Образование нейронов. Нейромедиаторы (хардкор)
Сегодня будем опять говорить про мозг и нейроны, рассмотрим то, как появляются нейроны, также поговорим про работу нейромедиаторов.
Нейроны, как и все специализированные клетки появляются из стволовых клеток, в том числе и у взрослого человека, сами по себе уже сформировавшиеся нейроны всё же не будут делиться (вот так вот на самом деле), а вот стволовые как раз этим и занимаются, с помощью них на место утраченных нейронов приходят новые.
Что и где находится
Сам процесс. До рождения из части клеток эктодермы (медуллобластов) впоследствие образуется эпендимальный слой, клетки которого дифференцируются в спонгиобласты и нейробласты. Нейробласты в итоге превращаются сначала в молодые нейроны, потом в нужные зрелые.
Уже у взрослых людей образование нейронов идёт за счёт покоящихся нервных предшественников (радиальной глии), которые являются стволовыми клетками. Клетки радиальной глии при их активации делятся ассиметрично, в результате одна клетка после деления также является клеткой радиальной глии, а другая становится делящимся нервным предшественником (нервная стволовая клетка), который дважды делится и выходит из клеточного цикла (процесса деления клетки) и становится постмитотическим нейробластом (промежуточный прогенитор), большинство из которых погибает. Оставшиеся превращаются в нейробласты второго порядка, затем в незрелые нейроны, затем в нужные зрелые нейроны.
Нейрогенез
Весь процесс образования нового нейрона занимает примерно месяц и называется нейрогенезом.
В стадии постмитотического нейробласта, примерно с 1 недели после начала ассиметричного деления радиальной глии (наличие её симметричного деления-спорный вопрос) большинство будущих нервных клеток погибает, происходит отбор нейронов и нейроны направляются в нужное места и там окончательно созревают.
За 1 день в гиппокампе у взрослого человека образуется в среднем 700 нейронов.
На образование новых нейронов способны влиять нейромедиаторы.
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) способствует активации клеток радиальной глии, также способствует увеличению нейросфер (скопление стволовых клеток, делящиеся нервные предшественники).
Ацетилхолин способствует лучшей выживаемости будущих зрелых нервных клеток.
Норадреналин, дофамин и серотонин также стимулируют появление новых нервных клеток. Дофамин помогает дифференцироваться нервным клеткам, помогает найти своё предназначение, серотонин способствует лучшей выживаемости клеток.
Также помогает нейрогенезу каннабиоиды, т.е. та самая травка. Это не призывы, не агитация, не пропаганда, если что, просто интерестный факт.
Так что если, когда вы играете в компьютерную игру и вам нравится она, вы вот-вот ожидаете победу, то у вас будет улучшаться процесс появления новых нервных клеток.
Но употребление опиатов и алкоголя наоборот способствует ухудшению нейрогенеза, так что заглушать тревогу этим не стоит.
Ожидание какого-то события, которое так важно и вот-вот случиться, какое-то хорошее событие, это вот может поспособствовать получению новых нейронов.
Также есть глутамат, который с одной стороны способствует преобразованию стволовых клеток в глиальные клетки (те самые астроциты), но с другой стороны подавляет образование делящихся нервных предшественников, тем самым уменьшается количество новых нейронов. Но тут скорее вреден его переизбыток, бояться употреблять его не стоит, всё же это одна из основных аминокислот, больше радостных событий и негативное влияние компенсируется, а позитивное останется.
Отрицательное воздействие имеют глюкокортокоидные гормоны, один из которых кортизол, избыточно вырабатывающий при хроническом стрессе, так что постоянное пребывание в стрессовых ситуациях вредно и в плане воздействия на образование новых нейронов.
Постоянные негативные эмоции вредны и с точки зрения восстановления нервной системы, у человека недостаток дофамина, серотонина, норадреналина, повышается уровень кортизола, тут и депрессия может наступить и ничего хорошего в этом нет. Восстановливается это всё антидепресантами, а вот просто так человек не сможет излечиться, даже одна психотерапия не даст нужный эффект (если вам помогло, значит проблема не такая серьёзная, тут требуется уже поход к психиатру). Вот так, антипрессанты ещё могут восстанавливать нервную систему, правда людям со здоровой этого не нужно, у них нервные клетки могут быстрее появляться за счёт дополнительных положительных эмоций, которые здоровый человек способен получать.
