ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.04.2021

Просмотров: 929

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

11 

 

ядра  Шва  (серотонинергические),  клетки  покрышки  (педункуло-понтийный  и 
латеродорсальный 

регионы, 

ацетилхолинергические), 

скопление 

глутаматэргических  клеток  среднего  мозга,  нейроны  чѐрной  субстанции  и 
вентрального тегментального пространства (дофаминергические) (рис. 2).  

 
 

 

Рис. 2. Бодрствование и активирующие системы мозга. 

Для  поддержания  состояния  бодрствования  необходимо,  чтобы  кора  больших 
полушарий возбуждалась подкорковыми структурами, которые обозначаются как 
активирующие  системы  мозга.  Когда  в  мозге  в  изобилии  выделяются 
нейромедиаторы бодрствования, то мозг обеспечивает формирование сознания. 
 

Проекции 

этих 

нейронов 

активируют 

таламокортикальную 

и 

гипоталамокортикальную  системы,  а  также  систему  базальные  ядра  –  кора 
больших  полушарий.  Затем  были  описаны  способствующие  бодрствованию 
скопления  нейронов  за  пределами  ВАРФ,  локализованные  в  переднем  мозге: 
гипокретин-содержащие  клетки  в  латеральном  гипоталамусе,  клетки  бугорково-
мамилярных ядер (БМЯ) в заднем гипоталамусе (гистаминергические), нейроны 
базального  ядра  переднего  мозга  (часть  ацетилхолинергические),  клетки 
супрахиазматических ядер, освобождающие  нейропептид Y, глумататэргические 
нейроны вентро-медиальной префронтальной коры больших полушарий. 

Центральная  система,  отвечающая  за  нахождения  человека  в  активном 

состоянии,  расположена  в  латеральном  гипоталамусе  и  представляет  собой 
группу  нейронов,  выделяющих  пептидный  медиатор  ‒  гипокретин  (второе 


background image

12 

 

название  ‒  орексин).  Эти  нейроны  посылают  свои  отростки  к  другим 
возбуждающим  системам  мозга  и  стимулируют  их,  в  основном  действуя  на 
орексиновые  рецепторы  II  типа.  Гипокретин-освобождающие  нейроны 
возбуждают  гистаминергические  нейроны  бугорково-сосцевидного  ядра,  моно-
аминергические  нейроны  голубого  пятна  и  серотонинергические  нейроны  сре-
динного  ядра  Шва  ствола  мозга,  а  также  холинергические  нейроны, 
расположенные  в  базальном  ядре  переднего  мозга  (другое  название  ‒  магно-
целлюлярная  холинергическая  система  в  срединной  перегородке;  в  зарубежной 
литературе  обычно  обозначается  «basal  forebrain»)  и  покрышечных  ядрах 
(латеродорсальное тегментальное и мезопонтийное тегментальное ядра). 

Гипокретиновые  гипоталамические  нейроны  выделяют  гипокретины  1  и  2 

(известные также как орексин А и орексин В). Поскольку эта группа клеток была 
обнаружена  в  латеральном  гипоталамическом  регионе  ‒  центре  «пищевого 
насыщения»,  ей  ранее  приписывали  участие  только  в  контроле  пищевого 
поведения.  Действительно,  орексиновые  нейроны  активируют  содержащие 
нейропептид Y  нейроны  дугообразного  ядра,  стимулируя  реализацию  пищевого 
поведения.  Позднее  выясняли  важность  орексинов  в  цикле    сон    /   
бодрствование. Оказалось, что нарколепсия у человека и животных (заболевание 
характеризуется  дневными  приступами  непреодолимой  сонливости  и 
приступами внезапного засыпания) связана с дефицитом продукции орексинов. У 
большинства  людей,  страдающих  нарколепсией  (более  90%),  очень  низкий 
уровень орексинов (или они вообще отсутствуют) в спинно-мозговой  жидкости, 
вероятно,  в  результате  аутоиммунной  атаки  на  орексин-продуцирующие 
нейроны.  В  мозге  таких  больных  на  80-100%  снижено  количество  нейронов, 
синтезирующих  мРНК  препроорексина.  У  мышей  с  нокаутом  по  гену  пре-
проорексина  и  собак,  лишѐнных  экспрессии  орексинового  рецептора  II  типа, 
наблюдаются все признаки этого заболевания. 

