Медиаторы и гормоны

Гормон - биологическое активное вещество, вырабатываемое в организме специализированными клетками, тканями или органами и оказывающее целенаправленное воздействие на деятельность других органов и тканей. Гормоны участвует во всех процессах роста, развития, размножения и обмена веществ.

Ткани и органы. Нервная ткань

Медиаторы нервной системы

А. Нейромедиаторы и нейрогормоны

Нервные клетки управляют функциями организма с помощью химических сигнальных веществ, нейромедиаторов и нейрогормонов. Нейромедиаторы -- короткоживущие вещества локального действия; они выделяются в синаптическую щель и передают сигнал соседним клеткам. Нейрогормоны -- долгоживущие вещества дальнего действия, поступающие в кровь. Однако граница между двумя группами достаточно условная, поскольку большинство медиаторов одновременно действует как гормоны.

Сигнальные вещества - нейромедиаторы (или нейромодуляторы) должны удовлетворять ряду критериев. Прежде всего они должны продуцироваться нейронами и храниться в синапсах; при поступлении нервного импульса они должны выделяться в синаптическую щель, избирательно связываться со специфическим рецептором на постсинаптической мембране другого нейрона или мышечной клетки, стимулируя эти клетки к выполнению ими своих специфических функций.

Б. Химическое строение

По химическим свойствам нейромедиаторы подразделяются на несколько групп. В таблице на схеме приведены наиболее важные представители нейромедиаторов -- более чем 50 соединений.

Наиболее известным и часто встречающимся нейромедиатором является ацетилхолин, сложный эфир холина и уксусной кислоты. К нейромедиаторам относятся некоторые аминокислоты, а также биогенные амины, образующиеся при декарбоксилировании аминокислот (см. рис. 183). Известные нейромедиаторы пуринового ряда -- производные аденина. Самую большую группу образуют пептиды и белки. Небольшие пептиды часто несут на N-конце остаток глутаминовой кислоты в виде циклического пироглутамата (5-оксопролин; однобуквенный код: <G). На С-конце у небольших пептидов часто вместо карбоксильной группы стоит амидная группа (-NH₂). За счет такой модификации нейропептиды лучше защищены от неспецифического расщепления пептидазами. Эта группа включает также крупные нейробелки.

Механизм действия. Медиаторы и модуляторы связываются с рецепторами постсинаптической мембраны соседних клеток. В постсинаптической мембране имеются различные типы рецепторов, которые используют различные сигнальные пути.

Некоторые рецепторы являются лиганд-активируемыми ионными каналами, например никотиновые холинэргические рецепторы (мышечные и нейрональные), ГАМК-рецепторы и глициновый рецептор. Но чаще всего рецепторы управляют ионными каналами опосредовано с участием G-белков.

Большинство нейромедиаторов стимулируют открывание ионных каналов, и лишь только немногие -- закрывание.

Характер изменения мембранного потенциала постсинаптической клетки зависит от типа канала.

Изменение мембранного потенциала от -60 до +30 мВ за счет открывания Nа⁺-каналов приводит к возникновению постсинаптического потенциала действия.

Изменение мембранного потенциала с -60 мВ до -90 мВ за счет открывания Cl^--каналов ингибирует потенциал действия (гиперполяризация), в результате чего возбуждение не передается (тормозной синапс).

В. Биосинтез катехоламинов

Катехоламины -- группа биогенных аминов, содержащих в качестве общего фрагмента 3,4-дигидроксифенилаланин («катехол»). Биосинтез этих веществ начинается с аминокислоты тирозина. Гидроксилирование тирозина [1] приводит к образованию 3,4-дигидроксифенилаланина (дофа). При последующем декарбоксировании [2] образуется дофамин. При дальнейшем гидроксилировании [3] дофамин превращается в норадреналин (норэпинефрин). Донором водорода в этой реакции служит аскорбат (см. рис. 357). Наконец, метилирование норадреналина [4] приводит к образованию адреналина (эпинефрина). Дофамин, норадреналин и адреналин являются медиаторами. Адреналин выполняет функции как медиатора, так и гормона.

Ионотропные метаботропные рецепторы

Рецепторы, которые действуют, непосредственно открывая ионные каналы, что позволяет определенным ионам проходить в клетки и из клеток. Ср. с метаботропными рецепторами.

Рецепторы, которые действуют опосредованно. При стимуляции они активизируют фермент, который инициализирует ряд метаболических процессов, открывающих ионные каналы в клеточных мембранах, что позволяет ионам проникать в клетки и из них. Ср. с ионо-тройными рецепторами.

Биологические мембраны

Биологические мембраны, тонкие пограничные структуры молекулярных размеров, расположенные на поверхности клеток и субклеточных частиц, а также канальцев и пузырьков, пронизывающих протоплазму. Толщина Б. м. не превышает 100. Важнейшая функция Б. м. -- регулирование транспорта ионов, сахаров, аминокислот и других продуктов обмена веществ (см. Проницаемость биологических мембран). Первоначально термин "Б. м." использовали при описании всех видов пограничных структур, встречающихся в живом организме, -- покровных тканей, слизистых оболочек желудка и кишечника, стенок кровеносных сосудов и почечных канальцев, миелиновых оболочек нервных волокон, оболочек эритроцитов и др. К середине 20 в. было доказано, что в большинстве пограничных структур эффективную барьерную функцию выполняют не все элементы этих сложных образований, а только мембраны клеток. С помощью электронного микроскопа и рентгеноструктурного анализа удалось показать общность строения поверхностных клеточных мембран эритроцитов, нервных и мышечных клеток, бактерий, плазмалеммы растительных клеток и др. с мембранами субклеточных структур -- эндоплазматической сети, митохондрий, клеточных ядер, лизосом, хлоропластов и др. Б.м. занимают огромную площадь (например, в организме человека только поверхностные мембраны имеют площадь, равную десяткам тыс. м²) и играют универсальную регуляторную роль в обмене веществ. Поэтому изучение структуры и функций Б. м. -- одна из важнейших задач цитологии и молекулярной биологии. Функции Б. м. многообразны.

