Leusiinienkefaliinin, N-terminaalisen tridekapeptididynorfiinin ja niiden analogien teoreettinen konformaatioanalyysi Damirov Aslan Gasan ogly. Opioidipeptidit

Käytännön työ osastolla
"Geneettisen tiedon lisääntyminen"

Tiedetään, että nykyaikainen koulujen yleisen biologian kurssi ei sisällä riittävästi materiaalia käytännön tunneille. Lisäksi koulujen kemian ja biologian laboratorioiden aineellisen pohjan riittämättömyys tai puute, laitteiden ja tarvikkeiden puute aiheuttavat vaikean tilanteen yleisen biologian kurssin laboratorio- ja käytännön tunneilla. Sellainen kurssin osa kuin "Geenitiedon jäljentäminen" tarjoaa kuitenkin riittävästi mahdollisuuksia käytännön harjoitteluun geneettisen tiedon käsittelyn ja käytön taitojen kehittämiseksi.

Tämä työ on käytännön oppitunnin kehitystyö, jota voidaan käyttää itsenäiseen ja kontrolloivaan työskentelyyn tästä aiheesta solukemian materiaalien avulla.

Kurssin aikana voidaan saavuttaa seuraavat tavoitteet.

1. Geneettisen koodin rakennetta ja ominaisuuksia koskevien tietojen konsolidointi.

2. Tietojen vahvistaminen reduplikaatioprosessista - DNA-matriisikopiointi ja komplementaarisuuden periaate.

3. Tiedon konsolidointi geneettisen tiedon transkriptiosta ja translaatiosta - siirtoprosessista.

4. Biologian perusperiaatteen muotoileminen geneettisen tiedon siirtämisestä solussa:
DNA ---> mRNA ---> proteiini.

5. Selitys mahdollisuudesta siirtää tietoa RNA:ta sisältävillä viruksilla kaavion mukaisesti:
virus-RNA ---> cDNA ---> mRNA ---> virusproteiini.

7. Tutustuminen modernin biotekniikan menetelmiin.

Tietenkin tämä ei ole kaukana ehdotetun tehtävän tavoitteista, mutta ne kattavat aiheen "Geneettisen tiedon lisääntyminen" tärkeimmät osat.

Oppitunnin suorittamiseksi tarvitaan hyvät tiedot geneettisen koodin ominaisuuksista ja rakenteesta, geneettisen tiedon lisääntymisprosesseista (replikaatiosta, transkriptiosta ja translaatiosta), komplementaarisuuden periaatteesta, Chargaff-säännöstä, joka tulee toistaa ennen työtä.

Geneettisen tiedon siirtyminen tapahtuu aina tietyllä tavalla, mikä heijastuu ns. "biologian keskeiseen dogmiin", nimittäin vain DNA:sta mRNA:han ja edelleen proteiiniin.

Geneettisen tiedon lisääntymisen ensimmäinen vaihe, ns transkriptio, tapahtuu RNA-polymeraasin avulla, joka rakentaa komplementaarisen kopion geenistä mRNA:n muodossa.

Toisessa vaiheessa, jota kutsutaan lähettää, tiedot käännetään nukleotidien kielestä (RNA) aminohappojen (proteiinin) kieleksi. Siten on olemassa geneettisen tiedon toteutuminen funktionaalisten yksiköiden - proteiinimolekyylien, joilla on tietyt toiminnot ja jotka ovat myös geneettisesti kiinnitettyjä - rakentamiseksi.

Kun RNA:ta sisältäviä viruksia tulee soluun, tieto voi siirtyä ketjua pitkin: viruksen RNA ---> cDNA ---> DNA ---> mRNA ---> virusproteiini. Tämä prosessi toteutetaan käyttämällä käänteistranskriptaasia, joka viruksen geneettisen informaation toistamisen ensimmäisessä vaiheessa rakentaa koodaavan DNA:n (cDNA) viruksen RNA-templaatin mukaan. Tämä cDNA liitetään sitten isäntäsolun DNA:han. Tämä tapahtuu kuitenkin vain, kun käytetään sen solun resursseja, johon virus on joutunut.

Tällaista geneettisen tiedon siirron järjestelmää pidetään atavismina. Tämä johtuu siitä, että RNA ilmeisesti alkoi kemiallisen evoluution aikana toimia informaatiomolekyylinä aikaisemmin kuin DNA. Pääargumentti tämän väitteen puolesta on Thomas Cechin löytämä entsymaattinen aktiivisuus RNA-molekyyleissä ja RNA-molekyylien kyky lisääntyä. Tämän löydön kirjoittaja palkittiin Nobel-palkinnolla.

RNA:n ribotsyymiaktiivisuus on kuitenkin kymmeniä tuhansia kertoja pienempi kuin RNA-polymeraasin, ja sitä on vain lyhyillä RNA-fragmenteilla, jopa 50–100 emäksen pituisilla oligonukleotideillä. Toisaalta on olemassa mielipide, että ribotsyymiaktiivisuus on toissijaista eikä sillä ole mitään tekemistä kemiallisen evoluution kanssa.

Geneettisen tiedon tallentamiseen käytetään yhtä geneettistä koodia. Jos proteiinin aminohapposekvenssi tulee tunnetuksi yhdessä laboratoriossa, voidaan vastaavat DNA (tai RNA) nukleotidisekvenssit kirjoittaa toisessa laboratoriossa ja päinvastoin.

Tuntityöskentelyyn voidaan tarjota useita työmuotoja, jotka perustuvat vastaavien polypeptidien nukleotidikarttojen ja aminohappokarttojen täyttämiseen (liitteet 1-4). Tämä voi olla yksilö- tai ryhmätyötä. Ryhmätyönä voidaan ajatella erillisten biotekniikan laboratorioiden työtä, joiden jokainen jäsen suorittaa tietyn toiminnon. Yksittäiset opiskelijat tai ryhmät vaihtavat kortteja ja täyttävät niitä vähitellen. Asiantuntijaryhmä tai yksi asiantuntija (voi olla opettaja) tarkastaa työn lopussa kortit ja paljastaa mutaatiovirheitä.

Työn monimutkaisuus riippuu kyvystä käyttää opetusmateriaalia: geneettisen koodin taulukot, reduplikaatio-, transkriptio- ja translaatiokaaviot, komplementaarisuustaulukot, geneettisen koodin ominaisuudet jne. Oppitunnille voidaan antaa laboratorio-, käytännönläheinen luonne. , itsenäistä tai valvontatyötä.

Tehtävien määrittämiseen on parempi käyttää pienten polypeptidien, esimerkiksi joidenkin peptidihormonien, karttoja. Tähän tarkoitukseen on tarkoituksenmukaista käyttää vasopressiini- ja oksitosiinihormonien oligopeptidejä sekä metioniini- ja leusiinienkefaliineja - eläimen ja ihmisen elimistössä syntyviä luonnollisia endorfiineja (Liitteet 1–4). Vasopressiinillä ja oksitosiinilla on laaja vaikutuskirjo, ja endogeeniset morfiinin kaltaiset aineet herättävät huomiota huumeriippuvuusongelman ja huumausainevaikutuksen selityksen yhteydessä.

Kortit voivat sisältää materiaalia "Solukemia"-osiosta, nimittäin aminohappojen kaavoja ja ominaisuuksia. Vasopressiinin ja oksitosiinin oligopeptidit sisältävät SH:ta sisältäviä aminohappoja (kysteiiniä), jotka muodostavat disulfidisiltoja peptidin sekundaarirakenteessa, mikä voi näkyä tehtävän monimutkaisuuden asteessa.

Kartat sisältävät terminaattorikodoneja, jotka on kirjoitettava vastaaviin DNA- tai RNA-ketjuihin. Mukana on myös aminohapon metioniinin aloituskodoni, joka tässä tapauksessa on ketjun alussa.

Aloituskodonin jälkeisen johtavan sekvenssin nukleotidit (ja vastaavat aminohapot) eivät sisälly karttojen sisältöön, koska niillä ei ole perustavanlaatuista merkitystä geneettisen tiedon käsittelylle ja ne poistetaan aminohapposekvenssistä käsittelyn aikana ( proteolyysi).

Opiskelijoiden ehdotettu työ korteilla ja taulukoiden täyttäminen geneettisen tiedon kääntämiseksi (reduplikaatio, transkriptio, käännös), kaavojen ja aminohappojen symbolien kirjoittaminen voidaan laskea 1-2 oppitunnille riippuen tehtävän monimutkaisuudesta ja luonteesta. .

Oppitunnin lopussa opiskelijat arvostetaan ja tehdään seuraavat johtopäätökset.

