สารสื่อประสาทและวิธีที่สำคัญที่สุดในการรักษาความเจ็บป่วยทางจิต โมเลกุลและการเชื่อมต่อของสารสื่อประสาทที่สำคัญที่สุด

กลูตาเมตและกรดแกมมา-อะมิโนบิวทริก (กาบา) เป็นสองสารสื่อประสาทที่มีมากที่สุดในสมอง. ร้อยละเก้าสิบของเซลล์ประสาทคอร์เทกซ์ใช้ กลูตาเมต – สารสื่อประสาทกระตุ้นหลักซึ่งเพิ่มโอกาสในการพัฒนาศักยภาพในการทำงานของแอกซอนบนเซลล์ประสาท postsynaptic เมื่อปล่อยสู่แหว่ง synaptic

ในสมองของมนุษย์ กลูตาเมตมักถูกใช้โดยเซลล์ประสาทเสี้ยมขนาดใหญ่ในคอร์เทกซ์และโครงสร้างสมองส่วนลึก นอกจากนี้ ผู้ไกล่เกลี่ยนี้มักใช้ใน synapses ที่ดัดแปลง ทำให้เกิดการเรียนรู้

กรดแกมมา-อะมิโนบิวทีริก (GABA) ตรงกันข้ามกับกลูตาเมต เป็นสารสื่อประสาทที่ยับยั้งหลักในเยื่อหุ้มสมอง ไซแนปส์ที่ยับยั้งจะลดโอกาสที่ศักยภาพในการดำเนินการจะส่งผ่านแอกซอนของเซลล์ประสาท postsynaptic

GABA เป็นที่แพร่หลายใน interneurons รอบเซลล์เสี้ยม เชื่อกันว่าในกรณีนี้จะทำหน้าที่ควบคุมกิจกรรมกระตุ้นอย่างต่อเนื่องของเยื่อหุ้มสมอง

การทำงานของสมองไม่ต้องการกิจกรรมที่ต่อเนื่องของไซแนปส์กระตุ้นทั้งหมด ในกรณีนี้ วงจรป้อนกลับเชิงบวกจะก่อตัวขึ้นในสมอง ซึ่งจะเพิ่มความแข็งแกร่งในแต่ละรอบ คอร์เทกซ์จะทำงานหนักเกินไป เช่นในกรณีของโรคลมบ้าหมู

กลูตาเมตที่มากเกินไปเป็นพิษและนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า excitotoxicity. ความเสียหายจากอาการชักส่วนใหญ่ไม่ได้มาจากพวกเขาโดยตรง แต่มาจากการปล่อยกลูตาเมตส่วนเกิน

มันเหมือนกับการระเบิดถังน้ำมันในรถที่กำลังไหม้: การระเบิดนั้นสร้างความเสียหายมากกว่าเปลวไฟที่ทำให้มันระเบิด สารสื่อประสาทมีประโยชน์ในปริมาณที่กำหนดอย่างเคร่งครัดเท่านั้น.

กลูตาเมต (Glu) ยังยอดเยี่ยมสำหรับการดูการก่อตัวของสารสื่อประสาทจากโมเลกุลที่มีอยู่ กลูตามีนเป็นกรดอะมิโนชนิดหนึ่งที่สัตว์ได้รับจากอาหาร. ในทางกลับกัน สมองก็ใช้กลูตามีนเพื่อส่งสัญญาณกระตุ้น

เราสามารถลิ้มรสกลูตาเมตในอาหารได้ ดังที่นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นค้นพบในปี 1907 เมื่อพวกเขาศึกษาซอสถั่วเหลือง รสชาติของกลูตาเมตเป็นรสชาติพื้นฐานที่ห้า นอกเหนือไปจากรสชาติหลักสี่รสชาติ ซึ่งเรามีตัวรับแยกจากกัน เรียกว่าอูมามิ รสชาติของกลูตาเมตช่วยกำหนดความสามารถในการกินและความสดของอาหาร ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับนักล่าและผู้รวบรวมของโลกดึกดำบรรพ์

เราสามารถพิจารณาระบบสามเซลล์ที่แสดงในรูปด้านล่างเป็นสายการผลิตสำหรับสารสื่อประสาทกลูตาเมตจำนวนหนึ่ง ขนส่งพวกมันไปยังไซแนปส์โดยใช้การขนส่งแบบตุ่ม และปล่อยพวกมันเข้าไปในช่องไซแนปติก ออร์แกเนลล์รูปวงรีขนาดเล็กที่ด้านบนสุดของเซลล์คือไมโทคอนเดรีย ซึ่งสร้างเอทีพีส่วนใหญ่ของเซลล์

ระบบทั้งหมดนี้ถูกป้อนโดยกลูโคสและออกซิเจนที่กระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์จากเส้นเลือดฝอยทางด้านขวา กลูโคสใช้เป็นพลังงานและสำหรับการสังเคราะห์สารสื่อประสาทกลูตาเมต

การส่งสัญญาณกลูตาเมตริกต้องการการมีส่วนร่วมของเซลล์สามเซลล์ เซลล์ทั้งสามทำงานร่วมกันเพื่อส่งสัญญาณกลูตามาเตอจิก สังเกตเส้นเลือดฝอยที่ให้น้ำตาลกลูโคสและออกซิเจนแก่แอสโทรไซต์และเซลล์ประสาท

กลูโคสยังเป็นหนึ่งในสารตัวกลางในการสังเคราะห์กลูตาเมต V m คือศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทส่วนบน ซึ่งแสดงให้เห็นเดือยแหลมหลายอันที่ทำให้เกิดการปลดปล่อยตัวกลางไกล่เกลี่ยเข้าไปในแหว่ง synaptic PGK คือ phosphoglycerate kinase

โปรดทราบว่าเซลล์ postsynaptic มีตัวรับกลูตาเมตสองประเภท ตัวรับ Metabotropic ใช้เพื่อตอบสนองต่อวิถีการเผาผลาญของเซลล์ ตัวรับไอโอโนทรอปิกกระตุ้นช่องไอออน: โซเดียม โพแทสเซียม และแคลเซียม

แอสโตรไซต์ตรงกลางของวงจรก็มีความสำคัญต่อการทำงานของทั้งระบบเช่นกัน มันกินกลูโคส สลายมัน และแปลง ADP เป็น ATP ในไมโตคอนเดรียของมัน ส่งกลูตามีนไปยังเซลล์พรีไซแนปติกที่กลูตาเมตถูกสังเคราะห์ขึ้นมา และจับกลูตาเมตส่วนเกินที่กระจายออกจากรอยแยกซินแนปติก

อย่างหลังมีความสำคัญมาก เนื่องจากกลูตาเมตเป็นพิษหากปล่อยทิ้งไว้นอกเซลล์เป็นเวลานาน เชื่อกันว่าความเป็นพิษของกลูตาเมตเป็นสาเหตุของความผิดปกติของสมองอย่างร้ายแรง (ความผิดปกติดังกล่าวเรียกอีกอย่างว่า excitotoxicity เพราะกลูตาเมตเป็นสารสื่อประสาทกระตุ้นหลักของสมอง)

การส่งสัญญาณกลูตาเมตจิคมีความแม่นยำสูงในเวลา สารสื่อประสาทของมันสามารถลบออกจากพื้นที่นอกเซลล์ได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังไม่ทิ้งสารพิษในสภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์ ในเวลาเดียวกัน กระบวนการทางชีวเคมีเกือบทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการออกซิเดชั่น ก่อให้เกิดสารพิษจำนวนหนึ่ง และอาจเป็นอันตรายอย่างยิ่งในระยะยาว

GABA: สารสื่อประสาทยับยั้งที่สำคัญ

เซลล์ประสาทกระตุ้นจำเป็นสำหรับการทำงานของสมอง แต่ถ้ามีเพียงเซลล์ประสาทในระบบประสาท สมองก็จะทำงานหนักเกินไปอย่างรวดเร็ว เนื่องจากเซลล์ประสาทกลูตามาเตอจิกแต่ละเซลล์จะกระตุ้นเซลล์ประสาทอื่นๆ เซลล์ประสาทที่ยับยั้งจะปรับสมดุลเซลล์ประสาทกระตุ้นเพื่อรักษาระดับกิจกรรมที่ต้องการ. เซลล์ประสาทกระตุ้นและยับยั้งมีปฏิสัมพันธ์เพื่อสร้างจังหวะปกติ ซึ่งเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของการส่งสัญญาณระหว่างภูมิภาคในสมอง

ทางเดินของกลูตาเมตยังผลิตสารสื่อประสาทยับยั้งหลัก GABA (กรดแกมมา-อะมิโนบิวทีริก) ถ้า GABA ถูกปล่อยออกสู่ช่อง synaptic ความน่าจะเป็นของการกระทำที่อาจเกิดขึ้นผ่านแอกซอนของเซลล์ประสาท postsynaptic จะลดลง

ผลของ GABA คือการทำให้เกิดไฮเปอร์โพลาไรซ์มากกว่าการขั้วเมมเบรนและลดความน่าจะเป็นของทางเดิน AP แม้ว่าเซลล์จะได้รับสัญญาณกระตุ้นพร้อมกันก็ตาม ดังนั้น ความสมดุลจึงเกิดขึ้นได้ระหว่างสัญญาณกระตุ้นและสัญญาณยับยั้งที่มาถึงเซลล์ในช่วงเวลาประมาณ 10 มิลลิวินาที ซึ่งจะกำหนดกิจกรรมปัจจุบันของเซลล์

GABAergic ไซแนปส์ โปรดทราบว่ากลูตามีนและอนุพันธ์ของกลูตามีนใช้ในการผลิต GABA

Transporter เป็นโมเลกุลโปรตีนพิเศษที่ขนส่งโมเลกุลตัวกลางกลับเข้าไปในเซลล์เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ ตัวรับอัตโนมัติมีส่วนร่วมในการควบคุมตนเองของไซแนปส์ GAT, สารขนส่ง GABA; GAD, กลูตาเมตดีคาร์บอกซิเลส; VIAAT, ผู้ไกล่เกลี่ยสารยับยั้งตุ่ม; จิน, กลูตามีน; Glu, กรดกลูตามิก

เซลล์ประสาทเสี้ยมของเยื่อหุ้มสมองส่วนใหญ่มีกิจกรรมกระตุ้นในขณะที่ oligodendrocytes- เบรค ดังนั้น คลื่นของการกระตุ้นที่เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องทั่วสมองจึงถูกยับยั้งโดยเซลล์ที่หลั่ง GABA เซลล์ดังกล่าวเรียกว่า GABAergic ในขณะที่เซลล์กระตุ้นจะเรียกว่ากลูตามาเตอจิก

วงจรทั้งหมดในเยื่อหุ้มสมองมีทั้งเซลล์ประสาทที่กระตุ้นและยับยั้ง เซลล์พีระมิดในแผนภาพนี้ถูกเน้นด้วยสีน้ำเงิน และเซลล์อินเตอร์นิวรอนที่ยับยั้งด้วยสีแดง สีเขียวหมายถึงอินพุตจากภายนอกระบบ (เช่น จากใยแก้วนำแสง) ที่กระตุ้นเซลล์ประสาทในเยื่อหุ้มสมอง

เซลล์ประสาทที่ "เรียบ" ที่มีข้อความว่า S1 ในแผนภาพ เป็นตัวกระตุ้นเช่นกัน ไมโครเซอร์กิตประเภทนี้พบได้ทั่วไปในคอร์เทกซ์และกำหนดความแตกต่างระหว่างบริเวณที่เหมือนกันทางกายวิภาคของสมอง

การยับยั้งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมเซลล์ประสาทกระตุ้นและการสร้างอุปสรรคต่อการผ่านของคลื่นกระตุ้น เพื่อป้องกันไม่ให้สมองทำงานหนักเกินไป มี GABAergic synapses จำนวนมากที่ควบคุมระดับของการกระตุ้น