Функциональные свойства Б. м. тесно связаны с их структурной организацией и в значительной степени определяются ею. Ещё в 1902, изучая проницаемость клеточных мембран, немецкий учёный Э. Овертон заметил, что через мембраны легче всего проникают вещества, хорошо растворимые в липидах, и предположил наличие последних в поверхностной клеточной мембране. В 1926 американские биологи Э. Гортер и Ф. Грендел выделили из гемолизированных эритроцитов человека липиды и расположили их в виде мономолекулярного слоя на поверхности воды; общая площадь этого слоя примерно в 2 раза превышала поверхность эритроцитов. Из этого они сделали вывод, что липиды Б. м. расположены в виде бимолекулярного слоя. Поверхностное натяжение клеточной мембраны (0,1 мн/м, или дин/см) меньше натяжения слоя чистого липида (10 мн/м, или дин/см) и близко к поверхностному натяжению белков.

Поэтому было предположено, что в Б. м. бимолекулярный липидный слой покрыт с двух сторон слоями белка (структура "сэндвича").

Изучение клеточной поверхности с помощью поляризационного микроскопа позволило предположить, что молекулы липидов расположены перпендикулярно, а молекулы белка -- параллельно клеточной поверхности.

Методом электропроводности удалось измерить электрическую ёмкость клеточной мембраны, равную 1 мкф/см², и рассчитать толщину её липидного слоя, которая оказалась равной 55 На основе всех этих данных английские биологи Л. Даниелли и Г. Даусон в 1935 предложили модель Б. м., в основных чертах удовлетворяющую современным представлениям о структуре Б.

Биологическая мембрана - белково-липидная структура молекулярных размеров, расположенные на поверхности клетки или на поверхности внутриклеточных частиц ядра, митохондрий и др.

Обладая избирательной проницаемостью, биологические мембраны регулируют в клетках концентрацию солей, сахаров, аминокислот и других продуктов обмена веществ.

Половые гормоны, их строение и функции

Мужские половые гормоны имеют общее название андрогены (от греческого слова "андрос" - мужской)

Гормон	Действие гормона	Изменение секреции гормона при мышечной деятельности средней тяжести
Тестостерон	Стимулирует развитие мужских половых органов и формирование мужских вторичных половых признаков: огрубение голоса, мужской тип волосяного покрова тела, мужской тип распределения жировой ткани и др.Оказывает стимулирующее влияние на синтез белков.	Повышается после окончания работы, особенно силового характера.

Женские половые гормоны имеют общее название эстрогены, хотя к группе эстрогенов относятся не все женские гормоны.

Гормон	Действие гормона	Изменение секреции гормона при мышечной деятельности средней тяжести
Группа эстрагенов (эстрон, эстриол, эстрадиол)	Выделяются яичниками и фолликулами в предовуляторный и овуляторный периоды. Стимулируют развитие женских вторичных половых признаков: женский тип волосяного покрова тела, женский тип распределения подкожного жира, развитие молочных желез и др. Стимулируют разрастание матки и ее слизистой оболочки, усиливают сокращение матки и маточных труб. Усиливают синтез белков, в основном, в матке.	Снижается, так как чрезмерно высокий уровень эстрагенов отрицательно сказывается на работоспособности.
Прогестерон	Выделяется желтым телом в поствуляторный период. Подготавливает слизистую матки к имплантации в нее оплодотворенной яйцеклетки. Обеспечивает нормальное протекание беременности. Подавляет выделение гонадотропных гормонов передней доли гипофиза, стимулирующих секрецию эстрогенов.	Вероятно, меняется мало.

Надпочечники их гормоны и функции

Как явствует из названия, надпочечники расположены над почками и представляют собой железы массой около 3-5 грамм. У человека два надпочечника (над каждой почкой).Наружная часть надпочечников называется корковым веществом, а внутренняя - мозговым веществом. По сути - это две разные железы, объединенные в одном органе. Удаление надпочечников несовместимо с жизнью организма.

НАДПОЧЕЧНИКИ, парная железа внутренней секреции. Состоит из двух разных по происхождению и функции частей: коркового (наружного) слоя, вырабатывающего кортикостероиды, минералокортикоиды и половые гормоны, и мозгового (внутреннего) слоя, продуцирующего адреналин и другие гормоны. Гормоны надпочечников участвуют в регуляции обмена веществ и осуществлении защитно-приспособительных реакций организма на действие чрезвычайных и патологических раздражителей. Их выработка находится под контролем центральной нервной системы и в тесной связи с функцией гипофиза.

Щитовидная железа, её гормоны и функции

Щитовидная железа или тиреоидная железа - одна из наиболее крупных желез внутренней секреции, ее масса у взрослого человека - от 30 до 60 грамм.

Удаление щитовидной железы несовместимо с жизнью организма

Гормоны щитовидной железы

Гормон	Действие гормона	Изменение секреции гормона при мышечной деятельности средней тяжести
Тироксин или тетрайодтиронин	Усиливает процессы окисления жиров, углеводов и белков в клетках, ускоряя, таким образом, обмен веществ в организме. Повышает возбудимость центральной нервной системы.	Практически не меняется.
Трийодтиронин	Действие во многом аналогично тироксину.	Практически не меняется.
Тирокальцитонин	Регулирует обмен кальция в организме, снижая его содержание в крови, и увеличивая его содержание в костной ткани (оказывает действие, обратное паратгормону паращитовидных желез). Снижение уровня кальция в крови уменьшает возбудимость центральной нервной системы.	Повышается при значительном утомлении, наступающем при выполнении длительной мышечной деятельности.

Щитовидная железа (ЩЖ) - небольшой орган весом 15-20 г, расположенный на передней поверхности шеи. Вместе с другими железами она входит в эндокринную систему - систему органов, вырабатывающих биологически активные вещества - гормоны. На протяжении всей жизни гормоны играют важнейшую роль практически в каждом процессе, происходящем в нашем организме. Все железы эндокринной системы тесно взаимодействуют между собой, что объясняет тот факт, что даже при незначительном сдвиге в функции одного органа происходят изменения во всем организме.

