Структура и функции ДА — системы

Рубрики: Медицина

ДА-система головного мозга представлена телами ДА-нейронов, разветвлениями их аксонов и рецепторами дофамина (ДА). ДА-нейроны лежат ЧС и частично проникают в медиальную петлю, в области вентрального тегментума (ВТ). Часто указанные структуры мозга объединяют как ВТ/ЧС. ДА-нейроны: разветвленные аксонами и обилием разнообразных синаптических терминалей. Синапсы ДА-нейонов: классические, варикозетные, что позволяет им оказывать модулирующее действие сразу на большое количество нейронов; ауторецепторы (расположенные на теле и дендритах клетки).

Пять типов рецепторов ДА (Д1-Д5). Рецепторы ДА являются метаботропными – они не связаны непосредственно с ионными каналами, а ассоциированы с регуляторными G-белками, находящимися на внутренней стороне постсинаптической мембраны. Связывание ДА с рецептором побуждает G-белки активировать или тормозить фермент аденилатциклазу, которая в свою очередь управляет синтезом вторичного мессенджера – цАМФ. цАМФ действует на многие процессы в клетке, в том числе на работу натрий-калиевой АТФ-азы. По характеру связи с синтезом цАМФ рецепторы ДА делят на два семейства:

Первое семейство представлено Д1- и Д5-рецепторами. Д1-рецепторы стимулируют аденилатциклазу, фосфолипазу и усиливают синтез цАМФ.. Действие ДА на Д1-рецепторы за счет повышения внутриклеточной концентрации цАМФ и активации протеинкиназы А в основном приводит к развитию в нейронах-мишенях медленного возбуждения. Рецепторы Д1 Отличаются относительно низким сродством к ДА и нейролептикам. Д5-рецепторы по своим свойствам близки к предыдущему типу, но отличаются Большим сродством (аффинностью) к ДА.

Второе семейство: Д2- Д4-рецепторами. Эти рецепторы отрицательно сопряжены с аденилатциклазой и угнетают синтез цАМФ. Активация Д2-рецепторов в основном приводит к развитию Гиперполяризации клеток мишеней за счет увеличения проводимости для ионов калия. Рецепторы Д2, отличаются высоким сродством к нейролептикам и относительно низким – к ДА. Д3-рецепторы по своим свойствам близки к Д2-типу. ВЫсокое сродство к ДА и низким – к нейролептикам. Д4-рецепторы обладают общими для семейства свойствами. Способность реагировать на ДА и нейролептики в низких концентрациях.

ДА-нейроны Тормозятся ГАМК и ДА, а активируются глицином и глутаматом. Эндогенные и экзогенные Опиоиды также активируют ДА-клетки.

Связь активности ДА – системы с поведением. ДА-нейроны реагируют на зрительную и слуховую стимуляцию фазной активацией, за которой следует торможение.. Сложность и разнообразие эффектов обусловлены наличием разных рецепторов ДА, которые могут опосредовать как возбуждающее, так и тормозное действие.

Воздействие ДА на нейроны уникально в том плане, что оно не просто формирует возбуждение или торможение в нейронах, а создает особые условия для избирательных реакций на определенные стимулы. Механизм такого влияния – увеличение соотношения сигнал/шум в нервных клетках за счет подавления их ФИА, без снижения вызванных реакций. При этом ДА непосредственно активирует высокочастотные, возможно ГАМК-эргические, нейроны.

Связь ДА – системы с организацией движений. ДА-систему связывают с организацией двигательных актовГибель ДА-нейронов ВТ/ЧС является важнейшей причиной развития болезни Паркинсона, сопровождающейся тремором. При разрушении ДА-клеток в наибольшей степени страдает фаза инициации движения, несколько менее – его реализации. ПОражение ДА-нейронов ЧС приводит к понижению мощности реакций клеток моторной коры, запускающих движение.

СПонтанная активация области ВТ\ЧС у человека сопровождается усилением моргания. Таким образом, частота моргания является поведенческим индикатором ДА-активности. Унилатеральные разрушения восходящей ДА-системы индуцируют моторные асимметрии: наклон тела в сторону поражения (в покое) и вращательное движение в том же направлении (при активации).

Участии ДА-системы в организации мотивационного поведения..У 70-80% ДА – нейронов наблюдаются фазические ответы на неожиданное пищевое и питьевое подкрепления. Подобный ответ является уникальным и встречается только в ДА – системе.

Связь ДА – системы с когнитивными функциями. ДА-нейронов кодирует расхождение между ожидаемой и реальной ситуацией, отражает процессы временнóй организации поведения.

