Teoretická konformačná analýza leucín-enkefalínu, N-terminálneho tridekapeptidu dynorfínu a ich analógov Damirov Aslan Gasan ogly. Opioidné peptidy

Praktická práca na úseku
"Reprodukcia genetickej informácie"

Je známe, že moderný kurz všeobecnej biológie pre školy obsahuje nedostatočné materiály pre praktické hodiny. Okrem toho nedostatok alebo nedostatok materiálnej základne, nedostatok vybavenia a pomôcok v školských chemických a biologických laboratóriách spôsobuje sťaženú situáciu s laboratórnymi a praktickými hodinami v rámci všeobecnej biológie. Takáto časť kurzu ako „Reprodukcia genetickej informácie“ však poskytuje dostatok príležitostí na praktický výcvik s cieľom rozvíjať zručnosti v spracovaní a prevádzke genetickej informácie.

Táto práca je rozvinutím praktickej lekcie, ktorú možno použiť na vykonávanie nezávislej a kontrolnej práce na túto tému so zapojením materiálov o bunkovej chémii.

Počas kurzu je možné dosiahnuť nasledujúce ciele.

1. Upevnenie poznatkov o štruktúre a vlastnostiach genetického kódu.

2. Upevnenie poznatkov o procese reduplikácie - kopírovanie matrice DNA a princípe komplementarity.

3. Upevňovanie poznatkov o transkripcii a translácii genetickej informácie – proces prenosu.

4. Formulácia základného princípu biológie o prenose genetickej informácie v bunke:
DNA ---> mRNA ---> proteín.

5. Vysvetlenie možnosti prenosu informácií vírusmi obsahujúcimi RNA podľa schémy:
vírusová RNA ---> cDNA ---> mRNA ---> vírusový proteín.

7. Oboznámenie sa s metódami modernej biotechnológie.

Samozrejme, ciele navrhovanej úlohy tým nie sú ani zďaleka vyčerpané, ale pokrývajú najdôležitejšie časti témy „Reprodukcia genetickej informácie“.

Na vedenie lekcie je potrebná dobrá znalosť materiálu o vlastnostiach a štruktúre genetického kódu, procesoch reprodukcie genetickej informácie (replikácia, transkripcia a translácia), princíp komplementarity, Chargaffovo pravidlo, ktoré treba zopakovať pred prácou.

K prenosu genetickej informácie vždy dochádza určitým spôsobom, čo sa odráža v takzvanej „centrálnej dogme biológie“, a to len smerom od DNA k mRNA a ďalej k proteínu.

Prvá etapa reprodukcie genetickej informácie, tzv prepis, prebieha pomocou RNA polymerázy, ktorá vytvára komplementárnu kópiu génu vo forme mRNA.

V druhej etape, ktorá je tzv vysielať, informácie sa prekladajú z reči nukleotidov (RNA) do reči aminokyselín (proteín). Dochádza tak k realizácii genetickej informácie pre stavbu funkčných jednotiek – molekúl bielkovín so špecifickými funkciami, ktoré sú aj geneticky fixované.

Keď vírusy obsahujúce RNA vstúpia do bunky, informácie sa môžu prenášať pozdĺž reťazca: vírusová RNA ---> cDNA ---> DNA ---> mRNA ---> vírusový proteín. Tento proces sa realizuje pomocou reverznej transkriptázy, ktorá v prvej fáze reprodukcie genetickej informácie vírusu vytvára kódujúcu DNA (cDNA) podľa vírusovej RNA templátu. Táto cDNA sa potom vloží do DNA hostiteľskej bunky. Stáva sa to však len vtedy, keď sa použijú zdroje bunky, do ktorej vírus vnikol.

Takáto schéma prenosu genetickej informácie sa považuje za atavizmus. Je to spôsobené tým, že RNA zjavne v priebehu chemickej evolúcie začala hrať úlohu informačnej molekuly skôr ako DNA. Hlavným argumentom v prospech tohto tvrdenia je prítomnosť enzymatickej aktivity v molekulách RNA, ktorú objavil Thomas Cech, a schopnosť molekúl RNA reprodukovať sa. Autor tohto objavu bol ocenený Nobelovou cenou.

Aktivita ribozýmu RNA je však desaťtisíckrát nižšia ako aktivita RNA polymerázy a majú ju len krátke fragmenty RNA, oligonukleotidy dlhé do 50–100 báz. Na druhej strane existuje názor, že aktivita ribozýmu je sekundárna a nemá nič spoločné s chemickou evolúciou.

Na záznam genetickej informácie sa používa jeden genetický kód. Ak sa aminokyselinová sekvencia proteínu stane známou v jednom laboratóriu, potom môžu byť zodpovedajúce nukleotidové sekvencie DNA (alebo RNA) napísané v inom laboratóriu a naopak.

Na triednu prácu možno ponúknuť niekoľko foriem práce založených na vypĺňaní nukleotidových máp a máp aminokyselín zodpovedajúcich polypeptidov (prílohy 1-4). Môže ísť o individuálnu alebo skupinovú prácu. Skupinovú prácu si možno predstaviť ako prácu samostatných biotechnologických laboratórií, z ktorých každý člen vykonáva určitú operáciu. Jednotliví študenti alebo skupiny si vymieňajú kartičky a postupne ich plnia. Skupina odborníkov alebo jeden odborník (môže to byť učiteľ) na konci práce skontroluje karty, pričom odhalí chyby mutácie.

Zložitosť práce bude závisieť od schopnosti použiť vzdelávací materiál: tabuľky genetického kódu, reduplikačné, transkripčné a translačné schémy, tabuľky komplementarity, vlastnosti genetického kódu atď. Hodina môže mať charakter laboratórneho, praktického , samostatná alebo kontrolná práca.

Na špecifikáciu úloh je lepšie použiť mapy malých polypeptidov, napríklad niektorých peptidových hormónov. Na tento účel je vhodné použiť oligopeptidy hormónov vazopresín a oxytocín, ako aj metionín- a leucín-enkefalíny - prirodzené endorfíny produkované v tele zvierat a ľudí (prílohy 1–4). Široké spektrum účinku má vazopresín a oxytocín, v súvislosti s problémom drogovej závislosti a vysvetlením narkotického účinku pútajú pozornosť endogénne látky podobné morfínu.

Karty môžu obsahovať materiál zo sekcie "Celková chémia", konkrétne vzorce a vlastnosti aminokyselín. Oligopeptidy vazopresínu a oxytocínu obsahujú aminokyseliny s obsahom SH (cysteín), ktoré tvoria disulfidové mostíky v sekundárnej štruktúre peptidu, čo sa môže prejaviť na stupni zložitosti úlohy.

Mapy obsahujú terminátorové kodóny, ktoré musia byť zapísané v zodpovedajúcich tripletoch v reťazcoch DNA alebo RNA. Zahrnutý je aj iniciačný kodón pre aminokyselinu metionín, ktorý je v tomto prípade na začiatku reťazca.

Nukleotidy vedúcej sekvencie za iniciačným kodónom (a zodpovedajúce aminokyseliny) nie sú zahrnuté v obsahu máp, pretože nemajú zásadný význam pre spracovanie genetickej informácie a sú odstránené zo sekvencie aminokyselín počas spracovania ( proteolýza).

Navrhovanú prácu žiakov s kartičkami a vypĺňaním tabuliek na preklad genetickej informácie (reduplikácia, prepis, preklad), písanie vzorcov a symbolov aminokyselín je možné vypočítať na 1-2 vyučovacie hodiny, v závislosti od zložitosti a charakteru úlohy. .

Na konci hodiny sú žiaci klasifikovaní a sú formulované nasledujúce závery.

Genetická informácia je univerzálna. Neboli nájdené žiadne formy života s inými genetickými kódmi; genetický kód je rovnaký pre všetky organizmy a neexistuje žiadny iný genetický kód. Tento kód má dostatok možností na opísanie celej škály proteínových molekúl.

Na mapách sa používajú konvenčné skratky: mRNA – informačná RNA; cDNA, kódujúci reťazec DNA; komp. DNA je komplementárny reťazec DNA. Aminokyselinový kodón sa volí ľubovoľne, ako jeden z možných, ktorý je v práci študentov povolený.

Na lekciu sa používajú varianty kariet, ktoré nemajú žiadny jeden riadok, t.j. Pre každú kartu je k dispozícii 5 možností. V súlade s tým môže byť práca distribuovaná konkrétnemu počtu študentov a skupín. Môžete ponúknuť prácu na iných mapách pre iné peptidy, ktorých počet je prakticky neobmedzený.

Dodatok 1

Metionín-enkefalín – hormón jadier mozgovej kôry, endogénny opioidný peptid, pozostáva z 5 aminokyselín

Aminokyselina

Comp. DNA

Dodatok 2

Leucín-enkefalín – hormón jadier mozgovej kôry, endogénny opioidný peptid, pozostáva z 5 aminokyselín

Chemický vzorec radikálu aminokyseliny

Aminokyselina

Comp. DNA

príloha 3

Vazopresín - antidiuretický hormón - produkovaný hypofýzou, spôsobuje kontrakciu hladkého svalstva, znižuje vylučovanie vody, pozostáva z 9 aminokyselín s jednou disulfidovou väzbou

Chemický vzorec radikálu aminokyseliny

Acetylcholín vylučované z koncov somatických motorických neurónov (neuromuskulárne synapsie), pregangliových vlákien, postgangliových cholinergných (parasympatických) vlákien autonómneho nervového systému a axonálnych vetiev mnohých neurónov CNS (bazálne gangliá, motorický kortex). Syntetizovaný z cholínu a acetyl-CoA cholínacetyltransferázou, interaguje s niekoľkými typmi cholinergných receptorov. Krátkodobú interakciu ligandu s receptorom zastaví acetylcholínesteráza, ktorá hydrolyzuje acetylcholín na cholín a acetát.

botulotoxín Clostridium botulín inhibuje sekréciu acetylcholínu.

Organofosforové zlúčeniny(FOS) inhibujú acetylcholínesterázu, čo vedie k zvýšeniu množstva acetylcholínu v synaptickej štrbine. V prípade otravy FOS pralidoxím podporuje oddelenie FOS od enzýmu, atropín chráni cholinergné receptory pred interakciou s nadbytočným množstvom neurotransmitera.

Bledé toxíny muchotrávky Amanita phalloides nielen inhibujú aktivitu acetylcholínesterázy, ale blokujú aj cholinergné receptory.

dopamín

dopamín- neurotransmiter v zakončeniach niektorých axónov periférnych nervov a mnohých neurónov CNS (substancia nigra, stredný mozog, hypotalamus). Po sekrécii a interakcii s receptormi je dopamín aktívne zachytený presynaptickým zakončením, kde je štiepený monoaminooxidázou. Dopamín sa metabolizuje za vzniku množstva látok, vr. kyselina homovanilová.

Schizofrénia. Pri tomto ochorení dochádza k zvýšeniu počtu D2 dopamínových receptorov. Antipsychotiká znižujú aktivitu dopaminergného systému na normálnu úroveň.

Chorea je dedičná- narušená funkcia neurónov kôry a striata - je sprevádzaná aj zvýšenou reaktivitou dopaminergného systému.

Parkinsonova choroba- patologický pokles počtu neurónov v substantia nigra a iných oblastiach mozgu s poklesom hladiny dopamínu a metionín-enkefalínu, prevaha účinkov cholinergného systému. Aplikácia L-DOPA zvyšuje hladinu dopamínu, amantadín stimuluje sekréciu dopamínu, bromokriptín aktivuje dopamínové receptory. Anticholinergiká znižujú aktivitu cholinergného systému v mozgu.

noradrenalínu

noradrenalínu vylučovaný z väčšiny postgangliových sympatických vlákien a je neurotransmiterom medzi mnohými neurónmi CNS (napr. hypotalamus, locus ceruleus). Vzniká z dopamínu hydrolýzou za pomoci dopamínu a-hydroxyláza. Norepinefrín je uložený v synaptických vezikulách, po uvoľnení interaguje s adrenoreceptormi, reakcia sa zastaví v dôsledku zachytenia norepinefrínu presynaptickou časťou. Hladina norepinefrínu je určená aktivitou tyrozínhydroxylázy a monoaminooxidázy. Monoaminooxidáza a katechol- O-metyltransferáza premieňa norepinefrín na neaktívne metabolity (normetanefrín, 3-metoxy-4-hydroxyfenyletylénglykol, kyselina 3-metoxy-4-hydroxymandľová).

noradrenalínu- silný vazokonstriktor, účinok nastáva, keď neurotransmiter interaguje s SMC steny krvných ciev.

Serotonín

Serotonín(5-hydroxytryptamín) je neurotransmiter mnohých centrálnych neurónov (napr. raphe nucleus, neuróny vzostupného retikulárneho aktivačného systému). Prekurzorom je tryptofán, ktorý je hydroxylovaný tryptofánhydroxylázou na 5-hydroxytryptofán, po ktorej nasleduje dekarboxylácia dekarboxylázou. L-aminokyseliny. Je štiepený monoaminooxidázou za vzniku kyseliny 5-hydroxyindooctovej.

Depresia charakterizované znížením množstva dvoch neurotransmiterov (norepinefrín a serotonín) a zvýšením expresie ich receptorov. Antidepresíva znižujú počet týchto receptorov.

manický syndróm. V tomto stave sa hladina norepinefrínu zvyšuje na pozadí poklesu množstva serotonínu a adrenoreceptorov. Lítium znižuje sekréciu norepinefrínu, tvorbu druhých poslov a zvyšuje expresiu adrenoreceptorov.

Kyselina gama aminomaslová

Gamma-akyselina minomalová(Kyselina a-aminomaslová) je inhibičný neurotransmiter v centrálnom nervovom systéme (bazálne gangliá, mozoček). Vzniká z kyseliny glutámovej pôsobením dekarboxylázy kyseliny glutámovej, je zachytávaný z medzibunkového priestoru presynaptickou časťou a degraduje vplyvom GABA transaminázy.

Epilepsia- náhle synchrónne výbuchy aktivity skupín neurónov v rôznych oblastiach mozgu spojené so znížením inhibičného účinku kyselina a-aminomaslová. Fenytoín stabilizuje plazmatickú membránu neurónov a znižuje nadmernú sekréciu neurotransmitera, fenobarbital zvyšuje väzbu GABA na receptory, kyselina valproová zvyšuje obsah neurotransmitera.

Stav alarmu- psychotická reakcia spojená so znížením inhibičného účinku GABA. Benzodiazepíny stimulujú interakciu neurotransmitera s receptorom a udržiavajú inhibičný účinok kyselina g-aminomaslová.

beta endorfín

beta endorfín(?-Endorfín) - neurotransmiter polypeptidovej povahy mnohých neurónov CNS (hypotalamus, cerebelárna mandľa, talamus, modrasté miesto). Proopiomelanokortín je transportovaný pozdĺž axónov a štiepený peptidázami na fragmenty, z ktorých jeden je ?-endorfín. Neurotransmiter je vylučovaný v synapsii, interaguje s receptormi na postsynaptickej membráne a potom je hydrolyzovaný peptidázami.

Látka P

Látka P- peptidový neurotransmiter v neurónoch centrálneho a periférneho nervového systému (bazálne gangliá, hypotalamus, miechové uzliny). Prenos bolestivých podnetov je realizovaný pomocou substancie P a opioidných peptidov.