Гормоны, выделяясь в кровоток эндокринными железами, действуют на ткани и органы организма, находящиеся нередко на значительном отдалении от места их образования. Основной функцией гормонов и всей эндокринной системы является поддержание гомеостаза - нормальных значений различных веществ в крови и, таким образом, всех происходящих в организме процессов.

Несмотря на небольшой размер ЩЖ, гормоны, вырабатываемые в ней, участвуют практически во всех процессах организма. Основной функцией ее является поддержание нормального метаболизма (обмена веществ) в клетках организма. Гормоны ЩЖ стимулируют обмен веществ практически во всех клетках и регулирует практически каждый процесс в организме - дыхание, прием пищи, сон, движение, а также процессы во внутренних органах - от сердцебиения до работы репродуктивной системы.

Тиреоидные гормоны необходимы для нормального умственного и физического развития. Наряду с гормоном роста, вырабатываемым в гипофизе, они отвечают за нормальное развитие костей скелета. Недостаток гормонов ЩЖ в детском возрасте приводит к прекращению роста, а дефицит их при беременности - к недоразвитию мозга будущего ребенка.

У здоровых людей ЩЖ принимает участие также в контроле за весом тела. При повышенном потреблении пищи активность ее увеличивается, образование Т₃ усиливается, что приводит к повышению скорости метаболизма в организме. Наоборот, при недоедании активность ЩЖ снижается, приводя к замедлению метаболизма.

Гормоны ЩЖ принимают участие в регуляции водно-солевого баланса, в образовании некоторых витаминов (например, образовании витамина А в печени), а также в осуществлении функции других гормонов в организме. Например, без гормонов ЩЖ невозможно воздействие гормона роста на головной мозг.

Доказанной является роль ЩЖ в нормальном развитии молочных желез у женщин. ЩЖ играет важную роль в функционировании иммунной системы организма. Ее гормоны стимулируют клетки иммунной системы, называемые Т-клетками, с помощью которых организм борется с инфекцией. Предполагается, что изменение функции ЩЖ играет важную роль в старении организма.

Аденогипофиз

Аденогипофиз - группа клеток (область) передней доли гипофиза, в которых синтезируются адренокортикотропный, соматотропный и меланоцитостимулирующий гормоны, пролактин и др. высокоактивные в физиологическом отношении вещества (гормоны), контролирующие работу эндокринных желез, процессы обмена веществ и многие другие, жизненно важные функции организма.

Аденогипофиз - передняя основная доля - 70% массы железы в гипофизе. Аденогипофиз состоит из трех основных типов железистых клеток: ацидофильных, базофильных, составляющих группу хромофилов, и хромофобов.

Продукция гормонов аденогипофиза, в свою очередь, зависит от либеринов и статинов -- гормонов гипоталамуса, поступающих в воротную систему гипофиза. Секреция либеринов и статинов контролируется адренергическими, холинергическими и дофаминергическими нейронами высших нервных центров. Кроме того, секреция некоторых гормонов аденогипофиза и либеринов тормозится гормонами периферических эндокринных желез по принципу отрицательной обратной связи.

Таким образом, в регуляции роста участвуют гормоны гипоталамуса, аденогипофиза и периферических эндокринных желез -- мишеней аденогипофизарных гормонов.

Благодаря своему множественному гормональному воздействию на организм, аденогипофиз является ключевым регулятором эндокринной системы, секретируемые им гормоны моделируют функции соответствующих периферических эндокринных желез: щитовидной, коры надпочечников, гонад. 10-25% аденогипофиза приходится на долю пролактинсекретирующих клеток, во время беременности их число достигает 70% и гипофиз увеличивается практически в два раза.

На долю тиреотропного гормона (ТТГ) приходится около 10% клеток аденогипофиза. На долю клеток, секретирующих гормоном роста - ГР (соматотрофов), приходится до 50% всех клеток аденогипофиза. Кроме того, гормон роста обозначается как соматотропин, или соматотропный гормон (СТГ). Эффекты ГР на уровне тканей реализуются преимущественно через инсулиноподобный фактор роста -1 (ИФР-1), синтез которого происходит в печени под влиянием ГР. Синтез и секреция ГР контролируется двумя гипоталамическими нейропетидами - рилизинг-гормоном ГР (соматолиберин) и сомастином.

В регуляции функции аденогипофиза в организме человека играет роль эйкозаноиды. Секреция всех аденогипофизарных гормонов характеризуются суточной периодичностью: в дневные часы уровень гормонов низкий, а в ночные часы уровень гормонов возрастает.

Выпадение тропных функций гипофиза приводит к развитию соответственно вторичного гипотериоза, гипокортицизма, гипогонадизма. Клиническая картина этих состояний сходна с первичным поражением этих эндокринных желез (протекает тяжелее вторичной). Изолированное выпадение той или иной тропной функции аденогипофиза представляет редкость. Таким образом, вторичному гипокортицизму будет сопутствовать вторичный гипотериоз, гипогонадизм и дефицит гормона роста.

Нейрогипофиз

Гипофиз состоит из двух крупных различных по происхождению и структуре долей: передней -- аденогипофиза (составляет 70--80 % массы органа) и задней -- нейрогипофиза. Вместе с нейросекреторными ядрами гипоталамуса гипофиз образует гипоталамо-гипофизарную систему, контролирующую деятельность периферических эндокринных желёз.

