Информация

Можно ли сказать, что источником наибольшей регуляции кровообращения у человека является нервная система?

Можно ли сказать, что источником наибольшей регуляции кровообращения у человека является нервная система?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

местная регуляция кровотока и барорецепторы стимулируют нейроны и отправляют сообщения в мозг. Итак, можем ли мы сказать, что источником наибольшей регуляции кровообращения у человека является нервная система?


Гомеостаз и регуляция в организме человека

Человеческое тело состоит из триллионов клеток, которые работают вместе для поддержания всего организма. Хотя клетки, ткани и органы могут выполнять очень разные функции, все клетки в организме схожи по своим метаболическим потребностям. Поддержание постоянной внутренней среды путем обеспечения клеток тем, что им необходимо для выживания (кислород, питательные вещества и удаление отходов), необходимо для благополучия отдельных клеток и всего тела. Многие процессы, с помощью которых организм контролирует свою внутреннюю среду, в совокупности называются гомеостазом. Дополнительная деятельность основных систем организма поддерживает гомеостаз.

Гомеостаз

Гомеостаз относится к стабильности, балансу или равновесию внутри клетки или тела. Это способность организма поддерживать постоянную внутреннюю среду. Гомеостаз - важная характеристика живых существ. Поддержание стабильной внутренней среды требует постоянных корректировок по мере изменения условий внутри и снаружи клетки. Регулировка систем внутри клетки называется гомеостатической регуляцией. Поскольку внутренняя и внешняя среда ячейки постоянно меняется, корректировки должны выполняться постоянно, чтобы оставаться на уровне или около заданного значения (нормального уровня или диапазона). Гомеостаз можно рассматривать как динамическое равновесие, а не как постоянное неизменное состояние.

Петли регулирования обратной связи

Эндокринная система играет важную роль в гомеостазе, потому что гормоны регулируют активность клеток организма. Выброс гормонов в кровь контролируется раздражителем. Например, раздражитель вызывает либо увеличение, либо уменьшение количества выделяемого гормона. Затем реакция на стимул изменяет внутренние условия и сама может стать новым стимулом. Этот саморегулирующийся механизм называется регулированием с обратной связью.

Регулирование обратной связи происходит, когда реакция на стимул каким-либо образом влияет на исходный стимул. Тип ответа определяет, что называется обратной связью. Негативный отзыв происходит, когда реакция на стимул уменьшает исходный стимул. Положительный отзыв происходит, когда реакция на стимул увеличивает исходный стимул.

Терморегуляция: петля отрицательной обратной связи

Отрицательная обратная связь - наиболее распространенная петля обратной связи в биологических системах. Система действует, чтобы изменить направление изменений. Поскольку это имеет тенденцию поддерживать постоянство, это позволяет поддерживать гомеостатический баланс. Например, когда концентрация углекислого газа в организме человека увеличивается, легкие получают сигнал об увеличении своей активности и выдыхании большего количества углекислого газа (частота вашего дыхания увеличивается). Терморегуляция - еще один пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается, кожные рецепторы и гипоталамус улавливают изменение температуры. Изменение температуры (стимул) запускает команду из мозга. Эта команда вызывает реакцию (кожа вызывает пот, а кровеносные сосуды у поверхности кожи расширяются), что помогает снизить температуру тела. На рисунке 1 показано, как реакция на стимул уменьшает исходный стимул в другом механизме отрицательной обратной связи организма.

Рисунок 1: Контроль уровня глюкозы в крови - пример отрицательной обратной связи. Концентрация глюкозы в крови повышается после еды (раздражитель). Гормон инсулин высвобождается поджелудочной железой и ускоряет перенос глюкозы из крови в выбранные ткани (реакция). Затем концентрация глюкозы в крови снижается, что затем снижает исходный стимул. Затем снижается секреция инсулина в кровь.

Положительная обратная связь менее распространена в биологических системах. Положительная обратная связь ускоряет изменение. Пример положительной обратной связи - лактация (удой). Когда ребенок сосет грудь, нервные импульсы от молочных желез вызывают выработку гормона пролактина гипофизом. Чем больше ребенок сосет грудь, тем больше выделяется пролактин, который стимулирует дальнейшую выработку молока.

Не многие механизмы обратной связи в организме основаны на положительной обратной связи. Положительная обратная связь ускоряет направление изменений, что приводит к увеличению концентрации гормона, состоянию, которое еще больше уходит от гомеостаза.

Системные взаимодействия

Каждая система организма способствует гомеостазу других систем и всего организма. Ни одна система тела не работает изолированно, и благополучие человека зависит от благополучия всех взаимодействующих систем организма. Нарушение одной системы обычно имеет последствия для нескольких дополнительных систем организма. Большинство этих систем органов контролируются гормонами, секретируемыми гипофизом, частью эндокринной системы. В таблице 1 показано, как различные системы организма работают вместе для поддержания гомеостаза.

Основные примеры гомеостаза у млекопитающих следующие:

• Регулирование количества воды и минералов в организме. Это известно как осморегуляция. В первую очередь это происходит в почках.
• Удаление метаболических отходов. Это называется выделением. Это осуществляется выделительными органами, такими как почки и легкие.
• Регулирование температуры тела. В основном это делается кожей.
• Регулирование уровня глюкозы в крови. Это в основном осуществляется печенью, а также инсулином и глюкагоном, секретируемыми поджелудочной железой в организме.

Таблица 1: Типы гомеостатической регуляции в организме

Эндокринная система

Эндокринная система, показанная на рисунке 2, включает железы, которые выделяют гормоны в кровоток. Гормоны - это химические молекулы-посредники, которые производятся клетками одной части тела и вызывают изменения в клетках другой части тела. Эндокринная система регулирует метаболизм и развитие большинства клеток и систем организма через механизмы обратной связи. Например, тиротропин-высвобождающий гормон (TRH) и тиреотропный гормон (TSH) контролируются рядом механизмов отрицательной обратной связи. Эндокринные железы также выделяют гормоны, которые влияют на цвет кожи и волос, аппетит и вторичные половые характеристики мужчин и женщин.

Рисунок 2: Эндокринная система контролирует почти все остальные системы организма через механизмы обратной связи. Большинство механизмов эндокринной системы имеют отрицательную обратную связь.

Эндокринная система оказывает регулирующее влияние на другие системы органов человеческого тела. В мышечной системе гормоны регулируют метаболизм, выработку энергии и рост мышц. В нервной системе гормоны влияют на нервный метаболизм, регулируют концентрацию жидкости и ионов и помогают с репродуктивными гормонами, которые влияют на развитие мозга.

Мочеиспускательная система

Токсичные отходы накапливаются в крови, поскольку белки и нуклеиновые кислоты расщепляются и используются организмом. Мочевыделительная система избавляет организм от этих шлаков. Мочевыделительная система также напрямую участвует в поддержании надлежащего объема крови. Почки также играют важную роль в поддержании правильного содержания соли и воды в организме. Внешние изменения, такие как теплая погода, которые приводят к избыточной потере жидкости, запускают механизмы обратной связи, которые действуют для поддержания содержания жидкости в организме, препятствуя ее потере. Почки также вырабатывают гормон эритропоэтин, также известный как ЭПО, который стимулирует выработку красных кровяных телец.

Репродуктивная система

Репродуктивная система мало способствует гомеостазу организма. Репродуктивная система вместо этого связана с поддержанием вида. Однако половые гормоны действительно влияют на другие системы организма, и дисбаланс половых гормонов может привести к различным расстройствам. Например, женщина, у которой в раннем возрасте удалены яичники, имеет более высокий риск развития остеопороза - заболевания, при котором кости тонкие и легко ломаются. Гормон эстроген, вырабатываемый яичниками, важен для роста костей. Следовательно, у женщины, которая не вырабатывает эстроген, будет нарушено развитие костей.

Нарушение гомеостаза

Многие гомеостатические механизмы удерживают внутреннюю среду в определенных пределах (или заданных точках). Когда клетки вашего тела не работают должным образом, нарушается гомеостатический баланс. Гомеостатический дисбаланс может привести к заболеванию. Заболевания и клеточные нарушения могут быть вызваны двумя основными причинами: дефицитом (клетки не получают всего, что им нужно) или токсичностью (клетки отравляются ненужными им вещами). Когда гомеостаз нарушен, ваше тело может исправить или усугубить проблему, основываясь на определенных воздействиях. Помимо наследственных (генетических) влияний, существуют внешние влияния, основанные на выборе образа жизни и воздействии окружающей среды. Вместе эти факторы влияют на способность организма поддерживать гомеостатический баланс. Эндокринная система человека с диабетом испытывает трудности с поддержанием правильного уровня глюкозы в крови. Диабетику необходимо проверять уровень глюкозы в крови много раз в течение дня, как показано на рисунке 3, и контролировать ежедневное потребление сахара.

Рисунок 3: Человек с диабетом должен тщательно контролировать уровень глюкозы в крови. Этот глюкометр анализирует только маленькую каплю крови.

Внутренние влияния: наследственность

Генетика: Иногда гены выключаются или включаются из-за внешних факторов, которые мы в некоторой степени контролируем. В других случаях мало что можно сделать для предотвращения развития определенных генетических заболеваний и нарушений. В таких случаях лекарства могут помочь телу человека восстановить гомеостаз. Примером может служить сахарный диабет 1 типа, при котором поджелудочная железа больше не вырабатывает достаточное количество инсулина, чтобы реагировать на изменения уровня глюкозы в крови человека. Заместительная инсулиновая терапия в сочетании с подсчетом углеводов и тщательным мониторингом концентрации глюкозы в крови - это способ восстановить баланс глюкозы в организме. Рак может быть генетически унаследован или возник в результате мутации, вызванной воздействием токсинов, таких как радиация или вредные лекарства. Человек также может унаследовать предрасположенность к развитию такого заболевания, как болезнь сердца. Такие заболевания можно отсрочить или предотвратить, если человек ест полноценную пищу, регулярно занимается физической активностью и не курит.

Внешние влияния: образ жизни

Питание: Если в вашем рационе не хватает определенных витаминов или минералов, ваши клетки будут плохо функционировать, и вы можете подвергнуться риску развития болезни. Например, у менструирующей женщины с недостаточным потреблением железа с пищей может развиться анемия. Гемоглобину, молекуле, которая позволяет эритроцитам переносить кислород, требуется железо. Следовательно, кровь женщины с анемией будет иметь пониженную способность переносить кислород. В легких случаях симптомы могут быть нечеткими (например, утомляемость), но если анемия тяжелая, организм пытается компенсировать это увеличением сердечного выброса, что приводит к слабости, нерегулярному сердцебиению и, в серьезных случаях, сердечной недостаточности.

Физическая активность: Физическая активность необходима для правильного функционирования наших клеток и тела. Достаточный отдых и регулярная физическая активность - примеры действий, влияющих на гомеостаз. Недостаток сна связан с рядом проблем со здоровьем, таких как нерегулярное сердцебиение, усталость, беспокойство и головные боли. Избыточный вес и ожирение - два состояния, связанных с плохим питанием и недостатком физической активности, сильно влияют на многие системы органов и их гомеостатические механизмы. Избыточный вес или ожирение увеличивает риск сердечных заболеваний, диабета 2 типа и некоторых форм рака. Было показано, что поддержание формы путем регулярного занятия аэробными упражнениями, такими как ходьба, показанная на рисунке 4, помогает предотвратить многие из этих заболеваний.

Рис. 4. Добавить физическую активность в свой распорядок можно так же просто, как ходьба в общей сложности 60 минут в день пять раз в неделю.

Душевное здоровье: Ваше физическое и психическое здоровье неразделимы. Наши эмоции вызывают химические изменения в нашем теле, которые по-разному влияют на наши мысли и чувства. Негативный стресс (также называемый дистрессом) может негативно сказаться на психическом здоровье. Было доказано, что регулярная физическая активность улучшает психическое и физическое благополучие и помогает людям справляться с стрессом. Помимо прочего, регулярная физическая активность увеличивает способность сердечно-сосудистой системы доставлять кислород клеткам тела, включая клетки мозга. Лекарства, которые могут помочь сбалансировать количество определенных изменяющих настроение химических веществ в мозге, часто назначают людям с психическими расстройствами и расстройствами настроения. Это пример медицинской помощи в стабилизации нарушения гомеостаза.

