Соломзес Д., Чебурсон В., Соколовский Г. - Наркотики и общество

Второй путь удаления нейромедиаторов из синапса - обратное поглоще- ние. Нейромедиаторы возвращаются обратно в нервное окончание, из которо го они были выделены. Такой процесс дезактивации экономичнее, поскольку молекула нейромедиатора остается неповрежденной и ее можно использовать снова, не затрачивая энергию на выработку новых. Некоторые наркотики (особенно кокаин и амфетамины) оказывают одно из своих действий, блоки руя этот процесс.

Таблица 3-2 Нейромедиаторы, их протагонисты и антагонисты

Нейромедиатор Протагонист Антагонист

Ацетилхолин Никотин Атропин

Дофамин/норадреналин Кокаин/амфетамины Хлорпромазин

Серотонин LSD Хлорпромазин

Эндорфины Морфий Налоксон

Гаммааминомасляная кислота (GABA) Барбитурат Бикукулин

Последняя группа действий наркотиков - непосредственно на рецептор. Некоторые наркотики воздействуют на рецептор, выдавая себя за настоящий нейромедиатор (эдакий дубликат ключа, подходящий к замку). Другие нарко тики заклинивают замок и препятствуют возбуждению нейрона. Они называют ся блокировщиками. Вообще, любые вещества, эндогенные или нет, которые подходят к замку рецептора и активизируют нейрон, называются протагонис тами этого рецептора. Любое соединение, которое не активизирует нейрон само и мешает сделать это другим веществам, называется антагонистом. Например, налоксон - антагонист рецепторов, на которые влияют опиаты ти па героина. Если дать налоксон человеку, только что принявшему смер тельную дозу героина, то он не только не умрет, но даже придет в такое состояние, словно и не принимал наркотик.

Вообще, налоксон полностью блокирует и аннулирует все воздействие ге- роина и других опиатов. Поэтому налоксон называется антагонистом опиа тов. Следует запомнить, что хотя наркотики взаимодействуют с мозговой тканью очень по-разному, в механизме этого взаимодействия всегда содер жатся процессы, характерные для нормального функционирования организма. Наркотик активизирует или замедляет функционирование некоторых частей мозга с определенными естественными функциями. Различия в действии раз ных наркотиков можно объяснить, изучив, на какие нейромедиаторы они вли яют и как именно. Поэтому необходимо рассмотреть нейромедиаторные систе мы человеческого мозга и некоторые известные их функции.

Главные нейромедиаторные системы

Ацетилхолин

Из всех нейромедиаторов одним из первых был открыт ацетилхолин, воз- можно, потому, что он находится в наиболее удобных для изучения нейро нах, расположенных за пределами мозга. Он содержится в окончаниях нейро нов, управляющих мышцами скелета. В местах соединения нервов с мышцами есть пространство, подобное синапсу, которое называется нейромускулярным соединением. Когда нейроны, соединенные с мышечными волокнами, возбужда ются, они выделяют в область нейромускулярного соединения ацетилхолин, и мышцы сокращаются. Ацетилхолин также играет важную роль в мозге, но по добно большинству других нейромедиаторов его функции до конца не изуче ны. Все же известно, что он является важным регулятором ощущения жажды. При образовании прилагательных от нейромедиатора просто берется корень слова /в данном случае холин/ и к нему прибавляется суффикс "ергичес кий". Так, жажду мы назовем холинергической функцией, содержащие ацетил холин нейроны - холинергическими нейронами, а наркотики, блокирующие ацетилхолин - антихолинергическими наркотиками. Предположительно, аце тилхолин также является важным элементом системы памяти. Есть доказа тельства того, что болезнь Альцгеймера - прогрессирующая потеря памяти в старческом возрасте - связана с нарушением функционирования нейронов на одном из холинергических участков. Самые современные исследования болез ни Альцгеймера направлены на определение характера повреждения этих участков и разработку способов лечения или предотвращения этих поврежде ний. В 1993 году комиссия Парка-Дэвиса объявила о том, что получен и официально утвержден первый препарат для лечения болезни Альцгеймера такрин (Содпех), увеличивающий уровень ацетилхолина в мозговой ткани. Исследования болезни Альцгеймера дали новые доказательства в пользу то го, что причиной психических заболеваний является нарушение нормального функционирования нейромедиаторов.