GABA ถูกใช้ในไซแนปส์ยับยั้งอย่างรวดเร็วส่วนใหญ่ในแทบทุกส่วนของสมอง ยากล่อมประสาทส่วนใหญ่เพิ่มกิจกรรม GABAergic ในสมอง

ผลการผ่อนคลายของแอลกอฮอล์ยังขึ้นอยู่กับผลกระทบต่อกระบวนการที่ใช้ GABA เป็นหลัก. อย่างไรก็ตาม GABA มีหน้าที่อื่นนอกเหนือจากการยับยั้ง

วิถีทางชีวเคมีของเซลล์ใช้ชุดสารที่ค่อนข้างจำกัดซึ่งได้รับการคัดเลือกและคงสภาพไว้โดยวิวัฒนาการ ในลักษณะทางชีวเคมีหลายอย่าง มนุษย์มีความคล้ายคลึงกับสัตว์หลายชนิด แต่ก็ยังมีความแตกต่างบางประการ

ดังที่เราจะได้เห็นกัน ความแตกต่างเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดจากกิจกรรมของ DNA ควบคุมระดับสูง ไม่ใช่ DNA ที่แสดงออกมาเป็นโปรตีนโดยตรง เราไม่แตกต่างจากสัตว์ส่วนใหญ่ในองค์ประกอบทางเคมี ความแตกต่างส่วนใหญ่อยู่ในการจัดระเบียบระดับที่สูงขึ้นของจีโนม ซึ่งเป็นสื่อกลางในการเติบโตและการทำงานของนีโอคอร์เทกซ์ที่กว้างใหญ่ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสมองส่วนหน้า มนุษย์เป็นท่วงทำนองใหม่ที่ประกอบด้วยโน้ตแห่งชีวิต

ในวรรณคดีทางชีวเคมี แทนที่จะใช้ชื่อเต็มที่ยุ่งยาก มักใช้การกำหนดแบบธรรมดาที่กะทัดรัดกว่า: “กลูตาเมต”, “กลู”, “กลู” หรือ “อี” นอกเหนือจากวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์แล้ว คำว่า "กลูตาเมต" ยังมักใช้เพื่ออ้างถึงอาหารเสริมที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โมโนโซเดียมกลูตาเมต

ในสิ่งมีชีวิต ส่วนที่เหลือของโมเลกุลกรดกลูตามิกเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีน โพลีเปปไทด์ และสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำบางชนิด และมีอยู่ในรูปแบบอิสระ ในการสังเคราะห์โปรตีน การรวมตัวกันของสารตกค้างของกรดกลูตามิกจะถูกเข้ารหัสโดยรหัส GAA และ GAG

การจับกันของกรดกลูตามิกกับตัวรับเฉพาะของเซลล์ประสาททำให้เกิดการกระตุ้น [ ] .

กรดกลูตามิกเป็นกลุ่มของกรดอะมิโนที่ไม่จำเป็นและถูกสังเคราะห์ขึ้นในร่างกายมนุษย์

รูปแบบหนึ่งของสมรรถภาพซินแนปติกที่เรียกว่าโพเทนทิเอชั่นระยะยาว เกิดขึ้นในไซแนปส์กลูตามาเตอจิกของฮิบโปแคมปัส นีโอคอร์เท็กซ์ และส่วนอื่นๆ ของสมองมนุษย์

โมโนโซเดียมกลูตาเมตมีส่วนเกี่ยวข้องไม่เพียง แต่ในการนำกระแสประสาทแบบคลาสสิกจากเซลล์ประสาทไปยังเซลล์ประสาทเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณประสาทเชิงปริมาตรด้วยเมื่อสัญญาณถูกส่งไปยังไซแนปส์ข้างเคียงผ่านผลสะสมของโมโนโซเดียมกลูตาเมตที่ปล่อยออกมาในประสาทข้างเคียง (ที่เรียกว่า extrasynaptic หรือสารสื่อประสาทปริมาตร) นอกจากนี้ กลูตาเมตยังมีบทบาทสำคัญในการควบคุมกรวยการเจริญเติบโตและการสร้างเซลล์ประสาทระหว่างการพัฒนาสมอง ตามที่ Mark Matson อธิบายไว้ [ ที่ไหน?] .

ตัวรับกลูตาเมต

ลิแกนด์ตัวรับกลูตาเมตภายในคือกรดกลูตามิกและกรดแอสปาร์ติก Glycine จำเป็นต้องเปิดใช้งานตัวรับ NMDA ด้วย NMDA receptor blockers ได้แก่ PCP, ketamine และสารอื่นๆ ตัวรับ AMPA ยังถูกบล็อกโดย CNQX, NBQX กรดไคนิคเป็นตัวกระตุ้นของตัวรับไคเนต

"การไหลเวียน" ของกลูตาเมต

บทบาทของกรดกลูตามิกต่อความสมดุลของกรดเบส

เมื่อกลูตาเมตถูกแปลงเป็น α-ketoglutarate แอมโมเนียก็จะก่อตัวขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้ α-ketoglutarate จะแตกตัวเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ หลังด้วยความช่วยเหลือของคาร์บอนิกแอนไฮไดเรสผ่านกรดคาร์บอนิกจะถูกแปลงเป็นไฮโดรเจนไอออนอิสระและไบคาร์บอเนต ไฮโดรเจนไอออนจะถูกขับออกทางลูเมนของท่อไตเนื่องจากการขนส่งร่วมกับโซเดียมไอออน และโซเดียมไบคาร์บอเนตเข้าสู่กระแสเลือด

ระบบกลูตาเมตริก

มีเซลล์ประสาทกลูตาเมติกประมาณ 10 6 เซลล์ในระบบประสาทส่วนกลาง ร่างกายของเซลล์ประสาทอยู่ในเปลือกสมอง, หลอดไฟรับกลิ่น, ฮิปโปแคมปัส, ซับสแตนเทียนิกรา, สมองน้อย ในไขสันหลัง - ในอวัยวะหลักของรากหลัง

โรคที่เกี่ยวข้องกับกลูตาเมต

การเพิ่มระดับของกลูตาเมตในไซแนปส์ระหว่างเซลล์ประสาทสามารถกระตุ้นมากเกินไปและแม้กระทั่งฆ่าเซลล์เหล่านี้ ซึ่งในการทดลองนี้นำไปสู่โรคที่คล้ายกับทางคลินิกกับเส้นโลหิตตีบด้านข้างของกล้ามเนื้ออะไมโอโทรฟิก ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเพื่อป้องกันพิษจากกลูตาเมตของเซลล์ประสาท เซลล์เกลีย แอสโทรไซต์ ดูดซับกลูตาเมตส่วนเกิน มันถูกขนส่งไปยังเซลล์เหล่านี้โดยการขนส่งโปรตีน GLT1 ซึ่งมีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ของแอสโตรไซต์ เมื่อดูดซึมโดยเซลล์ astroglial กลูตาเมตจะไม่ทำให้เซลล์ประสาทถูกทำลายอีกต่อไป

Atlas ได้อุทิศส่วนแรกของเรื่องราวเกี่ยวกับสารสื่อประสาทให้กับเยาวชน dopamine, norepinephrine และ serotonin ในโพสต์ที่สอง เราจะพูดถึงสารสื่อประสาทที่ไม่ค่อยมีคนรู้จักซึ่งทำงานที่สำคัญที่มองไม่เห็น: พวกมันกระตุ้นและยับยั้งสารสื่อประสาทอื่น ๆ ช่วยให้เราเรียนรู้และจดจำ

อะเซทิลโคลีน

นี่เป็นสารสื่อประสาทตัวแรกที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบ มันมีหน้าที่ส่งแรงกระตุ้นโดยเซลล์ประสาทสั่งการ - และดังนั้นสำหรับการเคลื่อนไหวทั้งหมดของมนุษย์ ในระบบประสาทส่วนกลาง สารสื่อประสาททำหน้าที่รักษาเสถียรภาพ: นำสมองออกจากสภาวะพักเมื่อจำเป็นต้องกระทำ และในทางกลับกัน ยับยั้งการส่งแรงกระตุ้นเมื่อจำเป็นต้องมีสมาธิ ตัวรับสองประเภทช่วยเขาในเรื่องนี้ - เร่งนิโคตินิกและมัสคารินิกที่ยับยั้ง

Acetylcholine มีบทบาทสำคัญในการเรียนรู้และการสร้างความจำ สิ่งนี้ต้องการทั้งความสามารถในการมุ่งความสนใจ (และยับยั้งการส่งแรงกระตุ้นที่ทำให้เสียสมาธิ) และความสามารถในการเปลี่ยนจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง (และเร่งปฏิกิริยาให้เร็วขึ้น) การทำงานของสมองอย่างแข็งขัน เช่น เมื่อเตรียมสอบหรือรายงานประจำปี จะทำให้ระดับของอะซิติลโคลีนเพิ่มขึ้น หากสมองไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน เอนไซม์พิเศษ acetylcholinesterase จะทำลายสารสื่อประสาท และผลของ acetylcholine จะลดลง เหมาะสำหรับการศึกษา acetylcholine จะเป็นตัวช่วยที่ไม่ดีในสถานการณ์ที่ตึงเครียด: เป็นตัวกลางในการไตร่ตรอง แต่ไม่ใช่การกระทำที่เด็ดขาด

ส่วนเกินของ acetylcholine ในร่างกายทำให้เกิดอาการกระตุกของกล้ามเนื้อ ชักและหยุดหายใจ - นี่คือผลกระทบที่ก๊าซประสาทบางส่วนได้รับการออกแบบสำหรับ การขาดอะเซทิลโคลีนนำไปสู่การพัฒนาของโรคอัลไซเมอร์และภาวะสมองเสื่อมในวัยชราประเภทอื่นๆ ในการรักษาผู้ป่วยจะได้รับยาที่ขัดขวางการทำลาย acetylcholine ซึ่งเป็นตัวยับยั้ง acetylcholinesterase

ยีน CHRNA3 เข้ารหัสตัวรับนิโคตินิก อะซิติลโคลีน ซึ่งอาจได้รับผลกระทบจากนิโคติน ในระยะแรกสารจะทำหน้าที่เกี่ยวกับระบบความเห็นอกเห็นใจของร่างกายซึ่งมีหน้าที่ในการกระตุกของกล้ามเนื้อเรียบและการหดตัวของหลอดเลือด ดังนั้นในผู้สูบบุหรี่มือใหม่ การสูบบุหรี่ทำให้เกิดอาการคลื่นไส้และผิวสีซีดมากกว่าที่จะพอใจ แต่เมื่อเวลาผ่านไป นิโคตินจะไปถึงเซลล์สมองและกระตุ้นตัวรับอะซิติลโคลีน เนื่องจากทั้งนิโคตินและอะซิติลโคลีนทำสิ่งนี้พร้อมกัน สมองจึงพยายามแก้ไข "อุปทานสองเท่า" และหลังจากนั้นไม่นานเซลล์ประสาทในสมองจะลดการผลิตอะซิติลโคลีนตามปกติ จากนี้ไปผู้สูบบุหรี่จะต้องใช้นิโคตินด้วยเหตุผลทุกประการ - ในตอนเช้าเพื่อเป็นกำลังใจหลังการประชุมในทางตรงกันข้ามเพื่อสงบสติอารมณ์ในตอนบ่าย - อย่างน้อยก็คิดสักนิดเกี่ยวกับนิรันดร์

ความหลากหลายของยีน CHRNA3 ส่งผลต่ออัตราการก่อตัวของการติดนิโคตินและเป็นผลให้ความเสี่ยงในการเกิดมะเร็งปอดที่เกิดจากการสูบบุหรี่

อะดีโนซีน

ปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดในร่างกายต้องการพลังงาน สกุลเงินที่ใช้ในกระบวนการนี้คือโมเลกุลอะดีนีนที่มีกรดฟอสฟอริกหลายเบส ทันทีหลังจาก "เงินเดือน" คุณจะมี "สามร้อยรูเบิล" บนบัตรของคุณ - โมเลกุลอะดีโนซีน สามฟอสเฟตที่มีกรดฟอสฟอริกตกค้างสามตัว แต่ละธุรกรรมใช้ไปหนึ่งร้อยรูเบิลตามลำดับหลังจาก "การซื้อ" ครั้งแรกจะมีเพียงสองร้อยรูเบิลในบัญชี (อะดีโนซีน ดิฟอสเฟต) หลังจากวินาที - หนึ่งร้อยรูเบิล (adenosine โมโนฟอสเฟต) หลังจากรูเบิลที่สาม - ศูนย์

ธนบัตรของศูนย์รูเบิล - และมีอะดีโนซีน ในฐานะที่เป็นสารสื่อประสาท มีหน้าที่ทำให้รู้สึกเหนื่อยและผล็อยหลับไป ระหว่างการนอนหลับ ธนบัตรของรูเบิลศูนย์ศูนย์จะเสร็จสิ้นด้วยเกรด C อะดีโนซีนจะถูกแปลงเป็นอะดีโนซีนไตรฟอสเฟตและเราพร้อมที่จะกลับไปทำงานด้วยพลังใหม่

มีวิธีหลอกลวง "ระบบธนาคาร": บล็อกตัวรับอะดีโนซีนและให้เครดิต นี่คือสิ่งที่คาเฟอีนทำ - ช่วยให้คุณละเลยความเหนื่อยล้าและทำงานต่อไปได้ ในเวลาเดียวกัน มันไม่ได้นำมาซึ่งพลังงานที่แท้จริง แต่อนุญาตให้คุณใช้จ่ายเงินเท่านั้น ราวกับว่าคุณยังมีสามร้อยรูเบิล เช่นเดียวกับเงินกู้ใด ๆ คุณต้องจ่ายสำหรับการใช้จ่ายเกิน - ความเหนื่อยล้า สมาธิสั้น การเสพติด อย่างไรก็ตาม กาแฟ ชา และช็อกโกแลตที่มีคาเฟอีนเป็นตัวกระตุ้นที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก

โดยรวมแล้วรู้จักตัวรับอะดีโนซีนสี่ประเภทซึ่งถูกกระตุ้นและปิดกั้นโดยอะดีโนซีน ยีน ADORA2A เข้ารหัสตัวรับอะดีโนซีนชนิดที่ 2 ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นกระบวนการต้านการอักเสบ การก่อตัวของการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน และการควบคุมความเจ็บปวดและการนอนหลับ ความเร็วของปฏิกิริยาของร่างกายต่อการบาดเจ็บและการบาดเจ็บขึ้นอยู่กับการทำงานของตัวรับนี้

กลูตาเมต

กรดกลูตามิกในรูปของกลูตาเมตเป็นกรดอะมิโนที่พบในผลิตภัณฑ์จากสัตว์ ต่อมรับรสรับรู้ว่ากลูตาเมตเป็นตัวบ่งชี้ของอาหารที่มีโปรตีน ซึ่งมีคุณค่าทางโภชนาการและดีต่อสุขภาพ และทิ้งข้อความไว้ว่ามันอร่อย และต้องทำซ้ำ ในศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นค้นพบการรับรู้รสชาตินี้ (พวกเขาเรียกมันว่า "อูมามิ" - อร่อย) และเมื่อเวลาผ่านไป โมโนโซเดียมกลูตาเมตก็กลายเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารยอดนิยม ต้องขอบคุณเขาที่บางครั้งก็ยากที่จะต้านทานการล่อลวงให้กินบะหมี่โดชิรัก ในฐานะที่เป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร กลูตาเมตไม่ส่งผลโดยตรงต่อการทำงานของเซลล์ประสาท ดังนั้น "การใช้ยาเกินขนาด" ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดจะทำให้ปวดหัว

กลูตาเมตไม่ได้เป็นเพียงกรดอะมิโนในอาหารเท่านั้น แต่ยังเป็นสารสื่อประสาทที่สำคัญอีกด้วย 40% ของเซลล์ประสาทในสมองมีตัวรับสำหรับมัน ไม่มี "โหลดความหมาย" ของตัวเอง แต่เพียงเร่งการส่งสัญญาณโดยตัวรับอื่น ๆ - โดปามีน, นอร์เอปิเนฟริน, เซโรโทนิน ฯลฯ ฟังก์ชันนี้ช่วยให้กลูตาเมตสร้าง synaptic plasticity - ความสามารถของ synapses เพื่อควบคุมกิจกรรมของพวกเขาขึ้นอยู่กับการตอบสนองของตัวรับ postsynaptic กลไกนี้รองรับกระบวนการเรียนรู้และความจำ

การลดลงของกิจกรรมกลูตาเมตนำไปสู่ความเกียจคร้านและไม่แยแส ส่วนเกิน - เพื่อ "แรงดันเกิน" ของเซลล์ประสาทและแม้กระทั่งความตายของพวกเขาราวกับว่าเครือข่ายไฟฟ้าได้รับภาระมากกว่าที่จะสามารถต้านทานได้ "ความเหนื่อยหน่าย" ของเซลล์ประสาท - excitotoxicity - สังเกตได้หลังจากอาการชักจากโรคลมชักและในโรคเกี่ยวกับระบบประสาท

รหัสยีนสองกลุ่มสำหรับโปรตีนขนส่งกลูตาเมต ยีนของกลุ่ม EAAT มีหน้าที่รับผิดชอบต่อโปรตีนที่ขึ้นกับโซเดียม - ยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการท่องจำ การกลายพันธุ์ในยีนของกลุ่มนี้เพิ่มความเสี่ยงของโรคหลอดเลือดสมอง, โรคอัลไซเมอร์, โรคฮันติงตัน, เส้นโลหิตตีบด้านข้าง amyotrophic การกลายพันธุ์ในยีนของโปรตีนขนส่ง vesicular ของกลุ่ม VGLUT นั้นสัมพันธ์กับความเสี่ยงของโรคจิตเภท

กรดแกมมาอะมิโนบิวทริก

หยินแต่ละคนมีหยางของตัวเอง และกลูตาเมตก็มีศัตรูนิรันดร์ ซึ่งยังคงเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก เรากำลังพูดถึงสารสื่อประสาทที่ยับยั้งหลัก - กรดแกมมาอะมิโนบิวทริก (GABA หรือ GABA) เช่นเดียวกับกลูตาเมต GABA ไม่ได้เพิ่มสีใหม่ๆ ให้กับกิจกรรมของสมอง แต่ควบคุมเฉพาะกิจกรรมของเซลล์ประสาทอื่นๆ เช่นเดียวกับกลูตาเมต GABA ครอบคลุมเซลล์ประสาทสมองประมาณ 40% ด้วยเครือข่ายตัวรับ ทั้งกลูตาเมตและกาบานั้นสังเคราะห์จากกรดกลูตามิกและเป็นส่วนเสริมของกันและกัน

เพื่ออธิบายผลกระทบของ GABA คำว่า "ไปช้าลง - คุณจะไปไกลกว่านี้" นั้นเหมาะสมที่สุด: ผลการยับยั้งของสารสื่อประสาทช่วยให้คุณโฟกัสได้ดีขึ้น GABA ช่วยลดการทำงานของเซลล์ประสาทต่างๆ รวมถึงความรู้สึกกลัวหรือวิตกกังวลและทำให้เสียสมาธิจากงานหลัก ความเข้มข้นสูงของ GABA ช่วยให้เกิดความสงบและความสงบ การลดลงของความเข้มข้นของ GABA และความไม่สมดุลในการดื้อต่อกลูตาเมตชั่วนิรันดร์ทำให้เกิดโรคสมาธิสั้น (ADHD) การเดิน โยคะ การทำสมาธิเป็นสิ่งที่ดีสำหรับการเพิ่มระดับ GABA สารกระตุ้นส่วนใหญ่จะดีสำหรับการลดระดับเหล่านี้

กรดแกมมา-อะมิโนบิวทีริกมีตัวรับสองประเภท - GABA-A ที่ออกฤทธิ์เร็วและ GABA-B ที่ออกฤทธิ์ช้า ยีน GABRG2 เข้ารหัสโปรตีนตัวรับ GABA-A ซึ่งช่วยลดความเร็วของการส่งผ่านแรงกระตุ้นในสมองได้อย่างมาก การกลายพันธุ์ในยีนมีความเกี่ยวข้องกับโรคลมบ้าหมูและอาการไข้ชัก ซึ่งอาจเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง

หากโดปามีน เซโรโทนิน และนอร์เอพิเนฟรินเป็นนักแสดงฮอลลีวูดในอุตสาหกรรมภาพยนตร์เกี่ยวกับระบบประสาทขนาดใหญ่ ฮีโร่ในส่วนที่สองของเรื่องราวเกี่ยวกับสารสื่อประสาทมักจะทำงานอยู่เบื้องหลัง แต่หากไม่มีผลงานที่ไม่เด่น ภาพยนตร์ที่ยอดเยี่ยมจะแตกต่างออกไปมาก

ในตอนต่อไป

สุภาษิตนี้ใช้กับชะตากรรมของผู้ไกล่เกลี่ยที่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณให้สำเร็จ: มัวร์ทำหน้าที่ของเขาแล้ว - มัวร์ต้องจากไป หากสารสื่อประสาทยังคงอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท Postsynaptic มันจะรบกวนการส่งสัญญาณใหม่ มีกลไกหลายอย่างในการกำจัดโมเลกุลตัวกลางที่ใช้แล้ว ได้แก่ การแพร่กระจาย การแตกแยกของเอนไซม์ และการนำกลับมาใช้ใหม่

โดยการแพร่กระจาย บางส่วนของโมเลกุลผู้ไกล่เกลี่ยจะออกจากรอยแยก synaptic เสมอ และในไซแนปส์บางส่วน กลไกนี้เป็นกลไกหลัก ความแตกแยกของเอนไซม์เป็นวิธีหลักในการกำจัด acetylcholine ที่จุดเชื่อมต่อของกล้ามเนื้อและกล้ามเนื้อ: ทำได้โดย cholinesterase ที่ติดอยู่ที่ขอบของ endplate พับ อะซิเตทและโคลีนที่เป็นผลลัพธ์จะถูกส่งกลับไปยังส่วนปลายของพรีไซแนปติกโดยกลไกการจับพิเศษ

เป็นที่ทราบกันดีว่าเอนไซม์สองชนิดที่ยึดเอมีนชีวภาพ: monoamine oxidase (MAO) และ catechol-o-methyltransferase (COMT) ความแตกแยกของสารสื่อประสาทในธรรมชาติของโปรตีนสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้การกระทำของเปปไทเดสนอกเซลล์ แม้ว่าตัวกลางดังกล่าวมักจะหายไปจากไซแนปส์ช้ากว่าที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ และมักจะปล่อยให้ไซแนปส์โดยการแพร่กระจาย

การใช้ซ้ำของผู้ไกล่เกลี่ยขึ้นอยู่กับกลไกการจับโมเลกุลของพวกมัน ซึ่งจำเพาะสำหรับสารสื่อประสาทที่แตกต่างกัน ทั้งโดยเซลล์ประสาทเองและโดยเซลล์ glial กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับโมเลกุลการขนส่งพิเศษ กลไกการใช้ซ้ำเฉพาะเป็นที่รู้จักสำหรับ noradrenaline, dopamine, serotonin, glutamate, GABA, glycine และ choline (แต่ไม่ใช่ acetylcholine) สารออกฤทธิ์ต่อจิตประสาทบางชนิดขัดขวางการนำตัวกลางกลับมาใช้ใหม่ (เช่น เอมีนชีวภาพหรือ GABA) และด้วยเหตุนี้จึงยืดอายุการกระทำของสารดังกล่าว

แยกระบบตัวกลาง

โครงสร้างทางเคมีของสารสื่อประสาทที่สำคัญที่สุดแสดงไว้ในรูปที่ 6.1

อะเซทิลโคลีน

มันถูกสร้างขึ้นโดยใช้เอนไซม์อะซิติลทรานสเฟอเรสจากอะซิติลโคเอ็นไซม์ A และโคลีนซึ่งเซลล์ประสาทไม่สังเคราะห์ แต่ถูกจับจากแหว่งซินแนปติกหรือจากเลือด มันเป็นสื่อกลางเดียวของเซลล์ประสาทสั่งการทั้งหมดของเส้นประสาทไขสันหลังและปมประสาทอัตโนมัติ ในไซแนปส์เหล่านี้ การทำงานของมันถูกสื่อกลางโดยตัวรับ H-cholinergic และการควบคุมช่องสัญญาณเป็นแบบไอโอโนทรอปิกโดยตรง อะเซทิลโคลีนยังถูกปล่อยออกมาจากส่วนท้ายของ postganglionic ของแผนกกระซิกของระบบประสาทอัตโนมัติ: ที่นี่จับกับตัวรับ M-cholinergic เช่น ทำหน้าที่ metabotropically ในสมอง มันถูกใช้เป็นสารสื่อประสาทโดยเซลล์เยื่อหุ้มสมองเสี้ยมจำนวนมากที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับปมประสาทฐาน ตัวอย่างเช่น ประมาณ 40% ของปริมาณอะซิติลโคลีนทั้งหมดที่เกิดขึ้นในสมองจะถูกปล่อยออกมาในนิวเคลียสหาง ด้วยความช่วยเหลือของ acetylcholine ต่อมทอนซิลของสมองกระตุ้นเซลล์ของเปลือกสมอง

ตัวรับ M-cholinergic พบได้ในทุกส่วนของสมอง (คอร์เทกซ์, โครงสร้างของลิมบิก, ฐานดอก, ลำตัว) พวกมันมีจำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการก่อไขว้กันเหมือนแห ด้วยความช่วยเหลือของเส้นใย cholinergic สมองส่วนกลางเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ ของก้านสมองส่วนบน, tubercles แก้วนำแสงและเยื่อหุ้มสมอง บางทีการกระตุ้นเส้นทางเฉพาะเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเปลี่ยนจากการนอนหลับไปสู่ความตื่นตัว ไม่ว่าในกรณีใด การเปลี่ยนแปลงลักษณะเฉพาะในอิเล็กโทรเซฟาโลแกรมหลังจากใช้สารยับยั้ง cholinesterase ยืนยันเวอร์ชันนี้

ในภาวะสมองเสื่อมแบบลุกลามที่เรียกว่าโรคอัลไซเมอร์ กิจกรรมของอะเซทิลทรานสเฟอเรสลดลงในเซลล์ประสาทของนิวเคลียสไมเนิร์ต ซึ่งอยู่ในสมองส่วนหน้าของเบส ใต้ striatum โดยตรง ในเรื่องนี้การส่งผ่าน cholinergic ถูกรบกวนซึ่งถือเป็นลิงค์สำคัญในการพัฒนาของโรค

Acetylcholine antagonists ดังแสดงในการทดลองกับสัตว์ ขัดขวางการก่อตัวของปฏิกิริยาตอบสนอง และลดประสิทธิภาพของกิจกรรมทางจิต สารยับยั้งโคลีนเอสเตอเรสทำให้เกิดการสะสมของอะเซทิลโคลีน ซึ่งมาพร้อมกับการพัฒนาความจำระยะสั้น การเร่งปฏิกิริยาตอบสนองแบบมีเงื่อนไข และการเก็บร่องรอยของหน่วยความจำได้ดีขึ้น

แนวคิดที่ว่าระบบ cholinergic ของสมองมีความจำเป็นอย่างยิ่งต่อการดำเนินกิจกรรมทางปัญญาและเพื่อให้องค์ประกอบข้อมูลของอารมณ์เป็นที่นิยม

เอมีนชีวภาพ

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วเอมีนที่สังเคราะห์ได้จากไทโรซีนและแต่ละขั้นตอนของการสังเคราะห์จะถูกควบคุมโดยเอนไซม์พิเศษ หากเซลล์มีเอ็นไซม์ดังกล่าวครบชุด มันก็จะหลั่งอะดรีนาลีนออกมาและในปริมาณที่น้อยกว่า สารตั้งต้นของมันคือ norepinephrine และ dopamine ตัวอย่างเช่นสิ่งที่เรียกว่า เซลล์โครมัฟฟินของต่อมหมวกไตหลั่งอะดรีนาลีน (การหลั่ง 80%), norepinephrine (18%) และโดปามีน (2%) หากไม่มีเอ็นไซม์ในการสร้างอะดรีนาลีน เซลล์สามารถปล่อย norepinephrine และ dopamine ได้เท่านั้น และหากไม่มีเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ norepinephrine โดปามีนจะเป็นตัวกลางที่ปล่อยออกมาเพียงตัวเดียว ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของ L- DOPA ไม่ได้ใช้เป็นตัวกลาง

Dopamine, norepinephrine และ epinephrine มักถูกเรียกว่า catecholamines พวกเขาควบคุม metabotropic adrenoreceptors ซึ่งไม่เพียงแต่อยู่ในประสาท แต่ยังอยู่ในเนื้อเยื่ออื่น ๆ ของร่างกาย ตัวรับ adrenoreceptors แบ่งออกเป็น alpha-1 และ alpha-2, beta-1 และ beta-2: ผลกระทบทางสรีรวิทยาที่เกิดจากการเพิ่ม catecholamines กับตัวรับที่แตกต่างกันแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ อัตราส่วนของตัวรับที่แตกต่างกันในเซลล์เอฟเฟกต์ต่างกัน นอกจากตัวรับ adrenoreceptors ที่พบได้ทั่วไปใน catecholamines แล้ว ยังมีตัวรับ dopamine จำเพาะที่พบในระบบประสาทส่วนกลางและในเนื้อเยื่ออื่นๆ เช่น ในกล้ามเนื้อเรียบของหลอดเลือดและในกล้ามเนื้อหัวใจ

อะดรีนาลีนเป็นฮอร์โมนหลักของต่อมหมวกไต ตัวรับเบต้ามีความไวต่อมันมาก มีข้อมูลเกี่ยวกับการใช้สารอะดรีนาลีนโดยเซลล์สมองบางส่วนเป็นตัวกลาง Norepinephrine ถูกหลั่งโดยเซลล์ประสาท postganglionic ของแผนกขี้สงสารของระบบประสาทอัตโนมัติ และในระบบประสาทส่วนกลางโดยเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ของไขสันหลัง สมองน้อย และเปลือกสมอง การสะสมของเซลล์ประสาท noradrenergic ที่ใหญ่ที่สุดคือจุดสีน้ำเงิน - นิวเคลียสของก้านสมอง

เป็นที่เชื่อกันว่าการเริ่มต้นของการนอนหลับ REM นั้นสัมพันธ์กับการทำงานของเซลล์ประสาท noradrenergic เหล่านี้ แต่หน้าที่ของพวกมันไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่สิ่งนี้เท่านั้น noradrenergic ซึ่งเป็นกิจกรรมที่มากเกินไปซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสิ่งที่เรียกว่า โรคตื่นตระหนกพร้อมกับความรู้สึกสยองขวัญที่ผ่านไม่ได้

โดปามีนถูกสังเคราะห์โดยเซลล์ประสาทในสมองส่วนกลางและบริเวณไดเอนเซฟาลิก ซึ่งสร้างระบบโดปามีนทั้งสามของสมอง ประการแรกนี่คือระบบ nigrostriatal: มันถูกแสดงโดยเซลล์ประสาทใน substantia nigra ของสมองส่วนกลางซึ่งซอนซึ่งสิ้นสุดในนิวเคลียสหางและ putamen ประการที่สอง นี่คือระบบ mesolimbic ซึ่งเกิดขึ้นจากเซลล์ประสาทของ ventral tegmentum ของ pons แอกซอนของพวกมันเข้าไปที่กะบัง ต่อมทอนซิล ส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า กล่าวคือ โครงสร้างของระบบลิมบิกของสมอง และประการที่สาม ระบบ mesocortical: เซลล์ประสาทของมันอยู่ในสมองส่วนกลางและซอนของพวกมันจะสิ้นสุดลงใน cingulate gyrus ล่วงหน้า, ชั้นลึกของเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า, เยื่อหุ้มสมอง entorhinal และ piriform (รูปลูกแพร์) โดปามีนมีความเข้มข้นสูงสุดในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า

โครงสร้างโดปามีนมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของแรงจูงใจและอารมณ์ในกลไกของการรักษาความสนใจและการเลือกสัญญาณที่สำคัญที่สุดที่เข้าสู่ระบบประสาทส่วนกลางจากรอบนอก ความเสื่อมของเซลล์ประสาท substantia nigra นำไปสู่ชุดของความผิดปกติของการเคลื่อนไหวที่เรียกว่าโรคพาร์กินสัน สำหรับการรักษาโรคนี้ สารตั้งต้นของโดปามีนคือ L-DOPA ซึ่งแตกต่างจากโดปามีนเอง ซึ่งสามารถเอาชนะอุปสรรคเลือดและสมองได้ ในบางกรณี มีความพยายามในการรักษาโรคพาร์กินสันโดยการฉีดเนื้อเยื่อไขกระดูกของต่อมหมวกไตของทารกในครรภ์เข้าไปในโพรงสมอง เซลล์ที่ฉีดสามารถอยู่ได้นานถึงหนึ่งปีและยังคงผลิตโดปามีนในปริมาณมาก

ในโรคจิตเภทจะพบกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นของระบบ mesolimbic และ mesocortical ซึ่งถือว่าเป็นหนึ่งในกลไกหลักของความเสียหายของสมอง ตรงกันข้ามกับสิ่งที่เรียกว่า ภาวะซึมเศร้าที่สำคัญต้องใช้ยาที่เพิ่มความเข้มข้นของ catecholamines ในประสาทส่วนกลาง ยากล่อมประสาทช่วยผู้ป่วยจำนวนมาก แต่น่าเสียดายที่พวกเขาไม่สามารถทำให้คนที่มีสุขภาพดีมีความสุขได้เพียงแค่ประสบกับช่วงเวลาที่ไม่มีความสุขในชีวิต

เซโรโทนิน

สารสื่อประสาทที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำนี้เกิดขึ้นจากกรดอะมิโนทริปโตเฟนด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์สองตัวที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ การสะสมของเซลล์ประสาท serotonergic ที่มีนัยสำคัญพบได้ในนิวเคลียสของ raphe ซึ่งเป็นแถบบาง ๆ ตามแนวกึ่งกลางของการเกิดไขว้กันเหมือนแหที่หาง หน้าที่ของเซลล์ประสาทเหล่านี้สัมพันธ์กับการควบคุมระดับความสนใจและการควบคุมวงจรการนอนหลับและการตื่น เซลล์ประสาท serotonergic มีปฏิสัมพันธ์กับโครงสร้าง cholinergic ของ tegmentum pons และเซลล์ประสาท noradrenergic ใน locus coeruleus หนึ่งในตัวบล็อกของตัวรับ serotonergic คือ LSD ผลที่ตามมาของการใช้สารออกฤทธิ์ต่อจิตประสาทคือการผ่านเข้าไปในจิตสำนึกของสัญญาณประสาทสัมผัสที่ปกติแล้วจะล่าช้า

ฮีสตามีน

สารนี้จากกลุ่มเอมีนชีวภาพสังเคราะห์จากฮิสทิดีนกรดอะมิโนและพบได้ในปริมาณมากที่สุดในเซลล์แมสต์และแกรนูโลไซต์ในเลือด: ฮีสตามีเกี่ยวข้องกับการควบคุมกระบวนการต่าง ๆ รวมถึงการก่อตัวของการแพ้ทันที ปฏิกิริยา ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มันเป็นตัวกลางที่ค่อนข้างธรรมดา ในมนุษย์ มันถูกใช้เป็นสารสื่อประสาทในไฮโปทาลามัส ซึ่งมันเกี่ยวข้องกับการควบคุมการทำงานของต่อมไร้ท่อ

