«Основы психофармакологии»

Современная психофармакология это по большей части история химической нейротрансмиссии. Для того чтобы понять действие препаратов на мозг, осознать влияние болезней на центральную нервную систему и интерпретировать поведенческие последствия психиатрической медицины, нужно свободно владеть языком и принципами химической нейротрансмиссии. Человеку, который изучает психофармакологию невозможно переоценить важность этого факта. Эта глава является основой для всей книги и дорожной картой для путешествия через одну из самых интересных тем в сегодняшней науке, нейронауке того, как расстройства и препараты действуют на центральную нервную систему.

Анатомическая и химическая основа нейротрансмиссии

Что такое нейротрансмиссия? Нейротрансмиссию можно описать многими способами: анатомически, химически, электрически. Анатомическая основа нейротрансмиссии это нейроны (Рисунки от 1-1 до 1-3) и соединения между ними, которые называются синапсами, иногда ее также называют анатомически направленной нервной системой, комплекс “жестких” [в оригинале “hard-wired”, аналогия с компьютерным “железом”] синаптических соединений между нейронами, подобно миллионам телефонных проводов в пределах тысяч и тысяч кабелей. Мозг, рассматриваемый с анатомической точки зрения, таким образом, представляет собой сложную проводящую диаграмму, пересылающую электрические импульсы туда, куда подключен “провод” (то есть при синапсе). Синапсы могут образовываться на многих участках нейрона, а не только на дендритах как аксодендритные синапсы, но также и на соме как аксосоматические синапсы, и даже в начале и в конце аксонов (аксоаксонические синапсы) (Рисунок 1 -2). Такие синапсы называются “асимметричными”, поскольку коммуникация структурирована в одном направлении; то есть антероград от аксона первого нейрона к дендриту, соме или аксону второго нейрона (Рисунки 1-2 и 1-3). Это означает, что существуют пресинаптические элементы, которые отличаются от постсинаптических элементов (Рисунок 1-4). В частности, нейромедиаторы упакованы в пресинаптическую нервную терминаль, как боеприпасы в заряженном пистолете, затем они выстреливают на постсинаптический нейрон, нацеливаясь на его рецепторы.

Нейроны являются клетками химической коммуникации в мозге. Человеческий мозг состоит из десятков миллиардов нейронов, и каждый из них связан с тысячами других нейронов. Таким образом, мозг имеет триллионы специализированных соединений, известных как синапсы. Нейроны имеют множество размеров, длин и форм, которые определяют их функции. Локализация в мозге также определяет функцию. Когда нейроны неисправны, могут возникать поведенческие симптомы. Когда препараты меняют нейрональные функции, появляются, налаживаются или усугубляются поведенческие симптомы.

Общая структура нейрона. Несмотря на то, что в учебнике часто изображаются нейроны с общей структурой (такой как на Рисунках от 1 -1 до 1 -3), правда заключается в том, что многие нейроны имеют уникальные структуры в зависимости от того, где в мозге они располагаются и какая их функция. Все нейроны имеют клеточное тело, известное как сома, и структурно настроены, получать информацию от других нейронов через дендриты, иногда через отростки на дендритах и часто через продуманно разветвленное “дерево” дендритов (Рисунок 1 -2). Нейроны также структурированы для отправки информации другим нейронам через аксон, который образует пресинаптические терминали, так как аксон проходит мимо ([в оригинале en passant],

Рисунок 1-1) или через окончания аксонов (пресинаптические терминали аксона, Рисунки от 1-1 до 1-4).

Нейропередача имеет анатомическую инфраструктуру, но это принципиально очень утонченная химическая операция. Дополнение анатомически направленной нервной системе являет собой химически направленная нервная система, которая образует химическую основу нейропередачи: а именно, как кодируются, декодируются,

трансдуцируются и отправляются в путь химические сигналы. Понимание принципов химической нейропередачи является фундаментальным требованием для понимания, того как работают психофармакологические агенты, потому что они нацелены на ключевые молекулы, участвующие в нейротрансмиссии. Препараты, нацеливающиеся на конкретные химические сайты, влияющие на нейротрансмиссию, обсуждаются в Г лавах 2 и 3.

Понимание химически направленной нервной системы также является предпосылкой для того, чтобы стать “нейробиологически информированным” клиницистом: то есть, иметь возможность перевести новые захватывающие находки на схему мозга, функциональную нейровизуализацию и генетику в клиническую практику; потенциально улучшая диагностику и обработку психиатрических нарушений и их симптомов. Химия нейропередачи в конкретных областях мозга и то, как эти принципы используются относительно различных специфических психических расстройств, с помощью различных психотропных препаратов, обсуждается всю оставшуюся часть книги.