Воздействие на окружающую среду

Любое вещество, которое мешает работе клеток и вызывает сбои в работе клеток, является клеточным токсином. Существует множество различных источников токсинов, например, натуральные или синтетические лекарства, растения и укусы животных. Загрязнение воздуха, еще одна форма воздействия токсинов на окружающую среду, показано на рисунке 5. Наиболее часто встречающимся примером воздействия клеточных токсинов является передозировка наркотиков. Когда человек принимает слишком много лекарства, которое влияет на центральную нервную систему, основные жизненные функции, такие как дыхание и сердцебиение, нарушаются. Такие сбои могут привести к коме, повреждению мозга и даже смерти.

Рисунок 5: Загрязнение воздуха может вызвать воздействие клеточных токсинов, таких как ртуть, на окружающую среду.

Шесть описанных выше факторов действуют на клеточном уровне. Дефицит или недостаток полезных путей, вызванный внутренним или внешним влиянием, почти всегда приводит к пагубному изменению гомеостаза. Слишком высокая токсичность также вызывает гомеостатический дисбаланс, что приводит к нарушению работы клеток. Устраняя негативное влияние на здоровье и оказывая адекватное положительное влияние на здоровье, ваше тело лучше способно саморегулироваться и самовосстанавливаться, что поддерживает гомеостаз.


Эндоканнабиноидная система, наш универсальный регулятор

Эндоканнабиноидная система (ЭКС) играет очень важную роль в организме человека для нашего выживания. Это связано с его способностью играть решающую роль в поддержании гомеостаза человеческого тела, которое включает в себя мозг, эндокринную и иммунную системы, и это лишь некоторые из них. ECS - это уникальная система во многих измерениях. Начнем с того, что это ретроградная система, функционирующая после пре-синапса, что позволяет ей быть «главным регулятором» в организме. Во-вторых, он имеет очень широкий диапазон влияния из-за обилия каннабиноидных рецепторов, расположенных где угодно, от иммунных клеток до нейронов. Наконец, каннабиноиды быстро синтезируются и разлагаются, поэтому они не остаются в организме надолго в больших количествах, что, возможно, позволяет каннабиноидной терапии быть более безопасной альтернативой опиоидам или бензодиазепинам. В этой статье будет обсуждаться, как ECS функционирует через регуляцию функции нейромедиатора, апоптоза, митохондриальной функции и ионно-управляемых каналов. Будут изучены практические применения ECS, а также возможности для лечения таких заболеваний, как эпилепсия, рак, боковой амиотрофический склероз (БАС) и аутизм, лекарства от которых на данный момент не известны.

Несмотря на различные достижения медицины, человеческому телу предстоит раскрыть еще много других функций. Некоторые из менее эффективных методов лечения относятся к сфере психического здоровья из-за отсутствия точности и доступности тестов на функцию нейротрансмиттера, а также на апоптотическую активность. Существующие тесты нейротрансмиттеров используют метаболиты в моче (Hinz, Stein, Trachte, & amp Ucini, 2010), однако их применимость в настоящее время очень ограничена. Нам не удалось показать, что уровни нейротрансмиттеров, измеренные в моче, являются такими же точными, как фактические уровни в центральной нервной системе (ЦНС) или периферической нервной системе (ПНС).

Апоптотические заболевания, такие как рак, синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД), БАС и аутизм, в настоящее время не имеют эффективного лечения, и, похоже, они имеют аналогичную патологию, которая включает нейротрансмиттерную, митохондриальную и апоптотическую дисфункцию (Favaloro, Allocati, Грациано, Ди Лио и Де Лауренци 2012).

ECS, в отличие от ЦНС, ПНС и системы кровообращения, является одной из наиболее малоизученных систем в организме человека. Было задокументировано, что ECS непосредственно участвует в различных ролях в апоптозе, уровнях нейромедиаторов и гомеостазе (Basavarajappa, Nixon, & amp Arancio, 2009). Похоже, что у ECS есть клеймо из-за слова «каннабис». В этой статье будут обсуждаться функции и возможные преимущества ECS.

Структура и функции эндоканнбиноидной системы

Со всеми сложными клеточными сигналами, генетическими мутациями и внешними влияниями, как нам удается оставаться в гомеостазе? Ответ - эндоканнабиноидная система. Он присутствует почти повсюду в организме человека и функционирует, поддерживая гомеостаз человеческого тела (Alger, 2013). Это достигается с помощью петли отрицательной обратной связи, которая работает путем активации постсинаптического нейрона, синтезирующего и высвобождающего эндоканнабиноиды, поскольку они нацелены на различные каннабиноидные (CB) рецепторы.

Эти рецепторы CB представляют собой рецепторы, связанные с G-белком (Gambi et al., 2005), что позволяет им напрямую влиять на входящие сигналы. Это действует как сигнал «отмены», который отличается от большинства других ячеек. Поскольку у других клеток есть модификаторы сигналов, которые могут делать что угодно, от усиления до расходящихся сигналов, нейрон «перекрывает» эти клетки. Например, перелом пальца ноги приведет к гибели клеток. В результате лимфатический ответ усиливает кровоток и миграцию лейкоцитов в окружающие области. Затем ECS распознает избыточные лимфатические сигналы, и после решения, что больше нет необходимости в усилении воспаления, рецепторы CB в окружающих иммунных клетках и тканях начнут связываться с каннабиноидами и начнут медленно снижать эти воспалительные реакции. .

Аналогичный процесс происходит с сигналами боли в головном мозге. Связывание и стимуляция рецепторов CB1 будет активировать нейротрансмиттеры гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), тем самым уменьшая болевые сигналы по всему мозгу. В ECS есть два основных рецептора: рецепторы CB1 и CB2. Рецепторы CB1 расположены в основном в клетках мозга (включая, помимо прочего, гиппокамп, миндалину и гипоталамус), и не так сильно экспрессируются в ЦНС, ПНС и иммунной системе. С другой стороны, рецепторы CB2 расположены в основном в ЦНС, ПНС, иммунной системе и внутри белых кровяных телец. Кроме того, предполагается существование рецепторов CB3 (Iqbal, 2007).Эти рецепторы, скорее всего, будут обширными, каждый из которых будет иметь уникальную специализацию, несмотря на то, что они обнаружены в нескольких местах по всему телу (Mazarnes, & amp; Carracosa, 2006).

Эндоканнибиноиды

Есть несколько известных эндоканнабиноидов, которые играют роль в ECS. Все они, по-видимому, играют роль в антипролиферативных, противовоспалительных и антиметастатических эффектах (Madia & amp Daeninck, 2016). Кроме того, похоже, что они играют роль в нейромедиаторах, иммунной системе и митохондриальной функции. Существует два основных эндоканнабиноида: анандамид и 2-архидонилглицерин (2-AG).

Анандамид - это эндоканнабиноид в организме человека. Благодаря химической формуле C22H37NO2 его называют «молекулой блаженства». Он может высвобождаться, когда человек ест шоколад после пристрастия (Mackie, 2008). Анандамид может быть очень важным каннабиноидом, которым можно управлять для контроля болевых раздражителей. Это связано с интересным качеством анандамида, в котором концентрация анандамида определяет тип и количество активируемых рецепторов. Анандамид также обладает способностью устанавливать или разрывать кратковременные связи между нервными клетками, которые напрямую влияют на память. Есть предположения, что анандамид притупляет и устраняет не только физическую боль, но и психологический дискомфорт. Если да, то это можно использовать для помощи людям с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР). Этот аргумент имеет особое значение, поскольку репрессия является хорошо известным механизмом совладания (De Petrocellis et al., 1998). Кроме того, было показано, что анандамид оказывает антипролиферативное действие при раке груди. Также было показано, что он связывается с сильным сродством с рецепторами CB1, которые могут играть большую роль в обезболивающих эффектах эндоканнабиноидов.

2-Арахидонилглицерин является наиболее распространенным эндоканнабиноидом в организме человека. Его химическая структура очень похожа на анандамид, имеющий ту же углеродную основу, но другую R-группу, C23H38O4 (Gonsiorek, 2000). Он считается полным агонистом рецепторов CB1 и CB2, играющих важную роль в ECS. Из-за его высокой экспрессии в периферических иммунных клетках он, по-видимому, играет большую роль в противовоспалительном процессе посредством подавления иммунитета. Тем не менее, он также действует как психоактивный эндоканнабиноид, когда связывается с рецепторами CB1 в клетках мозга.

Gertsch, Pertwee и DiMarzo (2010) показывают, что каннабис содержит два очень распространенных фитоканнабиноида, которые нацелены на каждый рецептор CB: тетрагидроканнабинол (THC), который является активным фитоканнабиноидом в каннабисе, в первую очередь нацеленным на рецептор CB1, и β-кариофиллен (a терпен), который избирательно нацелен на рецептор CB2 (Prakash, Pandey, Amcaoglu, Venkatesh, & amp Nagarkatti, 2009). Эти фитоканнабиноиды могут имитировать действие эндоканнабиноидов. Однако трудно точно измерить, сколько из каждого из рецепторов CB1 стимулируется и сколько каждого фитоканнабиноида попадает в кровоток. Однако, поскольку растение каннабис может по существу действовать как массовая стимуляция ECS, организм распознает эти фитоканнабиноиды как эндоканнабиноиды.

Липидный метаболизм

ECS проходит через жировую ткань, демонстрируя свою роль в адипогенезе, липогенезе и поглощении глюкозы, все из которых стимулируются рецептором CB1. Каннабиноиды уникальны тем, что они быстро синтезируются, а также расщепляются вскоре после использования, что создает меньше долгосрочных побочных эффектов. Двумя основными ферментами, которые расщепляют эти эндоканнабиноиды, являются гидролаза жирных амидов (FAAH) и моноацилглицерин липаза (MAGL) (Petrosino & amp Dimarzo, 2010). Эндогенная каннабиноидная система чрезвычайно распространена из-за того, что каннабиноиды как быстро синтезируются, так и разлагаются, что создает менее длительные побочные эффекты.

Из-за ранее заявленной повсеместной природы эффект постоянного изменения уровней каннабиноидов в течение длительного периода времени не очень хорошо известен (Long et al., 2009). Известно, что FAAH является предпочтительным ферментом для разложения анандамида, тогда как MAGL является предпочтительным ферментом для разложения 2-AG. Ингибиторы этих ферментов продемонстрировали успех в стимуляции ECS. Возможно, что путем ингибирования одного или обоих этих ферментов уровни различных нейротрансмиттеров могут быть скорректированы и поддерживаться в стабильном состоянии в течение длительного периода времени. Это может быть достигнуто путем предотвращения гидролиза определенных эндо / фитоканнабиноидов, которые стимулируют высвобождение различных нейротрансмиттеров.

Апоптотический путь

Апоптоз, то есть запрограммированная смерть клеток, является важным компонентом клеточного цикла. Это имеет множество последствий для человеческого организма, например, поддержание гомеостаза или уничтожение потенциально опасных раковых клеток. Хотя многие из задействованных белков известны, точные механизмы апоптоза еще предстоит выяснить. Апоптоз - это не единственный способ гибели клеток. Другим важным фактором гибели клеток является некроз (Elmore, 2007). Однако, в отличие от апоптоза, некроз очень токсичен для клеток и приводит к воспалению из-за клеточного лизиса, который продолжается с гибелью клеток.

Апоптоз обычно вызывается активацией различных каспаз, семейства ферментов, которые играют важную роль в апоптозе. Каспазы-2, 8, 9 и 10 считаются инициаторами, а каспазы-3, 6 и 7 - исполнителями. Три основных пути, по которым может возникать апоптоз, - это внешний, внутренний и перфорин / гранзимный путь.

Во внешнем пути происходит кластеризация рецепторов, а также связывание с их гомологичным лигандом. Например, связывание лиганда Fas с рецептором приводит к тому, что адаптер Fas ассоциируется через домен смерти (FAA) и связывает фактор некроза опухоли (TNF) с его соответствующим рецептором. Затем он связывает домен смерти, связанный с рецептором TNF (адаптерный белок TRADD), который связывается с прокаспазой-8 посредством димеризации эффекторного домена смерти. Это приводит к индуцирующему смерть сигнальному комплексу (DISC), который катализирует каспазу-8. Caspase-8 действует как инициатор, который затем запускает фазу выполнения.

