Наркотики и общество
Шрифт:
Передача нервных импульсов
На концах аксона находятся маленькие утолщения - нервные окончания. В них кроется ответ на вопрос, как все-таки электрические импульсы передаются от одного нейрона к другому. Когда были созданы микроскопы, позволившие отчетливо увидеть нейроны, обнаружилась удивительная вещь: большая часть окончаний одного нейрона не соприкасается вплотную с дендритами следующего, как это до сих пор предполагали. Разделяющее их пространство называется синапсом (показан на рисунке 3-2). Конечно, возникает вопрос, каким образом электрический ток проводится от одного нейрона другому, если они не соприкасаются? Теперь известно, что когда ток достигает нервного окончания, находящиеся в нем химические вещества (нейромедиаторы) выделяются
Таким образом, передача нервных импульсов - электрохимический процесс: электрический, пока ток идет по аксону, и химический в синапсе. Это важно, так как можно предположить, что наркотики воздействуют на нервную систему именно через синапс, поскольку здесь имеют место химические процессы передачи информации. Действительно, большинство психоактивных веществ производят свой основной эффект через синапс. Поэтому здесь уместно детальное рассмотрение химических процессов, происходящих в синапсе.
Для описания процесса передачи нервных импульсов воспользуемся аналогией с ключом и замком. По всей поверхности дендритов и клеточного тела разбросаны особые окончания - рецепторы. Их можно сравнить с замками, предохраняющими нейрон от возбуждения. Для возбуждения нужно открыть замки, и это делают нейромедиаторы, выделяющиеся в синапс. Молекулы нейромедиаторов - ключи. Механизм "открывания" замка показан на рисунке 3-2. Рецепторы изображены в виде круглых углублений на поверхности дендрита, нейромедиаторы - шарики, выделяющиеся из нервного окончания. Идея проста - для того, чтобы запустить механизм передачи нервного импульса, ключ должен подойти к замку.
В действительности молекулы нейромедиатора и рецепторы имеют значительно более сложную химическую структуру, чем это видно из рисунка, и аналогия с ключом и замком не до конца объясняет процесс. Медиаторы и их рецепторы имеют электрический заряд, и поэтому притягиваются друг к другу, и когда ключ медиатора попадает в замок рецептора, они связываются. При попадании молекулы медиатора в рецептор в нейроне происходит реакция, вызывающая его возбуждение. Важно отметить, что существует много видов нейромедиаторов и соответствующих им рецепторов. В ткани мозга существуют химически закодированные пути, по которым движутся различные нейромедиаторы.
Наркотики и передача нервных импульсов
Существует много способов, которыми наркотики могут вмешиваться в процесс передачи импульса. Предположим, что химическое строение какого-то наркотика очень похоже на строение существующего в организме нейромедиатора. Если степень сходства велика, то молекулы наркотика свяжутся с рецепторами и "обманут" нейрон, заставив его реагировать так же, как на настоящий медиатор. Именно таким образом действуют многие наркотики (это называется мимикрия). Например, морфий и героин оказывают свое действие благодаря сходству с недавно открытым эндорфином.
Таблица 3-1 Нейрохимические механизмы действия наркотиков
Наркотический эффект производится изменением следующих нейрохимических систем:
1. Синтез нейромедиатора. Наркотик увеличивает или уменьшает количество вырабатываемых нейромедиаторов
2. Транспортировка нейромедиатора. Наркотик вмешивается в процесс доставки молекул нейромедиатора к нервным окончаниям.
3. Накопление нейромедиатора. Наркотик вмешивается в процесс накопления нейромедиатора в пузырьках нервных окончаний
4. Выделение нейромедиатора. Наркотик вызывает преждевременное выделение молекул нейромедиатора в синапс.
5. Распад нейромедиатора. Наркотик влияет на распад нейромедиатора посредством ферментов.
6. Обратное поглощение нейромедиатора. Наркотик блокирует обратное поглощение нейромедиатора в нервные окончания.
7. Активизация рецептора. Наркотик активизирует рецептор благодаря мимикрии.
8. Блокировка рецептора. Наркотик делает рецептор инертным, блокируя его.
Помимо мимикрии, наркотики могут влиять на передачу нервных импульсов еще многими
Другая важная особенность передачи нервных импульсов состоит в том, что после выделения нейромедиаторы должны быть дезактивированы. Нейрон можно сравнить с перезаряжаемой электрической батареей: после возбуждения ему необходима перезарядка. Но она начинается после того, как ключи вынуты из замков. Дезактивация нейромедиатора может проходить двумя способами: ферментацией (разрушением ферментами) и обратным поглощением. Ферменты - особые соединения, ответственные как за выработку нейромедиаторов, так и за их разрушение до состояния инертных веществ. Это очень сложные процессы. В мозговой ткани находится много химических веществ, и они постоянно меняют свою структуру. Рассмотрим, как происходит производство и разрушение ацетилхолина, одного из самых важных нейромедиаторов. Для его получения фермент ацетилтрансфераза реагирует с "исходной" молекулой холина. В результате разрушения ацетилхолина, для чего необходим другой фермент - ацетилхолинэстераза, образуются два метаболита холин и ацетат. (В названиях ферментов обязательно содержатся корни названий веществ, с которыми фермент реагирует, а также окончание - аза.) Наркотик может вмешиваться в процесс передачи импульса, влияя на фермент. Например, некоторые антидепрессанты мешают дезактивации нейромедиаторов норадреналина, дофамина и серотонина, ослабляя действие моноамин-оксидазы, фермента, разрушающего данные соединения.
Второй путь удаления нейромедиаторов из синапса - обратное поглощение. Нейромедиаторы возвращаются обратно в нервное окончание, из которого они были выделены. Такой процесс дезактивации экономичнее, поскольку молекула нейромедиатора остается неповрежденной и ее можно использовать снова, не затрачивая энергию на выработку новых. Некоторые наркотики (особенно кокаин и амфетамины) оказывают одно из своих действий, блокируя этот процесс.
Таблица 3-2 Нейромедиаторы, их протагонисты и антагонисты Нейромедиатор Протагонист Антагонист Ацетилхолин Никотин Атропин Дофамин/норадреналин Кокаин/амфетамины Хлорпромазин Серотонин LSD Хлорпромазин Эндорфины Морфий Налоксон Гаммааминомасляная кислота (GABA) Барбитурат Бикукулин
Последняя группа действий наркотиков - непосредственно на рецептор. Некоторые наркотики воздействуют на рецептор, выдавая себя за настоящий нейромедиатор (эдакий дубликат ключа, подходящий к замку). Другие наркотики заклинивают замок и препятствуют возбуждению нейрона. Они называются блокировщиками. Вообще, любые вещества, эндогенные или нет, которые подходят к замку рецептора и активизируют нейрон, называются протагонистами этого рецептора. Любое соединение, которое не активизирует нейрон само и мешает сделать это другим веществам, называется антагонистом. Например, налоксон - антагонист рецепторов, на которые влияют опиаты типа героина. Если дать налоксон человеку, только что принявшему смертельную дозу героина, то он не только не умрет, но даже придет в такое состояние, словно и не принимал наркотик.