Geneettinen tieto on universaalia. Mitään elämänmuotoja, joilla on muita geneettisiä koodeja, ei ole löydetty; geneettinen koodi on sama kaikille organismeille, eikä ole olemassa muuta geneettistä koodia. Tällä koodilla on tarpeeksi mahdollisuuksia kuvata koko valikoima proteiinimolekyylejä.

Kartoissa käytetään tavanomaisia lyhenteitä: mRNA – informaatio-RNA; cDNA, koodaava DNA-juoste; comp. DNA on komplementaarinen DNA-juoste. Aminohappokodoni valitaan mielivaltaisesti yhdeksi mahdollisista, mikä on sallittua opiskelijoiden työssä.

Oppitunnilla käytetään korttimuunnelmia, joissa ei ole yhtä riviä, ts. Jokaiselle kortille on 5 vaihtoehtoa. Näin ollen työ voidaan jakaa tietylle määrälle opiskelijoita ja ryhmiä. Voit tarjota töitä muille kartoille muille peptideille, joiden lukumäärä on käytännössä rajaton.

Liite 1

Metioniini-enkefaliini - aivokuoren ytimien hormoni, endogeeninen opioidipeptidi, koostuu 5 aminohaposta

Aminohappo

Comp. DNA

Liite 2

Leusiini-enkefaliini - aivokuoren ytimien hormoni, endogeeninen opioidipeptidi, koostuu 5 aminohaposta

Aminohapporadikaalin kemiallinen kaava

Aminohappo

Comp. DNA

Liite 3

Vasopressiini - antidiureettinen hormoni - aivolisäkkeen tuottama, aiheuttaa sileiden lihasten supistumista, vähentää veden erittymistä, koostuu 9 aminohaposta, joissa on yksi disulfidisidos

Aminohapporadikaalin kemiallinen kaava

Asetyylikoliini erittyy somaattisten motoristen neuronien (neuromuskulaariset synapsit), preganglionisista kuiduista, autonomisen hermoston postganglionisista kolinergisista (parasympaattisista) kuiduista ja monien keskushermostohermosolujen aksonaalisista haaroista (tyvigangliot, motorinen aivokuori). Koliiniasetyylitransferaasi syntetisoi koliinista ja asetyyli-CoA:sta, ja se on vuorovaikutuksessa useiden erityyppisten kolinergisten reseptorien kanssa. Ligandin lyhytaikaisen vuorovaikutuksen reseptorin kanssa pysäyttää asetyylikoliiniesteraasi, joka hydrolysoi asetyylikoliinin koliiniksi ja asetaatiksi.

Botuliinitoksiini Clostridium botuliini estää asetyylikoliinin erittymistä.

Organofosforiyhdisteet(FOS) estävät asetyylikoliiniesteraasia, mikä johtaa asetyylikoliinin määrän kasvuun synaptisessa rakossa. FOS-myrkytystapauksessa pralidoksiimi edistää FOS:n erottamista entsyymistä, atropiini suojaa kolinergisiä reseptoreita vuorovaikutukselta välittäjäaineen ylimäärän kanssa.

Vaaleat myrkkysienet Amanita phalloides eivät ainoastaan estä asetyylikoliiniesteraasin toimintaa, vaan myös salpaavat kolinergisiä reseptoreita.

Dopamiini

Dopamiini- välittäjäaine joidenkin ääreishermojen aksonien ja monien keskushermoston hermosolujen päissä (substanssi nigra, keskiaivot, hypotalamus). Erittymisen ja vuorovaikutuksen jälkeen reseptorien kanssa dopamiini vangitaan aktiivisesti presynaptiseen päähän, jossa monoamiinioksidaasi pilkkoo sen. Dopamiini metaboloituu muodostaen useita aineita, mm. homovanilliinihappo.

Skitsofrenia. Tässä taudissa D2-dopamiinireseptorien määrä lisääntyy. Antipsykootit vähentävät dopaminergisen järjestelmän toimintaa normaalille tasolle.

Perinnöllinen korea- aivokuoren ja striatumin hermosolujen toimintahäiriö - liittyy myös dopaminergisen järjestelmän lisääntynyt reaktiivisuus.

Parkinsonin tauti- neuronien lukumäärän patologinen väheneminen substantia nigrassa ja muilla aivojen alueilla dopamiinin ja metioniini-enkefaliinin tason laskun myötä, kolinergisen järjestelmän vaikutusten vallitsevana. Sovellus L-DOPA lisää dopamiinitasoja, amantadiini stimuloi dopamiinin eritystä, bromokriptiini aktivoi dopamiinireseptoreita. Antikolinergiset lääkkeet vähentävät kolinergisen järjestelmän toimintaa aivoissa.

Norepinefriini

Norepinefriini erittyy useimmista postganglionisista sympaattisista kuiduista ja on välittäjäaine monien keskushermostohermosolujen välillä (esim. hypotalamus, locus ceruleus). Se muodostuu dopamiinista hydrolyysissä dopamiinin avulla. a-hydroksylaasi. Norepinefriini varastoituu synaptisiin vesikkeleihin, vapautumisen jälkeen se on vuorovaikutuksessa adrenoreseptoreiden kanssa, reaktio pysähtyy, koska presynaptinen osa sieppaa norepinefriiniä. Norepinefriinin pitoisuus määräytyy tyrosiinihydroksylaasin ja monoamiinioksidaasin aktiivisuuden perusteella. Monoamiinioksidaasi ja katekoli- O-metyylitransferaasi muuttaa norepinefriinin inaktiivisiksi metaboliiteiksi (normetanefriini, 3-metoksi-4-hydroksifenyylietyleeniglykoli, 3-metoksi-4-hydroksimanteelihappo).

Norepinefriini- voimakas vasokonstriktori, vaikutus ilmenee, kun välittäjäaine on vuorovaikutuksessa verisuonten seinämän SMC:n kanssa.

Serotoniini

Serotoniini(5-hydroksitryptamiini) on monien keskushermosolujen (esim. raphe-ytimen, nousevan retikulaarisen aktivointijärjestelmän hermosolujen) välittäjäaine. Prekursori on tryptofaani, joka hydroksyloituu tryptofaanihydroksylaasin vaikutuksesta 5-hydroksitryptofaaniksi, jota seuraa dekarboksylaatio dekarboksylaasin vaikutuksesta. L-aminohappoja. Monoamiinioksidaasilla se pilkkoutuu muodostaen 5-hydroksi-indoetikkahappoa.

Masennus joille on ominaista kahden välittäjäaineen (norepinefriini ja serotoniini) määrän väheneminen ja niiden reseptorien ilmentymisen lisääntyminen. Masennuslääkkeet vähentävät näiden reseptorien määrää.

maaninen oireyhtymä. Tässä tilassa norepinefriinin taso nousee serotoniinin ja adrenoreseptoreiden määrän vähenemisen taustalla. Litium vähentää norepinefriinin eritystä, toissijaisten lähettimien muodostumista ja lisää adrenoreseptoreiden ilmentymistä.

Gamma-aminovoihappo

Gamma-aminovoihappo(a-aminovoihappo) on inhiboiva välittäjäaine keskushermostossa (tyvihermot, pikkuaivot). Se muodostuu glutamiinihaposta glutamiinihappodekarboksylaasin vaikutuksesta, se vangitsee solujen välisestä tilasta presynaptisen osan ja hajoaa GABA-transaminaasin vaikutuksesta.

Epilepsia- hermosoluryhmien äkilliset synkroniset toimintapurkaukset aivojen eri alueilla, jotka liittyvät estävän vaikutuksen vähenemiseen a-aminovoihappo. Fenytoiini stabiloi hermosolujen plasmakalvoa ja vähentää välittäjäaineen liiallista eritystä, fenobarbitaali lisää GABA:n sitoutumista reseptoreihin, valproiinihappo lisää välittäjäaineen pitoisuutta.

Hälytystila- psykoottinen reaktio, joka liittyy GABA:n estävän vaikutuksen vähenemiseen. Bentsodiatsepiinit stimuloivat välittäjäaineen vuorovaikutusta reseptorin kanssa ja ylläpitävät estovaikutusta g-aminovoihappo.

beeta-endorfiini

beeta-endorfiini(a-endorfiini) - monien keskushermoston neuronien polypeptidiluonteinen välittäjäaine (hypotalamus, pikkuaivojen risa, talamus, sinertävä paikka). Proopiomelanokortiini kuljetetaan aksoneja pitkin ja peptidaasit pilkkovat sen fragmenteiksi, joista yksi on ?-endorfiini. Välittäjäaine erittyy synapsissa, on vuorovaikutuksessa postsynaptisen kalvon reseptoreiden kanssa ja sitten hydrolysoituu peptidaasien toimesta.

Aine P

Aine P- peptidi-välittäjäaine keskus- ja ääreishermoston hermosoluissa (tyvihermosolut, hypotalamus, selkäydinsolmut). Kipuärsykkeiden välittyminen toteutetaan substanssi P:n ja opioidipeptidien avulla.

Aine P(englanniksi pain, pain) - takykiniiniperheeseen kuuluva neuropeptidi, jota tuottavat sekä hermosolut että ei-hermosolut ja joka toimii välittäjäaineena (tyvigangliot, hypotalamus, selkäydin, jossa aine P välittää viritystä herkän hermon keskusprosessista neuronista spinotalamisen hermosolun neuroniin; opioidireseptorien kautta interkalaarisen hermosolun enkefaliini estää aineen P erittymistä herkästä hermosolusta ja kipusignaalien johtumista). P-aine lisää myös ihon verisuonen seinämän läpäisevyyttä, verisuonia laajentaa tai supistaa aivojen valtimoiden SMC:itä, stimuloi sylkirauhasten eritystä ja vähentää hengitysteiden ja maha-suolikanavan SMC:itä. P-aine toimii myös tulehduksen välittäjänä.

Metioniinienkefaliini ja leusiinienkefaliini

metioniini-enkefaliini ja leusiini-enkefaliini- pieniä peptidejä (5 aminohappotähdettä), joita esiintyy monissa keskushermoston hermosoluissa (pallidus, talamus, hännän ydin, keskushermosto). Kuten endorfiinit, ne muodostuvat pro-opiomelanokortiinista. Erittymisen jälkeen ne ovat vuorovaikutuksessa peptidergisten (opioidi)reseptorien kanssa.

Dynorfiinit

Tämä välittäjäaineiden ryhmä koostuu 7:stä samanlaisen aminohapposekvenssin omaavasta peptidistä, joita esiintyy samojen anatomisten alueiden hermosoluissa kuin enkefalinergiset neuronit. Muodostunut prodynorfiinista, inaktivoitu hydrolyysillä.

Glysiini, glutamiini- ja asparagiinihappo

Nämä aminohapot ovat välittäjäaineita joissakin synapseissa (glysiini selkäytimen interneuroneissa, glutamiinihappo pikkuaivojen ja selkäytimen hermosoluissa, asparagiinihappo aivokuoren neuroneissa). Glutamiini- ja asparagiinihapot aiheuttavat kiihottavia vasteita ja glysiini - estäviä.

Orlov R.S., Nozdrachev A.D. normaali fysiologia. - M.: GEOTAR-Media, 2009. 688 s. Luku6. Synapsit. - Neurotransmitterit. s. 87-88 +CD-ROM.

parkinson James (Parkinson James), englantilainen kirurgi (1755-1824); vuonna 1817 hän julkaisi kirjan vapinahalvauksesta.

DOPA(dihydroksifenyylialaniini). Tämä aminohappo on eristetty Vicia faba L, on aktiivinen ja sitä käytetään Parkinsonin taudin vastaisena aineena L-muoto - levodopa ( L-DOPA, levodopa, 3-hydroksi- L-tyrosiini, L-dihydroksifenyylialaniini). DOPA™-dekarboksylaasi (geeni DDC, 107930, 7p11, EC 4.1.1.28) katalysoi dekarboksylaatiota L DOPA; entsyymi osallistuu dopamiinin sekä serotoniinin (5-hydroksitryptofaanista) synteesiin.

Vuosisatojen ajan opiaatteja, erityisesti morfiinia, on käytetty kipulääkkeinä. Vuonna 1680 Thomas Sydenham kirjoitti: "Kaikkien lääkkeiden joukossa, joita Kaikkivaltias on antanut ihmiselle lievittääkseen hänen kärsimyksiään, ei ole universaalimpaa ja tehokkaampaa kuin oopiumi." Mutta miksi selkärankaisten aivot sisältävät unikonsiemenistä peräisin olevia alkaloideja? Neurofarmakologit ovat ehdottaneet, että opiaattireseptoreita ei ole suunniteltu toimimaan vuorovaikutuksessa kasvialkaloidien kanssa, vaan havaitsemaan endogeenisiä kipuaistimuksia sääteleviä tekijöitä. Tämän näkemyksen mukaan morfiinilla on farmakologinen vaikutus vain siksi, että se jäljittelee eläimen kehossa olevia aineita. Tämä ongelma ratkesi lopulta vuonna 1975, kun John Hughes eristi kaksi opiaattien kaltaista peptidiä sian aivoista. Näitä samanlaisia pentapeptidejä, joita kutsutaan metioniinienkefaliiniksi ja leusiinienkefaliiniksi, on suuria määriä joissakin hermopäätteissä. Ne näyttävät osallistuvan kipuun liittyvän sensorisen tiedon yhdistämiseen.

Vuotta myöhemmin Roger Guillemin eristi pidempiä peptidejä, endorfiineja, aivolisäkkeen välilohkosta. Endorfiineilla on lähes sama kyky lievittää kipua kuin morfiinilla (samalla pitoisuudella). Endorfiinien tuominen koe-eläinten aivojen kammioihin on onnistunut

Riisi. 35.16. Metioniini-enkefaliinin (A), leusiini-enkefaliinin (B) ja P-endorfiinin (C) aminohapposekvenssit. Sininen väri osoittaa niiden yhteisen tetrapeptidisekvenssin.

merkillistä toimintaa. Joten P-endorfiini indusoi koko kehon syvän analgesian useiden tuntien ajan, ja tänä aikana kehon lämpötila laskee. Lisäksi eläimet saavat stuporin, ja ne makaavat hajallaan. Muutaman tunnin kuluttua endorfiinien vaikutus häviää ja eläimet käyttäytyvät taas normaalisti. Yllättäväksi osoittautui myös se, että endorfiinien vaikutus häviää muutaman sekunnin kuluttua morfiinin tunnetun antagonistin naloksonin annon jälkeen (kuva 35.17). Endorfiinien indusoimien käyttäytymisvasteiden perusteella nämä peptidit osallistuvat normaaleissa olosuhteissa tunnereaktioiden säätelyyn. Monet tämän hypoteesin testaamiseen tarvittavista menetelmistä on jo kehitetty. Näin ollen äärimmäisen pienten peptidimäärien, kuten endorfiinien, määrittämiseen käytetään radioimmunomääritystä, jossa radioisotooppimenetelmien herkkyys yhdistyy immuunivasteen spesifisyyteen. Täällä kohtaamme uuden ja lupaavan neurotieteen ja neuropsykiatrian alan syntymän.

Endorfiinit muodostuvat lipotropiineista aivokudoksessa ja aivolisäkkeen välilohkossa. Näiden yhdisteiden yleinen rakennetyyppi on tetrapeptidisekvenssi N-päässä. Beeta-endorfiini muodostuu beetalipotropiinista proteolyysin avulla. Beeta-lipotropiini muodostuu prohormoniprekursorista proopikortiinista (molekyylipaino 29 kDa, 134 aminohappotähdettä).

Aivolisäkkeen etuosassa esiastemolekyyli pilkkoutuu ACTH:ksi ja β-lipotropiiniksi, jotka erittyvät plasmaan. Pieni osa (noin 15 %) b-lipotropiinista pilkkoutuu muodostaen b-endorfiinia. Proopikortiinin biosynteesiä aivolisäkkeen etuosassa säätelee hypotalamuksen kortikoliberiini. Tunnetaan kolme erilaistaia: proenkefaliini, proopiomelanokortiini ja prodynorfiini.

Luonnolliset opioidipeptidit eristettiin ensimmäisen kerran vuonna 1976 nisäkkäiden aivoista. Nämä olivat ns. enkefaliinit - leusiini-enkefaliini ja metioniini-enkefaliini, jotka eroavat vain terminaalisesta C-tähteestä.