กลูตาเมต

สารสื่อประสาทกระตุ้นที่พบบ่อยที่สุดในสมอง มันถูกหลั่งโดยแอกซอนของเซลล์ประสาทรับความรู้สึกส่วนใหญ่ เซลล์เสี้ยมของคอร์เทกซ์การมองเห็น เซลล์ประสาทของคอร์เทกซ์เชื่อมโยง ซึ่งสร้างการฉายภาพบน striatum

ตัวรับสำหรับผู้ไกล่เกลี่ยนี้แบ่งออกเป็น ionotropic และ metabotropic ตัวรับไอโอโนทรอปิกกลูตาเมตแบ่งออกเป็นสองประเภท ขึ้นอยู่กับตัวเร่งปฏิกิริยาและคู่อริ: NMDA (N-methyl-D-aspartate) และไม่ใช่ NMDA ตัวรับ NMDA สัมพันธ์กับช่องไอออนบวกซึ่งการไหลของโซเดียม โพแทสเซียม และแคลเซียมไอออนเป็นไปได้ และช่องของตัวรับที่ไม่ใช่ NMDA ไม่อนุญาตให้ไอออนแคลเซียมผ่าน แคลเซียมที่เข้าสู่ช่องทางของตัวรับ NMDA จะกระตุ้นปฏิกิริยาของปฏิกิริยาของผู้ส่งสารที่สองที่ขึ้นกับแคลเซียม กลไกนี้เชื่อว่ามีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของร่องรอยของหน่วยความจำ ช่องที่เกี่ยวข้องกับตัวรับ NMDA เปิดช้าและเฉพาะเมื่อมีไกลซีนเท่านั้น: พวกมันถูกบล็อกโดยแมกนีเซียมไอออนและยาหลอนประสาท phencyclidine (เรียกว่า "ฝุ่นนางฟ้า" ในวรรณคดีอังกฤษ)

การกระตุ้นตัวรับ NMDA ในฮิปโปแคมปัสนั้นสัมพันธ์กับการเกิดขึ้นของปรากฏการณ์ที่น่าสนใจมาก - ศักยภาพในระยะยาว ซึ่งเป็นรูปแบบพิเศษของกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของหน่วยความจำระยะยาว (ดูบทที่ 17) นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตความจริงที่ว่ากลูตาเมตที่มีความเข้มข้นสูงเกินไปเป็นพิษต่อเซลล์ประสาท - สถานการณ์นี้จะต้องนำมาพิจารณาในรอยโรคในสมองบางอย่าง (เลือดออก, อาการชักจากโรคลมชัก, โรคความเสื่อมเช่นฮันติงตัน)

กาบาและไกลซีน

สารสื่อประสาทกรดอะมิโนสองตัวเป็นสารสื่อประสาทที่ยับยั้งที่สำคัญที่สุด Glycine ยับยั้งการทำงานของ interneurons และเซลล์ประสาทสั่งการของไขสันหลัง พบความเข้มข้นสูงของ GABA ในเรื่องสีเทาของเปลือกสมอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลีบหน้าผาก ในนิวเคลียสใต้เยื่อหุ้มสมอง (นิวเคลียสหางและโกลบัส pallidus) ในฐานดอก ฮิปโปแคมปัส ไฮโปทาลามัส และการสร้างไขว้กันเหมือนแห เซลล์ประสาทบางส่วนของไขสันหลัง ระบบรับกลิ่น เรตินา และสมองน้อยถูกใช้เป็นตัวกลางในการยับยั้ง GABA

สารประกอบที่ได้มาจาก GABA จำนวนหนึ่ง (piracetam, aminolone, sodium oxybutyrate หรือ GHB - gamma-hydroxybutyric acid) กระตุ้นการเจริญเติบโตของโครงสร้างสมองและการก่อตัวของการเชื่อมต่อที่มั่นคงระหว่างประชากรเซลล์ประสาท สิ่งนี้มีส่วนช่วยในการก่อตัวของหน่วยความจำซึ่งเป็นสาเหตุของการใช้สารประกอบเหล่านี้ในการปฏิบัติทางคลินิกเพื่อเร่งกระบวนการกู้คืนหลังจากเกิดแผลในสมองต่างๆ

สันนิษฐานว่ากิจกรรมทางจิตของ GABA นั้นพิจารณาจากผลการคัดเลือกต่อการทำงานแบบบูรณาการของสมองซึ่งประกอบด้วยการปรับสมดุลของกิจกรรมของโครงสร้างสมองที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างเหมาะสม ตัวอย่างเช่นในสภาวะของความกลัว phobias ผู้ป่วยจะได้รับความช่วยเหลือจากยาต้านการประกันพิเศษ - benzodiazepines ซึ่งการกระทำคือการเพิ่มความไวของตัวรับ GABA-ergic

นิวโรเปปไทด์

ในปัจจุบัน เปปไทด์ประมาณ 50 ตัวถือเป็นสารสื่อประสาทที่เป็นไปได้ ก่อนหน้านี้บางชนิดรู้จักกันในชื่อว่าฮอร์โมนประสาทที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ประสาท แต่ทำหน้าที่อยู่นอกสมอง: วาโซเพรสซิน, ออกซีโตซิน นิวโรเปปไทด์ชนิดอื่นได้รับการศึกษาเป็นครั้งแรกในฐานะฮอร์โมนในระบบทางเดินอาหาร เช่น แกสตริน คอเลซิสโตคินิน เป็นต้น รวมถึงฮอร์โมนที่ผลิตในเนื้อเยื่ออื่นๆ เช่น แองจิโอเทนซิน เบรดีคินิน เป็นต้น

การมีอยู่ของพวกมันในความสามารถเดิมนั้นยังไม่เป็นที่สงสัย แต่เมื่อมีความเป็นไปได้ที่จะพิสูจน์ได้ว่าเปปไทด์เฉพาะนั้นถูกหลั่งโดยปลายประสาทและทำหน้าที่ในเซลล์ประสาทที่อยู่ใกล้เคียง มันถูกเรียกว่าสารสื่อประสาทอย่างถูกต้อง ในสมองมีการใช้ neuropeptides จำนวนมากในระบบ hypothalamic-pituitary แม้ว่าหน้าที่ของเปปไทด์ในการส่งสัญญาณความไวต่อความเจ็บปวดในเขาหลังของไขสันหลังจะไม่ค่อยเป็นที่รู้จักมากนัก

เปปไทด์ทั้งหมดมีต้นกำเนิดมาจากโมเลกุลสารตั้งต้นขนาดใหญ่ที่สังเคราะห์ขึ้นในร่างกายของเซลล์ ดัดแปลงในไซโทพลาสซึมเรติคิวลัม แปลงเป็นอุปกรณ์กอลจิ และส่งไปยังปลายประสาทโดยการขนส่งแอกซอนอย่างรวดเร็วในถุงน้ำคัดหลั่ง นิวโรเปปไทด์สามารถทำหน้าที่เป็นทั้งตัวกลางกระตุ้นและยับยั้ง บ่อยครั้งที่พวกมันทำตัวเหมือนสารกระตุ้นประสาท กล่าวคือ ตัวเองไม่ได้ส่งสัญญาณ แต่ขึ้นอยู่กับความต้องการ เพิ่มหรือลดความไวของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์หรือประชากรของเซลล์ประสาทต่อการกระทำของสารสื่อประสาทที่กระตุ้นหรือยับยั้ง

โดยส่วนที่เหมือนกันของสายกรดอะมิโน เราสามารถตรวจจับความคล้ายคลึงกันระหว่างนิวโรเปปไทด์แต่ละตัวได้ ตัวอย่างเช่น เปปไทด์ฝิ่นภายในร่างกายทั้งหมดที่ปลายด้านหนึ่งของสายโซ่มีลำดับกรดอะมิโนเหมือนกัน: ไทโรซีน-ไกลซีน-ไกลซีน-ฟีนิลอะลานีน ไซต์นี้เป็นศูนย์กลางของโมเลกุลเปปไทด์ที่ใช้งานอยู่ บ่อยครั้งที่การค้นพบความคล้ายคลึงกันระหว่างเปปไทด์แต่ละตัวบ่งบอกถึงความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของพวกมัน ตามความสัมพันธ์นี้ มีการระบุกลุ่มหลักของเปปไทด์ที่ออกฤทธิ์ทางประสาทหลายกลุ่ม:

1.Opiate เปปไทด์: leucine-enkephalin, methionine-enkephalin, alpha-endorphin, gamma-endorphin, beta-endorphin, dynorphin, alpha-neoendorphin

2. เปปไทด์ของ neurohypophysis: vasopressin, oxytocin, neurophysin

3. Tachykinins: สาร P, bombesin, fizalemin, cassinin, uperolein, eldoisin, สาร K.

4. สารคัดหลั่ง: secretin, glucagon, VIP (เปปไทด์ลำไส้ vasoactive), ปัจจัยการปลดปล่อย somatotropin

5. อินซูลิน: อินซูลิน ปัจจัยการเจริญเติบโตคล้ายอินซูลิน I และ II

6. Somatostatins: somatostatin, โพลีเปปไทด์ตับอ่อน

7. ระบบทางเดินอาหาร: gastrin, cholecystokinin

เซลล์ประสาทบางเซลล์สามารถปลดปล่อยเปปไทด์และตัวกลางโมเลกุลขนาดเล็กพร้อมกันได้ เช่น อะซีติลโคลีนและวีไอพี โดยทั้งคู่ทำหน้าที่ในเป้าหมายเดียวกันในฐานะสารเสริมฤทธิ์กัน แต่อาจแตกต่างออกไป เช่น ในไฮโปทาลามัส ซึ่งกลูตาเมตและไดนอร์ฟีนที่เซลล์ประสาทหนึ่งหลั่งหลั่งออกมาจะออกฤทธิ์ที่เป้าหมายหลังซินแนปติกเดียวกัน แต่กลูตาเมตกระตุ้น และเปปไทด์ opioid ยับยั้ง เป็นไปได้มากว่าเปปไทด์ในกรณีเช่นนี้ทำหน้าที่เป็นสารกระตุ้นประสาท บางครั้งพร้อมกับสารสื่อประสาท ATP ก็ถูกปล่อยออกมาเช่นกันซึ่งในไซแนปส์บางตัวก็ถือเป็นตัวกลางเช่นกันเว้นแต่แน่นอนว่าเป็นไปได้ที่จะพิสูจน์ว่ามีตัวรับอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์โพสต์ไซแนปติก

เปปไทด์ฝิ่น

ครอบครัวของเปปไทด์ฝิ่นประกอบด้วยสารมากกว่าหนึ่งโหล โมเลกุลของซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโนตั้งแต่ 5 ถึง 31 ตัว สารเหล่านี้มีลักษณะทางชีวเคมีทั่วไป แม้ว่าวิธีการสังเคราะห์อาจแตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่น การสังเคราะห์ beta-endorphin สัมพันธ์กับการก่อตัวของฮอร์โมน adrenocorticotropic (ACTH) จากโมเลกุลโปรตีนสารตั้งต้นขนาดใหญ่ทั่วไป proopiomelanocortin ในขณะที่ enkephalins เกิดจากสารตั้งต้นอื่น และ dynorphin จากตัวที่สาม

การค้นหาเปปไทด์ฝิ่นเริ่มต้นขึ้นหลังจากการค้นพบในสมองของตัวรับฝิ่นที่ผูกมัดอัลคาลอยด์ฝิ่น (มอร์ฟีน เฮโรอีน ฯลฯ) เนื่องจากเป็นการยากที่จะจินตนาการถึงลักษณะที่ปรากฏของตัวรับดังกล่าวสำหรับการผูกมัดเฉพาะสารแปลกปลอม พวกมันจึงเริ่มมองเข้าไปในร่างกาย ในปี 1975 Nature ได้รายงานการค้นพบเปปไทด์ขนาดเล็ก 2 ตัวที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 5 ตัว จับกับตัวรับฝิ่น และมีศักยภาพมากกว่ามอร์ฟีน ผู้เขียนรายงานนี้ (Hughes J. , Smith T.W. , Kosterlitz H.W. et al.) เรียกสารที่ตรวจพบว่า enkephalins (เช่น ในหัว) หลังจากนั้นไม่นาน เปปไทด์อีกสามตัวก็ถูกแยกออกจากสารสกัดไฮโปทาลามิค-พิทูอิทารี ซึ่งเรียกว่าเอ็นดอร์ฟิน นั่นคือ มอร์ฟีนภายในร่างกายจากนั้นจึงค้นพบไดนอร์ฟินเป็นต้น

เปปไทด์ฝิ่นทั้งหมดบางครั้งเรียกว่าเอ็นดอร์ฟิน พวกมันจับกับตัวรับฝิ่นได้ดีกว่ามอร์ฟีนและมีศักยภาพมากกว่ามอร์ฟีน 20 ถึง 700 เท่า มีการอธิบายประเภทของตัวรับฝิ่นที่ใช้งานได้ห้าประเภท ร่วมกับเปปไทด์เอง พวกมันสร้างระบบที่ซับซ้อนมาก การติดเปปไทด์เข้ากับตัวรับนำไปสู่การก่อตัวของผู้ส่งสารที่สองที่เกี่ยวข้องกับระบบแคมป์

ปริมาณสูงสุดของเปปไทด์ opioid พบได้ในต่อมใต้สมอง แต่ส่วนใหญ่จะถูกสังเคราะห์ในมลรัฐ beta-endorphin จำนวนมากพบได้ในระบบลิมบิกของสมอง และยังพบในเลือดอีกด้วย ความเข้มข้นของ enkephalins นั้นสูงเป็นพิเศษในเขาหลังของไขสันหลังซึ่งมีการส่งสัญญาณจากจุดสิ้นสุดของความเจ็บปวด: ที่นั่น enkephalins ลดการปลดปล่อยสาร P ซึ่งเป็นสื่อกลางในการถ่ายทอดข้อมูลเกี่ยวกับความเจ็บปวด

การดมยาสลบสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดในสัตว์ทดลองโดยการฉีดเบตาเอนดอร์ฟินแบบไมโครเข้าไปในโพรงสมอง อีกวิธีหนึ่งในการบรรเทาอาการปวดคือการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของเซลล์ประสาทที่อยู่รอบ ๆ โพรง ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความเข้มข้นของเอ็นดอร์ฟินและเอนเคฟาลินในน้ำไขสันหลัง เพื่อผลลัพธ์เดียวกันนั่นคือ ในการดมยาสลบทั้งการแนะนำของ b-endorphins และการกระตุ้นของภูมิภาค periventricular (periventricular) ในผู้ป่วยโรคมะเร็งนำ เป็นที่น่าสนใจว่าระดับของเปปไทด์ opiate ในน้ำไขสันหลังเพิ่มขึ้นทั้งในระหว่างการระงับความรู้สึกด้วยการฝังเข็มและระหว่างผลของยาหลอก (เมื่อผู้ป่วยใช้ยาโดยไม่ทราบว่าไม่มีหลักที่ใช้งานอยู่)

นอกจากยาแก้ปวดเช่น ผลยาแก้ปวด, opioid peptides ส่งผลต่อการก่อตัวของหน่วยความจำระยะยาว, กระบวนการเรียนรู้, ควบคุมความอยากอาหาร, การทำงานทางเพศและพฤติกรรมทางเพศ, เป็นลิงค์สำคัญในการตอบสนองต่อความเครียดและกระบวนการปรับตัว, พวกเขาให้การเชื่อมโยงระหว่างประสาท, ต่อมไร้ท่อและ ระบบภูมิคุ้มกัน (ตัวรับฝิ่นพบในเซลล์เม็ดเลือดขาวและโมโนไซต์ในเลือด)

สรุป

ในระบบประสาทส่วนกลาง ทั้งน้ำหนักโมเลกุลต่ำและสารสื่อประสาทเปปไทด์ถูกใช้เพื่อถ่ายโอนข้อมูลระหว่างเซลล์ ประชากรของเซลล์ประสาทที่แตกต่างกันใช้ตัวกลางที่ต่างกัน ตัวเลือกนี้ถูกกำหนดโดยพันธุกรรมและมีชุดของเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ สำหรับผู้ไกล่เกลี่ยเดียวกัน เซลล์ที่ต่างกันมีตัวรับโพสซินแนปติกประเภทต่างๆ ที่มีการควบคุมไอโอโนทรอปิกหรือเมตาบอทรอปิก การควบคุม Metabotropic ดำเนินการโดยการมีส่วนร่วมของการเปลี่ยนโปรตีนและระบบต่าง ๆ ของผู้ส่งสารที่สอง เซลล์ประสาทบางตัวพร้อมกันจะปล่อยตัวกลางเปปไทด์พร้อมกับเซลล์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ เซลล์ประสาทที่ต่างกันในตัวกลางที่หลั่งออกมาจะกระจุกตัวอยู่ในลำดับที่แน่นอนในโครงสร้างสมองที่แตกต่างกัน

คำถามเพื่อการควบคุมตนเอง

81. ข้อใดไม่ใช่เกณฑ์ในการจำแนกสารเป็นสารสื่อประสาท

ก. สังเคราะห์ในเซลล์ประสาท B. สะสมในตอนจบพรีไซแนปติก B. มีผลเฉพาะกับเอฟเฟกต์ ช. ปล่อยเข้าสู่กระแสเลือด D. ด้วยการบริหารเทียม จะสังเกตเห็นผลกระทบคล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับการปลดปล่อยตามธรรมชาติ

ก. ป้องกันไม่ให้ผู้ไกล่เกลี่ยปล่อยตัวจากจุดสิ้นสุดของพรีไซแนปติก ข. ทำตัวเป็นสื่อกลาง ข. กระทำการต่างจากผู้ไกล่เกลี่ย G. บล็อกตัวรับ postsynaptic; D. ไม่ผูกมัดกับตัวรับ postsynaptic

83. ข้อใดต่อไปนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับสารสื่อประสาทเปปไทด์

A. พวกมันเกิดขึ้นระหว่างการเกิดออกซิเดชันของเอนไซม์ของกรดอะมิโน B. เกิดขึ้นจากการดีคาร์บอกซิเลชันของกรดอะมิโน B. สามารถสังเคราะห์ได้ในตอนจบแบบพรีไซแนปติก ง. ส่งไปยังจุดสิ้นสุดของพรีไซแนปติกโดยการขนส่งแบบ axoplasmic ที่ช้า ง. ก่อตัวขึ้นในร่างกายของเซลล์ประสาท

84. อะไรเป็นสาเหตุให้กระแสของแคลเซียมไอออนถึงจุดสิ้นสุดของพรีไซแนปติกระหว่างการส่งข้อมูลผ่านไซแนปส์

A. ศักยภาพในการดำเนินการ; B. ศักยภาพในการพักผ่อน ข. เอ็กโซไซโทซิส; D. การเชื่อมต่อของถุง synaptic กับโครงร่างโครงร่าง; ง. การเกิดขึ้นของศักยภาพ postsynaptic

85. อะไรเปลี่ยนการกระตุ้นของ presynaptic ที่ลงท้ายด้วยกิจกรรมที่ไม่ใช้ไฟฟ้า (การปลดปล่อยสารสื่อประสาท)?

ก. เอ็กโซไซโทซิส; B. กระแสแคลเซียมไอออนที่เข้ามา B. การเข้าสู่โซเดียมไอออนเมื่อกระตุ้นการสิ้นสุด ง. การออกจากโพแทสเซียมไอออนระหว่างโพลาไรเซชัน E. การเพิ่มกิจกรรมของเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ตัวกลาง

86. อะไรทำให้เกิดศักยภาพหลังการบาดทะยัก?

A. ผลรวมของตัวกลางควอนตัม; B. การเพิ่มอัตราการแพร่ของผู้ไกล่เกลี่ย B. การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของแคลเซียมไอออนในปลายพรีไซแนปติก D. กิจกรรมที่เพิ่มขึ้นของเอนไซม์สำหรับการสังเคราะห์ตัวกลาง; D. ช่องแคลเซียมความหนาแน่นสูงในพื้นที่ของโซนแอคทีฟ

87. เหตุการณ์ใดต่อไปนี้นำไปสู่การกระตุ้น G-proteins?

A. การแปลง GDP เป็น GTP; B. การแปลง ATP เป็นค่าย; B. การเปิดใช้งานของอะดีนิเลตไซโคลส; D. การกระตุ้นโปรตีนไคเนส; ง. การก่อตัวของศักยภาพ postsynaptic

88. เหตุการณ์ใดที่ระบุควรเกิดขึ้นเร็วกว่าเหตุการณ์อื่นๆ ระหว่างการควบคุมด้วยเมตาบอทรอปิก?

ก. การก่อตัวของค่าย; B. การกระตุ้นโปรตีนไคเนส; B. การเปิดใช้งานของอะดีนิเลตไซโคลส; D. การเปิดใช้งาน G-protein; ง. การเปิดช่องไอออน

89. หน้าที่ของตัวรับอัตโนมัติของเยื่อหุ้มเซลล์พรีซินแนปติกคืออะไร?

A. การดำเนินการขนส่งสารสื่อประสาทแบบย้อนกลับ; B. การควบคุมปริมาณของผู้ไกล่เกลี่ยใน synaptic cleft; B. การเปิดกลไกของการแยกตัวกลาง; D. การควบคุม Ionotropic ของช่องเมมเบรน presynaptic; E. การผูกมัดของผู้ไกล่เกลี่ยที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ประสาท postsynaptic

90. กลไกใดต่อไปนี้ที่ไม่ใช้เพื่อขจัดสารสื่อประสาทออกจากแหว่ง synaptic?

A. ความแตกแยกของเอนไซม์; B. การจับโมเลกุลตัวกลางโดยเซลล์เกลีย C. การจับโมเลกุลตัวกลางโดยเซลล์ประสาท postsynaptic; D. การขนส่งโมเลกุลตัวกลางไปยังส่วนท้ายของเซลล์ประสาทพรีไซแนปติก ง. การแพร่กระจาย

91. ด้วยภาวะสมองเสื่อมแบบก้าวหน้า (โรคอัลไซเมอร์) การสังเคราะห์สารสื่อประสาทตัวใดตัวหนึ่งบกพร่อง มัน:

ก. อะเซทิลโคลีน; ข. กลูตาเมต; B. โดปามีน; G. Norepinephrine; ง. กาบา.

92. สารสื่อประสาทชนิดใดที่เซลล์ประสาทของจุดสีน้ำเงินหลั่งออกมา?

ก. โดปามีน; ข. ไกลซีน; ข. กลูตาเมต; G. Norepinephrine; ง. อะดรีนาลีน

93. ผู้ไกล่เกลี่ยใดที่สังเคราะห์ขึ้นในเซลล์ประสาทของ substantia nigra ของสมองส่วนกลาง?

ก. โดปามีน; ข. นอเรพิเนฟริน; B. อะเซทิลโคลีน; G. b-Endorphin; ง. กลูตาเมต

94. โครงสร้างสมองใดต่อไปนี้ที่มีโดปามีนที่มีความเข้มข้นสูงสุด

A. การก่อไขว้กันเหมือนแห; B. เปลือกนอกท้ายทอย; B. เยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า; ก. สมองน้อย; ง. ฐานดอก.

95. สารสื่อประสาทชนิดใดที่เซลล์ประสาทของราฟนิวเคลียสหลั่งออกมา?

