Analiza conformațională teoretică a leucinei-encefalinei, tridecapeptidei N-terminale dinorfinei și a analogilor lor Damirov Aslan Gasan ogly. Peptide opioide

Lucrare practică pe secțiune
„Reproducția informațiilor genetice”

Se știe că cursul modern de biologie generală pentru școli conține materiale insuficiente pentru orele practice. În plus, insuficiența sau lipsa bazei materiale, lipsa echipamentului și rechizitelor din laboratoarele de chimie și biologice școlare provoacă o situație dificilă cu orele de laborator și practice din cursul de biologie generală. Cu toate acestea, o astfel de secțiune a cursului precum „Reproducția informațiilor genetice” oferă suficiente oportunități de pregătire practică pentru a dezvolta abilități în procesarea și operarea informațiilor genetice.

Această lucrare este o dezvoltare a unei lecții practice care poate fi folosită pentru a desfășura lucrări independente și de control pe această temă, cu implicarea materialelor de chimie celulară.

Pe parcursul cursului se pot atinge următoarele obiective.

1. Consolidarea cunoștințelor privind structura și proprietățile codului genetic.

2. Consolidarea cunoștințelor despre procesul de reduplicare - copierea matricei ADN și principiul complementarității.

3. Consolidarea cunoștințelor despre transcripția și traducerea informațiilor genetice - procesul de transmitere.

4. Formularea principiului fundamental al biologiei despre transferul de informații genetice în celulă:
ADN ---> ARNm ---> proteină.

5. Explicația posibilității de transmitere a informațiilor prin viruși care conțin ARN conform schemei:
ARN viral ---> ADNc ---> ARNm ---> proteină virală.

7. Cunoașterea metodelor biotehnologiei moderne.

Desigur, obiectivele sarcinii propuse sunt departe de a fi epuizate de aceasta, dar ele acoperă cele mai importante secțiuni ale subiectului „Reproducția informațiilor genetice”.

Pentru a conduce o lecție, este necesar să aveți o bună cunoaștere a materialului cu privire la proprietățile și structura codului genetic, procesele de reproducere a informațiilor genetice (replicare, transcriere și traducere), principiul complementarității, regula Chargaff, care trebuie repetat înainte de lucru.

Transferul de informații genetice are loc întotdeauna într-un anumit mod, ceea ce se reflectă în așa-numita „dogma centrală a biologiei”, și anume, numai în direcția de la ADN la ARNm și mai departe la proteină.

Prima etapă în reproducerea informației genetice, numită transcriere, apare cu ajutorul ARN polimerazei, care construiește o copie complementară a genei sub formă de ARNm.

În a doua etapă, care se numește difuzat, informațiile sunt traduse din limbajul nucleotidelor (ARN) în limbajul aminoacizilor (proteine). Astfel, se realizează o informație genetică pentru construirea de unități funcționale - molecule proteice cu funcții specifice, care sunt și ele fixate genetic.

Când virusurile care conțin ARN intră în celulă, informațiile pot fi transmise de-a lungul lanțului: ARN viral ---> ADNc ---> ADN ---> ARNm ---> proteină virală. Acest proces este implementat folosind transcriptaza inversă, care, în prima etapă de reproducere a informațiilor genetice a virusului, construiește ADN codant (ADNc) conform șablonului ARN viral. Acest ADNc este apoi inserat în ADN-ul celulei gazdă. Cu toate acestea, acest lucru se întâmplă numai atunci când sunt folosite resursele celulei în care a intrat virusul.

O astfel de schemă de transfer de informații genetice este considerată un atavism. Acest lucru se datorează faptului că ARN-ul, aparent, în cursul evoluției chimice a început să joace rolul unei molecule informaționale mai devreme decât ADN-ul. Principalul argument în favoarea acestei afirmații este prezența activității enzimatice în moleculele de ARN, descoperită de Thomas Cech, și capacitatea moleculelor de ARN de a se reproduce. Autorul acestei descoperiri a fost distins cu Premiul Nobel.

Cu toate acestea, activitatea ribozimatică a ARN este de zeci de mii de ori mai mică decât cea a ARN polimerazei și doar fragmentele scurte de ARN, oligonucleotide cu lungimea de până la 50-100 de baze, o au. Pe de altă parte, există o opinie că activitatea ribozimei este secundară și nu are nimic de-a face cu evoluția chimică.

Un singur cod genetic este utilizat pentru a înregistra informațiile genetice. Dacă secvența de aminoacizi a unei proteine devine cunoscută într-un laborator, atunci secvențele de nucleotide ADN (sau ARN) corespunzătoare pot fi scrise într-un alt laborator și invers.

Pentru munca de clasă pot fi oferite mai multe forme de lucru bazate pe completarea hărților de nucleotide și a hărților de aminoacizi ale polipeptidelor corespunzătoare (Anexele 1-4). Aceasta poate fi lucru individual sau de grup. Munca în grup poate fi gândită ca munca a laboratoarelor de biotehnologie separate, fiecare dintre ai căror membri efectuează o anumită operație. Studenți individuali sau grupuri fac schimb de carduri, completându-le treptat. Un grup de experți sau un expert (poate fi un profesor) la sfârșitul lucrării verifică cărțile, dezvăluind erorile de mutație.

Complexitatea lucrării va depinde de capacitatea de utilizare a materialului educațional: tabele codului genetic, scheme de reduplicare, transcriere și traducere, tabele de complementaritate, proprietăți ale codului genetic etc. Lecției i se poate da caracter de laborator, practic. , munca independentă sau de control.

Pentru a specifica sarcini, este mai bine să folosiți hărți ale polipeptidelor mici, de exemplu, unii hormoni peptidici. În acest scop, este convenabil să se utilizeze oligopeptide ale hormonilor vasopresină și oxitocină, precum și metionină și leucină-encefaline - endorfine naturale produse în corpul animalelor și al oamenilor (Anexele 1-4). Vasopresina și oxitocina au un spectru larg de acțiune, iar substanțele endogene asemănătoare morfinei atrag atenția în legătură cu problema dependenței de droguri și explicația efectului narcotic.

Cardurile pot include material din secțiunea „Chimie celulară”, și anume formulele și proprietățile aminoacizilor. Oligopeptidele vasopresinei și oxitocinei conțin aminoacizi care conțin SH (cisteină) care formează punți disulfurice în structura secundară a peptidei, care se pot reflecta în gradul de complexitate a sarcinii.

Hărțile includ codoni terminatori, care trebuie să fie înscriși în tripletele corespunzătoare din lanțurile ADN sau ARN. De asemenea, este inclus codonul inițiator pentru aminoacidul metionină, care în acest caz se află la începutul lanțului.

Nucleotidele secvenței principale după codonul inițiator (și aminoacizii corespunzători) nu sunt incluse în conținutul hărților, deoarece nu au o importanță fundamentală pentru procesarea informațiilor genetice și sunt îndepărtate din secvența de aminoacizi în timpul procesării ( proteoliza).

Lucrarea propusă a elevilor cu fișe și completarea tabelelor pentru traducerea informațiilor genetice (reduplicare, transcriere, traducere), scrierea formulelor și simbolurilor aminoacizilor poate fi calculată pentru 1-2 lecții, în funcție de complexitatea și natura sarcinii. .

La sfârșitul lecției, elevii sunt notați și se formulează următoarele concluzii.

Informația genetică este universală. Nu au fost găsite forme de viață cu alte coduri genetice; codul genetic este același pentru toate organismele și nu există un alt cod genetic. Acest cod are suficiente posibilități pentru a descrie întreaga varietate de molecule de proteine.

