Введение в нейротрансмиттеры и их функции

Мозг – центральный процессор для всего тела, а также центр сознания. Таким образом, это невероятно сложный орган, который способен транслировать электрические импульсы и химические реакции в обширный спектр человеческого опыта, поведения и познания. Мозг содержит буквально миллиарды нейронов или «мозговых клеток». В конце нейрона находятся дендриты, имеющие разветвленную структуру. Дендриты называются так, потому что имеют сходство с ветвями деревьев. Синапс – это пространство между нейронами. Нейроны общаются друг с другом через эндогенные химические мессенджеры, называемые нейротрансмиттерами или нейромедиаторами, которые высвобождаются в синапс, где они попадают в специфические рецепторы или субрецепторы в соседних клетках через синаптическое пространство. Даже глиальные клетки (так называемое «белое вещество», которое существует как соединительная ткань в мозге) высвобождают нейротрансмиттеры в синапсы. Ранее считалось, что только нейроны могут выпускать нейротрансмиттеры.
Действие нейротрансмиттеров
Несмотря на различия в нейротрансмиттерах, все они продуцируются в нейроне, чтобы высвободиться в синапс, где они оказывают либо возбуждающее, либо ингибирующее действие на рецепторные клетки. Возбуждающее действие приводит к формированию электрического импульса, тормозящее действие — наоборот блокирует проводимость через синапс. После высвобождения в синапс нейротрансмиттеры будут либо распространять, либо понижать потенциал действия.
Высвобождение нейромедиаторов в синапсДля того чтобы сигнал проходил между нейронами, он должен быть достаточно мощным для запуска потенциала действия. Внутри синапса наблюдаются процессы по принципу «все или ничего». Либо импульс для нейрона достаточно мощный и сигнал проходит, либо он не срабатывает, другими словами, сигнализация основана на двоичном выражении. Нейротрансмиттеры и гормоны являются ключевыми сигналами в головном мозге. Некоторые мессенджеры, такие как окситоцин и вазопрессин, действуют непосредственно на нейроны. Эстроген, тестостерон и другие эндокринные химические вещества могут оказывать опосредованное влияние на синаптическую активность и познание. Нейротрансмиттеры не действуют в вакууме. Они работают вместе, чтобы влиять на то, как мозг действует и реагирует на те или иные ситуации или раздражители.

Нейротрансмиттеры можно разделить на два разных вида: низкомолекулярные передатчики и нейропептиды. Пептиды – это, конечно, только белковые цепи, поэтому нейропептид будет белковой цепью, которая является эндогенной для мозга. Низкомолекулярные передатчики можно также подразделить на моноамины и аминокислоты. Нейропептиды включают такие важные сигнальные химические вещества, как эндорфины, инсулин и окситоцин (молекула «любви»). Низкомолекулярные передатчики обычно действуют непосредственно на соседние клетки, тогда как нейропептиды имеют более тонкие модулирующие эффекты.
Первоначально считалось, что каждый тип нейронов выпускает один единственный уникальный нейротрансмиттер. Современные модели нейронауки предполагают, что аксональные ветви нейрона высвобождают одни и те же нейротрансмиттеры, поэтому определенные типы нейронов называются «допаминергическими», «серотонинергическими» и т. д. В настоящее время в мозге выявлено более 60 отдельных нейротрансмиттеров, ожидается, что будет обнаружено больше.

Действие нейромедиаторовНейротрансмиттеры, такие как ацетилхолин, дофамин, глутамат, серотонин, норадреналин, ГАМК и другие, имеют жизненно важное значение для обучения, памяти, познания, настроения и поведения. Хотя у них, есть похожие определенные функции и эффекты, нет никакого простого сопоставления «один-к-одному» того, что один что-то делает, а другой нет. Подумайте о сознании как о рецепте и нейротрансмиттерах, как о разных ингредиентах.

Внутри нейротрансмиттеров также есть очень сложное взаимодействие. Допамин считается удовольствием, мотивацией и обратной связью нейротрансмиттеров, но он также связан с высвобождением ацетилхолина, поэтому оба они влияют на мотивацию, цикл обратной связи и обучение.

Ацетилхолин

Ацетилхолин — это молекула, ассоциирующаяся с обучением и памятью. Ацетилхолин представляет собой низкомолекулярный нейротрансмиттер, который участвует в обучении и памяти, а также в некоторых двигательных функциях. Он работает на нервно-мышечном уровне и включает в себя мышечную реакцию, нейропластичность и внимание.

Допамин

Дофамин и серотонинДопамин (DA) хорошо известен как «молекула удовольствия». Его недостаток отчетливо выражен в симптоматике на ранних стадиях болезни Паркинсона, когда недуг становится причиной трудностей в принятии решений, основываясь на жизненном опыте. Болезнь Паркинсона – это когнитивное нарушение, которое часто связано с проблемами синтеза в организме допамина. Допамин также связывают фокусировкой, бдительностью, вниманием и мотивацией. Допамин высвобождается в больших количествах, когда вы чего-то достигли, пришли к поставленной цели или выиграли важные соревнования и является прямой обратной связью в ответ на реализацию целей. Избыточное экзогенное превышение нормальных норм дофамина и последующие его критически низкие значения связывают с проблемами наркозависимости, а его дисбаланс может быть частью психического дисбаланса, известного как шизофрения.

