Введение

Нейрохимия – это изучение химических веществ, влияющих на нервную систему. Нейрохимия изучает химические вещества, включая нейротрансмиттеры и другие молекулы, такие как психофармацевтические препараты и нейропептиды, которые контролируют и влияют на физиологию нервной системы. Эта область нейронауки исследует, как нейрохимические вещества влияют на функционирование нейронов, синапсов и нейронных сетей. Нейрохимики анализируют биохимию и молекулярную биологию органических соединений в нервной системе, а также их роль в нейронных процессах, таких как корковая пластичность, нейрогенез и нейронная дифференцировка.

История

Хотя нейрохимия как признанная наука относительно нова, идея нейрохимии существует с XVIII века. Первоначально считалось, что мозг – это отдельная сущность, отличная от периферической нервной системы. Начиная с 1856 года, последовала серия исследований, опровергающих эту идею. Химический состав мозга был почти идентичен составу периферической нервной системы. Первый значительный прорыв в изучении нейрохимии был сделан Иоганном Людвигом Вильгельмом Тхудихумом, одним из пионеров в области "химии мозга". Он одним из первых выдвинул гипотезу о том, что многие неврологические заболевания могут быть связаны с дисбалансом химических веществ в мозге. Он также одним из первых ученых поверил, что с помощью химических средств можно лечить, если не излечить, подавляющее большинство неврологических заболеваний. Ирвин Пейдж (1901–1991) – американский психолог, опубликовавший в 1937 году первый крупный учебник, посвященный нейрохимии. Он также основал первый отдел, полностью посвященный изучению нейрохимии, в 1928 году в Мюнхенском институте психиатрии имени императора Вильгельма. В 1930-х годах нейрохимию в основном называли "химией мозга" и в основном посвящали поиску различных химических соединений, не предлагая напрямую их конкретных ролей и функций в нервной системе. Первый биохимический тест для диагностики любого заболевания мозга принадлежит Марии Бускаино (1887–1978), нейропсихиатру, изучавшей шизофрению. Она обнаружила, что обработка мочи ее пациентов, страдавших шизофренией, экстрапирамидными расстройствами или аменцией, 5% раствором нитрата серебра, давала черный осадок, связанный с аномальным уровнем аминов. Это стало известно как "реакция Бускаино". Основание нейрохимии как дисциплины восходит к серии "Международных нейрохимических симпозиумов", первый том которого, опубликованный в 1954 году, был озаглавлен "Биохимия развивающейся нервной системы". Эти встречи привели к созданию Международного общества нейрохимии и Американского общества нейрохимии. На этих ранних собраниях обсуждался предварительный характер возможных нейротрансмиттеров, таких как ацетилхолин, гистамин, субстанция P и серотонин. К 1972 году идеи стали более конкретными. Одним из первых крупных успехов в использовании химических веществ для изменения функции мозга стал эксперимент с L-ДОФА. В 1961 году Вальтер Буркмайер ввёл L-ДОФА пациенту с болезнью Паркинсона. Вскоре после инъекции у пациента значительно уменьшился тремор, и он смог контролировать свои мышцы так, как не мог этого делать долгое время. Эффект достигал пика в течение 2,5 часов и длился около 24 часов. Глутамат, являющийся наиболее распространенным нейротрансмиттером, – это возбуждающий нейрохимикат, то есть его высвобождение в синаптическую щель вызывает генерацию потенциала действия. ГАМК, или гамма-аминомасляная кислота, – это ингибирующий нейротрансмиттер. Он связывается с плазматической мембраной в синапсах нейронов, вызывая приток отрицательно заряженных ионов хлора и отток положительно заряженных ионов калия. Этот обмен ионами приводит к гиперполяризации трансмембранного потенциала нейрона, вызванной этим отрицательным изменением. Дофамин – нейротрансмиттер, имеющий большое значение в лимбической системе, которая регулирует эмоциональную функцию. Дофамин играет множество ролей в мозге, включая познание, сон, настроение, выработку молока, движение, мотивацию и вознаграждение. Серотонин – нейротрансмиттер, регулирующий настроение, сон и другие функции мозга. Он является периферическим медиатором сигналов и содержится в желудочно-кишечном тракте, а также в крови. Исследования также показывают, что серотонин может играть важную роль в регенерации печени.

Нейротипическая нейрохимия

Нейрохимия – это изучение различных типов, структур и функций нейронов и их химических компонентов. Химическая передача сигналов между нейронами опосредуется нейротрансмиттерами, нейропептидами, гормонами, нейромодуляторами и многими другими типами сигнальных молекул. Многие неврологические заболевания возникают из-за нарушения баланса нейрохимии мозга. Например, при болезни Паркинсона наблюдается дисбаланс уровня дофамина в мозге. Лекарственные препараты включают нейрохимические вещества, используемые для изменения функций мозга и лечения расстройств мозга. Типичный нейрохимик может изучать взаимодействие химических компонентов мозга, нейронную пластичность, развитие нервной системы, физические изменения в мозге при заболеваниях и изменения в мозге, происходящие в процессе старения.

Нейрохимия ПТСР

Одно из основных направлений исследований в нейрохимии – изучение того, как посттравматическое стрессовое расстройство изменяет мозг. Колебания уровня нейротрансмиттеров могут определять, произойдет ли эпизод ПТСР и как долго он продлится. Дофамин оказывает меньшее влияние, чем норадреналин. Различные нейрохимические вещества могут воздействовать на разные области мозга. Это позволяет использовать лекарственные препараты при ПТСР, не вызывая нежелательных эффектов на другие мозговые процессы. Эффективным препаратом для облегчения кошмаров, связанных с ПТСР, является Празозин.