Pe hărți se folosesc abrevieri convenționale: ARNm – ARN informațional; cADN, care codifică catenă de ADN; comp. ADN-ul este o catenă complementară a ADN-ului. Codonul de aminoacid este ales arbitrar, ca unul dintre posibilele, ceea ce este permis în munca elevilor.

Pentru lecție se folosesc variante de carduri care nu au nicio linie, adică. Există 5 opțiuni pentru fiecare card. În consecință, lucrarea poate fi distribuită unui anumit număr de studenți și grupuri. Puteți oferi lucru pe alte hărți pentru alte peptide, al căror număr este practic nelimitat.

Anexa 1

Metionină-encefalina - un hormon al nucleilor cortexului cerebral, o peptidă opioidă endogenă, constă din 5 aminoacizi

Amino acid

Comp. ADN

Anexa 2

Leucină-encefalina - un hormon al nucleilor cortexului cerebral, o peptidă opioidă endogenă, constă din 5 aminoacizi

Formula chimică a radicalului aminoacid

Amino acid

Comp. ADN

Anexa 3

Vasopresina - un hormon antidiuretic - produs de glanda pituitară, provoacă contracția mușchilor netezi, reduce excreția de apă, constă din 9 aminoacizi cu o legătură disulfură

Formula chimică a radicalului aminoacid

Acetilcolina secretat de terminalele neuronilor motori somatici (sinapsele neuromusculare), fibrele preganglionare, fibrele colinergice postganglionare (parasimpatice) ale sistemului nervos autonom și ramurile axonale ale multor neuroni ai SNC (ganglionii bazali, cortexul motor). Sintetizat din colină și acetil-CoA de colin acetiltransferaza, interacționează cu mai multe tipuri de receptori colinergici. Interacțiunea pe termen scurt a ligandului cu receptorul este oprită de acetilcolinesteraza, care hidrolizează acetilcolina în colină și acetat.

Toxina botulinica Clostridium botulinum inhibă secreția de acetilcolină.

Compuși organofosforici(FOS) inhibă acetilcolinesteraza, ceea ce duce la o creștere a cantității de acetilcolină în fanta sinaptică. În cazul otrăvirii cu FOS, pralidoxima favorizează separarea FOS de enzimă, atropina protejează receptorii colinergici de interacțiunea cu o cantitate în exces de neurotransmițător.

Toxine palide ale ciupercii Amanita phaloides nu numai că inhibă activitatea acetilcolinesterazei, dar blochează și receptorii colinergici.

Dopamina

Dopamina- un neurotransmițător în terminațiile unor axoni ai nervilor periferici și a multor neuroni ai SNC (substanța neagră, mesenencefal, hipotalamus). După secreție și interacțiune cu receptorii, dopamina este captată activ de terminalul presinaptic, unde este scindată de monoaminoxidază. Dopamina se metabolizează cu formarea unui număr de substanțe, inclusiv. acid homovanilic.

Schizofrenie.În această boală, există o creștere a numărului de receptori de dopamină D 2. Antipsihoticele reduc activitatea sistemului dopaminergic la niveluri normale.

Coreea ereditară- afectarea funcției neuronilor cortexului și striatului - este, de asemenea, însoțită de reactivitate crescută a sistemului dopaminergic.

boala Parkinson- o scădere patologică a numărului de neuroni din substanța neagră și din alte zone ale creierului cu scăderea nivelului de dopamină și metionin-encefalină, predominanța efectelor sistemului colinergic. Aplicație L-DOPA crește nivelul de dopamină, amantadina stimulează secreția de dopamină, bromocriptina activează receptorii de dopamină. Medicamentele anticolinergice reduc activitatea sistemului colinergic din creier.

Noradrenalina

Noradrenalina secretat de majoritatea fibrelor simpatice postganglionare și este un neurotransmițător între mulți neuroni ai SNC (de exemplu, hipotalamus, locus ceruleus). Se formează din dopamină prin hidroliză cu ajutorul dopaminei- a-hidroxilază. Noradrenalina este stocată în vezicule sinaptice, după eliberare interacționează cu adrenoreceptorii, reacția se oprește ca urmare a captării norepinefrinei de către partea presinaptică. Nivelul de norepinefrină este determinat de activitatea tirozinhidroxilazei și a monoaminoxidazei. Monoaminoxidaza si catecol- O-metiltransferaza convertește norepinefrina în metaboliți inactivi (normetanefrina, 3-metoxi-4-hidroxi-feniletilen glicol, acid 3-metoxi-4-hidroximandelic).

Noradrenalina- un vasoconstrictor puternic, efectul apare atunci când neurotransmițătorul interacționează cu SMC al peretelui vaselor de sânge.

Serotonina

Serotonina(5-hidroxitriptamina) este un neurotransmițător al multor neuroni centrali (de exemplu, nucleul rafe, neuronii sistemului de activare reticular ascendent). Precursorul este triptofanul, care este hidroxilat de către triptofan hidroxilază la 5-hidroxitriptofan, urmat de decarboxilarea de către decarboxilază. L-aminoacizi. Este scindată de monoaminoxidază pentru a forma acid 5-hidroxiindoacetic.

Depresie caracterizată printr-o scădere a cantității a doi neurotransmițători (norepinefrina și serotonina) și o creștere a expresiei receptorilor acestora. Antidepresivele scad numărul acestor receptori.

sindrom maniacal.În această afecțiune, nivelul de norepinefrină crește pe fondul scăderii cantității de serotonină și adrenoreceptori. Litiul reduce secretia de norepinefrina, formarea de mesageri secundi si creste expresia adrenoreceptorilor.

Acid gamma aminobutiric

Gamma-aacid minobutiric(acidul aminobutiric) este un neurotransmițător inhibitor în sistemul nervos central (ganglionii bazali, cerebel). Se formează din acid glutamic sub acțiunea acidului glutamic decarboxilazei, este captat din spațiul intercelular de partea presinaptică și se degradează sub influența transaminazei GABA.

Epilepsie- explozii sincrone bruște de activitate a grupurilor de neuroni din diferite zone ale creierului, asociate cu o scădere a acțiunii inhibitorii acid p-aminobutiric. Fenitoina stabilizează membrana plasmatică a neuronilor și reduce secreția excesivă a neurotransmițătorului, fenobarbitalul crește legarea GABA la receptori, acidul valproic crește conținutul de neurotransmițător.

Stare de alarmă- reactie psihotica asociata cu scaderea efectului inhibitor al GABA. Benzodiazepinele stimulează interacțiunea neurotransmițătorului cu receptorul și mențin efectul inhibitor acid g-aminobutiric.

beta endorfină

beta endorfină(?-Endorfină) - un neurotransmițător de natură polipeptidică a multor neuroni ai SNC (hipotalamus, amigdale cerebeloase, talamus, loc albăstrui). Proopiomelanocortina este transportată de-a lungul axonilor și scindată de peptidaze în fragmente, dintre care unul este ?-endorfina. Neurotransmițătorul este secretat la sinapsă, interacționează cu receptorii de pe membrana postsinaptică și apoi este hidrolizat de peptidaze.

Substanța P

Substanța P- un neurotransmitator peptidic in neuronii sistemului nervos central si periferic (ganglioni bazali, hipotalamus, ganglioni spinali). Transmiterea stimulilor de durere se realizeaza cu ajutorul substantei P si peptidelor opioide.