Моноамины

Моноаминами называются три важных нейромедиатора, входящих в одну аминогруппу, - норепинефрин (норадреналин), дофамин и серотонин. Как и ацетилхолин, норадреналин был открыт давно, потому что он тоже находится за пределами мозга. Это главное химическое вещество, регулирующее физи ческие изменения, сопровождающие эмоциональный подъем. Он также содер жится в мозге и играет роль нейромедиатора, ответственного за чувство голода, бодрствование и пробуждение от сна. Серотонин находится во всех частях мозга и играет важную роль в регулировании сна. Дофамин - главный нейромедиатор на участках мозга, обеспечивающих согласованные движения частей тела. Это открытие породило гипотезу, что недостаток дофамина мо жет быть главной причиной болезни Паркинсона, которая поражает в основ ном пожилых людей и характеризуется прогрессирующей несогласованностью движений, отвердением мускулатуры и дрожью в теле. В соответствии с этой гипотезой стали применять новые подходы к лечению болезни Паркинсона, в том числе прием препарата L-дофа, "исходного вещества" дофамина. L-дофа назначался пациентам для восстановления уровня содержания дофамина в тканях, и дал потрясающие результаты. Прием самого дофамина неэффекти вен, так как он не может попасть в мозг вместе с кровью. Мозг защищен от попадания токсичных веществ системой фильтрации крови или кровяным барьером мозга (энцефалогенный барьер), которая задерживает и дофамин. Но L-дофа преодолевает этот барьер и, попадая в мозг, превращается в до фамин. Использование L-дофа при лечении болезни Паркинсона - яркий при мер ценности научных исследований нейромедиаторов. Хотя L-дофа не избав ляет от болезни совсем (потеря дофаминергических нейронов продолжается, и даже этот препарат не может полностью ее восполнить), он продлевает жизнь людям, страдающим болезнью Паркинсона, которые без него умерли бы на много лет раньше.

Кроме указанных функций, моноамины тесно связаны с настроением и эмо- циональными расстройствами. Открытие веществ, влияющих на моноамины, произвело революцию в психиатрии. Есть убедительные доказательства того, что тяжелые клинические случаи депрессии связаны с биологическими нару шениями. Согласно новейшим теориям, клиническая депрессия возникает из-за изменения уровня моноаминов, в особенности норадреналина и серото нина. Это подтверждается еще и тем обстоятельством, что наркотики, унич тожающие моноамины, вызывают депрессию. Как мы уже говорили, резерпин вызывает течь в пузырьках нервных окончаний и последующее уничтожение нейромедиаторов, в результате чего в организме возникает нехватка моноа минов. Лекарства, применяющиеся при лечении депрессии, заметно увеличи вают выработку норадреналина и серотонина.

Моноамины, и в особенности дофамин, также составляют биохимическую основу возникновения другого серьезного психического заболевания - ши зофрении. При ней происходит почти полная потеря связи с реальностью, проявляющаяся в обманах чувств, галлюцинациях, нарушенных эмоциональных реакциях и выпадении из общественных связей. Доказано, что эти симптомы вызваны повышенной активностью моноаминов. Вопервых, все лекарства, при меняющиеся при лечении шизофрении, блокируют моноамины. Существует очень тесная связь между силой лечебного действия препарата и его способностью блокировать рецепторы дофамина. Кроме того, соединения, неспособные на это, как правило не снимают симптомы шизофрении, даже если обладают все ми другими свойствами, присущими эффективным лекарствам. Еще одно инте ресное доказательство: наркотики-стимуляторы, такие как кокаин и амфета мины, усиливают дофаминергическую активность мозга. Хотя маленькие или умеренные дозы этих стимуляторов улучшают настроение, их передозировка часто ведет к параноидальным расстройствам и потере связи с реальностью, которая почти в точности повторяет симптомы шизофрении. Когда действие наркотика ослабевает и дофаминергическая активность приходит в норму, такие симптомы исчезают. Это опять свидетельствует о связи повышенной дофаминергической активности и шизофрении.

