Головна

VI. нейрохімічні МЕХАНІЗМИ пластичність і ПАМ'ЯТІ.

  1.  Gt; А ЩЕ ВОНИ МЕХАНІЗМИ, позбавлених РОЗУМУ. ВОНИ НЕ МОЖУТЬ ВІДЧУВАТИ БІЛЬ, засмучує, ВІДЧУВАТИ себе зрадженим.
  2.  III. Механізми регуляції кількості ферментів
  3.  SIPP (SIP) -модулем пам'яті.
  4.  Анатомо-фізіологічні механізми забезпечення безпеки і захисту людини від негативних впливів
  5.  Анатомо-фізіологічні механізми мовлення
  6.  Архітектурні засоби підтримки віртуальної пам'яті.

Після відкриття способу кодування генетичної інформації в ДНК (генетичної пам'яті) І успішного вивчення імунологічної пам'яті були зроблені спроби відшукати молекулярні основи нейронної пам'яті - Можливого нервового субстрату енграми [15].

Як показали експерименти, існують короткочасна пам'ять з відносно слабкою здатністю до накопичення і довготривала пам'ять,причому накопичена інформація може переходити з короткочасної форми запам'ятовування в більш тривалу. Вважається, що короткочасна форма пам'яті представлена ??реверберірующімі контурами, що виникають в корі великих півкуль і швидко зникаючими. Довготривала пам'ять зберігається протягом такого тривалого часу, що її можна пов'язувати з появою якихось стійких змін в хімізмі нейронів або навіть в фізичних зв'язках [7].

Спочатку інтенсивно досліджувався питання, чи не призводить чи научение до змін складу рибонуклеїнових кислот (РНК) в нервових і гліальних клітинах. Дійсно були виявлені зміни в послідовності нуклеотидів, проте вони виявилися в значно мірою неспецифічними наслідками загальної активності тваринного і експериментального стресу. Щодо дослідів з канібалізмом, В яких «ненавчених» тваринам згодовували «навчені» (або ЦНС останніх), відтворюваності їх результатів не вдалося домогтися ні у риб, ні у ссавців [7].

В даний час з безлічі гіпотез виникнення пам'яті найбільш поширені дві [15]:

· Синапси-мембранна теорія пам'яті.

Пам'ять являє собою комбінацію явищ полегшення і гальмування нервової передачі в специфічних синапсах.

Циклічні нуклеотиди, що вивільняються в клітинах під впливом збудження відповідних рецепторів, регулюють активність безлічі внутрішньоклітинних ферментів, що веде до зміни не тільки властивостей синаптичних мембран, А й транскрипції генів і багатьох інших процесів. Таким чином, проходження імпульсу через синапс має підтримувати постійний контроль вплив на властивості цього синапсу.

· Хімічна основа пам'яті - молекулярний код.

Інша гіпотеза розглядає в якості хімічної основи навчання молекулярний код. Дійсно, з мозку щурів, привчених уникати темряви, був виділений пептид, що складається з 15 амінокислотних залишків, пов'язаний із зазначеним поведінковим навиком: при введенні пептиду в мозок ненавчених щурів вони також починали уникати темряви. Цей і багато інших прикладів дозволили припустити про існування в мозку специфічних переносників придбаних навичок поведінки.

Хоча цю гіпотезу важко прийняти, все ж, існування пептидних гормонів і либеринов, синтезованих в нейронах змушує уважно поставитися до припущення про зв'язок довготривалої пам'яті з синтезом специфічних амінокислотних послідовностей в певних нейронах.

7.1. ноотропні препарати

Отримання нових відомостей про природу порушень пам'яті, які залучають нейробіохіміческіе зміни на різних рівнях - нейрональної, синаптическом, мембранном, клітинному, молекулярному, дозволило підійти до пошуку засобів корекції цих порушень, в результаті чого отримано цілий ряд речовин, які мають значну ноотропной активністю і оригінальними механізмами дії.

Ноотропні препарати (НП)складають особливу групу нейропсіхотропних препаратів, специфічний ефект яких визначається здатністю покращувати процеси навчання і пам'яті, когнітивні функції як у здорових осіб, так і, особливо, порушені при різних захворюваннях. У зарубіжній літературі, як синонім НП, іноді використовується термін «підсилювач когнітивних функцій».

Загальна схема дії НП насамперед пов'язана зі зміною метаболічних, біоенергетичних процесів в нервовій клітині, підвищенням швидкості обороту інформаційних макромолекул і активацією синтезу білка, що відображено в багатьох останніх оглядах.