Substanța P(din engleză durere, durere) - o neuropeptidă din familia tahikininelor, produsă atât de neuroni, cât și de celulele non-nervoase și care funcționează ca un neurotransmițător (ganglionii bazali, hipotalamus, măduva spinării, unde substanța P transmite excitația din procesul central al unui sensibil neuron către un neuron al tractului spinotalamic; prin receptorii opioizi, encefalina din neuronul intercalar inhibă secreția de substanță P din neuronul senzitiv și conducerea semnalelor dureroase). Substanța P mărește, de asemenea, permeabilitatea peretelui vascular al pielii, vasodilatează sau vasoconstricționează SMC-urile arteriolelor creierului, stimulează secreția glandelor salivare și reduce SMC-urile căilor respiratorii și ale tractului gastrointestinal. Substanța P funcționează și ca mediator inflamator.

Enkefalina metionină și encefalina leucină

Metionină-encefalinași leucina-encefalina- peptide mici (5 resturi de aminoacizi) prezente în mulți neuroni ai SNC (pallidus, talamus, nucleu caudat, substanță cenușie centrală). La fel ca endorfinele, ele sunt formate din pro-opiomelanocortin. După secreție, aceștia interacționează cu receptorii peptidergici (opioizi).

Dinorfine

Acest grup de neurotransmițători este format din 7 peptide cu secvență similară de aminoacizi, care sunt prezente în neuronii din aceleași regiuni anatomice ca și neuronii encefalinergici. Formată din prodinorfină, inactivată prin hidroliză.

Glicină, acizi glutamic și aspartic

Acești aminoacizi sunt neurotransmițători în unele sinapse (glicină în interneuronii măduvei spinării, acid glutamic în neuronii cerebelului și măduvei spinării, acid aspartic în neuronii cortexului). Acizii glutamic și aspartic provoacă răspunsuri excitatoare, iar glicina - inhibitoare.

Orlov R.S., Nozdrachev A.D. fiziologie normală. - M.: GEOTAR-Media, 2009. 688 p. Capitol6. Sinapsele. - Neurotransmițători. pp. 87-88 +CD ROM.

parkinson James (Parkinson James), chirurg englez (1755-1824); în 1817 a publicat o carte despre paralizia tremurătoare.

DOPA(dihidroxifenilalanina). Acest aminoacid este izolat de Vicia faba L, este activ și utilizat ca agent antiparkinsonian, ei L-formă - levodopa ( L-DOPA, levodopa, 3-hidroxi- L-tirozina, L-dihidroxifenilalanina). DOPAß decarboxilază (genă DDC, 107930, 7p11, EC 4.1.1.28) catalizează decarboxilarea L?DOPA; enzima este implicată în sinteza dopaminei, precum și a serotoninei (din 5-hidroxitriptofan).

Timp de secole, opiaceele, în special morfina, au fost folosite ca analgezice. În 1680, Thomas Sydenham scria: „Printre toate medicamentele pe care Atotputernicul le-a dat omului pentru a-i alina suferința, nu există niciuna mai universală și mai eficientă decât opiu”. Dar de ce creierul vertebratelor conține receptori pentru alcaloizi din semințele de mac? Neurofarmacologii au sugerat că receptorii de opiacee nu sunt proiectați pentru a interacționa cu alcaloizii din plante, ci pentru a percepe regulatorii endogeni ai senzației de durere. Conform acestui punct de vedere, morfina are un efect farmacologic doar pentru că imită substanțele care există în corpul animalului. Această problemă a fost în cele din urmă rezolvată în 1975, când John Hughes a izolat două peptide asemănătoare opiaceelor din creierul de porc. Aceste pentapeptide asemănătoare, numite metionină-encefalină și leucină-encefalină, sunt prezente în cantități mari în unele terminații nervoase. Ei par să fie implicați în integrarea informațiilor senzoriale legate de durere.

Un an mai târziu, Roger Guillemin a izolat peptide mai lungi, endorfinele, din lobul intermediar al glandei pituitare. Endorfinele au aproape aceeași capacitate de a ameliora senzația de durere ca și morfina (la aceeași concentrație). Introducerea endorfinelor în ventriculii creierului animalelor de laborator are

Orez. 35.16. Secvențe de aminoacizi ale metionin-encefalinei (A), leucin-encefalinei (B) și P - endorfinei (C). Culoarea albastră arată secvența lor comună de tetrapeptide.

acțiune remarcabilă. Deci, P-endorfina induce analgezie profundă a întregului corp timp de câteva ore, iar în această perioadă temperatura corpului scade. În plus, animalele dezvoltă o stupoare și zac întinse. După câteva ore, efectul endorfinelor dispare, iar animalele se comportă din nou normal. De asemenea, s-a dovedit a fi un fapt surprinzător că efectul endorfinelor dispare la câteva secunde după administrarea naloxonei (Fig. 35.17), un cunoscut antagonist al morfinei. Judecând după răspunsurile comportamentale induse de endorfine, aceste peptide în condiții normale sunt implicate în reglarea răspunsurilor emoționale. Multe dintre metodele necesare pentru a testa această ipoteză au fost deja dezvoltate. Astfel, pentru a determina cantități extrem de mici de peptide, cum ar fi endorfinele, se utilizează radioimunotest, care combină sensibilitatea metodelor radioizotopice cu specificitatea răspunsului imun. Aici ne confruntăm cu nașterea unui domeniu nou și promițător al neuroștiinței și neuropsihiatriei.

Endorfinele se formează din lipotropine în țesutul cerebral și în lobul intermediar al glandei pituitare. Un tip comun de structură pentru acești compuși este o secvență tetrapeptidică la capătul N-terminal. Beta-endorfina se formează din beta-lipotropină prin proteoliză. Beta-lipotropina se formează din precursorul prohormonului proopicortin (greutate moleculară 29 kDa, 134 reziduuri de aminoacizi).

În hipofiza anterioară, molecula precursoare este scindată în ACTH și β-lipotropină, care sunt secretate în plasmă. O mică parte (aproximativ 15%) din b-lipotropină este scindată pentru a forma b-endorfină. Biosinteza proopicortinei în glanda pituitară anterioară este reglată de corticoliberina hipotalamusului. Sunt cunoscute trei proteine precursoare de peptide opioide diferite: proenkefalina, proopiomelanocortin și prodinorfină.

Peptidele opioide naturale au fost izolate pentru prima dată în 1976 din creierul mamiferelor. Acestea au fost așa-numitele encefaline - leucină-encefalină și metionin-encefalină, care diferă doar în C-reziduul terminal.

La începutul anilor 1970, diferite laboratoare din întreaga lume au descoperit că celulele creierului au receptori care leagă morfina și numai în această formă legată devine activă. Nu exista niciun motiv să presupunem că creierul a pregătit special astfel de receptori pentru un ingredient atât de rar precum morfina. Exista suspiciunea că funcția acestor receptori nu era de a lega morfina, ci o substanță apropiată acesteia, produsă de organismul însuși. În 1976, dr. Hughes din Scoția a extras această substanță misterioasă din creierul unui cobai, care a experimentat imediat o scădere bruscă a sensibilității la durere. Hughes a numit substanța encefalina, care înseamnă „din creier” în greacă. Iar profesorul Cho Hao Lee din San Francisco a extras din creierul unei cămile și, mai precis, din glanda pituitară de cămilă, un alt medicament intern care s-a dovedit a fi de 50 de ori mai puternic decât morfina cunoscută. Cho a numit-o endorfină - „morfină internă”. În același 1976, din sângele animalelor au fost izolate încă două medicamente interne, care erau asemănătoare morfinei ca compoziție, dar, spre deosebire de morfina vegetală, nu deprimau respirația și nu duceau la dependență de droguri. Și în final, dr. Pless din Elveția a sintetizat endorfină, adică a făcut-o în laborator, într-o eprubetă, știind exact compoziția chimică și structura acestei substanțe misterioase. Alte peptide opioide, endorfinele, au fost, de asemenea, izolate din extracte de țesut hipofizar și hipotalamic de mamifere. Toate conțin de obicei un reziduu de encefalină în regiunea N-terminală. Toate peptidele opioide endogene sunt sintetizate în organism ca proteine precursoare mari prin proteoliză. Structura spațială a encefalinelor este similară cu cea a morfinei. Enkefalinele și endorfinele au un efect analgezic, reduc activitatea motorie a tractului gastrointestinal și afectează starea emoțională.