Другие нейромедиаторы

Долгое время четыре приведенных выше нейромедиатора считались единственными главными веществами, действующими в процессе передачи нервных импульсов. Но с развитием более сложных исследовательских техно логий стало ясно, что нас ждет открытие еще очень многих нейромедиато

В конце семидесятых годов в мозговой ткани млекопитающих были обнару- жены вещества, по своим химическим свойствам сходные с опиатами. Из-за этого сходства они были названы эндорфинами (сокращение от термина "эн догенный морфий"). Их функции в организме разнообразны и пока до конца не ясны, но несомненно, что эти вещества способствуют снятию болевых ощущений. Подробное описание эндорфинов смотрите в Главе 9.

Еще один важный нейромедиатор - гамма-аминомасляная кислота (GABA). В тканях головного мозга ее содержится гораздо больше, чем других извест ных нейромедиаторов, и действует она несколько иначе. Аналогия ключа и замка по-прежнему работает, но GABA, попадая в рецептор, не открывает, а закрывает замок, то есть не возбуждает нейрон, а напротив, препятствует этому. Поэтому ее обычно называют подавляющим нейромедиатором (хотя и другие нейромедиаторы могут в определенных синапсах выступать в этом ка честве). Если активизирован GABA-ергический рецептор нейрона, то для то го, чтобы нейрон возбудился, нужно очень большое количество соответству ющих нейромедиаторов. Сейчас известно много наркотиков, действующих по добно GABA. Это классические депрессанты: барбитураты, транквилизаторы типа диазепама (Valium) и хлордиазепоксида (Librium) и алкоголь.

Нервная система

После рассмотрения мельчайших частей нервной системы и действия нар- котиков на уровне нейрона рассмотрим всю нервную систему в целом. Ее структура изображена на рисунке 3-3. В ней есть два принципиально разных отдела: центральная нервная система и периферическая нервная система. В центральную нервную систему входят головной и спинной мозг. Все нервные ткани за их пределами относятся к периферической нервной системе. В нее входят нервы (связки аксонов), передающие информацию от органов чувств в мозг (сенсорные нервы) и от мозга в мышцы (двигательные нервы).

Вегетативная нервная система

Кроме нервных окончаний, в составе периферийной нервной системы есть важная регулирующая система, называемая вегетативной нервной системой. Она регулирует автоматические реакции, и в свою очередь делится на две части. Симпатическая ветвь вегетативной нервной системы активизируется в период эмоционального подъема выделением из специальных желез адреналина и норадреналина. Она отвечает за различные физиологические изменения, сопровождающие мгновенные подсознательные реакции: увеличение давления, учащение пульса и дыхания, расширение зрачков, выделение пота, сухость во рту, изменение движения крови в организме (она отливает от внутренних органов и приливает к мозгу и крупным мышцам). Многие психоактивные ве щества вызывают такие же изменения в организме. Такие вещества называют ся симпатомиметиками, и в их число входят кокаин, амфетамины и некоторые галлюциногены типа LSD. Другие вещества блокируют определенный вид но радреналиновых рецепторов симпатической нервной системы, так называемые бета-рецепторы. Они регулируют кровяное давление. Вещества, называемые бета-блокерами, (к которым относится пропранолол) широко используются при лечении гипертонии.