Нейронные связи (синапсы) тоже способны постоянно появляться, а также они способны исчезать.
А теперь про сами нейромедиаторы.
Согласно определению из Википедии.
Нейромедиаторы (нейротрансмиттеры) -биологически активные химические вещества, посредством которых осуществляется передача электрохимического импульса от нервной клетки через синаптическое пространство между нейронами, а также, например, от нейронов к мышечной ткани или железистым клеткам. Т.е, химические вещества, помогающие передавать электрический сигнал от одного нейрона к другому. В данном случае синапс, в котором сигнал передаётся с помощью нейромедиатора будет называться химическим синапсом.
Механизм действия такой. Как мы знаем, сигнал через нейроны проходит с помощью ионных каналов, через которые при их открытии проходят положительные ионы калия и натрия, получается множество токов, которые друг за другом проходят через нейрон, заканчиваясь на аксоне, более подробно это уже разбиралось в другом посте про мозг. На конце аксона находятся аксонные терминали, на которых могут находиться синаптические луковицы. В них находятся везикулы, в которых содержится нужный нейромедиатор. Нервный импульс порождает открытие кальциевых каналов, в результате ионы кальция попадают внутрь луковицы и помогают слиться мембране везикулы с мембраной нейрона, в результате нейромедиатор высвобождается и открываются нужные каналы с рецепторами на постсинаптическом нейроне (после синапса, что очень понятно, нейрон, из которого выделяются нейромедиаторы-пресинаптический), реагирующими на нейромедиатор и начинается цепная реакция по открытию каналов. Сам медиатор либо открепляется от рецепторов и разрушается, либо возвращается в пресинаптический нейрон (обратный захват), при этом рецепторы могут находиться и на пресинаптическом нейроне, тогда при воздействии на него нейромедиатора количество выделяемого нейромедиатора может увеличиваться или уменьшаться.
Химический синапс
Также существуют нейромодуляторы, которые регулируют выброс нейромедиатора или его обратный захват.
Нейромедиаторы делятся на определённые виды.
По действию бывают тормозящими и возбуждающими, первые препятствуют передаче импульса, вторые наоборот способствуют его передачи, всё зависит от того, какие именно ионные каналы открываются.
По размерам:
1)Нейромедиаторы с маленькими молекулами:
а)Аминокислоты, это глутамат, аспартат (возбуждающие), ГАМК (основной тормозной нейромедиатор), глицин (тоже тормозной). Находятся в глутоматергических, аспартатергических нейронах (слуховая, обонятельная, лимбическая системы, неокортекс), ГАМКергические (корзинчатые нейроны гиппокампа, нейроны эфферентных экстрапирамидных стриатонигральных, паллидонигральных, субталамопаллидарных путей, клетки Пуркинье мозжечка, нейроны коры мозжечка), глицинергические нейроны (ствол головного мозга, кора больших полушарий, стриатум, ядра гипоталамуса, мозжечок, спинной мозг).
б)Биогенные амины, это дофамин (создаёт ощущение предвкушения результата, причём может не только позитивным он быть, это когда ждёшь, что вот-вот наступит какое-то долгожданное событие, пульс учащается, давление повышается, вот это его действие как нейромедиатора и как гормона), адреналин (эпинефрин, возбуждающий нейромедиатор, функции как нейромедиатора, до конца не выяснены), норадреналин (норэпинефрин, способствует пробуждению, способствует увеличению активности человека), это всё классифицируется также как катехоламины (включают аминогруппу (-NH2) и пирокатехиновое кольцо), ещё серотонин (подавляет негативные эмоции), ацетилхолин (передача импульса в двигательных нейронах). Находятся соответственно в катехоламинергических нейронах (по локализации соответствуют меланинсодержащим нейронам, чёрное вещество, голубое ядро): дофаминергические нейроны (средний, промежуточный, конечный мозг), норадренергические нейроны (переднелатеральная зона покрышки продолговатого мозга и моста) и адренергические нейроны (переднелатеральная область продолговатого мозга), серотонинергические нейроны (большинство-медиальные отделы ствола мозга), холинэргические нейроны.
в)Пурины, туда входит АТФ (содержит азотистое основание-аденин пуринового ряда, способствует открытию ионных каналов в нейронах)
г)Окись азота (NO, способствует расслаблению),
2)Нейропептиды-нейромедиаторы, состоящие из 3-40 аминокислот. Туда входят и опиоидные пептиды: эндоморфины и динорфины, энкефалины, обладающие обезбаливающим действием. Есть ещё вещество P, которое наоборот усиливает боль, высвобождаясь из нейронов, которые передают и усиливают болевые сигналы.
Если что, для понятно какого эффекта данных опиатов в головном мозге недостаточно.
Нейропептиды
Классификация нейромедиаторов наглядно
Пирокатехиламиновое кольцо-кольцо в начале с гидроксильными группами (-OH) у дофамина, эпинефрина, норэпинефрина.
На этом закончим.
Информация (то, что ранее вроде бы не использовалось)
Википедия-Нейромедиатор, Кортизол
https://habr.com/ru/post/405567/
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867413005333
https://biomolecula.ru/articles/vsio-chto-vy-vsegda-khoteli-znat-o-vzroslom-neirogeneze-no-boialis-sprosit
http://www.psychiatry.ru/lib/54/book/28/chapter/36#:~:text=%D0%9A%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8%20%D1%8D%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B9%20%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D1%8B%20%D0%B4%D0%B8%D1%84%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%80%D1%83%D1%8E%D1%82%D1%81%D1%8F%20%D0%B2,%D0%B2%D1%8B%D1%88%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B6%D0%B0%D1%89%D0%B8%D0%B9%20%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B9%2C%20%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D1%83%D1%8F%20%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%83%D1%8E%20%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D1%83
Е.И. Гусев, А.Н. Коновалов, В.И. Скворцова-Неврология и нейрохирургия в 2 частях, том 1, Неврология, 2015 год (нейромедиаторы с.52)
https://www.booksmed.com/nevrologiya/3216-nevrologiya-i-neyrohirurgiya-v-2-h-tomah-gusev-ei-konovalov-an-skvorcova-vi.html
Нейроны, как и все специализированные клетки появляются из стволовых клеток, в том числе и у взрослого человека, сами по себе уже сформировавшиеся нейроны всё же не будут делиться (вот так вот на самом деле), а вот стволовые как раз этим и занимаются, с помощью них на место утраченных нейронов приходят новые.
Что и где находится
Сам процесс. До рождения из части клеток эктодермы (медуллобластов) впоследствие образуется эпендимальный слой, клетки которого дифференцируются в спонгиобласты и нейробласты. Нейробласты в итоге превращаются сначала в молодые нейроны, потом в нужные зрелые.
Уже у взрослых людей образование нейронов идёт за счёт покоящихся нервных предшественников (радиальной глии), которые являются стволовыми клетками. Клетки радиальной глии при их активации делятся ассиметрично, в результате одна клетка после деления также является клеткой радиальной глии, а другая становится делящимся нервным предшественником (нервная стволовая клетка), который дважды делится и выходит из клеточного цикла (процесса деления клетки) и становится постмитотическим нейробластом (промежуточный прогенитор), большинство из которых погибает. Оставшиеся превращаются в нейробласты второго порядка, затем в незрелые нейроны, затем в нужные зрелые нейроны.
Нейрогенез
Весь процесс образования нового нейрона занимает примерно месяц и называется нейрогенезом.
В стадии постмитотического нейробласта, примерно с 1 недели после начала ассиметричного деления радиальной глии (наличие её симметричного деления-спорный вопрос) большинство будущих нервных клеток погибает, происходит отбор нейронов и нейроны направляются в нужное места и там окончательно созревают.
За 1 день в гиппокампе у взрослого человека образуется в среднем 700 нейронов.
На образование новых нейронов способны влиять нейромедиаторы.
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) способствует активации клеток радиальной глии, также способствует увеличению нейросфер (скопление стволовых клеток, делящиеся нервные предшественники).
Ацетилхолин способствует лучшей выживаемости будущих зрелых нервных клеток.
