С биохимической точки зрения, есть три класса веществ, которые дают возможность человеку чувствовать себя радостным, счастливым и удовлетворенным жизнью .
Начнем с энкефалинов и эндорфинов (первый класс). Энкефалины – это вещества, синтезируемые в нервных клетках и обладающие разнообразными эффектами. Они оказывают болеутоляющий и успокаивающий (седативный) эффект. Принимают участие в «образовании» эмоций. Эндорфины синтезируются в нервных клетках головного мозга, способны уменьшать боль и влиять на эмоциональное состояние . Одной из их функций является включение системы «внутреннего вознаграждения». Это происходит при достижении положительных результатов в чем-то, при приеме пищи, в период сексуального удовлетворения.
Второй класс веществ, принимающих участие в «биохимии радости», - это производные арахидоновой кислоты: анандамид и 2-глицерид . Арахидоновая кислота – витамин F, жирная кислота; в составе жиров присутствует в мозге, печени, надпочечниках. Анандамид – вещество, участвующее в передаче нервного импульса и регулирующее его передачу. Играет роль в механизмах происхождения боли, аппетита, памяти, депрессии, репродуктивной функции . 2-глицерид – это липид, в состав которого входит спирт – глицерол в сочетании с арахидоновой кислотой. При их участии человек восстанавливается после стресса (на клеточном и на эмоциональном уровне), появляется расслабленность, аппетит, усиливается удовольствие от еды и уходят неприятные воспоминания .
Серотонин, дофамин и норадреналин - третий класс веществ. Серотонин является важным нейромедиатором (биологически активное вещество, которое участвует в передаче нервного импульса) и гормоном, образуется из аминокислоты триптофана. Повышает двигательную активность, способствует улучшению эмоционального настроя и увеличению общительности . Дофамин также является нейромедиатором и гормоном. Выделяется при получении удовольствия (например, во время еды, при половом акте и пр.). Еще он является предшественником в синтезе норадреналина - гормона мозгового вещества коры надпочечников, который считают одним из важнейших «гормонов бодрствования».
Дефицит в организме человека энкефалинов, эндорфинов, арахидоновой кислоты, серотонина, дофамина и норадреналина способен привести к тревожным и депрессивным состояниям. Как этого избежать, что для этого необходимо предпринять?
Если вы в целом достаточно здоровый человек и в вашем рационе содержатся такие продукты, как хлеб, бананы, олад, сладкие фрукты, столовый сахар, то за нормальный уровень серотонина в организме вы можете быть спокойны. Все эти продукты питания наиболее богаты триптофаном (аминокислота), из которого и синтезируется серотонин. Еще триптофан содержится в соевых бобах (да и практически во всех растительных протеинах, т.е. белках) и мясе, в твороге и йогурте, в арахисе и кедровых орехах. Сушеные финики, молоко, курица, рыба, индейка, кунжут, овес тоже содержат триптофан.
Также для синтеза серотонина необходимо достаточное количество углеводов с пищей. Углеводы – это источник глюкозы, которая стимулирует выброс в кровь гормона инсулина, а он, в свою очередь, способствует расщеплению белка в тканях организма и повышает уровень триптофана в крови. Вот и получается, что любители сладостей (конечно, в разумных пределах) являются более положительно настроенными людьми, чем те, кто избегает их употребления.
Люди, работающие за вознаграждение (например, когда человек четко знает, что за конкретную работу он получит известную заранее и устраивающую лично его оплату),
тоже не особенно страдают пониженным настроением и ми. Замечена причинно–следственная связь между уровнем серотонина в организме и настроением. Так, если повышается количество серотонина - улучшается настроение, а появление хорошего настроения увеличивает выработку серотонина! Интересный и приятный «замкнутый круг».Регулярные занятия физической культурой способствуют поддержанию и улучшению синтеза веществ, отвечающих за «биохимию счастья». Это обеспечивается улучшением обмена веществ во всем организме, увеличением продукции адреналина (соответственно, и норадреналина, поскольку он является предшественником адреналина). Получение положительных эмоций (кино, театр, приятное общение, шопинг, секс – список можно продолжать долго, в общем, кому что нравится) также играет важную роль в поддержании хорошего настроения.