1970-luvun alussa useat laboratoriot ympäri maailmaa havaitsivat, että aivosoluissa on reseptoreita, jotka sitovat morfiinia, ja vain tässä sitoutuneessa muodossa se aktivoituu. Ei ollut syytä olettaa, että aivot olisivat erityisesti valmistaneet sellaisia reseptoreita niin harvinaiselle ainesosalle kuin morfiini. Epäiltiin, että näiden reseptorien tehtävänä ei ollut sitoa morfiinia, vaan jotakin sitä lähellä olevaa ainetta, jota keho itse tuottaa. Vuonna 1976 tohtori Hughes Skotlannissa loi tämän salaperäisen aineen marsun aivoista, ja kivun herkkyys väheni välittömästi. Hughes nimesi aineen enkefaliiniksi, joka tarkoittaa kreikaksi "aivoista". Professori Cho Hao Lee San Franciscossa loi kamelin aivoista ja tarkemmin kamelin aivolisäkkeestä toisen sisäisen lääkkeen, joka osoittautui 50 kertaa voimakkaammaksi kuin tunnettu morfiini. Cho kutsui sitä endorfiiniksi - "sisäiseksi morfiiniksi". Samana vuonna 1976 eläinten verestä eristettiin vielä kaksi sisäistä lääkettä, jotka olivat koostumukseltaan samanlaisia kuin morfiini, mutta toisin kuin kasvimorfiini, eivät lannistaneet hengitystä eivätkä johtaneet huumeriippuvuuteen. Ja lopuksi tohtori Pless Sveitsissä syntetisoi endorfiinia, eli hän teki sen laboratoriossa koeputkessa, tietäen tarkalleen tämän salaperäisen aineen kemiallisen koostumuksen ja rakenteen. Myös muita opioidipeptidejä, endorfiineja, on eristetty nisäkkäiden aivolisäkkeen ja hypotalamuksen kudosuutteista. Ne kaikki sisältävät tavallisesti enkefaliinitähteen N-pään alueella. Kaikki endogeeniset opioidipeptidit syntetisoituvat kehossa proteolyysin avulla suuriksi esiasteproteiineiksi. Enkefaliinien tilarakenne on samanlainen kuin morfiinin. Enkefaliineilla ja endorfiineilla on kipua lievittävä vaikutus, ne vähentävät maha-suolikanavan motorista aktiivisuutta ja vaikuttavat tunnetilaan.

· MSH - melanosyyttejä stimuloiva hormoni;

· LPG - lipotrooppinen hormoni;

· KPPP - kortikotropiinin kaltainen välituotepeptidi;

· ACTH - adrenokortikotrooppinen hormoni.

Erittymisen säätely

Kaikkia POMC:n pilkkoutumistuotteita tuotetaan ekvimolaarisia määriä ja erittyvät vereen samanaikaisesti. Siten on mahdotonta lisätä adrenokortikotrooppisen hormonin eritystä ilman samanaikaista beeta-lipotrooppisen hormonin erityksen lisääntymistä.POMC:n tuotantoa säätelevät tekijät, jotka muodostuvat hypotalamuksessa ja aivojen paraventrikulaarisessa ytimessä: kortikoliberiini, arginiini vasopressiini - aktivoi ACTH:n synteesiä, kortisoli - pääasiallinen kortikoliberiinin synteesin ja POMC:n muodostumisen estäjä, joten kortikoliberiini, arginiinivasopressiini, kortisoli vaikuttavat β-endorfiinin synteesiin ja erittymiseen.

β-endorfiinin synteesi vähenee endokriinisissä, infektio- ja virussairauksissa, kroonisessa väsymysoireyhtymässä ja synteesiä voidaan tehostaa fyysisen toiminnan avulla.

Kuljetus ja perifeerinen aineenvaihdunta

Endorfiinit syntetisoidaan "tulevaisuutta varten" ja vapautuvat vereen tietyissä osissa eritysrakkuloiden tyhjentymisen vuoksi. Niiden taso veressä nousee, kun hormonien vapautuminen rauhassoluista lisääntyy. Veressä hormonit sitoutuvat plasman proteiineihin. Yleensä vain 5-10 % hormonimolekyyleistä on veressä vapaassa tilassa, ja vain ne voivat olla vuorovaikutuksessa reseptorien kanssa.

Peptidihormonien hajoaminen alkaa usein jo veressä tai verisuonten seinämillä, tämä prosessi on erityisen voimakasta munuaisissa. Proteiinipeptidihormonit hydrolysoivat proteinaasit, nimittäin ekso- (ketjun päissä) ja endopeptidaasit. Proteolyysi johtaa monien fragmenttien muodostumiseen, joista osa voi olla biologisesti aktiivisia. Monet proteiini-peptidihormonit poistetaan verenkiertojärjestelmästä sitoutumalla kalvoreseptoreihin ja sen jälkeen hormoni-reseptorikompleksin endosytoosiin. Tällaisten kompleksien hajoaminen tapahtuu lysosomeissa, hajoamisen lopputuotteena ovat aminohapot, joita taas käytetään substraatteina anabolisissa ja katabolisissa prosesseissa.

biologinen merkitys

Endorfiinien pääkohde on elimistön ns. opioidijärjestelmä (sen päätarkoituksena on suoja stressivaurioilta, kivunlievitys sekä elin- ja kudosjärjestelmien toiminnan koordinointi koko kehon tasolla) ja opioidi. erityisesti reseptoreihin. Endorfiini vastaa kaikkien sisäisten rauhasten toiminnan säätelystä, immuunijärjestelmän toiminnasta, paineen tasosta ja endorfiini vaikuttaa myös hermostoon. Aivoista on löydetty spesifisiä morfiinireseptoreita. Nämä reseptorit ovat keskittyneet synaptisille kalvoille. Limbinen järjestelmä on niissä rikkain, josta emotionaalinen vaste riippuu. Myöhemmin aivokudoksesta eristettiin endogeenisiä peptidejä, jotka jäljittelivät morfiinin erilaisia vaikutuksia injektion yhteydessä. Näitä peptidejä, joilla on kyky sitoutua spesifisesti opiaattireseptoreihin, kutsutaan endorfiineiksi ja enkefaliineiksi.

Koska Koska opiaattihormonireseptorit sijaitsevat plasmakalvon ulkopinnalla, hormoni ei tunkeudu soluun. Hormonit (signaalin ensimmäiset lähettilät) välittävät signaalin toisen lähettimen kautta, jonka roolia suorittavat cAMP, cGMP, inosotolitrifosfaatti, Ca-ionit. Hormonin kiinnittymisen jälkeen reseptoriin seuraa tapahtumaketju, joka muuttaa solun aineenvaihduntaa.

Fysiologisesti endorfiineilla ja enkefaliineilla on voimakkain kipua lievittävä, shokkia ja stressiä estävä vaikutus, ne vähentävät ruokahalua ja keskushermoston tiettyjen osien herkkyyttä. Endorfiinit normalisoivat verenpainetta, hengitystiheyttä, nopeuttavat vaurioituneiden kudosten paranemista ja murtumien muodostumista.

Endorfiinit syntyvät usein adrenaliinin vapautumisen yhteydessä. Pitkissä harjoituksissa kehosta vapautuu adrenaliinia, lihaskipu lisääntyy ja alkaa muodostua endorfiineja, jotka vähentävät kipua, lisäävät kehon reaktiota ja sopeutumisnopeutta stressiin.

Mihin endorfiinijärjestelmät vaikuttavat?

- analgeettiset vaikutukset

- hengityksen hidastuminen, sydämentykytys - stressiä estävät vaikutukset

- immuniteetin vahvistaminen

- munuaisten verenkierron säätely

- suoliston toiminnan säätely

- osallistuminen hermoston viritys- ja estoprosesseihin

- osallistuminen assosiatiivisten ja dissosiatiivisten yhteyksien kehittymisprosesseihin hermostossa - aineenvaihdunnan intensiteetin säätely

- euforian tunne

- nopeuttaa vaurioituneiden kudosten paranemista

-luukallustuksen muodostuminen murtumissa

Lisäksi endorfiinit liittyvät lämmönsäätelyyn, muistiin, lipolyysiin, lisääntymiseen, mielihyvään, rasvan hajoamiseen kehossa, antidiureesiin, hyperventilaation tukahduttamiseen vastauksena hiilidioksidin lisääntymiseen sekä tyrotropiinin ja gonadotropiinin synteesin estämiseen.

Patologia

Endorfiinin puute havaitaan masennuksessa, jatkuvassa henkisessä stressissä, se pahentaa kroonisia sairauksia ja voi aiheuttaa kroonisen väsymysoireyhtymän. Tästä johtuen siihen liittyvä mielialan masennus ja lisääntynyt alttius tartuntataudeille.

Endorfiinin tuotanto vähenee joissakin patologioissa. Endorfiinien puutteen vuoksi kehossa kasvaa kroonisten sairauksien, niin sanottujen "elintapasairauksien", jotka ovat viime aikoina olleet pääasiallinen kuolinsyy, riski. Elintapasairauksia ovat diabetes, sydän- ja verisuonisairaudet, krooniset hengityselinten sairaudet, syöpä ja liikalihavuus.

Endorfiinien puute ilmaistaan apatiana, erittäin huonolla tuulella ja johtaa lopulta ihmisen masennukseen. Jokainen haluaa tietää, kuinka nauttia elämästä. Nautinnon tunne ihmisessä ilmenee aivojen tuottamien endorfiinien tason nousun myötä ja tämä kemiallinen yhdiste on samanlainen kuin lääkeaine morfiini. Siksi endorfiini sai sellaisen nimen - endogeeninen morfiini, eli kehon itsensä tuottama.

Vakavin ilmentymä on anhedonia, sairaus, jossa ihminen ei pysty kokemaan mielihyvää.