· MSH - hormon de stimulare a melanocitelor;

· LPG - hormon lipotrop;

· KPPP - peptidă intermediară asemănătoare corticotropinei;

· ACTH - hormon adrenocorticotrop.

Reglarea secreției

Toate produsele de scindare POMC sunt produse în cantități echimolare și secretate în sânge în același timp. Astfel, este imposibilă creșterea secreției de hormon adrenocorticotrop fără o creștere concomitentă a secreției de hormon beta-lipotrop.Producerea de POMC este reglată de factori care se formează în hipotalamus și nucleul paraventricular al creierului: corticoliberină, arginina vasopresină - activează sinteza ACTH, cortizol - principalul inhibitor al sintezei corticoliberinei și al formării POMC, prin urmare, corticoliberina, arginina vasopresina, cortizolul vor afecta sinteza și secreția de β-endorfine.

Sinteza β-endorfinei scade în bolile endocrine, infecțioase și virale, sindromul de oboseală cronică, iar sinteza poate fi îmbunătățită cu ajutorul activității fizice.

Transport și metabolism periferic

Endorfinele sunt sintetizate „pentru viitor” și eliberate în sânge în anumite porțiuni din cauza golirii veziculelor secretoare. Nivelul lor în sânge crește odată cu creșterea frecvenței eliberării hormonilor din celulele glandulare. Odată ajunsi în sânge, hormonii se leagă de proteinele plasmatice. De obicei, doar 5-10% din moleculele hormonale se află în sânge în stare liberă și numai ele pot interacționa cu receptorii.

Degradarea hormonilor peptidici începe adesea deja în sânge sau pe pereții vaselor de sânge, acest proces fiind deosebit de intens în rinichi. Hormonii proteino-peptidici sunt hidrolizați de proteinaze, și anume exo- (la capetele lanțului) și endopeptidaze. Proteoliza are ca rezultat formarea multor fragmente, dintre care unele pot fi active biologic. Mulți hormoni proteină-peptidă sunt îndepărtați din sistemul de circulație prin legarea de receptorii membranari și prin endocitoza ulterioară a complexului hormon-receptor. Degradarea unor astfel de complexe are loc în lizozomi, produsul final al degradării sunt aminoacizii, care sunt din nou utilizați ca substraturi în procesele anabolice și catabolice.

semnificație biologică

Ținta principală a endorfinelor este așa-numitul sistem opioid (scopul său principal este protecția împotriva daunelor cauzate de stres, ameliorarea durerii și coordonarea activității sistemelor de organe și țesuturi la nivelul întregului organism) al organismului și opioide. receptori în special. Endorfina este responsabilă de reglarea activității tuturor glandelor interne, de funcționarea sistemului imunitar, de nivelul presiunii, iar endorfina afectează și sistemul nervos. Receptorii specifici de morfină au fost găsiți în creier. Acești receptori sunt concentrați pe membranele sinaptice. Sistemul limbic este cel mai bogat în ele, de care depinde răspunsul emoțional. Ulterior, peptidele endogene au fost izolate din țesutul cerebral, imitând diferite efecte ale morfinei la injectare. Aceste peptide, care au capacitatea de a se lega în mod specific de receptorii de opiacee, se numesc endorfine și encefaline.

pentru că Deoarece receptorii hormonilor opiacei sunt localizați pe suprafața exterioară a membranei plasmatice, hormonul nu pătrunde în celulă. Hormonii (primii mesageri ai semnalului) transmit un semnal prin al doilea mesager, al cărui rol este îndeplinit de cAMP, cGMP, inosotol trifosfat, ionii de Ca. După atașarea hormonului la receptor, urmează un lanț de evenimente care modifică metabolismul celulei.

Fiziologic, endorfinele și encefalinele au cel mai puternic efect analgezic, antișoc și antistres, reduc pofta de mâncare și reduc sensibilitatea anumitor părți ale sistemului nervos central. Endorfinele normalizează tensiunea arterială, ritmul respirator, accelerează vindecarea țesuturilor deteriorate, formarea calusului în fracturi.

Endorfinele apar adesea în combinație cu eliberarea de adrenalină. Odată cu antrenamentele lungi, în organism se eliberează adrenalină, durerile musculare cresc și încep să se producă endorfine, care reduc durerea, cresc reacția și viteza de adaptare a organismului la stres.

Ce influențează sistemele de endorfine?

- efecte analgezice

- incetinirea respiratiei, palpitatii - efecte antistres

- întărirea imunității

- reglarea fluxului sanguin renal

- reglarea activitatii intestinale

- participarea la procesele de excitație și inhibiție din sistemul nervos

- participarea la procesele de dezvoltare a conexiunilor asociativ-disociative din sistemul nervos - reglarea intensității metabolismului

- sentiment de euforie

- accelerează vindecarea țesuturilor deteriorate

-formarea calusului osos in fracturi

În plus, endorfinele sunt asociate cu termoreglarea, memoria, lipoliza, reproducerea, plăcerea, descompunerea grăsimilor în organism, antidiureza, suprimarea hiperventilației ca răspuns la creșterea dioxidului de carbon și inhibarea sintezei tirotropinei și gonadotropinei.

Patologie

O lipsă de endorfine se remarcă în depresie, într-o situație de stres emoțional constant, exacerbează bolile cronice, putând determina sindromul de oboseală cronică. Prin urmare, depresia însoțitoare a dispoziției și susceptibilitatea crescută la boli infecțioase.

Producția de endorfine este redusă în unele patologii. Din cauza lipsei de endorfine din organism, creste riscul bolilor cronice, asa-numitele „boli ale stilului de viata”, care au fost in ultima vreme principala cauza de deces. Bolile stilului de viață sunt diabetul, bolile cardiovasculare, bolile respiratorii cronice, cancerul și obezitatea.

Lipsa endorfinelor se exprimă prin apatie, o stare foarte proastă și în cele din urmă duce o persoană la depresie. Toată lumea vrea să știe cum să se bucure de viață. Sentimentul de plăcere la o persoană apare odată cu creșterea nivelului de endorfine, care sunt produse de creier și acest compus chimic este similar cu medicamentul morfina. Prin urmare, endorfina a primit un astfel de nume - morfină endogene, adică produsă de organismul însuși.

Cea mai severă manifestare este anhedonia, o boală în care o persoană nu este capabilă să experimenteze plăcere.

Neurohormoni

Neurohormonii sunt substanțe cu activitate fiziologică ridicată care sunt produse în celulele neurosecretoare ale sistemului nervos (neuroni).

