Нейромедиаторы (иное наименование – нейротрансмиттеры) – биологически активные субстанции, являющиеся химическими мессенджерами в организме. Их функции состоят в передаче (транспортировке) сигналов от нейрона (нервной клетки) к клеткам-мишеням (получателям сигналов). Клетками-мишенями могут быть не только нейроны, но и структуры мускулатуры и эндокринных желез.

Благодаря нейромедиаторам головной мозг управляет, координирует, контролирует множество физиологических и психических функций, в том числе:

  • сердечный ритм;
  • процессы дыхания;
  • цикл сон-бодрствование;
  • переваривание пищи и пищевое поведение;
  • настроение и эмоциональные реакции;
  • концентрация и удержание внимание;
  • запоминание, хранение и воспроизведение информации;
  • мыслительные процессы;
  • двигательные акты.

Центральная нервная система управляет всеми органами и системами организма. Нейроны, а именно синтезируемые в них и высвобождаемые нейромедиаторы имеют ведущее значение в этих процессах. Внутри нервной клетки сигналы передаются электрическим путем. За пределами нейрона информация передается посредством химических субстанций.

Нейротрансмиттеры передают сигналы, «присоединяясь» к определенным рецепторам на клетках-мишенях. При этом каждый нейромедиатор воздействует на какой-то определенный вид рецепторов. Например, молекулы серотонина присоединяются к серотониновым рецепторам (5-HT-рецепторам). Поступление вещества на рецептор вызывает определенное целевое воздействие в клетках-мишенях.

После этого нейромедиаторы инактивируются. Существуют два варианта инактивации нейротрансмиттеров – дезаминирование (процесс удаления аминогрупп от молекулы с помощью специальных ферментов) и метилирование (введение в соединение метильной группы -СН3).

нейромедиаторы

Ключевые виды

Эксперты считают, что в организме человека синтезируется и высвобождается более 100 биологически активных веществ. Однако на сегодняшний день функции и целевое предназначение многих нейромедиаторов изучено недостаточно.

Нейротрансмиттеры отличаются по эффектам, оказываемым на клетки-мишени:

  • Возбуждающие (стимулирующие) нейромедиаторы побуждают получателя сигналу к действию.
  • Ингибирующие (тормозящие) нейромедиаторы угнетают активность клетки-мишени.

Некоторые нейротрансмиттеры выполняют как стимулирующее, так и тормозящее действие, в зависимости от типа рецептора, к которому они присоединяются.

Далее описаны некоторые из самых известных и изученных субстанций:

  • ацетилхолин;
  • дофамин;
  • норадреналин;
  • адреналин;
  • серотонин;
  • гистамин;
  • гаммааминомасляная кислота;
  • глутаминовая кислота;
  • глицин;
  • аргинин;
  • эндорфины;
  • вещество «P»;
  • вазоактивный интестинальный пептид;
  • соматостатин;
  • аденозинтрифосфат;
  • аспарагиновая кислота;
  • анандамид;
  • таурин.

Ацетилхолин

Ацетилхолин инициирует сокращение мышц, стимулирует производство и выброс некоторых гормонов, контролирует сердечную деятельность. Является возбуждающим нейромедиатором. Играет важную роль в выполнении когнитивных функций и памяти.

Дефицит ацетилхолина ассоциирован с расстройствами памяти и мышления, которые присутствуют в клинике болезни Альцгеймера. Некоторые препараты, используемые в лечении деменции альцгеймеровского типа, нацелены на замедление расщепления ацетилхолина. Восстановление должного уровня данного вещества позволяет приостановить скорость потери памяти.

Однако чрезмерно высокий уровень ацетилхолина вызывает слишком сильное сокращение мышц. Избыток соединения может стать причиной спазма мышц, судорог и остановки дыхания.

Дофамин

Дофамин – важная субстанция для памяти, обучения, функционального поведения и слаженной координации движений. Данный нейромедиатор – компонент системы удовольствия и вознаграждения. Синтез и высвобождение дофамина активируется во время приятной деятельности.

Это биологически активное вещество отвечает за движение мышц. Дефицит дофамина обуславливает симптомы, характерные для болезни Паркинсона. Поэтому многие лекарственные средства, используемые в терапии этого нейродегенеративного заболевания, ориентированы на восполнение нехватки данного нейромедиатора.

Предполагается, что дофамин сопричастен к такому серьезному заболеванию, как шизофрения. Психиатры связывают позитивные симптомы шизофренических расстройств (бред, галлюцинации) с избытком дофамина в мезолимбическом пути, а негативные симптомы (эмоционально-волевое снижение) с его дефицитом в мезокортикальном пути. При этом чрезмерный уровень соединения, приводящий к ведущим признакам психоза (например, «голосам»), скорее всего, обусловлен усиленным выделением нейротрансмиттера в подкорковых структурах головного мозга.

