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

Тормозные и возбуждающие нейромедиаторы

Стоит отметить, что физиологически нейромедиаторы бывают тормозными и возбуждающими. Из названий понятно, что одни активируют (запускают) работу систем мозга, другие, напротив, тормозят.

Если нейромедиатор связывается с рецептором и увеличивается поступление ионов Na + и Ca 2+ внутрь клетки, что приводит к возникновению потенциала действия и проведения нервного импульса, он называется возбуждающим.

Рис. 30. Метаботропный рецептор. Изображена система молекул, которые активируются в ответ на присоединение нейромедиатора к рецептору

Если же при связывании нейромедиатора с рецептором наблюдается поступление ионов хлора ( Cl -) внутрь клетки и выход ионов калия ( К + ) из нее, что приводит к снижению ее возбудимости, речь идет о тормозном процессе. По сути, механизм торможения или возбуждения сводится к связыванию нейромедиаторов с рецепторами и последующему открытию пор (ионных каналов) для тех или иных заряженных частиц. Как ни крути – далеко от нейромедиаторов уйти не получается.

Сами нейромедиаторы были открыты весьма любопытным образом.

В 20-е годы прошлого века биохимик Отто Леви проводил эксперименты, в ходе которых стимулировал блуждающий нерв лягушки. Это приводило к тому, что частота сокращений сердца животного замедлялась. Ученый собирал жидкость вокруг замедлившегося сердца лягушки и наносил на сердце другого животного. И оно тоже начинало замедляться! Это выглядело как настоящая фантастика.

Интересно, что параллельно с Леви это же вещество обнаружил американский физиолог Генри Дейл. Удивительным веществом оказался нейромедиатор ацетилхолин. Именно он выделяется в нервно-мышечном синапсе (контакте между нервным окончанием и мышцей).

За это открытие оба исследователя получили в 1936 году Нобелевскую премию. Так началась история нейрохимической теории мозга.

Именно в рамках этой концепции и было принято считать все нейроны, работающие с тем или иным нейромедиатором, отдельными системами. Ацетилхолиновая система достаточно обширно представлена в мозге. Иногда ее еще называют холинергической системой.

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.