După mecanismul de acțiune, aceștia au multe în comun cu neurotransmițătorii, dar neurohormonii, spre deosebire de aceștia, pătrund în sânge și în alte fluide biologice ale organismului (limfa, lichid cefalorahidian și lichid tisular) și au un efect de reglare la distanță pe termen lung.

După structura chimică, neurohormonii sunt peptide (conțin aminoacizi) sau catecolamine (amine biogene), fragmentul lor obligatoriu este 3,4-dihidroxifenilalanina (catecol).

Neurohormonii mențin homeostazia apă-sare, reglează tonusul mușchilor netezi și procesele metabolice și, de asemenea, participă la reglarea glandelor endocrine. În general, funcția acestor substanțe este de a menține funcțiile protectoare și adaptative ale organismului.

Sinteza neurohormonilor are loc în celulele neurosecretoare ale hipotalamusului (dopamină, vasopresină, oxitocină, norepinefrină, serotonină și factori de eliberare), măduva spinării, glanda pineală, glandele suprarenale (țesutul cromafin al medulului), sunt sintetizate și în ganglioni. , paraganglionii și trunchiurile nervoase ale sistemului nervos autonom (sinteza adrenalinei și norepinefrinei).

Procesul de biosinteză a neurohormonilor peptidici are loc în corpul neuronului, într-o structură numită reticul endoplasmatic; apoi în complexul Golgi sunt împachetate în granule și de acolo sunt transportate de-a lungul axonului până la terminațiile nervoase.

Neurofiziologia somnului

Mecanismele neurofiziologice ale somnului și caracteristicile sale legate de vârstă

Somnul este o stare fiziologică, care se caracterizează prin pierderea conexiunilor mentale active ale subiectului cu lumea din jurul său. Somnul este vital pentru animalele superioare și pentru oameni. Multă vreme s-a crezut că somnul este o odihnă necesară pentru a restabili energia celulelor creierului după starea de veghe activă. Cu toate acestea, s-a dovedit că activitatea creierului în timpul somnului este adesea mai mare decât în timpul stării de veghe. S-a constatat că activitatea neuronilor într-o serie de structuri ale creierului în timpul somnului crește semnificativ; somnul este un proces fiziologic activ.

stadiile de somn

Reacțiile reflexe în timpul somnului sunt reduse. O persoană adormită nu răspunde la multe influențe externe, decât dacă acestea sunt de o putere excesivă.

Teoriile somnului:

teoria umorală, consideră substanțele care apar în sânge în timpul stării de veghe prelungite drept cauza somnului. Dovada acestei teorii este un experiment în care un câine treaz a fost transfuzat cu sângele unui animal lipsit de somn în timpul zilei. Animalul primitor a adormit imediat. Dar factorii umorali nu pot fi considerați drept cauza absolută a somnului. Acest lucru este evidențiat de observațiile comportamentului a două perechi de gemeni neseparați. În ei, divizarea sistemului nervos a avut loc complet, iar sistemele circulatorii aveau multe anastomoze. Acești gemeni puteau dormi la ore diferite: o fată, de exemplu, putea dormi, în timp ce cealaltă era trează.

Teorii subcorticale și corticale ale somnului. Cu diverse tumori sau leziuni infecțioase ale formațiunilor subcorticale, în special stem, ale creierului, pacienții au diverse tulburări de somn - de la insomnie până la somn letargic prelungit, ceea ce indică prezența centrelor de somn subcorticale. Când structurile posterioare ale subtalamusului și hipotalamusului au fost stimulate, animalele au adormit, iar după ce stimularea a încetat, s-au trezit, ceea ce indică prezența unor centri de somn în aceste structuri.

Teoria chimică. Conform acestei teorii, produsele ușor oxidate se acumulează în celulele corpului în timpul stării de veghe, ca urmare, apare deficiența de oxigen și o persoană adoarme. Adormim nu pentru că suntem otrăviți sau obosiți, ci pentru a nu fi otrăviți și a nu fi obosiți.

Funcții de somn

o asigură odihnă organismului.

o joacă un rol important în procesele metabolice. În timpul somnului non-REM, hormonul de creștere este eliberat. Somn REM: refacerea plasticității neuronilor și îmbogățirea lor cu oxigen; biosinteza proteinelor și ARN-ul neuronilor.

o contribuie la prelucrarea și stocarea informațiilor. Somnul (în special somnul lent) facilitează consolidarea materialului studiat, somnul REM implementează modele subconștiente ale evenimentelor așteptate. Această din urmă împrejurare poate servi drept unul dintre motivele fenomenului deja vu.

o aceasta este o adaptare a corpului la o schimbare de iluminare (zi-noapte).

o restabilește imunitatea prin activarea limfocitelor T care luptă împotriva răcelilor și a bolilor virale.

Soiuri de somn

În urma unor cercetări mai detaliate, s-a dovedit că în ceea ce privește manifestările sale fiziologice, somnul este eterogen și are două varietăți: lent (calm sau ortodox) și rapid (activ sau paradoxal).

În cazul somnului lent, există o scădere a frecvenței respirației și a ritmului cardiac, relaxarea musculară și încetinirea mișcărilor oculare. Pe măsură ce somnul NREM se adâncește, numărul total de mișcări ale celui care doarme devine minim. În acest moment, este greu să-l trezești. Somnul non-REM durează de obicei 75 - 80%.

Odată cu somnul REM, funcțiile fiziologice, dimpotrivă, sunt activate: respirația și ritmul cardiac devin mai frecvente, activitatea motrică a dormitorului crește, mișcările globilor oculari devin rapide (în legătură cu care acest tip de somn era numit „rapid "). Mișcările rapide ale ochilor indică faptul că cel care doarme în acest moment visează. Și dacă îl trezești la 10 - 15 minute după încheierea mișcărilor rapide ale ochilor, el va vorbi despre ceea ce a văzut în vis. Când se trezește în timpul somnului non-REM, o persoană, de regulă, nu își amintește visele. În ciuda activării relativ mai mari a funcțiilor fiziologice în somnul REM, mușchii corpului în această perioadă sunt relaxați și este mult mai dificil să treziți cel care doarme. Somnul REM este esențial pentru viața corpului. Dacă o persoană este lipsită artificial de somn REM (pentru a fi trezită în perioadele de mișcări rapide ale ochilor), atunci, în ciuda duratei totale destul de suficiente a somnului, după cinci până la șapte zile va dezvolta tulburări mentale.

Alternarea somnului rapid și lent este tipică pentru oamenii sănătoși, în timp ce persoana se simte bine odihnită și alertă.

Există o altă clasificare a etapelor de somn:

1. Faza de egalizare: caracterizată printr-un efect atât asupra stimulilor puternici, cât și asupra stimulilor slabi.

2. Faza paradoxală: stimulii puternici provoacă răspunsuri mai slabe decât stimulii slabi.

3. Faza ultradoxală: un stimul pozitiv inhibă, iar un stimul negativ provoacă un reflex condiționat.

4. Faza narcotică: o scădere generală a activității reflexe condiționate cu o scădere mult mai puternică a reflexelor la stimulii slabi decât la cei puternici.

5. Faza inhibitorie: inhibarea completa a reflexelor conditionate

Caracteristici de vârstă:

Somnul copiilor este superficial și sensibil. Ei dorm de mai multe ori pe zi.

La nou-născuți, somnul ocupă cea mai mare parte a zilei, iar somnul activat sau somnul agitat (analog somnului REM la adulți) reprezintă cea mai mare parte a somnului. În primele luni după naștere, timpul de veghe crește rapid, proporția somnului REM scade, iar somnul cu unde lente crește.

