Нейрофармакология. Лекция

Факторы, влияющие на эффект лекарственных препаратов

Поскольку действие лекарств обусловлено образованием комплекса лекарство-биосубстрат, оно зависит от химической структуры, физико-химических свойств лекарства и его концентрации в локусе возможного появления комплекса.

Для многих групп лекарств, если не для всех. установлена связь химической структуры и активности. Имеет значение качество, количество и расположение атомов в молекуле. Например, введение фтора в молекулу глюкокортикоидов приводит к увеличению их противовоспалительной активности. Изменение длины алифатической углеводородной цепи в ряду барбитуратов может оказать влияние на их активность и длительность действия и т.д. Существенно различается активность геометрических, оптических и пространственных изомеров. Так, для большинства лекарств левовращающие изомеры активнее правовращающих, транс-изомеры активнее цис- изомеров и т.д.

Для проявления действия лекарств важное значение имеют и их физико-химические свойства: ионизация, диссоциация, растворимость, в том числе в системе масло/вода и др. От констант диссоциации, ионизации, растворимости препаратов, их гидро- или липофильности зависит всасывание и прохождение через клеточные мембраны, что сказывается на активности и токсичности препарата.

Во многом сила и характер действия лекарственных препаратов, скорость наступления и длительность эффекта зависят от дозы (концентрация — производное дозы с поправками на фармакокинетику).

Доза — количество лекарства, введенное в определенный период времени.

Доза обычно указывается в весовых (грамм) или объемных (миллилитр) единицах. Для препаратов, действующие начала которых трудно выделить в чистом виде, или препаратов, содержащих сумму действующих начал, доза указывается в биологических единицах действия (ЕД). Количество вещества на один прием называют разовой дозой или просто дозой. Для каждого препарата имеется минимально действующая или пороговая доза, при снижении которой эффект не наблюдается. В практике обычно применяются средние терапевтические дозы, которые дают оптимальный эффект и не опасны для больного. Если средние терапевтические дозы у данного больного не дают эффекта, можно их увеличить до высшей терапевтической дозы, указанной для сильнодействующих и токсических препаратов в Государственной Фармакопее. При превышении высшей терапевтической дозы могут развиться токсические эффекты. Диапазон между минимальной терапевтической и минимальной токсической дозами обозначают как широту терапевтического действия и количественно выражают отношением токсической дозы к терапевтической. Чем больше широта терапевтического действия препарата, тем меньше вероятность передозировки и возникновения токсических эффектов. Дозы, вызывающие смерть, называют смертельными или летальными.

Большинство лекарств назначается в течение суток несколько раз, поэтому существует понятие «суточная доза». Выбор разовой и суточной дозы зависит от индивидуальных особенностей организма (возраст, пол, масса тела, состояние желудочно-кишечного тракта, печени, почек, кровообращения, эндокринного аппарата и т.д.), пути введения препарата, состава пищи, одновременного применения других лекарств и т.д.

Индивидуальная чувствительность к лекарствам, особенно при повторном применении, в значительной мере обусловлена различиями в их фармакокинетике. Так, при пониженной способности к биотрансформации лекарств у пациентов, суточная доза должна быть уменьшена, в противном случае возможно накопление лекарств в организме.

При применении химиотерапевтических средств для лечения инфекционных заболеваний возникает необходимость быстрого создания высокой концентрации препарата в крови и органах, поэтому первая доза препарата превышает среднюю терапевтическую — так называемая «ударная доза». Для этих препаратов указывается также «курсовая доза», т.е. доза на курс лечения.

При выборе дозы учитывается возраст больного. Детям и пожилым пациентам в большинстве случаев дозы уменьшаются (даже в перерасчете на кг массы тела). У детей с возрастом не только меняется масса тела, но и формируются функциональные системы, определяющие фармакокинетику препарата (изменяется скорость метаболизма, экскреции, проницаемость гистогематических барьеров). Так, детям до 5 лет противопоказано применение морфина (из-за незрелости гематоэнцефалического барьера), местное использование дикаина (из-за большой проницаемости слизистых оболочек и повышенной чувствительности к токсическому эффекту препарата). У пожилых людей также меняется фармакокинетика лекарств — замедляется всасывание, снижается функциональная активность многих органов и систем, участвующих в их биотрансформации и экскреции.

Реакция организма на лекарства зависит и от пола пациента. Ее формирование в большей степени определяется гормональным фоном (поэтому с возрастом, когда снижается активность половых желез, половые различия в действии лекарств почти исчезают). Кроме того, в мужском организме (по сравнению с женским) превалирует мышечная ткань, метаболически намного более активная, чем подкожная жировая клетчатка (более выраженная у женщин). Поэтому мужской организм менее чувствителен к никотину, стрихнину, морфину и некоторым другим препаратам.

Наличие в организме патологии может оказывать влияние на проявление действия лекарств. Например, при заболевании печени и почек уменьшается скорость биотрансформации и выведение лекарств из организма, а, следовательно, при назначении обычной дозы концентрация лекарства будет выше и эффект сильнее, вплоть до токсического. Существуют и другие варианты изменения чувствительности пациента к лекарствам в условиях патологии. Так, жаропонижающие средства действуют только при повышенной температуре. Нарушения функции щитовидной железы влияют на чувствительность миокарда к адреналину. Реакция центральной нервной системы на психотропные средства варьирует в зависимости от характера, глубины ее поражений и типа нервной деятельности человека.

Необычная реакция у пациента на первое применение лекарственного вещества может быть связана с генетическим дефектом (например, отсутствие биосубстрата, специфичного для данного препарата, нарушение синтеза фермента, инактивирующего лекарство и др. Ее называют идиосинкразией. Сохраняется она на всю жизнь и передается по наследству.