Так, рацетами викликають посилення синтезу фосфоліпідів і білка, необхідних для процесів пам'яті, активують аденілаткінази, каталізують перетворення АДФ в АТФ, підсилюють утилізацію глюкози в мозку, зменшує активність Nа / К.-АТФ-ази, підсилюють активність сінаптосомальной фосфоліпази А, пригнічують кортикальний викид L-проліну, амнестической амінокислоти, підвищують інтенсивність включення міченого лецитину в білок і уредіна в РНК, а також інкорпорацію 32Р в фосфоліпіди мозку [6].

Можна визначити кілька перспективних напрямків створення НП нового покоління [6].

I. В даний час ні в кого не викликає сумнівів, що глутаматергіческіх система відіграє важливу, якщо не провідну роль, в здійсненні вищих інтеграційних функцій мозку. Поряд з даними про участь NMDA рецепторного комплексу в базисних механізмах синаптичної пластичності, процесах навчання і пам'яті накопичуються докази і про залучення цієї системи в патогенез різних захворювань, що супроводжуються порушеннями пам'яті. Зокрема, показано, що у хворих, які страждають деменціями, в тому числі і хворобою Альцгеймера, порушується чутливість і зв'язує здатність NMDA рецепторів в мозку, спостерігається атрофія глугаматергіческіх кортикальних нейронів і ослаблення синаптичної пластичності.

Для процесів пам'яті є важливим специфічний структурний ділянку NMDA рецептора - гліціновие сайт, активація якого лежить в основі тривалої потенциации нейронів гіпокампу, а, отже і посилення синаптичної передачі. Такі агоністи гліцинового сайту як гліцин і Д-циклосерин надають поліпшує вплив на пам'ять як в експерименті, так і у людини.

I.Процеси пам'яті тісно пов'язані з холінергічної системою і дефіцит холінергічної передачі займає одну з ключових позицій в нейропатології сенільний деменції, в тому числі хвороби Альцгеймера. Для лікування цих захворювань широко використовуються препарати з холинергическим механізмом дії, які впливають на три рівні (посилення синтезу ацетилхоліну, вплив на рецептори і інгібування ацетилхолінестерази).

В останні роки увагу дослідників привертає фактор росту нервів (ФРН), нейропептид, що містить 118 амінокислот, рецептори якого знаходяться на холинергических терміналах в корі і гіпокампі, і на холинергических нейронах соми. Є дані про те, що интрацеребрально введення ФРН запобігає загибель холінергічних нейронів, а також відновлює порушення просторової пам'яті у щурів з травмою переднього мозку. Введення ФРН в мозок хворих хворобою Альцгеймера збільшує зв'язування нікотину в корі мозку і посилює церебральний кровотік, що свідчить про здатність ФРН протидіяти холинергическим дефіцитів при цьому захворюванні.

II.Згідно синапсів-мембранної гіпотезі пам'яті, механізм її формування визначається структурно-функціональними змінами в мембрані, які включають стабілізацію конформаційних синаптичних мембранних протеїнових макромолекул, в результаті чого відбувається активація синаптичної передачі. З іншого боку, викликані вільними радикалами поразки в мембрані грають важливу роль в старінні і в патогенезі різних захворювань, в тому числі деменції. На підставі цього, речовини, що володіють мембранопротекторною дією, здатні протистояти дії вільних радикалів, розглядаються як перспективні лікарські засоби. До числа НП з антиоксидантною механізмом дії відносяться: меклофеноксат, фосфотіділсерін - природний компонент фосфоліпідної мембрани, які довели свою ефективність у клінічних дослідженнях із застосуванням подвійного сліпого контролю у хворих з порушенням пам'яті

III. Найбільш інтенсивні дослідження з пошуку нових НП розгорнулися на основі нейропептидів.Показано, що регуляторні нейропептиди, такі як АКТГ і його фрагменти, соматостатин, вазопресин, тіроліберін, субстанція Р і ін. Залучаються до процесів навчання і пам'яті. У зв'язку з цим робляться спроби створення синтетичних аналогів цих пептидів, які дозволили б уникнути небажаних ендокринних ефектів і зробити молекулу більш стійкою до руйнування при введенні речовини усередину.

IV. Одним із шляхів посилення пептідергіческой нейропередачі є інгібування деяких пептідаз мозку, зокрема, пролілендопептідази (ПЕП), яка відіграє суттєву роль в метаболізмі пролінсодержащіх нейропептидів, таких як субстанція Р, аргінін, вазопресин і тіроліберін. Всі ці нейропептиди мають здатність посилювати мнестические процеси і їх рівні в мозку значно зменшені у хворих з порушенням пам'яті.Показано також, що ПЕП бере участь в генерації Р-амілоїду в мозку пацієнтів з хворобою Альцгеймера і виявлено захисний ефект речовини Р щодо нейрогенераторного ефекту Р-амілоїду. У зв'язку з цим робляться спроби створення НП на основі інгібіторів ПЕП

Таким чином, представлені дані свідчать про те, наскільки інтенсивно в останні роки проводяться дослідження, пов'язані з пошуком і вивченням механізму дії, НП.

