stringtranslate.com

Нейрохимия

Нейрохимия – это изучение химических веществ , включая нейротрансмиттеры и другие молекулы, такие как психофармацевтические препараты и нейропептиды , которые контролируют и влияют на физиологию нервной системы . Эта конкретная область нейробиологии исследует, как нейрохимические вещества влияют на работу нейронов , синапсов и нейронных сетей . Нейрохимики анализируют биохимию и молекулярную биологию органических соединений в нервной системе, а также их роль в таких нервных процессах, включая пластичность коры , нейрогенез и нервную дифференцировку .

История

Хотя нейрохимия как признанная наука является относительно новой, идея нейрохимии существует еще с 18 века. Первоначально считалось, что мозг представляет собой отдельный объект, отдельный от периферической нервной системы. Начиная с 1856 года, была проведена серия исследований, опровергавших эту идею. Химический состав мозга был почти идентичен составу периферической нервной системы. [1] Первый большой шаг вперед в изучении нейрохимии сделал Иоганн Людвиг Вильгельм Тудичум , который является одним из пионеров в области «химии мозга». Он был одним из первых, кто предположил, что многие неврологические заболевания могут быть связаны с дисбалансом химических веществ в мозге. Он также был одним из первых ученых, поверивших, что с помощью химических средств подавляющее большинство неврологических заболеваний можно лечить, если не вылечить. [2]

Ирвин Пейдж (1901–1991) был американским психологом, опубликовавшим первый крупный учебник по нейрохимии в 1937 году. Он также основал в 1928 году первый отдел, посвященный исключительно изучению нейрохимии, в Мюнхенском институте психиатрии кайзера Вильгельма. [3]

Еще в 1930-х годах нейрохимию чаще всего называли «химией мозга» и она в основном была посвящена поиску различных химических соединений без прямого предположения об их конкретной роли и функциях в нервной системе. Первый биохимический патологоанатомический тест на любое заболевание головного мозга принадлежит Вито Марии Бускаино (1887–1978), нейропсихиатру, изучавшему шизофрению. Он обнаружил, что обработка мочи ее пациентов, страдающих шизофренией, экстрапирамидными расстройствами или аменцией, 5% нитратом серебра приводила к образованию черного осадка, связанного с аномальным уровнем аминов. Это стало известно как «реакция Бускаино». [3]

В 1950-е годы нейрохимия стала признанной научной дисциплиной. [4] Основание нейрохимии как дисциплины берет свое начало в серии «Международных нейрохимических симпозиумов», первый том симпозиума, опубликованный в 1954 году, назывался « Биохимия развивающейся нервной системы» . [5] Эти встречи привели к образованию Международного общества нейрохимии и Американского общества нейрохимии . На этих ранних собраниях обсуждалась предварительная природа возможных веществ-нейромедиаторов, таких как ацетилхолин , гистамин , вещество Р и серотонин . К 1972 году идеи стали более конкретными.

Одним из первых крупных успехов в использовании химических веществ для изменения функций мозга стал эксперимент с L-ДОФА . В 1961 году Уолтер Буркмайер ввёл L-ДОФА пациенту с болезнью Паркинсона . Вскоре после инъекции у пациента резко уменьшился тремор, и он смог контролировать свои мышцы так, как не мог в течение долгого времени. Эффект достиг максимума в течение 2,5 часов и продолжался примерно 24 часа. [1]

Нейромедиаторы и нейропептиды

Наиболее важным аспектом нейрохимии являются нейротрансмиттеры и нейропептиды, которые обеспечивают химическую активность нервной системы. Существует множество нейрохимических веществ, которые необходимы для правильного функционирования нервной системы.

