Нейромедіатори

Нейромедіатори гайд

July 02, 2025

Вступ

Бажаю вам гарного перегляду, написано з любов'ю до вас та вашого здоров'я!

Як працюють нейромедіатори

Нейрони (нервові клітини) спілкуються між собою за допомогою відростків - аксонів та дендритів. Між ними є зазор - так звана синаптична щілина. Саме тут і відбувається взаємодія нейронів.

Медіатори синтезуються в клітині і доставляються в закінчення аксона - до пресинаптичної мембрани. Там під дією електричних імпульсів вони потрапляють у синаптичну щілину та активують рецептори наступного нейрона. Після активації рецепторів нейромедіатор повертається назад у клітину (відбувається так зване зворотне захоплення) або руйнується.

Самі нейромедіатори не є білками, тому не існує «гену дофаміну» або «гену адреналіну». Білки виконують всю допоміжну роботу: білки-ферменти синтезують речовину нейромедіатора, білки-транспортери відповідають за доставку, білки-рецептори активують нервову клітину. За правильну роботу одного нейромедіатора можуть відповідати кілька білків - а значить, кілька різних генів.

Дофамін

За рахунок активації нейронів у різних областях мозку дофамін відіграє кілька ролей. По-перше, він відповідає за рухову активність і дарує радість руху, тому якщо ваш досягатор закрився десь у шафі - беремо ноги в руки і хоча б тупаємо по вулиці, в ідеалі бігаємо, плаваємо або граємося з нашим круглим другом м'ячиком. По-друге, дає відчуття майже дитячого захвату від вивчення нового — і прагнення пошуку новизни. По-третє, дофамін виконує важливу функцію винагороди та підкріплення мотивації: як тільки ми робимо щось корисне для життя людського виду, нейрони видають нам приз - почуття задоволеності і ми відчуваємо що ніфіга собі я красень і у мене класний день. На базовому рівні ми отримуємо нагороду за прості людські радощі - їжу та секс, але в цілому варіанти досягнення задоволення залежать від смаків кожного - комусь кайф дістанеться за дописаний код, комусь за марафон (ні мій дорогий друже, не марафон на всяких препаратах амфетамінового ряду), а мені за ось цю статтю.

Система винагороди пов'язана з навчанням: людина отримує задоволення, а в її мозку формуються нові причинно-наслідкові асоціації. І потім, коли задоволення пройде і постане питання, як його отримати знову, виникне просте рішення - зробити ще щось корисненьке.

Дофамін виглядає як відмінний стимулятор для роботи та навчання, а також ідеальний наркотик - саме з дією дофаміну пов'язана більшість наркотиків (амфетамін, кокаїн), ось тільки є серйозні побічні ефекти. «Передозування» дофаміну веде до шизофренії (мозок працює настільки активно, що це починає проявлятися в слухових та зорових галюцинаціях), а нестача - до депресивного розладу або розвитку хвороби Паркінсона.

У дофаміну п'ять рецепторів, пронумеровані від D1 до D5. Четвертий рецептор відповідає за пошук новизни. Його кодує ген DRD4, від довжини якого залежить інтенсивність сприйняття дофаміну. Чим менша кількість повторів, тим простіше людині досягти піку задоволення. Таким людям швидше за все буде достатньо смачної вечері та хорошого фільму.

Чим більша кількість повторів - а їх може бути до десяти - тим складніше отримати задоволення. Таким людям доводиться постаратися, щоб отримати винагороду: вирушити в навколосвітню подорож, підкорити вершину гори, зробити сальто на мотоциклі або осідлати п'ять 20-річних мулаток, кхе-кхе. Такий генотип пов'язують з дальністю міграції стародавніх людей з Африки по Євразії. Є й сумна статистика: у засуджених у в'язницях за тяжкі злочини частіше зустрічається «незадовільний» варіант DRD4.

Норадреналін

Норадреналін - це нейромедіатор бадьорості та прийняття швидких рішень. Він активізується при стресі та в екстремальних ситуаціях, бере участь у реакції «бий або біжи». Норадреналін викликає приплив енергії, знижує почуття страху, підвищує рівень агресії.На соматичному рівні під дією норадреналіну частішає серцебиття та підвищується тиск.

Норадреналін - улюблений медіатор серферів, сноубордистів, мотоциклістів та інших любителів екстремальних видів спорту, а також їхніх колег у казино та ігрових клубах - мозок не робить різниці між реальними подіями та уявними, тому безпечного для життя ризику програти свій статок у карти достатньо для активації норадреналіну.

Високий рівень норадреналіну призводить до зниження зору та аналітичних здібностей, а нестача - до нудьги та апатії.

Ген SLC6A2 кодує білок-транспортер норадреналіну. Він забезпечує зворотне захоплення норадреналіну в пресинаптичну мембрану. Від його роботи залежить, як довго норадреналін діятиме в організмі людини, після того, як він успішно впорався з небезпечною ситуацією. Мутації в цьому гені можуть викликати синдром дефіциту уваги (СДУГ).

Серотонін

Ми звикли чути про нього як про «гормон щастя», при цьому серотонін - ніякий не гормон, і зі «щастям» все не так однозначно. Серотонін - це нейромедіатор, який не стільки приносить позитивні емоції, скільки знижує сприйнятливість до негативних. Він надає підтримку дружнім сусідам - норадреналіну та дофаміну; серотонін задіяний у руховій активності, знижує загальний больовий фон, допомагає організму в боротьбі проти запалення. Також серотонін підвищує точність передачі активних сигналів у мозку та допомагає сконцентруватися. Зауважу, для любителів кави, нікотину та алкоголю, що ваша погана концентрація це не СДУГ, а ось така ось весела плата за легальні торчаловки.

Надлишок серотоніну (наприклад, при вживанні ЛСД) збільшує «гучність» вторинних сигналів у мозку, і виникають галюцинації. Нестача серотоніну та порушення балансу між позитивними та негативними емоціями - основна причина депресії. Дотримуйтесь балансу, слухайте Будду :)

Ген 5-HTTLPR кодує білок-транспортер серотоніну. Послідовність гена містить ділянку повторів, кількість яких може відрізнятися. Чим довша ланцюжок, тим простіше людині зберігати позитивний настрій та переключатися з негативних емоцій, я є щасливим володарем дуже довгого ланцюжка, якби середньостатистична людина побувала б у моєму дитинстві, найімовірніше опинилася б у дурці. Чим коротша - тим вища ймовірність, що негативний досвід буде травмуючим. З кількістю повторів також асоційовані синдром раптової дитячої смертності, агресивна поведінка при розвитку хвороби Альцгеймера та схильність до депресії.

Руйнування нейромедіаторів

Дія нейромедіаторів схожа на свято, ніби всі вийшли радісною юрбою на вулицю дивитися салют. Але свято не може (і не повинно) тривати вічно, і розколбас повинен поступитися місцем спокійній тиші, досить постійно слухати музику фоном і втикати в екран під час їжі!

Для цього в організмі є функція зворотного захоплення медіатора - коли речовина повертається із синаптичної щілини назад у пресинаптичну мембрану аксона і дія нейромедіатора припиняється. Але іноді зворотного захоплення недостатньо, і потрібні більш дієві заходи - руйнування молекули нейромедіатора. Ці функції також виконують білки.

Ген COMT кодує фермент катехол-О-метилтрансферазу, який руйнує норадреналін та дофамін. Від роботи білка залежить, наскільки добре ви будете справлятися зі стресовими ситуаціями. Власники активної форми гена COMT - воїни за природою - отримують знижений рівень дофаміну в лобовій частці головного мозку, яка відповідає за обробку інформації та приємні відчуття. Такі люди краще пристосовуються до стресових ситуацій, вони відкриті до спілкування, у них краща пам'ять. Але через низький рівень дофаміну вони отримують менше задоволення від життя, більш схильні до депресії, у них гірше розвинені моторні функції. Малоактивний варіант гена COMT змінює ситуацію на протилежну. Власники неактивної мутації мають хорошу дрібну моторику, більш креативні, але погано переносять біль,і варто їм потрапити в стресову ситуацію, як вони занурюються в дратівливість, імпульсивність і тривожність. Також мутації гена COMT пов'язані з паркінсонізмом і гіпертонією.

Ген ферменту моноаміноксидази А MAOA відповідає за дезактивацію моноамінів - нейромедіаторів з однією аміногрупою, до яких відносяться адреналін, норадреналін, серотонін, мелатонін, гістамін, дофамін. Чим краще працює ген MAOA, тим швидше нейтралізується «затуманення розуму», викликане стресовою ситуацією і тим швидше людина здатна приймати зважені рішення.