СОН. БІОХІМІЧНІ ТЕОРІЇ СНУ

Обмін речовин в головному мозку в стані неспання і сну розрізняються.

Визначається підвищення концентрації молочної кислоти, що свідчить про активацію анаеробних процесів і зниження інтенсивності ЦТК. Крім глюкози, як субстрат починають використовуватися кетонові тіла крові [19].

Споживання кисню мозковою тканиною залежить від стадії сну. У фазу повільного сну вона знижена на 30% від денної норми, а в БДГ-фазу -возрастает на 12%. Падає інтенсивність процесів ПОЛ. Знижується рівень аміаку в тканини. Спостерігається активація синтетичних процесів обміну нуклеїнових кислот, білків і поліпептидів [19].

Перехід від неспання до сну передбачає два можливих шляхи [15]:

· Перш за все, не виключено, що механізми, що підтримують стан бадьорості, поступово «втомлюються». В Відповідно до такої точки зору, сон - це пасивне явище, наслідок зниження рівня неспання.

· Сон це активне гальмування забезпечують неспання механізмів. В цьому випадку нервові процеси, що викликають сон, розвиваються ще в бадьорому стані, і в кінцевому підсумку перекривають неспання.

До останнього часу панувала пасивна теорія засипання, однак остаточно питання не вирішене. З точки зору нейрохімії цікаві дві теорії механізму сну:

· Серотонінергіческімі теорія сну.

У верхніх відділах стовбура мозку є дві області - ядра шва і блакитне пляма - у нейронів яких такі ж великі проекції, як і у нейронів ретикулярної формації, т. Е. Досягають багатьох областей ЦНС. Медіатором в клітинах ядер шва служить серотонін (5-НТ), а блакитного плями - норадренілін.

В кінці 1960-х рр. на підставі ряду фактів М. Жуве прийшов до висновку, що дві ці нейронні системи, особливо ядра шва, грають найважливішу роль у виникненні сну. Руйнування ядер шва у кішки призводить до повної безсонні протягом декількох днів; але за кілька наступних тижнів сон нормалізується. Часткова безсоння може бути також викликана придушенням синтезу 5-НТ n-хлорфенілаланіном. Її можна усунути 5-гідроксітріптофаном, попередником серотоніну (останній не проникає через гематоенцефалічний бар'єр). Двостороння руйнування блакитного плями призводить до повного зникнення БДГ-фаз, не впливаючи на повільнохвильової сон.

Все перераховане дозволило припустити, що виділення серотоніну призводить до активного гальмування структур, що відповідають за неспання, т. Е. Викликає сон. При цьому завжди виникає його повільнохвильовий фаза. Пізніше настає БДГ- сон, для якого необхідно блакитне пляма (його активність обумовлює загальне падіння м'язового тонусу і швидкі рухи очей).

На жаль, у своєму первісному вигляді ця теорія не вірна. Зараз доведено, що нейрони шва найбільш активні і виділяють максимум серотоніну не під час сну, а при стані.

· В останні двадцять років у зв'язку з прогресом нейрохіміі, особливо в вивченні нейропептидів, привернула до себе увагу теорія ендогенних факторів сну.

Відомо, що не спали протягом тривалого часу людина відчуває непереборну потребу уві сні. Відповідно, намагалися з'ясувати, чи не обумовлені чи втома і сон, періодичним накопиченням, виснаженням або виробленням особливих циркулюючих в крові метаболітів (факторів сну); тоді під час сну за рахунок видалення або обмінних процесів повинні відновлюватися їх концентрації, характерні для неспання.

Були зроблені спроби виявити особливі речовини або після тривалого позбавлення сну, або у сплячої людини. Перший з підходів заснований на тому, що фактор (и) сну під час неспання накопичуються, а другий - на гіпотезі, згідно з якою вони утворюються або виділяються уві сні.

Обидва підходи дали певні результати. Так при перевірці першої гіпотези з сечі і спинномозкової рідини людини і тварин було виділено невеличкий глюкопептід - фактор S, що викликає повільнохвильової сон при введенні іншим тваринам. Існує, мабуть, і фактор сну з БДГ. Другий підхід привів до відкриття індукує глибокий сон нонапептид (в даний час він вже синтезований), так званого пептиду дельта-сну (DSIP). Однак поки не відомо, чи грають ці та багато інших «речовини сну», виявлені при перевірці обох гіпотез, яку-небудь роль у фізіологічній регуляції.

 




 Кафедра біохімії |  Класифікація нервової ТКАНИНИ |  аксоплазматіческого транспорт |  гліальні клітини |  нейроспецифічні білки |  Амінокислоти нервової тканини |  Ліпіди нервової тканини |  Макроергічні з'єднання нервової тканини |  миелиновое волокно |  Хімічний склад мієліну |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати