Высшие функции структур головного мозга во многом зависят от уровня гормонов и состояния нейромедиаторных систем мозга.
Нейроны обладают способностью не только генерировать и проводить возбуждение, но и вырабатывать и выделять биологически активные вещества. То есть относятся к нейросекреторным клеткам.
Нейроны выделяют различные вещества, которые условно можно объединить в три группы: нейромедиаторы, нейропептиды, нейрогормоны.
Нейромедиаторы – это химические посредники для передачи возбуждения в синапсах, либо для формирования торможения там же. В головном мозгу выделены и изучены около 30 различных медиаторов возбуждающего и тормозного действия. Наибольшее представительство в ЦНС имеют медиаторы: норадреналин, адреналин, ацетилхолин, серотонин, дофамин, ГАМК, глицин и другие.
К настоящему времени достигнуты значительные успехи в составлении карт распределения медиаторов в мозгу: какие медиаторы в каких структурах вырабатываются. Устанавливается их роль, механизм действия и зоны их влияния.
Известно, что причины многих психических нарушений кроются в медиаторных системах. Знание химической структуры и механизма действия медиаторов позволило получить лекарственные препараты, с помощью которых стало возможным управлять некоторыми синапсическими процессами: блокировать или усиливать действие медиаторов. В случае дефицита какого-либо медиатора, заменять его аналогами. Помимо этого удалось понять механизм действия нелекарственных веществ: таксинов и наркотиков.
Роль норадреналина и адреналина. Установлено, что большинство нейронов мозга, вырабатывающих норадреналин, сосредоточены в стволе мозга в голубом пятне, а их аксоны ветвятся и достигают различных областей мозга: гипоталамуса, мозжечка, коры передних отделов мозга. С активностью этих нейронов связывают наступление фазы быстрого сна и состояний бодрствования и внимания.
Активность нейронов, выделяющих адреналин и норадреналин, играет роль в развитии особенностей эмоционального компонента. При синдроме паники, бегстве и непреодолимом чувстве ужаса увеличивается выделение адреналина, а при реакции «битвы», отражения опасности увеличивается выделение норадреналина.
Адреналин и норадреналин влияют на метаболизм нейронов, участвующих в формировании условно-рефлекторной деятельности и поведенческих реакций. В механизмах половой дифференцировки мозга ребенка так же играют роль эти медиаторы. Установлено, что если в результате стресса происходит истощение норадреналина в гипоталамусе новорожденного, то это приведет к ослаблению процессов маскулинизации у мальчиков или феминизации у девочек.
Роль дофамина. Нейроны, вырабатывающие дофамин сосредоточены в области среднего мозга в нейронах черной субстанции, в лимбической системе и в коре больших полушарий. Одна часть аксонов черной субстанции идет в лобную кору, лимбическую систему и гипоталамус, там велика плотность рецепторов, чувствительных к дофамину. Другая часть аксонов направляется в базальные ганглии - в полосатое тело. Здесь дофамин участвует в регуляции сложных движений. Если происходит дегенерация дофоминовых нейронов черной субстанции, то развивается болезнь Паркинсона, характерной особенностью которой является нарушение двигательной функции. В некоторой степени компенсация утраченных функций достигается введением препарата – L – ДОФА. Структуры ЦНС, продуцирующие дофамин, играют роль в формировании мотиваций и эмоций, в механизмах удержания внимания, отборе значимых сигналов, в формировании памяти, сна и сновидений. Доказано, что высокий уровень дофамина в мозгу генетически предопределяет высокий показатель экстраверсии. Дофамин – медиатор, с помощью которого реализуются положительные эмоции. Дофамин называют молекулой удовольствия или молекулой антистресса. Он формирует чувство удовольствия. Именно с дофамином связан эффект самораздражения у крыс в опыте Милнера. При недостатке дофамина проявляются отрицательные эмоции. Некоторые наркотики высвобождают дофамин.
Роль серотонина. Серотонин вырабатывается нейронами ядер шва (ствол мозга), по аксонам он поступает в гипоталамус, таламус, лимбическую систему и др. структуры. Серотонин включается в эмоциональные механизмы памяти, участвует в формировании фазы медленного сна.
Установлено, что серотонин и норадреналин стимулируют секрецию фактора роста нейронов и ветвление дендритов в гиппокампе, в результате чего идет формирование долговременной памяти.
Серотонин и норадреналин влияют на проявление агрессивности, а снижение их уровня сопровождается развитием депрессии. Стресс истощает выработку норадреналина и серотонина, что является причиной суицида. В России до 40 тыс. человек ежегодно заканчивают жизнь самоубийством, преимущественно мужчины.
Роль ацетилхолина. Ацетилхолин вырабатывают нейроны базальных ганглиев. Он имеет прямое отношение к формированию памяти, он влияет на лобную кору и гиппокамп – это структуры памяти, информационные структуры.
Поражение у человека холинергической системы ведет к нарушению когнитивных процессов. Предполагается, что эта система преимущественно обеспечивает информационные компоненты поведения. При дефиците ацетилхолина в мозгу ухудшается пищедобывательное поведение, нарушается совершенство и точность двигательных рефлексов.
Крысы с дефицитом ацетилхолина в мозгу пугливы, стрессированы, агрессивны и плохо приручаются.
Роль ГАМК. ГАМК – тормозной медиатор. Установлено, что не менее одной трети нейронов мозга продуцируют ГАМК. Дефицит ГАМК характерен для неврологического заболевания – хореи, при которой утрачивается контроль за произвольными движениями. Обусловлено это состоянием гибелью нейронов полосатого тела (структуры базальных ганглиев). Лечение данного состояния затрудненно так как синтезированная ГАМК не преодолевает гемато-энцефалический барьер. В клинике используют препараты, повышающие эффективность имеющейся в мозгу ГАМК, - это транквилизаторы. Они успокаивают, снижают состояние тревоги. В настоящее время созданы препараты, подобные ГАМК, они улучшают память, настроение, нормализуют сон.
ХИМИЯ МОЗГА И ПОВЕДЕНИЕ
Обычно взаимоотношения между людьми считаются прерогативой социально-психологических наук. Но, как показали исследования последних лет, эту проблему можно исследовать и на молекулярном уровне. И это подтвердили некоторые открытия в области генетики и биохимии.
Так, например, было установлено, что некоторые молекулярные механизмы, регулирующие социальное поведение, существуют, не меняясь, сотни миллионов лет. Причем как у животных, так и у людей они очень похожи и функционируют почти одинаково.
Одним из таких регуляторов общественного поведения являются нейропептиды окситоцин и вазопрессин.
Детальное их исследование показало, что эти соединения могут работать в двух режимах: они могут воздействовать и на одиночные нейроны и на их группы. В первом случае они называются нейромедиаторами, во втором – нейрогормонами.
Молекулы окситоцина и вазопрессина состоят всего из девяти аминокислот и отличаются одна от другой всего двумя аминокислотными фрагментами.
Эти или родственные им соединения обнаружены почти у всех изученных многоклеточных животных: их нашли даже у гидр. Их история, согласно заключению биологов, насчитывает около 700 миллионов лет.
У млекопитающих и человека синтезом окситоцина и вазопрессина заняты нервные клетки гипоталамуса. А вот у беспозвоночных, у которых эта структура отсутствует, производят эти соединения особые нейросекреторные отделы нервной системы.
Влияние этих двух нейропептидов очень широко исследовалось на многих видах животных. В результате оказалось, что окситоцин практически полностью регулирует семейную жизнь самок: их половое поведение, роды, лактацию, привязанность к детям и брачному партнеру.
А вот вазопрессин больше занят «сильным» полом: он влияет на эрекцию и эякуляцию, на агрессию, территориальное поведение и отношения с партнершами.
Безусловно, влияние этих соединений на поведение человека исследовать во много раз сложнее, чем их воздействие на поведение животных. И тем не менее благодаря современным методикам в этой области науки ученые получили немало любопытных фактов.
Удивительные результаты дало сопоставление индивидуальной изменчивости людей по некоторым микросателлитам – коротким, последовательно расположенным повторам в ДНК. Оказалось, что с этой изменчивостью связаны психологические и поведенческие различия.
Кроме того, выяснилось, что микросателлиты влияют на некоторые черты характера, например, на способность к самопожертвованию. В частности, это касается микросателлита RS3.
Под контролем этого участка ДНК находится и семейная жизнь. В 2006 году шведские ученые установили, что у мужчин, гомозиготных по одному из аллельных вариантов микросателлита RS3, названного RS3 334, романтические отношения приводят к браку в два раза реже, чем у остальных представителей сильной половины человечества.
Более того, у них во столько же раз больше риск оказаться несчастливыми в браке.
А вот у слабого пола таких соотношений между сателлитами и проблемами в жизни не обнаружено: даже если женщины являются гомозиготными по данному аллелю, они не сильно обижаются на свою личную жизнь.
В то же время те из женщин, которым судьба «подарила» мужа с «неправильным» микросателлитом, отношениями в семье чаще всего недовольны.
Носители аллеля RS3 334 выделились еще рядом характерных особенностей. Так, их больше среди тех, кто страдает аутизмом. При рассматривании посторонних лиц у носителей этого аллеля сильнее возбуждается миндалина – отдел мозга, отвечающий за обработку социально значимой информации, а также за ощущение страха и недоверчивость.
Когда же нейролептиды стали капать в нос, то ученые получили удивительные эффекты. Так, когда таким путем ввели мужчинам вазопрессин, в лицах незнакомых людей она увидели угрожающую мимику.
А вот у женщин эффект был обратный: для них неизвестные лица становились дружелюбнее, да они и сами вели себя намного мягче. А у мужчин все было наоборот.
Что же касается окситоцина, то у мужчин он улучшал способность по выражению лица разбираться в настроении и чувствах незнакомых им людей. Помимо этого, во время разговора мужчины чаще смотрели своему визави в глаза.
Кроме того, при носовом введении окситоцина мужчины становились доверчивее.
Проведенные исследования со всей остротой показали проблемы, которые могут в ближайшем будущем появиться в обществе. Например: распылять продавцам в воздухе вокруг своих товаров окситоцин или нет? Прописывать ли микстуру окситоцина постоянно ругающимся супругам? Или этого делать не стоит, чтобы не вызвать у них более серьезных проблем со здоровьем?
Ответить сразу на все эти вопросы ни биологи, ни психологи, ни социологи не могут. Поэтому проблема химии мозга, контроля над ней и будущим общества ждет новых исследований и, конечно же, выводов, которые смогут предложить наиболее оптимальный вариант выхода из этой ситуации.
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
29 ноября 2012 г.: Сканированием головного мозга ученые США обнаружили физиологические доказательства существования «химического мозга», основного и часто изнурительного побочного эффекта химиотерапевтического лечения рака, который пациенты часто описывают как «спутанность сознания». Совмещение позитронно-эмиссионной (ПЭТ) и компьютерной (КТ) томографии позволило ученым обнаружить, что после химиотерапии область мозга, связанного с планированием и принятием решений, затрачивает меньше энергии.
Рэйчел Эй Лэгос, радиолог-диагност университета Западной Виржинии, и её коллеги объявили результаты своих экспериментов на 98 научном собрании Радиологического Общества Северной Америки, состоявшейся в Чикаго.
В своём заявлении прессе Лэгос говорит о «химическом мозге»: «Химический мозг» – феномен, который можно описать как «спутанность сознания» и «потеря копинговых навыков» (приспособление к обстоятельствам) пациентами, которые проходят химиотерапию». «Поскольку это довольно распространённая жалоба пациентов, медицинские работники поговаривали о существовании «химического мозга» более двух десятилетий назад».
Однако в то время как жалобы имеют большое распространение, ученые изо всех сил пытаются точно определить причины. Некоторые из них добились определенных успехов при помощи МРТ томографии (магнито-резонансной), обнаружив небольшие изменения в мозговом объеме после химиотерапии, но в этом не было ничего определенного.
Таким образом, Лэгос и её коллеги решили попробовать другой подход: вместо того, чтобы исследовать, на что мозг похож после химиотерапии, они исследовали изменения его метаболизма, или как он использует энергию, используя сочетание позитронно-эмиссионной ПЭТ и компьютерной КТ томографий.
Лэгос заявила, что рассмотрев результаты, они были удивлены, насколько очевидными были изменения, и утверждает: "Феномен «химического мозга» - это больше, чем чувство. Это не депрессия, а изменение в функции мозга, которые выявляет томография».
Как проходило исследование
В процессе работы учёные исследовали снимки ПЭТ и КТ 128 пациентов, которые проходили лечение химиотерапией рака молочной железы.
С помощью специальных программ они смогли точно определить различия в мозговом метаболизме до и после химиотерапии. Они тогда сопоставили эти данные с историями болезни пациентов и данными неврологических исследований и лечения химиотерапией.
Анализ показывает существенную связь между снижением локального мозгового метаболизма и признаков «химического мозга». По словам Лэгос «есть определенные области мозга, которые используют меньше энергии после химиотерапии". «Это те области мозга, которые, как известно, отвечают за планирование и расстановку приоритетов», - добавляет она.
Исследователи надеются, что их подход с использованием томографии будет использоваться для диагностирования «химического мозга», чтобы оказать таким образом пациенту своевременную помощь.
На данный момент существуют доказательства, что изменения в диете, использование физических упражнений, массажа и консультирование помогает пациентам с «химическим мозгом». Например, Лэгос рассказывает о случаях, когда женщины сообщали о потере способности приготовить обычный семейный обед. После получения помощи в виде письменного составления плана и списка меню, женщины смогли делать покупки и успешно приготовить еду.
Учёные рассчитывают проводить дальнейшие исследования, чтобы улучшить помощь и поддержку пациентов с «химическим мозгом».
Лэгос говорит, что наблюдение за пациентом с этой точки зрения уже на стадии установленного диагноза рака, может выявить, как деятельность мозга изменяется в процессе лечения химиотерапией, и способствовать лечению или даже предотвращению развития «химического мозга».
Химиотерапия может повлиять на мозг человека в течение многих лет после ее окончания. Как она на самом деле меняет мозг, и могут ли ученые что-то сделать, чтобы обратить эти эффекты вспять?
Для получения информации о том, как проводят лучшие специалисты страны, оставьте заявку и мы свяжемся с Вами в ближайшее время.
Узнать цены на лечение
Многие люди, которые проходят химиотерапию, заметят когнитивные нарушения и поведенческие изменения. Это может включать трудности с движением. Некоторые люди называют этот эффект «химическим мозгом».
Состояние может длиться месяцами или годами, влияя на качество жизни людей после лечения рака.
Ученые из Медицинской школы Стэнфордского университета в Калифорнии недавно провели исследование, чтобы выяснить, как именно и почему химиотерапевтические агенты воздействуют на мозг, и выяснить, существует ли какой-либо способ блокировать или обратить вспять этот эффект.
Химическое воздействие на мозг
Ученые также сообщают о том, что лекарство, которое в настоящее время проходит клинические испытания, может устранить эти вредные эффекты на мышиной модели.
«Замечательно, что люди, которые прошли химиотерапию, живы, но качество их жизни действительно страдает», - утверждает ведущий автор исследования Эрин Гибсон.
«Когнитивная дисфункция после лечения рака, - объясняет старший автор исследования доктор Мишель Монье, - является реальным и признанным синдромом».
«В дополнение к существующим симптоматическим методам лечения, о которых многие пациенты не знают, мы теперь нацелены на потенциальные вмешательства, способствующие нормализации расстройств, вызванных лекарствами от рака».
«Существует реальная надежда, что мы сможем вмешаться, вызвать регенерацию и предотвратить повреждение мозга», - добавляет она.
В частности, химический мозг имеет тенденцию серьезно поражать детей, которые прошли лечение рака. Доктор Монье и команда считают, что поиск пути решения этой проблемы может действительно улучшить жизнь этих детей.
Химический препарат, который разрушает клетки мозга
В недавнем исследовании ученые сосредоточились на трех важных типах клеток, которые присутствуют в белом веществе мозга. Это:
- Олигодендроциты. Они генерируют и защищают миелин, который является веществом, которое изолирует аксоны. Аксоны - это волокна, через которые нервные клетки общаются друг с другом.
- Астроциты. Поддерживают здоровую среду для нейронов, позволяя им правильно общаться.
- Микроглия. Это специализированные иммунные клетки, которые обычно уничтожают любые посторонние агенты, которые могут быть вредны для мозга.
Когда ученые сравнили ткань мозга лобной доли, собранную посмертно у детей, которые получали химиотерапию, с тканями от детей, которые этого не делали, они увидели, что первые представляли значительно меньше клеток линии олигодендроцитов.
Чтобы понять, почему олигодендроциты плохо себя чувствуют в мозге, подвергнутом химиотерапии, исследователи обратились к моделям молодых мышей, которым они вводили метотрексат.
Они стремились повторить дозировку и практику, применяемую при лечении рака у людей, поэтому они давали мышам три дозы препарата один раз в неделю.
Через 4 недели у мышей, получавших метотрексат, были повреждены клетки олигодендроцитов.
После воздействия метотрексата больше клеток начали запускать процесс созревания, но они застряли в неразвитом состоянии, и были неспособными фактически достичь зрелости. Это имело место даже через 6 месяцев после лечения мышей химиотерапевтическим препаратом.
Это также повлияло на толщину миелина, и мыши даже столкнулись с теми же поведенческими проблемами, что и люди, которые часто проходят химиотерапию. К ним относятся двигательные нарушения, беспокойство и проблемы со вниманием и памятью.
Некоторые из этих эффектов также сохранялись в течение 6 месяцев после лечения метотрексатом.
Затем исследователи обратились к изучению микроглии и обнаружили, что они были аномально активными в течение не менее 6 месяцев после химиотерапии, что мешало нормальному функционированию астроцитов и нарушало здоровое питание нейронов.
Однако, когда исследователи дали экспериментальным мышам лекарство, действие которого заключалось в избирательном истощении микроглии, это позволило клеткам-предшественникам олигодендроцитов возобновить свой нормальный процесс созревания; это остановило разрушение астроцитов и обновило нормальную толщину миелина.
Кроме того, этот подход обратил многочисленные симптомы когнитивных нарушений у мышей, которые получили новый препарат.
«Если мы понимаем клеточные и молекулярные механизмы, которые способствуют когнитивной дисфункции после лечения рака, это поможет нам разработать стратегии для эффективного лечения».
«Химическим мозгом» или «химическим затуманиваниваем» называют заболевание, которое характеризуется сбоями в работе памяти и нарушением когнитивных способностей у человека. Это заболевание часто встречается у людей, прошедших химиотерапию в процессе лечения рака. Упомянутые симптомы отрицательно сказываются на психологическом состоянии пациента, требуют тщательного изучения.
Симптомы
Выделяют следующие признаки и симптомы «химического мозга»:
- странная неорганизованность;
- ощущение усталости;
- проблемы с концентрацией;
- запутанность сознания;
- сбои в работе краткосрочной памяти;
- сложности при подборе подходящего слова;
- затруднения при изучение новых предметов;
- сложности при попытке заниматься несколькими делами одновременно;
- сокращение времени концентрации внимания на чем-то;
- сбои в работе вербальной памяти (сложности при запоминании содержания беседы);
- нарушения в работе визуальной памяти (проблемы с запоминанием какого-либо изображения);
- увеличение времени на совершение повседневных действий.
Когда нужно обращаться к врачу
Если вы замечаете, что ваши когнитивные способности нарушены и наблюдаете у себя сбои в работе памяти, нарушения речи, то следует обратиться к специалисту. Симптомы заболевания лучше фиксировать в дневнике, это поможет врачу понять, как именно нарушения в работе мозга сказываются на вашей повседневной деятельности.
Осложнения
Заболевание имеет различную продолжительность и степень тяжести у каждого больного.
- Если нарушения в работе мозга не очень серьезные, то пациент сможет продолжить работать на прежнем месте, однако есть вероятность, что ему придется тратить на выполнение некоторых задач больше времени, чем раньше.
- Если имеются серьезные нарушения памяти и проблемы с концентрацией внимания, которые не позволяют больному выполнять любую работу, то пациенту необходимо оформить инвалидность.
Причины заболевания
Причины развития заболевания до конца не установлены. Одной из причин «химического мозга» называют использование химиотерапии в процессе лечения рака, однако предполагается, что существуют и другие факторы.
Диагностика
В ходе постановки диагноза врач анализирует жалобы пациента, проводит осмотр, изучает семейную и медицинскую историю его болезни. Для того чтобы установить область поражения мозга и её степень используют такие способы диагностики:
- магнитно-резонансная томография (МРТ);
- позитронная эмиссионная томография (ПЭТ);
- компьютерная томография.
Лечение
На данный момент не существует методов, которые позволяют полностью избавить человека от когнитивных нарушений. Пациентам с «химическим мозгом» помогают консультации грамотного специалиста, применение физических упражнений, сеансы массажа.