|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
VI.НЕЙРОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧНОСТИ И ПАМЯТИ
После открытия способа кодирования генетической информации в ДНК (генетической памяти) и успешного изучения иммунологической памяти были предприняты попытки отыскать молекулярные основы нейронной памяти - возможного нервного субстрата энграммы [15]. Как показали эксперименты, существуют кратковременная память с относительно слабой способностью к накоплению и долговременная память, причем накопленная информация может переходить из кратковременной формы запоминания в более длительную. Считается, что кратковременная форма памяти представлена реверберирующими контурами, возникающими в коре больших полушарий и быстро исчезающими. Долговременная память сохраняется в течение столь длительного времени, что ее можно связывать с появлением каких-то устойчивых изменений в химизме нейронов или даже в физических связях [7]. Вначале интенсивно исследовался вопрос, не приводит ли научение к изменениям состава рибонуклеиновых кислот (РНК) в нервных и глиальных клетках. Действительно были обнаружены изменения в последовательностях нуклеотидов, однако они оказались в значительно степени неспецифичными последствиями общей активности животного и экспериментального стресса. Что же касается опытов с каннибализмом, в которых «необученным» животным скармливались «обученные» (или ЦНС последних), воспроизводимости их результатов не удалось добиться ни у рыб, ни у млекопитающих [7]. В настоящее время из множества гипотез возникновения памяти наиболее распространенные две [15]: · Синапсо-мембранная теория памяти. Память представляет собой комбинацию явлений облегчения и торможения нервной передачи в специфических синапсах. Циклические нуклеотиды, высвобождающиеся в клетках под влиянием возбуждения соответствующих рецепторов, регулируют активность множества внутриклеточных ферментов, что ведет к изменению не только свойств синаптических мембран, но и транскрипции генов и многих других процессов. Таким образом, прохождение импульса через синапс должно оказывать продолжительное влияние на свойства этого синапса. · Химическая основа памяти – молекулярный код. Другая гипотеза рассматривает в качестве химической основы обучения молекулярный код. Действительно, из мозга крыс, приученных избегать темноты, был выделен пептид, состоящий из 15 аминокислотных остатков, связанный с указанным поведенческим навыком: при введении пептида в мозг необученных крыс они также начинали избегать темноты. Этот и многие другие примеры позволили предположить о существовании в мозге специфических переносчиков приобретенных навыков поведения. Хотя данную гипотезу трудно принять, все же, существование пептидных гормонов и либеринов, синтезируемых в нейронах заставляет внимательно отнестись к предположению о связи долговременной памяти с синтезом специфических аминокислотных последовательностей в определенных нейронах.
7.1. Ноотропные препараты Получение новых сведений о природе нарушений памяти, вовлекающих нейробиохимические изменения на различных уровнях — нейрональном, синаптическом, мембранном, клеточном, молекулярном, позволило подойти к поиску средств коррекции этих нарушений, в результате чего получен целый ряд веществ, которые обладают значительной ноотропной активностью и оригинальными механизмами действия. Ноотропные препараты (НП) составляют особую группу нейропсихотропных препаратов, специфический эффект которых определяется способностью улучшать процессы обучения и памяти, когнитивные функции как у здоровых лиц, так и, в особенности, нарушенные при различных заболеваниях. В зарубежной литературе, как синоним НП, иногда используется термин «усилитель когнитивных функций». Общая схема действия НП прежде всего связана с изменением метаболических, биоэнергетических процессов в нервной клетке, повышением скорости оборота информационных макромолекул и активацией синтеза белка, что отражено во многих последних обзорах. Так, рацетамы вызывают усиление синтеза фосфолипидов и белка, необходимых для процессов памяти, активируют аденилаткиназу, катализирующую превращение АДФ в АТФ, усиливают утилизацию глюкозы в мозге, уменьшает активность Nа/К.