Неблагоприятные внешние условия (стресс, ионизирующая радиация, воздействие магнитного поля, метеорологические условия, химические агенты и др.), как правило, изменяют активность и токсичность лекарственных препаратов, влияя на их фармакокинетику. Фармакокинетика отвечает и за давно замеченные колебания действенности лекарств в зависимости от времени суток, лунного календаря, времени года и т.д. (новолуние, солнечное затмение, приливы и отливы океана). Так, активность и токсичность нейротропных, вазотропных, кардиотропных, гормональных и других средств в разное время суток может различаться в 1,5-2 раза.

Анксиолитики. Транквилизаторы

Основным для этих веществ является анксиолитический (транквилизирующий) эффект. Проявляется он в уменьшении внутреннего напряжения, устранении беспокойства, тревоги, страха. Большинство анксиолитиков оказывают седативное действие. Применяют анксиолитики главным образом при невротических и неврозоподобных (реактивных) состояниях.

Анксиолитики представлены следующими группами препаратов:

1. Агонисты бензодиазепиновых рецепторов (диазепам, феназепам и др.).
2. Агонисты серотониновых рецепторов (буспирон).
3. Вещества разного типа действия (амизил и др.).

Наиболее широко применяется первая группа веществ.

Классифицируют бензодиазепиновые анксиолитики по продолжительности дейcтвия.

1. Длительного действия (t_1/2 = 24-48 ч)

Феназепам Диазепам (сибазон, седуксен, валиум)

Хлордиазепоксид (хлозепид, элениум)

2. Средней продолжительности действия(t_1/2= 6-24 ч)

Нозепам (оксазепам, тазепам)

Лоразепам Алпразолам

3. Короткого действия (t_l/2< 6 ч)

Мидазолам (дормикум)

Для бензодиазепиновых препаратов характерны следующие эффекты: анксиолитический, седативный, снотворный, мышечно-расслабляющий, противосудорожный, амнестический.

Приведенные бензодиазепины обладают выраженными анксиолитическим и седативным свойствами. Уменьшая эмоциональное напряжение способствуют наступлению сна. Психотропное действие связывают с их влиянием на лимбическую систему. Так, показано, что бензодиазепины в большей степени снижают спонтанную активность нейроновгиппокампа, чем гипоталамуса и ретикулярной формации ствола головного мозга. Они подавляют импульсное последействие в лимбической системе, а также в гипоталамусе. Некоторое значение имеет и угнетающее влияние на активирующую ретикулярную формацию ствола мозга.

Механизм действия бензодиазепинов связан с ГАМКА -рецепторами. При стимуляции бензодиазепиновых рецепторов наблюдается аллостерическая активация ГАМКА-рецепторов. Поэтому взаимодействие бензодиазепинов с одноименными рецепторами проявляется в виде ГАМК-миметического эффекта (увеличивается входящий ток Cl). Возникают гиперполяризация мембраны и угнетение нейрональной активности.

Наиболее эффективным анксиолитиком является феназепам. По анксиолитическому и снотворному действию он превосходит диазепам.

Выделяют бензодиазепины с выраженным анксиолитическим действием и отсутствующим или минимальным седативно-гипнотическим эффектом. Такие препараты иногда обозначают как «дневные анксиолитики (транквилизаторы). К ним отнесится мезапам (рудотель).

Бензодиазепины вызывают миорелаксацию, угнетая спинальные полисинаптические рефлексы. Бензодиазепины обладают противосудорожной активностью. В больших дозах могут вызывать амнезию. Потенцируют угнетающее влияние на ЦНС веществ с наркотическим типом действия.

Бензодиазепины легко проникают через гематоэнцефалический и другие биологические барьеры. Хорошо всасываются из пищеварительного тракта, в основном из двенадцатиперстной кишки.

Быстрее всего абсорбируется диазепам, более медленно — нозепам, лоразепам; промежуточное положение занимают алпразолам, мидазолам.

Некоторые метаболиты обладают выраженным и продолжительным анксиолитическим эффектом. Например, метаболит хлордиазепоксида и диазепама N-дезметилдиазепам (нордиазепам), снижение содержания которого в плазме на 50% (t_1/2) происходит в диапазоне 40-200 ч.

При их применении могут наблюдаться побочные эффекты: сонливость, замедленные двигательные реакции, нарушение памяти, слабость, диплопия, головная боль, тошнота, нарушние менструального цикла, снижение половой потенции, кожные высыпания. При длительном приеме бензодиазепинов (порядка 6 мес) развивается привыкание, возможно возникновение лекарственной зависимости (психической и физической)..

Специфическим антагонистом бензодиазепинов является флумазенил. Обычно флумазенил используют для устранения остаточных эффектов бензодиазепинов (например, при их применении в хирургической практике или придиагностических процедурах), а также при их передозировке или остром отравлении.

К агонистам (частичным) серотониновых рецепторов относится буспирон. Обладает высоким аффинитетом к серотониновым рецепторам головного мозга подтипа 5-НТ_1А.

Приводит к снижению активности нейронов ядра шва, уменьшению синтеза и высвобождения серотонина. Кроме того, буспирон связывается с дофаминовыми рецепторами. С бензодиазепиновыми рецепторами не взаимодействует, ГАМКмиметический эффект отсутствует. Обладает достаточно выраженной анксиолитической активностью (близкой к таковой сибазона). Эффект развивается медленно (в течение 1-2 нед). У препарата отсутствует седативное, противосудорожное и мышечно-расслабляющее действие, мало выражена способность вызывать привыкание и лекарственную зависимость.

Из побочных эффектов иногда отмечаются нервозность, головокружение, головная боль, парестезии, тошнота, диарея.

К группе анксиолитиков разного типа действия производное дифенилметана амизил (бенактизин). Он относится к группе центральных холиноблокаторов. Его седативное действие, очевидно, в определенной степени связано с угнетением м-холинорецепторов ретикулярной формации головного мозга. Амизила устранял реакцию активации ЭЭГ, вызванную холиномиметиками, оказывал синхронизирующее влияние. Амизил усиливает действие веществ наркотического типа и опиоидных анальгетиков. Обладает противосудорожной активностью. Подавляет кашлевой рефлекс.