ก. โดปามีน; ข. นอเรพิเนฟริน; ข. เซโรโทนิน; ก. ฮีสตามีน; ง. ไกลซีน.

96. ผู้ไกล่เกลี่ยทำหน้าที่อะไรกับตัวรับ NMDA?

ก. อะเซทิลโคลีน; ข. กลูตาเมต; ข. ไกลซีน; ก. เอนเคฟาลิน; ง. อะดรีนาลีน

97. อนุพันธ์ของสารสื่อประสาทตัวใดตัวหนึ่งใช้เพื่อเร่งกระบวนการฟื้นฟูและปรับปรุงหน่วยความจำหลังจากสมองถูกทำลาย ระบุ.

ก. กาบา; ข. ไกลซีน; B. อะเซทิลโคลีน; ก. กลูตาเมต; ง. โดปามีน.

98. สารใดต่อไปนี้ไม่ใช่สารสื่อประสาทเปปไทด์

ก. เอ็นดอร์ฟิน; ข. ไกลซีน; B. สาร P; ก. โซมาโตสแตติน; ง. เอนเคฟาลิน

99. ผู้ไกล่เกลี่ยใดที่เซลล์ประสาทของสมองสังเคราะห์ขึ้นและส่งผลต่อการส่งข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งเร้าความเจ็บปวดในไขสันหลัง

ก. เอ็นดอร์ฟิน; ข. เอนเคฟาลิน; C. สาร R. G. Oxytocin; ง. วาโซเพรสซิน

100. สารสื่อประสาทเปปไทด์ส่วนใหญ่มักใช้เป็นสื่อกลางในส่วนใดของสมอง?

ก. สมองน้อย; B. การก่อไขว้กันเหมือนแห; B. มลรัฐและต่อมใต้สมอง; G. เยื่อหุ้มสมองส่วนหน้า; ง. นิวเคลียสใต้เยื่อหุ้มสมอง

สารสื่อประสาทกระตุ้นที่พบบ่อยที่สุดในสมองและไขสันหลังคือกรดอะมิโนแอล-กลูตาเมต ตัวอย่างที่สำคัญของเซลล์ประสาทกระตุ้นที่ใช้กลูตาเมตเป็นตัวกลางคือเซลล์ประสาททั้งหมดที่เปลี่ยนจากเปลือกสมองไปสู่เนื้อสีขาวของสมอง โดยไม่คำนึงถึงทิศทางของมันในส่วนอื่น ๆ ของเปลือกสมอง ก้านสมอง หรือไขสันหลัง กลูตาเมตถูกสังเคราะห์จาก α-ketoglutarate ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำหรับการก่อตัวของ GABA

GABA เป็นสารสื่อประสาทที่ยับยั้งได้มากที่สุดในไขสันหลังและสมอง โดยมีส่วนร่วมในประมาณหนึ่งในสามของประสาททั้งหมดในระบบประสาท เซลล์ประสาท GABAergic หลายล้านเซลล์ก่อตัวขึ้นเป็นกลุ่มของสสารของนิวเคลียสหางและเลนส์เลนติคูลาร์ นอกจากนี้ยังพบในสสารสีเทารอบนอก มลรัฐ และฮิปโปแคมปัสจำนวนมาก นอกจากนี้ GABA ยังทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในเซลล์ Purkinje ขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นเซลล์เดียวที่โผล่ออกมาจากเปลือกสมองน้อย แอกซอนของเซลล์ Purkinje ลงมาที่เดนเททและนิวเคลียสอื่นของซีรีเบลลัม GABA ถูกสังเคราะห์จากกลูตาเมตโดยเอ็นไซม์กลูตาเมตดีคาร์บอกซิเลส

สารสื่อประสาทของกรดอะมิโนตัวที่สามคือไกลซีน Glycine เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีนในเนื้อเยื่อของร่างกายทั้งหมด และเป็นกรดอะมิโนที่ง่ายที่สุดที่สังเคราะห์จากซีรีนระหว่างกระบวนการ catabolism ของกลูโคส สารสื่อประสาทนี้มีผลยับยั้งส่วนใหญ่ในไซแนปส์ของเซลล์ประสาทเชื่อมโยงในก้านสมองและไขสันหลัง

สามตัวกลางของกรดอะมิโน
กลูตาเมตถูกสังเคราะห์จาก a-ketoglutarate ภายใต้การกระทำของเอนไซม์ GABA-transaminase (GABA-T);
กรดγ-aminobutyric (GABA) สังเคราะห์จากกลูตาเมตโดยการกระทำของกรดกลูตามิก decarboxylase (DHA)
Glycine เป็นกรดอะมิโนที่ง่ายที่สุด

ก) กลูตาเมต. กลูตาเมตทำหน้าที่เป็นสารสื่อประสาทในทั้งตัวรับไอโอโนทรอปิกและเมตาบอทรอปิก ตัวรับ Ionotropic ได้แก่ ตัวรับ AMPA, kainate และ NMDA ซึ่งมีชื่อมาจากตัวเร่งปฏิกิริยาสังเคราะห์ที่กระตุ้น: amino-methyl-isoxazole-propionic acid, kainate และ N-methyl-D-aspartate ตามลำดับ ตัวรับ Kainate ไม่ค่อยเกิดขึ้นแบบแยกส่วน ส่วนใหญ่มักจะรวมกับตัวรับ AMPA และเป็นส่วนหนึ่งของตัวรับ AMPA-kainate (AMPA-K)

ตัวรับไอโอโนโทรปิกกลูตาเมต เมื่อตัวรับ AMPA-K บนเมมเบรน postsynaptic ถูกกระตุ้น ไอออน Na + จำนวนมากจะเข้าสู่เซลล์ทันทีและ K + ไอออนจำนวนเล็กน้อยออกจากเซลล์ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวขององค์ประกอบเริ่มต้นของเซลล์ประสาทเป้าหมาย EPSP ซึ่งทำการแยกขั้วเยื่อหุ้มเซลล์เป้าหมายตั้งแต่ -65 mV ถึง -50 mV กระบวนการนี้นำไปสู่การขับไอออนบวกของแมกนีเซียม (Mg 2+) ที่เป็นไฟฟ้าสถิต ซึ่งเมื่ออยู่นิ่งจะปิดช่องไอออนของตัวรับ NMDA Na + ไอออนผ่านช่องไอออนจะเกิดศักยะงาน

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่า Ca 2+ ไอออนยังแทรกซึมเข้าไปในเซลล์และเนื่องจากระยะเวลาการสลับขั้วที่ยาวนาน ระยะเวลาถึง 500 มิลลิวินาทีจากการปรากฏตัวของศักยภาพในการดำเนินการครั้งเดียว กระตุ้นเอนไซม์ที่ขึ้นกับ Ca 2+ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ โครงสร้างของเซลล์เป้าหมายและแม้แต่จำนวนผู้ติดต่อ synaptic ปรากฏการณ์ของพลาสติกซินแนปติกในการตอบสนองต่อการกระตุ้นตัวรับสามารถสังเกตได้อย่างชัดเจนในการศึกษาทดลองในส่วนที่เพาะเลี้ยงของหนูแรทฮิบโปแคมปัส ปรากฏการณ์นี้ถือเป็นกลไกหลักในการพัฒนาความจำระยะสั้น ตัวอย่างเช่นคีตามีนยาแก้ปวดซึ่งบล็อกช่อง NMDA นอกเหนือจากการกระทำหลักแล้วยังป้องกันการก่อตัวของหน่วยความจำ

ลักษณะเฉพาะของการเปิดใช้งานตัวรับ NMDA ซ้ำ ๆ ซ้ำ ๆ คือศักยภาพในระยะยาวซึ่งแสดงออกโดยการเกิด EPSP ที่มีค่าเกินค่าปกติแม้ในสองสามวันต่อมา (ดูด้านล่าง - ภาวะซึมเศร้าในระยะยาว)

บทบาทของตัวรับ NMDA ในการพัฒนาปรากฏการณ์ excitotoxicity ของกลูตาเมตได้รับการยืนยันโดยการพัฒนาของโรคหลอดเลือดสมองตีบในสัตว์ทดลอง สันนิษฐานว่าสาเหตุของการตายของเซลล์ประสาทจำนวนมากเกิดจากปริมาณ Ca 2+ ไอออนเข้าสู่เซลล์มากเกินไปในระหว่างเหตุการณ์ต่อไปนี้: ขาดเลือด > มี Ca 2+ มากเกินไปในเซลล์ > กระตุ้น Ca 2+ ขึ้นอยู่กับโปรตีเอสและไลเปส > การทำลายโปรตีนและไขมัน > การตายของเซลล์ การแต่งตั้งตัวรับ NMDA ปฏิปักษ์ทันทีหลังจากโรคหลอดเลือดสมองตีบครั้งแรกสามารถลดความรุนแรงของความเสียหายของสมองขาดเลือดได้

Metabotropic glutamate receptors มีมากกว่า 100 ตัวรับ metabotropic glutamate ที่แตกต่างกัน เมตาบอทรอปิกรีเซพเตอร์ทั้งหมดเป็นโปรตีนเมมเบรนภายใน ซึ่งส่วนใหญ่ตั้งอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์โพสต์ไซแนปติกและมีผลกระตุ้น เมตาบอทรอปิกรีเซพเตอร์บางตัวถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นบนเมมเบรนพรีไซแนปติกและเป็นตัวรับอัตโนมัติที่ยับยั้ง

ตัวรับไอโอโนโทรปิกกลูตาเมต
(1) เมื่อมีการกระทำที่อาจเกิดขึ้นในบริเวณปลายประสาท (2) การเปิดช่องแคลเซียม (Ca 2+) จะเกิดขึ้น
(3) ภายใต้อิทธิพลของ Ca 2+ ไอออน ถุง synaptic เข้าใกล้เมมเบรนในพลาสมา
(4) โมเลกุลของกลูตาเมตถูกปลดปล่อยเข้าสู่แหว่งไซแนปติกโดยเอ็กโซไซโทซิส
(5) ผู้ไกล่เกลี่ยจับกับตัวรับ AMPA-K ซึ่งทำให้เกิดการเปิดช่องไอออนและการเข้าสู่เซลล์ Na + จำนวนมากรวมถึงทางออกของ K + ไอออนจำนวนเล็กน้อยจากเซลล์ ส่งผลให้เกิด (6) ศักยภาพ postsynaptic กระตุ้น (EPSP) ซึ่งทำให้เกิดการขั้วด้วยค่า 20 mV ซึ่งทำให้เป็นไปได้ (7) เพื่อกระตุ้นตัวรับ NMDA โดยกลูตาเมตเนื่องจากการ "ผลักออก" ของไอออน Mq24 จาก ช่องไอออนของตัวรับ Na + และ Ca 2+ ไอออนเจาะผ่านช่องของตัวรับ NMDA ซึ่งนำไปสู่การขั้วของเซลล์
(8) EPSP ที่สร้างขึ้นโดยตัวรับ NMDA นั้นเพียงพอที่จะ (9) ขยายศักยภาพในการดำเนินการด้วยรีโพลาไรเซชันเป็นระยะเวลานานโดยการเพิ่มความเข้มข้นภายในเซลล์ของไอออน Ca 2+
ยาและตัวรับ GABA A ionotropic สีเขียวแสดงถึงการกระทำของตัวเอก สีแดงแสดงถึงการกระทำของศัตรู
บาร์บิทูเรต เบนโซไดอะซีพีน และเอทานอลทำให้เกิดไฮเปอร์โพลาไรเซชันของเซลล์โดยทำหน้าที่รับ
ตัวรับ Bicuculline ตัวรับปฏิปักษ์ Picrotoxin มีผลโดยตรงโดยการปิดการเปิดช่องไอออน
Glutamatergic และ GABAergic synapses ของเซลล์ประสาทหลายขั้วที่มีเดนไดรต์หนาม
ผลรวมเชิงพื้นที่ของการกระตุ้นสำหรับไซแนปส์แต่ละคู่นั้นแสดงให้เห็น

