- Кратко о строении нейрона и связях между нейронами -синапсах.
Нейрон, базовая структурная единица нервной системы, включает клеточную мембрану, органеллы, и ядро. Дендриты принимают сигналы, а аксон передает их другим клеткам. Связи между нейронами осуществляются через синапсы, где происходит передача сигналов с помощью нейротрансмиттеров.
Наркотики обладают мощным обезболивающим эффектом, являясь блокаторами боли. Препараты наркотического ряда, вроде сульфата морфия, эффективны при лечении сильных болей, характерных для стадии рака. Кокаин, первое местное обезболивающее, помимо обезболивающего действия, сужает кровеносные сосуды, уменьшая кровотечение и революционизируя хирургию. Производные от кокаина, такие как прокаин, новокаин, ледокаин, широко используются в стоматологии.
Наркотики облегчают боль, воздействуя на нервную систему и механизмы передачи сигналов между нейронами. Уникальное строение нервной клетки, или нейрона, играет ключевую роль. Нейрон состоит из клеточной мембраны, органелл, ядра, а его особенности включают длинные аксоны и короткие, сильно ветвящиеся дендриты. Связи между нейронами обеспечиваются через синапсы, где происходит передача информации с использованием нейротрансмиттеров.
Воздействие наркотиков, таких как морфий или производные от кокаина, на нервную систему приводит к изменениям в передаче сигналов через синапсы. Это может влиять на восприятие боли и вызывать обезболивающий эффект. Таким образом, механизм снятия боли наркотиками связан с их воздействием на нейрофизиологические процессы и переработку сигналов боли в нервной системе.
У структуры нейрона присутствуют тело и отростки. Дендриты представляют собой короткие отростки, сильно разветвленные и представленные в большом количестве. Аксон, в свою очередь, является единственным длинным отростком, практически не разветвляющимся. Диаметр тела нейрона не превышает 150 мкм (микрон, тысячная доля миллиметра), тогда как длина аксона может достигать впечатляющих 1.5 метра. Такие размеры – от десятых долей миллиметра до полутора метров – представляют собой структурные элементы одной и той же клетки, поскольку аксон представляет собой вырост цитоплазмы данного нейрона. Что представляют собой нервы? Это скопления длинных отростков различных нейронов. Однако следует отметить, что не все нейроны обладают аксонами длиной 1.5 метра; существуют клетки с короткими аксонами.
Место взаимодействия между нервными клетками называется синапсом. Здесь отросток одного нейрона (1 аксон) сближается с отростком другого нейрона (2 аксон), где происходит передача информации от одной клетки к другой. Этот процесс инициируется окончанием аксона, которое имеет характерное расширение, известное как синаптический бутон.
Отростки нервных клеток, формирующие синапс, никогда не сближаются непосредственно друг с другом; между ними всегда существует расстояние, известное как синаптическая щель. Внутри нейрона информация передается с помощью нервных импульсов, проходящих по аксону, но через синаптическую щель нервный импульс не переходит. Вместо этого информация передается от одной нервной клетки к другой при помощи специальных молекул – медиаторов, которые находятся внутри синаптических пузырьков.
На мембране второго нейрона расположены белки-рецепторы. Когда нервный импульс достигает окончания аксона, синаптические пузырьки сливаются с мембраной аксона, высвобождая медиаторы в синаптическую щель. Эти медиаторы связываются с белками-рецепторами на мембране второго нейрона, взаимодействуя с ними по принципу комплиментарности, подобно ключу и замку. Это взаимодействие приводит к изменению заряда на мембране второго нейрона, что является началом передачи нервного импульса через последующую нервную клетку. На иллюстрации: верхняя мембрана представляет собой синаптическую, а нижняя – постсинаптическую мембрану.
Иллюстрация №3. Связь наркотика с опиатными рецепторами в синапсе.
Подробно рассмотрим процесс передачи импульса (изображенного на левой схеме): синаптический пузырёк объединяется с мембраной, высвобождая медиаторы, также известные как нейромедиаторы, в синаптическую щель. Часть этих медиаторов взаимодействует с рецепторами на мембране второго нейрона. В результате этого взаимодействия заряд на нижней мембране изменяется, делая её, по сути, доступной для передачи импульса далее.
2. О влиянии наркотиков на ощущение боли и их значении в раскрытии ранее неизвестных неврологических структур, таких как опиатные рецепторы, опиатные нейроны и эндорфины.