Для амизила характерно периферическое м-холиноблокирующее действие, вследствие этого уменьшается спазмы гладких мышц, расширяются зрачки, угнетается секреция желез. У амизила имеются анестезирующее и противогистаминное свойства.

К анксиолитикам относятся также триоксазин, оксилидин (бензоклидина гидрохлорид) и ряд других препаратов.

Анксиолитические свойства обнаружены и у ?-адреноблокаторов.

Препараты этой группы применяют главным образом при неврозах и неврозоподобных состояниях. Их назначают для премедикации перед проведением хирургических вмешательств. Они широко используются при бессоннице. Бензодиазепины эффективны при эпилептическом статусе (вводят внутривенно при неврологических нарушениях, сопровождающихся гипертонусом скелетных мышц. Пациентам, профессии которых требуют особого внимания и быстры; реакций (например, водителям транспорта), назначать бензодиазепины амбулаторно не следует.

Седативные средства

К седативным средствам относятся соли брома (бромиды), препараты валерианы, препараты пустырника. Все они обладают умеренным успокаивающим эффектом.

Из солей брома наиболее часто применяют натрия бромид и калия бромид. Основное их действие связывают с усилением процессов торможения в коре головного мозга. Эффект бромидов зависит от типа нервной системы и ее функционального состояния (со слабым типом нервной системы необходимы меньшие дозы, чем при сильном ее типе). Наиболее отчетливо проявляется действие бромидов при неврозах. Бромиды обладают противоэпилептическими свойствами, но значительно уступают по активности другим препаратам, применяемым при эпилепсии.

Снижение содержания брома в плазме крови на 50% происходит примерно через 12 дней. Следы брома обнаруживаются через 1 мес и более.

Применяют бромиды при неврозах, повышенной раздражительности, бессоннице. В связи с медленным выведением из организма бромиды кумулируются и могут быть причиной хронического отравления — бромизма. Проявляется это общей заторможенностью, апатией, нарушением памяти; типичны кожные поражения (аспе bromica). Раздражающее действие бромидов приводит к воспалению слизистых оболочек, что сопровождается кашлем, насморком, конъюнктивитом, диареей.

Широко используют в качестве успокаивающих средств препараты валерианы (настой, настойка, экстракт, которые содержат эфирное масло (эфир борнеола и изовалериановой кислоты), валериановую кислоту, борнеол, органические кислоты, некоторые алкалоиды, дубильные вещества).

Седативными свойствами обладают также препараты травы пустырника (настой, настойка), изготовляемые из пустырника пятилопастного(Leoпurus quiпquelobatus) и пустырника сердечного (Leoпurus cardiaca). Они содержат эфирное масло, алкалоиды, сапонины, дубильные вещества. По показаниям к применению препараты травы пустырника аналогичны препаратам валерианы.

Снотворные средства

Сон, имеющий суточную периодику, отражает общую закономерность всего живого — специфическое состояние нервной системы с характерными особенностями и циклами мозговой деятельности. Сон важен для восстановления энергетических запасов, затраченных в период бодрствования. Лишение сна на 10-12 суток вызывает неврастенические симптомы, а более длительное — даже нарушение психики.

В качестве снотворных применяются вещества, вызывающие слабое угнетение головного мозга, понижающие его возбудимость, что способствует засыпанию, так как наступлению сна препятствуют внешние раздражители. Для снотворного эффекта достаточны невысокие степени понижения возбудимости центров головного мозга, но продолжительность их действия должна обеспечивать спокойный ночной сон.

Препараты, обладающие снотворной активностью, классифицируются по принципу их действия и химическому строению: агонисты бензодиазепиновых рецепторов: производные бензодиазепина (нитразепам, лоразепам, но — зепам, феназепам, диазепам, флуразепам, темазепам); небензодиазепиновые соединения (золпидем, зопиклон); снотворные средства с наркотическим действием: гетероциклические соединения (барбитураты); алифатические соединения (хлоралгидрат).

Барбитураты, используемые в качестве снотворных средств (фенобарбитал и этаминал), способствуют развитию сна длительностью около 8 часов. В последнее время их использование в этом качестве резко уменьшилось в связи с появлением анксиолитиков бен-зодиазепинового ряда. При ежедневном применении барбитуратов даже в небольших дозах возможны неблагоприятные последствия. Не выделяясь полностью в течение ночи, они вызывают на следующий день понижение умственной работоспособности, сонливость и чувство разбитости. При повторных приемах возникает кумуляция. Длительное, ежедневное, даже слабое угнетение головного мозга вряд ли обойдется без последствий. Повторный длительный прием барбитуратов может вызвать привыкание, психическую и физическую зависимость.

По современным представлениям, сон — это активный процесс, в котором деятельность гипногенных структур головного мозга повышена, а восходящей активирующей ретикулярной формации понижена.

Под влиянием снотворных средств изменяется взаимодействие этих двух систем в пользу гипногенной. Барбитураты оказывают угнетающее влияние на ретикулярную формацию ствола мозга, что благоприятствует наступлению сна. Большое значение для полноценного сна имеют чередования фаз медленноволнового (у человека длительность одной фазы 80-90 мин) и парадоксального сна (длительностью 15-20 мин). За 8 часов ночного сна сменяются 5 медленноволновых и 5 парадоксальных периодов. Как оказалось, снотворные дозы барбитуратов укорачивают периоды парадоксального сна и увеличивают длительность медленноволновой фазы сна.

Анксиолитики бензодиазепинового ряда обладают анксиолитической, снотворной, седативной, противосудорожной и миорелак- сирующей активностью, потенцируя действие ГАМК (см. п. 5.5). В отличие от барбитуратов они действуют преимущественно на лимбическую систему и ее связи с функциональными системами, обеспечивающими циклическую смену бодрствования и сна. Препараты этого типа предпочтительнее в качестве снотворных средств, так как последствия у них выражены в меньшей степени.