С другой стороны, внутренний путь не требует внешних стимулов. Вместо этого он полагается на внутриклеточные стимулы, производящие отрицательные или положительные сигналы. Сигналы могут варьироваться от потери подавления апоптоза до потери факторов роста и токсинов, среди прочего. Эти стимулы вызывают изменения в митохондриях, что приводит к переходу митохондриальной проницаемости (MPT), потере трансмембранного потенциала и высвобождению двух основных групп апоптотических белков, которые затем активируют различные каспазы, такие как каспаза-3 и 9.

Гранзимный путь уникален из-за способности гранзима B расщеплять белки по остаткам аспартата, что приводит к прямой активации каспазы-3, исполнителя, тем самым пропуская фазу инициации апоптоза. Кроме того, этот путь играет большую роль в апоптозе, активируемом Т-клетками. В исследовании, проведенном Amcaoglu, Ashok, Ugra, Mitzi и Prakash (2010), было показано, что ТГК вызывает усиленный и спонтанный апоптоз в клетках. in vitro а также in vivo. Интересно, что мыши, получавшие только ТГК, имели более высокий уровень апоптоза, чем мыши, получавшие одновременно ТГК и митоген (вещество, влияющее на митоз или деление клеток). Кроме того, было отмечено, что активные лимфоциты подавляют экспрессию рецепторов CB2. Однако агонисты CB1 не оказали значительного влияния на снижение апоптоза, активируемого THC, тогда как агонисты CB2 блокировали апоптоз, индуцированный THC. Это демонстрирует роль ECS в контроле различных болезненных состояний и воспалений.

Митохондриальная функция

Митохондрии отвечают за преобразование углеводов и жирных кислот в аденозинтрифосфат (АТФ) и обеспечение клеток энергией (Cooper, 2000). Уникально то, что митохондрии содержат собственную ДНК. Подобно ядерным геномам, мутации могут возникать в митохондриальных геномах и вызывать нарушения.

Одна из основных функций ECS - регулирование функции митохондрий. Этого можно добиться разными путями. Например, кальциевый путь демонстрирует, как анандамид и 2-AG могут модулировать внутриклеточный свободный кальций (Nunn, Guy, & amp Bell, 2012). В низких дозах анандамид дает ожидаемый результат, проявляя анксиолитический (успокаивающий) эффект. Однако в высоких дозах анандамид может активировать транзиторный рецепторный потенциал катионного канала V-члена 1 подсемейства (TRPV1), что будет производить противоположный эффект за счет активации митохондриальной функции, тем самым увеличивая беспокойство. Анандамид обладает способностью вызывать такие эффекты из-за его способности связываться с рецепторами CB1 в постсинаптических соединениях, контролируя открытие потенциал-управляемых каналов Ca2 +. Это демонстрирует, что регулирование кальция сложнее, чем предполагалось изначально.

ECS может также модулировать митохондрии посредством окислительно-восстановительных реакций. Еще раз, это еще один пример того, как ECS использует рецепторы CB1 и CB2 как систему сдержек и противовесов внутри себя. Это очевидно из-за способности рецепторов CB1 увеличивать количество активных форм кислорода (АФК), что приводит к воспалительному каскаду и митохондриальному стрессу. Однако CB2 снижает ROS, что приводит к обратному эффекту. Например, человеку с диагнозом рака может потребоваться усиление митохондриального стресса для стимуляции аппетита, а модуляция обоих рецепторов с помощью различных агонистов / антагонистов может помочь контролировать активность митохондрий. Есть много других путей, включая церамидную связь и механистическую мишень рапамицина (mTOR) пути, которые играют роль в митохондриальной функции, которые будут обсуждаться позже в статье.

Интересным фактом, касающимся митохондрий и их структуры, является расположение в митохондриях FAAH, который является основной жирной кислотой, разлагающей анандамид. Это кажется стратегическим размещением, поскольку анандамид играет роль в подавлении функции митохондрий. Такое размещение позволяет митохондриям всегда иметь возможность разлагать анандамид, если в митохондриях был избыток анандамида. Было бы неудивительно обнаружить, что FAAH и MAGL (жирные кислоты) расположены в различных частях клеточной инфраструктуры, в регуляции которой ECS играет важную роль. Невозможно переоценить, насколько важна концентрация, поскольку она относится к их влиянию на функцию митохондрий. Низкие концентрации каннабиноидов, по-видимому, улучшают продолжительность жизни, функцию, АФК и проницаемость митохондрий, в то время как более высокие концентрации могут вызвать серьезное повреждение митохондрий.

Метаболическая функция и аппетит напрямую связаны с функцией митохондрий (Lipina, Irving, & amp Hundal, 2014). Было показано, что выборочная блокировка рецептора CB1 оказывает сильное влияние на аппетит и метаболическую функцию, что может помочь людям с ожирением. Однако он также вызывает невероятные изменения настроения, включая беспокойство и депрессию. Это иллюстрирует один из наиболее важных моментов ECS, а именно его взаимосвязанность. ECS играет роль в модуляции такого количества функций, что, пытаясь изменить одну, мы можем в конечном итоге изменить так много других функций, что причиним больше вреда, чем пользы. С медицинской точки зрения нецелесообразно блокировать весь тип каннабиноидного рецептора, возможно, следует сосредоточить внимание на отдельных путях, которые модулируются связыванием каннабиноидного рецептора. Например, увеличение количества FAAH, расположенных вокруг митохондрий, может привести к деградации анандамида, что оказывает негативное влияние на митохондрии, в то время как остаток анандамида может функционировать отдельно и выполнять свои функции по всему телу.

ECS и психические заболевания

ECS интригует и относительно малоизучен с точки зрения роли, которую он играет в психическом здоровье. Манипуляции с ECS могут быть полезны при лечении пациентов с шизофренией. Например, в клиническом исследовании, проведенном с больными шизофренией, уровни анандамида были значительно выше в крови пациентов с острой шизофренией по сравнению со здоровыми добровольцами (7,79 ± 0,50 против 2,58 ± 0,28 пмоль / мл, De Marchi et al., 2003 )

Анандамид является вторым по распространенности эндоканнабиноидом и чрезвычайно важен для человеческого организма. Уровень анандамида является показателем остроты дисфункции ЭКС в связи с психическим заболеванием. Шизофрения, как резюмирует Национальный институт психического здоровья (National Institute of Mental Health [NIMH], 2016b), является «хроническим и тяжелым психическим расстройством, которое влияет на то, как человек думает, чувствует и ведет себя». Людям с шизофренией может казаться, что они потеряли связь с реальностью. Хотя шизофрения не так распространена, как другие психические расстройства, ее симптомы могут приводить к инвалидности.

Можно сделать вывод, что чем тяжелее психическое заболевание, тем больше дисфункция ЭКС. Если мы рассмотрим психическое заболевание в виде континуума, а не отдельных сущностей, это даст более точное представление о психическом заболевании. Некоторые из наиболее распространенных психических заболеваний, таких как депрессия, тревога и шизофрения, имеют общие черты и обычно содержат перекрывающиеся симптомы при постановке диагноза. Печаль, суицидальные мысли, дисморфия тела и панические атаки являются общими симптомами этих состояний. Самая большая разница не в том, как кто-то чувствует, а в интенсивности их чувств.

Основываясь на этой информации, было бы логично предположить, что психические заболевания могут быть связаны серией схожих нейрохимических дисбалансов и возникающих в результате симптомов. Важно отметить, что некоторые симптомы могут усиливаться из-за петель положительной или отрицательной обратной связи в результате дисбаланса различных нейротрансмиттеров, что приводит к появлению «новой болезни». Например, пациенты с шизофренией могут казаться исключительно подавленными или тревожными из-за массовой дисфункции нейромедиаторов. Затем они могут усиливаться и вызывать новые симптомы, такие как галлюцинации или крайняя мания. Однако это не означает, что химические дисбалансы, вызывающие депрессию или тревогу, исчезли, они просто усиливаются или, в некоторых случаях, уменьшаются. Похоже, что различные психические заболевания могут быть взаимосвязаны в паутине или сети, которая поддерживается функцией нейротрансмиттера. Проверяя и наблюдая за функцией нейромедиатора, можно получить координаты, чтобы увидеть, где в сети или сети возникают проблемы с нейротрансмиттером. Ошибки в ECS, влияющие на настроение и восприятие, помогли бы объяснить эти ошибки и сбои. Следовательно, на психическое заболевание могут влиять ошибки в ECS в результате недопонимания нейромедиаторов. Поскольку ECS функционирует как ретроградная система, она может оказывать прямое влияние на связанные с ней нейротрансмиттеры. Следовательно, нацеливание на ECS может быть более эффективным методом лечения, чем обращение только к самим нейротрансмиттерам. Текущий подход к лечению психических заболеваний сосредоточен на манипулировании высвобождением нейромедиаторов, однако это больше похоже на лечение пластырем, чем на настоящее лекарство. Лечение основных гомеостатических проблем через ECS, тем самым восстанавливая функцию нейротрансмиттера, кажется более постоянным решением.

Текущие методы лечения

Для лечения депрессии наиболее распространенными антидепрессантами являются селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС) и другие ингибиторы обратного захвата (NIMH, 2016a). Различные ингибиторы обратного захвата функционируют, предотвращая обратный захват своих конкретных нейротрансмиттеров в головном мозге, позволяя им дольше оставаться в синапсах и увеличивая их концентрацию. Однако это только временное решение, которое не устраняет основную причину дисбаланса множественных нейромедиаторов. Кроме того, СИОЗС нацелены только на серотонин, но большинство случаев депрессии происходит из-за дисбаланса множественных нейромедиаторов. Сосредоточение внимания только на одном нейротрансмиттере вряд ли приведет к улучшению и может легко усугубить болезнь. Тот факт, что СИОЗС могут усиливать депрессию и суицидальные мысли у некоторых пациентов, предполагает, что это не лучший вариант лечения.

При тревоге широко используются СИОЗС, однако бензодиазепины становятся наиболее распространенной формой лечения. Основное действие бензодиазепинов заключается в связывании с карманом, образованным альфа- и гамма-субъединицами ГАМК (Griffin III, Kaye, Bueno, & amp Kaye, 2013). Это приводит к конформационному изменению рецептора ГАМК-А, которое вызывает ингибирующий эффект ГАМК. ГАМК сконцентрирована в лимбической системе, которая наиболее тесно связана с зависимостью. Это одна из наиболее распространенных проблем с бензодиазепинами, поскольку сосредоточение внимания исключительно на ГАМК увеличивает вероятность зависимости. Короткий период полувыведения бензодиазепина способствует сильной зависимости от этого препарата. Бензодиазепины внесены в список препаратов IV (Управление по борьбе с наркотиками США, без даты), что означает, что наряду с их способностью лечить болезни, он имеет относительно низкий потенциал для злоупотребления. Тем не менее, это не так. По данным Национального института по борьбе со злоупотреблением наркотиками (2017), в 2015 году произошло около 8700 смертей, связанных с передозировкой, что в 4,3 раза больше, чем в 2002 году.

Новые направления

Как указывалось выше, существуют явные опасения по поводу того, как лечатся психические заболевания. Одна из самых больших проблем связана с отсутствием тестирования нейромедиаторов для определения вклада различных нейромедиаторов в психическое заболевание. Исходя из этого, будущие методы лечения должны устранять основные причины без использования веществ, вызывающих привыкание.

ГАМК имеет уникальные отношения с ECS (Sigel et al., 2011). Когда 2-AG активирован, он усиливает эффекты ГАМК, вызывая увеличение нейромедиаторов ГАМК в организме человека (Manzanares & amp Carracosa, 2006). Однако, когда рецептор CB1 активируется эндоканнабиноидами или фитоканнабиноидами, он ингибирует ГАМК. Это неудивительно, поскольку ECS отвечает за большинство гомеостатических функций организма. Если бы кто-то активировал ECS организма, вводя приток эндоканнабиноидов или фитоканнабиноидов, и заранее определил, какие рецепторы были активированы, это могло бы дать нам двунаправленный контроль над ГАМК, которого не могут предложить современные лекарства.

Например, чтобы повысить уровень ГАМК у человека, можно принять ингибитор CB1, такой как римонабант, который предотвращает активацию CB1. Это приведет к тому, что 2-AG станет первичным эндоканнабиноидом, синтезируемым из-за сродства 2-AG к рецептору CB2, что впоследствии приведет к увеличению концентрации ГАМК. Чтобы уменьшить ГАМК, можно использовать агонист MAGL, чтобы увеличить деградацию 2-AG. Это привело бы к стабильному уровню концентрации анандамида с гораздо более низкой концентрацией 2-AG.

Лечение, которое напрямую повлияет на ECS, может быть более полезным, чем лекарства, которые в настоящее время используются для лечения психических заболеваний.Это связано со способностью каннабиноидов исправлять нейрохимический дисбаланс, воздействуя на источник проблемы, а не просто пытаясь облегчить симптомы.

Апоптотические функции и возможные методы лечения ВИЧ, рака, аутизма, БАС и эпилепсии

ВИЧ обычно вызывается повышенным апоптозом, в первую очередь CD4 + и CD8 + Т-клеток. Первоначально ВИЧ стимулирует различные клеточные каскады, которые в конечном итоге приводят к постоянным конформационным изменениям (Simon, Ho, & amp Karim, 2006). Повышается не только апоптоз гликопротеинов ВИЧ, но и активация клеток, что приводит к увеличению оборота Т-клеток. Это, по-видимому, указывает на усиление разрушения Т-клеток, а не на отсутствие продукции Т-клеток.

Т-клетки очень важны для иммунного ответа против патогенов, внеклеточных паразитов и других возможных вирусных или бактериальных организмов (Zhu & amp William, 2008). В отличие от рака, апоптоз не подавляется, а скорее возбуждается в присутствии ВИЧ. Однако один из невероятных механизмов, касающихся ECS, заключается в том, что, хотя он считается «петлей отрицательной обратной связи» из-за различных рецепторов и каннабиноидов, оказывается, что можно как уменьшить, так и усилить апоптоз. Гипотетически, если бы кто-то смог уменьшить апоптоз Т-клеток, который происходит на ранней стадии ВИЧ, он бы смог полностью обратить процесс вспять и искоренить вирус.

Рак является результатом множественных генетических мутаций, которые позволяют клеткам бесконтрольно размножаться, избегать апоптоза, становиться бессмертными и метастазировать. Некоторые из генов являются протоонкогенами, например Ras (Lodish, Berk, & amp Zipursky, 2000), а другие - генами-супрессорами опухолей (TSG) (Zhu, et al, 2015), такими как BRCA1 и BRCA2 (Lowe & amp Lin , 2000). p53 - еще один TSG, который также играет чрезвычайно важную роль в качестве белка контрольной точки клеточного цикла, включающего остановку цикла.

Распространенные формы лечения рака включают лучевую терапию, при которой раковые клетки разрушаются радиацией в надежде искоренить все раковые клетки, что не является устойчивым лечением. Есть и другие фармакологические вмешательства. Например, было показано, что гливек (мезилат иматиниба) особенно эффективен (список RX, 2017) в качестве противоракового лечения. Гливек действует как низкомолекулярный ингибитор киназы. Поскольку действие Гливека является целенаправленным, это гораздо более безопасный подход. Однако это делает его использование очень избирательным, так что он имеет высокий уровень успеха только при наличии хромосомной аномалии Филадельфии (Pray, 2008). Дополнительная проблема с лекарствами, такими как Гливек, заключается в их влиянии на р-гликопротеин (Schinkel, 1999), который функционирует как «селективный насос» в гематоэнцефалическом барьере и других различных убежищах в организме. Однако эта функция имеет неприятные последствия для различных противораковых препаратов, поскольку она имеет тенденцию откачивать их в попытке вывести токсины из организма.

ECS следует рассматривать как возможную альтернативу лечению рака. Один из ключей к искоренению рака - это селективная индукция апоптоза. Было показано, что ТГК вызывает апоптоз, как упоминалось ранее. Если бы мы могли определить соответствующие каннабиноиды (THC, THCA, CBD, 2-AG и т. Д.), Связанные с раком, мы могли бы применить поэтапный подход к нейтрализации конкретных видов рака. Это может быть достигнуто путем инъекции конкретных каннабиноидов в злокачественную опухоль через вирус или вектор. Поскольку CB2 оказывает наибольшее влияние на апоптоз, мы могли бы усилить связывание CB2, используя антагонист MAGL. Это предотвратит разложение каннабиноидов, которые обычно связываются с рецептором CB2, что приведет к увеличению и длительной концентрации каннабиноидов в кровотоке.

Конкретные жирные кислоты, которые необходимо блокировать или усиливать, могут варьироваться от рака к раку, как и каннабиноиды, используемые при лечении. Это может быть эффективным способом вызвать апоптоз внутри клетки, который искоренит рак, сводя к минимуму побочные реакции, обычно связанные с традиционной химиотерапией. Это может оказаться очень успешным из-за того, что после того, как определенные мутации в клетке привели к раку, способность обрабатывать нормальный сигнал от p53 и других TSG / онкогенов теряется. Используя ECS для подавления этих раковых клеток, эти клетки можно заставить реагировать на новые сигналы апоптоза.

Аутизм или расстройство аутистического спектра (РАС) - это заболевание, которое включает как физические, так и поведенческие изменения. Наиболее пораженными клетками ЦНС являются ГАМКергические нейроны Пуркинье (GOODINOWE & amp Pastural, 2011). Эти нейроны являются единственным продуктом коры мозжечка и играют жизненно важную роль в функционировании и конструкции цепей мозжечка. Утрата этих специфических ГАМКергических нейронов является одной из основных причин аутизма. Неудачный апоптоз может быть причиной исчезновения нейронов Пуркинье, но, как правило, это не так. Наиболее распространенными катализаторами их разрушения являются алкоголь и другие токсины (Сударов, 2013). Однако, поскольку нейроны являются ГАМКергическими, ECS не сможет реплицировать эти конкретные нейроны, но манипуляции с системой могут позволить нам модулировать сигналы ГАМК, которые должны возникать в умерших нейронах Пуркинье.

Еще одним индикатором аутизма является массовая митохондриальная дисфункция, которую можно выявить множеством способов, включая, помимо прочего, уровни лактата в плазме, уровни карнитина и глутатиона (Gonomousowe & amp Pastural, 2011). Интересно, что нейрон Пуркинье был связан с определенными митохондриальными нарушениями, которые сигнализируют об аутизме. Избыточное количество глутамата, образованного микроглией, может образовываться вокруг нейронов Пуркинье. Это может быть вызвано пресинаптической деполяризацией карабкающихся волоконных нейронов, которые играют роль в массивных всплесках потенциала действия (Ohtsuki, Piochon, & amp; Hansel, 2009) и синаптическом спилловере, который может привести к токсичности глутамата.

Кроме того, при аутизме существует интересная гендерная предвзятость, которая почти в четыре раза чаще встречается у препубертатных мужчин, чем у препубертатных женщин. Это связано с четырехкратным повышением уровня эстрогена у женщин, который, по-видимому, действует как защитный механизм для митохондрий, особенно B-эстрадиола. Поэтому неудивительно, что митохондриальные нарушения, которые лучше всего защищены B-эстрадиолом, связаны с токсичностью глутамата.

В дополнение к их роли с нейротрансмиттерами ГАМК / глутамат, ECS также, как было показано, играет прямую роль в контроле митохондриальной недостаточности. Как упоминалось ранее, известно, что ECS модулирует многие пути, включая Ca2 + каналы, Kir, MAPK, e / iNOS, mTor и продукцию церамидов. Это демонстрирует, что ECS твердо «держит» производство митохондрий (Nunn, Guy, & amp Bell, 2012). Через эти разные пути экспрессируются различные эндоканнабиноиды, демонстрируя систему разнообразных ответов в рамках этих путей. Они варьируются от увеличения / уменьшения апоптоза, увеличения nNOD в нейронах до уменьшения iNOS в астроцитах.

Существует также множество других элементов управления этими путями, которые не менее важны в отношении производства митохондрий. Однако одним из наиболее важных путей является mTOR, который контролирует функцию митохондрий и продолжительность жизни. Хотя ECS обычно считается антипролиферативным, на всем пути mTOR (в частности, активация CB2) было продемонстрировано, что ECS может становиться пролиферативным только за счет активации низкого уровня. Эта активация может обеспечить лечение митохондриальной дисфункции при аутизме в результате массового контроля ECS над митохондриальными путями.

Ключом к изменению функции митохондрий у пациентов с аутизмом может быть FAAH, который является основным ферментом, ответственным за разложение анандамида и ТГК (Национальный институт неврологических расстройств и инсульта, 2013). Известно, что ингибиторы FAAH проявляют обезболивающие, противовоспалительные и антидепрессивные свойства у мышей. Это имеет смысл, поскольку при снижении или удалении FAAH эндогенный каннабиноид анандамид будет более распространен в кровотоке, и известно, что он вызывает вышеупомянутые эффекты посредством взаимодействия с различными частями мозга и иммунными клетками. Это может быть возможным курсом лечения людей с аутизмом, поскольку их митохондрии могут быть подавлены. Ингибирование FAAH позволит продлить взаимодействие с анандамидом, который в правильной концентрации будет активировать функцию митохондрий.

Боковой амиотрофический склероз (БАС)

БАС - это нейродегенеративное заболевание, которое может поражать нервные клетки головного и спинного мозга (особенно двигательные нейроны), приводя к их гибели. Следовательно, мозг теряет способность контролировать мышцы, в том числе легкие и сердце (Ahn, Johnson, & amp; Benjamin, 2009). БАС понят только до определенного момента, и существует множество теорий, согласных с тем, что гибель клеток способствует этому процессу. Одна из наиболее ярких теорий состоит в том, что апоптоз играет большую роль в БАС и отвечает за гибель двигательных нейронов (Sathasivam, Ince, & amp Shaw, 2001). Сообщалось, что при БАС происходят изменения в белках p53 и семействе Bcl-2.

Рак - еще одно заболевание, при котором наблюдаются мутации, похожие на эти белки, однако имеют место противоположные эффекты. При раке происходит неконтролируемый рост клеток, который контрастирует с неконтролируемой гибелью клеток, обнаруживаемой при БАС. Однако гибель клеток при БАС нацелена на двигательные нейроны. В исследовании, проведенном Ранганатаном и Боузером (2010), было обнаружено, что уровни p53 значительно повышены в спинном мозге, но не в двигательных нейронах. Это открытие может частично объяснить смерть мотонейронов при БАС и предполагает, что БАС может быть двухуровневым заболеванием.

Еще одна проблема, которая возникает у большинства пациентов с БАС, - это уровень глутамата (Foran & amp Trotti, 2009). Эксайтотоксичность глутамата очень распространена при нейродегенеративных заболеваниях, таких как БАС. Различные переносчики глутамата, известные как семейство переносчиков возбуждающих аминокислот (EAAT), играют большую роль в регуляции глутамата, хотя существуют структурные различия. EEAT-2, по-видимому, играет важную роль в транспорте глутамата из-за его большого количества в головном мозге и в ЦНС. В посмертных исследованиях пациентов с БАС наблюдается явное подавление EEAT-2, присутствующего в вентральном роге спинного мозга, что свидетельствует о наличии эксайтотоксичности глутамата.

Эксайтотоксичность модулируется в основном путями Ca2 +, которые обсуждались в разделе, посвященном аутизму, и на него влияет ECS. Поэтому неудивительно, что глутамат является одним из нейромедиаторов, на которые влияет ECS. БАС, по-видимому, является результатом апоптоза и нарушений транспорта глутамата. Кажется, что одно может действовать как катализатор для другого. Не исключено, что повышение апоптотической активности каспаз-8 (инициатор) и 3 (палач) может привести к усилению апоптоза мотонейронов. Это явление затем приводит к нарушению регуляции транспорта глутамата, что впоследствии вызывает эксайтотоксичность, которая может быть основным фактором превращения БАС в смертельное заболевание.

Наша гипотеза состоит в том, что нелеченый БАС имеет экспоненциальную кривую роста, несмотря на то, что это не было очевидно в проведенном обзоре. Когда определенный процент двигательных нейронов умирает, происходит усиление нарушения регуляции белков (таких как EEAT-2), что приводит к неизбежной смерти пациентов с БАС. Мы считаем, что подавление апоптоза через ECS в какой-то момент приведет к излечению. Другая гипотеза состоит в том, что некоторые другие потенциальные пути могут уменьшить выброс глутамата даже после подавления различных белков.

Эпилепсия - сложное заболевание, у которого есть несколько теоретических причин, таких как эпигенетика, дисбаланс нейромедиаторов, дисфункция ионно-управляемых каналов и т. Д. Однако мы сосредоточимся на ранее упомянутых переменных и их влиянии на эпилепсию.

Эпилептические припадки - это не все одно и то же (Bromfield, Cavazos, & amp; Sirven, 2006), есть парциальные припадки и генерализованные припадки. Основная причина эпилепсии - это неспособность мембраны достичь своего равновесного потенциала пост-действия (Bromfield et al., 2006). Потенциалы действия образуются из-за деполяризации нейрональной мембраны, которая вызывает высвобождение нейротрансмиттеров на окончании аксона. Они вызываются чистыми положительными изменениями в различных потоках ионов, таких как лиганд или потенциал-зависимые каналы, или изменениями во внутриклеточной ионной компартментализации. В головном мозге существует восемь типов нейромедиаторов, однако мы сосредоточимся в первую очередь на основных возбуждающих и тормозных нейротрансмиттерах, глутамате и ГАМК, соответственно.

Возбудимость нейронов имеет множество переменных, которые могут определять, насколько велик может быть возбуждающий и ингибирующий эффект, включая модуляцию экспрессии генов, тип или количество закрытых каналов и изменения во внеклеточных концентрациях ионов. Однако мы замечаем, что многие из них модулируются гомеостатическими функциями ECS (Rosenberg, Tsien, Whalley, & amp Devinsky, 2015). Существует четкая связь между каннабисом и его противосудорожными свойствами, но важно отметить разницу между экзогенными каннабиноидами в каннабисе и эндогенными каннабиноидами, которые производит организм (Alger, 2014). Например, имеет смысл то, что экзогенные / фитоканнабиноиды оказывают гораздо более широкое влияние на наш организм. Этот эффект можно назвать «обобщенной каннабиноидной дугой». При курении марихуаны, независимо от сорта, обычно наблюдается ряд эффектов. Это может быть связано с тем, что, хотя они имитируют эндогенные каннабиноиды в нашем организме, они не предназначены для модуляции наших различных систем.

Поскольку каннабиноиды являются эндогенными по своей природе, мы утверждаем, что каждый эндоканнабиноид и рецептор CB играют определенную роль в гомеостатической функции мышцы, органеллы или каскада, который он контролирует. Таким образом, несмотря на успехи, достигнутые к настоящему времени при лечении эпилепсии с помощью каннабиса, возможно, более оптимальным путем лечения было бы прямое использование ECS. Несмотря на проблемы, мы считаем, что это обеспечит более эффективное лечение эпилепсии. Это поднимает вопрос о том, как мы используем сложные пути ECS для управления нейротрансмиттерами и потенциалами действия. Интересно, что наиболее эффективным способом стимулировать кратковременную мобилизацию эндотелиального CB (eCB) было бы использование деполяризации постсинаптических мембран, которая длилась от 1 до 10 секунд. Потенциалы действия также являются деполяризациями, в частности, с участием нейрональной мембраны. Если искусственная стимуляция ЭКБ является процессом, аналогичным этим потенциалам действия, было бы логично, что естественная реакция организма на эти потенциалы действия состоит в том, чтобы контролировать их с помощью ЭКГ из-за гомеостатической функции систем.

Можно предположить, что ошибка в ECS может привести к эпилепсии. Наиболее многообещающим методом лечения эпилепсии может быть использование рецепторов CB1, расположенных по всему мозгу, в частности, для их реакции на потенциалы действия и их способности манипулировать ГАМК при эпилепсии. Независимо от того, является ли недопонимание в ECS причиной или просто побочным эффектом эпилепсии, возможный путь к ее лечению - это манипулирование ECS с помощью длительной каннабиноидной терапии. Чтобы достичь этого, мы должны направить исследования на специфичность каждого эндоканнабиноида и их соответствующих рецепторов. Как только мы полностью расшифруем ECS и его роль в отношении эпилепсии, мы сможем не только остановить приступы, но также с помощью расширенной терапии исправить ошибки, вызывающие длительное срабатывание потенциалов действия, которое вызывает приступы.

ECS - одна из, если не самая важная система в нашем организме. Его роль в гомеостатической функции нашего тела неоспорима, а сфера его влияния невероятна. Кроме того, он также играет важную роль в апоптотических заболеваниях, митохондриальной функции и функции мозга.

Его вклад заключается не только в поддержании гомеостаза, но и в значительной степени регулируется. Работая ретроградно и в целом тормозящего характера, ECS может действовать как «аварийный выключатель». Однако было показано, что он играет ингибирующую или стимулирующую роль в зависимости от размера притока каннабиноидов, что приводит к бимодальному регулированию. Кроме того, из-за характера скорости разложения каннабиноидов он не имеет такого количества долгосрочных побочных эффектов, как большинство существующих на рынке лекарств.

ECS может не только дать ответы на болезни, для которых нет известных способов лечения, но и может изменить наш подход к медицине. Эта система позволила бы нам сместить акцент с инвазивных фармакологических вмешательств (например, СИОЗС от депрессии, бензодиазепинов от беспокойства, химиотерапии от рака) на раскрытие тайны того, почему организм не может поддерживать гомеостаз. Понимание роли ECS в этих заболеваниях открывает новое направление в медицине, которое может искоренить использование некоторых из менее переносимых терапевтических средств.

Ан, К., Джонсон, Д., и Краватт, Б. (2009). Амидгидролаза жирных кислот как потенциальная терапевтическая мишень для лечения боли и расстройств ЦНС. Мнения экспертов об открытии лекарств, 4 (7), 763-764. DOI: 10,1517% 2F17460440903018857

Алджер, Б. (2013). Повышение уровня эндоканнабиноидной системы. Cerebrum: Форум Дана по наукам о мозгее, 14.

Алджер, Б. Э. (2014). Использование возможности для эндоканнабиноидной системы. Течение эпилепсии, 14 (5), 272-276. DOI: 10.5698 / 1535-7597-14.5.272

Амчаоглу Р., Ашок К., Югра С., Мици Н. и Пракаш Н. (2010). Каннабиноид-индуцированный апоптоз иммунных клеток как путь к иммуносупрессии. Иммунобиология, 215 (8), 598-605. DOI: 10.1016 / j.imbio.2009.04.001

Басавараджаппа, Б., Никсон, Р., и Арансио, О. (2009). Эндоканнабиноидная система: возрастающая роль от развития нервной системы до нейродегенерации. Мини-обзоры по медицинской химии. 9 (4). DOI: 10.2174 / 138955709787847921

Бромфилд, Э. Б., Кавазос, Дж. Э. и Сирвен, Дж. И. (2006). Основные механизмы, лежащие в основе припадков и эпилепсии. Введение в эпилепсию. Западный Хартфорд (Коннектикут): Американское общество эпилепсии.

Бромфилд, Э. Б., Кавазос, Дж. Э. и Сирвен, Дж. И. (2006). Клиническая эпилепсия. Введение в эпилепсию. Западный Хартфорд (Коннектикут): Американское общество эпилепсии.

Купер, Г. М. (2000). Клетка: молекулярный подход. Сандерленд (Массачусетс), Sinauer Associates.

Де Марчи, Н., Де Петрочеллис, Л., Пьеранджело, О., Фабиана, Д., Филомена, Ф., и Ди Марцо, В. (2003). Эндоканнабиноидная передача сигналов в крови больных шизофренией. Липиды в здоровье и болезнях, 2 (5). DOI: 10.1186 / 1476-511X-2-5

Де Петроцеллис, Л., Пальмизано, А., Мелк, Д., Биссоньо, Т., Лаецца, К., Бифукло, М., и Ди Марцо, В.(1998). Эндогенный каннабиноид анадамид подавляет пролиферацию клеток рака груди человека. Труды Национальной академии наук США, 95 (14), 8375-8380

Элмор, С. (2007). Апоптоз: обзор запрограммированной гибели клеток. Токсикология Патология, 35 (4), 495-516. DOI: 10.1080 / 01926230701320337

Фавалоро Б., Аллокати Н., Грациано В., Дилио С. и Де Лауренци. (2012). Роль апоптоза в заболевании. Старение, 4 (5), 330–349. DOI: 10.18632 / старение.100459

Форан Э. и Тротти Д. (2009). Переносчики глутамата и эксайтотоксический путь к дегенерации двигательных нейронов при боковом амиотрофическом склерозе. Антиоксиданты и редокс-сигнализация, 11 (7), 1587-1602. DOI: 10.1089 / ars.2009.2444

Гамби, Ф., Де Берадис, Д., Сепеде, Г., Квартзан, Р., Кальканьи, Э., Салерно, Р. М.,. Ферро, Ф. М. (2005). Каннабиноидные рецепторы и их связь с нервно-психическими расстройствами. Международный журнал иммунопатологии и фармакологии, 18 (1), 15-9. DOI: 10.1177 / 039463200501800103

Герч, Дж., Пертви, Р., и ДиМарзо, В. (2010). Существуют ли фитоканнабиноиды помимо растения каннабис? Британский журнал фармакологии, 160 (3), 523-529. DOI: 10.1111 / j.1476-5381.2010.00745.x

Гонсиорек, В., Ланн, К., Фан, X., Нарула, С., Ланделл, Д., и Хипкин, Р. У. (2000). Эндоканнабиноид 2-арахидонилглицерин является полным агонистом каннабиноидного рецептора человека 2 типа: антагонизм со стороны анандамида. Молекулярная фармакология, 57(5), 1045-50.

Гуденове, Д., и Пастурал, Э. (2011). Биохимические основы аутистического поведения и патологии. Аутизм - путь развития нервной системы от генов к поведению. Риека: Intech. DOI: 10.5772 / 18571

Гриффин III, К., Кэй, А., Буэно, Ф., и Кей, А. (2013). Бензодиазеприн Фармакология и эффекты, опосредованные центральной нервной системой. Ochsner Journal, 13(2), 214-223.

Хинц, М., Стейн, А., Трахте Г., и Унчини, Т. (2010). Тестирование нейротрансмиттеров мочи: комплексный анализ. Дав Пресс, 2010 (2), 177-183. DOI: 10.2147 / RRU.S13370

Липина, К., Ирвинг, А., и Хундал, Х. (2014). Митохондрии: возможное звено для регуляции энергетического гомеостаза эндоканнабиноидной системой? Американский журнал физиологии-эндокринологии и метаболизма, 307 (1), 1-13. DOI: 10.1152 / ajpendo.00100.2014

Лодиш, Х., Берк, А., и Зипурски, С. Л. (2000). Протоонко-гены и гены-супрессоры опухолей. Молекулярная клеточная биология. Нью-Йорк: W.H. Фримен.

Лонг, Дж., Нормура, Д., Ванн, Р., Валентини, М., Букер, Л., Джин Х.,… Краватт, Б. (2009). Двойная блокада FAAh и MAGL определяет поведенческие процессы, регулируемые эндоканнабиноидными перекрестными помехами in vivo. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 106 (48). DOI: 10.1073 / pnas.0909411106

Лоу, С., и Лин, А. (2000). Апоптоз при раке. Канцерогенез. Оксфордский академический журнал, 21(3), 485-495.

Маки, К. (2008). Рецепторы каннабиноидов: где они находятся и что они делают. Журнал нейроэндокринологии, 20, 10-14. DOI: 10.1111 / j.1365-2826.2008.01671.x

Майда В. и Денинк П. Дж. (2016). Руководство пользователя по каннабиноидной терапии в онкологии. Текущая онкология. 23 (6), 398–406. DOI: 10.3747 / co.23.3487

Мансанарес, Дж. И Карраскоса, А. (2006). Роль каннабиноидной системы в контроле боли и терапевтическое значение для лечения эпизодов острой и хронической боли. Современная нейрофармакология, 4(3), 239-257.

Мансанарес, Дж., Джулиан, М., и Карракоса, А. (2006). Роль каннабиноидной системы в контроле боли и терапевтических последствиях для лечения эпизодов острой и хронической боли. Современная нейрофармакология. 4(3), 239-257.

Национальный институт злоупотребления наркотиками. (2017). Уровень смертности от передозировки. Получено с https://www.drugabuse.gov/related-topics/trends-statistics/overdose-death-rates.

Национальный институт психического здоровья. (2016a). Лекарства для психического здоровья. Получено с: https://www.nimh.nih.gov/health/topics/mental-health-medications/index.shtml.

Национальный институт психического здоровья. (2016b). Шизофрения. Получено с: https://www.nimh.nih.gov/health/topics/schizophrenia/index.shtml.

Национальный институт неврологических расстройств и инсульта. (2013). Информационный бюллетень о боковом амиотрофическом склерозе (БАС). Получено с: https://www.ninds.nih.gov/-Disorders/Patient-Caregiver-Education/Fact-Sheets/Amyotrophic-Lateral-Sclerosis-ALS-Fact-Sheet.

Нанн А., Гай Г. и Белл Дж. (2012). Эндоканнабиноиды в нейроэндопсихологии: многофазный контроль функции митохондрий. Философские труды B, 367 (1607), 3342-3352. DOI: 10.1098 / rstb.2011.0393

Оцуки, Г., Пиочон, К., и Хансель, К. (2009). Восхождение на оптоволоконную сигнализацию и контроль усиления мозжечка. Границы клеточной неврологии, 3, 4. DOI: 10.3389 / neuro.03.004.2009

Омар, И. (2007). Патофизиология апидогенеза эндоканнабиноидной системы: современное лечение ожирения. Персонализированная медицина, 4(3), 307-319.

Петросино, С., и Ди Марцо, В. (2010). Ингибиторы FAAH и MAGL: терапевтические возможности за счет регулирования уровней эндоканнабиноидов. Текущее мнение об исследуемых лекарствах, 11(1), 51-62.

Пракаш, Н., Пандей, Р., Амчаоглу, Р., Венкатеш, Х., и Нагаркатти, М. (2009). Каннабиноиды как новые противовоспалительные препараты. Медицинская химия будущего, 1 (7), 1333-1349. DOI: 10.4155 / fmc.09.93

Молитесь, Л. (2008). Гливек: прорыв в лечении рака. Природное образование, 1(1), 37.

Ранганатан, С., и Баузер, Р. (2010). p53 и белки клеточного цикла участвуют в гибели клеток спинномозгового нейрона при БАС. Журнал открытой патологии, 4, 11-22. DOI: 10.2174 / 1874375701004010011

Розенберг, Э. К., Цзян, Р. В., Уолли, Б. Дж., И Девинский, О. (2015). Каннабиноиды и эпилепсия. Нейротерапия, 12 (4), 747-768. DOI: 10.1007 / s13311-015-0375-5

Список RX. (2017). Гливек. Получено с: http://www.rxlist.com/gleevec-drug.htm

Сатхасивам С., Инс П. Г. и Шоу П. Дж. (2001). Апоптоз при боковом амиотрофическом склерозе: обзор доказательств. Невропатология и прикладная нейробиология, 27(4), 257-74.

Шинкель, А. Х. (1999). P-гликопротиен, привратник в гематоэнцефалический барьер. Расширенные обзоры доставки лекарств, 36(2-3), 179-194.

Сигель, Э., Баур, Р., Рац, И., Смарт, Т. Г., Циммер, А., и Герч, Дж. (2011). Главный центральный эндоканнабиноид непосредственно действует на рецепторы ГАМК (А). Труды Национальной академии наук, 108 (44), 18150-18155. DOI: 10.1073 / pnas.1113444108

Саймон В., Хо Д. и Карим К. (2006). Возбудители эпидомологии ВИЧ / СПИДа, профилактика и лечение. Ланцет, 368(9534), 489-504.

Сударов, А. (2013). Определение роли клеток Пуркинье мозжечка в расстройствах аутистического спектра. Мозжечок. 12 (6), 950-95. DOI: 10.1007 / s12311-013-0490-у

Управление по борьбе с наркотиками США. (нет данных). Расписание приема лекарств. Получено с https://www.dea.gov/druginfo/ds.shtml.

Чжу Дж. И Уильям П. (2008). CD4 Т-клетки: судьбы, функции и недостатки. Кровь, 112 (5), 1557-1569. DOI: 10.1182 / кровь-2008-05-078154

Чжу К., Лю К., Чжоу Ю., Тао К., Чжунмин З., Сунь Дж. И Сюй Х. (2015). Онкогены и гены-супрессоры опухолей: сравнительная геномика и сетевые перспективы. BMC Genomics, 6 (7). DOI: 10.1186 / 1471-2164-16-S7-S8


Что такое переохлаждение?

Еще одна опасность в холодную погоду - это переохлаждение, когда температура вашего тела падает до опасно низкой - 8211 ниже 95 градусов по Фаренгейту. Когда это происходит, ваше сердце, нервная система и другие органы не могут работать должным образом. Если не лечить, переохлаждение может привести к отказу сердца и дыхательной системы и смерти.

Симптомы переохлаждения от умеренной до тяжелой включают:

  • Сильная дрожь или остановка дрожи
  • Отсутствие координации
  • Невнятная речь
  • Путаница
  • Слабый пульс
  • Медленное, поверхностное дыхание
  • Сонливость

Ваше тело борется с переохлаждением, сохраняя тело как можно более теплым. Это вызывает нарушение кровообращения, особенно в таких конечностях, как пальцы рук и ног, что может привести к обморожению.

Стадии обморожения

Выделяют три стадии обморожения: отморожение, поверхностное и продвинутое.

  • Морозник - самая легкая форма и самая ранняя стадия обморожения. Это может быть ощущение уколов и игл, пульсации, боли или онемения.
  • Вторая стадия обморожения является поверхностной, и ее можно определить по бледной или очень бледной и твердой коже. После согревающей процедуры кожа может стать синей или фиолетовой, а также могут появиться пузыри, наполненные жидкостью.
  • Сильное обморожение поражает все слои кожи. Вы можете потерять чувствительность и способность использовать суставы или мышцы. Пораженная кожа может стать черной и твердой, поскольку ткань отмирает, повреждая сухожилия, мышцы, нервы и кости.

Frostnip можно лечить дома, обернув стерильную повязку вокруг инфицированного участка. При появлении симптомов поверхностного или сильного обморожения всегда следует обращаться за медицинской помощью. Другие симптомы обморожения включают жар, головокружение и общее недомогание.

СВЯЗАННЫЕ С: Симптомы гипотермии и первая помощь

Связаться с UPMC


Открыт универсальный механизм регуляции в клетках растений

Все растительные клетки получают энергию в основном от двух содержащихся в них органелл - хлоропластов (ответственных за фотосинтез) и митохондрий (ответственных за биохимический цикл дыхания, преобразующего сахар в энергию). Однако у большого количества генов растительной клетки в ее митохондриях и хлоропластах могут развиваться дефекты, что ставит под угрозу их функцию. Тем не менее, в растительных клетках появился удивительный инструмент, называемый эдитосомой РНК (большой белковый комплекс), для исправления таких ошибок. Он может модифицировать дефектную информационную РНК, которая возникает в результате дефектной ДНК, путем трансформации (дезаминирования) определенных нуклеотидов мРНК.

Автоматическое исправление ошибок в растительных клетках

Автоматическая коррекция ошибок в растениях была открыта около 30 лет назад группой, возглавляемой физиологом растений Акселем Бреннике и двумя другими группами одновременно. Этот механизм превращает определенные нуклеотиды цитидина в матричной РНК в уридин, чтобы исправить ошибки в ДНК хлоропластов или митохондриальной ДНК. Поэтому редактирование РНК важно для таких процессов, как фотосинтез и клеточное дыхание у растений. Спустя годы дальнейшие исследования показали, что группа белков, называемых белками PPR с доменами DYW, играет центральную роль в редактировании РНК растений. Эти белки PPR с доменами DYW транскрибируются в ядре клетки и мигрируют через клетки в хлоропласты и митохондрии. Однако на пути к этим органеллам они неактивны. Только оказавшись внутри органелл, они становятся активными и выполняют свою функцию на определенном участке мРНК. Однако, как работает эта активация, до сих пор оставалось загадкой.

Не работает в пробирке

В течение многих лет было невозможно синтезировать эти белки PPR типа DYW в лаборатории для более тщательного изучения их функции и структуры. Только сейчас немецко-японская группа, возглавляемая структурным биологом и биохимиком доктором Гертом Вебером из Объединенной группы кристаллографии белков в Гельмгольц-центре Берлина и Свободном университете Берлина, преуспела в этом.

Теперь: расшифрована трехмерная структура ключевого белка.

Группе профессора Мизуки Такенаки ранее удавалось производить домен DYW у бактерий. Такенака проводит исследования в Киотском университете с 2018 года и ранее работал в лаборатории Акселя Бреннике в Ульме, Германия. Татьяна Бартель (Университет Грайфсвальда, ныне HZB) смогла вырастить первые кристаллы белка домена DYW. Большое количество этих хрупких кристаллов сейчас проанализировано на каналах MX BESSY II, чтобы можно было декодировать трехмерную архитектуру области DYW. «Благодаря совместной исследовательской группе, расположенной в HZB и FU в Берлине, у нас есть возможность очень быстро измерять время луча, когда это необходимо, что было критически важно», - говорит д-р Манфред Вайс, ответственный за лучи MX в BESSY. II и соавтор исследования.

Обнаружен механизм активации

Эта трехмерная архитектура фактически дала решающий ключ к разгадке механизма активации домена DYW, который применим ко всем растениям. Это связано с тем, что атом цинка, расположенный в центре домена DYW, может ускорять дезаминирование цитидина до уридина, как катализатор. Однако для этого цинк должен быть расположен оптимально. Переключатель активации обеспечивается очень необычным стробирующим доменом в непосредственной близости от каталитического центра - структурный анализ показывает, что этот стробирующий домен может занимать два разных положения, тем самым включая или выключая фермент. «Движение стробирующего домена регулирует степень, в которой ион цинка доступен для каталитической реакции», - объясняет Вебер.

Молекула, похожая на ножницы

Теперь стало ясно, почему до сих пор было трудно заставить белки PPR типа DYW реагировать с РНК в пробирке: эти белки PPR номинально неактивны и требуют активации. В клетках растений они сначала продуцируются в ядре клетки, а затем, скорее всего, мигрируют в инактивированном состоянии к органеллам, где становятся активированными. «Это идеальный вариант, потому что в противном случае эти молекулы будут активны в процессе, неконтролируемым образом изменяя различные молекулы РНК, что вредно для клетки», - говорит Вебер.

Универсальный инструмент для ремонта

Эта работа является прорывом в молекулярной биологии растений, поскольку она описывает дополнительный уровень сложной регуляции в хлоропластах и ​​митохондриях. Результаты имеют фундаментальное значение для науки о растениях, но когда-нибудь они также могут сыграть роль в нашей повседневной жизни. Домен DYW может предоставить полезный инструмент для контролируемого и специфичного для сайта редактирования РНК C-to-U и U-to-C. Это может открыть новые биоинженерные и медицинские приложения, такие как перепрограммирование определенных митохондриальных генов без изменения ядерной ДНК клетки.


15.1 Отделы вегетативной нервной системы

Нервную систему можно разделить на две функциональные части: соматическую нервную систему и вегетативную нервную систему. Основные различия между двумя системами очевидны в ответах, которые производит каждая из них. Соматическая нервная система вызывает сокращение скелетных мышц. Вегетативная нервная система контролирует сердечную и гладкую мускулатуру, а также железистую ткань. Соматическая нервная система связана с произвольными реакциями (хотя многие из них могут происходить без осознанного осознания, например, дыхание), а вегетативная нервная система связана с непроизвольными реакциями, например, связанными с гомеостазом.

Вегетативная нервная система регулирует многие внутренние органы посредством баланса двух аспектов или подразделений. Помимо эндокринной системы, вегетативная нервная система играет важную роль в гомеостатических механизмах организма. Два отдела вегетативной нервной системы - симпатический и парасимпатический. Симпатическая система связана с реакцией «бей или беги», а парасимпатическая активность обозначается эпитетом «отдых и переваривание». Гомеостаз - это баланс между двумя системами. У каждого целевого эффектора двойная иннервация определяет активность. Например, сердце получает связи как от симпатического, так и от парасимпатического отделов. Один вызывает увеличение частоты сердечных сокращений, а другой - уменьшение частоты сердечных сокращений.

Интерактивная ссылка

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше об адреналине и реакции «бей или беги». Когда говорят, что у кого-то есть выброс адреналина, на ум обычно приходит образ банджи-джамперов или парашютистов. Но адреналин, также известный как адреналин, является важным химическим веществом, координирующим реакцию организма "бей или беги". В этом видео вы загляните внутрь физиологии реакции «бей или беги», как это предусмотрено для пожарного. Реакция его тела является результатом симпатического отдела вегетативной нервной системы, вызывающего общесистемные изменения, поскольку она готовится к экстремальным реакциям. Какие два изменения вызывает адреналин, чтобы помочь реакции скелетных мышц?

Симпатический отдел вегетативной нервной системы

Чтобы отреагировать на угрозу - бороться или убежать - симпатическая система вызывает различные эффекты, поскольку множество различных исполнительных органов активируются вместе для общей цели. Необходимо вдыхать больше кислорода и доставлять его к скелетным мышцам. Дыхательная, сердечно-сосудистая и опорно-двигательная системы активируются вместе. Кроме того, потоотделение удерживает избыточное тепло, возникающее при сокращении мышц, от перегрева тела. Пищеварительная система отключается, поэтому кровь не поглощает питательные вещества, тогда как она должна доставлять кислород к скелетным мышцам. Чтобы координировать все эти реакции, связи в симпатической системе расходятся от ограниченной области центральной нервной системы (ЦНС) к широкому спектру ганглиев, которые проецируются на многие эффекторные органы одновременно. Сложный набор структур, составляющих продукт симпатической системы, позволяет этим разрозненным эффекторам объединиться в скоординированное системное изменение.

Симпатический отдел вегетативной нервной системы влияет на различные системы органов тела через связи, выходящие из грудного и верхнего поясничного отделов спинного мозга. Его называют грудопоясничной системой, чтобы отразить эту анатомическую основу. Центральный нейрон в боковом роге любой из этих областей позвоночника проецируется на ганглии, прилегающие к позвоночному столбу, через вентральные корешки спинного мозга. Большинство ганглиев симпатической системы принадлежат к сети ганглиев симпатической цепи, которая проходит вдоль позвоночного столба. Ганглии представляют собой серию кластеров нейронов, связанных аксональными мостиками. Обычно в цепочке по 23 ганглия по обе стороны от позвоночника. Три соответствуют шейному отделу, 12 - грудному отделу, четыре - поясничному отделу и четыре - крестцовому отделу. Шейный и крестцовый уровни связаны со спинным мозгом не напрямую через спинномозговые корешки, а через восходящие или нисходящие связи через мосты внутри цепи.

Схема, показывающая соединения симпатической системы, чем-то похожа на принципиальную схему, на которой показаны электрические соединения между различными розетками и устройствами. На рисунке 15.2 «схемы» симпатической системы намеренно упрощены.

Продолжая аналогию с принципиальной схемой, есть три различных типа «соединений», которые действуют в симпатической системе (рис. 15.3). Первый тип является наиболее прямым: симпатический нерв проецируется в цепной ганглий на том же уровне, что и эффектор-мишень (орган, ткань или железа, которые должны быть иннервируются). Примером этого типа является спинномозговой нерв T1, который синапсирует с ганглием цепи T1 для иннервации трахеи. Волокна этой ветви называются белыми rami communantes (единственное число = ramus communantes), они миелинизированы и поэтому называются белыми (см. Рис. 15.3).а).Аксон центрального нейрона (преганглионарное волокно показано сплошной линией) синапс с ганглионарным нейроном (постганглионарное волокно показано пунктирной линией). Затем этот нейрон проецируется на целевой эффектор - в данном случае на трахею - через серые коммуникантные ветви, которые являются немиелинизированными аксонами.

В некоторых случаях целевые эффекторы расположены выше или ниже спинного сегмента, в котором выходит преганглионарное волокно. Что касается вовлеченной «проводки», синапс с ганглиозным нейроном происходит в цепных ганглиях, расположенных выше или ниже центрального нейрона. Примером этого является спинномозговой нерв T1, который иннервирует глаз. Спинномозговой нерв движется вверх по цепи, пока не достигает верхнего шейного ганглия, где он синапсируется с постганглионарным нейроном (см. Рис. 15.3).б). Шейные ганглии называются паравертебральными ганглиями из-за их расположения рядом с превертебральными ганглиями в симпатической цепи.

Не все аксоны центральных нейронов оканчиваются цепными ганглиями. Дополнительные ветви от корешка вентрального нерва продолжаются через цепь к одному из коллатеральных ганглиев, так как больший внутренностный нерв или меньший внутренностный нерв. Например, больший внутренностный нерв на уровне синапсов Т5 с коллатеральным ганглием за пределами цепи до соединения с постганглионарными нервами, иннервирующими желудок (см. Рисунок 15.3).c).

Коллатеральные ганглии, также называемые превертебральными ганглиями, расположены кпереди от позвоночного столба и получают сигналы от чревных нервов, а также центральных симпатических нейронов. Они связаны с контролирующими органами в брюшной полости, а также считаются частью кишечной нервной системы. Три коллатеральных ганглия - это чревный ганглии, верхний брыжеечный ганглион и нижний брыжеечный ганглион (см. Рисунок 15.2). Слово целиакия происходит от латинского слова coelom, которое относится к полости тела (в данном случае, брюшной полости), а слово мезентериальный относится к пищеварительной системе.

Аксон от центрального нейрона, который проецируется в симпатический ганглион, называется преганглионарным волокном или нейроном, и представляет собой выход из ЦНС в ганглий. Поскольку симпатические ганглии прилегают к позвоночнику, преганглионарные симпатические волокна относительно короткие и миелинизированы. Постганглионарное волокно - аксон ганглиозного нейрона, который проецируется на целевой эффектор - представляет собой выход ганглия, который напрямую влияет на орган. По сравнению с преганглионарными волокнами постганглионарные симпатические волокна имеют большую длину из-за относительно большего расстояния от ганглия до целевого эффектора. Эти волокна немиелинизированы. (Обратите внимание, что термин «постганглионарный нейрон» может использоваться для описания проекции ганглия на цель. Проблема с этим использованием состоит в том, что тело клетки находится в ганглии, и только волокно является постганглионарным. Обычно термин нейрон применяется ко всей ячейке.)

Один тип преганглионарных симпатических волокон не заканчивается в ганглии. Это аксоны центральных симпатических нейронов, которые проецируются в мозговой слой надпочечника, внутреннюю часть надпочечника. Эти аксоны все еще называют преганглионарными волокнами, но мишенью является не ганглии. Мозговое вещество надпочечников выпускает сигнальные молекулы в кровоток, а не использует аксоны для связи с целевыми структурами. Клетки мозгового вещества надпочечников, с которыми связываются преганглионарные волокна, называются хромаффинными клетками. Эти клетки представляют собой нейросекреторные клетки, которые развиваются из нервного гребня вместе с симпатическими ганглиями, подтверждая идею о том, что железа функционально является симпатическим ганглием.

Проекции симпатического отдела вегетативной нервной системы широко расходятся, что приводит к широкому влиянию этой системы на все тело. В ответ на угрозу симпатическая система будет увеличивать частоту сердечных сокращений и частоту дыхания, что приводит к увеличению притока крови к скелетным мышцам и снижению притока крови к пищеварительной системе. Секреция потовых желез также должна увеличиваться в рамках комплексной реакции. Все эти физиологические изменения должны произойти вместе, чтобы убежать от охотничьей львицы или ее современного эквивалента. Это расхождение наблюдается в паттернах ветвления преганглионарных симпатических нейронов - единственный преганглионарный симпатический нейрон может иметь 10-20 мишеней. Аксон, который покидает центральный нейрон бокового рога в грудопоясничном отделе спинного мозга, пройдет через белую коммуникационную ветвь и войдет в симпатическую цепь, где он будет разветвляться к множеству целей. На уровне спинного мозга, на котором преганглионарное симпатическое волокно выходит из спинного мозга, ветвь будет синапсом на нейроне в соседнем цепном ганглии. Некоторые ветви доходят до другого уровня цепных ганглиев. Другие ветви будут проходить через цепные ганглии и проецироваться через один из внутренних нервов в коллатеральный ганглий. Наконец, некоторые ветви могут проходить через внутренние нервы к мозговому веществу надпочечников. Все эти ветви означают, что один преганглионарный нейрон может очень широко влиять на разные области симпатической системы, воздействуя на широко распределенные органы.

Парасимпатический отдел вегетативной нервной системы

Парасимпатический отдел вегетативной нервной системы назван потому, что его центральные нейроны расположены по обе стороны грудопоясничной области спинного мозга (пара- = «рядом» или «рядом»). Парасимпатическая система также может называться краниосакральной системой (или оттоком), потому что преганглионарные нейроны расположены в ядрах ствола головного мозга и латеральном роге крестцового спинного мозга.

Связи или «цепи» парасимпатического отдела похожи на общую схему симпатического отдела с некоторыми специфическими отличиями (рис. 15.4). Преганглионарные волокна из черепной области перемещаются по черепным нервам, тогда как преганглионарные волокна из крестцовой области перемещаются по спинномозговым нервам. Мишенями этих волокон являются терминальные ганглии, которые расположены рядом с целевым эффектором или даже внутри него. Эти ганглии часто называют интрамуральными ганглиями, если они находятся в стенках органа-мишени. Постганглионарные волокна проецируются из терминальных ганглиев на небольшое расстояние к целевому эффектору или к конкретной целевой ткани внутри органа. Сравнивая относительную длину аксонов в парасимпатической системе, преганглионарные волокна длинные, а постганглионарные волокна короткие, потому что ганглии расположены близко к целевым эффекторам, а иногда и внутри них.

В основе черепного компонента парасимпатической системы лежат, в частности, ядра ствола головного мозга. В среднем мозге ядро ​​Эдингера-Вестфаля является частью глазодвигательного комплекса, и аксоны от этих нейронов перемещаются по волокнам глазодвигательного нерва (черепной нерв III), которые иннервируют экстраокулярные мышцы. Преганглионарные парасимпатические волокна в III черепном нерве оканчиваются цилиарным ганглием, который расположен в задней части глазницы. Постганглионарные парасимпатические волокна затем проецируются на гладкие мышцы радужной оболочки, чтобы контролировать размер зрачков. В верхнем мозговом слое слюнные ядра содержат нейроны с аксонами, которые проецируются через лицевые и языкоглоточные нервы в ганглии, контролирующие слюнные железы. На образование слезы влияют парасимпатические волокна лицевого нерва, которые активируют ганглии и, в конечном итоге, слезную железу. Нейроны в дорсальном ядре блуждающего нерва и двойном ядре проецируются через блуждающий нерв (черепной нерв X) в терминальные ганглии грудной и брюшной полостей. Парасимпатические преганглионарные волокна в первую очередь влияют на сердце, бронхи и пищевод в грудной полости и желудке, печени, поджелудочной железе, желчном пузыре и тонком кишечнике брюшной полости. Постганглионарные волокна ганглиев, активируемые блуждающим нервом, часто включаются в структуру органа, такую ​​как брыжеечное сплетение органов пищеварительного тракта и интрамуральные ганглии.

Химическая сигнализация в вегетативной нервной системе

Там, где автономный нейрон соединяется с целью, есть синапс. Электрический сигнал потенциала действия вызывает высвобождение сигнальной молекулы, которая связывается с рецепторными белками на клетке-мишени. Синапсы вегетативной системы классифицируются как холинергические, что означает высвобождение ацетилхолина (АХ), или как адренергические, что означает высвобождение норадреналина. Термины холинергический и адренергический относятся не только к высвобождаемой сигнальной молекуле, но и к классу рецепторов, которые каждая из них связывает.

Холинергическая система включает два класса рецепторов: никотиновый рецептор и мускариновый рецептор. Оба типа рецепторов связываются с ACh и вызывают изменения в клетке-мишени. Никотиновый рецептор представляет собой катионный канал, управляемый лигандом, а мускариновый рецептор представляет собой рецептор, связанный с G-белком. Рецепторы названы в честь других молекул, которые с ними связываются. В то время как никотин будет связываться с никотиновым рецептором, а мускарин будет связываться с мускариновым рецептором, перекрестной реактивности между рецепторами нет. Ситуация аналогична замкам и ключам. Представьте себе два замка - один для класса, а другой для офиса, - которые открываются двумя отдельными ключами. Ключ от класса не откроет дверь офиса, а ключ от офиса не откроет дверь класса. Это похоже на специфичность никотина и мускарина для их рецепторов. Однако главный ключ может открыть несколько замков, например, главный ключ для биологического факультета, который открывает двери как в класс, так и в офис. Это похоже на ACh, который связывается с обоими типами рецепторов. Молекулы, которые определяют эти рецепторы, не имеют решающего значения - они просто инструменты, которые исследователи могут использовать в лаборатории. Эти молекулы являются экзогенными, что означает, что они созданы вне человеческого тела, поэтому исследователь может использовать их без каких-либо искажающих эндогенных результатов (результатов, вызванных молекулами, производимыми в организме).

