглионарным. Такие термины. Я извиняюсь, что я должен их вводить. Если вы начнете читать литературу, вы увидите, что все это очень активно используется.

Мне бы хотелось несколько слов все-таки сказать про симпатику и парасимпатику. Сегодняшняя лекция и лекция, которая будет через неделю, посвященная норадреналину, во многом связаны с той «химией» мозга, которая воздействует на сердце, сосуды, бронхи, кишечник. Огромное количество фармакологических препаратов, которые спасают ежедневно жизни миллионоов людей (гипертоников), связаны с этой сферой. Поэтому, конечно, важно, чтобы вы понимали, что такое симпатика и парасимпатика. Сейчас я буду говорить банальные вещи, что-то из этого я говорил на осеннем МФК, но без этого повторения мы рискуем, что часть зала не будет понимать дальнейший рассказ.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Что такое вегетативная нервная система? Это часть нервной системы, которая управляет внутренними органами. Вегетативная нервная система (ВНС) состоит из двух конкурирующих частей: симпатики и парасимпатики. Симпатическая нервная система управляет внутренними органами тогда, когда мы тратим энергию: физические нагрузки, эмоциональные нагрузки, умственные нагрузки. Поэтому эту систему называют еще эрготропной — тяготеющей к затратам энергии. Это ситуации стресса, бегства, нападения, потенциально опасные, когда проявляется агрессия и так далее. Если вы хотите представить себе эффекты симпатической нервной системы, представьте, что вы с тяжелым чемоданом опаздываете на поезд или на самолет. Это симпатика: глаза выпучены, потоотделение, давление скачет. Все, что с вами творится, есть эффектами симпатической нервной системы.

Парасимпатическая — ее антипод функциональный. Это система, которая направлена на накопление энергии, на питание, на запасание. Ее называют еще трофотропной (от греч. trophe пища, питание).Она заботится о том, чтобы мы накопили энергию. Она запасает жиры, углеводы, чистит организм. Но это не сон. Пожалуйста, не путайте эффекты парасимпатики и сна. Парасимпатика — это спокойное бодрствование. Это ситуация, когда вы уже вторую неделю отдыхаете в пятизвездочном отеле «все включено». Вы после прекрасного завтрака лежите под пальмой с коктейлем в руке. Самая большая проблема, которая вас сейчас мучает — что б такое съесть на обед. В этой ситуации, казалось бы, все органы отдыхают. Но нет. Огромная система под названием желудочно-кишечный тракт переваривает и запасает, переваривает и запасает. Она считает, что наступят черные дни, и каждая калория ценна.

А еще работают почки, которые чистят организм. Получается, что у нас в организме есть набор органов, который активен во время стресса. Такие органы активирует симпатика и тормозит парасимпатика. Таким классическим органом является сердце. Есть другой набор органов, которые наоборот активны, когда мы восстанавливаем запасы энергии, в частности желудочно-кишечный тракт. Такие органы активирует парасимпатика и тормозит симпатика. Поэтому все не очень просто, но вполне логично. Важно понимать, что делает конкретный орган. Тогда вам даже не нужно запоминать, а каком отношении он находится с симпатической и парасимпатической системами. Вы и так догадаетесь. Бронхи могут расширяться и сужаться. При стрессе надо дышать активнее, значит, бронхи надо расширять. Симпатика будет расширять бронхи, а парасимпатика — сужать. Так примерно можно почти обо всех органах договориться и понять, что они делают.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

На анатомическом уровне симпатика и парасимпатика разделены, потому что их конкуренция должна идти на органе, а внутри ЦНС два эти процесса не должны друг другу мешать. Поэтому симпатические нейроны в основном находятся в средней части спинного мозга — грудных сегментах. Внутри этих грудных сегментов спинного мозга есть четыре зоны, четыре этажа, управляющие разными нашими внутренними органами. Четыре этажа внутренних органов: органы головы — слюнные железы, слезные железы, зрачок, хрусталик; органы грудной клетки — сердце и бронхи; органы брюшной полости — желудок и большая часть кишечника; органы таза — остаток кишечника, органы половой системы и системы выделительной (мочевой пузырь и так далее). Поэтажно все это вот так организовано.

Большинство этих органов получает еще и конкурирующие сигналы из парасимпатической системы. Парасимпатическая система у нас расположена в основном в головном мозге, ее нейроны в головном мозге, и немножечко в самой нижней части спинного мозга — крестцовых сегментах. Мы видим, что тоже существует четыре этажа. Какие-то нейроны парасимпатические управляют органами головы, какие-то — органами таза. Есть огромный блуждающий нерв. О нем я уже упоминал, говоря про опыты Леви. Этот нерв спускается из головного мозга вдоль пищевода и дальше очень широко ветвится в грудной клетке, брюшной полости. Именно поэтому его назвали блуждающим — он как бы заблудился по всему туловищу. Блуждающий нерв работает и с бронхами, и с сердцем, и с кишечником, и с кучей сосудов взаимодействует. Вот симпатика и парасимпатика.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Что делает парасимпатика, я в общем-то уже сказал. Она активирует ЖКТ: слюнные железы, желудок, поджелудочная железа, печень и 6 м тонкого кишечника, 2 м толстого кишечника. Это огромное хозяйство. А еще тормозит сердце, сужает бронхи, сужают зрачок. А симпатика делает все наоборот. Тут есть такая ремарка: все-таки некоторые органы у нас получают только симпатические влияния. Симпатическая система эволюционно более древняя. Сначала она появляется, а потом для большей тонкости регуляции добавляется парасимпатическая. Большинство сосудов получает только симпатические сигналы, которые их сужают. Про симпатику я буду рассказывать через неделю. Там медиатором является норадреналин. Я много буду рассказывать про симпатические влияния. Сегодня одна из тем — это парасимпатика и роль ацетилхолина в этой системе.