Нейрогипофиз (задняя доля гипофиза)

Нейрогипомфиз, neurohypophysis, состоит из нервной доли и воронки, infundibulum, соединяющей нервную долю со срединным возвышением. Нервная доля образована клетками эпендимы (питуицитами) и окончаниями аксонов нейросекреторных клеток паравентрикулярного и супраоптического ядер гипоталамуса промежуточного мозга, в которых и синтезируются вазопрессин (антидиуретический гормон) и окситоцин, транспортируемые по нервным волокнам, составляющим гипоталамо-гипофизарный тракт, в нейрогипофиз. В задней доле гипофиза эти гормоны депонируются и оттуда поступают в кровь. Воронка гипофиза, соединяясь с воронкой гипоталамуса, образует ножку гипофиза. Вазопрессин выполняет в организме две функции: 1) Усиление реабсорбции воды в соьирательных трубочках почек (это антидиуретическая функция вазопрессина); 2) влиянме на гладкую мускулатуру артериол, однако название "вазопрессин" не совсем соответсвует свойству этого гормона суживать сосуды. Дело в том, что в нормальных физиологических концентрациях он сосудосуживающим эффектом не обладает. Сужение сосудов может происходить при экзогенном внедрении гормона в больших количествах или же при кровопотере, когда гипофиз интенсивно выделяет этот гормон. При недостаточности нейрогипофиза развзивается синдром несахарного диабета, при котором с мочой в день может теряться значительное количество воды (15л/сутки), так как снижается ее реабсорбция в собирательных трубочках. Окситоцин во время беременности не действует на матку, так как под воздействием прогестерона, выделяемого желтым телом, она становится нечувствительным к данному гормону. Окситоцин способствует сокращению миоэпителиальных клеток, способствующих выделению молока из молочных желез.

Гипоталамус, эпифиз, гормоны, функции

Гипоталамус или подбугорье -- отдел головного мозга, расположенный ниже таламуса, или «зрительных бугров», за что и получил своё название.

Гипоталамус выполняет многообразные физиологические функции. Вегетативные ядра гипоталамуса отвечают за вегетативную регуляцию сосудистого тонуса, потоотделения, секреции слюны и мн.др., за вегетативное обеспечение эмоций, половой и пищевой активности и др. Нейросекреторные ядра гипоталамуса секретируют различные гормоны, в частности антидиуретический гормон, окситоцин и различные рилизинг-гормоны -- соматотропин-рилизинг-гормон, тиреотропин-рилизинг-гормон, кортикотропин-рилизинг-гормон, гонадотропин-рилизинг-гормон.

Гипоталамус тесно анатомически и функционально связан с гипофизом и с лимбической системой.

Эпифимз, или шишковимдное тело, -- небольшой орган, выполняющий эндокринную функцию, считающийся составной частью фотоэндокринной системы; относится к промежуточному мозгу. Непарное образование серовато-красного цвета, расположенное в центре мозга между полушариями в месте межталамического сращения. Вырабатывает гормон мелатонин и серотонин.

Анатомически принадлежит к надталамической области, или эпиталамусу. Эпифиз относится к диффузной эндокринной системе^[1], однако часто его называют железой внутренней секреции (приписывая его принадлежность к гландулярной эндокринной системе). На основании морфологических признаков эпифиз причисляют к органам, находящимся за пределом гематоэнцефалического барьера.

Функции эпифиза

До сих пор функциональная значимость эпифиза для человека не вполне ясна. Секреторные клетки эпифиза выделяют в кровь гормон мелатонин, синтезируемый из серотонина, который участвует в синхронизации циркадных ритмов (биоритмы «сон -- бодрствование») и, возможно, влияет на все гипоталамо-гипофизарные гормоны, а также иммунную систему.

К известным функциям эпифиза относят:

· тормозит выделение гормонов роста;

· тормозит половое развитие и половое поведение;

· тормозит развитие опухолей.

· отвечает за пространственно-временную ориентацию индивида.

Эпифиз оказывает влияние на половое развитие и сексуальное поведение. У детей эпифиз имеет бомльшие размеры, чем у взрослых; по достижении половой зрелости выработка мелатонина уменьшается.

Рик Страссман также предположил, что шишковидное тело отвечает за выработку эндогенного диметилтриптамина (DMT), хотя это ещё не доказано. Некоторые убеждены, что DMT участвует в сновимдении и, вероятно, околосмертных переживаниях и других мистических состояниях, и, хотя это также не доказано, в 1988 Джейс Каллавэй выдвинул гипотезу, что DMT связан с визуальным сновимдением.

Регуляция эпифиза

Согласно последним биологическим исследованиям эпифиз человека и многих типов животных является существенной составной частью фотонейроэндокринной системы. Свет оказывает тормозящее влияние на активность эпифиза, тогда как темнота -- стимулирующее. Свет не проникает напрямую к эпифизу, но последний имеет ганглиозную связь с сетчаткой: сетчатка воспринимает свет и посылает по ретино-гипоталамическому тракту сигналы в гипоталамус, откуда те через цепь нейронов достигают шейного отдела симпатической нервной системы, переключаются на восходящие симпатические волокна, которые проходят через верхний шейный ганглий внутрь черепа и наконец иннервируют эпифиз.

Стимулирующее действие на эпифиз оказывает норадреналин, служащий, как и во всех случаях с симпатической иннервацией, нейромедиатором.

Эндокринная система

Функция и работа органов эндокринной системы - гипоталамус, щитовидня железа, поджелудочная железа, гипофиз, надпочечники, половые железы

Нормальное функционирование органов нашего тела основано на том, что они должны потреблять одни вещества для выработки других, необходимых организму. Для решения этой задачи существует система внутреннего контроля и регулирования - гормональная, или эндокринная система.

Гормоны выполняют роль химических агентов, которые выделяются в кровь некоторыми железами. Железы, вырабатывающие гормоны, называют железами внутренней секреции, эндокринными железами: у них нет выводных путей, и они выделяют свой секрет в межклеточное пространство, где его подхватывает кровь и переносит в другие части организма. Самые главные из них - гипоталамус, гипофиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, поджелудочная железа, надпочечники и половые железы, хотя имеются и другие, такие, как эпифиз и тимус, действие которых до настоящего времени полностью не изучено.

Есть также железы другого вида (потовые, слюнные, слезные и др.), являющиеся экзокринными, то есть внешней секреции, так как они не выделяют свои продукты в кровоток.

