названия медиаторов и параметры работы нейронов, синапсов, ПП и ПД

(лекции 1, 2, 3, 4)

Дофамин (DA) и Серотонин (5-HT)
(Лекция 8 )

Источник появления медиатора в теле

пища, какая именно

и формула

холин («витаминоид»: получаем только с пищей

«Ацетил» – остаток уксусной кислоты
СН3-СООН

«Холин» – атом азота N, с которым соединены три группы -СН3 и одна группа этилового спирта -СН2-СН2-ОН

НОРАДРЕНАЛИН (норэпинефрин – NE).

образуется в результате цепи химических реакций из пищевой аминокислоты тирозина; характерный элемент структуры – ароматическое (бензольное) кольцо.

Здесь материал лекции не распределен
презентация к этой лекции созданная Дубыниным.

названия медиаторов и параметры

Способ создания медиатора

(синтез, вещества предшественники

П1 – остаток уксусной кислоты, сое- диненный с коферментом А (СоА). П2 – холин . Мед – ацетилхолин (Ацх); фермент: холин ацетил-трансфераза.
Синтез – в пресинаптическом окончании, после чего Ацх переносится внутрь везикул и готов к экзоцитозу.

1.Тирозин превращается в L-дофа (L-DOPA); фермент тирозин-гидроксилаза (его активность ограничивает скорость синтеза NE).

2. L-дофа становится дофамином (одним из медиаторов ЦНС).

3. Дофамин (DA) и Серотонин (5-HT) превращается в NЕ.

4. Из NЕ (норэпинефрина) в надпочечниках получается адреналин (эпинефрин).

названия медиаторов и параметры

Жизненный цикл медиатора и строение синапса (работа в синаптической щели)

Последовательность событий, происходящих в синапсе:
(1) распространение ПД;
(2-4) вход ионов Са2+ и экзоцитоз;
(5) медиатор попадает в щель;
(6) действие медиатора на белки- рецепторы;

(7-8) деполяризация
(возбуждающий сигнал) либо гипер- поляризация
(тормозящий сигнал)
постсинаптической мембраны; возможен запуск ПД.

Взаимодействие медиаторов и рецепторов идет по принципу «ключ- замок», после чего рецепторы запускают ответные реакции нейрона. Чаще всего это происходит с участием промежуточных G-белков

Появление ПД запускает выброс Ацх в синаптическую щель, после чего он действует на рецепторы постсинаптической мембраны.

основная деятельность Ацх в мышцах

Постсинаптич. мембрана мышечной клетки складчатая, что увеличивает кол-во никотиновых рецепторов; от поверхности клетки внутрь цитоплазмы идут особые каналы – Т-трубочки.

Нервно-мышечные синапсы в десятки раз крупнее центральных; количество выделяемого Ацх так велико, что ВПСП достигает 50 мВ и «с гарантией» запускает ПД на мембране мышечной клетки.

Синтез – в пресинаптическом окончании, после чего NЕ переносится внутрь везикул и готов к экзоцитозу.

Аксоны NЕ-нейронов образуют множест-венные расширения – «варикозы», которые выполняют функцию пресинаптических окончаний.

Появление ПД запускает вход Са2+ и выброс NЕ в синаптическую щель, после чего он действует на рецепторы как пост- синаптической, так и пресинаптической мембраны.

о пресинаптических эффектах NЕ.

Эти эффекты идут, прежде всего, через a2-рецепторы и носят тормозный знак: ослабление активности Са2+ -каналов и снижение экзоцитоза медиатора.

Два основных варианта: - 1.самоторможение («аутоторможение») выброса NЕ из пресинаптического окончания (экономия медиатора, что особенно важно в условиях длительного стресса);

2- торможение выброса Ацх из парасимпатического пресинаптического окончания (один из уровней конкуренции влияний симпатич. и парасимпатич. систем на внутренние органы).

Работа ПД (потенциала действия. Типичный ПД:

1 = 5 = ПП (большая h-створка открыта, ма- лая m-створка закрыта); 2 = малая m-створка открылась, входит Na+ ; 3 = большая h-створка закрыла канал; 4 = малая m-створка вернулась на место; 5 = канал вернулся в исходное положение

Клетки пейсмейкеры воодители ритма

ПД мышечной клетки сердца и его стадии: 0 – деполяризация 1 – быстрая реполяризация 2 – плато 3 – окончательная реполяризация 4 – ПП, восстановление ПП

ПД поперечно-полосатой мышечной клетки (скелетные мышцы) близок к ПД нейрона: от ПП=-80 мВ вверх до +40 мВ; длительность 1-2 мс; сначала вход Na+, затем выход К+.

Плато мышечной клетки сердцаПричина плато – входящий ток ионов Са2+, который на время уравновешивает выход К+.

Ионов Са2+ в сотни и тысячи раз больше в межклеточной среде (по сравнению с цитоплазмой); на многих клетках (сердце, гладкие мышцы, нейроны) имеются электрочувствительные Са2+-каналы.При их открывании начинается вход Са2+ (в клетку вносится положительный заряд плюс влияние Са2+ на активность многих белков); закрывание каналов – при возврате к ПП.