Принципы химической нейротрансмиссии Нейромедиаторы

Существует более десятка известных или предполагаемых нейротрансмиттеров в мозге. Для психофармакологов особенно важно знать шесть основных нейротрансмиттерных систем, на которые направлены психотропные препараты:

• норадреналин

• дофамин

• ацетилхолин

• глутамат

• Г АМК (у-аминомасляная кислота)

Каждый из них подробно обсуждается в клинических главах связанных с конкретными препаратами, которые на них нацелены. Другие нейротрансмиттеры, которые также являются важными нейромедиаторами и нейромодуляторами, такие как гистамин, а также различные нейропептиды и гормоны вкратце описаны в соответствующих клинических главах в этом учебнике.

Некоторые нейротрансмиттеры, которые очень похожи на препараты были названы “Фармакопеей бога”. Например, хорошо известно, что мозг изготовляет свой собственный морфин (то есть ß-эндорфин) и марихуану (то есть анандамид). Мозг может даже производить свои антидепрессанты, анксиолитики и галлюциногены. Наркотики часто имитируют естественные нейротрансмиттеры мозга, и некоторые препараты были обнаружены раньше естественных нейромедиаторов. Таким образом, морфин использовали в клинической практике до открытия ß-эндорфина; марихуану курили до открытия каннабиноидных рецепторов и анандамида; бензодиазепины Валиум (диазепам) и Ксанакс (альпразолам) назначали перед открытием бензодиазепиновых рецепторов; и антидепрессанты Элавил (амитриптилин) и Прозак (флуоксетин) вошли в клиническую практику до молекулярного осветления участка серотонинового транспортера. Это подчеркивает тот факт, что подавляющее большинство препаратов, действующих на ЦНС, влияют на процесс нейропередачи. Действительно, это, по -видимому, происходит порой, таким способом, который может имитировать действия самого мозга, когда мозг использует собственные химические вещества.

В любой нейрон могут входить нейромедиаторы, поступающие из разных нейрональных схем. Понимание этих входов для нейронов в пределах функционирующих циклов может обеспечить рациональную основу для выбора и комбинирования терапевтических агентов. Эта тема широко обсуждается в каждой главе о различных психических расстройствах. Идея состоит в том, что современный психофармаколог влияет на анормальные нейротрансмиссии у пациентов с психическими расстройствами, и может потребоваться нацеливание на нейроны специфических циклов. Поскольку эти сети нейронов посылают и получают информацию через различные нейромедиаторы может быть не только рациональным, но и необходимым использовать несколько препаратов с различными нейротрансмиттерными действиями для пациентов с психическими расстройствами, особенно если агенты с одним нейромедиаторным механизмом не эффективны для облегчения симптомов.

Нейропередача: классическая, ретроградная, и объемная

Классическая нейротрансмиссия начинается с электрического процесса, посредством которого нейроны посылают электрические импульсы от одной части клетки до другой части подобной клетки через их аксоны (смотрите нейрон A на Рисунке 1-3). Однако эти электрические импульсы не прыгают непосредственно на другие нейроны. Классическая нейропередача между нейронами включает в себя один нейрон, который выбрасывает химический мессенджер или нейротрансмиттер, на рецепторы второго нейрона (смотрите синапс между нейроном А и нейроном В на Рисунке 1-3). Это часто происходит на участках синаптических связей, но не исключительно на них. В человеческом мозге сто миллиардов нейронов составляют тысячи синапсов с другими нейронами, предположительно для триллиона химических нейромедиаторных синапсов. Коммуникации между всеми этими нейронами при синапсах являются химическими, а не электрическими. То есть электрический импульс в первом нейроне преобразуется в химический сигнал при синапсе между ним и вторым нейроном, в спаренном процессе, известном как возбуждение-секреция, первая стадия химической нейротрансмиссии. Это происходит преимущественно, но не исключительно в одном направлении, от пресинаптической аксональной терминали на второй постсинаптический нейрон (Рисунки 1-2 и 1-3). Наконец, нейропередача продолжается во втором нейроне либо путем преобразования химической информации от первого нейрона, обратно, в электрический импульс во втором нейроне или, возможно, более утонченно, химическая информация от первого нейрона запускает каскад дальнейших химических сообщений внутри второго нейрона, чтобы изменить молекулярное и генетическое функционирование этого нейрона (Рисунок 1-3).