Нейромедиаторы и нейромодуляторы центральной нервной системы. Биогенные амины и нейропептиды ЦНС

Слайд #1

Нейромедиаторы и нейромодуляторы центральной нервной системы. Биогенные амины и нейропептиды ЦНС Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #2

Наши физиологические и психические состояния имеют определённую нейрохимическую окраску Дневное отделение фармацевтического факультета Разнообразие состояний обусловлено разнообразием нейромедиаторов и нейромодуляторов Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #3

Дневное отделение фармацевтического факультета Передача возбуждения в синаптическом контакте – управляемый процесс! Возможности модуляции синаптической передачи: Пресинаптические эффекты: изменение синтеза, накопления, высвобождения, обратного захвата медиатора. Постсинаптические эффекты: изменение чувствительности рецепторов, изменение ферментативного расщепления медиаторов, изменение активности систем вторичных мессенджеров Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #4

Дневное отделение фармацевтического факультета Модифицируют эффект нейромедиаторов Действие нейромодуляторов – медленное развитие и большая продолжительность эффекта – секунды, минуты Нейромодуляторы не обязательно имеют синаптическое или даже нейронное происхождение Действие нейромодулятора не обязательно инициируется нервными импульсами Нейромодулятор может действовать на разные участки нейрона, причём действие может быть и внутриклеточным Нейромодуляторы: Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #5

Дневное отделение фармацевтического факультета Нейромодуляторы ЦНС Биогенные амины: катехоламины и серотонин (5-гидрокситриптамин 5-ГТ) Нейропептиды: 18 семейств, НО! термин «нейропептид» в значительной мере является условным, поскольку одни и те же группы пептидных соединений образуются и работают как в периферических тканях и органах, так и в структурах мозга. Следовательно, некоторые пептиды, которые обнаруживаются в мозге, являются фрагментами крупных белковых гормонов, которые действовали на периферии и подверглись расщеплению в крови. Очень небольшое количество пептидов выполняют роль нейромедиаторов ЦНС Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #6

Дневное отделение фармацевтического факультета Метаболический путь: Катехоламины Аминокислота тирозин Расщепление катехоламинов: ферменты МАО (моноаминооксидаза) и КОМТ (катехол-О-метилтрансфераза) Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #7

Дневное отделение фармацевтического факультета Норадреналин Локализация в мозге: Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #8

Дневное отделение фармацевтического факультета Рецепторы: α- и β-адренорецепторы. Метаботропные α-адренорецепторы - вторичные мессенджеры инозитолтрифосфат (ИФ3) и диацилглицерол (ДАГ), следовательно, эффекты реализуются через выход из депо ионов кальция. β-адренорецепторы – активируют аденилатциклазу, вторичный мессенджер цАМФ. Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #9

Дневное отделение фармацевтического факультета Норадреналин в ЦНС: Нейроны Locus coeruleus принимают участие в создании определенного уровня активации бодрствующей ЦНС, оказывают регулирующее влияние на уровень внимания, цикла сон-бодрствование, обучения и памяти, тревожности и боли, настроения и метаболизма мозга. При избыточной активности норадренергической системы могут наблюдаться гиперактивность и психотические проявления, при недостаточной активности норадренергической системы – апатия, депрессия и ухудшение памяти. Фармпрепараты психостимуляторы: кокаин, амфетамины. Кокаин – усиление выброса норадреналина. Амфетамины – уменьшение обратного захвата. Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #10

Дневное отделение фармацевтического факультета Ядра гипоталамуса Дофамин Локализация в мозге: Дофаминергические нейроны гипоталамуса: имеют короткие аксоны, которые идут к: нейроэндокринным зонам потребностно-мотивационным центрам гипоталамуса Тормозное влияние дофамина на секрецию гормона пролактина – статин гонадотропных гормонов и пролактина. Дофамин в мотивационных центрах гипоталамуса оказывает угнетающее действие на биологические мотивации: пищевую, половую, оборонительную. Параллельно могут возникать положительные эмоциональные переживания. Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #11

Дневное отделение фармацевтического факультета Чёрное вещество (Substantia nigra) среднего мозга Дофамин Локализация в мозге: При дегенерации чёрной субстанции с возрастом, её генетических аномалиях, нарушениях функции нейроглии и т.д. запуск движений затрудняется, усиливается мышечный тонус, возникает дрожание пальцев и головы – развивается заболевание паркинсонизм. Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #12

Дневное отделение фармацевтического факультета Ядра покрышки среднего мозга Дофамин Локализация в мозге: Аксоны нейронов ядер покрышки направляются к корковым областям: обонятельной коре, гиппокампу, ассоциативной лобной, двигательной (моторной), зрительной коре; часть аксонов контактирует с ядрами миндалины. Дофамин участвует в поддержании общего уровня бодрствования и активности высших центров, связанных с сенсорным восприятием, управлением движениями, памятью, эмоциями. Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #13