ข) กาบา. ตัวรับ GABA สามารถเป็นได้ทั้ง ionotropic หรือ metabotropic

1. ตัวรับ Ionotropic GABA. ตัวรับที่เรียกว่า GABA A อยู่ในสมองกลีบลิมบิกจำนวนมาก ตัวรับแต่ละตัวสัมพันธ์กับช่องคลอไรด์ เมื่อเปิดใช้งานตัวรับ GABA A ช่องคลอไรด์จะเปิดขึ้น และไอออน Cl จะไหลไปตามการไล่ระดับความเข้มข้นจากช่องไซแนปติกไปยังไซโตซอล สาเหตุของการเกิดไฮเปอร์โพลาไรเซชันซึ่งได้ค่า -70 mV และต่ำกว่านั้น คือผลรวมของ IPSP ที่ต่อเนื่องกัน

การกระทำของยากล่อมประสาท - ยาสะกดจิต กรด barbituric และ benzodiazepine (เช่น diazepam) เกิดขึ้นได้จากการกระตุ้นตัวรับ GABA A ผลของเอทานอลคล้ายกัน (การสูญเสียการควบคุมพฤติกรรมทางสังคมภายใต้อิทธิพลของเอทานอลเกิดขึ้นเนื่องจากการยับยั้งเซลล์ประสาทเป้าหมายที่ถูกกระตุ้นซึ่งในสภาวะปกติจะถูก "ยับยั้ง" ภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลของ GABAergic) กลไกการออกฤทธิ์ของยาชาที่ระเหยง่ายบางชนิดยังอยู่ในพันธะของตัวรับ เนื่องจากช่องไอออนยังคงเปิดอยู่เป็นเวลานาน

ศัตรูหลักที่ครอบครองศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่ของตัวรับคือ bicuculline ที่หดเกร็ง picrotoxin ที่ชักกระตุกอีกตัวหนึ่งจับกับหน่วยย่อยโปรตีนที่ปิดช่องไอออนในสถานะทำงาน

2. ตัวรับเมตาบอทรอปิก GABA. ตัวรับเมตาบอทโทรปิกที่เรียกว่า GABA B มีการกระจายอย่างสม่ำเสมอในโครงสร้างสมองทั้งหมด พวกเขายังพบในช่องท้องเส้นประสาทอัตโนมัติส่วนปลาย แม้ว่าที่จริงแล้ว G-proteins จำนวนมากของตัวรับเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นผู้ส่งสารที่สอง แต่ส่วนสำคัญของ G-proteins ส่งผลกระทบต่อช่องโพแทสเซียม postsynaptic ชนิดพิเศษ - ช่อง GIRK (ช่องโพแทสเซียมคู่ G-protein ของการแก้ไขภายใน) เมื่อแนบตัวกลางไกล่เกลี่ยหน่วยย่อยβจะถูกแยกออกซึ่ง "ผลัก" K + ไอออนผ่านช่อง GIRK ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของ IPSP

การตอบสนองของตัวรับเซลล์ประสาทเป้าหมายประเภทนี้ช้ากว่าและอ่อนแอกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับไอออนโตฟอเรซิสของ GABA A และจำเป็นต้องมีการกระตุ้นด้วยความถี่ที่สูงขึ้นสำหรับการกระตุ้น ในเรื่องนี้, เชื่อกันว่าตัวรับ GABA A ไม่อยู่ในชั้นนอกของแหว่ง synaptic, แต่ extrasynaptically. สมมติฐานนี้สามารถยืนยันได้จากการมีอยู่ของช่องทาง G-directed ประเภทอื่นที่ตั้งอยู่นอกระบบ ช่องแคลเซียมเหล่านี้ยังขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าและมีส่วนทำให้เซลล์มีปริมาณ Ca 2+ ไอออนที่จำเป็นต่อการเคลื่อนย้ายถุงน้ำ synaptic ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์พรีไซแนปติก เมื่อเปิดใช้งานไซต์การจับ G-Ca 2+ -ลิแกนด์ ช่องแคลเซียมจะถูกปิด ซึ่งนำไปสู่การลดลงของอิทธิพลของศักยภาพในการดำเนินการ เช่นเดียวกับการยับยั้งของเซลล์ประสาทเดิม (แหล่งที่มาของการกระตุ้น) และกลูตามาเตอจิกอื่นที่อยู่ติดกัน เซลล์ประสาท

ในบางกรณี สำหรับการรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับเสียงสะท้อนของกล้ามเนื้อมากเกินไป (การหดเกร็งของกล้ามเนื้อ) การฉีดบาโคลเฟนคลายกล้ามเนื้อ (ตัวเอก GABA B) จะใช้ในพื้นที่ subarachnoid รอบไขสันหลัง Baclofen แทรกซึมเข้าไปในไขสันหลังและยับยั้งการหลั่งของกลูตาเมตจากปลายประสาทสัมผัส ส่วนใหญ่โดยการลดปริมาณไอออน Ca 2+ เข้าสู่เซลล์จำนวนมาก ซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของศักยภาพในการดำเนินการของความถี่ที่มากเกินไป

แบบแผนของการเปิดช่อง GIRK ที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ postsynaptic โดยโปรตีน G
(A) สภาวะของการพักผ่อน (B) GABA กระตุ้นตัวรับและหน่วยย่อย βγ ของโปรตีน G จะเคลื่อนไปที่ช่อง GIRK
(B) หน่วยย่อย βγ ทำให้เกิดการปลดปล่อย K+ ไอออน ส่งผลให้เกิดเมมเบรนไฮเปอร์โพลาไรเซชัน
การปลดปล่อยตัวกลางไกล่เกลี่ยและกระบวนการอื่นๆ ที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาท GABAergic
(1) โดยการจับกับตัวรับ GABA A ผู้ไกล่เกลี่ยทำให้เกิดไฮเปอร์โพลาไรเซชันของเมมเบรนของเซลล์ประสาทเป้าหมายโดยเปิดช่องคลอไรด์ (Cl -)
(2) ตัวรับ GABA B ที่จับกับ GIRK มีผลคล้ายกันโดยการเปิดช่องโพแทสเซียมที่แก้ไขภายใน G-protein-coupled (GIRK S)
(3) เมื่อจับกับตัวรับอัตโนมัติของ GABA B การปลดปล่อยตัวกลางไกล่เกลี่ยโดยเซลล์ประสาทเริ่มต้นจะลดลงเนื่องจากการปิดช่องแคลเซียมที่ขึ้นกับลิแกนด์-G-โปรตีน (Ca 2+)
(4) การจับตัวรับ GABA B กับกลูตามาเตอจิกที่อยู่ใกล้เคียงมีผลคล้ายคลึงกัน โดยอาศัยการกระทำของไอออน Ca 2+

3. การดูดซึมกลูตาเมตและกาบา. การนำกลูตาเมตและกาบากลับมาใช้ใหม่เกิดขึ้นได้สองวิธี ด้านซ้ายของรูปแต่ละรูปแสดงให้เห็นว่าโมเลกุลสารสื่อประสาทบางตัวถูกดึงขึ้นมาจากแหว่ง synaptic โดยโปรตีนขนส่งเมมเบรนและใส่กลับเข้าไปในถุงน้ำ synaptic ส่วนด้านขวาของตัวเลขแสดงการจับโมเลกุลตัวกลางโดยแอสโตรไซต์ที่อยู่ติดกัน ในขณะที่อยู่ในแอสโทรไซต์ กลูตาเมตจะถูกแปลงเป็นกลูตามีนโดยการกระทำของกลูตามีนสังเคราะห์ ในกระบวนการขนส่งในภายหลังไปยังการรวมตัวของ synaptic กลูตาเมตจะเสร็จสมบูรณ์ภายใต้การกระทำของกลูตามิเนสและวางไว้ในถุงน้ำ synaptic GABA จะถูกแปลงเป็นกลูตาเมตโดยการกระทำของ GABA transaminase ในกระบวนการขนส่ง กลูตาเมตจะเปลี่ยนเป็นกลูตามีนโดยการกระทำของกลูตามีนสังเคราะห์

กลับไปที่พื้นที่ของการบดอัด synaptic กลูตามีนจะถูกแปลงภายใต้การกระทำของกลูตามิเนสเป็นกลูตาเมตซึ่ง GABA ถูกสังเคราะห์ขึ้นภายใต้การกระทำของกลูตาเมต decarboxylase ซึ่งเป็นโมเลกุลที่วางอยู่ในถุง synaptic

การปิดกั้นของเอนไซม์กลูตาเมตดีคาร์บอกซิเลสเป็นพื้นฐานของโรคภูมิต้านตนเองที่รู้จักกันดี - กลุ่มอาการ "คนผูกมัด"

แผนภาพการดูดกลับและการสังเคราะห์กลูตาเมต
ทางด้านซ้ายของรูป โมเลกุลกลูตาเมตจะถูกจับกลับคืนมาโดยไม่เปลี่ยนแปลง
ในส่วนด้านขวาของรูปที่ (1) กลูตาเมตถูกแอสโทรไซต์จับขึ้น จากนั้น (2) ภายใต้การกระทำของกลูตามีนสังเคราะห์ จะถูกแปลงเป็นกลูตามีน
(3) กลูตามีนเข้าสู่ปลายประสาท (4) โดยที่ภายใต้การกระทำของกลูตามิเนสจะถูกแปลงเป็นกลูตาเมตซึ่ง (5) กลับสู่ถุงน้ำ synaptic
โครงการการนำ GABA กลับมาใช้ใหม่และการสังเคราะห์ใหม่ ทางด้านซ้ายของรูป โมเลกุล GABA จะถูกจับกลับคืนมาโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง
ทางด้านขวาของรูป GABA ถูกนำโดย astrocytes จากนั้น (1) จะถูกแปลงเป็นกลูตาเมตโดย GABA transaminase ซึ่ง (2) จะถูกแปลงเป็นกลูตามีนโดยกลูตามีนซินธิเทส
(3) กลูตามีนเข้าสู่ปลายประสาทและอยู่ภายใต้การกระทำของกลูตามิเนสในรูปแบบกลูตาเมต
(4) กลูตาเมตถูกแปลงโดยกลูตาเมตดีคาร์บอกซิเลสเป็น GABA ซึ่ง (5) จะถูกส่งคืนไปยังถุงน้ำซินแนปติก

ช) ไกลซีน. Glycine ถูกสังเคราะห์จากซีรีนระหว่างกระบวนการ catabolism ของกลูโคส หน้าที่หลักของสารสื่อประสาทนี้คือการให้ข้อเสนอแนะเชิงลบแก่เซลล์ประสาทสั่งการในก้านสมองและไขสันหลัง เมื่อไกลซีนถูกระงับการใช้งาน (เช่น เมื่อได้รับพิษจากสตริกนิน) จะเกิดอาการชักอย่างรุนแรง

จับภาพย้อนกลับ. ในพื้นที่ของการบดอัด synaptic ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนพาหะแอกซอนจะมีการนำไกลซีนกลับมาใช้ใหม่อย่างรวดเร็วตามด้วยการจัดวางในถุง synaptic

วงจรป้อนกลับเชิงลบ: เซลล์ Renshaw ยับยั้งการกระตุ้นเซลล์ประสาทสั่งการมากเกินไป AX-อะเซทิลโคลีน
(1) เซลล์ประสาทในทางเดินของมอเตอร์จากมากไปน้อยมีผลกระตุ้นต่อเซลล์ประสาทสั่งการในไขสันหลัง
(2) เซลล์ประสาทสั่งการทำให้เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อ
(3) สาขาที่เกิดซ้ำกระตุ้นเซลล์ Renshaw
(4) เซลล์ Renshaw ออกฤทธิ์ในการยับยั้งเพียงพอที่จะป้องกันการกระตุ้นเซลล์ประสาทสั่งการมากเกินไป