По продолжительности действия среди бензодиазепинов выделяют: препараты средней продолжительности действия (лоразепам, нозепам, темазепам, нитразепам)’, препараты длительного действия (феназепам, флуразепам, диазепам).

Все бензодиазепины вызывают сон длительностью 6-8 часов. Чем дольше их действие, тем больше вероятность последствий, проявляющихся в виде седации, замедления двигательных реакций, нарушений памяти. При повторных приемах происходит кумуляция препаратов. Снотворные бензодиазепинового ряда существенно не влияют на структуру сна, они лишь незначительно укорачивают фазу парадоксального сна.

В последнее время синтезированы снотворные средства, не относящиеся к бензодиазепинам, но обладающие сродством к бензо- диазепиновым рецепторам. Это имидазопиридин золпидем и производное циклопирролона — зоциклон. Они оказывают седативное и снотворное действие. Их анксиолитический, миорелаксирующий и противосудорожный эффекты выражены незначительно (см. п. 8.2). Они мало влияют на структуру сна.

Нейрофармакология

Фармакология – это наука о взаимодействии химических соединений с живыми организмами. Фармакология изучает лекарственные средства, применяемые для лечения и профилактики заболеваний и патологических состояний.

Среди задач фармакологии можно назвать следующие:

• Изучение влияния веществ на организм человека;
• Поиск и создание новых эффективных лекарственных средств. Они создаются путем химического синтеза, используются природные соединения из растений, тканей животных, минералов. Некоторые вещества являются продуктами жизнедеятельности грибов и микроорганизмов.

История фармакологии так же продолжительна как история человечества. В течение тысячелетий люди использовали в качестве лекарственных средств растения и ткани животного происхождения. Действие их устанавливалось в результате практического опыта, или, другими словами, эмпирически. Первая попытка систематизации используемых препаратов была сделана в IX веке в арабских государствах. Для этого были созданы специальные книги (прообраз фармакопеи), в которых были записаны все используемые препараты. В Европе первая фармакопея была создана в XV веке в Италии, в XVII – в Англии, в XVIII – в России, в XIX – в США.

Девятнадцатый век является прорывным в развитии фармакологии. В Тарту была организована первая фармакологическая лаборатория, выделены и очищены такие алкалоиды, как морфин, хинин, синтезировано органическое вещество – мочевина. Внедрены в медицинскую практику средства для наркоза – эфир, хлороформ, закись азота, местные обезболивающие вещества.

В XX веке был синтезирован первый противосифилитический препарат сальварсан, выделен первый витамин – В 1, получен инсулин для лечения сахарного диабета. Огромное значение для борьбы с инфекционными заболеваниями имело получение пенициллина. В 50-е годы были созданы первые психотропные средства. Начинает стремительно развиваться психофармакология. В последующие годы были синтезированы новые сильнодействующие антибиотики – цефалоспорины, противоаллергические средства, противовоспалительные. Последние два десятилетия ознаменовались созданием новых высокоэффективных средств для лечения артериальной гипертензии, препаратов для лечения инсультов, СПИДа.

Нейрофармакология является разделом фармакологии. Она изучает воздействие лекарственных веществ на центральную и периферическую нервную систему. Точкой приложения данных веществ являются нервные клетки, межклеточные контакты, или синапсы, и особые места на клетках, где происходит взаимодействие лекарственного вещества с клеткой – так называемые рецепторы.

Для того чтобы лучше понимать взаимодействие лекарственных веществ и нервной системы, необходимо знать некоторые биохимические основы деятельности мозга. Взаимодействие между клетками происходит в синапсах – межклеточных контактах. Синапсы бывают электрические (нервный импульс напрямую переходит с одной клетки на другую) и медиаторные (передача импульса происходит путем выделения медиатора). Нейромедиаторы вырабатывается в нейронах, накапливаются в них и выделяются при проведении нервного импульса. Медиатор выделяется в синаптическую щель и связывается с рецептором, расположенным на пре- или постсинаптической мембранах. В зависимости от типа медиатора выделяют следующие нейромедиаторные системы.

Одной из важнейших биохимических систем мозга является холинергическая система, медатором в которой является ацетилхолин. Ацетилхолин обеспечивает передачу импульса с нерва на мышцу в так называемом мионевральном синапсе. При его недостаточности в данном месте возникает заболевание миастения. Ацетилхолин является медиатором в центральных отделах симпатической и парасимпатической нервной системы и в периферическом отделе парасимпатической нервной системы. Недостаток ацетилхолина в головном мозге вызывает развитие слабоумия или деменции. В частности отмечается недостаточность ацетилхолина при болезни Альцгеймера. Рецепторы к ацетилхолину могут связываться не только с ацетилхолином, но и с другими веществами, например, никотином и мускарином. В зависимости от этого рецепторы делятся на мускриновые и никотиновые. Существует три типа мускриновых рецепторов (в центральной нервной системе, сердце, гладких мышцах) и несколько типов никотиновых рецепторов (в нервной системе, мышцах, легких, железах внутренней секреции).

Следующая группа медиаторных систем – катехоламиновая. Она включает дофаминовую, адреналиновую, норадреналиновую.

Дофаминовая система имеет большое значение в деятельности мозга. Она обеспечивает точное и плавное выполнение движений, эмоциональный фон, настроение, память. В настоящий момент известно 7 видов дофаминовых рецепторов, расположенных в различных отделах головного мозга. Недостаточность дофамина в организме приводит к развитию паркинсонизма, или дрожательного паралича. При данном заболевании необходимо увеличить содержание дофамина в мозге, для этого используются лекарственные препараты различных групп. При увеличении содержания дофамина в мозге или при возбуждении дофаминовых рецепторов может возникать такое психическое заболевание, как шизофрения.