Гипоталамус - это орган головного мозга, который, наподобие диспетчерской, дает распоряжения по выработке и распределению гормонов в нужном количестве и в нужное время.

Щитовидная железа, околощитовидные железы - щитовидная железа, расположенная в передней части шеи, секретирует три гормона. К ней примыкают четыре небольшие околощитовидные железы, участвующие в обмене кальция.

Поджелудочная железа - этот орган является одновременно экзокринным и эндокринным. Как эндокринный, он вырабатывает два гормона - инсулин и глюкагон, регулирующие обмен углеводов.

Гипофиз - железа, расположенная в основании черепа, выделяющая большое количество трофических гормонов - тех, которые стимулируют секрецию других эндокринных желез.

Надпочечники - представляют собой две небольшие железы, расположенные по одной над каждой почкой и состоящие из двух самостоятельных частей - коры и мозгового вещества.

Половые железы - половые железы (яичники у женщин и яички у мужчин) вырабатывают половые клетки и другие основные гормоны, участвующие в репродуктивной функции.

Медиаторы и модуляторы

Медиаторы, модуляторы и рецепторы ЦНС.

Распространение возбуждения в нейронных сетях и ЦНС в целом обеспечивается проводящими межклеточными контактами. Электрические синапсы - щелевые контакты - быстрые. Химические синаптические контакты имеют меньшую скорость проведения возбуждения, но они дают дают важнейшее преимущество - возможность регулировать распространение возбуждения в ЦНС.

Следовательно мишенями психотропные фармпрепаратов: снотворных, антидепрессантов и др. являются именно синаптические контакты.

Модуляторы

По сравнению с медиаторами

Не обладают самостоятельным физиологическим действием, а модифицируют эффект нейромедиаторов

Действие нейромодуляторов имеет тонический характер - медленное развитие и большая продолжительность эффекта - секунды, минуты

Нейромодуляторы не обязательно имеют синаптическое или даже нейронное происхождение, могут высвобождаться, например, из нейроглии

Действие нейромодулятора не сопряжено с эффектом медиатора и не обязательно инициируется нервными импульсами

Мишенью нейромодуляторов может быть не только постсинаптическая мембрана и её рецепторы, нейромодулятор может действовать на разные участки нейрона, причём действие может быть и внутриклеточным

Ацетилхолин

Ацетилхолин (Асеtуlchоlinum). Ацетилхолин относится к биогенным аминам -- веществам, образующимся в организме. Для применения в качестве лекарственного вещества и для фармакологических исследований это соединение получают синтетическим путём в виде хлорида или другой соли.

Ацетилхолин является четвертичным моноаммониевым соединением. Это химически нестойкое вещество, которое в организме при участии специфического фермента холинэстеразы (ацетилхолинэстеразы) легко разрушается с образованием холина и уксусной кислоты.

Образующийся в организме (эндогенный) ацетилхолин играет важную роль в процессах жизнедеятельности: он принимает участие в передаче нервного возбуждения в ЦНС, вегетативных узлах, окончаниях парасимпатических и двигательных нервов.

Ацетилхолин является химическим передатчиком (медиатором) нервного возбуждения; окончания нервных волокон, для которых он служит медиатором, называются холинергическими, а рецепторы, взаимодействующие с ним, называют холинорецепторами. Холинорецептор (по современной зарубежной терминологии -- «холиноцептоp») является сложной белковой макромолекулой (нуклеопротеидом), локализованной на внешней стороне постсинаптической мембраны. При этом холинорецептор постганглионарных холинергических нервов (сердца, гладких мышц, желез) обозначают как м-холинорецепторы (мускариночувствительные), а расположенные в области ганглионарных синапсов и в соматических нервномышечных синапсах -- как н-холинорецепторы (никотиночувствительнные)(С. В. Аничков). Такое деление связано с особенностями реакций, возникающих при взаимодействии ацетилхолина с этими биохимическими системами: мускариноподобных в первом случае и никотиноподобных -- во втором; м- и н-холинорецепторы находятся также в разных отделах ЦНС.

По современным данным, мускариночувствительные рецепторы делят на М1-, М2- и М3-рецепторы, которые по-разному распределяются в органах и разнородны по физиологическому значению (см. Атропин, Пиренцепин).

Ацетилхолин не оказывает строгого избирательного действия на разновидности холинорецепторов. В той или другой степени он действует на м- и н-холинорецепторы и на подгруппы м-холинорецепторов.

Ацетилхолину принадлежит также важная роль как медиатору ЦНС. Он участвует в передаче импульсов в разных отделах мозга, при этом малые концентрации облегчают, а большие -- тормозят синаптическую передачу. Изменения в обмене ацетилхолина могут привести к нарушению функций мозга. Некоторые центральнодействующие антагонисты ацетилхолина (см. Амизил) являются психотропными препаратами (см. также Атропин). Передозировка антагонистов ацетилхолина может вызвать нарушения высшей нервной деятельности (оказывать галлюциногенный эффект и др.).

Для применения в медицинской практике и для экспериментальных исследований выпускается ацетилхолин-хлорид (Acetylcholini chloridum).

Синонимы: Acetylchlolinum chloratum, Acecoline, citocholine, Miochol и др.

Бесцветные кристаллы или белая кристаллическая масса. Расплывается на воздухе. Легко растворим в воде и спирте.

Катехоламины

Катехоламины -- физиологически активные вещества, выполняющие роль химических посредников и "управляющих" молекул (медиаторов и нейрогормонов) в межклеточных взаимодействиях у животных и человека, в том числе в их мозге; производные пирокатехина. К катехоламинам относятся, в частности, такие нейромедиаторы, как адреналин, норадреналин, дофамин (допамин). Адреналин часто, особенно в западной литературе, называют "эпинефрин" (т.е. "вещество надпочечников"). Соответственно, норадреналин часто называют "норэпинефрин".

Катехоламины адреналин, норадреналин и дофамин синтезируются мозговом веществе надпочечников, в симпатической нервной системе и в мозге. Так как при различных заболеваниях катехоламины и их метаболиты, например, метанефрин и норметанефрин секретируются в повышенных количествах, их можно использовать в диагностических целях. При ряде психических заболеваний в определенных зонах мозга бывает недостаток катехоламинов.

Адреналин -- конечный продукт биосинтеза катехоламинов. В целом синтез катехоламинов -- это сложный биохимический процесс. Схематически это выглядит так: Тирозин > ДОФА > Дофамин > Норадреналин > Адреналин Для катализации этого процесса необходим ряд ферментов.

Катехоламины

производные пирокатехина, активно участвующие в физиологических и биохимических процессах в организме животных и человека. К К. природным относятся адреналин, норадреналин и дофамин. Будучи гормонами мозгового слоя надпочечников и медиаторами нервной системы, К. отражают и определяют состояние симпатического отдела вегетативной нервной системы, играют важную роль в нейрогуморальной регуляции и нервной трофике, участвуют в обмене веществ и приспособительных реакциях организма, обеспечивая постоянство внутренней среды и физиологических функций (гомеостаз). Обусловленные К. эффекты -- результат их взаимодействия с так называемыми адренорецепторами -- клеточными реактивными системами, специфическими реагирующими с К.; a-адренорецепторы связаны преимущественно с возбуждающей функцией; b-адренорецепторы -- с угнетением гладких мышц, учащением и усилением сердечных сокращений. К. присутствуют в крови, органах, тканях и моче. При физическом и психическом напряжении (см. Адаптационный синдром, Стресс), некоторых заболеваниях (например, при опухолях мозгового слоя надпочечников) содержание К. в крови и моче резко возрастает. В организме К. подвергаются обменным превращениям (окислительному дезаминированию, О-метилированию, хиноидному окислению и др.), что приводит к их инактивированию или изменению физиологических и биохимических свойств. При осуществлении роли медиаторов К. откладываются (депонируются) в особых гранулах нервных окончаний (см. Адреналовая система). Ряд фармацевтических препаратов воздействует на разные этапы синтеза, выделения, депонирования и обмена К. Так, резерпин опустошает депо К., паргилин и ипрониазид подавляют их окислительное дезаминирование, альдомет блокирует синтез и депонирование К., гуанетедин и бретилий препятствуют прохождению нервного импульса. Эти вещества применяют в медицине для усиления или ослабления активности симпатической нервной системы.

Бензодиазипины

Бензодиазепины -- класс психоактивных лекарственных веществ с гипнотическими, седативным, анксиолитическим, антиконвульсивными эффектами. Действие бензодиазепинов обуславливается торможением центральной нервной системы.^[1] Являются депрессантами. ^[2]

Данные препараты применяются для лечения и снятия симптомов психических беспокойств, бессоницы, возбуждения, эпилептических припадков, мускульных спазмов, а также синдрома физической отмены (алкоголя, наркотиков). Известна эффективность бензодиазепинов для лечения панических атак, вызванных приемом наркотиков-галлюциногенов.

При долговременном использовании могут вызывать привыкание и физическую зависимость.

Бензодиазепины оказались способными значительно снижать тревогу у многих больных. Ваше состояние, вероятно, начнёт улучшаться в пределах от нескольких дней до нескольких недель от начала приёма. Важно, чтобы Вы в точности следовали инструкциям своего врача в отношении времени приёма и дозы принимаемого лекарства. Не увеличивайте и не уменьшайте назначенную Вам дозу, и не принимайте лекарства чаще или реже, чем Вам предписано врачом. Врач может постепенно ( и безопасно) наращивать дозировки с тем, чтобы подобрать наиболее подходящую для Вас. Если Вы регулярно принимали данный препарат, не прекращайте приёма, не посоветовавшись с врачом.

У некоторых больных на фоне приёма бензодиазепинов могут возникнуть легкие побочные эффекты, такие, как "затуманенность взора", вялость, неустойчивость походки, головокружение, сонливость, головная боль, повышенная утомляемость или слабость. Такие явления обычно возникают в начале лечения и, как правило, исчезают в течение нескольких недель. Хотя эти эффекты и не опасны, но, если они становятся тягостными, Вам следует обратиться к врачу. Принимаемая Вами дозировка может быть изменена для уменьшения этих побочных действий. Немедленно обратитесь к своему врачу при возникновении тяжёлых побочных явлений, таких, как одышка, кожная сыпь или зуд, мышечная слабость, судороги или любые другие необычные симптомы.

Аминомасляная кислота (ГАМК, GABA) -- аминокислота, важнейший тормозной нейромедиатор центральной нервной системы человека и млекопитающих.

Гамма-аминомасляная кислота снимает возбуждение и оказывает успокаивающее действие, ее можно принимать также как транквилизатор, но без риска развития привыкания. Эту аминокислоту в форме препарата аминалон используют в комплексном лечении эпилепсии и артериальной гипертензии. Так как она оказывает релаксирующее действие, ее применяют при лечении нарушений половых функций. Гамма-аминомасляную кислоту назначают при синдроме дефицита внимания. Избыток гамма-аминомасляной кислоты, однако, может увеличить беспокойство, одышку, дрожание конечностей.

Глутамат

Глутаминовая кислота -- алифатическая аминокислота. В живых организмах глутаминовая кислота и её анион глутамат присутствуют в составе белков, ряда низкомолекулярных веществ и в свободном виде. Глутаминовая кислота играет важную роль в азотистом обмене.

Глутаминовая кислота также является нейромедиаторной аминокислотой, одним из важных представителей класса «возбуждающих аминокислот». Связывание аниона глутамата со специфическими рецепторами нейронов приводит к возбуждению нейронов.

Глутаматные рецепторы

Существуют ионотропные и метаботропные (mGLuR 1-8) глутаматные рецепторы.

Ионотропными рецепторами являются NMDA-рецепторы, AMPA-рецепторы и каинатные рецепторы. В нейронах представлены NMDA-рецепторы, в астроцитах -- AMPA-рецепторы. Известно перекрестное взаимодействие NMDA-рецепторов и метаботропных mGLu-рецепторов.