Давайте вернемся к нашему ацетилхолину после общеобразовательного экскурса. Без него невозможно будет понять, как мы с помощью фармакологии управляем внутренними органами. Вернемся к нашему ацетилхолину. Давайте посмотрим на эти пять нейронов: три из них в спинном мозге и два в ганглиях. Надо сказать, что из этой пятерки четыре нейрона используют в качестве медиатора ацетилхолин. Из-за этого мы можем с полным правом назвать ацетилхолин главным медиатором периферической нервной системы. Он таковым и является. У нас из этих пяти нейронов нейроны под номерами 1,2,3,4 — ацетилхолиновые. Все нейроны, которые в спинном мозге, мотонейрон, преганглионарный симпатический, преганглионарный парасимпатический — все ацетилхолиновые. Еще постганглионарный парасимпатический. Получается, в этом синапсе выделяется ацетилхолин. Только нейрон номер пять на этой схеме не ацетилхолиновый. Он выделяет норадреналин. Это тема следующей лекции.

Теперь никотиновый и мускариновый рецепторы. В разных синапсах на этой схеме либо никотиновые, либо мускариновые. Какие где? Я уже не раз повторил, что в нервно-мышечном синапсе никотиновые рецепторы. Поэтому ставим букву «н». Эти рецепторы находятся на мембране мышечной клетки. На них влияет ацетилхолин, который вот из этого окончания аксона выделяется. Кроме того, никотиновые рецепторы работают в ганглиях. Вот этот синапс и вот этот синапс — здесь тоже ацетилхолин действует на никотиновые рецепторы. Только парасимпатический синапс на внутреннем органе использует мускариновые рецепторы. Три раза «н» и один раз «м». Что касается головного мозга, там все гораздо сложнее. Там есть и никотиновые рецепторы, и мускариновые, и все гораздо более запутанно, но интереснее.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=1V8gCToOzmE

Теперь можно уже перейти к разговору о конкретных синапсах. Начнем с того, что проще — с нервно-мышечного синапса: как ацетилхолин запускает сокращение мышцы, как мы может на этот процесс повлиять. Желтая клетка на этой схеме называется мотонейроном. Таких мотонейронов у нас много. Большая часть из них находится в спинном мозге. Эти мотонейроны работают с мышцами шеи, туловища, рук, ног. Часть мотонейронов находится в головном мозге. Эти мотонейроны работают с мышцами головы — мимические мышцы, глазодвигательные мышцы, мышцы языка, жевательные мышцы.

В любом случае эти нейроны используют в качестве медиатора ацетилхолин и дотягиваются до мышечных клеток. Вот как это показано на данной схеме. Вот поперечный срез спинного мозга, внутри которого мы видим более темную зону — серое вещество спинного мозга, имеющее характерную форму бабочки. Выступ серого вещества, который ближе к брюшной стороне, это передние рога серого вещества спинного мозга. В них как раз и находятся мотонейроны.

Вы видите, что аксон мотонейрона дотягивается до мышцы. Представьте себе, я шевелю пальцем. Мышца находится в основании большого пальца, а мотонейрон находится в шейной части спинного мозга. Метровой длины аксон идет по руке, нигде не прерываясь, по нему бежит потенциал действия, из окончания выделяется ацетилхолин и через никотиновые рецепторы запускает мышечное сокращение.

Что еще эта схема показывает? Как правило, аксон мотонейрона на конце ветвится. В итоге мотонейрон управляет не одной мышечной клеткой, а несколькими. Несколько мышечных клеток управляются одним мотонейроном. Совокупность мышечных клеток, которые управляются одним мотонейроном, называется двигательной единицей. Двигательные единицы в ответ на даже единственный ПД, который возник в мотонейроне, очень четко и слаженно сокращается. Примерно на 2/10 секунды каждая мышечная клетка сокращается, а потом расслабляется.

Надо сказать, что в разных наших мышцах величина двигательной единицы тоже разная. Где-то один мотонейрон управляет десятью мышечными клетками, а где-то — тысячью. Понятно, что во втором случае движения более грубые. Наши двигательные системы так организованы, что чем меньше двигательная единица, тем тоньше движение, мы способны более тонко сокращать мышцу, более точно, более плавно. В особенно важных для нашего поведения и жизни мышцах, маленькие двигательные единицы величиной от 5 до 50 мышечных клеток. Это язык, пальцы.