Вторая, парасимпатическая ветвь вегетативной нервной системы связана с действиями, противоположными симпатическим. Она снижает пульс, кровя ное давление и т.д. В отличие от симпатических нейронов, синапсы нейро нов этой системы в основном холинергические. Вещества, действующие нап рямую на парасимпатическую нервную систему, как правило, очень токсичны. Например, нервнопаралитические газы зорин и зоман связывают ацетилхоли нэстеразу, что ведет к чрезмерной активности этой ветви нервной системы. Результатом бывает смерть от удушья или остановки сердца.

Мозг

Это, разумеется, важнейший орган нервной системы. Он покрыт твердой оболочкой (менингом) и плавает внутри черепа в так называемой цереброс пинальной жидкости. Хотя человеческий мозг весит в среднем менее двух килограммов, он представляет собой исключительно сложный орган.

Мозг содержит многие миллиарды нейронов. Благодаря сложным переплете- ниям аксонов, каждый нейрон связан с несколькими тысячами других. Слож ность этих переплетений настолько велика, что иногда выходит за пределы нашего понимания. Несмотря на это, исследования самого сложного органа в человеческом организме ведутся и приносят плоды. Плодотворный подход к изучению мозга - рассмотреть его по частям и выяснить специфические функции каждой из них.

Основные части мозга - задний мозг, средний мозг и передний мозг. На рисунке 3-5 показано их расположение относительно друг друга. Если идти от спинного мозга вверх, то первым на нашем пути окажется задний мозг.

Задний мозг

Основные составляющие заднего мозга - продолговатый мозг, мост и моз- жечок. Продолговатый мозг расположен в месте соединения головного мозга со спинным и в сущности является продолжением спинного мозга. Он регули рует такие исключительно важные функции организма, как дыхание, сердце биение, кровяное давление, пищеварение, глотание и рвоту. Нарушение ра боты продолговатого мозга очень опасно, и принимая наркотики, Без действующие на продолговатый мозг, человек ставит под вопрос свою жизнь. Когда содержание токсичных веществ в продолговатом мозгу сильно повыша ется, включается рвотный центр, чтобы очистить организм. Поэтому при сильном опьянении людей часто тошнит. Далее в заднем мозге расположен мост. Он обеспечивает подготовку для передачи импульсов по спинному моз гу, и кроме того частично отвечает за сон и бодрствование. По продолго ватому мозгу и мосту проходит особый путь импульсов (на рисунке 3-5 не показанный), известный как ретикулярная формация. Он очень важен для бдительности и бодрствования. Очевидно, вещества, вызывающие сон (барби тураты и транквилизаторы), действуют именно на этот участок мозга.

Третья главная часть заднего мозга - мозжечок. Он имеет очень сложное строение, состоит из нескольких миллиардов нейронов. Основная его задача - регулировать движения частей тела. Механизм действия мозжечка нам практически непонятен, известно только, что он согласовывает самые раз ные телодвижения, речь и сохраняет равновесие. Наркотики, вызывающие не согласованность движений и потерю равновесия (например, алкоголь), влия ют на мозжечок.

Средний мозг

Он состоит из двух маленьких образований: внутренние холмики и внеш- ние холмики. Внутренние холмики - это части системы слуха, они локализу ют в пространстве источник звука. Внешние холмики делают то же самое со зрительными раздражителями. Локализация объектов и передача сообщений о них - главные функции этих частей мозга. Распознавание и интерпретация зрительных и слуховых раздражителей происходят где-то в другой части мозга.

