И ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ
МЕДИАТОРНЫЕ СИСТЕМЫ МОЗГА
ВОЗБУЖДЕНИЯ
МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ
Коммуникативные нейронные сети
ЛЕКЦИЯ 3
ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. механизмы электрохимической передачи возбуждения
2. Медиаторные системы мозга и их функциональные эффекты
3. Нейронные сети, комплексы и функциональные центры мозга
Классификация синаптических межнейронных связей учитывает различные признаки. В связи с пространственным положением межнейронных контактов различают синапсы: аксо-соматические, аксо-дендритные, аксо-аксонные, дендро-дендритные и дендро-соматические, оказывающие либо возбуждающее, либо тормозное влияния.
Синаптические терминали нервных волокон – аксонов включают пресинаптическую мембрану, пузырьки-везикулы, содержащие медиатор, синаптическую щель, разделяющую пространство движения ионов от постсинаптической мембраны другого нейрона в данной цепочке.
По механизму передачи сигнальной информации различают синапсы:
1/ химические с постсинаптическими рецепторами и регуляцией медиатора ионами Ca2+;
2/электрические – в ВНС, возбуждающие и тормозные с быстрой двусторонней электропроводностью;
3/электро-химические, смешанные;
4/нейро-гормональные синапсы в структурах гипоталамуса.
Механизм межнейронной синаптической передачи сигнала включает последовательные события:
1/ высвобождение квантов медиатора из синаптических пузырьков под воздействием пресинаптического потенциала действия;
2/ взаимодействие молекул медиатора с постсинаптическими рецепторами;
3/ открытие трансмембранных Na+-K+ каналов для потоков заряженной ионной плазмы;
4/регуляцию их проводимости для входящего Na+ и выходящего K+ ;
5/ обеспечение необходимого ионного насыщения и заряда постсинаптической мембраны;
6/ дозирование электрофизиологической реакции нейронов в виде местных постсинаптических потенциалов (ВПСП или ТПСП);
7/ суммация потенциалов до порогового уровня деполяризации и распространение возбуждения (ПД) по всей мембране нейрона, аксону, его терминалям и пресинаптическим мембранам без изменения электрических параметров сигнала и закодированной в них информации.
На всех уровнях нейродинамики мозга и организации информационного обмена процессы регулируемого возбуждения и торможения осуществляются при участии около
30 медиаторов – химических и информационных трансмиттеров-посредников, которые синтезируются в телах нейронов, транспортируются по аксональным канальцам и депонируется в терминальных пресинаптических пузырьках – везикулах.
Клеточные резервы медиатора ограничены, неизбежно исчерпываются при длительной стимуляции нейрона, что приводит к временному торможению его активности.
Каждый медиатор имеет своего химического и функционального антагониста, координирующего реактивность нейронных комплексов, в зависимости от различных состояний мозга и установок индивидуального сознания.
Среди распространённых в ЦНС медиаторов отметим основные:
1/ Ацетилхолин – возбуждающий медиатор в синапсах нейросети большого мозга, ствола, ретикулярной формации, гипоталамуса, гиппокампа, мозжечка, спинного мозга, имеющих холинэргические рецепторы.
2/ Серотонин – содержится в гипоталамусе, в структурах симпатических нейронов, регулирующих вегетативные функции, оказывает возбуждающий или тормозной эффект в нейронах ствола мозга, в сегментах спинного мозга и тормозной – в коре большого мозга; участвует в восприятии сенсорных сигналов, ускоряет образование ассоциативных связей, формирование навыков и обучение, участвует в регуляции состояния сон-бодрствование и проявлении чувства удовлетворённости.
3/ Норадреналин – возбуждающий медиатор в нейронах гипоталамуса и тормозной в мозжечке; участвует в регуляции эмоциональной реактивность, поддерживает стрессоустойчивость, уровень бодрствования и активацию некоторых фаз сна и сновидений.
4/ Дофамин – медиатор нейронов среднего мозга, гипоталамуса и гипофиза, тормозит синтез ряда рилизинг- и тропных гормонов; сопутствует проявлению субъективного чувства удовольствия, поддерживает бодрствование мозга, эмоциональное равновесие, участвует в регуляции сложных двигательных координаций через нейроны полосатого тела.
5/ Гистамин – в структурах гипофиза и части гипоталамуса, включён в регуляцию метаболизма внутренних органов.
6/ Аминокислоты – гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) и глицин – повсеместно распространённые пресинаптические тормозные медиаторы коры большого мозга, мозжечка, ствола, спинного мозга.
7/ Энкефалины и эндорфины – опиоидные нейромедиаторы и модуляторы, блокируют и регулируют болевую чувствительность через клеточные структуры лимбической системы, которые содержат большое количество эндогенных опиатов – эндорфинов, как и ядрачерной субстанции и промежуточного мозга; их мобилизация усиливает тонус бодрствующего состояния мозга, поддерживает оптимистичный настрой эмоциональных реакций, повышает устойчивость психики к стрессу и экстремальным условиям, регулирует ритмы сна.