По современным представлениям орексинергические нейроны вовлечены в 

обработку  информации,  поступающей  от  экстеро-  и  интерорецепторов 
организма, координирование  реакций, формирующих  эмоциональное состояние, 
энергетический  гомеостаз,  возникновение  наркотической  зависимости  (рис.  3). 
Так,  инъекции  орексина  внутрь  мозговых  желудочков  увеличивают 
симпатический  тонус  и  содержание  кортизола  в  плазме.  В  естественных 
условиях  мощный  выброс  орексина  может  стимулироваться  лимбической 
системой: отростки нейронов миндалины при стрессе выделяют кортикотропин-
освобождающий  фактор,  действующий  на  гипокретиновые-нейроны  и 
активируют  их.  Этим  можно  объяснить  тот  факт,  что  в  состоянии 
эмоционального возбуждения уснуть бывает крайне сложно. 


background image

13 

 

 

 

Рис. 3. Орексинергическая система: 

А  ‒  орексиновые  нейроны  (Г-нейроны)  локализуются  избирательно  в 

латеральном  гипоталамусе  и  посылают  проекции  ко  всем  возбуждающим 
системам  мозга  и  коре  больших  полушарий,  структурам  лимбической  системы, 
таламусу.  Перечислены  факторы,  влияющие  на  активность  орексиновых 
нейронов (возбуждающие и ингибирующие); Б ‒ орексиновые нейроны получают 
информацию  об  энергетическом  балансе,  времени  суток  (из  супра-
хиазматических  ядер,  СХЯ),  эмоциональном  состоянии  (из  структур 
лимбической  системы)  и  затем  возбуждают  моноаминоэргические  системы 
бодрствования,  которые  в  свою  очередь  ингибируют  орексиновые  нейроны 
(отрицательная обратная связь). Эти взаимоотношения определяют поддержание 
определѐнного  уровня  активности  моноаминоэргических  клеток:  небольшое 
уменьшение 

активности 

моноаминоэргических 

клеток 

сопровождается 

снижением  ингибирования  орексиновых  нейронов,  которые  дополнительно 
возбуждают  моноаминоэргические  клетки,  восстанавливая  уровень  их 
активности. 

Моноаминоэргические 

клетки 

ингибируют 

центр 

сна 

(вентролатеральное  преоптическое  ядро,  ВЛПЯ)  и  возбуждают  кортикальные  и 
таламические 

нейроны. 

В 

процессе 

инициации 

сна 

активируются 

ГАМКэргические 

нейроны 

ВЛПЯ, 

которые 

ингибируют 

как 


background image

14 

 

моноаминоэргические,  так  и  орексиновые  нейроны.  При  нарколепсии 
повреждаются  орексиновые  нейроны.  В  результате  формируется  система 
ГАМКэргические  нейроны  ВЛПЯ  –  моноаминоэргические  нейроны,  опутанная 
взаимными  ингибиторными  связями.  Для  подобной  системы  характерны 
излишние  (ненужные)  переходы  между  бодрствованием  и  сном:  небольшое 
снижение  активности  моноаминоэргической  системы  ведѐт  к  тому,  что 
усиливается  активность  нейронов  ВЛПЯ  и  усиливается  торможение 
моноаминоэргических  нейронов  и  человек  проваливается  в  состояние  сна.  В  ‒ 
связи и регуляция орексиновых нейронов. 
 

Орексиновые  нейроны  имеют  афферентные  входы  из  латерального 

парабрахиального  ядра,  вентролатерального  преоптического  ядра,  базального 
ядра  переднего  мозга,  заднего/дорсомедиального  гипоталамуса,  вентрального 
покрышечного 

пространства, 

срединных 

ядер 

Шва 

и 

т.д. 

С 

супрахиазматическими  ядрами  (центральными  регуляторами  биологических 
ритмов, получающих обильные входы от зрительного анализатора) орексиновые 
нейроны  связаны  через  дорсомедиальный  гипоталамус,  сигналы  от  которого 
могут и угнетать и активировать их. 

Чтобы  разобраться  в  функционировании  гипокретиновой  (орексиновой) 

системы,  необходимо  ответить  на  вопрос:  что  подавляет  еѐ  активность,  а  что 
усиливает.  Норадреналин  (через  альфа-2-адренорецепторы)  и  серотонин  (через 
5НТ1А-рецепторы)  увеличивают  проницаемость  мембраны  гипокретиновых 
нейронов  для  ионов  К+,  действуя  на  GIRK-каналы,  в  итоге  происходит 
гиперполяризация  и  угнетение  активности  гипокретиновых  нейронов.  Таким 
образом,  норадреналинергические  и  серотонинергические  нейроны  сами 
стимулируются  орексином,  но  в  ответ  ингибируют  гипокретиновые  нейроны 
(отрицательная  обратная  связь).  Кроме  того,  медиаторы  ГАМК  и  аденозин,  а 
также  некоторые  периферические  метаболические  сигналы  (лептин,  глюкоза) 
угнетают  активность  гипокретиновых  нейронов.  Возбуждающее  действие  на 
гипокретиновые  нейроны  оказывают  глутаматэргические  нервные  клетки,  а 
также  нейропептиды  ‒  холецистокинин,  нейротензин,  окситоцин,  вазопрессин, 
грелин. Гипокретиновые клетки также чувствительны к состоянию внеклеточной 
среды  ‒  уровню  рН  и  напряжению  СО2.  Так,  снижение  рН  увеличивает 
выделение  орексина,  тогда  как  сдвиг  рН  в  щелочную  сторону,  наоборот, 
уменьшает. 

