Analisis konformasi teoritis leusin-enkephalin, N-terminal tridecapeptide dynorphin dan analognya Damirov Aslan Gasan ogly. Peptida opioid

Kerja praktek di bagian
"Reproduksi informasi genetik"

Diketahui bahwa kursus biologi umum modern untuk sekolah mengandung bahan yang tidak mencukupi untuk kelas praktis. Selain itu, ketidakcukupan atau kekurangan bahan dasar, kurangnya peralatan dan perlengkapan di laboratorium kimia dan biologi sekolah menyebabkan situasi yang sulit dengan laboratorium dan kelas praktik dalam mata pelajaran biologi umum. Namun, bagian kursus seperti "Reproduksi informasi genetik" memberikan kesempatan yang cukup untuk pelatihan praktis guna mengembangkan keterampilan dalam memproses dan mengoperasikan informasi genetik.

Karya ini merupakan pengembangan dari pelajaran praktis yang dapat digunakan untuk melakukan kerja mandiri dan kontrol pada topik ini dengan melibatkan materi kimia sel.

Selama kursus, tujuan berikut dapat dicapai.

1. Konsolidasi pengetahuan tentang struktur dan sifat kode genetik.

2. Konsolidasi pengetahuan tentang proses reduplikasi - penyalinan matriks DNA dan prinsip saling melengkapi.

3. Konsolidasi pengetahuan tentang transkripsi dan translasi informasi genetik - proses transmisi.

4. Perumusan prinsip dasar biologi tentang transfer informasi genetik dalam sel:
DNA ---> mRNA ---> protein.

5. Penjelasan kemungkinan transmisi informasi oleh virus yang mengandung RNA sesuai dengan skema:
RNA virus ---> cDNA ---> mRNA ---> protein virus.

7. Mengenal metode bioteknologi modern.

Tentu saja, ini jauh dari melelahkan tujuan tugas yang diusulkan, tetapi mereka mencakup bagian terpenting dari topik "Reproduksi informasi genetik".

Untuk melakukan pembelajaran, perlu memiliki pengetahuan yang baik tentang materi tentang sifat dan struktur kode genetik, proses reproduksi informasi genetik (replikasi, transkripsi, dan translasi), prinsip saling melengkapi, aturan Chargaff, yang harus diulang sebelum bekerja.

Transfer informasi genetik selalu terjadi dengan cara tertentu, yang tercermin dalam apa yang disebut "dogma sentral biologi", yaitu, hanya dalam arah dari DNA ke mRNA dan selanjutnya ke protein.

Tahap pertama dalam reproduksi informasi genetik, yang disebut transkripsi, terjadi dengan bantuan RNA polimerase, yang membangun salinan gen komplementer dalam bentuk mRNA.

Pada tahap kedua, yang disebut siaran, informasi diterjemahkan dari bahasa nukleotida (RNA) ke dalam bahasa asam amino (protein). Dengan demikian, ada realisasi informasi genetik untuk konstruksi unit fungsional - molekul protein dengan fungsi spesifik, yang juga ditetapkan secara genetik.

Ketika virus yang mengandung RNA memasuki sel, informasi dapat ditransmisikan sepanjang rantai: RNA virus ---> cDNA ---> DNA ---> mRNA ---> protein virus. Proses ini diimplementasikan menggunakan reverse transcriptase, yang pada tahap pertama mereproduksi informasi genetik virus, membangun DNA pengkode (cDNA) sesuai dengan template RNA virus. cDNA ini kemudian dimasukkan ke dalam DNA sel inang. Namun, ini hanya terjadi ketika sumber daya sel tempat virus telah masuk digunakan.

Skema transfer informasi genetik semacam itu dianggap sebagai atavisme. Ini disebabkan oleh fakta bahwa RNA, tampaknya, dalam proses evolusi kimia mulai memainkan peran sebagai molekul informasi lebih awal daripada DNA. Argumen utama yang mendukung pernyataan ini adalah adanya aktivitas enzimatik dalam molekul RNA, yang ditemukan oleh Thomas Cech, dan kemampuan molekul RNA untuk mereproduksi dirinya sendiri. Penulis penemuan ini dianugerahi Hadiah Nobel.

Namun, aktivitas ribozim RNA puluhan ribu kali lebih rendah daripada RNA polimerase, dan hanya fragmen RNA pendek, oligonukleotida hingga 50-100 basa, yang memilikinya. Di sisi lain, ada pendapat bahwa aktivitas ribozim adalah sekunder dan tidak ada hubungannya dengan evolusi kimia.

Sebuah kode genetik tunggal digunakan untuk merekam informasi genetik. Jika urutan asam amino protein diketahui di satu laboratorium, maka urutan nukleotida DNA (atau RNA) yang sesuai dapat ditulis di laboratorium lain, dan sebaliknya.

Beberapa bentuk pekerjaan dapat ditawarkan untuk pekerjaan kelas berdasarkan pengisian peta nukleotida dan peta asam amino dari polipeptida yang sesuai (Lampiran 1-4). Ini bisa berupa pekerjaan individu atau kelompok. Kerja kelompok dapat dianggap sebagai pekerjaan laboratorium bioteknologi yang terpisah, yang masing-masing anggotanya melakukan operasi tertentu. Siswa individu atau kelompok bertukar kartu, secara bertahap mengisinya. Sekelompok ahli atau satu ahli (bisa seorang guru) memeriksa kartu di akhir pekerjaan, mengungkapkan kesalahan mutasi.

Kerumitan pekerjaan akan tergantung pada kemampuan menggunakan materi pendidikan: tabel kode genetik, skema reduplikasi, transkripsi dan translasi, tabel komplementaritas, sifat kode genetik, dll. Pelajaran dapat diberikan karakter laboratorium, praktis , pekerjaan independen atau kontrol.

Untuk menentukan tugas, lebih baik menggunakan peta polipeptida kecil, misalnya, beberapa hormon peptida. Untuk tujuan ini, akan lebih mudah untuk menggunakan oligopeptida dari hormon vasopresin dan oksitosin, serta metionin dan leusin-enkefalin - endorfin alami yang diproduksi dalam tubuh hewan dan manusia (Lampiran 1-4). Vasopresin dan oksitosin memiliki spektrum aksi yang luas, dan zat seperti morfin endogen menarik perhatian sehubungan dengan masalah kecanduan narkoba dan penjelasan tentang efek narkotika.

Kartu tersebut dapat memuat materi dari bagian "Kimia Sel", yaitu rumus dan sifat asam amino. Oligopeptida vasopresin dan oksitosin mengandung asam amino (sistein) yang mengandung SH yang membentuk jembatan disulfida dalam struktur sekunder peptida, yang dapat tercermin dalam tingkat kerumitan tugas.

Peta termasuk kodon terminator, yang harus ditulis dalam rangkap tiga yang sesuai dalam rantai DNA atau RNA. Juga termasuk kodon inisiator untuk asam amino metionin, yang dalam hal ini berada di awal rantai.

Nukleotida dari urutan utama setelah kodon inisiator (dan asam amino yang sesuai) tidak termasuk dalam isi peta, karena mereka tidak penting secara mendasar untuk pemrosesan informasi genetik dan dikeluarkan dari urutan asam amino selama pemrosesan ( proteolisis).

Pekerjaan yang diusulkan siswa dengan kartu dan mengisi tabel untuk terjemahan informasi genetik (reduplikasi, transkripsi, terjemahan), menulis rumus dan simbol asam amino dapat dihitung untuk 1-2 pelajaran, tergantung pada kompleksitas dan sifat tugas .

Di akhir pelajaran, siswa dinilai dan kesimpulan berikut dirumuskan.

Informasi genetik bersifat universal. Tidak ada bentuk kehidupan dengan kode genetik lain yang ditemukan; kode genetiknya sama untuk semua organisme, dan tidak ada kode genetik lain. Kode ini memiliki kemungkinan yang cukup untuk menggambarkan seluruh variasi molekul protein.