Адренергическая система – одна из самых больших и чрезвычайно сложных в организме человека. Адренорецепторы расположены во многих тканях и органах. Все адренорецепторы делятся на альфа- и бета-рецепторы. Они располагаются в кровеносных сосудах, матке у женщин, в зрачке, кишечнике. Раздражение Альфа-рецепторов вызывает сужение сосудов, расширение зрачков, сокращение матки, замедление перистальтики кишечника. Раздражение бета-рецепторов вызывает расширение кровеносных сосудов, расслабление матки, усиление работы сердечной мышцы, расширение бронхов. Существует много лекарственных препаратов, воздействующих на адренорецепторы. При различных заболеваниях сердечно-сосудистой системы проводят дифференцированное назначение лекарственных средств. Одними из таких представителей являются бета-блокаторы для снижения артериального давления. Адренорецепторы, расположенные вне нервной системы, возбуждаются преимущественно адреналином, адренорецепторы в пределах нервной системы раздражаются норадреналином. Несколько упрощенная схема деятельности адренергической системы может быть продемонстрирована на следующем примере. При охоте волка на зайца у обоих активируется адренергическая система. Но у волка состояние ярости сопровождается выделением преимущественно адреналина. А у зайца чувство страха обусловлено дополнительным выделением норадареналина.

Одной из важнейших нейромедиаторных систем мозга является серотониновая система. Серотонин и его рецепторы содержатся в желудочно-кишечном тракте, в клетках крови – тромбоцитах, в коже, в легких, почках и головном мозге. Серотонин оказывает разнообразные эффекты в организме. Снижение содержания серотонина приводит к снижению полового влечения, нарушению сна, депрессии, повышению вероятности возникновения эпилептических припадков и шизофрении. При увеличении содержания серотонина происходит усиление полового влечения, нормализации сна, нормализации настроения. Интересным является тот факт, что у алкоголиков происходит повышение уровня серотонина.

Следующая система – это система пептидов или белковых субстанций в мозге, которые выступают в качестве медиаторов. Пептиды делятся на опиоидные пептиды или эндорфины. Эти вещества можно назвать веществами удовольствия, они выделяются после отдыха, приема пищи, в процессе полового акта и оргазма. К другим пептидам относятся гипоталамические факторы, регулирующие обмен в эндокринной системе. Кроме того имеются пептиды чувствительных клеток, например субстанция Р, которая обеспечивает проведение и ощущение болевых импульсов. Кроме того, большое количество пептидов выделяется в желудочно-кишечном тракте.

Особую нейрохимическую систему образуют медиаторные аминокислоты. К ним относятся ГАМК – гамма-аминомасляная кислота, глицин, глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота и другие.

ГАМК является основным тормозным медиатором центральной нервной системы. Количество ГАМК-ергических рецепторов в мозге достаточно велико. Их раздражение приводит к возникновению седативного или успокаивающего эффекта, противотревожному эффекту, противосудорожному эффекту и мышечному расслаблению. ГАМК необходим для осуществления полноценного процесса запоминания и обучения. К средствам, усиливающим активность ГАМК, относятся транквилизаторы, противоэпилептические, средства для расслабления мышечных спазмов. При недостаточном содержании ГАМК в головном мозге могут возникать такие заболевания, как хорея Гентингтона, болезнь Паркинсона, эпилепсия.

Глицин также является тормозным медиатором.

Локализуются глицинергические нейроны, в основном, в спинном мозге. Оказывает противосудорожное и успокаивающее действие.

Возбуждающими аминокислотами являются глютаминовая и аспарагиновая кислота.

Глютаминовая кислота является предшественником ГАМК. Избыточное накопление глютаминовой кислоты наблюдается при эпилепсии. В данном случае необходимо ускорить ее превращение в ГАМК. Таким свойством обладают некоторые противосудорожные препараты.

Аспарагиновая кислота является возбуждающим медиатором. Она содержится в тех отделах нервной системы, которые участвуют в процессах запоминания и обучения.

Для того чтобы лучше понимать процессы в мозге, необходимо знать некоторые следующие основы нейрохимии.

Рецепторное взаимодействие. Регуляция функций организма обеспечивается нервной системой, гормонами желез внутренней секреции и другими биологически активными веществами. Носителями информации являются лиганды. Мишенью для лигандов служат специализированные рецепторы органов и тканей. При взаимодействии лиганда с рецептором в клетке запускается цепь биохимических процессов, которые стимулируют или тормозят ее функциональную активность. Определенные лиганды связываются лишь с определенными рецепторами (специфичность и селективность связи). Активность этого взаимодействия зависит от степени сродства лиганда и рецептора, а объем связывания – от насыщаемости рецепторов.

Фармакологическое действие лекарственных средств оказывается возможным только потому, что активные центры их молекул обладают свойствами, подобными лигандам природных регуляторов. Поэтому закономерности лигандрецепторного взаимодействия можно распространить и на лекарственно-рецепторное взаимодействие. Это взаимодействие ограничивается насыщаемостью рецепторов, что находит свое выражение в известном соотношении «доза-эффект». Вещества, вызывающие или усиливающие физиологический ответ органа или функциональной системы, именуют агонистами, вещества, тормозящие или блокирующие физиологический ответ – антагонистами. Антагонисты уравновешивают действие агонистов в процессах поддержания гомеостаза. Лекарственные антагонисты (блокаторы) препятствуют действию эндогенных агонистов, особенно когда активность последних выходит за пределы динамического равновесия в регуляции деятельности органов и функциональных систем.

Результатом взаимодействия внутренних регуляторов и лекарственных средств со специфическими рецепторами является кратковременный или продолжительный ответ эффекторных клеток органа. В основе кратковременных ответов лежит изменение транспорта Мg, Na, Са и С1 через клеточные мембраны. Кратковременное регулирование характеризуется быстрой сменой процессов включения и выключения. Процесс медленного регулирования начинается с изменения концентрации Са2 после чего возникают интенсивный двусторонний (интра- и экстрацеллюлярно) поток Са2.