Látka P(z angl. pain, pain) - neuropeptid z rodiny tachykinínov, produkovaný neurónmi aj nenervovými bunkami a fungujúci ako neurotransmiter (bazálne gangliá, hypotalamus, miecha, kde látka P prenáša vzruchy z centrálneho procesu senzitívneho neurón na neurón spinotalamického traktu, prostredníctvom opioidných receptorov inhibuje enkefalín z interkalárneho neurónu sekréciu látky P z citlivého neurónu a vedenie signálov bolesti). Látka P tiež zvyšuje permeabilitu cievnej steny kože, vazodilatuje alebo vazokonstrikuje SMC arteriol mozgu, stimuluje sekréciu slinných žliaz a znižuje SMC dýchacích ciest a gastrointestinálneho traktu. Látka P tiež funguje ako zápalový mediátor.

Metionín enkefalín a leucín enkefalín

metionín-enkefalín a leucín-enkefalín- malé peptidy (5 aminokyselinových zvyškov) prítomné v mnohých neurónoch CNS (pallidus, talamus, caudate nucleus, centrálna šedá hmota). Podobne ako endorfíny sa tvoria z proopiomelanokortínu. Po sekrécii interagujú s peptidergnými (opioidnými) receptormi.

Dynorfíny

Táto skupina neurotransmiterov pozostáva zo 7 peptidov s podobnou sekvenciou aminokyselín, ktoré sú prítomné v neurónoch rovnakých anatomických oblastí ako enkefalínergické neuróny. Vzniká z prodynorfínu, inaktivovaného hydrolýzou.

Glycín, glutámová a asparágová kyselina

Tieto aminokyseliny sú neurotransmitermi v niektorých synapsiách (glycín v interneurónoch miechy, kyselina glutámová v neurónoch mozočka a miechy, kyselina asparágová v neurónoch kôry). Glutámové a asparágové kyseliny spôsobujú excitačné reakcie a glycín - inhibičné.

Orlov R.S., Nozdrachev A.D. normálna fyziológia. - M.: GEOTAR-Media, 2009. 688 s. kapitola6. Synapsie. - Neurotransmitery. s. 87-88 +CD-ROM.

parkinson James (Parkinson James), anglický chirurg (1755-1824); v roku 1817 vydal knihu o trasľavej paralýze.

DOPA(dihydroxyfenylalanín). Táto aminokyselina je izolovaná z Vicia faba L, je aktívny a používa sa ako antiparkinsonikum, jeho L- forma - levodopa ( L-DOPA, levodopa, 3-hydroxy- L- tyrozín, L-dihydroxyfenylalanín). DOPA? dekarboxyláza (gen DDC, 107930, 7p11, EC 4.1.1.28) katalyzuje dekarboxyláciu L-DOPA; enzým sa podieľa na syntéze dopamínu, ako aj serotonínu (z 5-hydroxytryptofánu).

Po stáročia sa opiáty, konkrétne morfín, používali ako lieky proti bolesti. V roku 1680 Thomas Sydenham napísal: „Medzi všetkými liekmi, ktoré dal Všemohúci človeku, aby zmiernil jeho utrpenie, nie je nič univerzálnejšie a účinnejšie ako ópium.“ Prečo však mozgy stavovcov obsahujú receptory pre alkaloidy z maku? Neurofarmakológovia navrhli, že opiátové receptory nie sú navrhnuté tak, aby interagovali s rastlinnými alkaloidmi, ale aby vnímali endogénne regulátory vnímania bolesti. Podľa tohto názoru má morfín farmakologický účinok len preto, že napodobňuje látky, ktoré existujú v tele zvierat. Tento problém bol definitívne vyriešený v roku 1975, keď John Hughes izoloval dva peptidy podobné opiátom z prasačieho mozgu. Tieto podobné pentapeptidy, nazývané metionín-enkefalín a leucín-enkefalín, sú prítomné vo veľkých množstvách v niektorých nervových zakončeniach. Zdá sa, že sa podieľajú na integrácii zmyslových informácií súvisiacich s bolesťou.

O rok neskôr Roger Guillemin izoloval dlhšie peptidy, endorfíny, zo stredného laloku hypofýzy. Endorfíny majú takmer rovnakú schopnosť zmierniť pocit bolesti ako morfín (pri rovnakej koncentrácii). Zavedenie endorfínov do komôr mozgu laboratórnych zvierat má

Ryža. 35.16. Aminokyselinové sekvencie metionín-enkefalínu (A), leucín-enkefalínu (B) a P - endorfínu (C). Modrá farba ukazuje ich spoločnú tetrapeptidovú sekvenciu.

pozoruhodná akcia. P-endorfín teda navodí hlbokú analgéziu celého tela na niekoľko hodín a počas tohto obdobia sa telesná teplota zníži. Okrem toho sa u zvierat vyvinie stupor a ležia roztiahnuté. Po niekoľkých hodinách účinok endorfínov zmizne a zvieratá sa opäť správajú normálne. Prekvapivou skutočnosťou sa ukázalo aj to, že účinok endorfínov vymizne niekoľko sekúnd po podaní naloxónu (obr. 35.17), známeho antagonistu morfínu. Súdiac podľa behaviorálnych reakcií vyvolaných endorfínmi, tieto peptidy sa za normálnych podmienok podieľajú na regulácii emocionálnych reakcií. Mnohé z metód potrebných na testovanie tejto hypotézy už boli vyvinuté. Na stanovenie extrémne malých množstiev peptidov, ako sú endorfíny, sa teda používa rádioimunoanalýza, ktorá kombinuje citlivosť rádioizotopových metód so špecifickosťou imunitnej odpovede. Tu stojíme pred zrodom novej a perspektívnej oblasti neurovedy a neuropsychiatrie.

Endorfíny sa tvoria z lipotropínov v mozgovom tkanive a v strednom laloku hypofýzy. Bežným typom štruktúry týchto zlúčenín je tetrapeptidová sekvencia na N-konci. Beta-endorfín vzniká z beta-lipotropínu proteolýzou. Beta-lipotropín sa tvorí z prohormónového prekurzora proopikortínu (molekulová hmotnosť 29 kDa, 134 aminokyselinových zvyškov).

V prednej hypofýze sa prekurzorová molekula štiepi na ACTH a β-lipotropín, ktoré sa vylučujú do plazmy. Malá časť (asi 15 %) b-lipotropínu sa štiepi za vzniku b-endorfínu. Biosyntéza proopikortínu v prednej hypofýze je regulovaná kortikoliberínom v hypotalame. Sú známe tri rôzne prekurzorové proteíny opioidných peptidov: proenkefalín, proopiomelanokortín a prodynorfín.

Prírodné opioidné peptidy boli prvýkrát izolované v roku 1976 z mozgu cicavcov. Išlo o takzvané enkefalíny – leucín-enkefalín a metionín-enkefalín, líšiace sa len koncovým C-zvyškom.