Дневное отделение фармацевтического факультета Рецепторы: 5 типов рецепторов. D1 – 3/4 всех рецепторов, метаботропные, активируют аденилатциклазу, увеличивается цАМФ. Базальные ядра: бледный шар, миндалина; гиппокамп, новая кора. В 10 раз более чувствительны к дофамину, чем D2 D2 – 1/5 всех рецепторов, метаботропные, ингибируют аденилатциклазу, снижается цАМФ. Полосатое тело, миндалина, гиппокамп и новая кора. D1 и D5 - увеличивают активность аденилатциклазы; D2, D3 и D4 – снижают активность аденилатциклазы Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #14

Дневное отделение фармацевтического факультета Серотонин (5-ГТ) Локализация в мозге: Ядра шва (Nuclei raphae) вдоль средней линии продолговатого мозга, моста и среднего мозга. Большая часть аксонов идёт до промежуточного и конечного мозга : к полосатому телу, лобной, теменной и затылочной коре, поясной извилине; к миндалине, древней коре и гиппокампу; к медиальной зоне таламуса и ядрам гипоталамуса; к черной субстанции, четверохолмию и центральному серому веществу среднего мозга. Часть 5-ГТ проекций заканчивается в спинном мозге. Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #15

Дневное отделение фармацевтического факультета Рецепторы к 5-ГТ: ионотропные и метаботропные 5-HT3 - рецепторы ионотропные 5-HT1– несколько подтипов, пре- и постсинаптические, ингибирует аденилатциклазу 5-HT4 и 5-HT7 – несколько подтипов, активирует аденилатциклазу 5-HT2 – с фосфолипазой С (вторичные мессенджеры ИФ3 и ДАГ), чаще постсинаптические Есть сходство метаботропных 5-HT рецепторов с рецепторами норадреналина. Норадреналин ингибирует выброс серотонина. 5-ГТ инактивируется МАО (моноаминооксидазой) Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #16

Дневное отделение фармацевтического факультета Серотонин (5-ГТ) в ЦНС: Серотонин оказывает влияние практически на все существенно важные стороны деятельности мозга: участвует в управлении уровнем бодрствования участвует в работе сенсорных систем, связан с обучением влияет на формирование мотиваций, следовательно, и на эмоциональную сферу Происходит взаимодействие с эффектами катехоламинов. В рамках системы сон – бодрствование серотонин конкурирует с дофамином и норадреналином, вызывая снижение уровня возбуждения ЦНС. Ядра шва и связанное с ними центральное серое вещество рассматриваются как важнейшие центры сна, включение которых ведет к общему торможению ЦНС Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #17

Дневное отделение фармацевтического факультета Серотонин (5-ГТ) в ЦНС: В сенсорных зонах коры серотонин влияет на нейроны обрабатывающие сенсорную информацию: зрительную, тактильную, слуховую. Предотвращается избыточное распространение сенсорного возбуждения по нейронным сетям, происходит «фокусировка» сигналов. Блокада этого механизма может сильно исказить процессы восприятия, вызвать сенсорные иллюзии и галлюцинации. Сходное действие серотонин оказывает и на ассоциативные зоны коры, делая процессы мышления более «организованными». Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #18

Дневное отделение фармацевтического факультета Серотонин (5-ГТ) в ЦНС: В обучении серотонин участвует в большей степени в выработке навыков, позволяющих получить положительное подкрепление, НА – выработка навыков избегания отрицательного подкрепления Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #19

Дневное отделение фармацевтического факультета Блокада постсинаптических серотониновых рецепторов LSD – диэтиламидом лизергиновой кислоты – галлюциногеном. Спорынья Пищевые продукты с повышенным содержанием триптофана: финики, бананы, сливы, инжир, помидоры, молоко, соя, чёрный шоколад, способствуют биосинтезу серотонина и часто улучшают настроение. Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #20

Дневное отделение фармацевтического факультета В категорию нейропептидов обычно включают малые и средние по размеру пептиды от 2 до 50-60 аминокислот. Более крупные пептиды свыше 100 аминокислот относятся к категории регуляторных белков: некоторые гормоны, факторы роста клеток и др. Нейропептиды. Рецепторы к пептидам ЦНС. Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #21