Эндогенные лиганды глутаматных рецепторов -- глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота и N-метил-D-аспартат (NMDA). Блокаторами NMDA-рецепторов являются PCP, кетамин, барбитураты и другие вещества. AMPA-рецепторы также блокируются барбитуратами, в том числе тиопенталом. Каинова кислота является блокиратором каинатных рецепторов.

Фармакологический препарат глутаминовой кислоты оказывает умеренное психостимулирующее, энергизирующее, возбуждающее и отчасти ноотропное действие.

Глутаминовая кислота (пищевая добавка E620) и её соли (глутамат натрия Е621, глутамат калия Е622, диглутамат кальция Е623, глутамат аммония Е624, глутамат магния Е625) используются как усилитель вкуса во многих пищевых концентратах и консервах.

Аденозины и пуриновые рецепторы

Аденозин - нуклеозид состоящий из аденина, соединенного с рибозой (рибофуранозой) в-N₉-гликозидной связью. Входит в состав некоторых ферментов, АТФ и нуклеиновых кислот.

Аденозин играет важную роль в биохимических процессах, таких как передача энергии (АТФ и АДФ) и сигналов (цАМФ).Аденозин также является нейротрансмиттером ингибиторного типа. Полагают, что он играет роль в стимуляции сна и подавлении бодрости, поскольку его концентрация увеличивается во время бодрствования организма.

Аденозин - эндогенный пуриновый нуклеозид, модулирующий многие физиологические процессы. передача клеточных сигналов происходит через 4 известных подтипа аденозиновых рецепторов (A1, A2A, A2B, и A3), в которые входит 7 трансмембранных рецепторов, связанных с G-белком. Более подробная классификация внутри этих четырех подтипов основана на их способности стимулировать или ингибировать аденилатциклазную активность.

Пептиды

Пептиды (греч. Рерфпт -- питательный) -- семейство веществ, молекулы которых построены из остатков б-аминокислот, соединённых в цепь пептидными (амидными) связями --C(O)NH--.

Это природные или синтетические соединения, содержащие десятки, сотни или тысячи мономерных звеньев -- аминокислот. Полипептиды состоят из сотен аминокислот, в противоположность олигопептидам, состоящим из небольшого числа аминокислот (не более 10-50), и простым пептидам (до 10).

· Полипептиды могут иметь в молекуле неаминокислотные фрагменты, например углеводные остатки.

· Природные полипептиды с молекулярной массой более 6000 дальтон называют белками.

Опиоиды эндогенные

Показано, что специфические рецепторы в мозге являются медиаторами обезболивающего действия морфина, алкалоида, получаемого из растений. До последнего времени вызывало недоумение существование рецепторов к этому экзогенному веществу, не имеющему адекватного эндогенного аналога. Однако, в настоящее время открыто существование нескольких классов эндогенных пептидов, связывающих те же самые рецепторы и обнаруживающих морфино-подобное действие. Они называются эндогенными опиоидными пептидами и существует несколько структурных семейств этих соединений, включая энкефалины и эндорфины.

Эти пептиды имеют широкое распространение в нервной системе и предполагается, что они действуют как нейротрансмиттеры и/или нейромедиаторы и принимают участие в различных процессах помимо смягчения восприятия боли.

Пути введения лекарственных средств

Пути введения лекарственных средств в организм

Для достижения фармакологического эффекта лекарственные вещества необходимо ввести в организм или нанести на его поверхность. Медикаменты вводят в организм различными путями, причем каждый способ отличается своими особенностями. Наибольшее практическое значение имеют следующие.

1. Внутрь через рот (энтерально) вводятся лекарственные препараты в форме растворов, порошков, таблеток, капсул, пилюль. Введение через рот является самым простым и удобным способом, однако нелишенным недостатков, так как всасывание лекарства через кишечник в кровь не поддается точному количественному учету, некоторые же лекарства разрушаются в кишечнике, а также в печени, и, таким образом, теряют свою активность. Поэтому необходимо соблюдать рекомендации врача по их приему (после или до еды, запивать молоком или водой и т.д.).

2. Применение лекарств под язык (сублингвально). Достоинства этого способа: лекарственные вещества, не разлагаясь желудочным соком, быстро попадают в системный кровоток, обеспечивая тем самым развитие нужного эффекта. Недостатки: раздражение слизистой полости рта.

3. Введение в прямую кишку (ректальное). Позволяет избежать раздражающего действия на желудок, а также использовать лекарства в случаях, когда затруднен или не осуществим их прием через рот (тошнота, рвота, спазм или непроходимость пищевода). Ректалыю вводят свечи и жидкости с помощью клизм.

4. Парэнтеральное (вне желудочно-кишечного тракта) применение лекарств: различные варианты инъекций, ингаляции, электрофорез и поверхностное нанесение их па кожу и слизистые оболочки. а) Инъекции внутривенные, впутриартериальные, внутримышечные, подкожные. Достоинства: быстрое наступление эффекта, точность терапевтической дозы, возможность введения веществ, которые не всасываются из желудочно-кишечного тракта. Меры предосторожности: не вводить лекарства, пока нет убеждения, что игла находится в вене. Попадание лекарственного вещества в околовенозное пространство может вызвать сильное раздражение, вплоть До некроза тканей. Опасным может быть случайное попадание иглы в другие кровеносные сосуды. Некоторые препараты необходимо вводить медленно во избежание тяжелых осложнений. Инъецирование не производится вблизи нервных стволов, повреждение которых может вызвать сильные боли, иногда парезы мышц. б) Ингаляции. Вдыхание лекарственных веществ в виде аэрозолей, газов и порошков, быстро всасываются и оказывают местное и общее воздействие. в) Поверхностное (наружное) применение -мази, примочки, присыпки, компрессы и т.д. используют для получения местного эффекта. г) Электрофорез. Метод основан на использовании гальванического тока для переноса и внедрения лекарственных веществ с поверхности кожи в глубоко расположенные ткани.