Začiatkom 70. rokov minulého storočia rôzne laboratóriá po celom svete zistili, že mozgové bunky majú receptory viažuce morfín a až v tejto viazanej forme sa stáva aktívnym. Nebol dôvod predpokladať, že mozog špeciálne pripravil takéto receptory pre tak vzácnu zložku, akou je morfín. Existovalo podozrenie, že funkciou týchto receptorov nie je viazať morfín, ale nejakú jemu blízku látku, ktorú produkuje samotné telo. V roku 1976 doktor Hughes v Škótsku extrahoval túto záhadnú látku z mozgu morčiat, ktoré okamžite zaznamenalo prudký pokles citlivosti na bolesť. Hughes túto látku pomenoval enkefalín, čo v gréčtine znamená „z mozgu“. A profesor Cho Hao Lee v San Franciscu extrahoval z mozgu ťavy, konkrétnejšie z ťavej hypofýzy, ďalší vnútorný liek, ktorý sa ukázal byť 50-krát silnejší ako známy morfín. Cho to nazval endorfín – „vnútorné morfium“. V tom istom roku 1976 boli z krvi zvierat izolované ďalšie dve interné drogy, ktoré boli zložením podobné morfínu, ale na rozdiel od rastlinného morfínu nestláčali dýchanie a neviedli k drogovej závislosti. A nakoniec, doktor Pless vo Švajčiarsku syntetizoval endorfín, teda vyrobil ho v laboratóriu, v skúmavke, pričom presne poznal chemické zloženie a štruktúru tejto záhadnej látky. Iné opioidné peptidy, endorfíny, boli tiež izolované z extraktov tkaniva hypofýzy a hypotalamu cicavcov. Všetky zvyčajne obsahujú enkefalínový zvyšok v N-koncovej oblasti. Všetky endogénne opioidné peptidy sa v tele syntetizujú ako veľké prekurzorové proteíny proteolýzou. Priestorová štruktúra enkefalínov je podobná ako u morfínu. Enkefalíny a endorfíny majú analgetický účinok, znižujú motorickú aktivitu gastrointestinálneho traktu a ovplyvňujú emocionálny stav.

· MSH - hormón stimulujúci melanocyty;

· LPG - lipotropný hormón;

· KPPP - intermediárny peptid podobný kortikotropínu;

· ACTH - adrenokortikotropný hormón.

Regulácia sekrécie

Všetky produkty štiepenia POMC sa vyrábajú v ekvimolárnych množstvách a súčasne sa vylučujú do krvi. Je teda nemožné zvýšiť sekréciu adrenokortikotropného hormónu bez súčasného zvýšenia sekrécie beta-lipotropného hormónu.Produkciu POMC regulujú faktory, ktoré sa tvoria v hypotalame a paraventrikulárnom jadre mozgu: kortikoliberín, arginín vazopresín - aktivujú syntézu ACTH, kortizol - hlavný inhibítor syntézy kortikoliberínu a tvorby POMC, preto kortikoliberín, arginín vazopresín, kortizol ovplyvnia syntézu a sekréciu β-endorfínu.

Syntéza β-endorfínu klesá pri endokrinných, infekčných a vírusových ochoreniach, chronickom únavovom syndróme a syntéza sa môže zvýšiť pomocou fyzickej aktivity.

Transport a periférny metabolizmus

Endorfíny sa syntetizujú „pre budúcnosť“ a v určitých častiach sa uvoľňujú do krvi v dôsledku vyprázdňovania sekrečných vezikúl. Ich hladina v krvi sa zvyšuje so zvýšením frekvencie uvoľňovania hormónov z žľazových buniek. Keď sa hormóny dostanú do krvi, naviažu sa na plazmatické proteíny. Zvyčajne je len 5-10% molekúl hormónov v krvi vo voľnom stave a iba oni môžu interagovať s receptormi.

Degradácia peptidových hormónov často začína už v krvi alebo na stenách ciev, obzvlášť intenzívny je tento proces v obličkách. Proteín-peptidové hormóny sú hydrolyzované proteinázami, a to exo- (na koncoch reťazca) a endopeptidázami. Proteolýza vedie k tvorbe mnohých fragmentov, z ktorých niektoré môžu byť biologicky aktívne. Mnohé proteín-peptidové hormóny sú odstránené z obehového systému väzbou na membránové receptory a následnou endocytózou komplexu hormón-receptor. K degradácii takýchto komplexov dochádza v lyzozómoch, konečným produktom degradácie sú aminokyseliny, ktoré sa opäť využívajú ako substráty v anabolických a katabolických procesoch.

biologický význam

Hlavným cieľom endorfínov je takzvaný opioidný systém (jeho hlavným účelom je ochrana pred poškodením stresom, úľava od bolesti a koordinácia práce orgánových a tkanivových systémov na úrovni tela ako celku) tela a opioidné najmä receptory. Endorfín je zodpovedný za reguláciu činnosti všetkých vnútorných žliaz, za fungovanie imunitného systému, za hladinu tlaku a endorfín ovplyvňuje aj nervový systém. V mozgu boli nájdené špecifické morfínové receptory. Tieto receptory sú sústredené na synaptických membránach. Najbohatší je na ne limbický systém, od ktorého závisí emocionálna odozva. Následne boli z mozgového tkaniva izolované endogénne peptidy, ktoré napodobňovali rôzne účinky morfínu po injekcii. Tieto peptidy, ktoré majú schopnosť špecificky sa viazať na opiátové receptory, sa nazývajú endorfíny a enkefalíny.

Pretože Keďže receptory opiátových hormónov sú umiestnené na vonkajšom povrchu plazmatickej membrány, hormón nepreniká do bunky. Hormóny (prví poslovia signálu) prenášajú signál cez druhého posla, ktorého úlohu plní cAMP, cGMP, inosotoltrifosfát, Ca ióny. Po pripojení hormónu k receptoru nasleduje reťazec udalostí, ktoré menia metabolizmus bunky.

Fyziologicky najsilnejší analgetický, protišokový a protistresový účinok majú endorfíny a enkefalíny, znižujú chuť do jedla a znižujú citlivosť niektorých častí centrálneho nervového systému. Endorfíny normalizujú krvný tlak, frekvenciu dýchania, urýchľujú hojenie poškodených tkanív, tvorbu mozolov pri zlomeninách.

Endorfíny sa často vyskytujú v spojení s uvoľňovaním adrenalínu. Pri dlhých tréningoch sa v tele uvoľňuje adrenalín, zvyšuje sa bolesť svalov a začínajú sa produkovať endorfíny, ktoré znižujú bolesť, zvyšujú reakciu a rýchlosť adaptácie organizmu na stres.

Čo ovplyvňujú endorfínové systémy?

- analgetické účinky

- spomalenie dýchania, búšenie srdca - antistresové účinky

- posilnenie imunity

- regulácia prietoku krvi obličkami

- regulácia činnosti čriev

- účasť na procesoch excitácie a inhibície v nervovom systéme

- účasť na procesoch rozvoja asociatívno-disociačných spojení v nervovom systéme - regulácia intenzity metabolizmu

- pocit eufórie

- urýchliť hojenie poškodených tkanív

-tvorba kostného kalusu pri zlomeninách

Okrem toho sú endorfíny spojené s termoreguláciou, pamäťou, lipolýzou, reprodukciou, potešením, rozkladom tuku v tele, antidiurézou, potlačením hyperventilácie v reakcii na zvýšenie oxidu uhličitého a inhibíciou syntézy tyreotropínu a gonadotropínu.

Patológia

Nedostatok endorfínu sa prejavuje pri depresii, v situácii neustáleho emočného stresu, zhoršuje chronické ochorenia a môže spôsobiť syndróm chronickej únavy. Preto sprievodná depresia nálady a zvýšená náchylnosť na infekčné choroby.

Produkcia endorfínov je pri niektorých patológiách znížená. V dôsledku nedostatku endorfínov v tele sa zvyšuje riziko chronických ochorení, takzvaných „chorob zo životného štýlu“, ktoré sú v poslednom čase hlavnou príčinou úmrtí. Chorobami zo životného štýlu sú cukrovka, kardiovaskulárne ochorenia, chronické ochorenia dýchacích ciest, rakovina a obezita.

Nedostatok endorfínov sa prejavuje apatiou, veľmi zlou náladou a v konečnom dôsledku vedie človeka k depresii. Každý chce vedieť, ako si užívať život. Pocit slasti sa u človeka dostavuje so zvýšením hladiny endorfínov, ktoré produkuje mozog a táto chemická zlúčenina je podobná droge morfín. Preto dostal endorfín také meno - endogénny morfín, to znamená, že ho produkuje samotné telo.

Najťažším prejavom je anhedónia, ochorenie, pri ktorom človek nie je schopný prežívať rozkoš.

