Моноамины – производные аминокислот

Основные группы медиаторов НС
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
в зависимости от химической природы – 3 группы медиаторов
Аминокислоты (АК)
Производные моноаминосоединений
Нейропептиды
возбуждающие АК
глутаминовая кислота
аспарагиновая кислота
тормозные АК
гамма-аминомасляная кислота (ГАМК)
глицин
Моноамины (МА, производные АК)
цепочки АК – фрагменты белков
Ацетилхолин (АХ)
Катехоламины (КА):
дофамин (ДА)
норадреналин (НА)
адреналин
Индоламины:
серотонин
гистамин

доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
Моноамины (МА)
катехоламины
индоламины
Синтез и загрузка в везикулы в пресинаптическом окончании

Моноамины (МА)
Рецепторы - метаботропные
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
Пути инактивации:
расщепление в синаптической щели – ферменты моноаминоксидаза (МАО), катехол-о-метилтрансфераза (КОМТ)
обратный захват в пресинаптическую часть и далее:
разные
сочетания этих механизмов для разных:
моноаминов
МА-синапсов
расщепление – фермент МАО
повторная загрузка в везикулы

доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
Моноамины (МА) – саморегуляция в синапсе
Пресинаптические МА-рецепторы (ауторецепторы):
медиатор достигает их при избыточной активности синапса
пресинаптические рецепторы, как правило, запускают процессы снижения выброса медиатора
Саморегуляция (ауторегуляция) по принципу отрицательной обратной связи:
медиатор регулирует активность синапса, вызывая снижение собственного выброса
самозащита синапса от истощения запаса медиатора

Норадреналин (НА, norepinephrine, NE)
Лиганды адренорецепторов:
норадреналин
адреналин
Разные типы и подтипы адренорецепторов:
имеют разное сродство к НА и адреналину
расположены на разных клетках-мишенях (в структурах мозга, органах)
в разных синапсах являются пресинаптическими или постсинаптическими (например, α2 и β2)
пресинаптические α2-адренорецепторы тормозят выброс НА
пресинаптические β2 -адренорецепторы стимулируют выброс НА
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Норадреналин (НА)
Пути инактивации норадреналина :
обратный захват в пресинаптическую часть - основной путь (до 80% НА)
повторная загрузка в везикулы – основной путь
расщепление МАО-А
транспорт в постсинаптическую клетку:
расщепление – фермент катехол-о-метилтрансфераза (КОМТ)
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Норадреналин (НА)
гормон
мозгового вещества надпочечников
медиатор
Голубое пятно (Locus cоeruleus)
Межножковое ядро
(Nucleus interpeduncularis)
Постганглионарные волокна симпатической НС
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Норадреналин (НА) - гормон
выбрасывается в кровь вместе с адреналином при активации симпатического отдела ВНС
эффекты НА слабее эффектов адреналина:
вызывает сужение некоторых кровеносных сосудов (через α-адренорецепторы) → повышение артериального давления:
сужение сосудов ЖКТ, выделительной системы,
кожи (отток крови от органов, не участвующих в обеспечении мобилизации организма)
стимулирует работу сердца (через β-адренорецепторы)
адреналин
вызывает расширение кровеносных сосудов скелетных мышц, сердца, печени (через β-адренорецепторы)
перераспределение крови
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Отличия ВНС от соматической НС
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
Повторение

Ацетилхолин – медиатор периферической НС
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
Повторение и уточнение

Отделы ВНС
- функционально и анатомически ВНС разделена на 3 отдела:
- симпатический,
- парасимпатический
- метасимпатический (имеет только периферическую часть – ганглии в стенках некоторых внутренних органов)
деятельность ВНС находится под
контролем высших центров:
- промежуточного мозга (гипоталамус)
- и коры больших полушарий.
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
Повторение

Отделы ВНС
Как правило, внутренние органы имеют двойную иннервацию – симпатическими и парасимпатическими волокнами
- исключения:
1) только симпатическую иннервацию имеют:
- потовые железы
- кожные мышцы
- мозговое вещество надпочечников
- скелетные мышцы (трофическая, а не управляющая иннервация)
2) только парасимпатическую иннервацию имеет
- ресничная мышца, осуществляющая аккомодацию
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
Повторение