ДА-систему расценивают как детектор благоприятности среды – они: активируются событиями, которые лучше, чем ожидаемые; не реагируют – при совпадении с ожиданием; тормозятся – если события хуже, чем ожидалось.

Основные функции ДА-системы в регуляции поведения: обработка привлекательной и настораживающей информации; учет темпоральных несовпадений; обеспечение моторных и когнитивных процессов с учетом доминирующей мотивации.

У больных шизофренией, в развитии которой, как предполагается, важную роль играют нарушения ДА-системы, также искажено восприятие времени. Данные факты расценивают как свидетельства контроля ДА-системы над «внутренними часами» мозга.

Будучи связанным с механизмами мотивации и подкрепления, ДА играет ключевую роль в системе так называемого «приближающего поведения». Это система положительной обратной связи, активируемая стимулом, связанным с поощрением или прекращением (пропуском) наказания. Считают, что система приближающего поведения является одной из трех известных мозговых систем, порождающих огромное многообразие всех эмоциональных состояний и дает основной вклад в генерацию положительных эмоций. Снижение концентрации ДА в префронтальной коре вызывает затруднения в решении пространственных задач, когнитивных процессах подготовки поведенческих актов. ДА-система играет важную роль в организации агрессивного поведения

Структура и функции НА – системы. НА-система головного мозга берет начало главным образом в ГП(голубом пятне). Клетки имеют малый или средний размеры, дендриты, распространяющиеся внутри ядра и за его пределами, и исключительно разветвленные аксоны.

ГП иннервирует большее количество мозговых областей, чем любое иное ядро ЦНС. ГП иннервирует множество структур ЦНС. Отдельные нейроны ГП, благодаря исключительной разветвленности своих аксонов, иннервируют разные мозговые регионы, объединенные одной функцией. В итоге такая НА-клетка может контролировать определенный селективный канал, например, сенсо-моторный. Терминали НА-клеток более интенсивно иннервируют правую половину промежуточного и конечного мозга.

Структуры-получатели НА-волокон от ГП, в свою очередь, образуют к нему обратные проекции. Благодаря такой стратегической позиции в мозговом стволе ГП представляет критически важный центр, в котором сигналы различной природы обрабатываются, обобщаются, коммутируются, объединяются и исключительно широко распределяются, воздействуя на регионы ЦНС, связанные с аффективными и когнитивными функциями. Торможение нейронов ГП развивается под действием ГАМК, Глицина. Серотонин (СТ) ослабляет активность нейронов ГП, Рецепторы возбуждающих аминокислот NMDA и не-NMDA типов обеспечивают активирующие влияния на нейроны ГП со стороны неокортекса.

НА вызывает в клетках-мишенях как возбудительные, так и тормозные эффекты. Характер воздействия на конкретную клетку определяется концентрацией медиатора, наличием и соотношением типов рецепторов, с которыми связывается НА. В ЦНС это метаботропные α1-, α2-, β1- и β2-адренорецепторы. Считают, что в центральных нервных сетях Активация α1-рецепторов приводит к возбудительным эффектам, увеличивая внутриклеточный уровень вторичного посредника Са2+.α2-рецепторы отрицательно сопряжены с аденилатциклазой и ингибируют синтез цАМФ. Что касается эффектов активации α2-рецепторов, то они в общем Тормозные благодаря возрастанию калиевой проводимости в клетках-мишенях. β1-рецепторы могут опосредовать тормозные, А β2-рецепторы – Возбудительные эффекты. Благодаря совместному действию через α1-, β1-и β2-адренорецепторы, НА-система участвует в мозговой системе поддержания активации переднего мозга при бодрствовании.

Связь НА – системы с поведениемУ бодрствующих животных нейроны ГП оказывают постоянное тоническое влияние на структуры переднего мозга. Особенно значительны влияния ГП на переходы от сна к бодрствованию и наоборот. Активируют НА-клетки: простые внешние сигналы (свет, звук); аверсивные стимулы, такие как уколы, дутье струей воздуха в лицо, демонстрация угрожающей позы и пр. формировании эмоциональных состояний. Стимуляция ГП электрическим током вызывает тревогу и страх, и в основе этих эффектов лежит увеличение выброса НА в гипоталамусе и миндалине.

Связь НА – системы с когнитивными функциями. Считают, что ГП преобразует специфическую информацию о значимости того или иного контекста в общее возбуждение, повышающее возможности ЦНС к быстрой переработке информации. Ответы НА-клеток ГП отражают процессы внимания по отношению к обуславливающим признакам или значению стимула. Также мощные фазические реакции НА-клеток ГП участвуют в запуске быстрых поведенческих ответов, подавляя другие формы поведения, нецелесообразные в данный момент. ГП играет важнейшую роль в процессах внимания.