Глутамат

Глутамат (GLU) является наиболее распространенным нейротрансмиттером в организме и первичным возбуждающим нейротрансмиттером в коре. Однако слишком много глутамата может привести к опасному состоянию повреждению нейронов, которые могут привести к гибели клеток. Глутаматная эксайтотоксичность может привести к травмам головного мозга или даже к болезни Лу Герига. Глутамат участвует в процессе, известном как долгосрочное потенцирование (LTP), благодаря которому кратковременные воспоминания объединяются в долгосрочное хранилище. LTP происходит в глутаматных нейронах в гиппокампе и коре. Гиппокамп жизненно необходим для хранения краткосрочных воспоминаний.

Серотонин

Серотонин (5HT) — очень известный нейротрансмиттер, часто замешанный в некоторых типах клинического депрессии. 5HT в первую очередь рассматривается как нейротрансмиттер, модулирующий настроение, но также оказывает влияние на аппетит, сон, память, принятие решений и общее восприятие.

Норадреналин

Норэпинефрин (NE) представляет собой катехоламин, такой как допамин и серотонин. Он также классифицируется как гормон и нейротрансмиттер. NE часто связывают с настроением, бдительностью, фокусом, памятью и реакцией на стресс. Некоторые недавние исследования приоткрыли его роль в формировании посттравматического стрессового расстройства (ПТСР), а так же участь при болезни Паркинсона.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК или GABA)

GABA и глутаматЕсли GLU является наиболее возбуждающим нейротрансмиттером, то его обратная противоположность на тормозном конце будет ГАМК. ГАМК отвечает за ингибирование передачи нейронов. Вопреки тому, что вы думаете, более возбуждающая передача не всегда лучше, для достижения максимальной эффективности тормозные и возбуждающие системы должны быть сбалансированы. ГАМК ингибирует потенциал «все или ничего», который приводит к тому, что нейрон либо проводит импульс (если имеется достаточный потенциал), либо вообще не действует при синапсе.

Другие нейротрансмиттеры

Есть много других нейротрансмиттеров, в том числе и новые, которые только-только открываются. Пептидные гормоны, такие как окситоцин и вазопрессин, также оказывают прямое действие на нейроны. Даже такие гормоны, как эстроген и тестостерон, могут влиять на синаптическую активность, аналогичную тому, как это делают нейротрансмиттеры. Помимо многих нейротрансмиттеров существуют также важные субрецепторные системы. В системе ацетилхолина, например, у вас есть никотиновые или мускариновые рецепторы. ГАМК-а и ГАМК-b являются первичными субрецепторами первичного ингибирующего химического вещества в организме. ГАМК-b изучается, как возможный рецептор для исследования, связанный с депрессией, тогда как ГАМК-a связан с комплексом субрецепторов бензодиазепина, который наиболее эффективно воздействует на бензодиазепидные препараты. Глутамат, воздействует на каинатные, NMDA и AMPA-рецепторы. Некоторые субрецепторные системы более таинственны, чем другие. Серотонин или 5-НТ, например, имеют субрецепторы с субрецепторами, а внутренние проявления серотонинергической системы все еще довольно загадочны.

Зачем это нужно понимать?

Если вы хотите получить максимальную отдачу от ноотропов, имея хорошее базовое знание, то, как эти добавки действуют на мозг и тело, жизненно важно, чтобы вы максимально использовали их. Принимаете ли вы холинергические средства для памяти, дофаминергики для фокуса и мотивации или ампакины, чтобы вызвать долговременное потенцирование (LTP), понимание основ того, что эти вещества на самом деле делают, должно быть целью любого компетентного био-хакера.
По определению классические ноотропы считаются безопасными для потребления, хорошо переносятся и имеют минимальные побочные эффекты. Всегда лучше помнить, что слишком много хорошего может стать плохим. Наиболее распространенные побочные эффекты ноотропных добавок чаще всего связывают с расстройством желудка. Другие стороны могут также включать головную боль или спутанность сознания. Если у вас наблюдается туман в голове и мышечная слабость, добавьте источник холина. Запивайте водой при употреблении, всегда начинайте с меленьких дозировок и при необходимости уменьшайте дозировку и снижайте частоту приема. Всегда важно найти минимальную эффективную дозировку и правильный график приема. Чрезмерное использование любой добавки может привести к нежелательным побочным эффектам. Если присутствует серьезный дискомфорт в желудке или другие проблемы, лучше всего прекратить использование и проконсультироваться с вашим специалистом по первичной медико-санитарной помощи. Кроме того, не забудьте проконсультироваться со своим врачом перед тем, как пройти какой-либо режим диеты, физических упражнений или дополнительных ноотропов. Это особенно важно, если вы в настоящее время находитесь под присмотром врача во время болезни или принимаете какие-либо другие лекарства.

Размещено в Блог, Физиология и биохимия мозга.