Singkatan konvensional digunakan pada peta: mRNA – RNA informasi; cDNA, pengkodean untai DNA; komp. DNA adalah untai komplementer DNA. Kodon asam amino dipilih secara sewenang-wenang, sebagai salah satu yang mungkin, yang diizinkan dalam pekerjaan siswa.

Untuk pelajaran, varian kartu yang digunakan tidak memiliki satu baris, yaitu. Ada 5 pilihan untuk setiap kartu. Dengan demikian, pekerjaan dapat didistribusikan ke sejumlah siswa dan kelompok tertentu. Anda dapat menawarkan pekerjaan di peta lain untuk peptida lain, yang jumlahnya praktis tidak terbatas.

Lampiran 1

Metionin-enkefalin - hormon inti korteks serebral, peptida opioid endogen, terdiri dari 5 asam amino

Asam amino

Komp. DNA

Lampiran 2

Leusin-enkephalin - hormon inti korteks serebral, peptida opioid endogen, terdiri dari 5 asam amino

Rumus kimia radikal asam amino

Asam amino

Komp. DNA

Lampiran 3

Vasopresin - hormon antidiuretik - diproduksi oleh kelenjar pituitari, menyebabkan kontraksi otot polos, mengurangi ekskresi air, terdiri dari 9 asam amino dengan satu ikatan disulfida

Rumus kimia radikal asam amino

Asetilkolin disekresikan dari terminal neuron motorik somatik (sinapsis neuromuskular), serat preganglionik, serat kolinergik postganglionik (parasimpatis) dari sistem saraf otonom dan cabang aksonal dari banyak neuron SSP (ganglia basal, korteks motorik). Disintesis dari kolin dan asetil-KoA oleh kolin asetiltransferase, berinteraksi dengan beberapa jenis reseptor kolinergik. Interaksi jangka pendek ligan dengan reseptor dihentikan oleh asetilkolinesterase, yang menghidrolisis asetilkolin menjadi kolin dan asetat.

Racun botulinum Klostridium botulinum menghambat sekresi asetilkolin.

Senyawa organofosfat(FOS) menghambat asetilkolinesterase, yang menyebabkan peningkatan jumlah asetilkolin di celah sinaptik. Dalam kasus keracunan FOS, pralidoxime mempromosikan pemisahan FOS dari enzim, atropin melindungi reseptor kolinergik dari interaksi dengan jumlah neurotransmitter yang berlebihan.

Racun jamur payung pucat Amanita phalloides tidak hanya menghambat aktivitas asetilkolinesterase, tetapi juga memblokir reseptor kolinergik.

dopamin

dopamin- neurotransmitter di ujung beberapa akson saraf perifer dan banyak neuron SSP (substansi nigra, otak tengah, hipotalamus). Setelah sekresi dan interaksi dengan reseptor, dopamin secara aktif ditangkap oleh terminal prasinaps, di mana ia dipecah oleh monoamine oksidase. Dopamin dimetabolisme dengan pembentukan sejumlah zat, termasuk. asam homovanilat.

Skizofrenia. Pada penyakit ini terjadi peningkatan jumlah reseptor dopamin D2. Antipsikotik mengurangi aktivitas sistem dopaminergik ke tingkat normal.

Korea turun temurun- gangguan fungsi neuron korteks dan striatum - juga disertai dengan peningkatan reaktivitas sistem dopaminergik.

penyakit Parkinson- penurunan patologis dalam jumlah neuron di substansia nigra dan area otak lainnya dengan penurunan tingkat dopamin dan metionin-enkefalin, dominasi efek sistem kolinergik. Aplikasi L-DOPA meningkatkan kadar dopamin, amantadine merangsang sekresi dopamin, bromokriptin mengaktifkan reseptor dopamin. Obat antikolinergik mengurangi aktivitas sistem kolinergik di otak.

Norepinefrin

Norepinefrin disekresikan dari sebagian besar serat simpatis postganglionik dan merupakan neurotransmitter antara banyak neuron SSP (misalnya, hipotalamus, lokus seruleus). Ini terbentuk dari dopamin dengan hidrolisis dengan bantuan dopamin- ?-hidroksilase. Norepinefrin disimpan dalam vesikel sinaptik, setelah dilepaskan berinteraksi dengan adrenoreseptor, reaksi berhenti akibat penangkapan norepinefrin oleh bagian prasinaps. Tingkat norepinefrin ditentukan oleh aktivitas tirosin hidroksilase dan monoamina oksidase. Monoamine oksidase dan katekol- HAI-methyltransferase mengubah norepinefrin menjadi metabolit tidak aktif (normetanephrine, 3-methoxy-4-hydroxy-phenylethylene glycol, 3-methoxy-4-hydroxymandelic acid).

Norepinefrin- vasokonstriktor kuat, efeknya terjadi ketika neurotransmitter berinteraksi dengan SMC dinding pembuluh darah.

Serotonin

Serotonin(5-hydroxytryptamine) adalah neurotransmitter dari banyak neuron pusat (misalnya, nukleus raphe, neuron dari sistem pengaktifan retikuler asendens). Prekursornya adalah triptofan, yang dihidroksilasi oleh triptofan hidroksilase menjadi 5-hidroksitriptofan, diikuti oleh dekarboksilasi oleh dekarboksilase. L-asam amino. Ini dipecah oleh monoamine oksidase untuk membentuk asam 5-hidroksiindoasetat.

Depresi ditandai dengan penurunan jumlah dua neurotransmiter (norepinefrin dan serotonin) dan peningkatan ekspresi reseptornya. Antidepresan menurunkan jumlah reseptor ini.

sindrom manik. Dalam kondisi ini, tingkat norepinefrin meningkat dengan latar belakang penurunan jumlah serotonin dan adrenoreseptor. Lithium mengurangi sekresi norepinefrin, pembentukan utusan kedua dan meningkatkan ekspresi adrenoreseptor.

Asam gamma aminobutirat

Gamma-aasam minobutirat(?-Asam aminobutirat) adalah neurotransmitter penghambat di sistem saraf pusat (ganglia basal, otak kecil). Ini terbentuk dari asam glutamat di bawah aksi dekarboksilase asam glutamat, ditangkap dari ruang antar sel oleh bagian presinaptik dan terdegradasi di bawah pengaruh GABA transaminase.

Epilepsi- semburan sinkron tiba-tiba aktivitas kelompok neuron di berbagai area otak, terkait dengan penurunan aksi penghambatan ?-asam aminobutirat. Fenitoin menstabilkan membran plasma neuron dan mengurangi sekresi neurotransmitter yang berlebihan, fenobarbital meningkatkan pengikatan GABA ke reseptor, asam valproat meningkatkan kandungan neurotransmitter.

Status alarm- reaksi psikotik yang terkait dengan penurunan efek penghambatan GABA. Benzodiazepin merangsang interaksi neurotransmiter dengan reseptor dan mempertahankan efek penghambatan asam g-aminobutirat.

beta endorfin

beta endorfin(?-Endorfin) - neurotransmitter dari sifat polipeptida banyak neuron SSP (hipotalamus, tonsil serebelar, talamus, tempat kebiruan). Proopiomelanocortin diangkut sepanjang akson dan dipecah oleh peptidase menjadi fragmen-fragmen, salah satunya adalah ?-endorfin. Neurotransmitter disekresikan pada sinaps, berinteraksi dengan reseptor pada membran pascasinaps, dan kemudian dihidrolisis oleh peptidase.

Zat P

Zat P- neurotransmiter peptida di neuron sistem saraf pusat dan perifer (ganglia basal, hipotalamus, nodus tulang belakang). Transmisi rangsangan nyeri diwujudkan dengan bantuan substansi P dan peptida opioid.