1. Приход ПД приводит к экзоцитозу Ацх и активации никотиновых рецепторов

2. На мембране мышечной клетки возникает ПД, распространяющийся внутрь Т-трубочек.

3. ПД приводит к выбросу из каналов ЭПС, контактирующих с Т-трубочкой, ионов Са2+ .

4. Са2+ запускает взаимное скольжение нитей актина и миозина, приводящее к сокращению мышечной клетки.

Управление работой сердца: с клетками-пейсмекерами («води- телями ритма») контактируют как симпатич., так и парасимпатич. волокна; выделяя NЕ и Ацх, они регулируют соотношение постоян- но открытых Na+ и К+ -каналов, управляя частотой сердцебиений.

Управление работой сердца: с клетками-пейсмекерами («води- телями ритма») контактируют как симпатич., так и парасимпатич. волокна; выделяя NЕ и Ацх, они регулируют соотношение постоян- но открытых Na+ и К+ -каналов, управляя частотой сердцебиений.

С «рабочими» клетками сердца контактируют только симпатич. волокна; выделяя NЕ, они увеличивают открывание Са2+-каналов. В результате на фазе плато в мышечную клетку входит больше Са2+, и сокращение усиливается.

1 – ПД рабочей клетки сердца; 2 – сокращение рабочей клетки сердца (в обоих случаях красным показано изменение при стимуляции симп. волокон: рост уровня плато означает увеличение входа Са2+, что вызывает рост скорости и силы сокращения)

Стимуляция симпатич. нервов: частота разрядов пейсмекера растет за счет увеличения Na+ -проводимости и снижения К+ -проводимости.

названия медиаторов и параметры

Типы рецепторов.

агонисты и антагонисты

Известны 2 типа рецепторов к Ацх:
1. реагирует на Ацх и агонист никотин (токсин табака);

2. реагирует на Ацх и агонист мускарин (токсин мухомора).

Два вида рецепторов работают разными способами

два основных типа рецепторов

альфа- и бета-адренорецепторы

(a и b -). Они, в свою очередь, подразделя-ются на a1-, a2-, b1- и b2-подтипы.

В случае NЕ потрудиться пришлось химикам; избирательные альфа-агонисты и антагонисты, а также бета-агонисты и антагонисты стали появляться лишь после 1948 г.

названия медиаторов и параметры

Агонисты и антагонисты основные

для разных типов рецепторов

агонисты-активаторы чрезмерной работы рецепторов

антагонисты - блокаторы рецепторов

Но если активные центры рецепторов разные, то агонисты и антагонисты также будут различаться. 1 и 2 типа

Агонисты
1. никотин (токсин табака);
2. мускарин (токсин мухомора).
____________________
Антагонисты

1. («никотиновых») – курарин (курарин альфа- нейротоксин яда кобры).

2. («мускариновых») – атропин(курарин и атропин – Ацх-подобные растит. токсины).

Исходно a и b-подтипы не разделяли, есть общие агонисты и антагонисты:

ДЛЯ a Общие________a-рецепторы активирует нафтизин и тормозит фентоламин. a-агонисты, сужающие сосуды носовой полости при насморке (нафтизин, галазолин)

Избирательные____ a2-агонист клофелин (снижение активности сосудодвигательного центра продолговатого мозга и моста при гипертонии).

ДЛЯ b Общие_____агонисты и антагонисты: все b-рецепторы активирует изадрин и тормозит пропранолол.

Избирательные_____b2-агонист сальбутамол (расширение бронхов при астме). .b1-антагонист атенолол (используется при гипертонии) и избирательный

названия медиаторов и параметры

Ионотропные рецепторы

Для ускорения процесса эволюция отыскала прямой путь: «гибрид» [рецептор + ионный канал] – единая супермолекула, имеющая как место для присоединения медиатора, так и проход для ионов; створка канала от- крывается при появлении медиатора, ионы движутся через канал, создавая ВПСП (Na+ ) либо ТПСП (Cl).

Общие свойства рецепторов:

Восходящая фаза (деполяризация): вход в клетку «порции» Na + . Нисходящая фаза (реполяризация): выход из клетки примерно такой же «порции» К +

В основе этих процессов – открывание и закрывание электрочувствительных Na+ - и К+ -каналов. Эти каналы имеют створки, реагирую- щие на изменение заряда внутри нейрона и открывающиеся, если этот заряд становится выше -50 мВ.

Никотиновый рецептор: • ионотропный («быстрый») • всегда генерирует ВПСП (вход Na+ ) • пример: нервно-мышечные синапсы

состоит из 5 белковых молекул-субъединиц (чаще всего:

расположены по кругу и образуют пору).пропускает, кроме Na+ , ионы К + и, гораздо слабее, Са2+ (в реальных условиях доминирует вход Na+ ); ионы Cl- отталкиваются отрицат. зарядами на стенках поры.