Плохое настроение, депрессии: откуда они возникают? В организме у серотонина есть по сути дела антипод – это мелатонин (основной гормон эпифиза - шишковидного тела мозга). От него зависит биологическое чередование внутреннего режима «сон – бодрствование». Синтезируется из триптофана (как и серотонин, только в ночное время, т.е. при недостатке или отсутствии освещенности). Под действием мелатонина происходит выработка веществ, обладающих способностью тормозить синтез серотонина.
Вспомните свое настроение в пасмурные дни, особенно глубокой осенью и зимой! Правда, было не очень радостное настроение? А теперь представьте погожий весенний или летний, да и просто солнечный день (в любое время года) – настроение улучшится! Получается, что чем большая освещенность (продолжительность дня) вокруг, тем лучше настроение, тем больше продуцируется серотонин и меньше - мелатонин. Вот отсюда и берут свое начало сезонные (осенне–зимние) депрессии. Весной и летом настроение наоборот улучшается.
Старайтесь научить себя получать от жизни как можно больше положительных эмоций. Начните с организации своего правильного питания (не переедайте и не голодайте), занимайтесь физической культурой (йога, аэробика, шейпинг, плавание, прогулки, активный отдых). Постарайтесь свести к минимуму или совсем прекратить общение с негативно настроенными по отношению к вам людьми. В конце концов, повысьте свою самооценку! Вы же человек! А раз дочитали эту статью до конца, то еще и любознательный, что является подтверждением того, что с «химизмом положительных эмоций» у вас все в полном порядке.
Наталья Коротаева, врач
ХИМИЯ МОЗГА И ПОВЕДЕНИЕ
Обычно взаимоотношения между людьми считаются прерогативой социально-психологических наук. Но, как показали исследования последних лет, эту проблему можно исследовать и на молекулярном уровне. И это подтвердили некоторые открытия в области генетики и биохимии.
Так, например, было установлено, что некоторые молекулярные механизмы, регулирующие социальное поведение, существуют, не меняясь, сотни миллионов лет. Причем как у животных, так и у людей они очень похожи и функционируют почти одинаково.
Одним из таких регуляторов общественного поведения являются нейропептиды окситоцин и вазопрессин.
Детальное их исследование показало, что эти соединения могут работать в двух режимах: они могут воздействовать и на одиночные нейроны и на их группы. В первом случае они называются нейромедиаторами, во втором – нейрогормонами.
Молекулы окситоцина и вазопрессина состоят всего из девяти аминокислот и отличаются одна от другой всего двумя аминокислотными фрагментами.
Эти или родственные им соединения обнаружены почти у всех изученных многоклеточных животных: их нашли даже у гидр. Их история, согласно заключению биологов, насчитывает около 700 миллионов лет.
У млекопитающих и человека синтезом окситоцина и вазопрессина заняты нервные клетки гипоталамуса. А вот у беспозвоночных, у которых эта структура отсутствует, производят эти соединения особые нейросекреторные отделы нервной системы.
Влияние этих двух нейропептидов очень широко исследовалось на многих видах животных. В результате оказалось, что окситоцин практически полностью регулирует семейную жизнь самок: их половое поведение, роды, лактацию, привязанность к детям и брачному партнеру.
А вот вазопрессин больше занят «сильным» полом: он влияет на эрекцию и эякуляцию, на агрессию, территориальное поведение и отношения с партнершами.
Безусловно, влияние этих соединений на поведение человека исследовать во много раз сложнее, чем их воздействие на поведение животных. И тем не менее благодаря современным методикам в этой области науки ученые получили немало любопытных фактов.
Удивительные результаты дало сопоставление индивидуальной изменчивости людей по некоторым микросателлитам – коротким, последовательно расположенным повторам в ДНК. Оказалось, что с этой изменчивостью связаны психологические и поведенческие различия.
Кроме того, выяснилось, что микросателлиты влияют на некоторые черты характера, например, на способность к самопожертвованию. В частности, это касается микросателлита RS3.
Под контролем этого участка ДНК находится и семейная жизнь. В 2006 году шведские ученые установили, что у мужчин, гомозиготных по одному из аллельных вариантов микросателлита RS3, названного RS3 334, романтические отношения приводят к браку в два раза реже, чем у остальных представителей сильной половины человечества.
Более того, у них во столько же раз больше риск оказаться несчастливыми в браке.
А вот у слабого пола таких соотношений между сателлитами и проблемами в жизни не обнаружено: даже если женщины являются гомозиготными по данному аллелю, они не сильно обижаются на свою личную жизнь.