От того, каким путем лекарственное средство вводится в организм, зависят: 1) скорость наступления эффекта; 2) величина эффекта; 3) продолжительность действия. Например, если вводить лекарственный препарат в вену, он действует быстрее, сильнее и менее продолжительно, чем при подкожном введении.

Все пути введения лекарств делят на две категории: 1) энтеральные (через пищеварительный тракт); 2) парентеральные (минуя пищеварительный тракт). Ниже указаны основные пути введения лекарственных средств.

Энтеральные пути введения 1) внутрь: 2) сублингвальный; 3) ректальный.

Парентеральные пути введения: 1) подкожный; 2) внутримышечный; 3) внутривенный; 4) субарахноидальный; 5) ингаляционный.

Каждый из этих путей введения имеет как положительные стороны, так и недостатки

Фармакокинетика активной субстанции

Фармакокинетика (от греч. pharmakon -- лекарство и kinetikos -- приводящий в движение) -- раздел науки в медицине, изучающий кинетические закономерности химических и биологических процессов, происходящих с лекарственным средством в организме млекопитающего. Не следует забывать, что фармакокинетика - это наука о действии тела на лекарство, тогда как фармакодинамика - это наука о действии лекарства на тело человека.

Основные фармакокинетические процессы: всасывание, экскреция (выведение), распределение и метаболизм.

Местное и резорбтивное действие

Действие вещества, проявляющееся на месте его приложения, называют местным. Например, обволакивающие средства покрывают слизистую оболочку, препятствуя раздражению окончаний афферентных нервов. Однако истинно местное действие наблюдается очень редко, так как вещества могут либо частично всасываться, либо оказывать рефлекторное влияние.

Действие вещества, развивающееся после его всасывания и поступления в общий кровоток, а затем в ткани, называют резорбтивным. Резорбтивное действие зависит от путей введения лекарственного вещества и его способности проникать через биологические барьеры.

При местном и резорбтивном действии лекарственные средства оказывают либо прямое, либо рефлекторное влияние. Прямое влияние реализуется на месте непосредственного контакта вещества с тканью. При рефлекторном воздействии вещества влияют на экстеро- или интерорецепторы, поэтому эффект проявляется изменением состояния либо соответствующих нервных центров, либо исполнительных органов. Так, использование горчичников при патологии органов дыхания рефлекторно улучшает их трофику (через экстерорецепторы кожи).

Токсичность вещества

Некоторые вещества, прежде всего изоцианаты, ароматические амины и альдегиды, используемые в производстве пластмасс, полиуретанов и других полимеров, могут вызвать сенсибилизацию. Иногда повторные контакты даже с ничтожными количествами этих веществ приводят к появлению постоянного кашля с мокротой, бронхиальной астмы или к ухудшению общего состояния ( субфебрильная температура, недомогание ).

Не совсем обычным путем возникает полимерная лихорадка. Многие полимеры, особенно фторуглероды, которые при комнатной температуре нетоксичны, могут попадать с рук на сигареты. Испаряясь с горящей сигареты, эти вещества попадают в легкие и вызывают характерный синдром - лихорадку, озноб, недомогание, иногда умеренную экспираторную одышку. Заболевание может возникнуть и при термической обработке полимеров в производственных условиях. Профилактика заключается в соблюдении гигиены труда.

Сходную клиническую картину (гриппоподобный синдром, проходящий самостоятельно) имеет литейная лихорадка. Она обусловлена вдыханием паров цинка, меди, магния и некоторых других металлов. Симптомы появляются спустя несколько часов после работы и в течение суток полностью проходят. Рецидив возникает только при повторном контакте. В диагностике помогает профессиональный анамнез.

Тератогенность

Тератогенное действие(от греч. фесбфпт «чудовище, урод, уродство») -- нарушение эмбрионального развития под воздействием тератогенных факторов -- некоторых физических, химических (в том числе лекарственных препаратов) и биологических агентов (например вирусов) с возникновением морфологических аномалий и пороков развития.

Тератогенность -- способность физических, химических или биологических факторов вызывать нарушения процесса эмбриогенеза, приводящие к возникновению врождённых уродств (аномалий развития) у людей или животных.

В фармакологии

Классификация лекарственных средств по степени тератогенности (США)

· Категория А -- препараты с невыявленным тератогенным действием ни в клинике, ни в эксперименте. Полностью исключить риск тератогенности никакие исследования не позволяют.

· Категория В -- препараты, у которых отсутствовала тератогенность в эксперименте, однако клинических данных нет.

· Категория С -- препараты, оказывающие неблагоприятное действие на плод в эксперименте, но адекватного клинического контроля нет.

· Категория D -- препараты, оказывающие тератогенное действие, но необходимость их применения превышает потенциальный риск поражения плода. Эти препараты назначают по жизненным показаниям. Женщина должна быть информирована о возможных последствиях для плода.

· Категория Х -- препараты с доказанной тератогенностью в эксперименте и клинике. Противопоказаны при беременности.

Зависимость эффекта от дозы

В зависимости от дозы (концентрации) меняются скорость развития эффекта, его выраженность, продолжительность, а иногда и характер действия. Обычно с повышением дозы уменьшается латентный период и увеличиваются выраженность и длительность эффекта.

Дозой называют количество вещества на один прием (разовая доза). Обозначают дозу в граммах или долях грамма. Минимальные дозы, в которых лекарственные средства вызывают начальный биологический эффект, называют пороговыми, или минимальными, действующими дозами. В практической медицине чаще всего используют средние терапевтические дозы, в которых препараты у подавляющего большинства больных оказывают необходимое фармакотерапевтическое действие. Если при их назначении эффект недостаточно выражен, дозу увеличивают до высшей терапевтической. Кроме того, выделяют токсические дозы, в которых вещества вызывают опасные для организма токсические эффекты, и смертельные дозы. В некоторых случаях указывается доза препарата на курс лечения (курсовая доза). Если возникает необходимость быстро создать высокую концентрацию лекарственного вещества в организме, то первая доза (ударная) превышает последующие.