Нейропептид окситоцин, синтезируемый в крупноклеточных нейросекреторных клетках, играет важную роль в материнском поведении и половом размножении, особенно до и после рождения. Это белок-предшественник, который подвергается протеолитическому процессингу для активации нейропептида как его более короткой формы. Он участвует в рефлексе расслабления во время кормления грудью, сокращениях матки и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, где окситоцин ингибирует высвобождение кортизола и адренокортикотропного гормона. [6] [7] [8] [9]

Глутамат, который является наиболее распространенным нейромедиатором, является возбуждающим нейрохимическим веществом, а это означает, что его высвобождение в синаптической щели вызывает возникновение потенциала действия. ГАМК, или гамма-аминомасляная кислота, является тормозным нейромедиатором. Он связывается с плазматической мембраной в синапсах нейронов, вызывая приток отрицательно заряженных ионов хлора и отток положительно заряженных ионов калия. Этот обмен ионов приводит к гиперполяризации трансмембранного потенциала нейрона, вызванной этим негативным изменением. [10] [11]

Дофамин — это нейромедиатор, имеющий большое значение в лимбической системе , который регулирует регуляцию эмоциональных функций. Дофамин играет множество функций в мозге, включая познание, сон, настроение, выработку молока, движение, мотивацию и вознаграждение. [12]

Серотонин — это нейромедиатор, который регулирует настроение, сон и другие функции мозга. Он является медиатором периферических сигналов и обнаруживается в желудочно-кишечном тракте, а также в крови. Исследования также показывают, что серотонин может играть важную роль в регенерации печени. [13]

Нейротипическая нейрохимия

Нейрохимия — это изучение различных типов, структур и функций нейронов и их химических компонентов. Химическая передача сигналов между нейронами опосредуется нейротрансмиттерами, нейропептидами, гормонами, нейромодуляторами и многими другими типами сигнальных молекул. Многие неврологические заболевания возникают из-за дисбаланса нейрохимии мозга. Например, при болезни Паркинсона наблюдается дисбаланс уровня дофамина в мозге. Лекарства включают нейрохимические вещества, которые используются для изменения функции мозга и лечения заболеваний головного мозга. Типичный нейрохимик мог бы изучать взаимодействие химических компонентов мозга, пластичность нейронов, развитие нейронов, физические изменения в мозге во время болезни и изменения в мозге при старении. [14] [15]

