Мозг. Как он устроен и что с ним делать - Илья Мартынов

Ацетилхолин

На первом этаже (в стволе мозга) находятся нервные клетки, которые синтезируют ацетилхолин, а затем по отросткам отправляют его в структуры второго этажа (базальные ганглии). В этих структурах есть свои нейроны, выделяющие ацетилхолин. Их отростки густо расходятся по коре мозга, а также отправляются в гиппокамп (структуру, связанную с памятью).

Внутри ацетилхолиновой системы обнаружено два вида рецепторов: мускариновые и никотиновые. Мускариновые рецепторы являются метаботропными, а никотиновые – ионотропными. Сами рецепторы распределены в мозге неравномерно. Например, в среднем и продолговатом мозге представлены преимущественно мускариновые рецепторы, тогда как в гиппокампе и коре встречаются оба вида.

Обратите внимание, что никотиновые рецепто-ры являются ионотропными, а значит – быстрыми. Как вы можете догадаться, они реагируют на воздействие табака, содержащего никотин. Подробнее о том, как курение влияет на память и внимание, мы поговорим во второй части книги.

Рис. 31. Строение ацетилхолиновой (холинергической) системы

Работа ацетилхолиновой системы связана с таким явлением, как синаптическая пластичность. Это способность контактов (шипиков) изменять свою архитектуру во время обучения. Для запоминания новой информации необходимо создание синапсов или их перестройка.

Аксоны ацетилхолиновой системы способны помогать клеткам, использующим другие нейромедиаторы, проводить нервные импульсы. Так ацетилхолиновые нейроны открывают дополнительные ионные каналы на клетках гиппокампа, помогая последним передавать сигнал на следующий нейрон. Полагают, что это облегчает запоминание новой информации.

В исследованиях 2000-х годов было показано, что ацетилхолин играет важную роль в обеспечении процессов внимания. Причем особенно активно в работу включаются никотиновые рецепторы. Они быстрые, и за счет этого мы можем с большой скоростью переключать внимание с одного объекта на другой. Удалось доказать, что нарушение глубоких структур (первого этажа) ацетилхолиновой системы ухудшает работу некоторых отделов лобных долей, что ведет к снижению внимания.

Логично предположить, что раз ацетилхолиновая система обеспечивает внимание (пусть даже и частично), неплохо было бы ее простимулировать.

А теперь маленькое отступление. Мы с вами уже познакомились с принципами работы синапсов и поняли, что без молекул нейромедиатора никуда.

Почти все препараты, воздействующие на нервную систему, идут по одному из двух путей:

1. Напрямую воздействуют на рецептор и запускают процесс передачи импульса или же, напротив, блокируют сам рецептор, предотвращая передачу.

2. Увеличивают количество нейромедиатора в щели, чтобы он сам активировал рецепторы и запускал передачу импульса.

Вот и вся магия. В первом случае молекулы вещества (препарата или наркотика) имитируют нейромедиатор (потому что имеют химическую конфигурацию, похожую на него) и работают по принципу «ключ к замку».

Если надо заблокировать рецептор, молекула препарата обычно имеет в составе участок, способный связываться с ним. Так молекула садится на рецептор, не позволяя ему связываться с нейромедиатором. При этом передачи нервного импульса не происходит.

Во втором случае препараты воздействуют на системы клеток так, чтобы нейромедиатор накапливался в щели. К примеру, они могут подавлять действие фермента, разрушающего нейромедиатор. Либо блокируется захват нейромедиатора из щели. Такое втягивание молекул нейромедиатора (в пресинаптическую мембрану) называют обратным захватом. Бабуля-природа, вообще, экономичная старушка. Нет смысла многократно синтезировать молекулы, если можно обратно захватить те, что остались в щели.

То есть мы подавляем процесс обратного захвата, что позволяет нейромедиатору накапливаться в щели. В разных ситуациях могут быть свои особенности, но базовые принципы одни и те же.

В случае с ацетилхолиновыми препаратами применяются ингибиторы (подавители работы) ацетилхолинэстеразы – фермента, разрушающего нейромедиатор ацетилхолин прямо в синаптической щели. Как вы понимаете, это приводит к увеличению количества медиатора в щели и улучшению передачи сигнала между клетками.

К препаратам, воздействующим на ацетилхолинэстеразу, относят галантамин и ривастигмин. Есть данные, что эти препараты также способны уменьшить выраженность симптомов болезни Альцгеймера.

Важно понимать, что ацетилхолиновые рецепторы встречаются не только в мозге. Ацетилхолин – это ключевой нейромедиатор нервно-мышечной передачи. Именно с его помощью мышца получает сигнал о том, что надо бы поработать. Поэтому ацетилхолиновые рецепторы есть во всех мышечных органах (в том числе – в желудке и сердце). Ацетилхолин может оказывать серьезное влияние на сердечный ритм.

Поэтому воздействие препаратами на ацетилхолиновую систему должно проводиться крайне осторожно, под контролем специалистов.

Справедливости ради нужно заметить, что есть и пре-параты, блокирующие работу ацетилхолиновых рецепторов. Атропин связывается с рецепторами и делает их нечувствительными к ацетилхолину. Введение атропина приводит к увеличению частоты сердечных сокращений, расширению зрачков. То есть атропин выключает из работы ту часть нервной системы, которая работает на ацетилхолине. Например, в случае с сердцем блокируется тормозящее действие со стороны блуждающего нерва и поэтому сердечная мышца сокращается чаще.

Как мы видим, вполне себе механистично-физиологический эффект. Выключили тормоз – заработало быстрее.

В научной литературе вещества, оказывающие возбуждающее воздействие на мускариновые рецепторы, называют М-холиномиметиками, а препараты, подавляющие их работу, – М-холиноблокаторами.

Нет возможности в одной книге рассказать обо всех свойствах этих препаратов, поэтому предлагаю вам самостоятельно поискать информацию о них. Вы увидите, что они имеют широчайший спектр применения в самых разных областях медицины, начиная с подбора очков и заканчивая лечением насморка.

Дофамин

Очень часто в популярной литературе дофамин называют гормоном счастья. Но с точки зрения нейробиологии это не так. Исследователи до сих пор не обнаружили никаких гормонов счастья.

Мозг не был придуман для бесконечного счастья и ощущения удовлетворения. Напротив, природа постоянно преподносила нашим предкам «сюрпризы» в виде стихийных происшествий, опасных хищников, засух, безводья и так далее.

Как мы сумели понять, нейромедиаторы выполняют определенную физиологическую функцию. Так вот, главная функция нейронов, работающих на дофамине, заключается в создании определенного состояния, характеризующегося возбуждением, приливом энергии.

Когда нам сообщают, что в конце месяца мы получим дополнительную премию, внутри нас как раз и возникает это самое состояние психологического подъема. Наш мозг предвосхищает удовольствие. Вспомните, как крыса в эксперименте Олдса и Милнера жала на педаль. Она ожидала поощрения. Только мы, вместо нажатия на педаль, идем работать (также ожидая поощрения, но в виде премии). Правда, в отличие от крысы, мы способны держать в голове идею о том, что поощрение будет не скоро, а лишь в конце месяца.