Zat P(dari bahasa Inggris nyeri, nyeri) - neuropeptida dari keluarga tachykinin, diproduksi oleh neuron dan sel non-saraf dan berfungsi sebagai neurotransmiter (ganglia basal, hipotalamus, sumsum tulang belakang, di mana zat P mentransmisikan eksitasi dari proses pusat dari sensitif neuron ke neuron traktus spinotalamikus; melalui reseptor opioid, enkephalin dari neuron interkalar menghambat sekresi substansi P dari neuron sensitif dan konduksi sinyal nyeri). Zat P juga meningkatkan permeabilitas dinding pembuluh darah kulit, vasodilatasi atau vasokonstriksi SMC arteriol otak, merangsang sekresi kelenjar ludah dan mengurangi SMC saluran udara dan saluran pencernaan. Substansi P juga berfungsi sebagai mediator inflamasi.

Metionin enkefalin dan leusin enkefalin

metionin-enkephalin dan leusin-enkephalin- peptida kecil (5 residu asam amino) terdapat di banyak neuron SSP (pallidus, thalamus, nukleus kaudatus, materi abu-abu pusat). Seperti endorfin, mereka dibentuk dari pro-opiomelanocortin. Setelah sekresi, mereka berinteraksi dengan reseptor peptidergic (opioid).

Dinorfin

Kelompok neurotransmiter ini terdiri dari 7 peptida dengan urutan asam amino yang serupa, yang terdapat di neuron dari daerah anatomi yang sama dengan neuron enkephalinergic. Dibentuk dari prodynorphin, dinonaktifkan oleh hidrolisis.

Glisin, asam glutamat dan aspartat

Asam amino ini adalah neurotransmitter di beberapa sinapsis (glisin di interneuron sumsum tulang belakang, asam glutamat di neuron otak kecil dan sumsum tulang belakang, asam aspartat di neuron korteks). Asam glutamat dan aspartat menyebabkan respons rangsang, dan glisin - penghambatan.

Orlov R.S., Nozdrachev A.D. fisiologi biasa. - M.: GEOTAR-Media, 2009. 688 hal. Bab6. Sinapsis. - Neurotransmitter. hal.87-88 +CD ROM.

parkinson James (Parkinson James), ahli bedah Inggris (1755-1824); pada tahun 1817 ia menerbitkan sebuah buku tentang kelumpuhan gemetar.

DOPA(dihidroksifenilalanin). Asam amino ini diisolasi dari Vicia luar biasa L, aktif dan digunakan sebagai agen antiparkinson, L-bentuk - levodopa ( L-DOPA, levodopa, 3-hidroksi- L-tirosin, L-dihidroksifenilalanin). DOPA? dekarboksilase (gen DDC, 107930, 7p11, EC 4.1.1.28) mengkatalisis dekarboksilasi L?DOPA; enzim terlibat dalam sintesis dopamin, serta serotonin (dari 5-hydroxytryptophan).

Selama berabad-abad, opiat, khususnya morfin, telah digunakan sebagai pereda nyeri. Pada tahun 1680, Thomas Sydenham menulis: "Di antara semua obat yang diberikan Yang Mahakuasa kepada manusia untuk meringankan penderitaannya, tidak ada yang lebih universal dan lebih efektif daripada opium." Tapi mengapa otak vertebrata mengandung reseptor alkaloid dari biji poppy? Neuropharmacologists telah menyarankan bahwa reseptor opiat tidak dirancang untuk berinteraksi dengan alkaloid tanaman, tetapi untuk merasakan regulator endogen sensasi nyeri. Menurut pandangan ini, morfin memiliki efek farmakologis hanya karena meniru zat yang ada dalam tubuh hewan. Masalah ini akhirnya diselesaikan pada tahun 1975, ketika John Hughes mengisolasi dua peptida mirip opiat dari otak babi. Pentapeptida serupa ini, yang disebut metionin-enkefalin dan leusin-enkefalin, terdapat dalam jumlah besar di beberapa ujung saraf. Mereka tampaknya terlibat dalam integrasi informasi sensorik yang berhubungan dengan rasa sakit.

Setahun kemudian, Roger Guillemin mengisolasi peptida yang lebih panjang, endorfin, dari lobus perantara kelenjar pituitari. Endorfin memiliki kemampuan yang hampir sama untuk meredakan sensasi nyeri seperti morfin (pada konsentrasi yang sama). Pengenalan endorfin ke dalam ventrikel otak hewan laboratorium telah

Beras. 35.16. Urutan asam amino metionin-enkephalin (A), leusin-enkephalin (B) dan P - endorfin (C). Warna biru menunjukkan urutan tetrapeptida umum mereka.

tindakan yang luar biasa. Jadi, P-endorfin menginduksi analgesia yang dalam di seluruh tubuh selama beberapa jam, dan selama periode ini suhu tubuh menurun. Selain itu, hewan-hewan itu menjadi pingsan, dan mereka berbaring telentang. Setelah beberapa jam, efek endorfin menghilang, dan hewan berperilaku normal kembali. Ternyata juga merupakan fakta yang mengejutkan bahwa efek endorfin menghilang beberapa detik setelah pemberian nalokson (Gbr. 35.17), antagonis morfin yang terkenal. Dilihat dari respons perilaku yang diinduksi oleh endorfin, peptida ini dalam kondisi normal terlibat dalam regulasi respons emosional. Banyak metode yang diperlukan untuk menguji hipotesis ini telah dikembangkan. Jadi, untuk menentukan jumlah peptida yang sangat kecil, seperti endorfin, digunakan radioimmunoassay, yang menggabungkan sensitivitas metode radioisotop dengan spesifisitas respons imun. Di sini kita dihadapkan pada kelahiran bidang ilmu saraf dan neuropsikiatri yang baru dan menjanjikan.

Endorfin terbentuk dari lipotropin di jaringan otak dan di lobus intermediet kelenjar hipofisis. Jenis struktur yang umum untuk senyawa ini adalah urutan tetra-peptida di N-terminus. Beta-endorfin dibentuk dari beta-lipotropin melalui proteolisis. Beta-lipotropin dibentuk dari prekursor prohormon proopicortin (berat molekul 29 kDa, 134 residu asam amino).

Di hipofisis anterior, molekul prekursor dipecah menjadi ACTH dan -lipotropin, yang disekresikan ke dalam plasma. Sebagian kecil (sekitar 15%) dari b-lipotropin dibelah untuk membentuk b-endorfin. Biosintesis proopicortin di kelenjar hipofisis anterior diatur oleh kortikoliberin dari hipotalamus. Tiga protein prekursor peptida opioid yang berbeda diketahui: proenkephalin, proopiomelanocortin, dan prodynorphin.

Peptida opioid alami diisolasi untuk pertama kalinya pada tahun 1976 dari otak mamalia. Ini adalah apa yang disebut enkephalin - leusin-enkephalin dan metionin-enkefalin, hanya berbeda dalam residu C terminal.

Pada awal 1970-an, berbagai laboratorium di seluruh dunia menemukan bahwa sel-sel otak memiliki reseptor yang mengikat morfin, dan hanya dalam bentuk ikatan ini morfin menjadi aktif. Tidak ada alasan untuk berasumsi bahwa otak secara khusus menyiapkan reseptor semacam itu untuk bahan langka seperti morfin. Ada kecurigaan bahwa fungsi reseptor ini bukan untuk mengikat morfin, tetapi beberapa zat yang dekat dengannya, yang diproduksi oleh tubuh itu sendiri. Pada tahun 1976, Dr. Hughes di Skotlandia mengekstrak zat misterius ini dari otak kelinci percobaan, yang segera mengalami penurunan tajam dalam sensitivitas rasa sakit. Hughes menamai zat itu enkephalin, yang berarti "dari otak" dalam bahasa Yunani. Dan Profesor Cho Hao Lee di San Francisco mengekstraksi dari otak unta, dan lebih khusus lagi dari kelenjar pituitari unta, obat internal lain yang ternyata 50 kali lebih kuat daripada morfin yang diketahui. Cho menyebutnya endorphin - "morfin internal". Pada tahun 1976 yang sama, dua obat internal lagi diisolasi dari darah hewan, yang komposisinya mirip dengan morfin, tetapi, tidak seperti morfin tumbuhan, tidak menekan pernapasan dan tidak menyebabkan kecanduan narkoba. Dan akhirnya, Dr. Pless di Swiss mensintesis endorphin, yaitu, dia membuatnya di laboratorium, dalam tabung reaksi, mengetahui persis komposisi kimia dan struktur zat misterius ini. Peptida opioid lainnya, endorfin, juga telah diisolasi dari ekstrak jaringan hipofisis dan hipotalamus mamalia. Semuanya biasanya mengandung residu enkephalin di wilayah N-terminal. Semua peptida opioid endogen disintesis dalam tubuh sebagai protein prekursor besar oleh proteolisis. Struktur spasial enkephalins mirip dengan morfin. Enkefalin dan endorfin memiliki efek analgesik, mengurangi aktivitas motorik saluran pencernaan, dan mempengaruhi keadaan emosional.