НА – модуляция стресс – реакций. Роль НА в развитии патологических состояний. Многочисленные исследования указывают на важную роль НА-системы в регуляции стресса. Недостаточная активность НА-клеток является вероятной причиной депрессии, развивающейся вслед за стрессом, при переходе его в дистресс.

Считают, что помимо известных депрессий, связанных с низким содержанием СТ, имеется тип депрессий, обусловленный недостаточной активностью НА-системы. Для таких депрессий характерны эмоциональная ограниченность и вялость. Роль НА-системы головного мозга в регуляции внимания и ответоспособности указывает на ее возможную вовлеченность в развитие СДВГ.

Структура и функция серотонинергической системы. (СТ-) система образована скоплениями нейронов, лежащих в Основном в пределах ядер шва (ЯШ). Наибольший интерес в связи с изучением Механизмов целенаправленного поведения представляют нейроны переднего комплекса, т. к. они связаны в основном со структурами среднего, промежуточного и конечного мозга и, следовательно, участвуют в контроле высших поведенческих функций. СТ-система отличается наибольшей степенью разветвленности.

СТ-клетки оказывают влияние на клетки мишени благодаря выделению этого нейромедиатора через «классические» синапсы, варикозеты, ауторецепторы

Ссемь различных типов рецепторов СТ (5-НТ-рецепторов) с 15 подтипами. Большинство 5-НТ-рецепторов являются метаботропными и реализуют свои эффекты с участием G-белков через различные системы вторичных посредников и только 5-НТ3-рецепторы относятся к ионотропным и напрямую связаны с ионным каналом.

5-НТ1-рецепторы тормозят активность аденилатциклазы и синтез цАМФ. 5-

5-НТ2-рецепторы усиливают активность фосфолипазы, повышают уровень инозилфосфата и Са+2.. Частичными агонистами этих рецепторов являются многие галлюциногены.

5-НТ3-рецепторы непосредственно сопряжены с ионными каналами, и их активация приводит к развитию быстрой деполяризации нейронов, на мембране которых они присутствуют.

5-НТ4-рецепторы и все последующие типы увеличивают активность адеилатциклазы и синтез цАМФ.

5-НТ1-рецепторы оказывают преимущественно тормозящее действие на клетки-мишени, другие типы рецепторов – преимущественно возбуждающее, быстрое у 5-НТ3-рецепторов и более медленное у остальных. Считается, что СТ оказывает на активность нейронов-мишеней преимущественно угнетающее действие. СТ, в противоположность НА, ослабляет ответы нейронов, что можно интерпретировать как уменьшение соотношения сигнал/шум в процессах переработки информации. В то же время он преимущественно усиливает реакции нейронов в структурах мозга связанных с моторными функциями.

Связь СТ – системы с поведением. АКтивность СТ-нейронов коррелирует с общей двигательной активностью, вследствие этого может быть связана с тем или иным поведенческим состоянием. Активность СТ-системы тесно связана с воздействием чередования светлого и темного периода суток: максимальное выделение СТ в различных отделах мозга отмечается в начале темновой и световой фаз. СТ-нейроны среднего мозга непосредственно вовлекаются как в организацию ограниченного круга движений – таких как жевание, лизание, повторяющиеся ритмические движения чесания и т. д., так и в облегчении тонических и циклически организованных моторных выходов, подготовке организма к осуществлению движений, объединению относительно простых движений в сложные поведенческие акты.

СТ-нейроны принимают активное участие в формировании инструментального условного рефлекса. СТ-система оказывает влияние на поведение, в том числе на двигательную активность, преимущественно не прямо, а опосредованно – через другие системы мозга, прежде всего ДА-систему.

Связь СТ – системы с когнитивными функциями. СТ-система участвует в формировании эмоционально обусловленных реакций, процессах обучения и памяти. СТ-системы подавляет поведенческие акты, основанных на мотивации страха. СТ-система играет также важную роль в процессах памяти и обучения при положительном подкреплении. Считают, что в норме СТ-система активно участвует в формировании памятного следа. КОнцепция о ведущей роли СТ в формировании эмоционально положительного статуса. СТ-система активно участвует в организации самого сложного вида поведения – социального поведения. Наиболее явственно проявляется роль СТ в контроле агрессии. В этом случае происходит снижение СТ в префронтальной коре, в отличие от ДА. Наиболее распространенные психические патологии, связанные с нарушениями функционирования СТ-системы – эндогенная депрессия.

Метки: