MÓZGOWE SUBSTANCJE CHEMICZNE

Rozpatrując mózgowe systemy funkcjonalne głównie z uwagi na rodzaj mediatorów, szczególną uwagę zwraca się na systemy dopaminy, noradrenaliny, serotoniny, acetylocholiny, endorfiny i inne.

Dopamina

(C8H11NO2; nazwa systematyczna: 4-(2-aminoetylo)benzeno-1,2-diol lub pół systematycznie 4-(2-aminoetylo)katechol, ewentualnie 3,4-dihydroksyfenyloetyloamina; ATC: C 01 CA 04) - katecholaminowy neuroprzekaźnik syntezowany i uwalniany przez dopaminergiczne neurony ośrodkowego układu nerwowego.

Dopamina działa przez swoiste receptory zlokalizowane w błonie pre- jak i postsynaptycznej. Odgrywa odmienną rolę w zależności od miejsca swego działania:

* w układzie pozapiramidowym jest odpowiedzialna za napęd ruchowy, koordynację oraz napięcie mięśni - w chorobie Parkinsona występuje niedobór dopaminy;
* w układzie rąbkowym (limbicznym) jest odpowiedzialna za procesy emocjonalne, wyższe czynności psychiczne oraz w znacznie mniejszym stopniu procesy ruchowe;
* w podwzgórzu jest związany głównie z regulacją wydzielania hormonów, a szczególnie prolaktyny (stąd inną nazwą dopaminy jest prolaktostatyna - PIH (Prolactin Inhibitory Hormone) i gonadotropin.

Dopamina jest syntetyzowana także w tkankach obwodowych (kanaliki nerkowe i nerkowe naczynia krwionośne, pęcherzyki płucne, trzustka oraz naczynia krwionośne płuc i serca) i wykazuje tam aktywność autokrynną.

Dopamina jest także stosowana jako lek, w postaci kroplówek, w zapobieganiu ostrej niewydolności nerek (zwiększa perfuzję nerkową), a w większych dawkach podwyższa ciśnienia tętnicze i działa dodatnio na siłę skurczu mięśnia sercowego i z tego względu jest stosowany we wstrząsie septycznym, kardiogennym, pourazowym, po operacjach kardiochirurgicznych oraz w zaostrzeniu przewlekłej niewydolności krążenia.

Dopamina nazywana jest również "hormonem szczęścia", gdyż pojawienie się jej w przestrzeniach między neuronami w jądrze półleżącym, zewnętrznie objawia się poczuciem euforii. Cechą większości substancji uzależniających jest bezpośrednie lub pośrednie nasilenie dopaminergicznej impulsacji w układzie mezolimbicznym, co przejawia się zwiększonym stężeniem dopaminy w jądrze półleżącym przegrody. Główne działanie kokainy polega na stymulowaniu wydzielania dopaminy w mózgu. Odstawienie substancji narkotycznej wywołuje patologiczne obniżenie stężenie dopaminy w tej strukturze mózgu, co objawia się dysforią oraz objawami głodu narkotykowego.

Z drugiej strony, według niektórych teorii nadmierny poziom dopaminy jest jedną z przyczyn schizofrenii.

Jedną z przyczyn zespołu Tourette'a jest zaburzenie dozowania ilości dopaminy.

Noradrenalina

(norepinefryna, nazwa systematyczna: 4-(2-amino-1-hydroksyetylo)benzeno-1,2-diol lub 3,4,β-trihydroksyfenyloetyloamina, ATC: C 01 CA 04) – hormon, neuroprzekaźnik wydzielany w części rdzeniowej nadnerczy, zwykle razem z adrenaliną w sytuacjach powodujących stres. Wzór sumaryczny: C8H11NO3

Wyrzut noradrenaliny do krwi powoduje, że szybko dociera ona do mózgu, który na jej obecność reaguje przyspieszeniem rytmu serca, przemianą glikogenu w glukozę, napięciem mięśni oraz poszerzeniem źrenic (co jest skutkiem ubocznym). Noradrenalina wpływa dwojako na układ krążenia: zwęża naczynia obwodowe, natomiast rozszerza naczynia wieńcowe w sercu. Działa trochę słabiej niż adrenalina.

Noradrenalina jest wykorzystywane także jako neuroprzekaźnik przez niektóre neurony pnia mózgu i układu współczulnego. Wewnątrz pnia mózgu noradrenalina produkowania jest w miejscu sinawym, miejsce to reguluje stopień pobudzenia mózgu jak i funkcje automatyczne takie jak termoregulacja. Silny stres zaburza działanie miejsca sinawego.

Serotonina

(5-HT; 5-hydroksytryptamina; C10H12N2O) - biologicznie czynna amina, hormon pełniący funkcję m.in. ważnego neuroprzekaźnika w ośrodkowym układzie nerwowym i w układzie pokarmowym. Związek ten występuje też w trombocytach.

Zadowolenie związane z wykonywaniem przyjemnych czynności, jak np. jedzenie czekolady jest prawdopodobnie wywołane wydzielaniem serotoniny w jądrach szwu. Stąd mylne przekonanie, że czekolada działa przeciwdepresyjne. Serotonina jest również niezbędna do snu - u zwierząt doświadczalnych blokowanie jej syntezy powoduje bezsenność. Poziom tej substancji w mózgu wpływa również na potrzeby seksualne, zachowania impulsywne i apetyt.

Pod względem chemicznym serotonina należy do rodziny tryptamin. Niektóre substancje psychoaktywne, np. LSD, DMT czy psylocybina mają podobną budowę jak serotonina i często wpływają na jej poziom w mózgu.

Leki wpływające na mechanizmy działania serotoniny są stosowane w lecznictwie w postaci takich grup leków jak inhibitory MAO oraz SSRI takie jak na przykład fluoksetyna (Prozac). Są to leki przeciwdepresyjne działające dopiero po dłuższym czasie zażywania (tydzień-dwa). Mechanizm leków czy substancji psychoaktywnych wpływających na poziom serotoniny w mózgu polega zwykle na blokowaniu jej wychwytu zwrotnego. Należy uważać przy ich stosowaniu, by nie doprowadzić do zespołu serotoninowego.

Niedobór serotoniny może być przyczyną tak zwanej nagłej śmierci łóżeczkowej (SIDS) czasem występującej u niemowlaków. Niski poziom serotoniny wywołuje spadek tętna i temperatury ciała, w rezultacie prowadząc do śmierci.

Acetylocholina

ACh – organiczny związek chemiczny, ester kwasu octowego i choliny.

W organizmach żywych związek ten jest neuromediatorem syntetyzowanym w neuronach cholinergicznych. Prekursorem acetylocholiny jest cholina, która przenika z przestrzeni międzykomórkowej do wnętrza neuronów.

Cholina ulega estryfikacji, tj. przyłączeniu reszty kwasu octowego do acetylocholiny przy udziale enzymu acetylotransferazy cholinowej. Powstała acetylocholina jest uwalniana z zakończeń presynaptycznych do przestrzeni synaptycznej przez dopływające impulsy nerwowe, a część jej jest magazynowana w ziarnistościach neuronów. Po wydzieleniu z zakończeń presynaptycznych acetylocholina działa na receptory znajdujące się w zakończeniach postsynaptycznych i jest bardzo szybko rozkładana przez enzym acetylocholinesterazę.

Jest to jedyny mechanizm unieczynniania acetylocholiny. Szybkość syntezy acetylocholiny zależy od stężenia choliny oraz acetylocholiny w neuronie. Związki fosforoorganiczne (tj. sarin, soman) mają zdolność do inhibicji acetylocholinesterazy, co warunkuje ich toksyczność.

Istnieją 2 typy receptorów cholinergicznych:

* nikotynowe (N) - są wbudowane w błonę komórki zwoju autonomicznego
* muskarynowe (M) - występujące w synapsach obwodowych zakończeń przywspółczulnych, są one wbudowane błonę komórki efektorowej.

Acetylocholina między innymi:

* powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych,
* obniża ciśnienie krwi,
* zwalnia częstość akcji serca,
* zmniejsza siłę skurczu mięśnia sercowego,
* powoduje skurcze mięśni gładkich oskrzeli, jelit i pęcherza moczowego,
* powoduje zwężenie źrenicy,
* zwiększenie wydzielania gruczołów,
* skurcz mięśni prążkowanych (receptory nikotynowe).

Acetylocholina nie ma obecnie zastosowania leczniczego ze względu na nieswoiste, zbyt toksyczne i bardzo krótkie działanie. Stosowane są natomiast inne estry choliny.

Endorfiny

Grupa hormonów peptydowych, które kształtują odczucie zakochania, wywołują doskonałe samopoczucie i zadowolenie z siebie oraz generalnie wywołują wszelkie inne stany euforyczne (tzw. hormony szczęścia). Tłumią odczuwanie drętwienia i bólu. Są endogennymi opioidami.

Są silnymi agonistami receptorów opioidowych μ, których pobudzanie wywołuje stany euforyczne. Na te same receptory działają opioidy egzogenne, co wywołuje zniesienie bólu, uczucie przyjemności i dobrego nastroju. Wywołuje to też silne uzależnienie psychiczne i fizyczne.

John Hughes i Hans Kosterlitz podali chemiczny skład tajemniczej substancji nazwanej później endorfiną (czyli wewnętrzną morfiną). Wytwarzana przez mózg, działa podobnie jak morfina, zmniejsza ból i wprawia w błogostan. Emocjom doświadczanym podczas zbliżeń seksualnych towarzyszy również wzrost poziomu endorfiny we krwi – w krótkim czasie nawet o 200%. Uściski i narkotyki wprawiają w stan ekstazy o podobnym podłożu chemicznym, pierwsze są jednak znacznie bezpieczniejsze.

Wkrótce odkryto kilkanaście różnych endorfin produkowanych w mózgu i rdzeniu kręgowym, wpływających na odczuwanie bólu, stan uczuć i świadomości. Nazwano je molekułami emocji. Najwięcej receptorów emocji znaleziono w mózgu, w obszarach uważanych za siedzibę uczuć i ośrodki odczuwania przyjemności. W latach 60. w eksperymentach na szczurach pokazano, że elektryczna stymulacja tych miejsc budzi w zwierzętach doznania tak intensywnej ekstazy, że wolą paść z wyczerpania niż przerwać doświadczenia. (tygodnik "Wprost", Nr 861, 30 maja 1999).

Niektóre bodźce, powodujące wydzielanie endorfin, to:

* poczucie zagrożenia (zjawisko analgezji spowodowanej stresem)
* uśmiechanie
* wysiłek fizyczny (chociaż niektórzy naukowcy twierdzą, iż to udział w rywalizacji sportowej ma na to znaczący wpływ); przypuszcza się, że przedłużony intensywny wysiłek powoduje wzmożone wydzielanie endorfin, objawiające się euforią biegacza
* niedotlenienie - Na tej drodze istnieje teoria działania euforyzojącego alkoholu na organizm poprzez zwiększone powinowactwo tej substancji do tlenu (patrz również: euforia biegacza)
* niektóre (głównie pikantne) przyprawy, np. papryka chili
* promienie ultrafioletowe
* w niektórych przypadkach akupunktura
* podczas stymulacji prądami TENS
* czekolada
* zauroczenie
* przytulanie
* masaż
* pocałunki
* pobudzenie seksualne
* orgazm
* efekt placebo