· MSH - hormon perangsang melanosit;

· LPG - hormon lipotropik;

· KPP - peptida perantara seperti kortikotropin;

· ACTH - hormon adrenokortikotropik.

Regulasi sekresi

Semua produk pembelahan POMC diproduksi dalam jumlah yang sama dan disekresikan ke dalam darah pada waktu yang sama. Dengan demikian, tidak mungkin untuk meningkatkan sekresi hormon adrenokortikotropik tanpa peningkatan sekresi hormon beta-lipotropik.Produksi POMC diatur oleh faktor-faktor yang terbentuk di hipotalamus dan nukleus paraventrikular otak: kortikoliberin, arginin vasopresin - mengaktifkan sintesis ACTH, kortisol - penghambat utama sintesis kortikoliberin dan pembentukan POMC, oleh karena itu, kortikoliberin, arginin vasopresin, kortisol akan mempengaruhi sintesis dan sekresi -endorfin.

Sintesis -endorfin menurun pada penyakit endokrin, infeksi dan virus, sindrom kelelahan kronis, dan sintesis dapat ditingkatkan dengan bantuan aktivitas fisik.

Transportasi dan metabolisme perifer

Endorfin disintesis "untuk masa depan" dan dilepaskan ke dalam darah dalam porsi tertentu karena pengosongan vesikel sekretori. Tingkat mereka dalam darah meningkat dengan peningkatan frekuensi pelepasan hormon dari sel-sel kelenjar. Begitu berada di dalam darah, hormon mengikat protein plasma. Biasanya, hanya 5-10% molekul hormon dalam darah dalam keadaan bebas, dan hanya mereka yang dapat berinteraksi dengan reseptor.

Degradasi hormon peptida sering sudah dimulai di dalam darah atau di dinding pembuluh darah, proses ini sangat intens di ginjal. Hormon protein-peptida dihidrolisis oleh proteinase, yaitu ekso- (pada ujung rantai) dan endopeptidase. Proteolisis menghasilkan pembentukan banyak fragmen, beberapa di antaranya mungkin aktif secara biologis. Banyak hormon protein-peptida dikeluarkan dari sistem sirkulasi dengan mengikat reseptor membran dan endositosis berikutnya dari kompleks hormon-reseptor. Degradasi kompleks tersebut terjadi di lisosom, produk akhir degradasi adalah asam amino, yang sekali lagi digunakan sebagai substrat dalam proses anabolik dan katabolik.

signifikansi biologis

Target utama endorfin adalah apa yang disebut sistem opioid (tujuan utamanya adalah perlindungan dari kerusakan stres, penghilang rasa sakit dan koordinasi kerja sistem organ dan jaringan pada tingkat tubuh secara keseluruhan) tubuh, dan opioid reseptor khususnya. Endorphin bertanggung jawab untuk mengatur aktivitas semua kelenjar internal, untuk fungsi sistem kekebalan tubuh, untuk tingkat tekanan, dan endorfin juga mempengaruhi sistem saraf. Reseptor morfin spesifik telah ditemukan di otak. Reseptor ini terkonsentrasi pada membran sinaptik. Sistem limbik adalah yang terkaya di dalamnya, di mana respons emosional bergantung. Selanjutnya, peptida endogen diisolasi dari jaringan otak, meniru berbagai efek morfin pada injeksi. Peptida ini, yang memiliki kemampuan untuk secara spesifik mengikat reseptor opiat, disebut endorfin dan enkefalin.

Karena Karena reseptor hormon opiat terletak di permukaan luar membran plasma, hormon tidak menembus ke dalam sel. Hormon (pembawa pesan pertama sinyal) mengirimkan sinyal melalui pembawa pesan kedua, yang perannya dilakukan oleh ion cAMP, cGMP, inosotol trifosfat, Ca. Setelah penempelan hormon ke reseptor, rangkaian peristiwa berikut mengubah metabolisme sel.

Secara fisiologis, endorfin dan enkefalin memiliki efek analgesik, anti-shock dan anti-stres yang paling kuat, mereka mengurangi nafsu makan dan mengurangi sensitivitas bagian-bagian tertentu dari sistem saraf pusat. Endorfin menormalkan tekanan darah, laju pernapasan, mempercepat penyembuhan jaringan yang rusak, pembentukan kalus pada patah tulang.

Endorfin sering terjadi bersamaan dengan pelepasan adrenalin. Dengan latihan yang lama, adrenalin dilepaskan dalam tubuh, nyeri otot meningkat dan endorfin mulai diproduksi, yang mengurangi rasa sakit, meningkatkan reaksi dan kecepatan adaptasi tubuh terhadap stres.

Apa pengaruh sistem endorfin?

- efek analgesik

- memperlambat pernapasan, jantung berdebar - efek anti-stres

- memperkuat kekebalan

- pengaturan aliran darah ginjal

- pengaturan aktivitas usus

- partisipasi dalam proses eksitasi dan penghambatan dalam sistem saraf

- partisipasi dalam proses pengembangan koneksi asosiatif-disosiatif dalam sistem saraf - pengaturan intensitas metabolisme

- perasaan euforia

- mempercepat penyembuhan jaringan yang rusak

-pembentukan kalus tulang pada fraktur

Selain itu, endorfin dikaitkan dengan termoregulasi, memori, lipolisis, reproduksi, kesenangan, pemecahan lemak dalam tubuh, antidiuresis, penekanan hiperventilasi sebagai respons terhadap peningkatan karbon dioksida, dan penghambatan sintesis tirotropin dan gonadotropin.

Patologi

Kurangnya endorfin dicatat dalam depresi, dalam situasi stres emosional yang konstan, memperburuk penyakit kronis, dan dapat menyebabkan sindrom kelelahan kronis. Oleh karena itu, depresi suasana hati yang menyertainya dan peningkatan kerentanan terhadap penyakit menular.

Produksi endorfin berkurang pada beberapa patologi. Karena kurangnya endorfin dalam tubuh, risiko penyakit kronis, yang disebut "penyakit gaya hidup", yang baru-baru ini menjadi penyebab utama kematian, meningkat. Penyakit gaya hidup adalah diabetes, penyakit kardiovaskular, penyakit pernapasan kronis, kanker dan obesitas.

Kurangnya endorfin diekspresikan dalam sikap apatis, suasana hati yang sangat buruk dan akhirnya menyebabkan seseorang mengalami depresi. Semua orang ingin tahu bagaimana menikmati hidup. Perasaan senang pada seseorang muncul dengan adanya peningkatan kadar endorfin yang diproduksi oleh otak dan senyawa kimia ini mirip dengan obat morfin. Oleh karena itu, endorfin menerima nama seperti itu - morfin endogen, yaitu, diproduksi oleh tubuh itu sendiri.

Manifestasi yang paling parah adalah anhedonia, penyakit di mana seseorang tidak dapat mengalami kesenangan.

Neurohormon

Neurohormon adalah zat dengan aktivitas fisiologis tinggi yang diproduksi di sel neurosekretori sistem saraf (neuron).