Дневное отделение фармацевтического факультета Нейропептиды (НП) среди веществ, участвующих в межклеточной передаче сигналов - «сигнальных молекул» Тип вещества и характер действия Вещества Непептидные нейромедиаторы: преимущественно передача сигнала в пределах синапса Аминокислоты, ацетилхолин, амины Регуляторные пептиды: могут передавать сигнал в синапсе, в зонах межклеточных контактов и/или осуществлять дистантную регуляцию Малые и средние регуляторные пептиды, в том числе нейропептиды – до 60 аминокислот Непептидные тканевые гормоны: Сигнал через межклеточные контакты или к близлежащим клеткам Простагландины, лейкотриены, тромбоксаны. Гормоны: Не передают сигнал в синапсе, дистантные регуляторы Стероидные гормоны, белковые гормоны, крупные пептиды (более 60 аминокислот), Т3, Т4, адреналин Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #22

Дневное отделение фармацевтического факультета Особенности синтеза и выделения нейропептидов Разделениие областей синтеза и высвобождения пептидов: синтезируются на рибосомах, выделяются в нервных терминалях. Скорость синтеза пептидов регулируется в телах клеток, после чего пептиды должны быть перенесены аксонным транспортом в терминаль. Процессы идут медленнее синтеза и хранения непептидного медиатора в окончании аксона. Количество высвобождаемого пептида, ограничено его количеством, находящимся в терминали. Эффективное взаимодействие пептидов с рецепторами происходит при более низких концентрациях (10-10 – 10-8 М) , чем связывание низкомолекулярных классических медиаторов, например, АцХ (10-7 – 10-4 М). Механизмы удаления медиаторов из синаптической щели действуют медленнее, чем для классических медиаторов. Рецепторы к пептидам метаботропные, вследствие этого, действие пептида на клетку реализуется при небольшом количестве выделившихся молекул. Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #23

Дневное отделение фармацевтического факультета Некоторые семейства нейропептидов Семейство нейропептидов Группа нейропептидов Представители Гипоталамические либерины и статины Либерины Статины Тиролиберин Соматостатин Опиоидные пептиды Эндорфины Энкефалины β-,γ-,α-эндорфин Мет-энкефалин Меланокортины Кортикотропины  Меланотропины Адренокортикотропин и его фрагменты Вазопрессин-тоцины Вазопрессины Тоцины Арг-вазопрессин Окситоцин Пептиды, сходные с гастрином Гастрин-14, -17, -34 Холецистокинин-33, -8 и -4 Тахикинины Вещество Р Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #24

Дневное отделение фармацевтического факультета Гипоталамические либерины и статины: традиционно ассоциируются с гипоталамической регуляцией выделения гормонов гипофиза, однако каждый из них имеет эффекты, осуществляемые благодаря действию на нейроны и другие клетки мозга и организма в целом. Тиролиберин –стимулятор эмоционального поведения, двигательной активности и дыхательного центра Кортиколиберин – подавляет потребление пищи и половое поведение, стимулятор эмоционального поведения Гонадолиберин – не только усиливает выход гонадотропинов, но и непосредственно активирует половое поведение Соматостатин – умеренный ингибитор большого числа функций Семейства нейропептидов Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #25

Дневное отделение фармацевтического факультета Семейства нейропептидов Опиоидные пептиды: большинство имеет обезболивающее действие. Тормозят дыхательный центр. Участвуют в формировании агрессивного поведения, состояний, связанных с удовлетворением мотивации, в частности, пищевой, формировании чувства «вознаграждения», стрессорных и адаптивных процессов, алкогольной и наркотической зависимости. Участвуют в нейро-иммунных модуляторных процессах. Механизм модуляторного обезболивающего действия эндогенного опиата Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #26

Дневное отделение фармацевтического факультета Семейства нейропептидов Адренокортикотропин: известен как гипофизарный гормон, однако принимает участие в контроле уровня внимания к внешним сигналам, запоминания. Вазопрессин и окситоцин: формирование долговременной памяти. Вазопрессин – стимулятор, окситоцин – частичный ингибитор. Прямое или опосредованное действие – дискутируется. Холецистокинины-33, -8 и –4: ХЦК-8 очень мощный ингибитор пищедобывательного поведения. ХЦК-4 вызывает состояние тревожности и страха. Вещество Р: первый из нейропептидов, идентифицированный как нейромедиатор в путях проведения сенсорных импульсов. Обладает очень сложным спектром центральных и периферических эффектов. Дневное отделение фармацевтического факультета

Слайд #27

Дневное отделение фармацевтического факультета Оксид азота NO 1-2% нейронов мозга – коры, гиппокампа и полосатого тела содержат нейрональную форму NO-синтазы. Содержащие NO-синтазу нейроны коры больших полушарий специфично иннервируются холинергическими нейронами базальных ядер переднего мозга, также имеющих высокий уровень NO-синтазы. Избыточная продукция NO - нейротоксичность. СО – окись углерода – поздние неврологические последствия Механизмы действия: через рецепторы-ферменты, благодаря способности легко переходить через мембраны. Дневное отделение фармацевтического факультета