-АТФ-азы, усиливают активность синаптосомальной фосфолипазы А, угнетают кортикальный выброс L-пролина, амнестической аминокислоты, повышают интенсивность включения меченого лецитина в белок и уредина в РНК, а также инкорпорацию 32Р в фосфолипиды мозга [6]. Можно определить несколько перспективных направлений создания НП нового поколения [6]. I. В настоящее время ни у кого не вызывает сомнений, что глутаматергическая система играет важную, если не ведущую роль, в осуществлении высших интегративных функций мозга. Наряду с данными об участии NMDA рецепторного комплекса в базисных механизмах синаптической пластичности, процессах обучения и памяти накапливаются доказательства и о вовлечении этой системы в патогенез различных заболеваний, сопровождающихся нарушениями памяти. В частности, показано, что у больных, страдающих деменциями, в том числе и болезнью Альцгеймера, нарушается чувствительность и связывающая способность NMDA рецепторов в мозге, наблюдается атрофия глугаматергических кортикальных нейронов и ослабление синаптической пластичности. Для процессов памяти представляется важным специфический структурный участок NMDA рецептора — глициновый сайт, активация которого лежит в основе длительной потенциации нейронов гиппокампа, а, следовательно и усиления синаптической передачи. Такие агонисты глицинового сайта как глицин и Д-циклосерин оказывают улучшающее влияние на память как в эксперименте, так и у человека. I. Процессы памяти тесно связаны с холинергической системой и дефицит холинергической передачи занимает одну из ключевых позиций в нейропатологии сенильной деменции, в том числе болезни Альцгеймера. Для лечения этих заболеваний широко используются препараты с холинергическим механизмом действия, которые воздействуют на три уровня (усиление синтеза ацетилхолина, воздействие на рецепторы и ингибирование ацетилхолинэстеразы). В последние годы внимание исследователей привлекает фактор роста нервов (ФРН), нейропептид, содержащий 118 аминокислот, рецепторы которого находятся на холинергических терминалях в коре и гиппокампе, и на холинергических нейронах сомы. Имеются данные о том, что интрацеребральное введение ФРН предотвращает гибель холинергических нейронов, а также восстанавливает нарушение пространственной памяти у крыс с травмой переднего мозга. Введение ФРН в мозг больных болезнью Альцгеймера увеличивает связывание никотина в коре мозга и усиливает церебральный кровоток, что свидетельствует о способности ФРН противодействовать холинергическим дефицитам при этом заболевании. II. Согласно синапсо-мембранной гипотезе памяти, механизм ее формирования определяется структурно-функциональными изменениями в мембране, которые включают стабилизацию конформационных синаптических мембранных протеиновых макромолекул, в результате чего происходит активация синаптической передачи. С другой стороны, вызываемые свободными радикалами поражения в мембране играют важную роль в старении и в патогенезе различных заболеваний, в том числе деменции. На основании этого, вещества, обладающие мембранопротекторным действием, способные противостоять действию свободных радикалов, рассматриваются как перспективные лечебные средства. К числу НП с антиоксидантным механизмом действия относятся: меклофеноксат, фосфотидилсерин — природный компонент фосфолипидной мембраны, которые доказали свою эффективность в клинических исследованиях с применением двойного слепого контроля у больных с нарушением памяти III. Наиболее интенсивные исследования по поиску новых НП развернулись на основе нейропептидов. Показано, что регуляторные нейропептиды, такие как АКТГ и его фрагменты, соматостатин, вазопрессин, тиролиберин, субстанция Р и др. вовлекаются в процессы обучения и памяти. В связи с этим делаются попытки создания синтетических аналогов этих пептидов, которые позволили бы избежать нежелательных эндокринных эффектов и сделать молекулу более устойчивой к разрушению при введении вещества внутрь. IV. Одним из путей усиления пептидергической нейропередачи является ингибирование некоторых пептидаз мозга, в частности, пролилэндопептидазы (ПЭП), которая играет существенную роль в метаболизме пролинсодержащих нейропептидов, таких как субстанция Р, аргинин, вазопрессин и тиролиберин. Все эти нейропептиды обладают способностью усиливать мнестические процессы и их уровни в мозге значительно уменьшены у больных с нарушением памяти. Показано также, что ПЭП участвует в генерации Р-амилоида в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера и выявлен защитный эффект вещества Р в отношении нейрогенераторного эффекта Р-амилоида. В связи с этим предпринимаются попытки создания НП на основе ингибиторов ПЭП Таким образом, представленные данные свидетельствуют о том, насколько интенсивно в последние годы проводятся исследования, связанные с поиском и изучением механизма действия, НП.
