Генетика поведения: механизм формирования зависимости

Нейромедиаторы
Нейромедиа́торы — биологически активные химические вещества, посредством которых осуществляется передача электрического импульса с нервной клетки через синаптическое пространство между нейронами. Нервный импульс, поступающий в пресинаптическое окончание, вызывает освобождение в синаптическую щель медиатора. Молекулы медиаторов реагируют со специфическими рецепторными белками клеточной мембраны, инициируя цепь биохимических реакций, вызывающих изменение трансмембранного тока ионов, что приводит к деполяризации мембраны и возникновению потенциала действия.

Лимбическая система – центр формирования эмоций

Схема опыта с вживлением электродов

Нейромедиатор дофамин

Рецептор дофамина DRD4

Склонность к риску

Ацетилхолин

Выброс ацетилхолина в синаптическую щель

Ацетилхолин влияет на:
настроение;
интеллектуальную работоспособность;
мышечный тонус;
работу многих внутренних органов;
сексуальную потенцию у мужчин и характер менструального цикла у женщин;
состояние кожи и всех её дериватов – потовых, сальных желёз, волосяного покрова;
работу сердечно-сосудистой системы.

Никотин

Никотиновый ацетилхолиновый рецептор

Действие никотина
• Связывание никотина с рецепторами приводит к повышению активности так называемых холинергических нейронов. Это заставляет организм и мозг работать быстрее. Таким образом, никотин повышает внимание и работоспособность.

Действие никотина
• Стимулирование холинергических нейронов обеспечивает освобождение нейромедиаторов в мозге. Это приносит чувство радости, удовлетворённости. Возникает желание получить дозу никотина ещё раз.

Действие никотина
Никотин повышает концентрацию других медиаторов, которые отвечают за работу мозга. Например, в результате употребления никотина в мозге образуется больше эндорфинов.

Действие никотина
Воздействие никотина на ацетилхолиновые рецепторы вызывает выделение в мозге других веществ: гамма-аминомасляной кислоты, дофамина, серотонина, норадреналина, глутамата и эндорфинов. Курящий человек старается постоянно поддерживать уровень этих веществ.

Действие никотина
Чтобы защитить себя от чрезмерного возбуждения никотином, организм уменьшает выработку ацетилхолина, и понижает чувствительность к нему нейронов. Чем дольше человек курит, тем больше подавляется выработка ацетилхолина.

Действие никотина
У курильщиков чувствительные к никотину центры мозга, находятся в угнетённом состоянии, а потому и на концах связанных с ними нервов нарушается синтез веществ. В результате во многих тканях и органах наблюдается нервная дистрофия, а на фоне неё складывается предрасположенность к различным заболеваниям.

Заболевания, характерные для курильщиков
в бронхах – хронический бронхит курильщика;
слизистая оболочка пищевода истончена, повышенно ранима;
в желудке – хронический гастрит курильщика или даже язва;
слизистая оболочка толстого кишечника тоже изменена, нарушена его моторика;
мелкие артерии, артериолы – повышенно
возбудимы, склонны к спазмам...
расстроена работа потовых и сальных
желёз кожи;
волосы истончены, секутся и выпадают;
снижается сексуальная потенция;
оголяются шейки зубов, развивается
пародонтоз...

Никотин как наркотик
Никотин действует как наркотик, который нужен попавшему в зависимость человеку уже не столько для того, чтобы почувствовать бодрость и эйфорию, сколько для возврата хотя бы к относительно нормальному уровню жизнедеятельности.

Генетические отличия по чувствительности к никотину
Э. Топпер из Калифорнийского технологического института (США) в 2004 г. обнаружил мутацию в рецепторе ацетилхолина (замена остатка лейцина на аланин). В результате этой мутации очень резко повышается способность рецептора связываться с никотином. Это приводит к гиперчувствительности человека к этому алкалоиду, из-за которой возникает такая зависимость от него, что человек не может отказаться от табака.

Кокаин
Кокаин действует на три нейромедиаторные системы: дофаминовую, норадреналиновую и серотониновую. Связывая транспортеры нейромедиаторов , кокаин нарушает их обратный захват пресинаптической мембраной.
В результате нейромедиатор остаётся в синаптической щели, и с каждым прохождением нервного импульса его концентрация растёт.
Одновременно с этим истощается запас нейромедиатора в депо пресинаптической мембраны. С каждым нервным импульсом выделяется все меньше нейромедиаторов.

ЛСД
ЛСД занимает серотониновые рецепторные участки и мешает серотонину затормаживать приток сенсорных сигналов.

Амфетамины
Амфетамины вызывает высвобождение дофамина и норадреналина. В результате накопление избыточного количества медиатора приводит к чрезмерной степени активации мозговой коры.

Опиаты
Все опиаты, в том числе и героин, имеют определённое структурное сходство с эндорфинами.
У эндогенных (произведённых организмом) опиатов структура молекулы позволяет точно взаимодействовать с нужным рецептором.
У экзогенных совпадение молекулы и рецептора относительно невелико, что значительно сказывается на эффективности их действия и селективности.

Генетическая природа кокаиновой зависимости
Эксперименты на мышах показали, что вероятность развития зависимости связана с активностью гена, кодирующего фермент кальций-кальмодулинзависимую протеинкиназу IV (CaMKIV). Этот фермент присутствует в дофаминовых нейронах мозга, на которые действует кокаин.
Сравнение кокаиновых наркоманов и людей, не принимающих кокаин, показало, что мутантный вариант гена CaMKIV повышает риск кокаиновой зависимости на 25%. При наличии двух копий такого гена риск возрастает до 47%.