Нужно ли знать, как устроено собственное тело, как оно работает? Немало людей об этом вообще не задумывается, другие считают подобные знания лишними. По крайней мере, для здорового человека. Есть и те, кто уверен, что такие знания совершенно необходимы хотя бы для того, чтобы лучше понимать, как заботиться о своем теле и сохранять его здоровье и функциональность на долгие годы. MedAboutMe поддерживает именно такую точку зрения, и предлагает читателям статью о веществах, без которых немыслима работа нервной системы: о нейромедиаторах, они же нейротрансмиттеры.
От клетки к клетке
Вся деятельность живого организма зависит от этих веществ. Возьмем для примера самые обычные, происходящие с каждым явления.
- Вы просыпаетесь. Потягиваетесь, встаете. Ощущаете потребность в посещении туалета, в котором опорожняете мочевой пузырь. Умываетесь, чувствуете голод. Идете завтракать, наслаждаетесь ароматом кофе и хрустящим круассаном.
- К вам подходит ваш ребёнок, обнимает вас. Вы чувствуете прилив нежности, целуете малыша в сонную теплую макушку, и ощущение всепоглощающей любви накрывает вас с головой.
- По дороге на работу ваш автомобиль грубо подрезает другой водитель. Вы успеваете отреагировать, избежав ДТП. Но сердце после происшествия колотится где-то в горле, руки дрожат, и очень хочется если не дать тому водителю по макушке, то, как минимум, наорать на него с применением всех известных обсценных слов. Но постепенно успокаиваетесь, сердцебиение приходит в норму, эмоции утихают.
Все описанное не могло бы происходить без участия нейротрансмиттеров, абсолютно во всем их роль важна и необходима. Потому что именно благодаря этим веществам клетки взаимодействуют друг с другом через передачу электрохимических импульсов.
Благодаря нейротрансмиттерам нейроны «общаются» между собой, передают сигналы к клеткам мышц, желез, усиливая или уменьшая их активность. От нейротрансмиттеров зависит не только выработка желудочного сока при поступлении пищи, не только активность дыхательных движений или частота сердечных сокращений, но и способность запоминать информацию, чередование периодов сна и активной деятельности, и даже нежность и агрессия.
В приведенных выше примерах каждое действие и ощущение происходит и возникает вследствие того, что от одних клеток поступил электрохимический сигнал в другие, и таких сигналов постоянно поступает и обрабатывается невообразимое количество.
Как это работает?
В нервной клетке, или нейроне, есть участок, называемый аксоном. А в аксоне имеются синаптические пузырьки (везикулы), в которых хранятся молекулы нейротрансмиттеров. Их в настоящее время известно около 100 видов. Причем, многие вещества способны выполнять более одной функции, могут работать вместе с другими нейротрансмиттерами, или против них. В последнем случае вещества с противоположным действием называются антагонистами.
Некоторые нейротрансмиттеры являются «по совместительству» гормонами, как, например, окситоцин, известный как гормон любви, нежности и доверия, и относящийся к нейропептидам. Но отличия между нейромедиаторами и гормонами все-таки существуют.
Гормоны вырабатываются клетками эндокринных желез, или железистыми клетками в органах и тканях. Гормоны «отвечают» за глобальные процессы в организме: за равновесие внутренней среды, за рост и развитие, за половое созревание и продолжение рода, начиная от возникновения полового влечения до развития плода в теле матери и за роды.
Нейромедиаторы высвобождаются из нейронов для того, чтобы тормозить или активизировать работу клеток — железистых, мышечных или нервных. В синаптических везикулах может храниться до нескольких тысяч медиаторов, которые высвобождаются при открытии кальциевых канальцев в синаптическую щель, где они вступают во взаимодействие с рецепторами другого нейрона. А в электрических синапсах нейроны связаны ионными каналами, и взаимодействие происходит даже без выделения медиаторов, что делает такой обмен сигналами наиболее быстрым.
Возбуждающие трансмиттеры побуждают нейрон передавать сигнал дальше, следующей клетке. Ингибирующие — напротив, блокируют дальнейшую передачу. А модулирующие регулируют взаимодействие клеток и их реакцию на получаемые сигналы.
Нарушение работы системы
Функции системы могут нарушаться в самых разных случаях.
Например, может по какой-либо причине высвобождаться слишком много нейротрансмиттеров, или одновременно вырабатываться несколько, «мешающих» друг другу. Может нарушаться работа рецепторов, из-за чего нейротрансмиттеры не могут выполнить свою роль по передаче того или иного сигнала. Так может происходить вследствие воспаления, вызывающего повреждение синаптической щели, в которую попадает трансмиттер после высвобождения из синаптических везикул. В этом случае рецептор не может получить сигнал трансмиттера, просто потому что он не доходит.
В норме нейротрансмиттер после передачи сигнала либо реабсорбируется, либо расщепляется специальными ферментами. Но иногда разрушение трансмиттера может происходить слишком быстро, еще до того, как произойдет взаимодействие с рецептором, и это — еще один тип нарушений системы передачи сигналов. Ферментов может быть слишком много, либо они чрезмерно активны.
