Chimia creierului

Semnalele sunt transmise de la neuron la neuron prin diferiți mediatori chimici. Aceste sisteme chimice sunt suprapuse pe circuitele neuronale ale creierului. adăugați încă o dimensiune funcției sale







Neuronii au un aparat biochimic care este comun cu toate celelalte celule vii, inclusiv capacitatea de a genera energie chimică prin oxidarea substanțelor nutritive și de a restabili și menține integritatea. Neuronii au, de asemenea, proprietăți specifice pe care alte celule le lipsesc și care sunt asociate cu o funcție specială a neuronilor ca transmițători ai impulsurilor nervoase; Aceasta include necesitatea de a menține gradienții ionici, ceea ce necesită o cheltuială mare de energie și proprietățile asociate cu capacitatea neuronilor de a produce și aloca un set de emițătoare chimice numite neurotransmițători. În sinapsele - zonele microscopice, unde capătul unui neuron atinge și percepe atent suprafața celuilalt, sosirea pulsului determină o eliberare bruscă a moleculelor mediator de la sfârșit. Apoi, aceste molecule difuzează prin decalajul umplut cu lichid între cele două celule și acționează asupra receptorilor specifici ai membranei postsynaptice, schimbând astfel activitatea electrică a neuronului perceptiv.

Neuronii care conțin noradrenalină - un mediator chimic în creier - strălucesc puternic pe această secțiune a creierului de șobolan sub un microscop fluorescent. Astfel de celule localizate în locusul creierului, numită locus coeruleus, au devenit vizibile sub influența acidului glioxilic, care transformă norepinefrina în derivatul său fluorescent. În acest domeniu există mii de alți neuroni, dar conțin și alți mediatori și, prin urmare, nu sunt vizibili. Neuronii de norepinefrină în locus coeruleus își trimit axonii în multe părți ale creierului, incluzând cerebelul și creierul anterior. Se crede că acestea sunt legate de reglementarea somnului. starea de spirit, precum și a sistemului de stimulente. Microfotografia a fost obținută de F. Bloom, G. Jones și J. McGinty de la Institutul Salk.

Transmiterea chimică prin sinapse - un decalaj îngust între doi neuroni - în creier constă într-o secvență complexă de procese moleculare. Figura prezintă schema procesului de transfer în sinapsei de norepinefrină. Mai întâi, sinteza noradrenalinei din tirozina aminoacid are loc în trei etape, fiecare etapă fiind catalizată de o enzimă specifică. Apoi, mediatorul, în combinație cu proteine, se acumulează în vezicule adiacente membranei. Impulsul nervos care intră în capătul axonului declanșează un flux de ioni de calciu, care determină eliberarea norepinefrinei din vezicule în cleftul sinaptic. Mediatorul se leagă de proteine ​​specifice receptorilor implicați în membrana postsynaptică, declanșând o serie de reacții. care se termină cu efecte pe termen scurt (electrice) și pe termen lung asupra percepției neuronului. După aceasta, acțiunea norepinefrinei este oprită în diferite moduri, incluzând revenirea rapidă a mediatorului la sfârșitul axonului și distrugerea prin enzimele sale. Randament anumită cantitate de norepinefrină în fanta sinaptică pentru a activa receptorii presinaptici la capătul axonului, provocând producerea de AMP ciclic, care activează protein kinaza, stimulând astfel producerea de noi noradrenalinei.







Există aproximativ 30 de substanțe diferite care sunt dovedite sau suspectate că joacă rolul de mediatori în creier și fiecare dintre ele are un efect caracteristic excitant sau inhibitor asupra neuronilor. Mediatorii sunt distribuiți în creier nu într-o ordine aleatorie, dar sunt localizați în grupuri speciale de neuroni, axoanele cărora merg în alte zone extrem de specializate ale creierului. Impunerea acestor sisteme diferite codificate chimic pe rețele neuronale conferă creierului o altă dimensiune a modulației și a specificității.

În ultimii ani, am făcut progrese semnificative în studiul diferitelor substanțe neurotransmițători (deși multe dintre ele, desigur, nu a fost încă deschis), în cartografierea distribuția lor în creier și în elucidarea proceselor moleculare ale transmisiei sinaptice. Astfel de studii au stabilit că efectul multor medicamente și neurotoxine asupra comportamentului se bazează pe capacitatea lor de a întrerupe sau modifica transferul chimic de la neuron la neuron. De asemenea, ele indică faptul că cauzele bolilor psihice pot, în final, să fie perturbări ale funcției anumitor sisteme de mediator ale creierului.

În ceea ce privește schimbul de energie de ansamblu, a tuturor organelor corpului creierului este cel mai activ utilizator de energie, care se reflectă în rata de consum bogat de sange si oxigen. Creierul foloseste oxigen atat de intens (50 mililitri pe minut), care, constituind doar 2% din greutatea corporală totală, absoarbe aproximativ 20% intră în organism consumul de energie enorm kisloroda.Takoe este considerat a fi din cauza necesității de a menține gradiente ionice pe ambele părți ale membranelor neuronale, pe care depind impulsurile din miliarde de neuroni ai creierului. În plus, acest consum de energie este în mod continuu: intensitatea metabolismului în creier este relativ constantă de zi și noapte și, uneori, chiar crește ușor în timpul fazei de somn cu vise. Cu toate acestea, pentru a nu crea o reprezentare eronată, trebuie spus că toate echivalentul energetic al metabolismului creierului este de numai aproximativ 20 de wați.

Sinapse pe un neuron tipic din creier sunt fie excitante, fie inhibitoare, în funcție de tipul de mediator eliberat în ele. Ele se deosebesc morfológicamente sub un microscop electronic: pentru sinapselor excitator sunt caracterizate prin bule sferice și îngroșarea continuă a membranei postsinaptică, iar pentru frâna - vezicule și îngroșarea membranei discontinue aplatizate. Sinapsele pot fi, de asemenea, clasificate prin poziția lor pe suprafața neuronului perceput - pe corpul celulei, pe trunchiul sau pe coloana vertebrală a dendritei sau pe axon.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: