Интересно, что синтезироваться мелатонин способен лишь из серотонина. Потому у тех, кто с упоением двигался днем, сон крепче, а нехватка серотонина, например, при депрессии, ведет к бессоннице.
Еще один положительный мессенджер – дофамин – сообщает нам чувство удовольствия, награды, счастья. Своим позитивным воздействием влияет на мотивацию и закрепление полученного опыта. Для нас он особенно интересен, так как считается одним из основных «виновников» никотиновой зависимости.
Другие соединения, формирующие положительные эмоции, – эндорфины и энкефалины – «гормоны радости и счастья», которые вырабатываются в состоянии эйфории, творчества, переживаемого успеха, славы, любви, значительно снижают болевой порог. Замечено, что выработка эндорфинов может активизироваться в ответ на болевой сигнал, стресс, с целью снижения неприятных ощущений.
Адреналин – это стрессовый гормон – бей, беги, спасайся. Особенно активно синтезируется в состоянии шока, боли, опасности. Не только тонизирует мышечную систему, но и расширяет зрачки и расслабляет мускулатуру кишечника. Сразу вспоминаются и поговорки про испуганные глаза, и рассказы про встречи с медведем.
Норадреналин оказывает действие аналогичное адреналину – тонизирует организм, но эмоционально более агрессивен – это ярость, атака.
Рецептор можно представить в виде замочной скважины, а медиатор ключом. Если медиатор может воздействовать не на один тип рецептора, а на несколько (открывает несколько замков), то медиатор видится уже в виде связки из нескольких ключей (по количеству открываемых рецепторов) или иного «мультиключа».
Многие гормоны и медиаторы между собой завязаны в цепочку, и всплеск одних сигнальных соединений стимулирует выработку других. Поэтому организм всегда находится под воздействием целой гаммы химических веществ, и их сочетание в различных пропорциях дает то самое разнообразие состояний и эмоций.
Чтобы понять, как могут воздействовать на организм различные биологически активные химические соединения, следует получить представление о тех многочисленных процессах, которые происходят в синапсах при передаче сигнала.
Общее описание работы химического синапса.
1. Сначала в пресинаптическом пространстве синтезируются молекулы медиатора.
2. Затем они упаковываются в белковые капсулы «визикулы», где и дожидаются «своего часа».
3. При поступлении электрического импульса визикулы нужно доставить к мембране и выплеснуть медиатор в синаптическую щель. В этом процессе участвуют ионы кальция, которые надо впустить в пресинаптическое пространство, за что отвечают «кальциевые насосы», которые открываются при поступлении электрического импульса.
4. Чтоб прекратить выделение медиаторов, из пресинаптического пространства удаляются ионы кальция, для чего работают другие белки – насосы.
5. В синаптическом пространстве медиатор воздействует на рецепторы. Тем самым осуществляет передачу сигнала на следующую клетку.
6. После того как молекулы медиатора подействовали на рецепторы, его надо удалить. Медиаторы могут снова упаковываться в визикулы – механизм обратного захвата – или разрушаются предназначенным для этого соединением.
7. Воздействие на рецептор ведет к синтезу в постсинаптическом пространстве молекул «вторичного посредника», которые открывают каналы для ионов натрия, благодаря чему химический сигнал снова превращается в электрический.
Заметьте, поломка любого из перечисленных механизмов ведет к тому, что передача сигнала будет нарушена. То есть каждый из этапов крайне важен.
И конечно, самое интересное – это действие ядов, наркотиков, различных лекарственных препаратов: как они находят лазейки для влияния на организм. Вот примеры, как воздействуют яды, лекарства, наркотики, или из рубрики «Это интересно».
Майтотоксин – его производят морские водоросли; блокирует кальциевые каналы
Яд паука черной вдовы, наоборот, создает постоянно открытые кальциевые каналы и медиатор выделяется в синаптическое пространство.
Много веществ повторяют воздействие медиаторов, в частности морфин, героин.
Яд кураре блокирует рецепторы мышечных волокон, обратимо, но надолго, и на них перестает поступать сигнал медиатора – ацетилхолина.
Кокаин блокирует механизм обратного захвата дофамина из синаптической щели, в результате концентрация дофамина в синапсы начинает быстро превышать свои обычные нормы в разы.
Яд рыбы фугу – тетродотоксин (ТТХ) – необратимо блокирует натриевые каналы в постсинаптическом пространстве, возбудимость нейронов падает.
Яд лягушек древолазов – батрахотоксин – наоборот, оставляет натриевые каналы открытыми. Считается ядовитей ТТХ в 5‒19 раз. Яд скорпионов работает похожим образом.
Про формирование зависимости
Помимо перечисленных выше процессов, в синапсах существуют механизмы защиты от «перевозбуждения».
При интенсивном воздействии на рецепторы организм автоматически снижает выделение медиатора, а с другой стороны начинает падать чувствительность рецепторов (называется «десенситизация»). Поэтому вслед за бурной радостью, как правило, следует упадок. Особенно это заметно на примере детских «эмоциональных горок»: если сейчас заливается смехом, то спустя определенное время с большой вероятностью можно ожидать слезки. Принятие алкоголя, впрочем, как и любого наркотика, следует по тому же сценарию: опьянение – похмелье.
Если воздействие медиатора или «аналогов» на рецепторы происходит регулярно, то организм для понижения уровня сигналов до привычного уровня начинает уменьшать количество рецепторов и снижает уровень выработки собственных медиаторов. Скорость таких изменений зависит от наркотика и интенсивности воздействия и может занимать от нескольких дней до нескольких месяцев.
И этот же механизм защиты формирует зависимость. Если организм уже адаптировался к повышенному уровню определенных медиаторов, то его уменьшение, например при отказе от курения, приводит к «неприятным ощущениям» – абстинентному синдрому, провоцирующему восстановление привычного химического баланса.
В случае с тяжелыми наркотиками, особенно опиоидными (морфин, героин и др.), все может быть гораздо сложнее, и формирование зависимости наряду с другими серьезными процессами может сопровождаться гибелью нейронов – центров положительных эмоций, – и зависимость в таком случае носит пожизненный характер.
Про эндокринную систему
В отличие от нервной системы, железы внутренней секреции (эндокринная система) выделяют химически активные вещества, гормоны, в кровь, лимфу или тканевую жидкость. И далее органы, имеющие рецепторы, чувствительные к тому или иному гормону, получают предназначенный им сигнал. Грубо говоря, глобальное отличие эндокринной системы от нервной заключается в способе передачи сигнала: в одном случае через кровь, в другом – через нервы.