Іноді навіть ген MAOA називають «геном злочинця»: певні мутації гена сприяють виникненню патологічної агресії. Через те що ген знаходиться в X-хромосомі, і у дівчаток дві копії цього гена, а у хлопчиків тільки одна, серед чоловіків статистично більше «природжених злочинців».

Не будемо звалювати все на генетику — навіть щодо «лютого» гена MAOA все непросто: дослідження новозеландських вчених показало, що зв'язок між геном і агресивною поведінкою проявляється тільки за наявності травмуючого досвіду.

Розуміння принципів роботи нейромедіаторів дозволяє по-новому поглянути на звичні емоції, зміну настрою і навіть переглянути уявлення про те, що ж насправді формує нашу особистість.

Ацетилхолін

Це перший нейромедіатор, який відкрили вчені. Він відповідає за передачу імпульсів руховими нейронами - а значить, за всі рухи людини. У центральній нервовій системі нейромедіатор бере на себе стабілізуючі функції: виводить мозок зі стану спокою, коли необхідно діяти, і навпаки, гальмує передачу імпульсів, коли необхідно зосередитися. У цьому йому допомагають два типи рецепторів - прискорюючі нікотинові і гальмуючі мускаринові.

Ацетилхолін відіграє важливу роль у процесі навчання та формування пам'яті. Для цього потрібна як здатність фокусувати увагу (і гальмувати передачу відволікаючих імпульсів), так і здатність переключатися з одного предмета на інший (і прискорювати реакцію). Активна робота мозку, наприклад, при підготовці до іспиту або річного звіту, призводить до підвищення рівня ацетилхоліну. Якщо мозок довгий час бездіє, спеціальний фермент ацетилхолінестераза руйнує медіатор, і дія ацетилхоліну слабшає. Ідеальний для навчання, ацетилхолін буде поганим помічником у стресових ситуаціях: це медіатор роздумів, але не рішучих дій.

Надлишок ацетилхоліну в організмі викликає спазм всіх м'язів, судоми і зупинку дихання - саме на такий ефект розраховані деякі нервово-паралітичні гази. Недолік ацетилхоліну призводить до розвитку хвороби Альцгеймера та інших видів старечої деменції. В якості підтримуючої терапії пацієнтам призначають препарат, що блокує руйнування ацетилхоліну - інгібітор ацетилхолінестерази.

Ген CHRNA3 кодує нікотиновий рецептор ацетилхоліну, на який може впливати нікотин. На першому етапі речовина діє на симпатичну систему організму, яка відповідає за спазм гладкої мускулатури і скорочення судин. Тому у початківців курців сигарети викликають швидше нудоту і блідість шкіри, ніж захват. Але з часом нікотин досягає клітин головного мозку і активізує рецептори ацетилхоліну. Оскільки цим займається і нікотин, і ацетилхолін одночасно, мозок намагається скоригувати «подвійну подачу», і через деякий час нейрони головного мозку скорочують нормальне виробництво ацетилхоліну. З цього моменту нікотин буде потрібен курцеві з будь-якого приводу - зранку щоб підбадьоритися, після наради навпаки, щоб заспокоїтися, після обіду - щоб хоч трохи подумати про вічне. Панове курці - приймаємо гіперзин А і холін.

Поліморфізм гена CHRNA3 впливає на швидкість формування нікотинової залежності і, як наслідок, на ризик розвитку раку легень, викликаного курінням.

Аденозин

Всі хімічні реакції в організмі вимагають витрат енергії.Валютою в цьому процесі є молекула аденіну з кількома основами фосфорної кислоти. Відразу після «зарплати» у вас в кишені опиниться «3 золоті монети» - молекула аденозинтрифосфату з трьома залишками фосфорної кислоти. На кожну транзакцію йде по 1 монеті, відповідно, після першої «покупки» у вас залишиться 2 монети (аденозиндифосфат), після другої - одна монета (аденозинмонофосфат), після третьої - круглий нуль.

Відсутність монеток і є аденозин. Як нейромедіатор він відповідає за відчуття втоми та засинання. Під час сну ваш нулик міняють на трієчку, аденозин трансформується в аденозинтрифосфат, і ми з новими силами готові повернутися до роботи.