Гипокретиновые  нейроны  гипоталамуса  анатомически  располагаются 

между сон-ускоряющими нейронами вентролатерального преоптического ядра и 
поддерживающими бодрствование центрами ствола мозга. Они выступают в роли 
стабилизаторов,  предотвращая  неосознанные  (нежелаемые)  переходы  между 
сном и бодрствованием.  

Хотя орексины продуцируются  маленькой  популяцией  нейронов,  аксоны  

этих    клеток  широко  распространены  по  всему  мозгу,  поэтому  орексиновые 
рецепторы  присутствуют  в  большей  части  регионов  ЦНС.  Основным  участком 
мозга,  через  который  орексиновые  нейроны  способствуют  пробуждению, 


background image

15 

 

является  базальное  ядро  переднего  мозга.  Так,  около  70%  холинергических 
нейронов  медиальной  перегородки  (регион  входит  в  состав  базального  ядра 
переднего мозга) на теле или дендритах имеют хотя бы один орексиновый бутон 
(синапс). 

В  дополнение  к  орексинам,  гипокретин-продуцирующие  нейроны 

секретируют  другие  медиаторы.  Так,  эти  нейроны  у  крысы,  мыши  и  человека 
являются источниками эндогенного опиата – динорфина, а иннервируемые этими 
нервными  клетками  регионы  мозга  экспрессируют  κ-опиатные  рецепторы.  В 
нейронах  бугорково-мамиллярных  ядер  и  нейронах  аркуатного  (дугообразного) 
ядра,  орексин  непосредственно  оказывает  возбуждающее  действие,  а  динорфин 
не  имеет  собственных  постсинаптических  эффектов,  но  уменьшает  вызванное 
ГАМК торможение данных нейронов. Таким образом, освобождающиеся орексин 
и динорфин вызывают синергичный эффект, увеличивающий активность клеток-
мишеней. В другом случае, орексин и динорфин могут иметь эффекты, которые 
размежѐваны (разнесены) во времени. Причѐм, если орексины А и В выполняют 
роль  возбуждающих  медиаторов,  то  динорфин  обычно  является  тормозным 
медиатором.  Например,  в  ответ  на  ко-аппликацию  орексина  и  динорфина 
нейроны,  синтезирующие  мелатонин-концентрирующий  гормон,  вначале 
ингибируются  динорфином,  но  затем  этот  ответ  быстро  угасает  и  проявляется 
возбуждающий эффект орексина. Подобный феномен наблюдается и в нейронах 
голубого  пятна  и  дорсального  ядра  шва,  где  орексин  и  динорфин  действуют 
противоположно.  Таким  образом,  в  течение  короткого  пробуждения  от  сна, 
возбуждающее  воздействие  орексинов  может  быть  вначале  ослаблено 
ингибиторным  эффектом  динорфина,  но  если  орексиновые  нейроны  остаются 
активными,  динорфиновая  сигнализация  ослабевает,  и  возбуждающее  влияние 
орексинов способствует полному пробуждению. 

Многие 

гипокретиновые 

нейроны 

экспрессируют 

везикулярный 

транспортѐр глутамата, поэтому наряду с пептидными медиаторами выделяют и 
возбуждающий  медиатор  глутамат.  Причѐм  орексин  и  глутамат  освобождаются 
из одной терминали, но из разных везикул. Глутамат накапливается в маленьких 
электронно-светлых  везикулах,  сосредоточенных  в  регионе  активной  зоны,  а 
орексиновые  пептиды  наполняют  большие  электро-плотные  гранулы.  При 
совместном  выделении  орексинов  и  глутамата  эти  медиаторы  действуют 
синергично,  возбуждая  нейроны  основания  переднего  мозга  и  других  регионов. 
Для  секреции  нейропептидов  требуется  более  высокая  частота  импульсации 
орексиновых  нейронов,  чем  для  освобождения  глутамата.  Таким  образом,  при 
низкочастотной  активности  орексиновых  нейронов  из  нервных  окончаний 
выделяется  глутамат,  а  в  случае  увеличения  активности  ‒  возбуждение 
постсинаптических 

нейронов 

дополнительно 

усиливается 

за 

счѐт 

освобождающегося орексина. 

Другой  молекулярный  маркер,  ко-локализующийся  вместе  с  орексином, 

NARP  (от  англ.  «neuronal  activity-regulated  pentraxin»)  ‒  секретирующийся 
продукт,  производный  раннего  гена  (в  ответ  на  действие  гормона/медиатора 
запускается экспрессия определѐнных генов, названных ранними). NARP ‒ белок