Neurohormóny

Neurohormóny sú látky s vysokou fyziologickou aktivitou, ktoré vznikajú v neurosekrečných bunkách nervového systému (neurónoch).

Podľa mechanizmu účinku majú veľa spoločného s neurotransmitermi, neurohormóny sa však na rozdiel od nich dostávajú do krvi a iných biologických tekutín tela (lymfa, likvor a tkanivový mok) a majú dlhodobý diaľkový regulačný účinok.

Neurohormóny sú podľa chemickej štruktúry peptidy (obsahujú aminokyseliny) alebo katecholamíny (biogénne amíny), ich povinným fragmentom je 3,4-dihydroxyfenylalanín (katechol).

Neurohormóny udržujú homeostázu voda-soľ, regulujú tonus hladkého svalstva a metabolické procesy a podieľajú sa aj na regulácii žliaz s vnútornou sekréciou. Vo všeobecnosti je úlohou týchto látok udržiavať ochranné a adaptačné funkcie tela.

K syntéze neurohormónov dochádza v neurosekrečných bunkách hypotalamu (dopamín, vazopresín, oxytocín, norepinefrín, serotonín a uvoľňujúce faktory), mieche, epifýze, nadobličkách (chromafinné tkanivo drene) a syntetizujú sa aj v gangliách , paraganglia a nervové kmene autonómneho nervového systému (syntéza adrenalínu a norepinefrínu).

Proces biosyntézy peptidových neurohormónov prebieha v tele neurónu, v štruktúre nazývanej endoplazmatické retikulum; potom sa v Golgiho komplexe balia do granúl a odtiaľ sú transportované pozdĺž axónu k nervovým zakončeniam.

Neurofyziológia spánku

Neurofyziologické mechanizmy spánku a jeho vlastnosti súvisiace s vekom

Spánok je fyziologický stav, ktorý je charakterizovaný stratou aktívnych duševných spojení subjektu s okolitým svetom. Spánok je životne dôležitý pre vyššie zvieratá a ľudí. Dlho sa verilo, že spánok je odpočinok potrebný na obnovenie energie mozgových buniek po aktívnom bdení. Ukázalo sa však, že mozgová aktivita počas spánku je často vyššia ako počas bdenia. Zistilo sa, že aktivita neurónov v rade mozgových štruktúr počas spánku výrazne stúpa; spánok je aktívny fyziologický proces.

fázy spánku

Reflexné reakcie počas spánku sú znížené. Spiaci človek nereaguje na mnohé vonkajšie vplyvy, pokiaľ nie sú príliš silné.

Teórie spánku:

humorálna teória, považuje za príčinu spánku látky, ktoré sa objavujú v krvi počas dlhšieho bdenia. Dôkazom tejto teórie je experiment, pri ktorom bola bdelému psovi podaná transfúzia krvi zvieraťa bez spánku počas dňa. Prijímané zviera okamžite zaspalo. Ale humorálne faktory nemožno považovať za absolútnu príčinu spánku. Dokazujú to pozorovania správania dvoch párov nerozdelených dvojčiat. V nich došlo k úplnému rozdeleniu nervového systému a obehové systémy mali veľa anastomóz. Tieto dvojčatá mohli spať v rôznych časoch: napríklad jedno dievča mohlo spať, zatiaľ čo druhé bolo hore.

Subkortikálne a kortikálne teórie spánku. Pri rôznych nádorových alebo infekčných léziách subkortikálnych, najmä kmeňových, mozgových útvarov majú pacienti rôzne poruchy spánku – od nespavosti až po predĺžený letargický spánok, čo poukazuje na prítomnosť podkôrových spánkových centier. Keď boli stimulované zadné štruktúry subtalamu a hypotalamu, zvieratá zaspali a po ukončení stimulácie sa prebudili, čo naznačuje prítomnosť spánkových centier v týchto štruktúrach.

Chemická teória. Podľa tejto teórie sa ľahko oxidované produkty hromadia v bunkách tela počas bdelosti, v dôsledku čoho dochádza k nedostatku kyslíka a človek zaspí. Zaspávame nie preto, že by sme boli otrávení alebo unavení, ale preto, aby sme neboli otrávení a neboli unavení.

Funkcie spánku

o poskytuje odpočinok pre telo.

o hrá dôležitú úlohu v metabolických procesoch. Počas non-REM spánku sa uvoľňuje rastový hormón. REM spánok: obnovenie plasticity neurónov a ich obohatenie kyslíkom; biosyntéza proteínov a RNA neurónov.

o prispieva k spracovaniu a uchovávaniu informácií. Spánok (najmä pomalý spánok) uľahčuje upevnenie preberanej látky, REM spánok implementuje podvedomé modely očakávaných udalostí. Posledná okolnosť môže slúžiť ako jeden z dôvodov fenoménu deja vu.

o ide o adaptáciu tela na zmenu osvetlenia (deň-noc).

o obnovuje imunitu aktiváciou T-lymfocytov, ktoré bojujú proti nachladnutiu a vírusovým ochoreniam.

Odrody spánku

Pri ďalšom podrobnom výskume sa ukázalo, že spánok je z hľadiska svojich fyziologických prejavov heterogénny a má dve odrody: pomalý (pokojný alebo ortodoxný) a rýchly (aktívny alebo paradoxný).

Pri pomalom spánku dochádza k zníženiu frekvencie dýchania a srdcovej frekvencie, uvoľneniu svalov a spomaleniu pohybov očí. Keď sa spánok NREM prehlbuje, celkový počet pohybov spiaceho sa stáva minimálnym. V tomto čase je ťažké ho zobudiť. Non-REM spánok zvyčajne trvá 75 - 80%.

S REM spánkom sa naopak aktivujú fyziologické funkcie: dýchanie a srdcová frekvencia sa stávajú častejšími, motorická aktivita spiaceho sa zvyšuje, pohyby očných buľv sa zrýchľujú (v súvislosti s tým sa tento typ spánku nazýval "rýchly". "). Rýchle pohyby očí naznačujú, že spiaci v tejto chvíli sníva. A ak ho zobudíte 10 - 15 minút po skončení rýchlych pohybov očí, bude rozprávať o tom, čo videl vo sne. Pri prebudení počas non-REM spánku si človek spravidla nepamätá sny. Napriek relatívne väčšej aktivácii fyziologických funkcií v REM spánku sú svaly tela v tomto období uvoľnené a spiaceho je oveľa ťažšie prebudiť. REM spánok je nevyhnutný pre život tela. Ak je človek umelo zbavený REM spánku (prebúdzať sa v obdobiach rýchlych pohybov očí), tak aj napriek celkom dostatočnej celkovej dĺžke spánku sa u neho po piatich až siedmich dňoch objavia psychické poruchy.

Pre zdravých ľudí je typické striedanie rýchleho a pomalého spánku, pričom sa človek cíti dobre oddýchnutý a bdelý.

Existuje ďalšia klasifikácia fáz spánku:

1. Vyrovnávacia fáza: charakterizovaná pôsobením na silné aj slabé podnety.

2. Paradoxná fáza: silné podnety spôsobujú slabšie reakcie ako slabé podnety.

3. Ultradoxálna fáza: pozitívny stimul inhibuje a negatívny stimul vyvoláva podmienený reflex.

4. Narkotická fáza: celkový pokles podmienenej reflexnej aktivity s oveľa silnejším poklesom reflexov na slabé podnety ako na silné.

5. Inhibičná fáza: úplná inhibícia podmienených reflexov

Vekové vlastnosti:

Spánok detí je povrchný a citlivý. Spávajú niekoľkokrát denne.

U novorodencov spánok zaberá väčšinu dňa a aktivovaný spánok alebo zášklbový spánok (podobný REM spánku u dospelých) tvorí väčšinu spánku. V prvých mesiacoch po pôrode sa rapídne zvyšuje doba bdelosti, klesá podiel REM spánku a pribúda spánok s pomalými vlnami.