Передний мозг

Таламус и Гипоталамус. С точки зрения изучения воздействия наркоти- ков, для нас важнее всего передний мозг, в который входят таламус, гипо таламус и некоторые другие образования, в частности, кора головного моз га (см. рис. 3-5). Таламус часто называют ретрансляционной станцией, так как он получает все исходные импульсы от органов чувств и передает эту информацию соответствующим частям мозга. Гипоталамус - основной орган, регулирующий поведение. Очевидно, разные его части отвечают за еду, питье, температуру тела, агрессию и сексуальное поведение. Определить точное назначение определенной части мозга очень трудно, и иногда мы по лучаем противоречивые данные. Главные способы изучения частей мозга повреждение и стимуляция. Хирургическим способом повреждается некоторый участок мозга подопытного животного. После того, как животное оправится от операции, наблюдаются изменения в его поведении, которые соотносятся с поврежденным участком мозга. Например, повреждение одной части гипота ламуса приводит к тому, что животное перестает есть, а в результате опе рации на другом участке у животного неестественно увеличивается аппетит, что ведет даже к ожирению. Таким образом, мы видим, что в гипоталамусе есть по крайней мере два участка, отвечающих за прием пищи: один регули рует чувство насыщения, другой - чувство голода. Электростимуляция участков мозга, как правило, дает эффект, противоположный повреждению.

Повреждение или стимуляция определенных участков мозга распространя- ется и за их пределы, так что воздействие может затрагивать целые каналы передачи нервных импульсов. Поэтому лучше говорить не о центрах голода, а о каналах передачи соответствующих импульсов. Впрочем, даже такой под ход может быть упрощенным, потому что некоторые исследователи заметили, что по таким каналам может передаваться не только информация о голоде. Так, они влияют еще и на координацию движений, вкусовые ощущения и на многое другое. Но как бы то ни было, все исследователи сходятся на том, что гипоталамус играет важную роль в контроле над голодом, жаждой и дру гими основными ощущениями.

Центр наслаждения в головном мозге Несмотря на указанные трудности, электростимуляция участков мозга явилась основой одного из самых значи тельных открытий в исследованиях связи между мозгом, поведением и нарко тиками. В 1950-ых годах психолог Джеймс Олдс работал с мозгом крысы, имплантируя электроды в различные его участки и изучая последствие их стимуляции. При электрической стимуляции определенных участков мозга крыса, казалось, испытывала удовольствие. Вот как Олдс описывает свое открытие:

Когда животное заходило в определенный угол клетки, я давал ему ко- роткий разряд электрического тока. Но животное не убегало прочь из угла, а наоборот, возвращалось туда после короткого отступления, вызванного шоком от первой стимуляции. После второй стимуляции период отступления был еще короче. Ко времени третьего электрического разряда крыса не вы ходила из угла.

Проводя дальнейшие исследования, Олдс и его коллега Милнер обнаружи- ли, что если имплантировать электроды в определенные участки мозга, осо бенно в средний узел переднего мозга, то крысу можно приучить даже нажи мать рычаг в клетке, включающий стимуляцию электротоком, Некоторые ней роны срединного узла выходят за его пределы и связывают его с боковой частью гипоталамуса. Когда крысы научились стимулировать этот участок, они нажимали рычаг до тысячи раз в час. Это дало основание предположить, что стимулируется "центр наслаждения". Очевидно, этот участок мозга яв ляется конечным пунктом каналов, по которым проходит информация о жела нии наслаждения и о его получении. Соответственно, для понимания свойств наркотиков вызывать чувство наслаждения надо изучить этот участок мозга. Один из главных каналов передачи нервных импульсов в срединном узле дофаминный, поэтому исследователи выдвинули версию, что главное химичес кое вещество, связанное со свойством наркотиков доставлять удовольствие, - дофамин. В пользу этого говорит успех следующего эксперимента. Крысы научились нажимать рычаг, который обеспечивает подачу кокаина через ми ниатюрную пипетку, вживленную в срединный узел переднего мозга. Таким образом, люди, употребляющие кокаин, изменяют химические процессы, про исходящие в системе контроля над наслаждением.

В структуру переднего мозга входят еще три сложных органа: лимбичес- кая система, базальные ганглии и кора головного мозга. Эти органы форми руют такие, присущие только человеку, сферы мыслительной деятельности, как память, логика, речь, планирование и рассуждение.