Симпатический отдел
мобилизация организма для активного взаимодействия с внешней средой, что сопровождается расходованием функциональных ресурсов → дестабилизацией показателей гомеостаза
Парасимпатический отдел
восстановление, экономия и накопление ресурсов организма
→ поддержание гомеостаза
Отделы ВНС
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
Повторение

доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
Повторение

Иллюстрации

Норадреналин (НА) – медиатор ЦНС
Голубое пятно (Locus cоeruleus):
центр симпатической НС
поддержание уровня бодрствования и пробуждение (тормозит
ядра шва)
тормозный контроль сенсорных потоков (процессы внимания)
компонент антиноцицептивной системы
стимулирует центр страха и тревоги (в гипоталамусе и миндалине)
стимулирует активно-оборонительное поведение
участвует в процессах памяти и обучения
повышает двигательную активность (тормозит тормозные интернейроны двигательных центров)
Межножковое ядро (Nucleus interpeduncularis):
тормозит центр страха и тревоги (в гипоталамусе)
стимулирует центр положительных эмоций в ситуации избегания опасности (азарт)
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Агонисты и антагонисты НА
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
https://www.youtube.com/watch?v=DaLgWHfWzo4
https://learn.genetics.utah.edu/content/addiction/mouse/

Моноамины (МА)
катехоламины
индоламины
Синтез и загрузка в везикулы в пресинаптическом окончании
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Дофамин (ДА, dopamine, DA)
пять типов ДА-рецепторов (D1-D5) – различаются:
строением,
сродством к ДА
локализацией в структурах мозга
локализация D-рецепторов:
постсинаптические рецепторы – D1, D4, D5, D2, D3,
пресинаптические рецепторы (ауторецепторы) - D2 и D3 → участвуют в пресинаптической ауторегуляции ДА-передачи (тормозят синтез и выброс ДА)
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Дофамин (ДА, dopamine, DA)
Пути инактивации дофамина:
обратный захват в пресинаптическую часть - основной путь
повторная загрузка в везикулы – основной путь
расщепление МАО-А, МАО-В
расщепление в синаптической щели – ферменты МАО-А, МАО-В, КОМТ
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Дофамин (ДА)
гормон
мозгового вещества надпочечников
медиатор
Дугообразное ядро (Nucleus arcuatus) гипоталамуса
Черная субстанция (Substantia nigra)
Среднего мозга (ножки мозга)
Вентральная область покрышки (ventral tegmental area, VTA)
Среднего мозга (ножки мозга)
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Дофамин (ДА)
эффекты ДА:
реализуются через α- и β-адренорецепторы
сходны с эффектами НА-гормона и медиатора симпатической НС,
но выражены слабее
гормон
мозгового вещества надпочечников
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Дофаминергические проекции
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Дофамин (ДА)
ДА – медиатор ЦНС
Мезолимбическая система - аксоны нейронов VTA - проекции в гипоталамус, поясную извилину, миндалину, septum и n.аccumbens, гиппокамп, др. структуры лимбической системы
Мезокортикальная система - аксоны нейронов VTA - проекции в префронтальную кору, в т.ч. в орбитофронтальную кору
Нигростриатная система - аксоны нейронов S.nigra - проекции в неостриатум (хвостатое ядро и скорлупа)
Тубероинфундибулярная система – аксоны
нейронов n.arcuatus (дугообразное ядро) → проекции к серому бугру гипоталамуса (к воротной системе сосудов воронки гипофиза)
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Дофамин (ДА)
Тубероинфундибулярная система – аксоны
нейронов n.arcuatus → образуют синапсы с капиллярами воротной системы → ДА выбрасывается в кровь (как нейрогормон)
контроль функций эндокринной системы:
тормозит синтез и секрецию пролактина (функция статина)
стимулирует синтез и секрецию СТГ (функция либерина)
Ядра продолговатого мозга –
ДА-нейроны обеспечивают тормозный контроль центра рвоты
Нигростриатная система - аксоны нейронов S.nigra - проекции в неостриатум (хвостатое ядро и скорлупа)
обеспечивает тормозный контроль нейронов неостриатума:
пластический тонус мышц – точность и плавность движений
недопущение случайного запуска движений
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Дофамин (ДА)
Мезолимбическая система - аксоны нейронов VTA – проекции в структуры лимбической системы
проекции в гипоталамус и миндалину:
снижение уровня тревожности
снижение уровня пищевой потребности
стимуляция полового поведения (привязанность к половому партнеру)
стимуляция родительского поведения (привязанность к детенышу)
проекции в septum и n.аccumbens:
положительные эмоции (радость, удовольствие, эйфория) при достижении цели (вознаграждение за достижение цели)
проекции в гиппокамп и поясную извилину:
положительные эмоции - предвкушение от ожидания награды (на основе предыдущего опыта)
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Дофамин (ДА)
Мезокортикальная система – аксоны нейронов VTA
- проекции в префронтальную кору, в т.ч. в орбитофронтальную кору
формирование мотиваций
процессы принятия решения
запуск целенаправленного поведения (управление двигательными системами)
переключение внимания (через гиппокамп)
оптимизация и ускорение процессов переработки информации
процессы памяти и обучения
специфические функции орбитофронтальной коры:
быстрая оценка изменяющейся ситуации
выбор максимально эффективных форм поведения на основе оценки вероятности достижения цели (с учетом риска неудачи)
определяет степень оправданности рискованных форм поведения в конкретной ситуации
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Патологии ДА-системы
Нейродегенерация – гибель нейронов S.nigra
болезнь Паркинсона:
тремор – мелкое дрожание пальцев, кистей, головы
ригидность - патологически усиленный мышечный тонус
застывшее выражение лица, слегка согнутая застывшая поза
акинезия - затрудненный запуск движений
скованность движений
брадифрения - общее замедление протекания психических процессов
Дисбаланс активности ДА-системы
шизофрения
Дефицит активности ДА-системы
депрессивные расстройства
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Агонисты и антагонисты ДА
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Серотонин (СТ, 5-гидрокситриптамин, 5-НТ)
Разные типы 5НТ-рецепторов:
имеют разное сродство к СТ
расположены на разных клетках-мишенях (в структурах мозга, органах)
связаны с разными G-белками
активируют / ингибируют активность ферментов
стимулируют / тормозят
синтез вторичных посредников
в разных синапсах являются пресинаптическими или постсинаптическими
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Серотонин (СТ, 5-гидрокситриптамин, 5-НТ)
Пути инактивации серотонина:
расщепление в синаптической щели – фермент МАО-А - основной путь
обратный захват в пресинаптическую часть (7-8)
повторная загрузка в везикулы (5)
расщепление МАО-А (4)
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко

Серотонин (СТ, 5-гидрокситриптамин, 5-НТ)
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
тканевой гормон
медиатор
ядра шва (Raphe nuclei) ствола ГМ
Центральное (околоводопроводное, периакведуктальное) серое вещество (ЦСВ) (substantia grisea centralis)
среднего мозга
выбрасывается из тромбоцитов при повреждении стенок кровеносных сосудов

Серотонин (СТ)
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
тканевой гормон
выбрасывается из разрушившихся тромбоцитов при повреждении стенок кровеносных сосудов
обеспечивает повышение тонуса гладких мышц:
сужение кровеносных сосудов
повышение артериального давления
стимуляция моторики кишечника
повышение тонуса стенок матки
сужение бронхов
другие функции:
повышение свертываемости крови
стимуляция воспалительного процесса
повышение проницаемости стенок капилляров
отек ткани
мигрени

Серотонин (СТ)
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко
Медиатор ЦНС
центры сна → общее торможение ЦНС
тормозный контроль сенсорных потоков → процессы внимания
компонент антиноцицептивной системы
контроль центра терморегуляции
контроль функций эндокринной системы
торможение центров страха и тревоги → снижение тревожности
стимуляция центров положительных эмоций (чувство удовлетворения, «тихие радости»)
снижение уровня пищевой потребности
участвует в процессах памяти и обучения
снижение двигательной активности

Агонисты и антагонисты СТ
доцент ИП им.Л.С.Выготского РГГУ, к.б.н. А.Б.Усенко