Hygiena spánku:

Spánok by mal mať dostatočnú dĺžku a hĺbku vzhľadom na vek. U detí so zlým zdravotným stavom, zotavujúcich sa z akútnych infekčných chorôb, so zvýšenou dráždivosťou nervového systému a u detí, ktoré sa rýchlo unavia, sa predpokladá dlhší čas spánku. Pred spaním by sa mali vylúčiť vzrušujúce hry, zvýšená duševná práca. Večera by mala byť ľahká, najneskôr 2-1,5 hodiny pred spaním. Vhodné na spánok:

čerstvý, chladný vnútorný vzduch (15-16)

Posteľ by nemala byť mäkká ani tvrdá.

čistá, mäkká, nekrčivá posteľná bielizeň

Je lepšie ležať na pravej strane alebo chrbte, čo poskytuje voľnejšie dýchanie, nekomplikuje prácu srdca.

Deti by sa mali naučiť vstávať a chodiť spať v rovnakom čase. Dieťa si pomerne ľahko vytvára podmienené reflexy na situáciu v spánku. Podmieneným podnetom je v tomto prípade čas ukladania sa do postele.

Neurofyziológia ANS

Koncept autonómneho nervového systému bol prvýkrát predstavený v roku 1801 francúzskym lekárom A. Besha. Toto oddelenie centrálneho nervového systému zabezpečuje vegetatívne funkcie tela a zahŕňa tri zložky:

1) sympatický;

2) parasympatikus;

3) metasympatikus.

Medzi vegetatívne funkcie patria tie funkcie, ktoré zabezpečujú látkovú premenu v našom tele (trávenie, krvný obeh, dýchanie, vylučovanie atď.). Patrí k nim aj zabezpečenie rastu a vývoja organizmu, rozmnožovanie, príprava organizmu na nepriaznivé vplyvy. Vegetatívny systém reguluje činnosť vnútorných orgánov, ciev, potných žliaz a iných podobných funkcií. Reguluje metabolizmus, excitabilitu a autonómiu vnútorných orgánov, ako aj fyziologický stav tkanív a jednotlivých orgánov (vrátane mozgu a miechy), pričom prispôsobuje ich činnosť podmienkam prostredia.

Sympatické oddelenie nervového systému zabezpečuje mobilizáciu telesných zdrojov (energetických a intelektuálnych) na neodkladnú prácu.Je zrejmé, že to môže viesť k nerovnováhe v organizme.Obnovenie rovnováhy a stálosti vnútorného prostredia organizmu je základ úloha nervového parasympatického systému.posuny spôsobené vplyvom sympatiku obnovujú a udržiavajú homeostázu.v tomto zmysle sa činnosť týchto oddelení nervového autonómneho systému v množstve reakcií prejavuje ako antagonistická.

Pod homeostázou sa vo fyziológii rozumie udržiavanie stálosti parametrov vnútorného prostredia v organizme. Medzi ne patrí udržiavanie stáleho zloženia krvi, telesnej teploty atď.

Centrá autonómneho nervového systému sa nachádzajú v mozgovom kmeni a mieche. Centrá parasympatického nervového systému sa nachádzajú v mozgovom kmeni a v krížovej mieche.V strednom mozgu sú centrá, ktoré regulujú rozširovanie zrenice a akomodáciu oka. V medulla oblongata sú centrá nervového parasympatického systému, z ktorých odchádzajú vlákna ako súčasť vagusových, tvárových a glosofaryngeálnych nervov. Tieto centrá sa podieľajú na realizácii množstva funkcií, vrátane regulácie činnosti množstva vnútorných orgánov (srdce, žalúdok, črevá, pečeň atď.), „spúšťajú“ uvoľňovanie slín, slznej tekutiny atď. Všetky tieto funkcie sa vykonávajú podľa reflexného princípu (podľa typu reakcie na podnet). Niektoré z týchto reflexov budú popísané nižšie.

V sakrálnych segmentoch miechy sa nachádzajú aj centrá nervového parasympatického autonómneho systému. Vlákna z nich idú ako súčasť panvových nervov, ktoré inervujú panvové orgány (hrubé črevo, močový mechúr, pohlavné orgány atď.).

Centrá sympatického nervového systému sa nachádzajú v hrudnom a bedrovom segmente miechy. Vegetatívne vlákna z týchto centier odchádzajú ako súčasť predných koreňov miechy spolu s motorickými nervami.

Všetky vyššie uvedené centrá sympatického a nervového parasympatického systému sú podriadené vyššiemu autonómnemu centru - hypotalamu. Na hypotalamus zasa vplýva množstvo iných centier mozgu. Všetky tieto centrá tvoria limbický systém.Úplný popis systému bude uvedený v príslušnej téme a teraz zvážime "prácu" periférnych častí nervového autonómneho systému.

Na oboch stranách chrbtice z ventrálnej strany sú dva kmene sympatického nervového systému. Nazývajú sa aj sympatické reťazce. Reťazec pozostáva z jednotlivých ganglií spojených medzi sebou a miechou početnými nervovými vláknami. Každé vlákno, ktoré prichádza do ganglia, inervuje až niekoľko desiatok neurónov v gangliu (divergencia). Vďaka takémuto zariadeniu majú sympatické vplyvy zvyčajne rozliaty, zovšeobecnený charakter. Z týchto ganglií zase odchádzajú nervy, ktoré sú nasmerované na steny krvných ciev, potných žliaz a vnútorných orgánov. Okrem ganglií hraničného kmeňa sú v určitej vzdialenosti od nich takzvané prevertebrálne gangliá.Najväčšie z nich sú solárny plexus a mezenterické uzliny.

Významnú úlohu v činnosti sympatiku zohrávajú nadobličky, ktoré vznikajú u človeka v prenatálnom období migráciou neuroblastov (ešte nediferencovaných neurónov) z nervovej trubice do oblasti obličiek. Tam tieto bunky tvoria špeciálny orgán na vrcholoch oboch obličiek – nadobličky. Nadobličky sú inervované sympatickými nervami. Okrem toho môžu byť aktivované adrenokortikotropným hormónom, ktorý sa uvoľňuje v reakcii na stres z hypofýzy a dostáva sa do nadobličiek spolu s krvou. Pôsobením tohto hormónu sa z nadobličiek uvoľňuje do krvi zmes adrenalínu a adrenalínu, ktoré sa prenášajú krvným obehom a spôsobujú množstvo sympatických reakcií (zvýšený rytmus srdcových kontrakcií, potenie, zvýšené prekrvenie svalov, začervenanie kože a mnohé ďalšie).

Axóny sympatických neurónov v periférnych synapsiách vylučujú mediátor adrenalín Molekuly adrenalínu a norepinefrínu interagujú s príslušnými receptormi. Sú známe dva typy takýchto receptorov: alfa a beta adrenoreceptory. Niektoré vnútorné orgány majú iba jeden z týchto receptorov, zatiaľ čo iné majú oba. Takže v stenách krvných ciev sú alfa- aj beta-adrenergné receptory. Spojenie sympatického mediátora s alfa-adrenergným receptorom spôsobuje zúženie arteriol a spojenie s beta-adrenergným receptorom spôsobuje rozšírenie arteriol. V čreve, kde sú prítomné oba typy adrenergných receptorov, mediátor inhibuje jeho aktivitu. V srdcovom svale a stenách priedušiek sú iba beta-adrenergné receptory - sympatický mediátor spôsobuje rozšírenie priedušiek a zvýšenie srdcovej frekvencie.