Є спосіб обдурити «банк»: заблокувати рецептори аденозину та піти в кредит. Саме цим і займається кофеїн - дозволяє ігнорувати втому та продовжувати працювати. При цьому він не приносить справжньої енергії, а тільки дає витрачати гроші, ніби у вас все ще є 3 монетки. Як і за будь-який кредит, за перевитрату доводиться розплачуватися - більшою втомою, загальмованістю уваги, звиканням. Як же я люблю дивитися на тьмяні обличчя торчків, ой, кавоманів, яким просто подобається "смак кави". Проте, кофеїновмісні кава, чай та шоколад - найпопулярніший стимулятор у світі. Добре, що у світі залишилися ще думаючі люди на кшталт Павла Дурова.

Всього відомо чотири види рецепторів аденозину, які активуються та блокуються аденозином. Ген ADORA2A кодує рецептори аденозину другого типу, які беруть участь в активації протизапальних процесів, формуванні імунної відповіді, регуляції болю та сну. Від роботи цього рецептора залежить швидкість реакції організму на поранення та травму.

Глутамат

Глутамінова кислота у формі глутамату - харчова амінокислота, яка міститься в продуктах тваринного походження. Смакові рецептори сприймають глутамат як індикатор білкової їжі - а отже поживної та корисної - і залишають замітку, що було смачно, і треба повторити. У двадцятому столітті японські вчені з'ясували принцип сприйняття цього смаку (вони назвали його «умамі» — смачний), і з часом глутамат натрію став популярною харчовою добавкою. Саме завдяки йому іноді складно встояти перед спокусою з'їсти локшину доширак. Як харчова добавка глутамат не впливає безпосередньо на роботу нейронів, тому його «передозування» в гіршому випадку обійдеться головним болем.

Глутамат - це не тільки харчова амінокислота, а й важливий нейромедіатор, рецептори якого є у 40% нейронів головного мозку. Він не має власного «смислового навантаження», а тільки прискорює передачу сигналу іншими рецепторами - дофаміновими, норадреналіновими, серотоніновими тощо. Ця функція дозволяє глутамату формувати синаптичну пластичність - здатність синапсів регулювати свою активність залежно від реакції постсинаптичних рецепторів. Цей механізм лежить в основі процесу навчання та роботи пам'яті.

Зниження активності глутамату призводить до млявості та апатії. Надлишок - до «перенапруження» нервових клітин і навіть їх загибелі, ніби на електричну мережу дали більше навантаження, ніж вона здатна витримати. «Перегорання» нейронів - ексайтотоксичність - спостерігається після нападів епілепсії та при нейродегенеративних захворюваннях.

Дві групи генів кодують білки-транспортери глутамату. Гени групи EAAT відповідають за натрій-залежні білки — ті самі, які беруть участь у процесі запам'ятовування. Мутації в генах цієї групи підвищують ризик інсульту, хвороби Альцгеймера, хвороби Гентінгтона, бічного аміотрофічного склерозу. Мутації в генах везикулярних білків-транспортерів групи VGLUT асоційовані з ризиком шизофренії.

Гамма-аміномасляна кислота

У кожної інь є свій ян, і у глутамату є вічний його противник, з яким він тим не менш нерозривно пов'язаний. Йдеться про головний гальмівний нейромедіатор - гамма-аміномасляну кислоту (ГАМК або GABA). Так само як і глутамат, ГАМК не вносить нових кольорів у палітру мозкової активності,а лише регулює активність інших нейронів. Так само як і глутамат, ГАМК охопив мережею своїх рецепторів близько 40% нейронів головного мозку. І глутамат, і ГАМК синтезуються з глутамінової кислоти і по суті є продовженням один одного.

Для опису ефекту ГАМК ідеально підходить приказка «тихіше їдеш - далі будеш»: гальмівний ефект медіатора дозволяє краще зосередитися. ГАМК знижує активність найрізноманітніших нейронів, у тому числі пов'язаних з почуттям страху або тривоги і тих, що відволікають від основного завдання. Висока концентрація ГАМК забезпечує спокій і зібраність. Зниження концентрації ГАМК і порушення балансу у вічному опорі з глутаматом призводить до синдрому дефіциту уваги (СДУГ). Для підвищення рівня ГАМК добре підходять прогулянки, йога, медитації, для зниження - більшість стимуляторів. Знову ж таки - привіт торчкам, ой, знову переплутав - кавоманам, які думають, що у них СДУГ.

У гамма-аміномасляної кислоти два типи рецепторів — швидкого реагування GABA-A і повільнішої дії GABA-B. Ген GABRG2 кодує білок рецептора GABA-A, який різко знижує швидкість передачі імпульсів у головному мозку. Мутації в гені пов'язані з епілепсією та фебрильними судомами, які можуть виникати при високій температурі.