Норадреналин

Норадреналин – нейротрансмиттер, синтез и выделение которого активируется в ответ на стресс. При воздействии стрессогенных факторов симпатические отделы нервной системыинициируют адекватный ответ, который называют реакцией «борьбы или бегства». Когда человек сталкивается с потенциально опасной ситуацией, ему необходимо быстро решить: остаться и столкнуться с пугающим объектом, либо увернуться и убежать. Оба эти решения требуют, чтобы организм работал как можно слаженнее, эффективнее, быстрее. Для этого головной мозг усиливает выброс норадреналина, что вызывает существенные изменения в функционировании органов и систем:

  • учащение дыхания и увеличенное потребление головным мозгом кислорода;
  • усиление сердечного ритма и кровотока;
  • обильный выброс глюкозы в кровь, необходимый для питания мускулатуры;
  • приостановка несущественных в данный момент процессов – роста и пищеварения.

Адреналин

Адреналин также участвует в реакции организма на борьбу или бегство. Этот нейромедиатор производится в больших объемах и выделяется в стрессовом состоянии. Адреналин увеличивает частоту сердечных сокращений, усиливает дыхательную функцию, обеспечивает максимумом энергии мышечные ткани.

В клинической практике адреналин используется для лечения многих угрожающих жизни состояний, таких как:

  • анафилактический шок;
  • приступы бронхиальной астмы;
  • остановка сердца.

Хотя адреналин важен и полезен в экстремальной ситуации, хронический стресс приводит к постоянной обильной выработке этого вещества. Со временем избыток данного соединения вызывает ряд серьезных проблем в здоровье, таких как: ухудшение функций иммунной системы, стойкая артериальная гипертензия, сердечные недуги, сахарный диабет.

Серотонин

Серотонин – важное химическое соединение. Помогает регулировать эмоциональный фон, пищевое поведение, свертываемость крови, сон и циркадный ритм организма. Данный нейромедиатор играет важную роль в устранении депрессивной триады симптомов и тревожных состояний.

С дефицитом серотонина связывают сезонное аффективное расстройство. Недостаток естественного освещения приводит к недостаточному синтезу данного соединения. Именно поэтому в сезоны с нехваткой солнечного света часто возникают симптомы депрессии. Селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС) уменьшают тяжесть симптомов депрессии путем повышения уровня этого нейротрансмиттера в головном мозге. Также препараты, нацеленные на увеличение уровня серотонина, используют в лечении тревожных расстройств, различных болевых синдромов, например, при фибромиалгии.

Однако усиленная серотонинергическая передача, вызванная применением высоких доз ингибиторов серотониновых рецепторов, приводит к формированию опасного, но обратимого состояния – серотонинового синдрома. Данное расстройство характеризуется появлением психических дефектов (галлюцинаций, эйфории, маниакального поведения), нервно-мышечными нарушениями, симптомами вегетативной дисфункции.

Гистамин

Гистамин является передатчиком в нервной системе и сигнальной молекулой в кишечнике, кожном покрове и иммунной системе. Гистаминергические нейроны в головном мозге расположены исключительно в туберомамиллярном ядре заднего гипоталамуса и направляют свои аксоны по всей центральной нервной системе.

Активные исключительно во время бодрствования, они поддерживают бодрствование и внимание. Рецепторы гистамина обеспечивают выполнение множества функций в мозге, в частности, контролируют возбудимость и пластичность. Взаимодействия с другими системами медиаторов образуют сеть, которая выполняет основные гомеостатические и высшие функции мозга, включая регуляцию сна и бодрствования, циркадные ритмы и режим питания, иммунитет, обучение и память.

ГАМК

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) выполняет функции регулятора и стабилизатора настроения. Оказывает тормозящее действие, которое предотвращает перевозбуждение нейронов. Поэтому дефицит данного соединения может вызвать беспокойство, раздражительность и нервозность.

Бензодиазепины – транквилизаторы, предназначенные для лечения тревожных состояний, работают, увеличивая активность ГАМК. Это приводит к релаксирующему и успокаивающему эффекту. Поэтому усиление активность рецепторов гамма-аминомасляной кислоты является первоочередной задачей для преодоления тревожных расстройств.

Глутамин

Глютамин находится в изобилии в центральной нервной системе (ЦНС), и его концентрации в интерстициальной и спинномозговой жидкости по крайней мере на порядок выше, чем содержание любой другой аминокислоты. Транспортировка глутамина из крови в мозг недостаточна для удовлетворения потребности мозговой ткани в этой аминокислоте. Этому требованию отвечает внутримозговый синтез вещества из глутамата. Данная реакция, осуществляется глутаминсинтетазой – ферментом, находящимся в астроцитах.