Igiena somnului:

Somnul ar trebui să aibă o durată și o adâncime suficientă pentru vârstă. Se presupune că trebuie să doarmă mai mult timp pentru copiii cu sănătate precară, care se recuperează după boli infecțioase acute, excitabilitatea crescută a sistemului nervos și copiii care obosesc rapid. Înainte de a merge la culcare, jocurile interesante, munca mentală îmbunătățită ar trebui excluse. Cina trebuie să fie ușoară, nu mai târziu de 2-1,5 ore înainte de culcare. Favorabil pentru somn:

aer proaspăt, rece din interior (15-16)

Patul nu trebuie să fie moale sau dur.

lenjerie de pat curată, moale, fără șifonare

Este mai bine să vă culcați pe partea dreaptă sau pe spate, ceea ce oferă o respirație mai liberă, nu complică munca inimii.

Copiii ar trebui învățați să se ridice și să se culce în același timp. Copilul își formează destul de ușor reflexe condiționate la situația de somn. Stimulul condiționat în acest caz este momentul de a merge la culcare.

Neurofiziologia SNA

Conceptul de sistem nervos autonom a fost introdus pentru prima dată în 1801 de către medicul francez A. Besha. Acest departament al sistemului nervos central asigură funcțiile vegetative ale corpului și include trei componente:

1) simpatic;

2) parasimpatic;

3) metasimpatic.

Funcțiile vegetative includ acele funcții care asigură metabolismul în corpul nostru (digestia, circulația sângelui, respirația, excreția etc.). Acestea includ, de asemenea, asigurarea creșterii și dezvoltării organismului, reproducerea, pregătirea organismului pentru efecte adverse. Sistemul vegetativ reglează activitatea organelor interne, a vaselor de sânge, a glandelor sudoripare și a altor funcții similare. Reglează metabolismul, excitabilitatea și autonomia organelor interne, precum și starea fiziologică a țesuturilor și a organelor individuale (inclusiv creierul și măduva spinării), adaptându-le activitatea la condițiile de mediu.

Compartimentul simpatic al sistemului nervos asigură mobilizarea resurselor organismului (energetice și intelectuale) pentru a efectua o muncă urgentă.Este clar că acest lucru poate duce la dezechilibre în organism.Restabilirea echilibrului și a constanței mediului intern al organismului este sarcina sistemului nervos parasimpatic.deplasările cauzate de influența departamentului simpatic restabilesc și mențin homeostazia.În acest sens, activitatea acestor departamente ale sistemului nervos autonom într-o serie de reacții se manifestă ca antagonistă.

Sub homeostazie în fiziologie este înțeleasă ca menținerea constantă a parametrilor mediului intern în organism. Acestea includ menținerea unei compoziții constante a sângelui, a temperaturii corpului etc.

Centrii sistemului nervos autonom sunt localizați în trunchiul cerebral și măduva spinării. Centrii sistemului nervos parasimpatic sunt localizați în trunchiul cerebral și în măduva spinării sacrale.În mezencefal există centri care reglează expansiunea pupilei și acomodarea ochiului. În medula oblongata există centri ai sistemului nervos parasimpatic, din care pleacă fibre ca parte a nervilor vagi, faciali și glosofaringieni. Aceste centre sunt implicate în implementarea unui număr de funcții, inclusiv reglarea activității unui număr de organe interne (inima, stomacul, intestinele, ficatul etc.), „declanșează” eliberarea de salivă, lichid lacrimal etc. .Toate aceste funcţii efectuate după principiul reflex (după tipul de răspuns la un stimul). Unele dintre aceste reflexe vor fi descrise mai jos.

În segmentele sacrale ale măduvei spinării există și centre ale sistemului nervos autonom parasimpatic. Fibrele din acestea merg ca parte a nervilor pelvieni, care inervează organele pelvine (intestinul gros, vezica urinară, organele genitale etc.).

Centrii sistemului nervos simpatic sunt localizați în segmentele toracice și lombare ale măduvei spinării. Fibrele vegetative din acești centri pleacă ca parte a rădăcinilor anterioare ale măduvei spinării împreună cu nervii motori.

Toți centrii sistemului simpatic și nervos parasimpatic enumerați mai sus sunt subordonați centrului autonom superior - hipotalamusul. Hipotalamusul, la rândul său, este influențat de o serie de alți centri ai creierului. Toți acești centri formează sistemul limbic O descriere completă a sistemului va fi dată în subiectul relevant, iar acum vom lua în considerare „munca” părților periferice ale sistemului nervos autonom.

Pe ambele părți ale coloanei vertebrale din partea ventrală sunt două trunchiuri ale sistemului nervos simpatic. Se mai numesc și lanțuri simpatice. Lanțul este format din ganglioni individuali conectați între ei și măduva spinării prin numeroase fibre nervoase. Fiecare fibră care ajunge la ganglion inervează până la câteva zeci de neuroni din ganglion (divergență). Datorită unui astfel de dispozitiv, influențele simpatice au de obicei un caracter revărsat, generalizat. La rândul lor, nervii pleacă din acești ganglioni, care sunt direcționați către pereții vaselor de sânge, glandele sudoripare și organele interne. Pe lângă ganglionii trunchiului de frontieră, la o oarecare distanță de aceștia se află așa-numiții ganglioni prevertebrali, cei mai mari dintre ei sunt plexul solar și nodulii mezenterici.

Glandele suprarenale joacă un rol important în activitatea sistemului nervos simpatic, ele se formează la om în perioada prenatală datorită migrării neuroblastelor (neuroni încă nediferențiați) din tubul neural în regiunea rinichilor. Acolo, aceste celule formează un organ special pe vârfurile ambilor rinichi - glandele suprarenale. Glandele suprarenale sunt inervate de nervi simpatici. În plus, ele pot fi activate de hormonul adrenocorticotrop, care este eliberat ca răspuns la stresul din glanda pituitară și ajunge la glandele suprarenale împreună cu sângele. Sub acțiunea acestui hormon, un amestec de adrenalină și adrenalină este eliberat în sânge din glandele suprarenale, care sunt transportate prin fluxul sanguin și provoacă o serie de reacții simpatice (creșterea ritmului contracțiilor inimii, transpirație, creșterea aportului de sânge către mușchi, înroșirea pielii și multe altele).

Axonii neuronilor simpatici din sinapsele periferice secretă adrenalina mediatoare.Moleculele de adrenalină și norepinefrină interacționează cu receptorii corespunzători. Sunt cunoscute două tipuri de astfel de receptori: adrenoreceptori alfa și beta. Unele organe interne au doar unul dintre acești receptori, în timp ce altele au ambii. Deci, în pereții vaselor de sânge există atât receptori alfa- și beta-adrenergici. Conexiunea mediatorului simpatic cu receptorul alfa-adrenergic determină îngustarea arteriolelor, iar legătura cu receptorul beta-adrenergic determină expansiunea arteriolelor. În intestin, unde sunt prezente ambele tipuri de receptori adrenergici, mediatorul îi inhibă activitatea. În mușchiul inimii și pereții bronhiilor există doar receptori beta-adrenergici - un mediator simpatic provoacă extinderea bronhiilor și creșterea ritmului cardiac.