Адренергическая система также имеет два типа рецепторов: альфа (α) -адренергический рецептор и бета (β) -адренергический рецептор. В отличие от холинергических рецепторов, эти типы рецепторов не классифицируются, по которым лекарственные препараты могут связываться с ними. Все они являются рецепторами, связанными с G-белком. Существует два типа α-адренорецепторов, называемых α1, а α2, и существует три типа β-адренорецепторов, называемых β1, β2 и β3. Дополнительным аспектом адренергической системы является наличие второй сигнальной молекулы, называемой адреналином. Химическая разница между норадреналином и адреналином заключается в добавлении метильной группы (CH3) в адреналине. Префикс «нор-» на самом деле относится к этому химическому различию, в котором метильная группа отсутствует.

Термин «адренергический» должен напоминать вам слово «адреналин», которое связано с реакцией «бей или беги», описанной в начале главы. Адреналин и адреналин - это два названия одной и той же молекулы. Надпочечник (на латыни ad- = «поверх» почек = «почка») выделяет адреналин. Окончание «-ine» относится к химическому веществу, полученному или извлеченному из надпочечников. Подобная конструкция из греческого языка вместо латинского приводит к слову эпинефрин (epi- = «выше» nephr- = «почка»). В научных целях адреналин предпочтительнее в Соединенных Штатах, тогда как адреналин - в Великобритании, потому что «адреналин» когда-то был зарегистрированным патентованным названием лекарства в Соединенных Штатах. Хотя препарат больше не продается, сохраняется традиция называть эту молекулу двумя разными названиями. Точно так же норадреналин и норадреналин - это два названия одной и той же молекулы.

Поняв холинергическую и адренергическую системы, их роль в вегетативной системе относительно просто понять. Все преганглионарные волокна, как симпатические, так и парасимпатические, выделяют АХ. Все ганглиозные нейроны - мишени этих преганглионарных волокон - имеют никотиновые рецепторы в своих клеточных мембранах. Никотиновый рецептор представляет собой управляемый лигандом катионный канал, который приводит к деполяризации постсинаптической мембраны. Постганглионарные парасимпатические волокна также выделяют ACh, но рецепторами на их мишенях являются мускариновые рецепторы, которые являются рецепторами, связанными с G-белком, и не вызывают исключительно деполяризацию постсинаптической мембраны. Постганглионарные симпатические волокна выделяют норэпинефрин, за исключением волокон, которые выступают в потовые железы и в кровеносные сосуды, связанные со скелетными мышцами, которые выделяют ACh (таблица 15.1).

Симпатичный Парасимпатический
Преганглионарный Ацетилхолин → никотиновый рецептор Ацетилхолин → никотиновый рецептор
Постганглионарный Норэпинефрин → α- или β-адренорецепторы
Ацетилхолин → мускариновый рецептор (связанный с потовыми железами и кровеносными сосудами, связанными только со скелетными мышцами)
Ацетилхолин → мускариновый рецептор

Сигнальные молекулы могут принадлежать к двум широким группам. Нейротрансмиттеры высвобождаются в синапсах, а гормоны попадают в кровоток. Это упрощенные определения, но они могут помочь прояснить этот момент. Ацетилхолин можно рассматривать как нейромедиатор, потому что он высвобождается аксонами в синапсах. Однако адренергическая система представляет собой проблему. Постганглионарные симпатические волокна выделяют норадреналин, который можно рассматривать как нейромедиатор. Но мозговое вещество надпочечников выделяет в кровоток адреналин и норадреналин, поэтому их следует рассматривать как гормоны.

То, что здесь называется синапсом, может не соответствовать самому строгому определению синапса. Некоторые источники будут ссылаться на связь между постганглионарным волокном и целевым эффектором, поскольку нейромедиаторы нейроэффекторных соединений, как определено выше, будут называться нейромодуляторами. Структура постганглионарных связей не является типичной концевой луковицей синапса, которая находится в нервно-мышечном соединении, а скорее представляет собой цепочку вздутий по длине постганглионарного волокна, называемую варикозным расширением (рис. 15.5).

Повседневное соединение

Бой или полет? А как насчет страха и замирания?

Первоначальное использование эпитета «сражайся или беги» пришло от ученого по имени Уолтер Кэннон, который работал в Гарварде в 1915 году. Концепция гомеостаза и функционирования симпатической системы была введена во Франции в предыдущем столетии. Кэннон расширил эту идею и представил идею о том, что животное реагирует на угрозу, готовясь встать и драться или убежать. Природа этой реакции была подробно объяснена в книге по физиологии боли, голода, страха и гнева.

Когда учащиеся узнают о симпатической системе и реакции «бей или беги», они часто останавливаются и задаются вопросом о других реакциях. Если бы вы столкнулись с бегущей к вам львицей, как показано в начале этой главы, вы бы убежали или устояли бы? Некоторые скажут, что замерзнут и не знают, что делать. Так что в том, что делает вегетативная система, есть нечто большее, чем борьба, бегство, отдых или переваривание пищи. А как насчет страха и паралича перед угрозой?

Обычный эпитет «сражайся или беги» расширили до «драки, бегства или испуга» или даже «драки, бегства, испуга или заморозки». Первоначальный вклад Кэннона был броской фразой, чтобы выразить часть того, что нервная система делает в ответ на угрозу, но он неполный. Симпатическая система отвечает за физиологические реакции на эмоциональные состояния. Можно сказать, что имя «симпатичный» означает это (сим- = «вместе» -патос = «боль», «страдание» или «эмоция»).

Интерактивная ссылка

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о нервной системе. Как описано в этом видео, нервная система способна справляться с угрозами и стрессом отдельно от сознательного контроля соматической нервной системы. Эта система пришла из того времени, когда угрозы были связаны с выживанием, но в современную эпоху эти реакции становятся частью стресса и беспокойства. В этом видео рассказывается, как вегетативная система является лишь частью реакции на угрозы или факторы стресса. Какая еще система органов участвует, и какая часть мозга координирует две системы для всего ответа, включая адреналин (адреналин) и кортизол?


Ускоряющие или симпатические нервы несут нервные импульсы от продолговатого мозга мозга к сердцу. Сердце реагирует увеличением как скорости сокращений, так и силы сокращений. Упражнения - это один из способов активации этого пути, которые могут увеличить частоту сердечных сокращений до 180 ударов в минуту. Это увеличит количество крови, перекачиваемой сердцем и отправляемой тренирующимся мышцам.

Когда вы тренируетесь, ваши клетки потребляют больше кислорода и вырабатывается больше углекислого газа. Повышенная концентрация углекислого газа регистрируется специальными рецепторами в аорте и сонных артериях, и эта информация передается в продолговатый мозг. Еще один эффект упражнений заключается в том, что мышечный насос работает сильнее. Мышечный насос - это сокращение мышц, окружающих ваши вены, которое подталкивает кровь обратно к сердцу. Чем сильнее работает мышечный насос, тем больше крови попадает в правое предсердие сердца. По мере того как предсердие растягивается, чтобы вместить лишнюю кровь, рецепторы растяжения в сердечной мышце передают информацию в продолговатый мозг. Эти два источника информации вызовут активацию пути, который увеличит частоту сердечных сокращений, тем самым освободив полное предсердие и переместив избыток углекислого газа в легкие для изгнания из организма.


Вам также может понравиться

@ shell4life - Я считаю, что приступы паники вызваны нервозностью. Это может быть тревога, с которой вы сталкивались какое-то время, или внезапная ситуация, которая заставляет вас чувствовать страх.

Когда нервы начинают реагировать на тревогу, становится трудно дышать. У вас может быть гипервентиляция, и вы можете почувствовать, что вот-вот потеряете сознание.

Раньше у меня бывали панические атаки, и мне казалось, что я выпадаю из реальности. Мне пришлось положить голову между колен и глубоко дышать, и это, казалось, нейтрализовало нервы, заставлявшие меня задыхаться. shell4life 8 февраля 2013

Как нервная система и дыхательная система задействованы, когда у человека паническая атака? У меня была первая на прошлой неделе, и я нервничал и запыхался. StarJo 7 февраля 2013

@ seag47 - Вероятно, это то же самое, что происходит, когда вы слишком долго задерживаете дыхание и чувствуете непреодолимое желание дышать.Раньше мне приходилось задерживать дыхание на МРТ, и примерно через тридцать секунд мне пришлось начать выпускать часть воздуха и делать короткие вдохи, чтобы выжить, потому что я просто не мог больше удерживать его. seag47 7 февраля 2013

Я определенно получал сигнал сбавить скорость во время бега и раньше. Я очень легко задыхаюсь, поэтому каждый раз, когда я пробегаю даже небольшое расстояние, моя грудь начинает болеть, и мне приходится останавливаться.

Я никогда особо не думал о том, что моя нервная система вмешивается в это. Я всегда просто предполагал, что я остановился, потому что не мог отдышаться, но это было еще и потому, что мои нервы говорили моему мозгу, что мне нужно остановиться.


Как человеческое тело поддерживает гомеостаз?

Человеческое тело - это изысканная машина, отчасти потому, что оно поддерживает функциональность в самых разных средах. Люди могут жить в самых разных условиях - от Арктики до экватора, придерживаясь разнообразных диет и образа жизни. Одной из причин такой приспособляемости является способность организма поддерживать гомеостаз.

Гомеостаз - это причудливое слово, означающее «равновесие», и оно влечет за собой множество взаимосвязанных переменных, которые стоит учитывать. Температура - одна из самых простых из них. Тело потеет, чтобы сохранять прохладу, и дрожит, чтобы согреться. Но человеческое тело мастерски уравновешивает многие другие факторы. Большинство из них более тонкие, включая регулирование гормонов и других химических веществ организма. Все системы организма саморегулируются за счет сложной координации трех основных ролей: приема сигналов, централизованного управления и действий.

Все системы организма работают вместе, чтобы поддерживать баланс в теле, но разные системы выполняют определенные функции. Двумя наиболее важными системами поддержания гомеостаза являются нервная и эндокринная системы. Основные функции организма, такие как частота сердечных сокращений и дыхание, могут стимулироваться или замедляться под нервным контролем. Нервная система помогает регулировать дыхание, мочевыделительную и пищеварительную системы, а также взаимодействует с эндокринной системой. Например, часть мозга заставляет гипофиз выделять метаболические гормоны в ответ на изменение потребности в калориях. Гормоны также помогают регулировать баланс жидкости и электролитов в организме, а также играют ключевую роль во всех системах организма. Менее затратные с точки зрения энергии, но не менее важные функции в поддержании гомеостаза включают способность лимфатической системы бороться с инфекцией, поддержание дыхательной системой кислорода и надлежащего уровня pH, а также удаление токсинов из крови мочевой системой.

Человеческое тело справляется со многими проблемами, связанными с поддержанием равновесия. Диета, в которой отсутствуют нужные питательные вещества в нужных количествах, заставит организм компенсировать это или заболеть. Воздействие наркотиков, алкоголя и других токсинов активизирует выделительные функции, чтобы эти вещества не накапливались и не повреждали клетки организма. Стресс и депрессия могут бросить вызов дыхательной, сердечно-сосудистой и эндокринной системам и тем самым ослабить их соответствующие способности поддерживать гомеостаз. А недостаточный сон может слишком сильно воздействовать на все системы организма, нарушая баланс тела. Итак, хотя человеческое тело - удивительное существо, обладающее исключительными способностями противодействовать оскорблениям, здоровый образ жизни и выбор могут иметь большое значение.


Высокое кровяное давление - & ldquosilent killer & rdquo

Вы можете не чувствовать, что что-то не так, но высокое кровяное давление может незаметно причинить вред вашему здоровью. Лучшая профилактика - это знать свои цифры и вносить важные изменения, чтобы предотвратить высокое кровяное давление и управлять им.

Воспроизведение без автоматического воспроизведения Воспроизведение видеотекста

Написано редакцией Американской кардиологической ассоциации и рассмотрено консультантами по науке и медицине. Ознакомьтесь с нашей редакционной политикой и персоналом.