Нейрохимия посттравматического стрессового расстройства

Одно из основных направлений исследований в области нейрохимии — изучение того, как посттравматическое стрессовое расстройство изменяет мозг. Колебания уровня нейротрансмиттеров могут определять, возникнет ли эпизод посттравматического стрессового расстройства и как долго он продлится. Дофамин оказывает меньший эффект, чем норадреналин . Различные нейрохимические вещества могут влиять на разные части мозга. Это позволяет использовать лекарства от посттравматического стрессового расстройства , чтобы не оказывать нежелательного воздействия на другие мозговые процессы. Эффективным лекарством, помогающим облегчить ночные кошмары, связанные с посттравматическим стрессовым расстройством, является Празозин . [16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Аб Фоли, П. (2007). «Succi nervorum: Краткая история нейрохимии». Нервно-психические расстройства: интегративный подход . Журнал нейронной передачи. Дополнение. Том. 72. Шпрингер Вена. стр. 5–15. дои : 10.1007/978-3-211-73574-9_2. ISBN 9783211735732. ПМИД  17982872. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
  2. ^ Тудичум, JLW (1962). Трактат о химическом строении мозга . Книги Архонта. ОСЛК  1030309150.
  3. ^ аб Буллерн, Анна I.; Фоли, Пол; Тернер, Энтони Дж.; Джонстон, Грэм А.Р.; Беарт, Филип М. (январь 2020 г.). «Происхождение и ранняя история нейрохимии и ее обществ». Журнал нейрохимии . 152 (1): 8–28. дои : 10.1111/jnc.14839 . hdl : 11343/286491 . ISSN  0022-3042. ПМИД  31357242.
  4. ↑ Агранов, Бернард В. (22 июля 2003 г.). «История нейрохимии». ЭЛС . doi : 10.1038/npg.els.0003465. ISBN 978-0470016176. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
  5. ^ Сигел, Джордж Дж.; Альберс, RW; Брэди, ST; Прайс, Д.Л. (2006). Основная нейрохимия, 7-е изд . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-088397-4.
  6. ^ Ли, Хон-Джин; Макбет, аббат Х.; Пагани, Джером; Янг, В. Скотт (10 апреля 2009 г.). «Окситоцин: великий помощник жизни». Прогресс нейробиологии . 88 (2): 127–151. doi :10.1016/j.pneurobio.2009.04.001. ISSN  0301-0082. ПМЦ 2689929 . ПМИД  19482229. 
  7. ^ «Человеческое молоко и лактация» . Медскейп . 15 марта 2022 г.
  8. ^ Такаянаги, Юки; Ёсида, Масахидэ; Бельский, Айседора Ф.; Росс, Хизер Э.; Кавамата, Масаки; Онака, Тацуши; Янагисава, Теруюки; Кимура, Тадаши; Мацук, Мартин М.; Янг, Ларри Дж.; Нисимори, Кацухико (25 октября 2005 г.). «Повсеместные социальные дефициты, но нормальные роды у мышей с дефицитом рецепторов окситоцина». Труды Национальной академии наук . 102 (44): 16096–16101. Бибкод : 2005PNAS..10216096T. дои : 10.1073/pnas.0505312102 . ISSN  0027-8424. ПМК 1276060 . ПМИД  16249339. 
  9. ^ Сибелец, Сильвия; Сибелец, Гжегож; Самолинская, Виолетта (30 июня 2018 г.). «Содержание свинца и кадмия в отдельных овощах Люблинского воеводства». Наука Пржирода Технологии . 12 (2). дои : 10.17306/j.npt.00237 . ISSN  1897-7820. S2CID  92547848.
  10. ^ Сапольски, Роберт. «Биология и поведение человека: неврологические истоки индивидуальности, 2-е издание». Набор данных PsycEXTRA . дои : 10.1037/e526622012-001 . Проверено 29 апреля 2022 г.
  11. ^ Маджумдар, Деваши; Гуха, Сефали (ноябрь 1988 г.). «Конформация, электростатический потенциал и фармакофорный характер ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты) и некоторых ингибиторов ГАМК». Журнал молекулярной структуры: THEOCHEM . 180 : 125–140. дои : 10.1016/0166-1280(88)80084-8.
  12. ^ Бенеш, Франсин М. (январь 2001 г.). «Карлссон и открытие дофамина». Тенденции в фармакологических науках . 22 (1): 46–47. дои : 10.1016/s0165-6147(00)01607-2. ISSN  0165-6147. ПМИД  11165672.
  13. ^ Джордж Дж. Сигел; и др., ред. (2006). Базовая нейрохимия: молекулярные, клеточные и медицинские аспекты (7-е изд.). Амстердам. ISBN 978-0-08-047207-2. ОКЛК  123438340.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  14. ^ Хейнбокель, Томас; Чока, Антоней Б. (23 октября 2019 г.). Вводная глава: Химическая основа нейронных функций и дисфункций. ИнтехОпен. ISBN 978-1-83880-000-0.
  15. ^ Бейене, Авраам Г.; Ян, Сара Дж.; Ландри, Маркита П. (01 июля 2019 г.). «Обзорная статья: Инструменты и тенденции исследования нейрохимии мозга». Журнал вакуумной науки и технологий А. 37 (4): 040802. Бибкод : 2019JVSTA..37d0802B. дои : 10.1116/1.5051047. ISSN  0734-2101. ПМК 6559927 . ПМИД  31235991. 
  16. ^ Арнстен, Эми FT; Раскинд, Мюррей А.; Тейлор, Флетчер Б.; Коннор, Дэниел Ф. (январь 2015 г.). «Влияние стресса на префронтальную кору: перевод фундаментальных исследований в успешные методы лечения посттравматического стрессового расстройства». Нейробиология стресса . 1 : 89–99. doi :10.1016/j.ynstr.2014.10.002. ISSN  2352-2895. ПМК 4244027 . ПМИД  25436222. 

Внешние ссылки