Neurohormonit

Neurohormonit ovat aineita, joilla on korkea fysiologinen aktiivisuus ja joita tuotetaan hermoston erityssoluissa (neuronit).

Vaikutusmekanismin mukaan niillä on paljon yhteistä välittäjäaineiden kanssa, mutta neurohormonit, toisin kuin ne, pääsevät vereen ja muihin kehon biologisiin nesteisiin (lymfi, aivo-selkäydinneste ja kudosneste) ja niillä on pitkäaikainen etäsäätelyvaikutus.

Neurohormonit ovat kemiallisen rakenteen mukaan peptidejä (sisältävät aminohappoja) tai katekoliamiineja (biogeenisiä amiineja), joiden pakollinen fragmentti on 3,4-dihydroksifenyylialaniini (katekoli).

Neurohormonit ylläpitävät vesi-suola-homeostaasia, säätelevät sileän lihaksen sävyä ja aineenvaihduntaprosesseja sekä osallistuvat myös umpirauhasten säätelyyn. Yleensä näiden aineiden tehtävänä on ylläpitää kehon suojaavia ja mukautuvia toimintoja.

Neurohormonien synteesi tapahtuu hypotalamuksen (dopamiini, vasopressiini, oksitosiini, norepinefriini, serotoniini ja vapauttavat tekijät), selkäytimen, käpyrauhasen, lisämunuaisten (ytimen kromafiinikudos) hermoston erityssoluissa. Ne syntetisoituvat myös ganglissa. , paragangliat ja autonomisen hermoston hermorungot (adrenaliinin ja norepinefriinin synteesi).

Peptidineurohormonien biosynteesiprosessi tapahtuu neuronin kehossa rakenteessa, jota kutsutaan endoplasmiseksi retikulumiksi; sitten Golgi-kompleksissa ne pakataan rakeiksi ja sieltä ne kuljetetaan aksonia pitkin hermopäätteisiin.

Unen neurofysiologia

Unen neurofysiologiset mekanismit ja sen ikään liittyvät piirteet

Uni on fysiologinen tila, jolle on ominaista kohteen aktiivisten henkisten yhteyksien menetys ympäröivään maailmaan. Uni on elintärkeää korkeammille eläimille ja ihmisille. Pitkään uskottiin, että uni on lepoa, joka on tarpeen aivosolujen energian palauttamiseksi aktiivisen valveillaolon jälkeen. Kävi kuitenkin ilmi, että aivojen aktiivisuus unen aikana on usein korkeampaa kuin valveilla ollessa. Havaittiin, että hermosolujen aktiivisuus useissa aivorakenteissa unen aikana lisääntyy merkittävästi; uni on aktiivinen fysiologinen prosessi.

univaiheet

Refleksireaktiot unen aikana vähenevät. Nukkuva ihminen ei reagoi moniin ulkoisiin vaikutuksiin, elleivät ne ole liian vahvoja.

Uni teoriat:

humoraalinen teoria, pitää unen syynä aineita, jotka ilmaantuvat vereen pitkittyneen hereillä ollessa. Tämän teorian todisteena on koe, jossa hereillä olevalle koiralle siirrettiin päiväsaikaan unettoman eläimen verta. Vastaanottajaeläin nukahti välittömästi. Mutta humoraalisia tekijöitä ei voida pitää unen absoluuttisena syynä. Tämän osoittavat havainnot kahden erottamattoman kaksosparin käyttäytymisestä. Niissä hermoston jakautuminen tapahtui kokonaan ja verenkiertojärjestelmissä oli monia anastomoosia. Nämä kaksoset saattoivat nukkua eri aikoina: esimerkiksi yksi tyttö saattoi nukkua, kun taas toinen oli hereillä.

Subkortikaalinen ja kortikaalinen unen teoriat. Erilaisten aivokuoren, erityisesti varren, aivomuodostelmien kasvainten tai tarttuvien leesioiden yhteydessä potilailla on erilaisia unihäiriöitä - unettomuudesta pitkittyneeseen letargiseen uneen, mikä osoittaa aivokuoren alaisten unikeskusten olemassaolon. Kun subtalamuksen ja hypotalamuksen takarakenteita stimuloitiin, eläimet nukahtivat, ja stimulaation lakkaamisen jälkeen he heräsivät, mikä viittaa unikeskusten esiintymiseen näissä rakenteissa.

Kemiallinen teoria. Tämän teorian mukaan herkästi hapettuvia tuotteita kertyy kehon soluihin valveilla, minkä seurauksena syntyy happivaje ja ihminen nukahtaa. Emme nukahda siksi, että olisimme myrkyllisiä tai väsyneitä, vaan jotta emme olisi myrkytettyjä emmekä väsyneitä.

Nukkumistoiminnot

o antaa keholle lepoa.

o on tärkeä rooli aineenvaihduntaprosesseissa. Ei-REM-unen aikana kasvuhormonia vapautuu. REM-uni: hermosolujen plastisuuden palauttaminen ja niiden rikastaminen hapella; proteiinien ja neuronien RNA:n biosynteesi.

o osallistuu tietojen käsittelyyn ja tallentamiseen. Uni (erityisesti hidas uni) helpottaa tutkitun materiaalin lujittamista, REM-uni toteuttaa alitajuisia malleja odotettavissa olevista tapahtumista. Jälkimmäinen seikka voi toimia yhtenä syynä deja vu -ilmiöön.

o tämä on kehon sopeutumista valaistuksen muutokseen (päivä-yö).

o palauttaa immuniteetin aktivoimalla T-lymfosyyttejä, jotka taistelevat vilustumista ja virustauteja vastaan.

Unen lajikkeet

Tarkemman tarkemman tutkimuksen jälkeen kävi ilmi, että uni on fysiologisten ilmenemistensä suhteen heterogeenista ja sillä on kaksi lajiketta: hidas (rauhallinen tai ortodoksinen) ja nopea (aktiivinen tai paradoksaalinen).

Hitaassa unessa hengitystiheys ja syke hidastuvat, lihasten rentoutuminen ja silmien liikkeet hidastuvat. Kun NREM-uni syvenee, nukkujan liikkeiden kokonaismäärä tulee minimaaliseksi. Tällä hetkellä häntä on vaikea herättää. Ei-REM-uni kestää yleensä 75-80%.

REM-unen yhteydessä fysiologiset toiminnot päinvastoin aktivoituvat: hengitys ja syke tihenevät, nukkujan motorinen aktiivisuus lisääntyy, silmämunien liikkeet nopeutuvat (jonka yhteydessä tällaista unta kutsuttiin "nopeaksi" "). Nopeat silmien liikkeet osoittavat, että nukkuva tällä hetkellä näkee unta. Ja jos herätät hänet 10 - 15 minuuttia nopeiden silmäliikkeiden päättymisen jälkeen, hän puhuu siitä, mitä hän näki unessa. Herätessään ei-REM-unen aikana ihminen ei yleensä muista unia. Huolimatta fysiologisten toimintojen suhteellisen suuremmasta aktivoitumisesta REM-unessa, kehon lihakset ovat tänä aikana rentoutuneet ja nukkuja on paljon vaikeampaa herättää. REM-uni on välttämätön kehon elämälle. Jos ihmiseltä riistetään keinotekoisesti REM-uni (herätettävä silmän nopeiden liikkeiden aikana), niin riittävästä unen kokonaiskestosta huolimatta hänelle kehittyy 5-7 päivän kuluttua mielenterveyshäiriöitä.

Nopean ja hitaan unen vuorottelu on tyypillistä terveille ihmisille, kun taas ihminen tuntee olonsa hyvin levänneeksi ja virkeäksi.

Univaiheille on toinenkin luokitus:

1. Tasoitusvaihe: ominaista vaikutus sekä vahvoihin että heikkoihin ärsykkeisiin.

2. Paradoksaalinen vaihe: voimakkaat ärsykkeet aiheuttavat heikompia vasteita kuin heikkoja ärsykkeitä.

3. Ultradoksaalinen vaihe: positiivinen ärsyke estää ja negatiivinen aiheuttaa ehdollisen refleksin.

4. Narkoottinen vaihe: ehdollisen refleksin aktiivisuuden yleinen lasku, jossa refleksit heikentyvät paljon voimakkaammin kuin voimakkaat.

5. Estovaihe: ehdollisten refleksien täydellinen estyminen

Ikäominaisuudet:

Lasten uni on pinnallista ja herkkää. He nukkuvat useita kertoja päivässä.

Vastasyntyneillä uni vie suurimman osan päivästä, ja aktiivinen uni eli nykivä uni (analogisesti REM-uni aikuisilla) muodostaa suurimman osan unesta. Ensimmäisinä syntymän jälkeisinä kuukausina hereilläoloaika kasvaa nopeasti, REM-unen osuus vähenee ja hidasaaltouni lisääntyy.