Закономерности передачи импульсов в межнейронных синапсах. Основой функционирования нервной системы являются возникновение электрического заряда в нейроне, проведение импульса по нервному волокну и его передача в синапсе. Когда импульс достигает нервного окончания, поступление Са2 служит толчком к высвобождению небольшого количества (кванта) медиатора. Медиаторы, осуществляющие передачу импульсов в межнейронных синапсах (нейротрансмиттеры), синтезируются в нейронах из своих предшественников, скапливаются в нервной терминали, где хранятся в синаптических пузырьках – везикулах. Часть выделившегося в синаптическую щель медиатора «насыщает» рецепторы постсинаптической мембраны и вызывает специфический эффект, обеспечивающий дальнейшее проведение импульса. Часть медиатора в неизменном виде, а часть после разрушения ферментами поступает из синаптической щели в межтканевую жидкость и далее в ток крови, а оставшаяся часть подвергается обратному захвату. Этот процесс опосредуется пресинаптическими рецепторами, которые опознают медиатор, «оценивают» его количество в синаптической щели и «разрешают» обратный захват. Пресинаптические рецепторы нервной терминали нейрона-«хозяина», взаимодействующие с нейротрансмиттером, выделенным этим нейроном в синаптическую щель, иногда называют ауторецепторами. Если в синаптической щели имеется избыток медиатора, то пресинаптические рецепторы тормозят синтез и высвобождение медиатора из терминали – обратная отрицательная связь. При недостатке медиатора в синаптической щели следует команда к увеличению синтеза и высвобождению медиатора – положительная обратная связь. Полагают, что в системе двух нейронов, связанных межнейронным синапсом, имеется обратная транссинаптическая связь, благодаря которой постсинаптический нейрон способен влиять на функциональную активность пресинаптического нейрона. Субстратами, обеспечивающими такое взаимодействие, являются, по-видимому, пре- и постсинаптические рецепторы, нейротрансмиттеры и нейромодуляторы.

Лекарственные вещества тоже взаимодействуют с пресинаптичес-кими и постсинаптическими рецепторами. При этом агонисты пресинаптических рецепторов тормозят синтез и высвобождение медиатора, а антагонисты усиливают эти процессы. Агонисты постсинаптических рецепторов усиливают, а антагонисты тормозят проведение импульса.

Нейротрансмиссия в специфических нейронных системах. Специфичность нейронных систем определяется соответствием типа медиатора и рецептора. К классическим нейромедиаторам относятся вещества, которые обладают определенной совокупностью свойств: 1) могут синтезироваться в нейроне; 2) храниться в терминальных везикулах; 3) высвобождаться в синаптическую щель при стимуляции пресинаптического нейрона; 4) вызывать при взаимодействии с постсинаптическими рецепторами строго определенный и всегда преходящий физиологический эффект, идентичный эффекту электрической стимуляции пресинаптического нейрона. Полное соответствие перечисленным требованиям наблюдается только у ацетилхолина. Пять других медиаторов тесно связаны с метаболизмом аминокислот. Дофамин, норадреналин и серотонин являются ароматическими аминами, образующимися из аминокислот. ГАМК образуется из глутаминовой кислоты, а глицин представляет собой собственно аминокислоту. Нарушения в этих нейромедиаторных системах составляют нейрохимическую основу ряда заболеваний и в этих случаях являются объектом фармакологического воздействия.

Кроме классических нейромедиаторов, выделяют и так называемые кандидаты в нейротрансмиттеры. К их числу относят возбуждающие (глутаминовая и аспарагиновая) и ингибирующие или тормозящие (глицин, таурин) аминокислоты.

Гетероспецифические межнейрональные связи и нейротрансмиссия. Деятельность функциональных систем мозга обеспечивается многозвеньевыми цепями нейронов разной медиаторной принадлежности. Это означает, что на соме, дендритах и внесинаптической части аксона имеются рецепторы, взаимодействующие с нейротрансмиттерами, отличающимися от вырабатываемых данным нейроном. Эти так называемые пресинаптические гетерорецепторы осуществляют связь с нейронами иной медиаторной принадлежности. Благодаря таким связям проведение импульсов в одной нейрональной системе может регулироваться нейронами других медиаторных систем – гетероспецифическая регуляция. Так, высвобождение норадреналина может тормозиться стимуляцией дофамин-, серотонин-, гистамин-, ГАМК-, м-холинергических, опиатных и простагландиновых гетерорецепторов. Таким образом, эффект фармакологических средств может проявляться благодаря воздействию на рецепторы как гомо-, так и гетероспецифической регуляции.

Сомедиаторы (котрансмиттеры) в роли нейромодуляторов. Передачу импульса в синапсе нейротрансмиттером регулируют вспомогательные биологически активные вещества, так называемые сомедиаторы, или котрансмиттеры. Облегчая или затормаживая выделение нейротрансмиттера, повышая или понижая чувствительность синаптических рецепторов, котрансмиттеры играют роль нейромодуляторов синаптической передачи. Они синтезируются в нейроне, деятельность которого они модулируют.

Нейроны определенной медиаторной принадлежности синтезируют и определенные модуляторные нейропептиды. Взаимодействие нейротрансмиттера и нейропептида может быть синергическим и антагонистическим. Закономерности нейротрансмиссии в межнейронном синапсе можно распространить и на передачу импульса с нервной терминали на клетки иннервируемого органа. Общие же закономерности лигандрецепторного взаимодействия лежат в основе фармакологического эффекта, наступающего при контакте активных участков молекулы лекарственного вещества с рецепторами органов и тканей.

Основные понятия нейрофармакологии

Абстиненция — болезненное состояние, возникающее при резком прекращении приема или введения алкоголя, наркотиков и других веществ, вызывающих развитие зависимости. Сопровождается психическими и неврологически­ми расстройствами.

Агнозии — нарушения различных видов восприятия (формы предмета, про­странственных отношений, символов, звуков речи), возникающие при кор­ковых очаговых поражениях.

Агонист — вещество, вызывающее при взаимодействии с рецептором эффект медиатора.

Аденилатциклаза — фермент, принимающий участие в синтез: вторичного мес­сенджера цАМФ.

Адренергический нейрон — нейрон, содержащий в качестве нейромедиатора норадреналин или дофамин.

Акинезия — снижение объема движений, мышечная скованность и замедлен­ность движений. Один из симптомов нарушения двигательной функции, например при болезни Паркинсона.

Активная зона — специализированное место цитоплазматической мембраны пресинаптической терминали, в котором происходит освобождение медиа­тора, упакованного в пузырьки.

Активный транспорт — избирательный транспорт веществ через мембрану с затратой энергии обмена.

Анестезия (от греч. отсутствие чувствительности) — общее название методов обезболивания, например, при хирургических, стоматологических и диаг­ностических операциях и процедурах.

Анксиолитический эффект вещества — противотревожное действие препара­та, снижающее или подавляющее чувство напряжения, беспокойства, тре­воги, страха.

Антагонист — вещество, препятствующее действию биологически активных соединений (например, медиаторов, гормонов) или лекарств и ядов.

Антиоксиданты — средства, предотвращающие или замедляющие окисление молекулярным кислородом; в организме человека являются необходимы­ми компонентами всех тканей и клеток, предохраняя их от самопроизволь­ного окисления.

Антипсихотический эффект вещества — способность препарата, не нарушая созна­ния, устранять бред, галлюцинации и некоторые другие проявления психозов.

Апраксии — нарушения произвольных движений и действий, которые не со­провождаются элементарными двигательными расстройствами.

Аритмия — нарушения частоты, ритмичности и последовательности сокраще­ний сердца.

Атеросклероз — хроническое заболевание, характеризующееся образованием в стенках артерий фиброзных бляшек из соединительной ткани, суживаю­щих просвет и нарушающих физиологические функции пораженных арте­рий, что приводит к расстройствам кровообращения.

Афазии — нарушения уже сформированной речи, возникающие при локальных поражениях коры левого полушария головного мозга.

Ацетилхолинэстераза — фермент, расщепляющий ацетилхолин на спирт холин и уксусную кислоту.

Брадикардия — снижение частоты сердечных сокращений.

Везикулы — синаптические пузырьки, в которых депонируется медиатор.

Возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП) — сдвиг мембранною потенциала нейрона в сторону деполяризации при одновременном возбуж­дении большою числа синапсов. При достижении ВПСП пороговой вели­чины в нейроне появляется потенциал действия.

Вторичные мессенджеры (посредники) — внутриклеточные низкомолекуляр­ные соединения; способны быстро активировать внутриклеточные процес­сы, их концентрация строю контролируется нейромедиаторами, нейромо­дуляторами, гормонами и другими внеклеточными сигналами (первичны­ми мессенджерами). Наиболее важными вторичными мессенджерами являются циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), циклический гуанозинмонофосфат (цГТФ), Са^2-. инозитолтрифосфат, диацилглицерол.

Гематоэнцефалический барьер — барьер, препятствующий обмену веществ между кровью и нервной тканью (мозгом); защищает центральную нервную систему от циркулирующих в крови продуктов обмена веществ и чужерод­ных веществ.

Гиперкинезы — навязчивые движения, один из симптомов хореи Гентингтона.

Гиперполяризация — увеличение поляризации мембраны нейрона по сравне­нию с покоем, сопровождается снижением возбудимости.

Гипертензия — состояние, сопровождающееся повышением артериального дав­ления.

Гипогликемия — пониженное содержание глюкозы в крови.

Гипокинезия — снижение двигательной активности.

Гипоксия — недостаточное снабжение тканей организма кислородом или нару­шение ею использования клетками.

Гипотензия — состояние, сопровождающееся понижением артериального дав­ления.

Гликогенолиз — расщепление гликогена на молекулы глюкозы.

Гомеостаз — способность клеток, тканей, органов и систем органов поддержи­вать постоянство внутренней среды и устойчивость физиологических функ­ций организма на генетически заданном уровне.

Гуанилатциклаза — фермент, принимающий участие в синтезе вторичного мес­сенджера цГМФ.

Деполяризация — уменьшение поляризации мембраны нейрона по сравнению с покоем. В покос мембрана клетки поляризована в среднем до -70 мВ.

Десенситизация рецепторов — снижение чувствительности рецепторов, напри­мер при длительном воздействии медиатора.

Дискинезия — нарушении тонуса и сокращений мускулатуры, проявляются часто в сочетании с разными формами гиперкинеза, т.е. навязчивых дви­жений.

Длительная потенциация синаптической передачи — устойчивое усиление эф­фективности синапса в ответ на высокочастотную стимуляцию.

Дофаминергический нейрон — нейрон, содержащий в качестве нейромедиато­ра дофамин.

Избирательное действие вещества — действие на функционально однознач­ные рецепторы определенной локализации, например d-тубокурарин дей­ствует на холинорецепторы нервно-мышечных синапсов.

Ионный канал — молекулярная структура, встроенная в мембрану клетки, се­лективно проницаемая для отдельных ионов. Различают натриевый, кали­евый, кальциевый, хлорный и некоторые другие каналы

Ионные насосы — встроенные в плазматическую мембрану белковые комплек­сы, способные сохранять разность концентрации ионов между внутренней и внешней поверхностью мембраны нейрона, производя заботу против гра­диента концентраций.

Ионотропный эффект — быстрый эффект, возникающий в результате воздействия медиатора непосредственно на ионные каналы в синаптической мембране.

Ишемия — недостаточность местного кровоснабжения, приводящая к кисло­родному голоданию и ухудшению питания данного участка ткани.

Кальмодулин — белок, функционирующий в качестве первичного внутрикле­точного рецептора Са²⁺, участвует практически во всех процессах, регули­руемых ионами кальция.

Каротидные клубочки — хромаффинная ткань, родственные ганглиям вегета­тивной нервной системы образования в каротидном синусе; активация хеморецепторов каротидного клубочка вызывает рефлекторную стимуляцию дыхательного центра.

Катехоламины — группа медиаторов, включающих адреналин, норадреналин и дофамин, разрушаются ферментом катехол-О-метилтрансферазой.