Menurut mekanisme kerjanya, mereka memiliki banyak kesamaan dengan neurotransmiter, tetapi neurohormon, tidak seperti mereka, memasuki darah dan cairan biologis tubuh lainnya (limfa, cairan serebrospinal, dan cairan jaringan) dan memiliki efek pengaturan jarak jauh jangka panjang.

Menurut struktur kimianya, neurohormon adalah peptida (mengandung asam amino) atau katekolamin (amina biogenik), fragmen wajibnya adalah 3,4-dihidroksifenilalanin (katekol).

Neurohormon mempertahankan homeostasis air-garam, mengatur tonus otot polos dan proses metabolisme, dan juga berpartisipasi dalam pengaturan kelenjar endokrin. Secara umum, fungsi zat-zat tersebut adalah untuk mempertahankan fungsi protektif dan adaptif tubuh.

Sintesis neurohormon terjadi di sel neurosekretori hipotalamus (dopamin, vasopresin, oksitosin, norepinefrin, serotonin dan faktor pelepas), sumsum tulang belakang, kelenjar pineal, kelenjar adrenal (jaringan kromafin medula), juga disintesis di ganglia , paraganglia dan batang saraf dari sistem saraf otonom ( sintesis adrenalin dan norepinefrin).

Proses biosintesis neurohormon peptida terjadi di badan neuron, dalam struktur yang disebut retikulum endoplasma; kemudian di kompleks Golgi mereka dikemas menjadi butiran dan dari sana mereka diangkut sepanjang akson ke ujung saraf.

Neurofisiologi tidur

Mekanisme neurofisiologis tidur dan fitur terkait usia

Tidur adalah keadaan fisiologis, yang ditandai dengan hilangnya koneksi mental aktif subjek dengan dunia di sekitarnya. Tidur sangat penting bagi hewan tingkat tinggi dan manusia. Untuk waktu yang lama, diyakini bahwa tidur adalah istirahat yang diperlukan untuk mengembalikan energi sel-sel otak setelah bangun aktif. Namun, ternyata aktivitas otak saat tidur seringkali lebih tinggi dibandingkan saat terjaga. Ditemukan bahwa aktivitas neuron di sejumlah struktur otak selama tidur meningkat secara signifikan; tidur adalah proses fisiologis aktif.

tahapan tidur

Reaksi refleks selama tidur berkurang. Orang yang tidur tidak merespons banyak pengaruh eksternal, kecuali jika mereka memiliki kekuatan yang berlebihan.

Teori tidur:

teori humor, menganggap zat yang muncul dalam darah selama terjaga berkepanjangan sebagai penyebab tidur. Bukti dari teori ini adalah sebuah eksperimen di mana seekor anjing yang terjaga ditransfusikan dengan darah seekor binatang yang kurang tidur di siang hari. Hewan penerima segera tertidur. Tetapi faktor humoral tidak dapat dianggap sebagai penyebab mutlak tidur. Hal ini dibuktikan dengan pengamatan terhadap perilaku dua pasang kembar yang tidak terpisahkan. Di dalamnya, pembagian sistem saraf terjadi sepenuhnya, dan sistem peredaran darah memiliki banyak anastomosis. Si kembar ini bisa tidur pada waktu yang berbeda: satu gadis, misalnya, bisa tidur, sementara yang lain terjaga.

Teori tidur subkortikal dan kortikal. Dengan berbagai tumor atau lesi infeksi subkortikal, terutama batang, formasi otak, pasien memiliki berbagai gangguan tidur - dari insomnia hingga tidur lesu yang berkepanjangan, yang menunjukkan adanya pusat tidur subkortikal. Ketika struktur posterior subtalamus dan hipotalamus dirangsang, hewan tertidur, dan setelah stimulasi berhenti, mereka bangun, yang menunjukkan adanya pusat tidur di struktur ini.

Teori kimia. Menurut teori ini, produk yang mudah teroksidasi menumpuk di sel-sel tubuh selama terjaga, akibatnya terjadi kekurangan oksigen, dan seseorang tertidur. Kita tertidur bukan karena kita diracuni atau lelah, tetapi agar tidak diracuni dan tidak lelah.

Fungsi tidur

o Memberikan istirahat bagi tubuh.

o Berperan penting dalam proses metabolisme. Selama tidur non-REM, hormon pertumbuhan dilepaskan. Tidur REM: pemulihan plastisitas neuron, dan pengayaannya dengan oksigen; biosintesis protein dan RNA neuron.

o berkontribusi pada pemrosesan dan penyimpanan informasi. Tidur (terutama tidur lambat) memfasilitasi konsolidasi materi yang dipelajari, tidur REM mengimplementasikan model bawah sadar dari peristiwa yang diharapkan. Keadaan terakhir dapat menjadi salah satu alasan fenomena deja vu.

o ini adalah adaptasi tubuh terhadap perubahan iluminasi (siang-malam).

o mengembalikan kekebalan dengan mengaktifkan T-limfosit yang melawan pilek dan penyakit virus.

Varietas tidur

Setelah dipelajari lebih lanjut, ternyata dalam hal manifestasi fisiologisnya, tidur itu heterogen dan memiliki dua varietas: lambat (tenang atau ortodoks) dan cepat (aktif atau paradoks).

Dengan tidur yang lambat, terjadi penurunan frekuensi pernapasan dan detak jantung, relaksasi otot dan perlambatan gerakan mata. Saat tidur NREM semakin dalam, jumlah total gerakan orang yang tidur menjadi minimal. Pada saat ini, sulit untuk membangunkannya. Tidur non-REM biasanya membutuhkan waktu 75 - 80%.

Dengan tidur REM, fungsi fisiologis, sebaliknya, diaktifkan: pernapasan dan detak jantung menjadi lebih sering, aktivitas motorik orang yang tidur meningkat, gerakan bola mata menjadi cepat (sehubungan dengan itu jenis tidur ini disebut "cepat "). Gerakan mata yang cepat menunjukkan bahwa orang yang tidur saat ini sedang bermimpi. Dan jika Anda membangunkannya 10 - 15 menit setelah akhir gerakan mata cepat, dia akan berbicara tentang apa yang dia lihat dalam mimpi. Saat terbangun selama tidur non-REM, seseorang, sebagai suatu peraturan, tidak mengingat mimpi. Meskipun aktivasi fungsi fisiologis yang relatif lebih besar dalam tidur REM, otot-otot tubuh selama periode ini rileks, dan jauh lebih sulit untuk membangunkan orang yang tidur. Tidur REM sangat penting untuk kehidupan tubuh. Jika seseorang secara artifisial kekurangan tidur REM (akan dibangunkan selama periode gerakan mata yang cepat), maka, meskipun total durasi tidurnya cukup memadai, setelah lima hingga tujuh hari ia akan mengalami gangguan mental.

Pergantian tidur cepat dan lambat adalah ciri khas orang sehat, sementara orang tersebut merasa cukup istirahat dan waspada.

Ada klasifikasi lain dari tahapan tidur:

1. Fase menyamakan: ditandai dengan efek pada rangsangan kuat dan lemah.

2. Fase paradoks: rangsangan yang kuat menyebabkan respons yang lebih lemah daripada rangsangan yang lemah.

3. Fase ultradoksal: stimulus positif menghambat, dan stimulus negatif menyebabkan refleks terkondisi.

4. Fase narkotik: penurunan umum dalam aktivitas refleks terkondisi dengan penurunan refleks yang jauh lebih kuat terhadap rangsangan yang lemah daripada yang kuat.

5. Fase penghambatan: penghambatan lengkap refleks terkondisi

Fitur usia:

Tidur anak-anak dangkal dan sensitif. Mereka tidur beberapa kali sehari.

Pada bayi baru lahir, tidur mengambil sebagian besar hari, dan tidur yang diaktifkan, atau tidur berkedut (analog dengan tidur REM pada orang dewasa), membuat sebagian besar tidur. Pada bulan-bulan pertama setelah lahir, waktu terjaga meningkat dengan cepat, proporsi tidur REM menurun, dan tidur gelombang lambat meningkat.