СОН. БИОХИМИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ СНА Обмен веществ в головном мозге в состоянии бодрствования и сна различаются. Определяется повышение концентрации молочной кислоты, что свидетельствует об активации анаэробных процессов и снижении интенсивности цТК. Помимо глюкозы, в качестве субстрата начинают использоваться кетоновые тела крови [19]. Потребление кислорода мозговой тканью зависит от стадии сна. В фазу медленного сна она понижена на 30% от дневной нормы, а в БДГ-фазу -возрастает на 12%. Падает интенсивность процессов ПОЛ. Снижается уровень аммиака в ткани. Наблюдается активация синтетических процессов обмена нуклеиновых кислот, белков и полипептидов [19]. Переход от бодрствования ко сну предполагает два возможных пути [15]: · Прежде всего, не исключено, что механизмы, поддерживающие бодрствующее состояние, постепенно «утомляются». В соответствии с такой точкой зрения, сон – это пассивное явление, следствие снижения уровня бодрствования. · Сон- это активное торможение обеспечивающих бодрствование механизмов. В этом случае нервные процессы, вызывающие сон, развиваются еще в бодрствующем состоянии, и в конечном итоге перекрывают бодрствование. До последнего времени господствовала пассивная теория засыпания, однако окончательно вопрос не решен. С точки зрения нейрохимии интересны две теории механизма сна: · Серотонинэргическая теория сна. В верхних отделах ствола мозга есть две области – ядра шва и голубое пятно - у нейронов которых такие же обширные проекции, как и у нейронов ретикулярной формации, т.е. достигающие многих областей ЦНС. Медиатором в клетках ядер шва служит серотонин (5-НТ), а голубого пятна – норадренилин. В конце 1960-х гг. на основании ряда фактов М. Жуве пришел к выводу, что две эти нейронные системы, особенно ядра шва, играют важнейшую роль в возникновении сна. Разрушение ядер шва у кошки приводит к полной бессоннице в течение нескольких дней; но за несколько следующих недель сон нормализуется. Частичная бессонница может быть также вызвана подавлением синтеза 5-НТ n-хлорфенилаланином. Ее можно устранить 5-гидрокситриптофаном, предшественником серотонина (последний не проникает через гематоэнцефалический барьер). Двустороннее разрушение голубого пятна приводит к полному исчезновению БДГ-фаз, не влияя на медленноволновой сон. Все перечисленное позволило предположить, что выделение серотонина приводит к активному торможению структур, отвечающих за бодрствование, т.е. вызывает сон. При этом всегда возникает его медленноволновая фаза. Позднее наступает БДГ- сон, для которого необходимо голубое пятно (его активность обуславливает общее падение мышечного тонуса и быстрые движения глаз). К сожалению, в своем первоначальном виде эта теория не верна. Сейчас доказано, что нейроны шва наиболее активны и выделяют максимум серотонина не во время сна, а при бодрствовании. · В последние двадцать лет в связи с прогрессом нейрохимии, особенно в изучении нейропептидов, привлекла к себе внимание теория эндогенных факторах сна. Известно, что бодрствовавший в течение длительного времени человек ощущает непреодолимую потребность во сне. Соответственно, пытались выяснить, не обусловлены ли усталость и сон, периодическим накоплением, истощением или выработкой особых циркулирующих в крови метаболитов (факторов сна); тогда во время сна за счет удаления или обменных процессов должны восстанавливаться их концентрации, характерные для бодрствования. Были сделаны попытки обнаружить особые вещества либо после длительного лишения сна, либо у спящего человека. Первый из подходов основан на том, что фактор(ы) сна во время бодрствования накапливаются, а второй - на гипотезе, согласно которой они образуются или выделяются во сне. Оба подхода дали определенные результаты. Так при проверке первой гипотезы из мочи и спинномозговой жидкости человека и животных был выделен небольшой глюкопептид – фактор S, вызывающий медленноволновой сон при введении другим животным. Существует, по-видимому, и фактор сна с БДГ. Второй подход привел к открытию индуцирующего глубокий сон нонапептида (в настоящее время он уже синтезирован), так называемого пептида дельта-сна (DSIP). Однако пока не известно, играют ли эти и многие другие «вещества сна», обнаруженные при проверке обоих гипотез, какую-либо роль в физиологической регуляции.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.) |