Unihygienia:

Unen tulee olla riittävän pitkä ja syvempi ikään nähden. Pidemmän unen oletetaan nukkuvan huonokuntoisille, akuuteista tartuntataudeista toipuville, hermoston lisääntyneelle kiihottumiskyvylle ja nopeasti väsyville lapsille. Ennen nukkumaanmenoa jännittävät pelit, tehostettu henkinen työ tulisi sulkea pois. Illallisen tulee olla kevyt, viimeistään 2-1,5 tuntia ennen nukkumaanmenoa. Suotuisa nukkumiseen:

raikas, viileä sisäilma (15-16)

Sänky ei saa olla pehmeä tai kova.

puhtaat, pehmeät, rypistymättömät vuodevaatteet

On parempi makaa oikealla puolella tai selässä, mikä tarjoaa vapaamman hengityksen, ei vaikeuta sydämen työtä.

Lapsia tulee opettaa nousemaan ylös ja menemään nukkumaan samaan aikaan. Lapsi muodostaa melko helposti ehdollisia refleksejä unitilanteeseen. Ehdollinen ärsyke tässä tapauksessa on nukkumaanmenoaika.

ANS:n neurofysiologia

Autonomisen hermoston käsitteen esitteli ensimmäisen kerran vuonna 1801 ranskalainen lääkäri A. Besha. Tämä keskushermoston osasto tarjoaa kehon vegetatiiviset toiminnot ja sisältää kolme osaa:

1) sympaattinen;

2) parasympaattinen;

3) metasympaattinen.

Vegetatiivisiin toimintoihin kuuluvat ne toiminnot, jotka tarjoavat aineenvaihduntaa kehossamme (ruoansulatus, verenkierto, hengitys, erittyminen jne.). Niihin kuuluu myös kehon kasvun ja kehityksen varmistaminen, lisääntyminen, kehon valmistaminen haittavaikutuksiin. Kasvisjärjestelmä säätelee sisäelinten, verisuonten, hikirauhasten ja muiden vastaavien toimintojen toimintaa. Se säätelee aineenvaihduntaa, sisäelinten kiihtyvyyttä ja autonomiaa sekä kudosten ja yksittäisten elinten (mukaan lukien aivot ja selkäydin) fysiologista tilaa mukauttaen niiden toimintaa ympäristöolosuhteisiin.

Hermoston sympaattinen osasto varmistaa kehon käytettävissä olevien resurssien (energian ja henkisen) mobilisoinnin kiireellisiin töihin. On selvää, että tämä voi johtaa kehon epätasapainoon Palauttamalla tasapainon ja pysyvyyden kehon sisäisessä ympäristössä keho on hermoston parasympaattisen järjestelmän tehtävä.sympaattisen osaston vaikutuksesta aiheutuvat siirtymät palauttavat ja ylläpitävät homeostaasia.Tässä mielessä näiden autonomisen hermoston osastojen toiminta useissa reaktioissa ilmenee antagonistisena.

Homeostaasin alla fysiologiassa ymmärretään kehon sisäisen ympäristön parametrien pysyvyyden ylläpitäminen. Näitä ovat veren koostumuksen, kehon lämpötilan ja muiden vakioiden ylläpitäminen.

Autonomisen hermoston keskukset sijaitsevat aivorungossa ja selkäytimessä. Parasympaattisen hermoston keskukset sijaitsevat aivorungossa ja sakraalisessa selkäytimessä, keskiaivoissa on keskukset, jotka säätelevät pupillin laajentumista ja silmän akkomodaatiota. Medulla oblongatassa on hermoston parasympaattisen järjestelmän keskuksia, joista kuidut lähtevät osana vagus-, kasvo- ja kiiltonielun hermoja. Nämä keskukset osallistuvat useiden toimintojen toteuttamiseen, mukaan lukien useiden sisäelinten (sydän, vatsa, suolet, maksa jne.) toiminnan säätelyyn, "laukaisevat" syljen, kyynelnesteen jne. vapautumisen. Kaikki nämä toiminnot suoritetaan refleksiperiaatteen mukaisesti (ärsykkeen vasteen tyypin mukaan). Jotkut näistä reflekseistä kuvataan alla.

Selkäytimen sakraalisissa osissa on myös hermoston parasympaattisen autonomisen järjestelmän keskuksia. Niistä peräisin olevat kuidut menevät osaksi lantion hermoja, jotka hermottavat lantion elimiä (paksusuoli, rakko, sukuelimet jne.).

Sympaattisen hermoston keskukset sijaitsevat selkäytimen rinta- ja lannerangassa. Vegetatiiviset kuidut näistä keskuksista lähtevät osana selkäytimen etujuuria yhdessä motoristen hermojen kanssa.

Kaikki edellä luetellut sympaattisen ja hermoston parasympaattisen järjestelmän keskukset ovat alisteisia korkeammalle autonomiselle keskukselle - hypotalamukselle. Hypotalamuksen toimintaan puolestaan vaikuttavat monet muut aivojen keskukset. Kaikki nämä keskukset muodostavat limbisen järjestelmän.Täydellinen kuvaus järjestelmästä annetaan asiaankuuluvassa aiheessa, ja nyt tarkastellaan hermoston autonomisen järjestelmän perifeeristen osien "työtä".

Selkärangan molemmilla puolilla vatsan puolelta on kaksi sympaattisen hermoston runkoa. Niitä kutsutaan myös sympaattisiksi ketjuiksi. Ketju koostuu yksittäisistä ganglioista, jotka on liitetty toisiinsa ja selkäytimeen lukuisilla hermosäikeillä. Jokainen ganglioniin tuleva kuitu hermottaa jopa useita kymmeniä hermosoluja gangliossa (divergenssi). Tällaisen laitteen ansiosta sympaattisilla vaikutuksilla on yleensä levinnyt, yleistetty luonne. Näistä ganglioista puolestaan lähtevät hermot, jotka suuntautuvat verisuonten, hikirauhasten ja sisäelinten seinämiin. Reunusrungon hermosolmujen lisäksi niistä jonkin matkan päässä ovat ns. prevertebraaliset hermosolmut, joista suurimmat ovat aurinkopunnos ja suoliliepeen solmut.

Lisämunuaiset ovat tärkeässä roolissa sympaattisen hermoston toiminnassa, ja ne muodostuvat ihmisellä synnytystä edeltävänä aikana neuroblastien (vielä erilaistumattomien hermosolujen) kulkeutuessa hermoputkesta munuaisalueelle. Siellä nämä solut muodostavat erityisen elimen molempien munuaisten yläosaan - lisämunuaiset. Lisämunuaisia hermottavat sympaattiset hermot. Lisäksi niitä voi aktivoida adrenokortikotrooppinen hormoni, joka vapautuu aivolisäkkeestä vasteena stressiin ja saavuttaa veren mukana lisämunuaiset. Tämän hormonin vaikutuksesta adrenaliinin ja adrenaliinin seos vapautuu vereen lisämunuaisista, jotka kulkeutuvat verenkierron kautta ja aiheuttavat useita sympaattisia reaktioita (lisääntynyt sydämen supistumisrytmi, hikoilu, lisääntynyt verenkierto lihakset, ihon punoitus ja paljon muuta).

Perifeeristen synapsien sympaattisten hermosolujen aksonit erittävät välittäjänä adrenaliinia.Adrenaliinin ja norepinefriinin molekyylit ovat vuorovaikutuksessa vastaavien reseptorien kanssa. Tällaisia reseptoreja tunnetaan kahta tyyppiä: alfa- ja beeta-adrenoreseptoreita. Joissakin sisäelimissä on vain yksi näistä reseptoreista, kun taas toisissa on molemmat. Joten verisuonten seinämissä on sekä alfa- että beeta-adrenergisiä reseptoreita. Sympaattisen välittäjän yhteys alfa-adrenergiseen reseptoriin aiheuttaa valtimoiden kapenemista ja yhteys beeta-adrenergiseen reseptoriin aiheuttaa valtimoiden laajentumisen. Suolistossa, jossa on molempien tyyppisiä adrenergisiä reseptoreita, välittäjä estää sen toimintaa. Sydänlihaksessa ja keuhkoputkien seinämissä on vain beeta-adrenergisiä reseptoreita - sympaattinen välittäjä aiheuttaa keuhkoputkien laajenemisen ja sykkeen nousun.