Норадреналин, дофамин и серотонин также стимулируют появление новых нервных клеток. Дофамин помогает дифференцироваться нервным клеткам, помогает найти своё предназначение, серотонин способствует лучшей выживаемости клеток.
Также помогает нейрогенезу каннабиоиды, т.е. та самая травка. Это не призывы, не агитация, не пропаганда, если что, просто интерестный факт.
Так что если, когда вы играете в компьютерную игру и вам нравится она, вы вот-вот ожидаете победу, то у вас будет улучшаться процесс появления новых нервных клеток.
Но употребление опиатов и алкоголя наоборот способствует ухудшению нейрогенеза, так что заглушать тревогу этим не стоит.
Ожидание какого-то события, которое так важно и вот-вот случиться, какое-то хорошее событие, это вот может поспособствовать получению новых нейронов.
Также есть глутамат, который с одной стороны способствует преобразованию стволовых клеток в глиальные клетки (те самые астроциты), но с другой стороны подавляет образование делящихся нервных предшественников, тем самым уменьшается количество новых нейронов. Но тут скорее вреден его переизбыток, бояться употреблять его не стоит, всё же это одна из основных аминокислот, больше радостных событий и негативное влияние компенсируется, а позитивное останется.
Отрицательное воздействие имеют глюкокортокоидные гормоны, один из которых кортизол, избыточно вырабатывающий при хроническом стрессе, так что постоянное пребывание в стрессовых ситуациях вредно и в плане воздействия на образование новых нейронов.
Постоянные негативные эмоции вредны и с точки зрения восстановления нервной системы, у человека недостаток дофамина, серотонина, норадреналина, повышается уровень кортизола, тут и депрессия может наступить и ничего хорошего в этом нет. Восстановливается это всё антидепресантами, а вот просто так человек не сможет излечиться, даже одна психотерапия не даст нужный эффект (если вам помогло, значит проблема не такая серьёзная, тут требуется уже поход к психиатру). Вот так, антипрессанты ещё могут восстанавливать нервную систему, правда людям со здоровой этого не нужно, у них нервные клетки могут быстрее появляться за счёт дополнительных положительных эмоций, которые здоровый человек способен получать.
Нейронные связи (синапсы) тоже способны постоянно появляться, а также они способны исчезать.
А теперь про сами нейромедиаторы.
Согласно определению из Википедии.
Нейромедиаторы (нейротрансмиттеры) -биологически активные химические вещества, посредством которых осуществляется передача электрохимического импульса от нервной клетки через синаптическое пространство между нейронами, а также, например, от нейронов к мышечной ткани или железистым клеткам. Т.е, химические вещества, помогающие передавать электрический сигнал от одного нейрона к другому. В данном случае синапс, в котором сигнал передаётся с помощью нейромедиатора будет называться химическим синапсом.
Механизм действия такой. Как мы знаем, сигнал через нейроны проходит с помощью ионных каналов, через которые при их открытии проходят положительные ионы калия и натрия, получается множество токов, которые друг за другом проходят через нейрон, заканчиваясь на аксоне, более подробно это уже разбиралось в другом посте про мозг. На конце аксона находятся аксонные терминали, на которых могут находиться синаптические луковицы. В них находятся везикулы, в которых содержится нужный нейромедиатор. Нервный импульс порождает открытие кальциевых каналов, в результате ионы кальция попадают внутрь луковицы и помогают слиться мембране везикулы с мембраной нейрона, в результате нейромедиатор высвобождается и открываются нужные каналы с рецепторами на постсинаптическом нейроне (после синапса, что очень понятно, нейрон, из которого выделяются нейромедиаторы-пресинаптический), реагирующими на нейромедиатор и начинается цепная реакция по открытию каналов. Сам медиатор либо открепляется от рецепторов и разрушается, либо возвращается в пресинаптический нейрон (обратный захват), при этом рецепторы могут находиться и на пресинаптическом нейроне, тогда при воздействии на него нейромедиатора количество выделяемого нейромедиатора может увеличиваться или уменьшаться.
Химический синапс
Также существуют нейромодуляторы, которые регулируют выброс нейромедиатора или его обратный захват.
Нейромедиаторы делятся на определённые виды.