В то же время те из женщин, которым судьба «подарила» мужа с «неправильным» микросателлитом, отношениями в семье чаще всего недовольны.
Носители аллеля RS3 334 выделились еще рядом характерных особенностей. Так, их больше среди тех, кто страдает аутизмом. При рассматривании посторонних лиц у носителей этого аллеля сильнее возбуждается миндалина – отдел мозга, отвечающий за обработку социально значимой информации, а также за ощущение страха и недоверчивость.
Когда же нейролептиды стали капать в нос, то ученые получили удивительные эффекты. Так, когда таким путем ввели мужчинам вазопрессин, в лицах незнакомых людей она увидели угрожающую мимику.
А вот у женщин эффект был обратный: для них неизвестные лица становились дружелюбнее, да они и сами вели себя намного мягче. А у мужчин все было наоборот.
Что же касается окситоцина, то у мужчин он улучшал способность по выражению лица разбираться в настроении и чувствах незнакомых им людей. Помимо этого, во время разговора мужчины чаще смотрели своему визави в глаза.
Кроме того, при носовом введении окситоцина мужчины становились доверчивее.
Проведенные исследования со всей остротой показали проблемы, которые могут в ближайшем будущем появиться в обществе. Например: распылять продавцам в воздухе вокруг своих товаров окситоцин или нет? Прописывать ли микстуру окситоцина постоянно ругающимся супругам? Или этого делать не стоит, чтобы не вызвать у них более серьезных проблем со здоровьем?
Ответить сразу на все эти вопросы ни биологи, ни психологи, ни социологи не могут. Поэтому проблема химии мозга, контроля над ней и будущим общества ждет новых исследований и, конечно же, выводов, которые смогут предложить наиболее оптимальный вариант выхода из этой ситуации.
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Высшие функции структур головного мозга во многом зависят от уровня гормонов и состояния нейромедиаторных систем мозга.
Нейроны обладают способностью не только генерировать и проводить возбуждение, но и вырабатывать и выделять биологически активные вещества. То есть относятся к нейросекреторным клеткам.
Нейроны выделяют различные вещества, которые условно можно объединить в три группы: нейромедиаторы, нейропептиды, нейрогормоны.
Нейромедиаторы – это химические посредники для передачи возбуждения в синапсах, либо для формирования торможения там же. В головном мозгу выделены и изучены около 30 различных медиаторов возбуждающего и тормозного действия. Наибольшее представительство в ЦНС имеют медиаторы: норадреналин, адреналин, ацетилхолин, серотонин, дофамин, ГАМК, глицин и другие.
К настоящему времени достигнуты значительные успехи в составлении карт распределения медиаторов в мозгу: какие медиаторы в каких структурах вырабатываются. Устанавливается их роль, механизм действия и зоны их влияния.
Известно, что причины многих психических нарушений кроются в медиаторных системах. Знание химической структуры и механизма действия медиаторов позволило получить лекарственные препараты, с помощью которых стало возможным управлять некоторыми синапсическими процессами: блокировать или усиливать действие медиаторов. В случае дефицита какого-либо медиатора, заменять его аналогами. Помимо этого удалось понять механизм действия нелекарственных веществ: таксинов и наркотиков.
Роль норадреналина и адреналина. Установлено, что большинство нейронов мозга, вырабатывающих норадреналин, сосредоточены в стволе мозга в голубом пятне, а их аксоны ветвятся и достигают различных областей мозга: гипоталамуса, мозжечка, коры передних отделов мозга. С активностью этих нейронов связывают наступление фазы быстрого сна и состояний бодрствования и внимания.
Активность нейронов, выделяющих адреналин и норадреналин, играет роль в развитии особенностей эмоционального компонента. При синдроме паники, бегстве и непреодолимом чувстве ужаса увеличивается выделение адреналина, а при реакции «битвы», отражения опасности увеличивается выделение норадреналина.
Адреналин и норадреналин влияют на метаболизм нейронов, участвующих в формировании условно-рефлекторной деятельности и поведенческих реакций. В механизмах половой дифференцировки мозга ребенка так же играют роль эти медиаторы. Установлено, что если в результате стресса происходит истощение норадреналина в гипоталамусе новорожденного, то это приведет к ослаблению процессов маскулинизации у мальчиков или феминизации у девочек.