Autonomisen hermoston parasympaattisen jaon gangliot, toisin kuin sympaattiset, sijaitsevat sisäelinten seinissä tai niiden lähellä. Aivorungon tai ristiselkäytimen parasympaattisen keskuksen vastaavasta parasympaattisesta keskuksesta tuleva hermosäike (hermosolun aksoni) saavuttaa keskeytyksettä hermottuneen elimen ja päättyy parasympaattisen ganglion hermosoluihin. Seuraava parasympaattinen neuroni sijaitsee joko elimen sisällä tai sen välittömässä läheisyydessä. Intraorgaaniset kuidut ja gangliot muodostavat hermosoluja sisältäviä punoksia monien sydämen sisäelinten, keuhkojen, ruokatorven, mahalaukun jne. sekä ulkoisen ja sisäisen erityksen rauhasissa. Vegetatiivisen hermoston parasympaattisen osan anatominen rakenne osoittaa, että sen vaikutus elimiin on paikallisempaa kuin sympaattisen hermoston vaikutus.

Hermoston parasympaattisen järjestelmän perifeeristen synapsien välittäjänä on asetyylikoliini, jolle on olemassa kahdenlaisia reseptoreita: M- ja H-kolinergiset reseptorit. Tämä jako perustuu siihen, että M-kolinergiset reseptorit menettävät herkkyytensä asetyylikoliinille atropiinin vaikutuksesta (eristetty Muscaris-suvun sienestä), H-kolinergiset reseptorit - nikotiinin vaikutuksen alaisena.

Sympaattisen ja parasympaattisen autonomisen järjestelmän vaikutus kehon toimintoihin. Useimmissa elimissä sympaattisen ja hermoston parasympaattisen autonomisen järjestelmän viritys tuottaa päinvastaisia vaikutuksia. On kuitenkin pidettävä mielessä, että nämä vuorovaikutukset eivät ole yksinkertaisia. Esimerkiksi parasympaattiset hermot aiheuttavat virtsarakon sulkijalihasten rentoutumista ja samalla sen lihasten supistumista. Sympaattiset hermot supistavat sulkijalihasta ja samalla rentouttavat lihaksia. Toinen esimerkki: sympaattisten hermojen stimulaatio lisää sydämen supistusten rytmiä ja voimaa, ja vagus-hermon (parasympaattisen) ärsytys vähentää sydämen supistusten rytmiä ja voimaa. Lisäksi tutkimukset ovat osoittaneet, että näiden autonomisen hermoston osien välillä ei ole vain antagonismia (monisuuntainen), vaan myös synergismi (yksisuuntainen). Hermoston autonomisen järjestelmän yhden osan sävyn nousu johtaa yleensä toisen osan sävyn nousuun. Lisäksi kävi ilmi, että on olemassa elimiä ja kudoksia, joissa on vain yksi hermotustyyppi. Esimerkiksi ihon verisuonilla, lisämunuaisen ytimellä, kohdulla, luustolihaksilla ja joillakin muilla on vain sympaattinen hermotus, kun taas sylkirauhasia hermottavat vain parasympaattiset kuidut.

Vegetatiiviset refleksit. Näitä refleksejä on lukuisia. Ne osallistuvat moniin ihmiskehon säätelyyn. Vegetatiivisten refleksien toteutuksessa vaikutukset välittyvät keskushermoston vastaavia hermoja (sympaattisia tai parasympaattisia) pitkin. Lääketieteellisessä käytännössä suurin merkitys annetaan viskeroviskeraalisille (sisäelimestä toiseen), viscero-dermaalisille (sisäelimistä iholle) ja dermoviskeraalisille (ihosta sisäelimille) reflekseille.

Sisäelinten joukossa ovat refleksimuutokset sydämen toiminnassa, verisuonten sävy, pernan täyttö verellä aortan, kaulavaltimoontelon tai keuhkosuonien paineen nousulla tai laskulla. Esimerkiksi tällaisen refleksin sisällyttämisen vuoksi sydänpysähdys tapahtuu, kun vatsaelimet ovat ärsyyntyneitä. Viskero-dermaaliset refleksit ilmenevät, kun sisäelimet ovat ärsyyntyneitä, ja ne ilmenevät muutoksena vastaavien ihoalueiden herkkyydessä (sen mukaan, mikä elin on ärsyyntynyt), hikoiluna ja verisuonireaktioissa. Dermoviskeraaliset refleksit ilmenevät siinä, että kun tietyt ihon alueet ärsyyntyvät, vastaavien sisäelinten toiminta muuttuu. Itse asiassa tiettyjen ihoalueiden lämmittämisen tai jäähdytyksen käyttö terapeuttisiin tarkoituksiin perustuu näiden refleksien mekanismiin, esimerkiksi sisäelinten kipuihin.

Lääkärit käyttävät usein vegetatiivisia refleksejä arvioidakseen autonomisen hermoston toiminnallista tilaa. Esimerkiksi klinikalla verisuonten refleksimuutoksia tutkitaan usein mekaanisen ihoärsytyksen aikana (esim. kun tylppä esine viedään ihon yli). Terveellä ihmisellä tämä aiheuttaa ärtyneen ihoalueen lyhytaikaisen vaalenemisen (valkoinen dermografismi, derma-iho). Hermoston autonomisen järjestelmän korkealla kiihtyvyydellä ihoärsytyskohtaan ilmestyy punainen nauha, jota reunustavat kaventuneet suonet vaaleat raidat (punainen dermografismi), ja vielä suuremmalla herkkyydellä ihon turvotus tässä paikassa. Klinikalla käytetään usein toiminnallisia autonomisia testejä arvioimaan hermoston autonomisen järjestelmän tilaa. Esimerkiksi ortostaattinen reaktio: kun siirrytään makuuasennosta seisoma-asentoon, verenpaine nousee ja syke kiihtyy. Tämän testin aikana tapahtuvan verenpaineen ja sydämen toiminnan muutoksen luonne voi toimia diagnostisena merkkinä verenpaineen hallintajärjestelmän sairaudesta. Toinen esimerkki on silmä-sydänreaktio (Ashnerin refleksi): kun painetaan silmämunaa, sydämen syke laskee lyhytaikaisesti.

Kasviperäiset keskukset. Medulla oblongatassa on hermokeskuksia, jotka estävät sydämen toimintaa (emätinhermon ydin). Medulla oblongatan retikulaarisessa muodostelmassa on vasomotorinen keskus, joka koostuu kahdesta vyöhykkeestä: paineistimesta ja depressorista. Painevyöhykkeen viritys johtaa vasokonstriktioon ja masennusvyöhykkeen viritys johtaa niiden laajenemiseen. Vagushermon vasomotorinen keskus ja ytimet lähettävät jatkuvasti impulsseja, joiden ansiosta jatkuva sävy säilyy: valtimot ja valtimot ovat jatkuvasti jonkin verran kaventuneet ja sydämen toiminta hidastuu.

Medulla oblongatassa on hengityskeskus, joka puolestaan koostuu sisään- ja uloshengityskeskuksista. Sillan tasolla on korkeamman tason hengityskeskus (pneumotaksinen keskus), joka mukauttaa hengityksen fyysisen aktiivisuuden muutoksiin. Hengitystä voidaan ohjata myös vapaaehtoisesti aivokuoren puolelta esimerkiksi puheen aikana.

Medulla oblongatassa on keskuksia, jotka stimuloivat sylki-, kyynel- ja maharauhasten eritystä, sapen eritystä sappirakosta ja haiman eritystä. Keskiaivoissa, quadrigeminan etutuberkuloiden alla, on parasympaattiset silmän ja pupillirefleksin mukautumiskeskukset. Kaikki edellä luetellut sympaattisten ja parasympaattisten järjestelmien keskukset ovat alisteisia korkeammalle autonomiselle keskukselle - hypotalamukselle.

Hypotalamuksen rooli autonomisten toimintojen säätelyssä. Vaikutus sympaattiseen ja parasympaattiseen säätelyyn sallii hypotalamuksen vaikuttaa kehon autonomisiin toimintoihin humoraalisten ja hermostoreittien kautta. Aikaisemmin ymmärrettiin, että eturyhmän ytimien ärsytykseen liittyy parasympaattisia vaikutuksia. Takaosan ytimien ärsytys aiheuttaa sympaattisia vaikutuksia elinten toiminnassa. Keskiryhmän ytimien stimulaatio johtaa autonomisen hermoston sympaattisen jaon vaikutuksen vähenemiseen. Määritetty hypotalamuksen toimintojen jakauma ei ole absoluuttinen. Kaikki hypotalamuksen rakenteet kykenevät indusoimaan sympaattisia ja parasympaattisia vaikutuksia vaihtelevassa määrin. Näin ollen hypotalamuksen rakenteiden välillä on toiminnallisia täydentäviä, toisiaan kompensoivia suhteita.