По действию бывают тормозящими и возбуждающими, первые препятствуют передаче импульса, вторые наоборот способствуют его передачи, всё зависит от того, какие именно ионные каналы открываются.
По размерам:
1)Нейромедиаторы с маленькими молекулами:
а)Аминокислоты, это глутамат, аспартат (возбуждающие), ГАМК (основной тормозной нейромедиатор), глицин (тоже тормозной). Находятся в глутоматергических, аспартатергических нейронах (слуховая, обонятельная, лимбическая системы, неокортекс), ГАМКергические (корзинчатые нейроны гиппокампа, нейроны эфферентных экстрапирамидных стриатонигральных, паллидонигральных, субталамопаллидарных путей, клетки Пуркинье мозжечка, нейроны коры мозжечка), глицинергические нейроны (ствол головного мозга, кора больших полушарий, стриатум, ядра гипоталамуса, мозжечок, спинной мозг).
б)Биогенные амины, это дофамин (создаёт ощущение предвкушения результата, причём может не только позитивным он быть, это когда ждёшь, что вот-вот наступит какое-то долгожданное событие, пульс учащается, давление повышается, вот это его действие как нейромедиатора и как гормона), адреналин (эпинефрин, возбуждающий нейромедиатор, функции как нейромедиатора, до конца не выяснены), норадреналин (норэпинефрин, способствует пробуждению, способствует увеличению активности человека), это всё классифицируется также как катехоламины (включают аминогруппу (-NH2) и пирокатехиновое кольцо), ещё серотонин (подавляет негативные эмоции), ацетилхолин (передача импульса в двигательных нейронах). Находятся соответственно в катехоламинергических нейронах (по локализации соответствуют меланинсодержащим нейронам, чёрное вещество, голубое ядро): дофаминергические нейроны (средний, промежуточный, конечный мозг), норадренергические нейроны (переднелатеральная зона покрышки продолговатого мозга и моста) и адренергические нейроны (переднелатеральная область продолговатого мозга), серотонинергические нейроны (большинство-медиальные отделы ствола мозга), холинэргические нейроны.
в)Пурины, туда входит АТФ (содержит азотистое основание-аденин пуринового ряда, способствует открытию ионных каналов в нейронах)
г)Окись азота (NO, способствует расслаблению),
2)Нейропептиды-нейромедиаторы, состоящие из 3-40 аминокислот. Туда входят и опиоидные пептиды: эндоморфины и динорфины, энкефалины, обладающие обезбаливающим действием. Есть ещё вещество P, которое наоборот усиливает боль, высвобождаясь из нейронов, которые передают и усиливают болевые сигналы.
Если что, для понятно какого эффекта данных опиатов в головном мозге недостаточно.
Нейропептиды
Классификация нейромедиаторов наглядно
Пирокатехиламиновое кольцо-кольцо в начале с гидроксильными группами (-OH) у дофамина, эпинефрина, норэпинефрина.
На этом закончим.
Информация (то, что ранее вроде бы не использовалось)
Википедия-Нейромедиатор, Кортизол
https://habr.com/ru/post/405567/
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867413005333
https://biomolecula.ru/articles/vsio-chto-vy-vsegda-khoteli-znat-o-vzroslom-neirogeneze-no-boialis-sprosit
http://www.psychiatry.ru/lib/54/book/28/chapter/36#:~:text=%D0%9A%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8%20%D1%8D%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B9%20%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D1%8B%20%D0%B4%D0%B8%D1%84%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%80%D1%83%D1%8E%D1%82%D1%81%D1%8F%20%D0%B2,%D0%B2%D1%8B%D1%88%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B6%D0%B0%D1%89%D0%B8%D0%B9%20%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B9%2C%20%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D1%83%D1%8F%20%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%83%D1%8E%20%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D1%83
Е.И. Гусев, А.Н. Коновалов, В.И. Скворцова-Неврология и нейрохирургия в 2 частях, том 1, Неврология, 2015 год (нейромедиаторы с.52)
https://www.booksmed.com/nevrologiya/3216-nevrologiya-i-neyrohirurgiya-v-2-h-tomah-gusev-ei-konovalov-an-skvorcova-vi.html