Kebersihan tidur:

Tidur harus memiliki durasi dan kedalaman yang cukup untuk usia. Waktu tidur yang lebih lama seharusnya untuk anak-anak dengan kesehatan yang buruk, pemulihan dari penyakit menular akut, peningkatan rangsangan sistem saraf, dan anak-anak yang cepat lelah. Sebelum tidur, permainan yang mengasyikkan, peningkatan kerja mental harus dikecualikan. Makan malam harus ringan, selambat-lambatnya 2-1,5 jam sebelum tidur. Menguntungkan untuk tidur:

udara dalam ruangan yang segar dan sejuk (15-16)

Tempat tidur tidak boleh lunak atau keras.

sprei bersih, lembut, bebas kerut

Lebih baik berbaring miring ke kanan atau ke belakang, yang memberikan pernapasan lebih bebas, tidak mempersulit kerja jantung.

Anak-anak harus diajari untuk bangun dan tidur pada waktu yang sama. Anak dengan mudah membentuk refleks terkondisi terhadap situasi tidur. Stimulus terkondisi dalam hal ini adalah waktu tidur.

Neurofisiologi ANS

Konsep sistem saraf otonom pertama kali diperkenalkan pada tahun 1801 oleh dokter Prancis A. Besha. Departemen sistem saraf pusat ini menyediakan fungsi vegetatif tubuh dan mencakup tiga komponen:

1) simpatik;

2) parasimpatis;

3) metasimpatis.

Fungsi vegetatif meliputi fungsi-fungsi yang menyediakan metabolisme dalam tubuh kita (pencernaan, sirkulasi darah, respirasi, ekskresi, dll). Mereka juga termasuk memastikan pertumbuhan dan perkembangan tubuh, reproduksi, mempersiapkan tubuh untuk efek samping. Sistem vegetatif mengatur aktivitas organ dalam, pembuluh darah, kelenjar keringat, dan fungsi serupa lainnya. Ini mengatur metabolisme, rangsangan dan otonomi organ internal, serta keadaan fisiologis jaringan dan organ individu (termasuk otak dan sumsum tulang belakang), menyesuaikan aktivitas mereka dengan kondisi lingkungan.

Departemen simpatik dari sistem saraf memastikan mobilisasi sumber daya yang tersedia untuk tubuh (energi dan intelektual) untuk melakukan pekerjaan yang mendesak. Jelas bahwa ini dapat menyebabkan ketidakseimbangan dalam tubuh. Mengembalikan keseimbangan dan keteguhan lingkungan internal tubuh. tubuh adalah tugas sistem parasimpatis saraf.Pergeseran yang disebabkan oleh pengaruh departemen simpatis memulihkan dan mempertahankan homeostasis.Dalam pengertian ini, aktivitas departemen sistem saraf otonom ini dalam sejumlah reaksi memanifestasikan dirinya sebagai antagonis.

Di bawah homeostasis dalam fisiologi dipahami sebagai menjaga keteguhan parameter lingkungan internal dalam tubuh. Ini termasuk mempertahankan komposisi darah yang konstan, suhu tubuh, dll.

Pusat sistem saraf otonom terletak di batang otak dan sumsum tulang belakang. Pusat sistem saraf parasimpatis terletak di batang otak dan di sumsum tulang belakang sakral.Di otak tengah terdapat pusat yang mengatur pemuaian pupil dan akomodasi mata. Di medula oblongata ada pusat sistem parasimpatis saraf, dari mana serat berangkat sebagai bagian dari saraf vagus, wajah dan glossopharyngeal. Pusat-pusat ini terlibat dalam pelaksanaan sejumlah fungsi, termasuk mengatur aktivitas sejumlah organ internal (jantung, lambung, usus, hati, dll.), "pemicu" untuk pelepasan air liur, cairan lakrimal, dll. Semua fungsi ini dilakukan sesuai dengan prinsip refleks (sesuai dengan jenis respons terhadap suatu stimulus). Beberapa dari refleks tersebut akan dijelaskan di bawah ini.

Di segmen sakral sumsum tulang belakang, ada juga pusat sistem otonom parasimpatis saraf. Serat dari mereka pergi sebagai bagian dari saraf panggul, yang menginervasi organ panggul (usus besar, kandung kemih, alat kelamin, dll.).

Pusat sistem saraf simpatis terletak di segmen toraks dan lumbal sumsum tulang belakang. Serat vegetatif dari pusat ini berangkat sebagai bagian dari akar anterior sumsum tulang belakang bersama dengan saraf motorik.

Semua pusat sistem parasimpatis simpatis dan saraf yang tercantum di atas berada di bawah pusat otonom yang lebih tinggi - hipotalamus. Hipotalamus, pada gilirannya, dipengaruhi oleh sejumlah pusat lain di otak. Semua pusat ini membentuk sistem limbik Deskripsi lengkap tentang sistem akan diberikan dalam topik yang relevan, dan sekarang kita akan mempertimbangkan "kerja" bagian perifer dari sistem saraf otonom.

Di kedua sisi tulang belakang dari sisi perut ada dua batang sistem saraf simpatik. Mereka juga disebut rantai simpatik. Rantai terdiri dari ganglia individu yang terhubung satu sama lain dan sumsum tulang belakang oleh banyak serabut saraf. Setiap serat yang datang ke ganglion mempersarafi hingga beberapa lusin neuron di ganglion (divergensi). Berkat perangkat semacam itu, pengaruh simpatik biasanya memiliki karakter umum yang tumpah. Pada gilirannya, saraf berangkat dari ganglia ini, yang diarahkan ke dinding pembuluh darah, kelenjar keringat, dan organ dalam. Selain ganglia batang perbatasan, pada jarak tertentu dari mereka disebut ganglia prevertebral, yang terbesar adalah solar plexus dan nodus mesenterika.

Kelenjar adrenal memainkan peran penting dalam aktivitas sistem saraf simpatik, mereka terbentuk pada manusia selama periode prenatal karena migrasi neuroblas (neuron yang belum berdiferensiasi) dari tabung saraf ke daerah ginjal. Di sana, sel-sel ini membentuk organ khusus di bagian atas kedua ginjal - kelenjar adrenal. Kelenjar adrenal dipersarafi oleh saraf simpatis. Selain itu, mereka dapat diaktifkan oleh hormon adrenokortikotropik, yang dilepaskan sebagai respons terhadap stres dari kelenjar pituitari dan mencapai kelenjar adrenal bersama dengan darah. Di bawah aksi hormon ini, campuran adrenalin dan adrenalin dilepaskan ke dalam darah dari kelenjar adrenal, yang dibawa melalui aliran darah dan menyebabkan sejumlah reaksi simpatik (peningkatan ritme kontraksi jantung, berkeringat, peningkatan suplai darah ke jantung). otot, kemerahan pada kulit, dan banyak lagi).

Akson neuron simpatis di sinapsis perifer mensekresi mediator adrenalin Molekul adrenalin dan norepinefrin berinteraksi dengan reseptor yang sesuai. Dua jenis reseptor tersebut diketahui: adrenoreseptor alfa dan beta. Beberapa organ internal hanya memiliki satu reseptor ini, sementara yang lain memiliki keduanya. Jadi, di dinding pembuluh darah ada reseptor alfa dan beta-adrenergik. Hubungan mediator simpatis dengan reseptor alfa-adrenergik menyebabkan penyempitan arteriol, dan hubungan dengan reseptor beta-adrenergik menyebabkan perluasan arteriol. Di usus, di mana kedua jenis reseptor adrenergik hadir, mediator menghambat aktivitasnya. Di otot jantung dan dinding bronkus hanya ada reseptor beta-adrenergik - mediator simpatik menyebabkan perluasan bronkus dan peningkatan denyut jantung.