Роль дофамина. Нейроны, вырабатывающие дофамин сосредоточены в области среднего мозга в нейронах черной субстанции, в лимбической системе и в коре больших полушарий. Одна часть аксонов черной субстанции идет в лобную кору, лимбическую систему и гипоталамус, там велика плотность рецепторов, чувствительных к дофамину. Другая часть аксонов направляется в базальные ганглии - в полосатое тело. Здесь дофамин участвует в регуляции сложных движений. Если происходит дегенерация дофоминовых нейронов черной субстанции, то развивается болезнь Паркинсона, характерной особенностью которой является нарушение двигательной функции. В некоторой степени компенсация утраченных функций достигается введением препарата – L – ДОФА. Структуры ЦНС, продуцирующие дофамин, играют роль в формировании мотиваций и эмоций, в механизмах удержания внимания, отборе значимых сигналов, в формировании памяти, сна и сновидений. Доказано, что высокий уровень дофамина в мозгу генетически предопределяет высокий показатель экстраверсии. Дофамин – медиатор, с помощью которого реализуются положительные эмоции. Дофамин называют молекулой удовольствия или молекулой антистресса. Он формирует чувство удовольствия. Именно с дофамином связан эффект самораздражения у крыс в опыте Милнера. При недостатке дофамина проявляются отрицательные эмоции. Некоторые наркотики высвобождают дофамин.
Роль серотонина. Серотонин вырабатывается нейронами ядер шва (ствол мозга), по аксонам он поступает в гипоталамус, таламус, лимбическую систему и др. структуры. Серотонин включается в эмоциональные механизмы памяти, участвует в формировании фазы медленного сна.
Установлено, что серотонин и норадреналин стимулируют секрецию фактора роста нейронов и ветвление дендритов в гиппокампе, в результате чего идет формирование долговременной памяти.
Серотонин и норадреналин влияют на проявление агрессивности, а снижение их уровня сопровождается развитием депрессии. Стресс истощает выработку норадреналина и серотонина, что является причиной суицида. В России до 40 тыс. человек ежегодно заканчивают жизнь самоубийством, преимущественно мужчины.
Роль ацетилхолина. Ацетилхолин вырабатывают нейроны базальных ганглиев. Он имеет прямое отношение к формированию памяти, он влияет на лобную кору и гиппокамп – это структуры памяти, информационные структуры.
Поражение у человека холинергической системы ведет к нарушению когнитивных процессов. Предполагается, что эта система преимущественно обеспечивает информационные компоненты поведения. При дефиците ацетилхолина в мозгу ухудшается пищедобывательное поведение, нарушается совершенство и точность двигательных рефлексов.
Крысы с дефицитом ацетилхолина в мозгу пугливы, стрессированы, агрессивны и плохо приручаются.
Роль ГАМК. ГАМК – тормозной медиатор. Установлено, что не менее одной трети нейронов мозга продуцируют ГАМК. Дефицит ГАМК характерен для неврологического заболевания – хореи, при которой утрачивается контроль за произвольными движениями. Обусловлено это состоянием гибелью нейронов полосатого тела (структуры базальных ганглиев). Лечение данного состояния затрудненно так как синтезированная ГАМК не преодолевает гемато-энцефалический барьер. В клинике используют препараты, повышающие эффективность имеющейся в мозгу ГАМК, - это транквилизаторы. Они успокаивают, снижают состояние тревоги. В настоящее время созданы препараты, подобные ГАМК, они улучшают память, настроение, нормализуют сон.
Добавляют к его функции еще одно измерение
Имеют биохимический аппарат, общий со всеми остальными живыми клетками, в том числе способность генерировать химическую энергию путем окисления пищевых веществ, а также восстанавливать и сохранять свою целостность. Нейроны обладают, кроме того, специфическими свойствами, которых лишены другие клетки и которые связаны с особой функцией нейронов как передатчиков нервных импульсов; сюда относятся необходимость в поддержании ионных градиентов, что требует большой затраты энергии, и свойства, связанные со способностью нейронов производить и выделять набор химических передатчиков, называемых нейромедиаторами. В синапсах – микроскопических участках, где тесно соприкасаются окончание одного нейрона и воспринимающая поверхность другого, приход импульса вызывает внезапное выделение молекул медиатора из, окончания. Затем эти молекулы диффундируют через заполненную жидкостью щель между двумя клетками и воздействуют на специфические постсинаптической мембраны, изменяя при этом электрическую активность воспринимающего нейрона.