Ganglionii diviziunii parasimpatice a sistemului nervos autonom, spre deosebire de cei simpatici, sunt localizați în pereții organelor interne sau în apropierea acestora. Fibra nervoasă (axonul unui neuron) din centrul parasimpatic corespunzător din trunchiul cerebral sau măduva spinării sacrale ajunge la organul inervat fără întrerupere și se termină pe neuronii ganglionului parasimpatic. Următorul neuron parasimpatic este situat fie în interiorul organului, fie în imediata apropiere a acestuia. Fibrele intraorganice și ganglionii formează plexuri bogate în neuroni în pereții multor organe interne ale inimii, plămânilor, esofagului, stomacului etc., precum și în glandele de secreție externă și internă. Designul anatomic al părții parasimpatice a sistemului nervos vegetativ indică faptul că influența sa asupra organelor este mai locală decât cea a sistemului nervos simpatic.

Mediatorul în sinapsele periferice ale sistemului nervos parasimpatic este acetilcolina, la care există două tipuri de receptori: receptori M- și H-colinergici. Această diviziune se bazează pe faptul că receptorii M-colinergici își pierd sensibilitatea la acetilcolină sub influența atropinei (izolate din ciuperca din genul Muscaris), receptorii H-colinergici - sub influența nicotinei.

Influența sistemului autonom simpatic și parasimpatic asupra funcțiilor corpului. În majoritatea organelor, excitarea sistemelor autonome simpatic și nervos parasimpatic produce efecte opuse. Cu toate acestea, trebuie reținut că aceste interacțiuni nu sunt simple. De exemplu, nervii parasimpatici determină relaxarea sfincterelor vezicii urinare și, în același timp, contracția mușchilor acesteia. Nervii simpatici contractează sfincterul și relaxează simultan mușchii. Un alt exemplu: stimularea nervilor simpatici crește ritmul și puterea contracțiilor inimii, iar iritația nervului vag (parasimpatic) reduce ritmul și puterea contracțiilor inimii. Mai mult, studiile au arătat că între aceste părți ale sistemului nervos autonom nu există doar antagonism (multidirecțional), ci și sinergism (unidirecțional). O creștere a tonusului unei secțiuni a sistemului nervos autonom, de regulă, duce la o creștere a tonusului altei secțiuni. Mai mult, s-a dovedit că există organe și țesuturi cu un singur tip de inervație. De exemplu, vasele pielii, medula suprarenală, uterul, mușchii scheletici și unele altele au doar inervație simpatică, în timp ce glandele salivare sunt inervate doar de fibre parasimpatice.

Reflexe vegetative. Aceste reflexe sunt numeroase. Ele sunt implicate în multe reglementări ale corpului uman. În implementarea reflexelor vegetative, influențele sunt transmise de-a lungul nervilor corespunzători (simpatici sau parasimpatici) din sistemul nervos central. În practica medicală, cea mai mare importanță o acordă reflexelor viscero-viscerale (de la un organ intern la altul), viscero-dermic (de la organele interne la piele) și dermo-viscerale (de la piele la organele interne).

Printre viscero-viscerale se numără modificările reflexe ale activității cardiace, tonusul vascular, umplerea cu sânge a splinei cu creșterea sau scăderea presiunii în aortă, sinusul carotidian sau vasele pulmonare. De exemplu, datorită includerii unui astfel de reflex, stopul cardiac apare atunci când organele abdominale sunt iritate. Reflexele viscero-dermice apar atunci când organele interne sunt iritate și se manifestă printr-o modificare a sensibilității zonelor de piele corespunzătoare (în funcție de care organ este iritat), transpirație și reacții vasculare. Reflexele dermo-viscerale se manifestă prin faptul că atunci când anumite zone ale pielii sunt iritate, funcționarea organelor interne corespunzătoare se modifică. De fapt, utilizarea încălzirii sau răcirii anumitor zone ale pielii în scopuri terapeutice se bazează pe mecanismul acestor reflexe, de exemplu, pentru durerea în organele interne.

Reflexele vegetative sunt adesea folosite de medici pentru a judeca starea funcțională a sistemului nervos autonom. De exemplu, în clinică, modificările reflexe ale vaselor de sânge sunt adesea studiate în timpul iritației mecanice a pielii (de exemplu, când un obiect contondent este trecut peste piele). La o persoană sănătoasă, acest lucru determină o albire de scurtă durată a zonei cutanate iritate (dermografie albă, derma-piele). Cu o excitabilitate ridicată a sistemului nervos autonom, la locul iritației pielii apare o bandă roșie, mărginită de dungi palide ale vaselor îngustate (dermografie roșie), și cu o sensibilitate și mai mare, edem cutanat în acest loc. Adesea, în clinică, testele funcționale autonome sunt folosite pentru a judeca starea sistemului nervos autonom. De exemplu, reacția ortostatică: atunci când treceți dintr-o poziție întinsă într-o poziție în picioare, există o creștere a tensiunii arteriale și o creștere a ritmului cardiac. Natura modificării tensiunii arteriale și a activității cardiace în timpul acestui test poate servi ca semn de diagnostic al unei boli în sistemul de control al tensiunii arteriale. Un alt exemplu este reactia oculo-cardiaca (reflexul Ashner): la apasarea globilor oculari se produce o scadere pe termen scurt a ritmului cardiac.

Centrele vegetative. În medula oblongata se află centrii nervoși care inhibă activitatea inimii (nucleul nervului vag). În formarea reticulară a medulei oblongate există un centru vasomotor, format din două zone: presor și depresor. Excitarea zonei depresoare duce la vasoconstricție, iar excitarea zonei depresoare duce la extinderea acestora. Centrul vasomotor și nucleii nervului vag trimit în mod constant impulsuri, datorită cărora se menține un tonus constant: arterele și arteriolele sunt în mod constant oarecum îngustate, iar activitatea cardiacă este încetinită.

În medula oblongata se află centrul respirator, care, la rândul său, este format din centrele de inspirație și expirație. La nivelul punții se află un centru respirator (centru pneumotaxic) de nivel superior, care adaptează respirația la modificările activității fizice. Respirația unei persoane poate fi, de asemenea, controlată voluntar din partea cortexului cerebral, de exemplu, în timpul vorbirii.

În medula oblongata există centri care stimulează secreția glandelor salivare, lacrimale și gastrice, secreția de bilă din vezica biliară și secreția pancreasului. În mezencefal, sub tuberculii anteriori ai cvadrigeminei, există centrii parasimpatici de acomodare a ochiului și reflexul pupilar. Toți centrii sistemelor simpatic și parasimpatic enumerați mai sus sunt subordonați centrului autonom superior - hipotalamusul.

Rolul hipotalamusului în reglarea funcțiilor autonome. Influența asupra reglării simpatice și parasimpatice permite hipotalamusului să influențeze funcțiile autonome ale corpului prin căi umorale și nervoase. Anterior, se înțelegea deja că iritația nucleelor grupului anterior este însoțită de efecte parasimpatice. Iritația nucleelor grupului posterior provoacă efecte simpatice în funcționarea organelor. Stimularea nucleelor grupului de mijloc duce la o scădere a influenței diviziunii simpatice a sistemului nervos autonom. Distribuția specificată a funcțiilor hipotalamusului nu este absolută. Toate structurile hipotalamusului sunt capabile să inducă efecte simpatice și parasimpatice în grade diferite. În consecință, există relații funcționale complementare, care se compensează reciproc între structurile hipotalamusului.