Катсхол-О-метилтрансфераза — цитоплазматический фермент эффекторных клеток, разрушающий катехоламины (адреналин, норадреналин, дофамин).

Квант медиатора — неделимая порция нейромедиатора, высвобождаемая из одного синаптического пузырька.

Коллапс — тяжелая степень острой сердечно-сосудистой недостаточности, когда нарушения приводят к резкому падению артериального давления и деятель­ности сердца, частое явление при заболеваниях, сопровождающихся болями и интоксикацией, наблюдается при тяжелом шоке, массивной кровопотере.

Концевые пластинки — места окончания двигательных нервов на мышечных волокнах.

Лиганды — соединения, которые могут взаимодействовать с рецепторами.

Липолиз — отщепление свободных жирных кислот из жировых депо.

Метаботропный эффект — медленный эффект, возникающий после взаимодей­ствия медиатора с метаботропным рецепторов, для его формирования тре­буется вовлечение метаболических процессов внутри постсинаптического нейрона.

Минутный объем крови — объем крови, который сердце выталкивает в течение одной минуты.

Миорелаксанты — вещества, вызывающие расслабление скелетной мускулату­ры; выделяют группу периферических (угнетающих нервно-мышечную пе­редачу) и центральных (оказывающих влияние на ЦНС) миорелаксантов.

Моноамины (биогенные амины) — группа медиаторов, включающая серото­нин. дофамин, норадреналин и гистамин.

Нейрогенные дистрофии — деструктивные поражения органов, вызываемые чрезмерными раздражениями нервной системы.

Нейромедиаторы — биологически активные вещества, посредством которых осуществляется взаимодействие в химическом синапсе.

Нейромодуляторы — нейроактивные вещества, модулирующие функции ней­рона, в частности синаптическую передачу.

Нейрональный (обратный) захват медиатора — перемещение медиатора из си­наптической щели в пресинаптическое окончание с помощью высокоселек­тивного транспортного механизма, локализованного в пресинаптической мембране.

Ноотропный эффект вещества — способность препарата нормализовать ког­нитивные процессы (мышление, намять, обучаемость и др.).

Осмос — вид диффузии воды через полупроницаемую мембрану из области более низкой концентрации веществ и ионов в область более высокой.

Пептидергический нейрон — нейрон, содержащий в везикулах какой-либо нейролептид (субстанция Р, нейропептид Y, CGRP и т.д.).

Перистальтика — волнообразные мышечные сокращения, распространяющие­ся вдоль полого органа (желудок, кишечник) и перемещающие ею содер­жимое в направлении от «входа» к «выходу».

Пластичность нервной ткани — способность к функциональным перестройкам в отпет на действие значимых внешних и внутренних факторов.

Постсинаптическая модуляция — модуляция чувствительности постсинапти­ческих рецепторов, в результате развивается десенситизация (при длитель­ном воздействии медиатора) или сенсибилизация (при недостаточном воз­действии) рецепторов.

Потенциал-зависимые каналы — ионные каналы, активирующиеся при изме­нении мембранного потенциала клетки.

Пресинаптическая модуляция — модуляция высвобождения медиатора, напри­мер. посредством ауторегуляции, когда высвобождаемый нейромедиатор воздействует на собственные пресинаптические рецепторы, снижая ею пос­ледующее высвобождение. В этом случае нейромедиатор является также и нейромодулятором.

Прогестерон — стероидный гормон; синтезируется яичниками, плацентой и ко­рой надпочечников из циркулирующего в крови холестерина; участвует в регуляции менструального цикла, обеспечивает нормальное развитие бере­менности и родов, влияет на обмен белков, углеводов и обладает рядом дру­гих физиологических эффектов.

Пуринергический нейрон — нейрон, содержащий в качестве нейромедиатора пурины (аденозин, АТФ).

Рецепторы — белковые молекулы, встроенные в структуру мембраны, которые взаимодействуют с медиатором и тем самым обеспечивают активизацию хемозависимых ионных каналов (К⁺, Na⁺, Cl^— ).

Седативный эффект вещества — успокаивающее действие препарата на цент­ральную нервную систему.

Сенсибилизация рецепторов — повышение чувствительности рецепторов к со­ответствующему медиатору, например при его недостатке.

Серотонинергический нейрон — нейрон, содержащий в качестве нейромедиа­тора серотонин.

Снотворный эффект — действие препаратов, облегчающее наступление и(или) обеспечивающее достаточную продолжительность сна.

Сомедиаторы — нейромедиаторы, оказывающие модулирующее влияние на активность других медиаторов, например сомедиатором глутамата являет­ся глицин.

Тахикардия — повышение частоты сердечных сокращений.

Тимолептический эффект вещества — способность препарата повышать настро­ение. сниженное при депрессивном состоянии.

Тормозный постсинаптический потенциал (ТПСП) — сдвиг мембранного по­тенциала нейрона в сторону гиперполяризации.

Тремор — ритмичные колебания части тела относительно фиксированной точ­ки, обычно наблюдается тремор дистальных отделов конечностей и, реже, головы, языка или нижней челюсти.

Ударный объем крови — объем крови, который сердце выталкивает при одном сокращении.

Фобии — навязчивые состояния страха.

Фосфолипаза С — фермент, способствующий образованию вторичных мессен­джеров диацилглицерола и инозитолфосфата.

Хемозависимые каналы ионные каналы, активирующиеся при воздействии биологически активных веществ, в том числе и нейромедиаторов.

Холинацетилтрансфераза — фермент, осуществляющий синтез ацетилхолина из спирта холина и уксусной кислоты.

Холинергический нейрон — нейрон, содержащий в качестве нейромедиатора ацетил холин.

Экзоцитоз — процесс высвобождения нейромедиатора из везикул в синапти­ческую щель путем встраивания мембраны везикул в пресинаптическую мембрану.

Эндоцитоз — управляемый процесс образования везикул путем впячивания наружной мембраны и последующего их отщепления в цитоплазму клетки.

Скачать лекции