Метаботропные продолжение

Ионотропных нет

названия медиаторов и параметры

Рецепторы метаботропные

(нейрон реагирует на медиатор, изменяя проводимость ионных каналов, активность ферментов, насосов и даже некоторых генов).
Взаимодействие медиаторов и рецепторов идет по принципу «ключ- замок», после чего рецепторы запускают ответные реакции нейрона. Чаще всего это происходит с участием промежуточных G-белков

пример ВтП: цАМФ – циклическая аденозин-моно- фосфорная кислота, образуемая из АТФ ферментом аденилатциклазой.

Могут создавать

1. ВПСП (возбуждающий пост
синаптический
потенциал

2. ТПСП
тормозящий
пост
синаптический
сигнал

Мускариновый рецептор: • метаботропный (через G-белки и вторичные посредники);

могут возникать ТПСП либо ВПСП: как правило, через воздействие на хемочувствительные К+ -каналы (откр. либо закр.);

• часть эффектов – через ослабление активности Ca2+-каналов;

• «классический» антагонист – атропин.

Адренорецепторы (как a-, так и b-типов) метаботропные:

a1-подтип характерен для сердца, вызывает учащение и усиление сердечных сокращений (более активное образование цАМФ, открывание Na+ -каналов и Са2+-каналов);

a1-подтип характерен для мышечных клеток, расширяющих зрачок, для стенок сосудов и сфинктеров ЖКТ (увеличение тонуса за счет открывания дополнительных Са2+-каналов);

• a2-подтип характерен для мышечных клеток бронхов, вызывает их расслабление и расширение бронхов (активация синтеза цАМФ, но закрывание Са2+-каналов, открывание К+ -каналов).

a2-подтип характерен для пресинаптич. окончаний, оказывает тормозящее действие на Са2+-каналы, что снижает экзоцитоз медиаторов (самого NЕ и, например, Ацх в случае конкуренции симпатич. и парасимпатич. влияний на внутренних органах).

Оба подтипа b-рецепторов кодируются одним геном, и превращение в конкретный подтип происходит уже после синтеза белка.

названия медиаторов и параметры

Инактивация рецепторов (завершение цикла жизни медиатора)

медиатор создается в пресинаптическом окончании пакуется в изикулы высыпается в постсинаптическую щель, действует на белки рецепторы. Но его работа должна сдерживаться и не превышать необходимый уровень

Путь 1. Фермент обычно распо- ложен на постсинаптической мембране, но может находиться и в синаптической щели и разрушает избыточный медиатор
Путь 2. «Обратный захват» медиатора особыми белками-насосами (расположены на пресинаптической мембране).Экономный
Путь 3. Захват медиатора белками-насосами, расположенными на мембране глиальной клетки (олигодендроцита). Медиатор в этом случае разрушается внутри глиальной клетки

Инактивация Ацх проис- ходит с помощью фермента ацетилхолинэстеразы. Ацх-эстераза расположена на постсинаптической мембране и в синаптической щели. Она очень быстро «разрывает» Ацх на холин и остаток уксусной кислоты (ацетат).
Далее холин переносится с помощью особого белка-насоса обратно в пресинаптическое окончание и вновь используется для синтеза Ацх.

Блокаторы Ацх-эстеразы активируют передачу сигнала в ацетилхолиновых синапсах, вызывая в больших дозах судороги (нервно-мышечные синапсы), спазм бронхов и остановку сердца (парасимпатические синапсы)Примеры блокаторов: токсин калабарских бобов эзерин (физостигмин); фосфорорганические инсекти- циды (хлорофос, дихлофос и т.п.; могут вызывать токсикоманию); боевые нервно-паралитические газы (зарин, табун).

Примеры действия

агонисты-активаторы чрезмерной работы рецепторов

например Батрахотоксин (яд лягушки) электро чувствительные Na+ -каналы не закрываются. Начинается тотальный вход Na+ , проводящий к быстрой потере нейроном как ПП, так и способности проводить ПД

Никотин, токсин табака, агонист рецепторов Ацх, защищает табак от поедания насекомыми; для человека – слабый «разрешенный» наркотик.


Начало курения - никотин сильнее всего стимулирует постганглионарные парасимпатические нейроны ( тошнота, скачки давления и т.п.). Потом это сменяется стимуляцией постганглионарных симпатических нейронов (активация сердечно-сосудистой системы, ослабление сигналов от ЖКТ)
У части курильщиков никотин преодолевает ГЭБ и начинает оказывать действие на головной мозг =привыкание,зависимость. Ацх-синапсы снижают активность, «рассчитывая» на постоянное введение агониста.

Мускарин: токсин мухомора; на уровне внутренних органов вызывает пара- симпатические эффекты (слюнотече- ние, сужение зрачков, падение давле- ния крови, спазмы ЖКТ и бронхов).