Большая часть полученного из астроглии глутамина переносится в нейроны, где она расщепляется фосфат-активированной глутаминазой. Однако чрезмерное накопление соединения в клетках головного мозга может быть вредным для его работы. Избыток вещества приводит к отеку головного мозга, что в основном обусловлено его вмешательством в функцию митохондрий и частично его осмотическим действием.

Глицин

Глицин выполняет множество функций в центральной нервной системе. Как тормозной нейротрансмиттер, он участвует в обработке моторной и сенсорной информации, которая обеспечивает движение, зрение и слух. Это действие глицина опосредуется чувствительным к стрихнину глициновым рецептором, активация которого вызывает ингибирующие постсинаптические потенциалы. В некоторых областях ЦНС глицин, по-видимому, выделяется совместно с ГАМК, основным ингибирующим аминокислотным нейротрансмиттером. Кроме того, глицин модулирует возбуждающую нейротрансмиссию, усиливая действие глутамата на рецепторы N-метил-D-аспартата (NMDA).

Считается, что прекращение различных синаптических действий глицина производится быстрым обратным захватом через два связанных с натрием и хлоридом переносчика, GLYT1 и GLYT2, расположенных в плазматической мембране глиальных клеток или пресинаптических терминалах соответственно. Транспортеры глицина могут стать основными мишенями для лечения патологических изменений синаптической функции.

Аргинин

Аргинин – соединение, оказывающее гипотензивный веществ, поэтому оно присутствует в комплексной терапии вторичной гипертонии. Благодаря оказываемым эффектам аргинин может помочь минимизировать симптомы заболеваний периферических артерий путем улучшения кровоснабжения дистальных отделов тела.

Увеличение уровня данной аминокислоты помогает предупредить преэклампсию, характеризующуюся высоким артериальным давлением, протеинурией и нередко отеками. Прием аргинина позволяет устранить сосудистый спазм. Последние исследования показывают, что данная аминокислота присутствует в патогенезе деменции альцгеймеровского типа. Установлено, что иммунные клетки, компетентные в обеспечении защиты головного мозга, при определенных состояниях модифицируют функции аргинина.

Соединение способно воздействовать на характер и продолжительность сновидений, что, в свою очередь, способствует улучшению функции памяти и позволяет предупредить старческое слабоумие. Внутривенное введение L-аргинина после инсульта уменьшает головную боль, тошноту, рвоту. Одновременное применение L-лизина и L-аргинина в течение недели снижает уровень стресса, уменьшает нервное напряжение, устраняет беспокойство. Увеличение аргинина требуется для купирования болевого синдрома и чувства дискомфорта за грудиной при стенокардии.

Эндорфины

Эндорфины подавляют болевые сигналы и создают ощущение благополучия. Эти вещества являются естественными обезболивающими для организма. Низкий уровень эндорфинов играет роль в некоторых формах головной боли.Дефицит этих соединений лежит в патогенезе фибромиалгии. Пониженное содержание эндорфинов обуславливает развитие химической зависимости при наркомании и алкоголизме.

Истощение эндорфинергической системы определяется при депрессивных расстройствах. Именно поэтому разработан комплекс мероприятий при депрессии, нацеленный на восполнение нехватки эндорфинов. Естественным способом активации синтеза этих веществ являются энергичные физические упражнения. Эндорфины также выделяются при выполнении приятной деятельности, потреблении вкусной пищи.

нейромедиаторы (2)

Вещество Р

Субстанция Р вырабатывается в структурах центральной или периферической нервной системы. Вещество Р наделено огромным спектром биологических функций. Оно оказывает расширяющее действие на кровеносные сосуды и влияет на уровень артериального давления. Стимулирует дегрануляцию тучных клеток и выступает в качестве хемоаттрактанта для лейкоцитов.

Ключевая роль субстанции Р – передача болевых импульсов от места воздействия в структуры мозга. Увеличение количества данного вещества обеспечивает повышение чувствительности ноцицепторов при повреждении тканей. Является центральным звеном в патогенезе хронической боли.

Функции вещества Р изучаются в аспекте воспалительных реакций, которые играют критическую роль в возникновении и развитии множества инфекционных и иных нейровоспалительных заболеваний, таких как менингит, энцефалит, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз. Поэтому своевременное регулирование уровня этой субстанции имеет решающее значение для сохранения нормальных функций ЦНС.

Вазоактивный интестинальный пептид

Вазоактивный интестинальный пептид (ВИП) вырабатывается во многих структурах головного и спинного мозга, органах желудочно-кишечного тракта, сердце, легких, щитовидной железе, почках, мочевом пузыре, половых органах. Соединение несет ответственность за ряд биологических функций, среди которых – регуляция основных поведенческих реакций.

