Нейромедіатори та їх рецептори
Нейромедіатори та їх рецептори
Поняття нейромедіатора:
Нейромедіатори (
До нейромедіаторів відносять такі речовини як:
Амінокислоти:
ГАМК
Гліцин
Глутамінова кислота
Катехоламіни:
Адреналін
Норадреналін
Дофамін
Інші моноаміни:
Серотонін
Гістамін
А також:
Ацетилхолін
Анандамід
Аспартат
АТФ
Вазоактивний інтестинальний пептид
Глутамат
Окситоцин
Таурин
Триптамін
Ендоканнабіноїди
N-ацетиласпартилглутамат
Гамма-аміномасляна кислота
Хімічна назва γ-аміномасляна кислота
γ-аміномасляна кислота (ГАМК) – є головним гальмівним нейромедіатором в центральній нервовій системі ЦНС, рецептори якої широко поширені в структурах головного мозку, практично у всіх нейрональних групах. Гамма-аміномасляна кислота (ГАМК) відноситься до числа найважливіших нейромедіаторів мозку, це гальмівний медіатор ЦНС.
Гамма-аміномасляна кислота синтезується
тільки в нервовій системі з глутамінової
кислоти при посередництві
Представляючи природний механізм
захисту, ГАМК обмежує збудливий
стимул як пресинаптично - через ГАМК-рецептори,
функціонально пов'язані з потенціал-залежними
кальцієвими каналами пресинаптичних
мембран, так і постсинаптично через ГАМКA-рецептори
(ГАМК-барбітурат-
Радіоімунологічні дослідження підтвердило особливо широку поширеність в структурах мозку ГАМКA-рецепторів. Найбільша їх густина визначається в скроневій і лобовій корі, гіпокампі, мигдалеподібних і гіпоталамічних ядрах, чорній субстанції, сірій речовині навколо водопроводу, ядрах мозочка. Дещо в меншій мірі рецептори представлені в хвостатому ядрі, шкаралупі, таламусі, потиличної кори, епофізі.
Активація постсинаптичних ГАМКA-
Основна фізіологічна роль ГАМК - модуляція активності головного збудливого нейротрансмітера глутамату, створення стійкої рівноваги між збудливими і гальмівними системами. Існують певні пропорції між представленістю глутаматних рецепторів і ГАМК-рецепторів у різних областях мозку. Нейрони, найбільш чутливі до ішемії, поряд з могутнім глутамат-аспартатним збудливим входом на дендритному дереві мають безліч ГАМКергічних терминалів на тілах клітин [Meldrum BS 1989, Siesjo B.K. 1986].
У перші секунди
Довгий час вважалося, що ця амінокислота виключно пов'язана з синаптичним гальмуванням. Але виявилося, що на ранніх етапах розвитку мозку ГАМК опосередковує переважно синаптичне збудження. У дорослому мозку збуджуюча функція ГАМК зберігається лише частково, поступаючись місцем синаптичному гальмування.
ГАМК
Вивільнення ГАМК
Хімічні синапси ГАМК-ергічних нейронів містять везикули із спеціальними системами хімічного транспорту ГАМК, завдяки яким концентрація ГАМК всередині везикул в 10-20 більша, ніж в цитоплазмі. Після деполяризації мембрани нейрону відбувається злиття цих везикул з пресинаптичною мембраною, регульоване великою кількістю специфічних ферментів (синаптін, неурексини, синаптотагмін, синтакси, синаптофізин), які активуються у відповідь на зростання внутрішньоклітинною концентрації іонів Са2+. Іони кальцію потрапляють в пресинапс через кальцієві канали, що відкриваються при деполяризації мембрани нейрону. Загалом, цей процес призводить до вивільнення ГАМК в синаптичну щілину, після чого вона активує різні типи ГАМК-рецепторів, розташовані на пре- та постсинаптичній мембрані.
На додаток до везикулярного, вивільнення ГАМК може відбуватись також в процесі роботи в зворотньому напрямку мембранних систем ГАМК-транспорту. Цей процес має набагато більш розпливчасту локалізацію, аніж притаманне строго пресинаптичній мембрані везикулярне вивільнення, є електрично-залежним, тож може бути активованим завдяки деполяризації мембрани при проходженні нервового імпульсу. Іншою важливою рисою процесу невезикулярного вивільнення ГАМК є його незалежність від концентрації іонів кальцію.
Деактивація ГАМК
ГАМК деактивується завдяки захвату та переносу в пресинаптичну ділянку нейрону, що робить можливим повторне використання нейромедіатору, або завдяки захвату навколишніми клітинами нейроглії (астроцитами), де ГАМК розкладається в процесі трансамінації та оксидації до сукцинату. В обох випадках захват та транспортування ГАМК здійснюються спеціальними ГАМК-транспортерами, частина яких неспецифічна відносно нервових клітин (тобто є і в нейронах, і в нейроглії), а частина – притаманна тільки нейрогліальним астроцитам.
Функціональне значення ГАМК-інгібіювання в ЦНС
ГАМК-ергічна інгібуюча
нервова передача дуже широко представлена
в ЦНС, і є принципово важливою
для функціонування мозку. Тому не дивно,
що функціональні порушення
Гліцин
Гліцин - гальмівний нейротрансміттер в механізмах гострої церебральної ішемії.
Амінокислота гліцин служить медіатором у деяких випадках постсинаптичного гальмування в спинному мозку. Специфічним антагоністом гліцину є стрихнін, амінокислоти
Традиційно вважалося,
що гліцин (glycine) проявляє нейротрансмітерні
властивості на рівні спинного
мозку, довгастого мозку і
Інгібуючі властивості
гліцин виявляє за допомогою вз
Поряд з нейротрансмітерним гліцин має також загально метаболічну дію, пов'язує низькомолекулярні токсичні продукти (альдегіди, кетони), у великих кількостях утворюються в процесі ішемії. В експерименті на щурах з фокальної ішемією переднього мозку введення гліцину у дозі 20 мг / кг (протягом перших 2 годин після операції і далі 1 раз на день протягом 9 днів) супроводжувалося значним підвищенням концентрації гліцину в тканини мозку (у стріатумі - на 63 %, в парієтальні корі - на 45%), достовірно збільшувало швидкість обороту ГАМК як в зоні ішемії, так і в навколишні тканині в порівнянні з контрольною групою тварин. На тлі застосування гліцину зазначалося значуще зниження концентрацій продуктів оксидантного стресу в зоні ішемії, що супроводжувалося швидкою нормалізацією поведінки і умовних рефлексів у щурів. Встановлено ефективну дію гліцину через рецепторні зони, що значно розширює його терапевтичні можливості. Через 10 хвилин після нанесення міченого тритієм гліцину на кон'юнктиву очного яблука, інтраназально, на слизову оболонку щоки методом сцинтиляційного спектрометрії реєстрували його підвищене споживання в різних мозкових структурах і цереброспінальній рідині. Нанесення гліцину на кон'юнктиву очного яблука супроводжується збільшенням його концентрації до максимальної у перші 30 хв в зоровому перехресті і через 2 год - в зоровій зоні кори мозку.
Основною діючою речовиною
фармацевтичного препарату
Глутамінова кислота
Глутамат є основним збуджуючим нейротрансмітером в ЦНС ссавців. Він залучений у велике число нейрональних і гліальних процесів. На додаток до визнаної ролі цього медіатора в головному мозку у вищих когнітивних процесах навчання і запам'ятовування можна відзначити участь цього ліганду як нейротоксичнго агента в розвитку багатьох нейродегенеративних захворювань.
До середини 80-х років минулого
століття вважали, що глутамат
реалізує свої ефекти через
групу іонотропних мембранних
рецепторів-каналів (ліганд-
Однак у серії досліджень, розпочатих в середині 80-х років і продовжуються досі, було показано, що глутамат може активувати фосфоліпазу С (PLC), що призводить до утворення інозітолфосфата і діацилгліцеролу в нейронах, як це відбувається при активації деяких рецепторів, сполучених з G -білками . Пошук рецептора, опосередковуючого подібний ефект глутамата, привів до виявлення білка, в даний час відомого як метаботропний глутаматний рецептор підкласу 1a (mGluR1a).
Глутамінова кислота
при електрофоретичному
UTP + ATP + GLN = GLU + ADP + Pi + CTP
Адреналін
Адреналін - катехоламін, який секретується в наднирниках при стресі і є медіатором у деяких синапсах. Вивільнений адреналін поширюється всюди з потоком крові і адсорбується на певних рецепторах на поверхні клітин в різних тканинах тіла, викликаючи реакцію, яку порівнюють з відчуттям "боротьби і польоту". Ця реакція збільшує ЧСС (частоту серцевих скорочень), зменшує відтік крові до внутрішніх органів, збільшує приплив крові до скелетних м'язів, збільшує рівень глюкози в крові, змушує печінку і клітини м'язів розщеплювати глікоген і виробляти глюкозу. Як адреналін викликає всі ці відповіді? Діючи як ліганд, він зв'язується з рецепторами, експонованими на поверхні різноманітних типів клітин всюди в організмі. Ці рецептори називаються b-адренергічними, є серпентиновимию
Зв'язування викликає, відповідно, бета-адренергічні ефекти.
На частку цього медіатора припадає приблизно 80% всіх катехоламінів мозкового шару. Поза мозковою речовиною адреналін не утворюється. Адреналін синтезується з тирозину.
Адреналін відрізняється від норадреналіну наявністю метильного радикала, що заміщує атом водню в аміногрупи.
Структура цих гормоноідов була вперше охарактеризована Олдріче (1901-1902).
Вони знайдені в організмі безхребетних, причому навіть у представників Protozoa. Мабуть, хімічна структура цих сполук в історичному плані одна з найбільш древніх. Представляючи біологічно активні внутрішньоклітинні метаболіти у Protozoa, вони отримали під впливом еволюції функції нейромедіаторів в багатоклітинних організмах безхребетних і хребетних тварин, з одного боку, і гормоноїдів в організмі хребетних - з іншого.
Катехоламіни - адреналін,
ізопреналін, бітолтерол і
Норадреналін
Норадреналін — гормон мозкової речовини наднирників і нейромедіаторів. На відміну від адреналіну,який проявляє,в основному,гормональну активність, норадреналін є медіатором, що відіграє трансмітерну а адренергічних синапсах ЦНС та ПНС. У головному мозку людини норадренергічні нейрони знаходяться, переважно, в зонах блакитної плями,гіпокампу та значній частині кори мозку. Функціональну роль норадреналіну як одного з основних медіаторів центральної нервової системи пов’язують із підтриманням рівня активності нервово-психічних реакцій, формуванням когнітивних та адаптивних процесів. Адренорецептори широко розповсюдженні як у нервовій системі, так і в іншик органах і тканинах.Існують декілька підтипів адренорецепторів, що розрізняються за своїми біохімічними, фізіологічними та фармакологічними властивостями.
Норадреналін має складні біохімічні та функціональні зв’язки на пре- та постсинаптичному рівнях із іншими нейромедіаторами та модуляторами функцій центральної нервової системи – ацетилхоліном, серотоніном, дофаміном, нейропептидами тощо.
Дофамін
Дофамі́н (4-(2-аміноетил)бензол-1,2-
Дофамін - медіатор в центральній нервовій системі - в гіпоталамусі та ядрах стовбура головного мозку, а також в спинному мозку і інших відділах. Секретується поряд з адреналіном і норадреналіном в мозковій речовині надниркових залоз (див. катехоламіни). Відноситься до числа найважливіших нейромедіаторів мозку.
Всі три природних катехоламіни - норадреналін, адреналін і дофамін - не тільки служать медіаторами в ЦНС, а й беруть участь в управлінні внутрішніми органами.
Дофамін викликає безліч реакцій - розслаблення нижнього стравохідного сфінктера, уповільнення евакуації харчової грудки з шлунку, розширення ниркових і брижових артеріол, зниження секреції альдостерону, пряме посилення ниркової екскреції натрію, гальмування виділення норадреналіну шляхом впливу на пресинаптичні рецептори . Механізми всіх цих ефектів мало вивчені. Скоріш за все, дофамін виконує тільки функцію медіатора, але не гормону.
Підвищення концентрації дофаміну спостерігається під час споживання приємної на смак їжі чи роботи за хорошу винагороду. Вживання речовин, що викликають залежність, чи то алкоголь, нікотин чи то кокаїн, тимчасово збільшує концентрацію дофаміну в мозку. А ось у тих, хто страждає на депресію, його рівень низький. Також нестача дофаміну призводить до скутості рухів, утруднення ходи, обмеженості рухової активності.
Дофамін є життєвонеобхідною речовиною, нестача якої зумовлює погане самопочуття (пригнічений емоційний стан), а також призводить до дуже серйозних розладів руху та м'язової активності (наприклад хвороба Паркінсона).
У різних дозах
цей природний попередник
У низьких дозах (1-2 мкг / кг / хв) завдяки стимуляції дофамінових рецепторів він розширює ниркові і брижових артерії і підсилює екскрецію натрію.
У дозі 2-10 мкг / кг
/ хв дофамін стимулює бета-
Серотонін
Серотонін (5–гідрокситриптамін) – нейромедіатор та гормон.
Серотонін - медіатор алергічних реакцій
Серотонін - похідне
триптофану - є одним з основних
нейромедіаторів центральної
Карціноїди найчастіше секретують серотонін.( Карціноїди - пухлини, що виходять з ентерохромафінних ЄС-клітин, що локалізуються в шлунково-кишковому тракті від кардіального відділу шлунка до прямої кишки, підшлункової залозі, жовчному міхурі, урогенітальному тракті, слизовій оболонці бронхів і вилочкової залозі.) Субстратом для синтезу серотоніну служить триптофан, який пухлинні клітини захоплюють із крові. Карціноїи здатні переробити до половини всього триптофану, що надходить з їжею. У результаті триптофану може не вистачити для синтезу білків і нікотинової кислоти (вітаміну РР). Тому у хворих з множинними метастазами нерідко відзначаються симптоми білкової недостатності і пелагри.
Серотонін стимулює секрецію і пригнічує всмоктування в кишечнику, а також підсилює перистальтику. Вважають, що саме високий рівень серотоніну служить причиною проносу при карциноїдному синдромі. Крім того, серотонін стимулює проліферацію фібробластів і утворення колагенових волокон, отже, він може запускати або прискорювати фіброз очеревини і ендокарда.
Відноситься до
числа найважливіших
Гістамін
Гістамі́н (лат. Histaminum). 4-(2-аміноетил) -імідазол, або b-імідазолил-етиламін.
Гістамін є одним з ендогенних чинників (медіаторів), що беруть участь в регуляції життєво важливих функцій організму і грають важливу роль в патогенезі ряду хворобливих станів.
У звичайних умовах гістамін
знаходиться в організмі
Деякі кількості гістаміну містяться в ЦНС, де, як припускають, він грає роль нейромедіатора (або нейромодулятора). Не виключено, що седативна дія деяких ліпофільних антагоністів гістаміну (проникаючих через гематоенцефалічний бар'єр протигістамінних препаратів, наприклад димедролу) пов'язана з їх блокуючим впливом на центральні гістамінові рецептори.
У організмі існують специфічні рецептори, для яких гістамін є природним лігандом. В даний час розрізняють три підгрупи гістамінових (Н) рецепторів: Н1-, Н2- і Н3-рецептори.
Збудження периферичних Н-рецепторів супроводжується спастичним скороченням бронхів, мускулатури кишечника і іншими явищами.
Найхарактернішим для збудження Н2-рецепторов є посилення секреції шлункових залоз. Разом з Н1-рецепторами Н2-рецептори грають роль в розвитку алергічних і імунних реакцій.
Н2-рецептори беруть участь також в медіації збудження у ЦНС. Останнім часом стали надавати велике значення стимуляції Н3-рецепторів в механізмі центральної дії гістаміну.
АТФ
Відкриття нейромедіаторної ролі АТФ - заслуга Дж. Бернстока з Медичного коледжу Лондонського університету.
Хоча вже кілька десятиліть було відомо про накопичення АТФ в синаптичних пухирцях ("контейнерах" для нейромедіаторів в нейронах) центральної нервової системи, ця речовина вважали лише чимось на зразок помічника таких "справжніх" медіаторів, як норадреналін і ацетилхолін.
Два дослідження дали незаперечні докази того, що АТФ дійсно є найважливішим нейромедіатором.
Р. Еванс, В. Церкач
і А. Серпренант з
Як було встановлено, АТФ діє також і в одній із зон центральної нервової системи. Ф. Едуарда, А. Гібб і Д. Кохун з Медичного коледжу Лондонського університету повідомили в "Nature", що у щурів порушення зв'язування АТФ з його рецепторами перешкоджає нервової передачу в області мозку, що називається вуздечкою.
Як можна припустити, судячи з цими даними, АТФ не просто служить нейромедіатором, а є одним з найважливіших речовин такого роду.
Тепер, коли клоновані гени кількох можливих рецепторів АТФ і розроблені щодо специфічно зв'язуються з ними реагенти, можна визначати АТФ-шляхи в мозку і навіть створити ліки від деяких розладів нервової системи. Крім того, АТФ обіцяє ключ до розуміння еволюції мозку.
Ймовірно, це самий примітивний міжклітинний посередник, т.к. рецептори АТФ є у амеб, комах і риб.
Список використаної літератури:
1.http://ru.wikipedia.org/
2.http://humbio.ru/humbio/har/
3.Ашмарин И.П. Нейрохимия, - М. 1996,- 470с.

- Нейромережева модель політичної системи
- Нейромережеві технології. Їх відмінність від експертних систем
- Нейромодуляция
- Нейрон. Классификация нейронов, органеллы нейронов. Строение и функции
- Нейронна теорія Нервова система Біла та сіра речовини мозку Ядра Кора Нервові волокна Нерв
- Нейронная сеть
- Нейронні мережі та їх використаня
- Нейролингвистическое программирование и социальные установки
- Нейролингвистическое программирование людей
- Нейролингвистическое программирование: основы, методы и примеры
- Нейро-лінгвістичне програмування
- Нейролінгвістичне програмування та стратегії моделювання успіху
- Нейромаркетинг
- Нейромаркетинг и Филипп Котлер