ПЕПТИДИ

Що за пептиди такі?

Пептиди - це маленькі молекули, які складаються з кількох залишків амінокислот. Розмір - єдине, що відрізняє пептид від білка: як тільки число залишків досягає 50, поліпептид починають називати білком. Пептиди синтезуються в різних тканинах організму. У кожного пептиду є свій прекурсор — білок-попередник, з якого в процесі гідролізу (розщеплення) і виходить пептид.

Основна функція пептидів - передача інформації між клітинами. Організм активно використовує пептиди для найрізноманітніших потреб - для захисту від токсинів і бактерій (пептиди зараз один з найперспективніших антибіотиків), регенерації клітин, регуляції апетиту, знеболювання - і цей список можна доповнювати нескінченно. Одним словом, пептиди - це тисячі невтомних менеджерів проектів, без яких нічого не працює.

Опіоїдні пептиди

Це група пептидів, які взаємодіють з опіоїдними рецепторами. До них належать знамениті ендорфіни, а також енкефаліни та динорфіни.

Назва «ендорфіни» походить від словосполучення «ендогенні морфіни» - морфіни, що синтезуються самим організмом. Вони блокують передачу імпульсів болю і впливають на емоційний стан людини. Вважається, що висока концентрація ендорфінів викликає відчуття ейфорії, але на формування цього стану впливають й інші нейромедіатори.

Мозок збільшує виробництво ендорфінів у відповідь на біль, розумний хлопчик буде робити багатоповторку в залі, відчуваючи печіння, покращуючи своє здоров'я, а не займатися ліфтингом, тішачи своє самолюбство і добряче так викликаючи втому мозку (ментальний фог, по-дворовому - отупіння), а потім, якщо він хоч трохи розумний, так склалися карти - коле собі церебролізин і вітаміни групи В, але це більше виняток з правил. Крім багатоповторок є й інші способи підняти їх концентрацію. Один з них - біг на довгі дистанції (саме ендорфіни викликають «ейфорію бігуна»); інший - багато сміятися, і бажано в хорошій компанії. Також допоможуть улюблена музика і танці.

Існує кілька видів ендорфінів. Альфа-ендорфіни впливають на емоції та рухову активність. Гамма-ендорфіни, навпаки, знижують емоційну активність. Бета-ендорфіни - найактивніший агент взаємодії з опіоїдними рецепторами, вони відповідають за знеболювання та активацію системи винагороди. Бета-ендорфіни першими реагують на запальні процеси.

Енкефаліни та динорфіни за будовою та дією багато в чому схожі з ендорфінами, тільки походять від інших прекурсорів і по-іншому взаємодіють з опіоїдними рецепторами. За даними досліджень, ефективність динорфіну як знеболювального в 6 разів перевищує ефективність морфіну.

Опіоїдні рецептори

Існує чотири види опіоїдних рецепторів - мю, дельта, каппа та рецептор ноцицептину. Мю-рецептори кодуються геном OPRM1 і контролюють процес знеболення та взаємодію з дофаміновою системою винагороди. Тому з цими рецепторами пов'язаний інтерес до їжі, процес навчання та формування соціальних прив'язаностей. Мутації в гені асоційовані з формуванням залежності від нікотину, кокаїну та алкоголю. Мю-рецептори взаємодіють з бета-ендорфінами та енкефалінами.

Дельта-рецептори також взаємодіють з ендорфінами та енкефалінами, але меншою мірою впливають на систему винагороди, ніж мю-рецептори. Каппа-рецептори відрізняються за своєю дією: крім знеболення, вони пов'язані з гальмуванням рухової активності та негативною винагородою - почуттям дискомфорту у відповідь на певні дії людини. Мутації в гені рецептора OPRK1 також пов'язані з алкогольною та опіоїдною залежністю.

Агоністи опіоїдних рецепторів

Найвідоміші стимулятори опіоїдних рецепторів - морфін, героїн, кодеїн та лоперамід. Останній входить до складу засобу від діареї: він не проходить гематоенцефалічний бар'єр, тому він не впливає на мозок, і його ефект стосується тільки клітин кишківника.

Дякую за прочитання, ці знання дадуть вам базу в розумінні роботи медіаторів, не забудь прочитати цю статтю кілька разів і записати міні план-конспект, обійняв.