Природный (a+b)-агонист: эфедрин (токсин голосеменного кустарника эфедры; пример того, что в-ва природного происхождения часто дают много побочных эффектов); + наркотико-подобное действие

a-агонисты: нафтизин, галазолин (при насморке)

a2-агонист: клофелин (при гипертонии)(снижение активности сосудодвигательного центра продолговатого мозга и моста)

b-агонист: изадрин(кардиостимулятор)

b2-агонист сальбутамол (расширение бронхов при астме)

названия медиаторов и параметры

Антагонисты - блокаторы рецепторов

(например яд рыбы Фугу-Тетродотоксин блокирует канал натрия, ПД исчезают)

В результате прекращается генерация и проведение ПД: сначала – по периферическим нервам («иллюзии» кожной чувствительности, параличи, нарушения зрения и слуха), позже – потеря сознания; смерть от остановки дыхания

антогонист ТЭА – тетраэтиламмоний: работает как «пробка» по отношению к К+-каналу. В результате восходящая фаза ПД изменяется мало,

нисходящая – затягивается до 50 и > мс (реполяризация происходит за счет постоянно открытых К+-каналов, которых примерно в 100 раз <, чем электрочувствит-х); ТЭА вы- зывает глубок. потерю сознания.

Курарин – яд южноаме- риканского кустарника; антагонис никотиновых рецепторов, мешает Ацх присоединяться к ним;

основное действие курарин оказывает на нервномышечные синапсы (паралич, остановка дыхания).
Используется аборигенами для охоты; в клинике – для выключения нервно-мышечных синапсов и сокращений мышц во время длительных хирургических операций (при этом пациента подключают к аппарату искусственного дыхания).

антагонист мускариновых рецепторов Атропин: токсин белены, дурмана, беладонны; на уровне внутренних органов позволяет проявиться симпатическим эффектам, т.к. блокирует парасимпатические (расширение значков и бронхов, сухость во рту, сердцебиение).

Мускарин и атропин способны менять состояние ЦНС, вызывая спутан- ность сознания, бред и даже галлюцинации (все это сопровождается серьезными нарушениями в работе внутренних органов). Атропин используется в клинике для расширения зрачков и как кардиостимулятор.

a-антагонист: фентоламин

b-антагонист: пропранолол (при гипертонии)

b1-антагонист атенолол (используется при гипертонии) и избирательный

Лекарства
в том числе на основе ядов

Например:

Местные анестетики: проникают внутрь нервной клетки (ее отростка) и связываются с h-створками в тот момент, когда они закрыты. В результате электрочувствительные Na+ -каналы (и проведение ПД в целом) блокируются.
НОВОКАИН – гидрохлорид диэтиламиноэтилового эфира аминобензойной кислоты

Прозерин и более мягко действующий пиридостигмин, созданные на основе эзерина, используют при миастении (аутоиммунное заболевание: антитела атакуют никотиновые рецепторы; развивается мышечная слабость, вялость, быстрая утомляемость; характерн. признак – опущенные веки). Основное лечение – иммуносупрессия.

Пиридостигмин и сходные препараты, а также ряд агонистов рецепторов Ацх используются для лечения болезни Альцгеймера – самого распространенного нейродегенеративного заболевания, при котором первыми страдают Ацх- нейроны больших полушарий.

Природный (a+b)-агонист: эфедрин

a-агонисты: нафтизин, галазолин (при насморке)

a2-агонист: клофелин (при гипертонии)(снижение активности сосудодвигательного центра продолговатого мозга и моста)

a-антагонист: фентоламин

b-агонист: изадрин(кардиостимулятор)

b2-агонист сальбутамол (расширение бронхов при астме)

b-антагонист: пропранолол (при гипертонии)

b1-антагонист атенолол (используется при гипертонии) и избирательный

NE действует на a-рец. активнее, чем на b-рец.; адреналин действует на b активнее, чем на a.

названия медиаторов и параметры

Вегетативная нервная система(ВНС)– часть нервной системы, управляющая работой внутренних органов.Ее части:

Cимпатическая НС: эрготропная функция (управляет органами в ситуациях затраты энергии: физич. и эмоц. нагрузка, стресс, бегство, нападение).
Основные эффекты: конкурируют с парасимпатич. + сужение большинства сосудов, потоотделение, выделение адреналина надпочечниками и др

Парасимпатическая трофотропная функция (управляет органами в ситуациях возобновления запасов энергии: отдых (но не сон)
Основные эффекты: снижение силы и частоты сердцебиений, снижение давления крови, активация всех отделов ЖКТ, сужение зрачка и бронхов.