În general, datorită numărului mare de conexiuni, polifuncționalității structurilor, hipotalamusul îndeplinește o funcție integratoare de reglare autonomă, somatică și endocrină, care se manifestă și în organizarea unui număr de funcții specifice de către nucleele sale. Deci, în hipotalamus există centre de homeostazie, termoreglare, foame și sațietate, sete și satisfacerea ei, comportament sexual, frică, furie, reglarea ciclului veghe-somn. Toți acești centri își realizează funcțiile prin activarea sau inhibarea părții autonome a sistemului nervos, a sistemului endocrin, a structurilor trunchiului cerebral și a creierului anterior.

Hipotalamusul, la rândul său, este influențat de o serie de centri superiori ai creierului, inclusiv cortexul.

Prin urmare, Sistemul nervos autonom are o serie de caracteristici anatomice și fiziologice care determină mecanismele activității sale:

Proprietăți anatomice

1. Dispunerea tricomponentă a centrilor nervoși. Nivelul cel mai de jos al secțiunii simpatice este reprezentat de coarnele laterale de la vertebrele VII cervicale până la III-IV lombare, iar cele parasimpatice - de segmentele sacrale și trunchiul cerebral. Centrii subcorticali superiori sunt situati la marginea nucleilor hipotalamusului (diviziunea simpatica este grupul posterior, iar diviziunea parasimpatica este cea anterioara). Nivelul cortical se află în regiunea câmpurilor Brodmann al șaselea-al optulea (zona motosenzorială), punct în care se realizează localizarea impulsurilor nervoase de intrare. Datorită prezenței unei astfel de structuri a sistemului nervos autonom, activitatea organelor interne nu atinge pragul conștiinței noastre.

2. Prezența ganglionilor autonomi. În departamentul simpatic, ele sunt situate fie pe ambele părți de-a lungul coloanei vertebrale (lanțul nervos simpatic), fie fac parte din plex. Astfel, arcul are un traseu preganglionar scurt și un traseu postganglionar lung. Neuronii diviziunii parasimpatice sunt localizați în ganglion, situat în apropierea organului de lucru sau în peretele acestuia, astfel încât arcul are un traseu preganglionar lung și postganglionar scurt.

Proprietăți fiziologice

1. Caracteristici ale funcționării ganglionilor autonomi. Prezența fenomenului de înmulțire (apariția simultană a două procese opuse - divergența și convergența). Divergența este divergența impulsurilor nervoase de la corpul unui neuron la mai multe fibre postganglionare ale altuia. Convergenta - convergenta pe corpul fiecarui neuron postganglionar a impulsurilor de la mai multe preganglionare. Acest lucru asigură fiabilitatea transmiterii informațiilor de la sistemul nervos central către corpul de lucru. O creștere a duratei potențialului postsinaptic, prezența hiperpolarizării urmelor și întârzierea sinaptică contribuie la transmiterea excitației la o viteză de 1,5-3,0 m/s. Cu toate acestea, impulsurile sunt parțial stinse sau complet blocate în ganglionii autonomi. Astfel, ele reglează fluxul de informații din SNC. Datorită acestei proprietăți, ei sunt numiți centri nervoși plasați la periferie, iar sistemul nervos autonom este numit autonom.

2. Caracteristicile fibrelor nervoase. Fibrele nervoase preganglionare aparțin grupului B și conduc excitația cu o viteză de 3-18 m/s, fibrele nervoase postganglionare aparțin grupului C. Ele conduc excitația cu o viteză de 0,5–3,0 m/s. Deoarece calea eferentă a diviziunii simpatice este reprezentată de fibre preganglionare, iar calea parasimpatică este reprezentată de fibre postganglionare, viteza de transmitere a impulsurilor este mai mare în sistemul nervos parasimpatic.

În general, sistemul nervos simpatic îndeplinește o funcție adaptiv-trofică, fiind inclus în muncă în timpul efortului fizic, reacțiilor emoționale, stresului, durerii, pierderilor de sânge. Oferă adaptarea organismului la condițiile în schimbare ale mediului de existență.

Sistemul nervos parasimpatic este un antagonist al simpaticului și îndeplinește funcții homeostatice și de protecție, reglează golirea organelor goale. Rolul homeostatic este reparator și operează în repaus. Aceasta se manifestă sub forma unei scăderi a frecvenței și a forței contracțiilor inimii, stimularea activității tractului gastrointestinal cu scăderea nivelului de glucoză din sânge etc.

Ministerul Sănătății al Republicii Belarus

EE „Universitatea Medicală de Stat Gomel”

Catedra de Chimie Biologică

Endorfinele

Pregătit de un elev al grupului l-206 Kurmaz V.A.

Bifat Myshkovets N.S.

Gomel 2013

Informații generale-3

Semnificația biologică-6

Patologia-7

Literatura-9

Informatii generale

Endorfinele(morfine endogene (în numele vechiului zeu grecesc Morpheus - „cel care formează vise”) - un grup de compuși chimici polipeptidici similar ca structură cu opiaceele (compuși asemănătoare morfinei), care sunt produși în mod natural în neuronii creierului și au capacitatea de a reduce durerea în mod similar cu opiaceele și influențează starea emoțională. Endorfinele sunt formate din lipotropine în țesutul cerebral și în glanda pituitară intermediară. Tipul comun de structură pentru acești compuși este o secvență tetrapeptidică la capătul N-terminal. .Beta-endorfina se formează din beta-lipotropină prin proteoliză.Beta-lipotropina se formează dintr-un precursor - prohormon proopicortina (greutate moleculară 29 kDa, 134 resturi de aminoacizi).În hipofiza anterioară, molecula precursoare este scindată în ACTH și b-lipotropină, care sunt secretate în plasmă. O mică parte (aproximativ 15%) din b-lipotropină este scindată pentru a forma b-endorfină. Biosinteza proopicortinei în glanda pituitară anterioară este reglată de cortico liberina a hipotalamusului. Sunt cunoscute trei proteine precursoare de peptide opioide diferite: proenkefalina, proopiomelanocortin și prodinorfină.

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

N-Tyr-Gli-Gli-Fen- Leu-OH leucină-encefalină

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-endorfină

MSH - hormon de stimulare a melanocitelor;

LPG - hormon lipotrop;

KPPP - peptidă intermediară asemănătoare corticotropinei;

ACTH - hormon adrenocorticotrop.

Reglarea secreției

Sinteza β-endorfinei scade în bolile endocrine, infecțioase și virale, sindromul de oboseală cronică, iar sinteza poate fi îmbunătățită cu ajutorul activității fizice.

Transport și metabolism periferic

semnificație biologică

Ce influențează sistemele de endorfine?

Efecte anti-durere

Decelerația respirației, palpitații - efecte antistres

Întărirea imunității

Reglarea fluxului sanguin renal

reglarea activității intestinale

Participarea la procesele de excitație și inhibiție din sistemul nervos

Participarea la procesele de dezvoltare a conexiunilor asociativ-disociative în sistemul nervos - reglarea intensității metabolice

Senzație de euforie

Accelerează vindecarea țesuturilor deteriorate

Formarea osului în fracturi

Patologie

Cea mai severă manifestare este anhedonia, o boală în care o persoană nu este capabilă să experimenteze plăcere.

Literatură

Endocrinologie și metabolism / Under. ed. P. Feliga et al. M.: Medicine, 1985.

Berezov, T.T. Chimie biologică / T.T. Berezov, B.F. Korovkin. – M.: Medicină,

Rosen V. B. Fundamentele endocrinologiei. Moscova: Școala superioară, 1984.

http://dic.academic.ru/

Portal pentru student. Autoinstruire

Lucrare practică pe secțiune „Reproducția informațiilor genetice”