Gangliá parasympatického oddelenia autonómneho nervového systému, na rozdiel od sympatických, sa nachádzajú v stenách vnútorných orgánov alebo v ich blízkosti. Nervové vlákno (axón neurónu) z príslušného parasympatického centra v mozgovom kmeni alebo sakrálnej mieche sa bez prerušenia dostáva do inervovaného orgánu a končí na neurónoch parasympatického ganglia. Ďalší parasympatický neurón sa nachádza buď vo vnútri orgánu, alebo v jeho tesnej blízkosti. Vnútroorganické vlákna a gangliá tvoria plexy bohaté na neuróny v stenách mnohých vnútorných orgánov srdca, pľúc, pažeráka, žalúdka atď., Ako aj v žľazách vonkajšej a vnútornej sekrécie. Anatomický dizajn parasympatickej časti vegetatívneho nervového systému naznačuje, že jej vplyv na orgány je lokálnejší ako vplyv nervového sympatického systému.

Mediátorom v periférnych synapsiách nervového parasympatického systému je acetylcholín, ku ktorému existujú dva typy receptorov: M- a H-cholinergné receptory. Toto rozdelenie je založené na skutočnosti, že M-cholinergné receptory strácajú citlivosť na acetylcholín pod vplyvom atropínu (izolovaného z huby rodu Muscaris), H-cholinergné receptory - pod vplyvom nikotínu.

Vplyv sympatického a parasympatického autonómneho systému na funkcie tela. Vo väčšine orgánov vyvoláva excitácia sympatického a nervového parasympatického autonómneho systému opačné účinky. Treba však mať na pamäti, že tieto interakcie nie sú jednoduché. Parasympatické nervy spôsobujú napríklad uvoľnenie zvieračov močového mechúra a zároveň kontrakciu jeho svalov. Sympatické nervy sťahujú zvierač a súčasne uvoľňujú svaly. Ďalší príklad: stimulácia sympatických nervov zvyšuje rytmus a silu srdcových kontrakcií a podráždenie vagusového (parasympatického) nervu znižuje rytmus a silu srdcových kontrakcií. Štúdie navyše ukázali, že medzi týmito časťami nervového autonómneho systému existuje nielen antagonizmus (viacsmerný), ale aj synergizmus (jednosmerný). Zvýšenie tónu jednej časti nervového autonómneho systému spravidla vedie k zvýšeniu tónu inej časti. Navyše sa ukázalo, že existujú orgány a tkanivá iba s jedným typom inervácie. Napríklad cievy kože, dreň nadobličiek, maternica, kostrové svaly a niektoré ďalšie majú len sympatickú inerváciu, zatiaľ čo slinné žľazy sú inervované len parasympatickými vláknami.

Vegetatívne reflexy. Tieto reflexy sú početné. Podieľajú sa na mnohých reguláciách ľudského tela. Pri realizácii vegetatívnych reflexov sa vplyvy prenášajú pozdĺž príslušných nervov (sympatikus alebo parasympatikus) z centrálneho nervového systému. V lekárskej praxi sa najväčší význam pripisuje viscero-viscerálnym (z jedného vnútorného orgánu k druhému), viscero-dermálnemu (z vnútorných orgánov ku koži) a dermo-viscerálnym (z kože k vnútorným orgánom) reflexom.

Medzi viscero-viscerálne patria reflexné zmeny srdcovej aktivity, cievneho tonusu, krvnej náplne sleziny so zvýšením alebo znížením tlaku v aorte, karotických sínusoch alebo pľúcnych cievach. Napríklad v dôsledku zahrnutia takéhoto reflexu dochádza k zástave srdca pri podráždení brušných orgánov. Viscero-dermálne reflexy sa vyskytujú pri podráždení vnútorných orgánov a prejavujú sa zmenou citlivosti príslušných oblastí kože (podľa toho, ktorý orgán je podráždený), potením a vaskulárnymi reakciami. Dermo-viscerálne reflexy sa prejavujú tým, že pri podráždení určitých oblastí kože sa mení fungovanie príslušných vnútorných orgánov. V skutočnosti je použitie zahrievania alebo ochladzovania určitých oblastí kože na terapeutické účely založené na mechanizme týchto reflexov, napríklad pri bolestiach vnútorných orgánov.

Na posúdenie funkčného stavu nervového autonómneho systému lekári často používajú vegetatívne reflexy. Napríklad na klinike sa často skúmajú reflexné zmeny v cievach pri mechanickom podráždení pokožky (napríklad pri prejdení tupým predmetom cez kožu). U zdravého človeka to spôsobuje krátkodobé zblednutie podráždenej oblasti kože (biely dermografizmus, derma-koža). Pri vysokej dráždivosti nervového autonómneho systému vzniká v mieste podráždenia kože červený pásik ohraničený bledými pásikmi zúžených cievok (červený dermografizmus) a pri ešte vyššej citlivosti kožný edém v tomto mieste. Na klinike sa často používajú funkčné autonómne testy na posúdenie stavu nervového autonómneho systému. Napríklad ortostatická reakcia: pri prechode z ležiacej polohy do stojacej polohy dochádza k zvýšeniu krvného tlaku a zvýšeniu srdcovej frekvencie. Charakter zmeny krvného tlaku a srdcovej aktivity počas tohto testu môže slúžiť ako diagnostický znak ochorenia v systéme kontroly krvného tlaku. Ďalším príkladom je očná srdcová reakcia (Ashnerov reflex): pri tlaku na očné buľvy dochádza ku krátkodobému zníženiu srdcovej frekvencie.

Vegetatívne centrá. V medulla oblongata sú nervové centrá, ktoré inhibujú činnosť srdca (jadro blúdivého nervu). V retikulárnej formácii medulla oblongata je vazomotorické centrum pozostávajúce z dvoch zón: presora a depresora. Excitácia presorickej zóny vedie k vazokonstrikcii a excitácia depresorovej zóny vedie k ich expanzii. Vazomotorické centrum a jadrá blúdivého nervu neustále vysielajú impulzy, vďaka čomu sa udržiava konštantný tonus: tepny a arterioly sú neustále trochu zúžené a srdcová činnosť je spomalená.

V medulla oblongata je dýchacie centrum, ktoré sa skladá z centier nádychu a výdychu. Na úrovni mostíka sa nachádza dýchacie centrum (pneumotaxické centrum) vyššej úrovne, ktoré prispôsobuje dýchanie zmenám pohybovej aktivity. Dýchanie sa dá u človeka ovládať aj dobrovoľne zo strany mozgovej kôry, napríklad pri reči.

V medulla oblongata sú centrá, ktoré stimulujú sekréciu slinných, slzných a žalúdočných žliaz, sekréciu žlče zo žlčníka a sekréciu pankreasu. V strednom mozgu pod prednými tuberkulami kvadrigeminy sú parasympatické centrá akomodácie oka a pupilárny reflex. Všetky vyššie uvedené centrá sympatického a parasympatického systému sú podriadené vyššiemu autonómnemu centru - hypotalamu.

Úloha hypotalamu pri regulácii autonómnych funkcií. Vplyv na sympatickú a parasympatickú reguláciu umožňuje hypotalamu ovplyvňovať autonómne funkcie tela prostredníctvom humorálnych a nervových dráh. Predtým sa už chápalo, že podráždenie jadier prednej skupiny je sprevádzané parasympatickými účinkami. Podráždenie jadier zadnej skupiny spôsobuje sympatické účinky vo fungovaní orgánov. Stimulácia jadier strednej skupiny vedie k zníženiu vplyvu sympatického oddelenia autonómneho nervového systému. Uvedené rozdelenie funkcií hypotalamu nie je absolútne. Všetky štruktúry hypotalamu sú schopné v rôznej miere vyvolať sympatické a parasympatické účinky. V dôsledku toho existujú funkčné komplementárne, vzájomne sa kompenzujúce vzťahy medzi štruktúrami hypotalamu.

Vo všeobecnosti hypotalamus vzhľadom na veľké množstvo spojení, polyfunkčnosť štruktúr plní integračnú funkciu autonómnej, somatickej a endokrinnej regulácie, čo sa prejavuje aj organizáciou množstva špecifických funkcií svojimi jadrami. V hypotalame sú teda centrá homeostázy, termoregulácie, hladu a sýtosti, smädu a jeho uspokojenia, sexuálneho správania, strachu, zúrivosti, regulácie cyklu bdelosti a spánku. Všetky tieto centrá realizujú svoje funkcie aktiváciou alebo inhibíciou autonómnej časti nervového systému, endokrinného systému, štruktúr mozgového kmeňa a predného mozgu.

Na hypotalamus zasa vplýva množstvo vyšších centier mozgu vrátane kôry.

teda Autonómny nervový systém má množstvo anatomických a fyziologických znakov, ktoré určujú mechanizmy jeho práce:

Anatomické vlastnosti

1. Trojzložkové usporiadanie nervových centier. Najnižšiu úroveň sympatického úseku predstavujú bočné rohy od VII krčných po III-IV bedrové stavce a parasympatikus - sakrálne segmenty a mozgový kmeň. Vyššie subkortikálne centrá sa nachádzajú na hranici jadier hypotalamu (sympatikum je zadná skupina a parasympatikum je predná). Kortikálna úroveň leží v oblasti šiesteho a ôsmeho Brodmannovho poľa (motosenzorická zóna), v ktorej sa dosahuje bodová lokalizácia prichádzajúcich nervových impulzov. V dôsledku prítomnosti takejto štruktúry autonómneho nervového systému práca vnútorných orgánov nedosahuje prah nášho vedomia.

2. Prítomnosť autonómnych ganglií. V sympatickom oddelení sú umiestnené buď na oboch stranách pozdĺž chrbtice (sympatický nervový reťazec), alebo sú súčasťou plexu. Oblúk má teda krátku pregangliovú a dlhú postgangliovú dráhu. Neuróny parasympatického oddelenia sa nachádzajú v gangliu, ktorý sa nachádza v blízkosti pracovného orgánu alebo v jeho stene, takže oblúk má dlhú pregangliovú a krátku postgangliovú dráhu.

Fyziologické vlastnosti

1. Vlastnosti fungovania autonómnych ganglií. Prítomnosť fenoménu multiplikácie (súčasný výskyt dvoch opačných procesov - divergencie a konvergencie). Divergencia je divergencia nervových impulzov z tela jedného neurónu do niekoľkých postgangliových vlákien iného neurónu. Konvergencia - konvergencia na tele každého postgangliového neurónu impulzov z niekoľkých pregangliových. To zabezpečuje spoľahlivosť prenosu informácií z centrálneho nervového systému do pracovného tela. Predĺženie trvania postsynaptického potenciálu, prítomnosť stopovej hyperpolarizácie a synaptické oneskorenie prispievajú k prenosu vzruchu rýchlosťou 1,5–3,0 m/s. V autonómnych gangliách však impulzy čiastočne vyhasnú alebo úplne zablokujú. Regulujú teda tok informácií z CNS. Vďaka tejto vlastnosti sa nazývajú nervové centrá umiestnené na periférii a autonómny nervový systém sa nazýva autonómny.

2. Vlastnosti nervových vlákien. Pregangliové nervové vlákna patria do skupiny B a vedú vzruch rýchlosťou 3-18 m/s, postgangliové nervové vlákna patria do skupiny C. Vedú vzruch rýchlosťou 0,5–3,0 m/s. Keďže eferentnú dráhu sympatického delenia predstavujú pregangliové vlákna a parasympatickú dráhu reprezentujú postgangliové vlákna, rýchlosť prenosu impulzov je vyššia v parasympatickom nervovom systéme.

Vo všeobecnosti sympatický nervový systém vykonáva adaptačno-trofickú funkciu, ktorá je súčasťou práce počas fyzickej námahy, emočných reakcií, stresu, bolesti, straty krvi. Poskytuje adaptáciu organizmu na meniace sa podmienky životného prostredia.

Parasympatický nervový systém je antagonistom sympatiku a vykonáva homeostatické a ochranné funkcie, reguluje vyprázdňovanie dutých orgánov. Homeostatická úloha je obnovujúca a pôsobí v pokoji. To sa prejavuje vo forme zníženia frekvencie a sily srdcových kontrakcií, stimulácie činnosti gastrointestinálneho traktu s poklesom hladiny glukózy v krvi atď.

Ministerstvo zdravotníctva Bieloruskej republiky

EE "Gomel State Medical University"

Katedra biologickej chémie

Endorfíny

Pripravil študent l-206 skupiny Kurmaz V.A.

Skontrolovaný Myshkovets N.S.

Gomel 2013

Všeobecné informácie-3

Biologický význam-6

Patológia-7

Literatúra-9

Všeobecné informácie

Endorfíny(endogénne morfíny (v mene starogréckeho boha Morphea – „ten, kto tvorí sny“) – skupina polypeptidových chemických zlúčenín podobných štruktúrou opiátom (zlúčeniny podobné morfínu), ktoré sa prirodzene tvoria v neurónoch mozgu a majú schopnosť tlmiť bolesť podobne ako opiáty a ovplyvňujú emocionálny stav.Endorfíny sa tvoria z lipotropínov v mozgovom tkanive a v intermediárnej hypofýze.Spoločným typom štruktúry týchto zlúčenín je tetrapeptidová sekvencia na N-konci .Beta-endorfín vzniká z beta-lipotropínu proteolýzou.Beta-lipotropín vzniká z prekurzora -prohormónu proopikortín (molekulová hmotnosť 29 kDa, 134 aminokyselinových zvyškov).V prednej hypofýze sa molekula prekurzora štiepi na ACTH a b-lipotropínu, ktoré sa vylučujú do plazmy.Malá časť (asi 15%) b-lipotropínu sa štiepi za vzniku b-endorfínu. Biosyntéza proopikortínu v prednej hypofýze je regulovaná kortiko liberín hypotalamu. Sú známe tri rôzne prekurzorové proteíny opioidných peptidov: proenkefalín, proopiomelanokortín a prodynorfín.

N-Tyr-Gli-Gli-Fen- Met-OH metionín-enkefalín

N-Tyr-Gli-Gli-Fen- Leu-OH leucín-enkefalín

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-endorfín

MSH - hormón stimulujúci melanocyty;

LPG - lipotropný hormón;

KPPP - intermediárny peptid podobný kortikotropínu;

ACTH - adrenokortikotropný hormón.

Regulácia sekrécie

Syntéza β-endorfínu klesá pri endokrinných, infekčných a vírusových ochoreniach, chronickom únavovom syndróme a syntéza sa môže zvýšiť pomocou fyzickej aktivity.

Transport a periférny metabolizmus

biologický význam

Čo ovplyvňujú endorfínové systémy?

Účinky proti bolesti

Spomalenie dýchania, búšenie srdca – antistresové účinky

Posilnenie imunity

Regulácia prietoku krvi obličkami

regulácia činnosti čriev

Účasť na procesoch excitácie a inhibície v nervovom systéme

Účasť na procesoch rozvoja asociatívno-disociatívnych spojení v nervovom systéme - regulácia metabolickej intenzity

Pocit eufórie

Urýchliť hojenie poškodených tkanív

Tvorba kostí pri zlomeninách

Patológia

Najťažším prejavom je anhedónia, ochorenie, pri ktorom človek nie je schopný prežívať rozkoš.

Literatúra

Endokrinológia a metabolizmus / Pod. vyd. P. Feliga a kol., M.: Medicína, 1985.

Berezov, T.T. Biologická chémia / T.T. Berezov, B.F. Korovkin. – M.: Medicína,

Rosen V. B. Základy endokrinológie. Moskva: Vyššia škola, 1984.

http://dic.academic.ru/

Portál pre študenta. Sebatréning

Praktická práca na úseku "Reprodukcia genetickej informácie"