Важнейшие виды нейротрансмиттеров
Несколько десятков веществ, способных выступать в роли нейротранскимметов, принято группировать в несколько классов.
- Нейропептиды, к которым относятся, в частности, эндорфины.
- Низкомолекулярные медиаторы (глицин, гистамин, серотонин, ацетилхолин и др.)
- Газообразные молекулы (оксид азота, например).
Первым обнаруженным и изученным нейротрансмиттером стал ацетилхолин, в чьей «зоне ответственности» находится все, что связано с движениями. Чтобы они происходили, мозг посылает сигнал в нервные клетки, находящиеся в мышцах. В ответ выделяется ацетилхолин, и его воздействие на рецепторы мышечных клеток вызывает их сокращение. Но это не все: ацетилхолин управляет также парасимпатической нервной системой, от которой зависит деятельность внутренних органов. От ацетилхолина зависит реакция ваших зрачков на свет, частота сердечных сокращений, перистальтика кишечника. Отчасти от этого нейротрансмиттера зависит и то, как работает головной мозг и память. Известно, например, что при болезни Альцгеймера у больного человека снижается уровень этого медиатора.
Интересно, что рецепторы, чувствительные к ацетилхолину, воспринимают также и никотин.
Еще один очень важный для жизни нейротрансмиттер — глутаминовая кислота, или глутамат. Это вещество выделяется из 40% нейронов, а реагируют на глутамат около 10 видов рецепторов. От глутамата зависят такие процессы, как память, сенсорика, отчасти — движение. Избыток этого вещества может вызывать гибель нейронов, как, например, происходит при инсульте или болезни Лу-Герига.
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) является ингибитором передачи нервных импульсов, то есть тормозит их. Рецепторы, чувствительные к ГАМК, взаимодействуют также и с алкоголем.
По мнению турецких исследователей, дисбаланс глутамата и ГАМК, являющихся основными нейротрансмиттерами, может играть значительную роль в повреждении нейронов и вызывать развитие эпилепсии. Дальнейшее изучение этой проблемы может иметь большое значение в разработке новых подходов в диагностике и лечении эпилепсии.
Серотонин — вещество, связанное со многими процессами в организме, обнаруживается он во многих органах и тканях. Нормальный сон, болевая чувствительность связаны с этим медиатором, а еще он помогает контролировать отрицательные эмоции. Низкий уровень серотонина связывают с повышенной тревожностью, с развитием депрессии и посттравматического стрессового расстройства (ПТСР).
В 2016 году в журнале «Ожирение и метаболизм» вышла статья коллектива авторов под руководством Ивана Ивановича Дедова, академика РАН, директора ФГБУ "Эндокринологический научный центр" Минздрава России. В статье авторы указывают на роль нейротрансмиттеров, и, в частности, нарушений метаболизма серотонина, в формировании пищевого поведения и развития ожирения.
Корейские исследователи сообщали в 2021 году о роли серотонина и гистамина в синтезе меланина. По мнению ученых, нейротрансмиттеры влияют на различные нарушения пигментации кожи, включая меланодермию и витилиго.
А индийские исследователи обращают внимание научного сообщества на роль нейротрансмиттеров (в частности, серотонина и дофамина) в заживлении ран. Статья была опубликована в 2022 году.
Дофамин часто считают гормоном, но это все-таки нейротрансмиттер. И отвечает он за ощущения удовольствия, причем от самых разных процессов, от вкусного обеда и сладострастия до удовлетворенности результатами своего труда. От дофамина зависит мотивация в обучении и узнавании нового, аппетит в еде и половая агрессия, нацеленность на победу в спорте и даже чувство юмора.
Как и дофамин, норадреналин также часто считают гормоном — антагонистом адреналина. Но это вещество все-таки самый что ни на есть нейротрансмиттер, хотя образуется из того же тирозина, что и адреналин. Норадреналин — управитель симпатической нервной системой, то есть регулирует функции внутренних органов в условиях стресса. Это он заставляет нас метаться по комнате в минуты возбуждения, но он же заставляет расслабляться стенки кишечника, в зависимости от того, какие рецепторы вступают во взаимодействие с молекулами медиатора. Норадреналин может уменьшать тревожность, увеличивая агрессию и мотивацию. Как в песне Высоцкого — «И вот исчезла дрожь в руках, теперь — наверх. И вот сорвался в пропасть страх навек, навек». Азарт, ликование в момент победы — это все он, норадреналин.
Это основные нейротрансмиттеры, а ведь существуют еще и другие, связанные с различными реакциями мозга на окружающую среду и процессы, происходящие внутри организма. Вот и оказывается, что вся наша жизнь — сплошная химия. Иногда полезно об этом помнить. Особенно, когда накрывает осенняя хандра, хочется то ли плакать, то ли шоколадку побольше, то ли утащить любимого человека в спальню и предаться там самым жарким ласкам. Это не осень виновата, а нейротрансмиттеры. Одного не хватает, другого в избытке, и нужно привести всю систему в состояние баланса. Кстати, стоит прислушиваться к организму и в плане поплакать, и про шоколадку, и про любовные утехи. Наверняка поможет. Другие способы преодолеть сезонную грусть описаны в статье «Осенняя депрессия: как помочь себе?».