Yleisesti ottaen yhteyksien suuren lukumäärän ja rakenteiden polyfunktionaalisuuden vuoksi hypotalamus suorittaa integroivan autonomisen, somaattisen ja endokriinisen säätelyn toiminnon, mikä ilmenee myös useiden erityisten toimintojen järjestämisessä sen ytimien avulla. Joten hypotalamuksessa on homeostaasin, lämmönsäätelyn, nälän ja kylläisyyden, janon ja sen tyydytyksen, seksuaalisen käyttäytymisen, pelon, raivon, hereilläolo-unisyklin säätelykeskuksia. Kaikki nämä keskukset toteuttavat toimintansa aktivoimalla tai estämällä hermoston autonomista osaa, hormonitoimintaa, aivorungon ja etuaivojen rakenteita.

Hypotalaukseen puolestaan vaikuttavat useat korkeammat aivokeskukset, mukaan lukien aivokuori.

Täten, Autonomisella hermojärjestelmällä on useita anatomisia ja fysiologisia piirteitä, jotka määrittävät sen työmekanismit:

Anatomiset ominaisuudet

1. Kolmikomponenttinen hermokeskusten järjestely. Sympaattisen osan alinta tasoa edustavat lateraaliset sarvet VII kohdunkaulan nikamista III-IV lannenikamiin ja parasympaattista - sakraaliset segmentit ja aivorunko. Korkeammat subkortikaaliset keskukset sijaitsevat hypotalamuksen ytimien rajalla (sympaattinen jako on takaryhmä ja parasympaattinen jako on anteriorinen). Kortikaalinen taso sijaitsee kuudennen ja kahdeksannen Brodmann-kentän alueella (motosensorinen vyöhyke), jossa saavutetaan saapuvien hermoimpulssien paikannus. Tällaisen autonomisen hermoston rakenteen vuoksi sisäelinten työ ei saavuta tietoisuutemme kynnystä.

2. Autonomisten hermosolmujen esiintyminen. Sympaattisella osastolla ne sijaitsevat joko molemmilla puolilla selkärankaa (sympaattinen hermoketju) tai ovat osa plexusta. Siten kaarella on lyhyt preganglioninen ja pitkä postganglioninen polku. Parasympaattisen jaon hermosolut sijaitsevat gangliossa, joka sijaitsee lähellä työelintä tai sen seinämässä, joten kaarella on pitkä preganglioninen ja lyhyt postganglioninen reitti.

Fysiologiset ominaisuudet

1. Autonomisten ganglioiden toiminnan piirteet. Kertoutumisilmiön läsnäolo (kahden vastakkaisen prosessin samanaikainen esiintyminen - divergenssi ja lähentyminen). Divergenssi on hermoimpulssien poikkeamista yhden hermosolun kehosta useisiin toisen hermosolun postganglionisiin kuituihin. Konvergenssi - useiden preganglionisten impulssien konvergenssi jokaisen postganglionisen hermosolun kehossa. Näin varmistetaan keskushermoston tiedonsiirron luotettavuus työelimiin. Postsynaptisen potentiaalin keston pidentyminen, jälkihyperpolarisaation ja synaptisen viiveen esiintyminen edistävät virityksen siirtymistä nopeudella 1,5–3,0 m/s. Impulssit ovat kuitenkin osittain sammuneet tai tukossa autonomisissa hermosolmuissa. Siten ne säätelevät tiedonkulkua keskushermostosta. Tästä ominaisuudesta johtuen niitä kutsutaan periferialle sijoitetuiksi hermokeskuksiksi, ja autonomista hermostoa kutsutaan autonomiseksi.

2. Hermosäikeiden ominaisuudet. Preganglioniset hermosäikeet kuuluvat ryhmään B ja johtavat viritystä nopeudella 3-18 m/s, postganglioniset hermosäikeet ryhmään C. Ne johtavat viritystä nopeudella 0,5-3,0 m/s. Koska sympaattisen jakautumisen efferenttiä reittiä edustavat preganglioniset kuidut ja parasympaattista reittiä postganglioniset kuidut, impulssin siirtonopeus on suurempi parasympaattisessa hermostossa.

Yleensä sympaattinen hermosto suorittaa adaptiivis-trofinen toiminto, joka sisältyy työhön fyysisen rasituksen, tunnereaktioiden, stressin, kivun, verenhukan aikana. Se tarjoaa organismin sopeutumisen olemassaoloympäristön muuttuviin olosuhteisiin.

Parasympaattinen hermosto on sympaattisen hermoston antagonisti ja suorittaa homeostaattisia ja suojaavia toimintoja, säätelee onttojen elinten tyhjenemistä. Homeostaattinen rooli on palauttava ja toimii levossa. Tämä ilmenee sydämen supistusten tiheyden ja voimakkuuden vähenemisenä, maha-suolikanavan toiminnan stimuloitumisena ja verensokeritason laskuna jne.

Valko-Venäjän tasavallan terveysministeriö

EE "Gomel State Medical University"

Biologisen kemian laitos

endorfiinit

Valmisteli l-206-ryhmän opiskelija Kurmaz V.A.

Tarkistettu Myshkovets N.S.

Gomel 2013

Yleistä tietoa-3

Biologinen merkitys-6

Patologia-7

Kirjallisuus-9

Yleistä tietoa

endorfiinit(endogeeniset morfiinit (muinaisen kreikkalaisen jumalan Morpheuksen puolesta - "se, joka muodostaa unia") - ryhmä polypeptidikemiallisia yhdisteitä, jotka ovat rakenteeltaan samanlaisia kuin opiaatit (morfiinin kaltaiset yhdisteet), joita syntyy luonnollisesti aivojen ja aivojen hermosoluissa. niillä on kyky vähentää kipua opiaattien tavoin ja vaikuttaa emotionaaliseen tilaan.Endorfiinit muodostuvat lipotropiineista aivokudoksessa ja aivolisäkkeen välivaiheessa. Näiden yhdisteiden yleinen rakennetyyppi on tetrapeptidisekvenssi N-päässä .Beeta-endorfiinia muodostuu beeta-lipotropiinista proteolyysin avulla.Beeta-lipotropiini muodostuu prekursorista -prohormoni proopikortiinista (molekyylipaino 29 kDa, 134 aminohappotähdettä).Aivolisäkkeen etuosassa esiastemolekyyli pilkkoutuu ACTH:ksi b-lipotropiinia, jotka erittyvät plasmaan.Pieni osa (noin 15 %) b-lipotropiinista pilkkoutuu b-endorfiiniksi. Proopikortiinin biosynteesiä aivolisäkkeen etuosassa säätelee kortiko hypotalamuksen liberiini. Tunnetaan kolme erilaistaia: proenkefaliini, proopiomelanokortiini ja prodynorfiini.

N-Tyr-Gli-Gli-Fen- Met-OH metioniini-enkefaliini

N-Tyr-Gli-Gli-Fen- Leu-OH-leusiini-enkefaliini

N-Tyr-Gli-Gli-Fen- Met-Tre-Ser-Glu-Liz-Ser-Gln-Tre-Pro-Lay-Val-Tre-Ley-Fen-Liz-Asn-Ala-Ile-Val-Liz-Asn-Ala-Gis-Liz-Liz- Gly-Gln-OH beeta-endorfiini

MSH - melanosyyttejä stimuloiva hormoni;

LPG - lipotrooppinen hormoni;

KPPP - kortikotropiinin kaltainen välituotepeptidi;

ACTH - adrenokortikotrooppinen hormoni.

Erittymisen säätely

β-endorfiinin synteesi vähenee endokriinisissä, infektio- ja virussairauksissa, kroonisessa väsymysoireyhtymässä ja synteesiä voidaan tehostaa fyysisen toiminnan avulla.

Kuljetus ja perifeerinen aineenvaihdunta

biologinen merkitys

Mihin endorfiinijärjestelmät vaikuttavat?

Kipua estävät vaikutukset

Hengityksen hidastuminen, sydämentykytys - stressiä estävät vaikutukset

Immuniteetin vahvistaminen

Munuaisten verenkierron säätely

suoliston toiminnan säätely

Osallistuminen hermoston viritys- ja estoprosesseihin

Osallistuminen assosiatiivisten ja dissosiatiivisten yhteyksien kehittymisprosesseihin hermostossa - aineenvaihdunnan intensiteetin säätely

Euforian tunne

Nopeuttaa vaurioituneiden kudosten paranemista

Luun muodostuminen murtumissa

Patologia

Vakavin ilmentymä on anhedonia, sairaus, jossa ihminen ei pysty kokemaan mielihyvää.

Kirjallisuus

Endokrinologia ja aineenvaihdunta / Under. toim. P. Feliga et ai., M.: Medicine, 1985.

Berezov, T.T. Biologinen kemia / T.T. Berezov, B.F. Korovkin. – M.: Lääketiede,

Rosen V. B. Endokrinologian perusteet. Moskova: Korkeakoulu, 1984.

http://dic.academic.ru/

Portaali opiskelijalle. Itseharjoittelu

Käytännön työ osastolla "Geneettisen tiedon lisääntyminen"