внутренние органы также можно разделить на 4 группы («этажа»):
[1] органы головы (железы, мышцы зрачка и хрусталика)
[2] грудной клетки (сердце, бронхи) [3] брюшной полости (ЖКТ)
[4] органы таза (мочеполовая система, нижняя часть ЖКТ).
Кроме того, на всех «этажах» есть сосуды

симпатич. нейроны лежат в боковых рогах сер. в-ва грудных и верхних поясничных сегментов спинного мозга;
парасимпатич. – в крестцовых сегментах и в головном мозге.крестцовые сегменты и ядра черепных нервов: III, VII, IX и, самый крупный, Х - блуждающий


органы, активные во время стресса, возбуждает симпатическая система и тормозит парасимпатическая (пример: сердце). Органы, обеспечивающие восстановление сил, напротив, возбуждает парасимпатическая система и тормозит симпатическая (пример: все отделы и железы желудочно-кишечного тракта – ЖКТ).

• пример
(метаботропные рецепторы): синапсы, образуемые нейронами парасимпатической системы (торможение либо активация работы внутренних органов);

Где «работает» ацетилхолин?
1.в нервно-мышечных синапсах
2.в вегетативной нервной системе

Ацх является главным медиатором периферической НС. 1,2,3,4 медиатором используют Ацх.

(1) мотонейрон
(2) симпатический пре- ганглионарный н.
(3) парасимпатический преганглионарный н.
(4) парасимпатический постганглионарный н

симпатический постганг- лионарный н-н (5) выделяет медиатор норадреналин.

При этом в трех случаях рецепторы никотиновые (в нервно- мышечном синапсе и ганглиях), в одном – мускариновые (парасимпатический на внутреннем органе

Нейрон 5 (симпатический постганглионарный) вырабатывает NЕ, а на внутренних органах могут быть как a-, так и b-рецепторы.

В головном мозге NЕ-нейроны расположены в голубом пятне (мост), но их аксоны широко ветвятся (в синапсах также a- и b-адренорецепторы).

влияние норадреналина на сердце, гладкие мышечные клетки, а также его пресинаптическое действие

Парасимп. система: ганглии рядом с органами или в стенках органа.

Симп. система: ганглии образуют идущие вдоль спинного мозга цепочки; часть постганглионарн. нейронов находится в чревном (celiac) и брыжеечных (mesenteric) ганглиях.

Позвонок, спинной мозг и части периферической НС – сенсорные ганглии на дорзальных корешках и симпат. (паравертебральные) ганглии в составе симпатич. цепочки (соединены друг с другом, активно обмениваются сигналами).

Управление работой сердца: с клетками-пейсмекерами («води- телями ритма») контактируют как симпатич., так и парасимпатич. волокна; выделяя NЕ и Ацх, они регулируют соотношение постоян- но открытых Na+ и К+ -каналов, управляя частотой сердцебиений.

С «рабочими» клетками сердца контактируют только симпатич. волокна; выделяя NЕ, они увеличи- вают открывание Са2+-каналов.

Стимуляция симпатич. нервов: частота разрядов пейсмекера растет за счет увеличения Na+ -проводимости и снижения К+ -проводимости.

тонкое взаимодействие симпатической и парасимпатической систем, точнее регулировать работу органов и, с одной стороны, поддерживать оптимальное стабильное состояние внутренней среды организма (гомеостаз), с другой – оперативно реагировать на стресс, физическую нагрузку и т.п.

В ряде случаев орган управляется только симпатической нервной системой. Пример – потовые железы, выделяющие жидкость, которая при перегреве охлаждает организм.

Пот, по сути, отфильтрованная плазма крови; основные компоненты – вода и NaCl. Капли пота несут отрицат. заряд,уровень активности симпатич. НС Это используют в детекторах лжи (КГР – кожно-гальванич. реакция).

названия медиаторов и параметры

Работа мышечной системы, нервов и внутренних органов

Мотонейрон

Аксон МН спинного мозга выходит через передние корешки, идет составе спинно- мозгового, а затем – периферического нерва и образует синапсы с клетками скелетной мышцы.

Каждая поперечнополосатая мышечная клетка управляется только одним МН (только один нервно-мышечный синапс).

Мотонейроны (МН), как известно, находятся в передних рогах серого вещества спинного мозга, а также в двигательных ядрах черепных нервов:

Один МН иннервирует разное число мышечных волокон в зависимости от «тонкости» движений (глазодвигательные мышцы, язык, мышцы пальцев – по 5-50 клеток;
мышцы конечностей – по несколько сотен клеток; мышцы туловища – по 2-5 тыс. клеток;).

Совокупность мышечных волокон, управляемых одним МН, называется «двигательной единицей». В ответ на приход ПД все клетки двигательной единицы сокращаются примерно на 200 мс

Гладкие мышечные клетки

Сократимые, слабо утомляемые элементы стенок внутр. органов (в перв.очередь, полых: сосуды, ЖКТ, бронхи, мочеточники, матка и др.). Сокращения могут быть кратковременными (матка), ритмическими (кишечник), тоничес - кими (сосуды).

Сокращение запускается ПД, который может возникать в результате: ? срабатывания химического синапса;

? активности клеток-пейсмекеров;

? распространения возбуждения через щелевые контакты.

ПД, а также медиаторы ( NЕ, Ацх) и гормоны вызывают открывание Са2+ -каналов; в гладко - мышечную клетку входит Са2+, запускающий движение белковых нитей актина и миозина. Стенка вены Длительность ПД = 20 -30 мс; фаза плато и вход Са2+ вы - ражены слабее, чем в сердце (значительная часть Са2+, в отличие от сердца, входит через хемочувствит. каналы).

ЖКТ. В стенках желудка и кишечника находится огромное число собственных нейронов ЖКТ (около 100 млн., т.е примерно как в спинном мозге). Эти нейроны образуют сплетение – plexus («брюшной мозг»), способный оценивать состояние ЖКТ и регулировать выделение пищеварит. ферментов, сокращения стенок тракта и сфинктеров, тонус сосудов. В «брюшном мозге» есть сенсорные (1) и двигательные (3) клетки, а также интернейроны (2), объединенные в рефлекторные дуги; встречаются все известные нам медиаторы. ВНС модулирует состояние клеток плексуса: симпатические постганглионарн. нейроны выделяют NE, оказывающий пост- (4) и пресинаптич. (5) тормозное действие; в случае парасимпатич. системы преганглионарн. волокна (6) образуют контакты с клетками «брюшного мозга», которые одновременно являются постганглионарными парасимпатическими нейронами.

названия медиаторов и параметры

медиатор интернейронов головного мозга (ГМ)

III, IV, VI (глазодвигательный, блоковый, отводящий) движения глаз (6 мышц);
V (тройничный) – жеват. мышцы

VII (лицевой) – мигание, мими- ческие мышцы;
IX (языкоглоточный) – мышцы глотки;

Х (блуждающий) – мышцы пищевода и гортани; XI (добавочный) – часть мышц шеи и плечевого пояса; XII (подъязычный) – язык.

Симпатическая система повышает тонус гладкомышечных клеток в стенках большинства сосудов ( сжатие ). Но известно, что в работающих мышцах, сердце, мозге кровоток возрастает («кровь прилила к мозгу»). Это заслуга не ВНС, а местных процессов, регуляторы вызывают расслабление гладкомышечных клеток. Следовательно, ВНС не нужно знать,где усилить кровоток – все происходит «само собой» за счет местных факторов.

сосуды головного мозга наиболее чувствительны к содержанию СО2 в крови: при росте СО2 – расширение, при гипервентиляции – сужение (парадоксальный эффект). Расширение сосудов мозга вызывают также ионы К + , Н+ и аденозин (продукт распада АТФ). Дефицит О2 в мозге (ишемия) приводит к общему расшире- нию сосудов (через сосудодвигательный центр продолговатого мозга и моста).

NE в головном мозге: в передней верхней части моста («голубое пятно»), на дне ромбовидной ямки; всего несколько млн. клеток (< 1% нейронов ЦНС). Однако их аксоны расходятся по всему головному и спинному мозгу и влияют на многие функции.

где находится

схема

Продолговатый мозг и мост

Промежуточный мозг: гипофиз и эпифиз (эндокринные железы); таламус, гипоталамус,

Гипоталамус и гипофиз: нейроэндокринная регуляция. Либерины, статины, тропные гормоны. Влияние гормонов на функции ЦНС. Гипоталамус и миндалина: биологические потребности. Центры голода, жажды, полового и родительского поведения, страха, агрессии.

Продолговатый мозг и мост выполняют ряд «жизненно важных» функций и содержат

: • дыхательный и сосудодвигательный центры;

• центры, обеспечивающие врожденное пищевое поведение (вкусовая чувствительность, сосание, глотание, слюноотделение и др.);

• ряд двигательных центров, связанных с мозжечком;

• слуховые и вестибулярные ядра; центры сна и бодрствования и др. Центральная часть – ретикулярные ядра (ретикулярная формация – РФ); окружена ядрами, связанными с V-XII черепными нервами и рядом других структур (голубое пятно, нижняя олива и т.д.).

Гипоталамус является главным центром эндокринной и вегетативной регуляции, а также главным центром биологических потребностей (и связанных с ними эмоций).

О каких ядрах мы уже говорили: супрахиазменные («биологические часы») и преоптические (терморецепторы).

Теперь речь пойдет о ядрах, регулирующих деятельность эндокринной системы: прежде всего, паравентрикулярном и супраоптическом.(центры жажды)

Эти ядра содержат нейроэндокринные клетки, аксоны которых идут в заднюю долю гипофиза и здесь выбрасывают гормоны в кровь. Другие нейроны, расположенные в основном в средней части гипоталамуса («серый бугор») выделяют в сосудистое сплетение гормоны, регулирующие работу передней доли гипофиза.

Структуры ЦНС, входящие в состав систем биологических потребностей, эмоций, положительного и отрицательного подкрепления: гипоталамус, миндалина прилежащее ядро (nucl. accumbens) голубое пятно, поясная изв. и др.