Ganglia dari divisi parasimpatis dari sistem saraf otonom, berbeda dengan yang simpatik, terletak di dinding organ internal atau di dekatnya. Serabut saraf (akson neuron) dari pusat parasimpatis yang sesuai di batang otak atau sumsum tulang belakang sakral mencapai organ yang dipersarafi tanpa gangguan, dan berakhir di neuron ganglion parasimpatis. Neuron parasimpatis berikutnya terletak di dalam organ, atau di dekatnya. Serat intraorganik dan ganglia membentuk pleksus yang kaya akan neuron di dinding banyak organ internal jantung, paru-paru, kerongkongan, lambung, dll., Serta di kelenjar sekresi eksternal dan internal. Desain anatomi bagian parasimpatis sistem saraf vegetatif menunjukkan bahwa pengaruhnya terhadap organ lebih lokal daripada sistem saraf simpatik.

Mediator dalam sinapsis perifer dari sistem parasimpatis saraf adalah asetilkolin, di mana ada dua jenis reseptor: reseptor M- dan H-kolinergik. Pembagian ini didasarkan pada fakta bahwa reseptor M-kolinergik kehilangan sensitivitasnya terhadap asetilkolin di bawah pengaruh atropin (terisolasi dari jamur genus Muscaris), reseptor H-kolinergik - di bawah pengaruh nikotin.

Pengaruh sistem otonom simpatis dan parasimpatis pada fungsi tubuh. Di sebagian besar organ, eksitasi sistem otonom simpatis dan saraf parasimpatis menghasilkan efek yang berlawanan. Namun, harus diingat bahwa interaksi ini tidak sederhana. Misalnya, saraf parasimpatis menyebabkan relaksasi sfingter kandung kemih dan, pada saat yang sama, kontraksi otot-ototnya. Saraf simpatis mengontraksikan sfingter dan secara bersamaan mengendurkan otot. Contoh lain: stimulasi saraf simpatis meningkatkan ritme dan kekuatan kontraksi jantung, dan iritasi saraf vagus (parasimpatis) mengurangi ritme dan kekuatan kontraksi jantung. Selain itu, penelitian telah menunjukkan bahwa di antara bagian-bagian sistem saraf otonom ini tidak hanya antagonisme (multidirectional), tetapi juga sinergisme (unidirectional). Peningkatan nada satu bagian dari sistem saraf otonom, sebagai suatu peraturan, menyebabkan peningkatan nada bagian lain. Apalagi ternyata ada organ dan jaringan yang hanya memiliki satu jenis persarafan. Misalnya, pembuluh darah kulit, medula adrenal, rahim, otot rangka, dan beberapa lainnya hanya memiliki persarafan simpatik, sedangkan kelenjar ludah hanya dipersarafi oleh serat parasimpatis.

Refleks vegetatif. Refleks ini sangat banyak. Mereka terlibat dalam banyak regulasi tubuh manusia. Dalam pelaksanaan refleks vegetatif, pengaruh ditransmisikan sepanjang saraf yang sesuai (simpatis atau parasimpatis) dari sistem saraf pusat. Dalam praktik medis, yang paling penting melekat pada refleks viscero-visceral (dari satu organ internal ke organ lainnya), viscero-dermal (dari organ dalam ke kulit) dan dermo-visceral (dari kulit ke organ dalam).

Di antara viscero-visceral termasuk perubahan refleks aktivitas jantung, tonus pembuluh darah, pengisian darah limpa dengan peningkatan atau penurunan tekanan di aorta, sinus karotis atau pembuluh paru. Misalnya, karena masuknya refleks semacam itu, serangan jantung terjadi ketika organ perut teriritasi. Refleks viscero-dermal terjadi ketika organ dalam teriritasi dan dimanifestasikan dalam perubahan sensitivitas area kulit yang sesuai (sesuai dengan organ mana yang teriritasi), berkeringat, dan reaksi vaskular. Refleks dermo-visceral dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa ketika area kulit tertentu teriritasi, fungsi organ internal yang sesuai berubah. Sebenarnya, penggunaan pemanasan atau pendinginan area kulit tertentu untuk tujuan terapeutik didasarkan pada mekanisme refleks ini, misalnya, untuk rasa sakit di organ dalam.

Refleks vegetatif sering digunakan oleh dokter untuk menilai keadaan fungsional sistem saraf otonom. Misalnya, di klinik, perubahan refleks pada pembuluh darah sering dipelajari selama iritasi kulit mekanis (misalnya, ketika benda tumpul melewati kulit). Pada orang yang sehat, hal ini menyebabkan pemucatan jangka pendek pada area kulit yang teriritasi (dermographism putih, derma-kulit). Dengan rangsangan tinggi dari sistem saraf otonom, garis merah muncul di tempat iritasi kulit, berbatasan dengan garis pucat pembuluh yang menyempit (dermografi merah), dan dengan sensitivitas yang lebih tinggi, edema kulit di tempat ini. Seringkali di klinik, tes otonom fungsional digunakan untuk menilai keadaan sistem saraf otonom. Misalnya, reaksi ortostatik: ketika berpindah dari posisi berbaring ke posisi berdiri, terjadi peningkatan tekanan darah dan peningkatan denyut jantung. Sifat perubahan tekanan darah dan aktivitas jantung selama tes ini dapat berfungsi sebagai tanda diagnostik suatu penyakit dalam sistem kontrol tekanan darah. Contoh lain adalah reaksi okular-jantung (refleks Ashner): saat menekan bola mata, terjadi penurunan denyut jantung jangka pendek.

Pusat vegetatif. Di medula oblongata terdapat pusat saraf yang menghambat aktivitas jantung (nukleus saraf vagus). Pada formasio retikularis medula oblongata terdapat pusat vasomotor, terdiri dari dua zona: pressor dan depressor. Eksitasi zona pressor menyebabkan vasokonstriksi, dan eksitasi zona depressor menyebabkan ekspansi mereka. Pusat vasomotor dan nukleus saraf vagus terus-menerus mengirim impuls, berkat nada konstan yang dipertahankan: arteri dan arteriol terus-menerus agak menyempit, dan aktivitas jantung melambat.

Di medula oblongata adalah pusat pernapasan, yang, pada gilirannya, terdiri dari pusat inhalasi dan ekshalasi. Di tingkat jembatan, ada pusat pernapasan (pusat pneumotaxic) dari tingkat yang lebih tinggi, yang menyesuaikan pernapasan dengan perubahan aktivitas fisik. Pernapasan pada seseorang juga dapat dikontrol secara sukarela dari sisi korteks serebral, misalnya saat berbicara.

Di medula oblongata terdapat pusat yang merangsang sekresi kelenjar ludah, lakrimal dan lambung, sekresi empedu dari kantong empedu, dan sekresi pankreas. Di otak tengah, di bawah tuberkel anterior quadrigemina, terdapat pusat akomodasi parasimpatis mata dan refleks pupil. Semua pusat sistem simpatis dan parasimpatis yang tercantum di atas berada di bawah pusat otonom yang lebih tinggi - hipotalamus.

Peran hipotalamus dalam pengaturan fungsi otonom. Pengaruh pada regulasi simpatis dan parasimpatis memungkinkan hipotalamus untuk mempengaruhi fungsi otonom tubuh melalui jalur humoral dan saraf. Sebelumnya, sudah dipahami bahwa iritasi nukleus kelompok anterior disertai dengan efek parasimpatis. Iritasi inti kelompok posterior menyebabkan efek simpatik pada fungsi organ. Stimulasi nukleus kelompok tengah menyebabkan penurunan pengaruh divisi simpatik sistem saraf otonom. Distribusi spesifik fungsi hipotalamus tidak mutlak. Semua struktur hipotalamus mampu menginduksi efek simpatis dan parasimpatis ke berbagai tingkat. Akibatnya, ada hubungan fungsional yang saling melengkapi, saling mengkompensasi antara struktur hipotalamus.

Secara umum, karena banyaknya koneksi, polifungsi struktur, hipotalamus melakukan fungsi integrasi regulasi otonom, somatik dan endokrin, yang juga dimanifestasikan dalam organisasi sejumlah fungsi spesifik oleh nukleusnya. Jadi, di hipotalamus ada pusat homeostasis, termoregulasi, lapar dan kenyang, haus dan kepuasannya, perilaku seksual, ketakutan, kemarahan, pengaturan siklus bangun-tidur. Semua pusat ini mewujudkan fungsinya dengan mengaktifkan atau menghambat bagian otonom dari sistem saraf, sistem endokrin, struktur batang otak dan otak depan.

Hipotalamus, pada gilirannya, dipengaruhi oleh sejumlah pusat otak yang lebih tinggi, termasuk korteks.

Lewat sini, Sistem saraf otonom memiliki sejumlah fitur anatomi dan fisiologis yang menentukan mekanisme kerjanya:

Sifat anatomis

1. Susunan tiga komponen pusat saraf. Tingkat terendah dari bagian simpatik diwakili oleh tanduk lateral dari vertebra lumbalis VII ke III-IV, dan parasimpatis - oleh segmen sakral dan batang otak. Pusat subkortikal yang lebih tinggi terletak di perbatasan inti hipotalamus (divisi simpatis adalah kelompok posterior, dan divisi parasimpatis adalah yang anterior). Tingkat kortikal terletak di wilayah bidang Brodmann keenam-kedelapan (zona motosensori), di mana lokalisasi titik impuls saraf yang masuk tercapai. Karena adanya struktur sistem saraf otonom seperti itu, kerja organ dalam tidak mencapai ambang kesadaran kita.

2. Adanya ganglia otonom. Di departemen simpatik, mereka terletak di kedua sisi di sepanjang tulang belakang (rantai saraf simpatik), atau merupakan bagian dari pleksus. Dengan demikian, lengkungan memiliki jalur praganglion pendek dan pascaganglion panjang. Neuron divisi parasimpatis terletak di ganglion, terletak di dekat organ kerja atau di dindingnya, sehingga busur memiliki jalur praganglion yang panjang dan pascaganglion yang pendek.

Sifat fisiologis

1. Fitur fungsi ganglia otonom. Kehadiran fenomena perkalian (kejadian simultan dari dua proses yang berlawanan - divergensi dan konvergensi). Divergensi adalah divergensi impuls saraf dari tubuh satu neuron ke beberapa serat postganglionik lain. Konvergensi - konvergensi pada tubuh setiap neuron postganglionik impuls dari beberapa preganglionik. Ini memastikan keandalan transmisi informasi dari sistem saraf pusat ke tubuh yang bekerja. Peningkatan durasi potensi postsinaptik, adanya jejak hiperpolarisasi dan penundaan sinaptik berkontribusi pada transmisi eksitasi pada kecepatan 1,5–3,0 m/s. Namun, impuls dipadamkan sebagian atau sepenuhnya diblokir di ganglia otonom. Dengan demikian, mereka mengatur aliran informasi dari SSP. Karena sifat ini, mereka disebut pusat saraf yang ditempatkan di pinggiran, dan sistem saraf otonom disebut otonom.

2. Fitur serabut saraf. Serabut saraf preganglionik termasuk dalam kelompok B dan melakukan eksitasi dengan kecepatan 3-18 m/s, serabut saraf postganglionik termasuk dalam kelompok C. Mereka melakukan eksitasi dengan kecepatan 0,5–3,0 m/s. Karena jalur eferen dari divisi simpatis diwakili oleh serat preganglionik, dan jalur parasimpatis diwakili oleh serat postganglionik, kecepatan transmisi impuls lebih tinggi di sistem saraf parasimpatis.

Secara umum, sistem saraf simpatik melakukan fungsi trofik adaptif, termasuk dalam pekerjaan selama aktivitas fisik, reaksi emosional, stres, nyeri, kehilangan darah. Ini memberikan adaptasi organisme terhadap perubahan kondisi lingkungan keberadaan.

Sistem saraf parasimpatis adalah antagonis simpatik dan melakukan fungsi homeostatis dan protektif, mengatur pengosongan organ berongga. Peran homeostatis adalah restoratif dan beroperasi saat istirahat. Ini memanifestasikan dirinya dalam bentuk penurunan frekuensi dan kekuatan kontraksi jantung, stimulasi aktivitas saluran pencernaan dengan penurunan kadar glukosa darah, dll.

Kementerian Kesehatan Republik Belarus

EE "Universitas Kedokteran Negeri Gomel"

Departemen Kimia Biologi

endorfin

Disiapkan oleh siswa kelompok l-206 Kurmaz V.A.

Memeriksa Myshkovets N.S.

Gomel 2013

Informasi umum-3

Signifikansi biologis-6

Patologi-7

Sastra-9

Informasi Umum

endorfin(morfin endogen (atas nama dewa Yunani kuno Morpheus - "orang yang membentuk mimpi") - sekelompok senyawa kimia polipeptida yang strukturnya mirip dengan opiat (senyawa mirip morfin), yang secara alami diproduksi di neuron otak dan memiliki kemampuan untuk mengurangi rasa sakit mirip dengan opiat dan pengaruh pada keadaan emosional.Endorfin terbentuk dari lipotropin di jaringan otak dan di lobus menengah kelenjar pituitari.Jenis struktur umum untuk senyawa ini adalah urutan tetra-peptida di N-terminus.Beta-endorphin dibentuk dari beta-lipotropin oleh proteolisis.Beta-lipotropin dibentuk dari prekursor -prohormone proopicortine (berat molekul 29 kDa, 134 residu asam amino). Di kelenjar hipofisis anterior, molekul prekursor adalah dipecah menjadi ACTH dan b-lipotropin, yang disekresikan ke dalam plasma.Sebagian kecil (sekitar 15%) dari b-lipotropin dipecah untuk membentuk b-endorfin.Biosintesis proopicortin di kelenjar hipofisis anterior diatur oleh kortiko liberin hipotalamus. Tiga protein prekursor peptida opioid yang berbeda diketahui: proenkephalin, proopiomelanocortin, dan prodynorphin.

N-Tyr-Gli-Gli-Fen- Met-OH metionin-enkefalin

N-Tyr-Gli-Gli-Fen- Leu-OH leusin-enkephalin

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 beta-endorfin

MSH - hormon perangsang melanosit;

LPG - hormon lipotropik;

KPP - peptida perantara seperti kortikotropin;

ACTH - hormon adrenokortikotropik.

Regulasi sekresi

Sintesis -endorfin menurun pada penyakit endokrin, infeksi dan virus, sindrom kelelahan kronis, dan sintesis dapat ditingkatkan dengan bantuan aktivitas fisik.

Transportasi dan metabolisme perifer

signifikansi biologis

Apa pengaruh sistem endorfin?

Efek anti nyeri

Perlambatan pernapasan, jantung berdebar - efek anti-stres

Memperkuat kekebalan

Pengaturan aliran darah ginjal

pengaturan aktivitas usus

Partisipasi dalam proses eksitasi dan penghambatan dalam sistem saraf

Partisipasi dalam proses pengembangan koneksi asosiatif-disosiatif dalam sistem saraf - pengaturan intensitas metabolisme

Perasaan euforia

Mempercepat penyembuhan jaringan yang rusak

Pembentukan tulang pada fraktur

Patologi

Manifestasi yang paling parah adalah anhedonia, penyakit di mana seseorang tidak dapat mengalami kesenangan.

literatur

Endokrinologi dan metabolisme / Bawah. ed. P. Feliga dkk. M.: Kedokteran, 1985.

Berezov, T.T. Kimia biologi / T.T. Berezov, B.F. Korovkin. – M.: Kedokteran,

Rosen V. B. Dasar-dasar endokrinologi. Moskow: Sekolah Tinggi, 1984.

http://dic.academic.ru/

Portal untuk siswa. Latihan mandiri

Kerja praktek di bagian "Reproduksi informasi genetik"