Нейроны, содержащие норадреналин – химический медиатор в головном мозгу, – ярко светятся на этом срезе мозга крысы под флуоресцентным микроскопом. Такие клетки, расположенные в участке мозга, именуемом locus coeruleus, стали видны под воздействием глиоксиловой кислоты, которая превращает норадреналин в его флуоресцирующее производное. В этом поле находятся еще тысячи других нейронов, но в них содержатся другие медиаторы и поэтому они не видны. Норадреналиновые нейроны в locus coeruleus посылают свои во многие отделы мозга, в том числе в и передний мозг. Как полагают, они имеют отношение к регуляции , настроения, а также к системе поощрения. Микрофотография получена Ф. Блумом (F. Bloom), Г. Джонсом (G. Jones) и Ж. Мак-Джинти (J. McGinty) из Института Солка.
Химическая передача через – узкую щель между двумя нейронами – в головном мозгу состоит из сложной последовательности молекулярных процессов. На рисунке дана схема процесса передачи в норадреналиновом синапсе. Сначала в три стадии происходит синтез норадреналина из аминокислоты тирозина, причем каждая стадия катализируется особым ферментом. Затем медиатор в сочетании с белками накапливается в пузырьках, примыкающих к мембране. Приходящий в аксонное окончание запускает приток ионов кальция, который вызывает высвобождение норадреналина из пузырьков в синаптическую щель. Молекулы медиатора связываются со специфическими рецепторными белками, включенными в постсинаптическую мембрану, запуская серию , которая заканчивается кратковременными (электрическими) и долговременными воздействиями на воспринимающий нейрон. После этого действие норадреналина прекращается различными способами, в том числе быстрым возвращением медиатора в аксонное окончание и разрушением его ферментами. Выход некоторого количества норадреналина в синаптическую щель активирует пресинаптические рецепторы на аксонном окончании, вызывая циклического АМФ, который активирует белковую киназу, стимулируя тем самым новую выработку норадреналина.
Известно около 30 разных веществ, относительно которых доказано или подозревается, что они играют роль медиаторов в головном мозгу, и каждое из них оказывает на нейроны характерный возбуждающий или тормозный эффект. Медиаторы распределены в мозгу не в случайном порядке, а локализованы в особых группах нейронов, аксоны которых идут к другим высокоспециализированным областям мозга. Наложение этих разнообразных химически закодированных систем на нейронные сети наделяет головной мозг еще одним измерением модуляции и специфичности.
За последние годы достигнуты значительные успехи в изучении различных медиаторных веществ (хотя многие из них, несомненно, еще не открыты), в составлении карт их распределения по мозгу и в выяснении молекулярных процессов синаптической передачи. Такими исследованиями установлено, что действие многих лекарственных веществ и нейротоксинов на основано на их способности прерывать или модифицировать химическую передачу от нейрона к нейрону. В них есть также указания на то, что причинами психических болезней, возможно, окажутся в конечном счете нарушения функции специфических медиаторных систем мозга.
Что касается общего энергетического обмена, то из всех органов тела головной мозг является самым активным потребителем энергии, что отражается в его обильном кровоснабжении и интенсивном потреблении . Мозг настолько интенсивно использует кислород (50 миллилитров в минуту), что, составляя всего 2% общего веса тела, поглощает примерно 20% поступающего в организм кислорода.Такое огромное потребление энергии, как полагают, объясняется необходимостью поддерживать ионные градиенты по обе стороны нейронной мембраны, от чего зависит проведение импульсов в миллиардах нейронов мозга. Кроме того, это потребление энергии идет непрерывно: интенсивность метаболизма в мозгу относительно постоянна днем и ночью и иногда даже несколько возрастает во время со . Однако, чтобы не создалось ошибочного представления, следует сказать, что весь энергетический эквивалент метаболизма мозга составляет всего около 20 ватт.
Синапсы на типичном нейроне в головном мозгу являются либо возбуждающими, либо тормозными, в зависимости от типа выделяющегося в них медиатора. Они различаются морфологически под электронным микроскопом: для возбуждающих синапсов характерны сферические пузырьки и сплошное утолщение постсинаптической мембраны, а для тормозных - уплощенные пузырьки и несплошное утолщение мембраны. Синапсы можно также классифицировать по их положению на поверхности воспринимающего нейрона - на теле клетки, на стволе или «шипике» дендрита, или на аксоне.