Главным центром, передающим положительные подкрепляющие сигналы, является:
гипоталамус -  главный отвечает за вегетативную и эндокринную и эмоциональную часть реагирования

миндалина  входит в центы подкрепл, учавствует в выборе и смене доминанты, собирает сигналы передает в гипоталамус, влияет на прилежащее ядро

прилежащее ядро доп подкрепляющие, линия центр подкр передает подкренп положительные сигналы

голубое пятно доп подкрепляющие линия, центр подкр

биохимия -

белки, гормоны

Большинство гормонов гипоталамуса и гипофиза – белковые и пептидные молекулы. В гипоталамусе они синтезируются в телах нейросекреторн. клеток (вырезаются из белков-предшественников), загружаются в везикулы и переносятся по аксонам к месту экзоцитоза.

Далее гормоны выделяются в межклеточную среду с наружной стороны эпителиальных клеток капилляров, путем диффузии попадают в кровь и с кровью доставляются к клеткам-мишеням.

Действие гормонов на клетки-мишени развивается обычно теми же путями, что и в случае медиаторов: гормон действует на специфические рецепторы, запуская (через G-белки) синтез вторичных посредников, которые влияют на активность белков- насосов, ферментов, включают и выключают гены (на уровне ДНК) и т.д.

В ряде случаев гормон действует на клетки другой эндокринной железы, управляя ее активностью(тропные гормоны, характерны для передней доли гипофиза)

Экзоцитоз зависит от ПД, приходящих по аксону (для сравнения сверху показан обычный нейрон, снизу – обычная эндокринная клетка).

Рецепторы гормонов имеются и на нервных клетках, благодаря чему эндокринная и нервная системы тесно взаимодействуют

Однако есть еще одна проблема: многие поведенческие программы представляют собой длительные, многоэтапные акты. Соответственно, важно контролировать успешность не только программы в целом (получено либо нет положительное подкрепление), но и успешность каждого ее этапа. Данную функцию выполняет, в первую очередь, поясная извилина

Поясная извилина проходит над мозолистым телом; обеспечивает сравнение реальных и ожидаемых результатов поведения (реальные результаты = информация от сенсорных систем; ожидаем. результаты = память о предыдущ. успешных реализациях программы).

Результаты сравнения передаются в ассоциативную лобную кору и используются для коррекции выполняемых поведенческих программ.

При несовпадении реальных и ожидаемых результатов ассоц. лобная кора начинает коррекцию программы; если несовпадение не устраняется – может произойти смена программы; параллельно сигнал поступает в центры отрицат. подкрепления, и мы испытываем отрицательн. эмоции («фрустрация»).

Легкость и быстрота смены программы (ассоциативная лобная кора), а также смены доминанты (миндалина) – важнейшая индивидуальная характеристика нервной системы («подвижность»).

Выраженность эмоций, связанных с деятельностью поясной извилины, очень индивидуальна; у флегматиков их меньше всего. В клинике рассечение поясной извилины используют для ослабления проявлений ряда психопатологий и даже для снижения влечения к наркотическим препаратам.

ГОРМОНЫ

Те, которые, синтезируются в гипоталамусе (паравентрикулярное и супраоптическое ядра) и выбрасываются в кровь в задней доле гипофиза.

Это пептиды вазопрессин (антидиуретический гормон – ADH; влияет на почки) и окситоцин (матка, молочная железа). Оба они состоят из 9 а/к и различаются лишь на две а/к.

Основной эффект вазопрессина: усиление обратного всасывания воды в почках (точнее, в нефронах; анти-диурез). Кроме того, он сужает сосуды («вазопрессор»). В ЦНС вазо- прессин и его фрагменты в очень низких дозах улучшают обучение и память (перспективные ноо- тропы). Вазопрессин выделяется при повышении концентрации NaCl в крови: сигнал для почек «экономить воду»; параллельно возникает чувство жажды.

Главные эффекты окситоцина: запуск сокращений гладко- мышечных клеток матки (роды) и протоков молочной железы (лактация; не путать с действием пролактина, усиливающим образование молока). В ЦНС окситоцин и его фрагменты противодействуют эффектам вазопрессина, ухудшая обучение и память. Как и пролактин, окситоцин выделяется в ходе акта сосания (при стимуляции соска; нервно-эндокринная дуга) + влияет на материнскую мотивацию и привязанность вообще.

Гормоны передней доли гипофиза Их существенно больше; это уже знакомые нам пролактин и опиоидные пептиды (эндорфины; регуляция уровня болевой чувствительности).

Кроме того, передн. доля гипофиза вырабатывает тропные гормоны: тиреотропный (тиреостимулирующий – TSН; влияет на щитовидную железу, энергия ); адренокортикотропный (АСТН; влияет на кору надпочечников); гонадотропные FSH и LH влияют на половые железы мужчин и женщин; соматотропный (гормон роста) – на рост тела, его общий размер.