Оказываемые эффекты заметны в широком спектре физиологических и патологических процессов, связанных с развитием, ростом и контролем функции нейрональных, эпителиальных и эндокринных клеток. Вазоактивный интестинальный пептид участвует в регуляции канцерогенеза, иммунных реакций и циркадных ритмов. Оказывает мощное вазодилататорное действие, потенцируя расширение кровеносных русел

Соматостатин

Соматостатин синтезируется и высвобождается в основном в гипоталамусе – эндокринной железе, являющейся регулятором всех основных процессов в организме. Также соматостатин вырабатывается дельта-клетками желудка, кишечника, островков Лангерганса поджелудочной железы.

Вещество оказывает тормозящее действие на гормон-продуцирующие структуры гипофиза, что приводит к уменьшению производства ими соответствующих активных соединений – соматотропного и тиреотропного гормонов. Также соматостатин угнетает выработку гипоталамусом соматолиберина (соматотропин-рилизинг-фактора). Обладает терапевтическим потенциалом при различных патологических состояниях, например, при изменении психического статуса, вызванного серотониновой интоксикацией

АТФ

Аденозинтрифосфат или аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) – основная энергетическая субстанция в организме.  Вещество обнаруживается во всех существующих формах жизни. Благодаря АТФ осуществляется полноценный обмен веществ.

Аденозинтрифосфатсвязан с различными патологическими состояниями: брахиалгией, спондилодинией, эпилепсией, нейроинфекционными заболеваниями, ишемическим инсультом, субарахноидальным кровоизлиянием. Увеличение синтеза АТФ митохондриями и усиление активности данного вещества – цель современных нейротропных препаратов, используемых в терапии острых нарушений мозгового кровоснабжения.

Аспарагиновая кислота

Аспарагиновая кислота (или аспартат) является незаменимой аминокислотой, она легко и естественно синтезируется в организме человека. Аспарагиновая кислота и родственные производные обладает фармакологической активностью в отношении некоторых глутаматных рецепторов.

Физиологическая роль аспартата не ограничивается регулировкой формирования и работы центральной нервной и эндокринной системы. Аспарагиновая кислота способствует полноценному функционированию иммунной системы. Данный нейромедиатор противостоит ранней утомляемости и предотвращает синдром хронической усталости. Соединение стимулирует синтез других аминокислот. Достаточное количество аспартата гарантирует полноценное функционирование головного мозга. Увеличение уровня данной аминокислоты необходимо в стрессовых состояниях, при повышенных физических и эмоциональных нагрузках.

Анандамид

Арахидоноилэтаноламид (анандамид) известен как один из основных эндоканнабиноидов – эндогенных лигандов для каннабиноидных рецепторов. Анандамид синтезируется в нейронах в результате реакции конденсации между арахидоновой кислотой и этаноламином под контролем ионов кальция и фермента циклического аденозинмонофосфата. Он разрушается в результате процесса гидролиза после опосредованного носителем обратного захвата нейронов и астроцитов амидазой для быстрого гидролиза.

Анандамид угнетает пресинаптическое высвобождение возбуждающего нейротрансмиттера глутамата в гиппокампе. Именно гиппокамп, кора головного мозга, мозжечок и базальные ганглии являются основными локусами действия препаратов, контролирующих уровень анандамида, поскольку эти структуры участвуют в познании, обучении, памяти, настроении и других высших интеллектуальных функциях, а также в моторных функциях.

Таурин

Таурин демонстрирует множественные клеточные функции, включая центральную роль в качестве нейротрансмиттера, как трофического фактора в развитии ЦНС, в поддержании структурной целостности мембраны, в регулировании транспорта кальция и гомеостаза, в качестве нейромодулятора и нейропротектора. Нейротрансмиттерные свойства таурина проиллюстрированы его способностью вызывать гиперполяризацию нейронов, наличием специфического таурин-синтезирующего фермента и рецепторов в ЦНС и наличием системы транспорта таурина. Таурин проявляет свои нейрозащитные функции против вызванной глутаматом токсичности, уменьшая повышенный уровень внутриклеточного кальция.

Заключение

Нейромедиаторы принимают активное участие в осуществлении практически всех функций человеческого организма. Баланс нейротрансмиттеров необходим для предотвращения определенных патологических состояний, таких как депрессивные и тревожные расстройства,болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, нарушения когнитивных функций, поведенческие аномалии

Не существует проверенного способа гарантировать, что все нейромедиаторы будут сбалансированы в организме на требуемом уровне. Однако в большинстве случаев предупредить дефицит и избыток нейротрансмиттеров способен здоровый образ жизни, подразумевающий полноценное питание, разумные физические нагрузки, достаточный отдых, использование методик предупреждения стрессов.

Довольно часто состояния,как физиологические, так и психические, возникающие в результате дисбаланса нейротрансмиттеров, требуют незамедлительного врачебного вмешательства. Для предупреждения опасных недугов рекомендовано один раз в год проходить полное медицинское обследование.