Кора надпочечников вырабатывает кортикостероиды (см. также лекцию 6). Часть из них («минералокортикоиды») регулирует обмен калия и натрия в почках. Вторая часть («глюкокортикоиды», основной представитель кортизол) управляет обменом глюкозы в организме, в частности, усиливает ее образование из других веществ (белков, жиров); особенно ярок этот эффект при стрессе.

Выброс каждого из гормонов передней доли гипофиза регулируется гормонами гипоталамуса («рилизинг»-факторы), которые могут активировать секрецию гипофиза (либерины) либо тормозить ее (статины). Так, дофамин является статином для пролактина и некоторых тропных гормонов (см. лекцию о DA и 5-НТ).

Статины и либерины выделяются в кровь нейроэндокринными клетками серого бугра, измеряющими содержание в крови «конечного» гормона (тироксина, половых гормонов и др.). Избыток конечного гормона ведет к выбросу статина и снижению секреции гипофизом тропного гормона. Если конечного гормона в крови мало, то усиливается выброс соответствующего либерина (и тропного гормона). Наличие таких отрицательных обратных связей позволяет поддерживать стабильное содержание в крови многих важнейших гормонов.

Формирование речевых центров у ребенка: Нейрон, воспринимающий зрительный образ • нейрон, воспринимающий слуховой образ • ассоциативный «речевой» нейрон

4. Нейрон слухового обобщения: третичная слуховая кора 5. Нейрон зрительного обобщения: третичная зрительная кора. Способен ли на это мозг собаки?

Собака: несколько десятков речевых центров Гориллы, шимпанзе: до 500-700 («амслен», «йоркиш»)

Железы и действие гормонов

Начнем со щитовидной железы. Она выделяет йод-содержащие гормоны тироксины, усиливающие обмен веществ (образование энергии) во всех клетках организма, в т.ч. в мозге.

Миндалина и гипоталамус -центры страха и агресии

ЯДРА ГИПОТАЛАМУСА И ФУНКЦИИ

Центры голода и пищевого насыщения - Латеральное и вентромедиальное ядро -(гормон инсулин, регулятор усвоения глюкозывырабатывается поджелудочной железой), лептин, выделяется адипоцитами, клетками жировой ткани, снижает аппетит, усиливает подвижность выброс АКГТ

Питьевая потребность паравентикулярное(PVN) и супраотическое ядра (SON) осморецепторы реагируют на содержание соли, выделение вазопресина, на недостаточное растяжение сосудов - гормон антиотензин.

Центры полового поведения реакции запускаются центрами переднего гипоталамуса (преоптические ядра).Условия запуска: гормональный фон и наличие врожденно заданных сенсорных сигналов (запахи-феромоны, зрительные, тактильные и др.) Миндалина тормозит (сдерживает) половую мотивацию Феромоны: андростенол и андростенон
Важный обонятельный фактор – «обломки» белков МНС (главный комплекс гистосовместимости иммунной системы).

«Подозреваются» вещества, получающиеся при бактериальном разложении тестостерона и других половых гормонов (индивидуальная микрофлора = индивидуальный запах кожи и, особенно, волос) Женские феромоны: производные эстрогенов + копулины (в составе вагинальной смазки; производные органических кислот).

Главными женскими половыми гормонами являются прогестерон и эстрогены. Главными мужскими половыми гормонами являются тестостероны, тормозящие (ограни- чивающие) выделение люлиберина, LН и FSH

Материнское (родительское) поведение: кормление, защита, уход преоптическая область (медиальнее, чем зона, связанная с половой мотивацией); для запуска важен гормональный фон, «детские» феромоны и другие врожденно заданные стимулы особое значение имеет начало лактации и сосания (пролактин и окситоцин).

Страх и агрессия Миндалина обеспечивает, в первую очередь, сбор и проведение стрессогенных сигналов; гипоталамус – вегетативную, эндокринную (выброс CRH, АКТГ) и эмоциональную составляющие реагирования.Степень агрессивности в значительной мере зависит от уровня тестостерона, а также активности NE. связь агрессивности и генетических нарушений структуры МАО А.

Те, кого заинтересовала миндалина, могут оценить богатство ее связей с сенсорной корой (1) и подкорковыми сенсорными зонами (2), с центрами подкрепления (3), вегетативной нервной системой (4). Сейчас речь ид?т о связях миндалины с ассоциативной лобной корой (5) – главным центром, принимающим решение о запуске поведенческих программ («центр воли и инициативы»).

миндалина  входит в центы подкрепл, учавствует в выборе и смене доминанты, собирает сигналы передает в гипоталамус, влияет на прилежащее ядро

Миндалина собирает сигналы, (прежде всего, стрессогенные) врожденно значимые и ставшие значимыми в ходе обучения, и далее действует на гипоталамус; гипоталамус отвечает за вегетативную, эндокринную и, во многом, эмоциональную составляющие реагирования. Кроме этого миндалина способна влиять на прилежащее ядро (сигналы о полу- чении подкрепля- ющих стимулов), а также на кору больших полу- шарий (выбор и смена доминанты).с ней связано зоосоциальное поведение, лидирование,