Вернемся к вопросу о том, как наркотик осуществляет облегчение от боли. Боль, точнее, передача болевых ощущений, представляет собой активность специализированных нервных клеток, которые взаимодействуют друг с другом через синапсы. Для передачи информации о болевых ощущениях через эти синапсы в процессе принятия импульса существуют нейромедиаторы и белки-рецепторы на мембране, принимающей импульс (постсинаптической мембране).
Механизм действия наркотиков следующий: молекулы наркотика, циркулируя в организме с кровью, распределяются по всему организму. Когда они достигают области синапса, они взаимодействуют с белками-рецепторами на постсинаптической мембране, блокируя их. Это взаимодействие настолько специфично, что ученые дали этим белкам-рецепторам название “опиатные”, отсылая к слову “опиум”. Когда наркотик связывается с опиатным рецептором, нейромедиатор, обеспечивающий передачу боли, не может взаимодействовать с этим рецептором. Благодаря этому взаимодействию боль не передается через такой синапс. По сути, чужеродная молекула наркотика, проникая в организм извне, вступает в связь с опиатным рецептором, как ключ в замке, будто эти опиатные рецепторы природой были предназначены именно для наркотических веществ. Такое взаимодействие, однако, вызывает вопросы о возможности его существования в естественных условиях.
На самом деле, исследование и открытие опиатных рецепторов в нервной системе приписывается Чарльзу Кэндэсу и Соломону Снайдеру, а не Кандасу Петру. Чарльз Кэндэс и Соломон Снайдер, работавшие в Университете Джона Хопкинса в Балтиморе, действительно провели ключевые исследования в этой области и опубликовали свою работу в 1972 году. Их открытие опиатных рецепторов стало важным вкладом в понимание механизмов действия наркотиков и болевых сигналов в организме.
Исследование опиатных рецепторов привело к интересному вопросу: зачем эволюция создала эти рецепторы в организме человека? Поскольку в нашем естественном окружении нет обилия наркотиков, ученые начали предполагать, что опиатные рецепторы могут быть связаны с внутренними механизмами регуляции боли или настроения.
В результате исследований было обнаружено, что в самой нервной системе человека существуют естественные аналоги опиатов, такие как эндорфины. Эндорфины являются естественными опиатоподобными веществами, вырабатываемыми организмом в ответ на стресс, физическую активность или при определенных ситуациях. Они связываются с опиатными рецепторами и могут вызывать аналгетические и успокаивающие эффекты, аналогичные тем, что наблюдаются при употреблении наркотиков.
Таким образом, опиатные рецепторы и их активация естественными эндорфинами предположительно играют роль в регуляции боли, настроения и других физиологических процессов в организме человека.
В 1975 году в спинном мозге были обнаружены нервные клетки, которые производили вещества, сильно напоминающие наркотики. Они получили название эндорфинов, то есть внутренних морфинов и опиатов (от слова “морфий” и “опиум”). Сами клетки, где происходил синтез этих веществ, были названы опиатными нейронами.
Позднее обнаружено, что опиатные нейроны также присутствуют в головном мозге человека, включая лимбическую систему, гипоталамус, кору и подкорку. Эти клетки, а также связанные с ними нейромедиаторы (опиаты и эндорфины), играют ключевую роль в подавлении болевых сигналов в организме. Поэтому наркотики, введенные извне, обладают эффективным облегчением боли, так как их структура схожа с “естественными” агентами блокировки боли, вырабатываемыми самим организмом. Это открытие является одним из важных достижений в области неврологии 1970-х годов – понимание нейронного воздействия опиатов.
3. Действие наркотика па нервную клетку и другие клетки организма.
Человеческая нервная система производит вещества, аналогичные наркотикам. Это приводит к ещё одному характерному свойству наркотиков (обратите внимание, это важный момент!).
Их молекулы легко проникают через клеточную мембрану почти в любую клетку организма. Из биологического курса известно, что не все вещества способны проникнуть в клетку, поскольку клеточная мембрана является полупроницаемой и выполняет функцию защиты живой клетки от внешних агентов. Однако наркотик легко проникает через эту мембрану. Почему?
Внутри организма, где активно функционирует нервная система, происходит регуляция различных аспектов, таких как речь, движения тела, мышление и даже контроль за внутренними органами. Эти функции являются результатом работы нервной системы и её основных компонентов – нейронов. Многие вещества, синтезируемые в нейронах, такие как нейромедиаторы и нейрогормоны, играют важную роль для других клеток организма, легко проникая в них. Однако в нервных клетках также синтезируются вещества, аналогичные наркотикам, такие как блокаторы боли.
Это объясняет легкость проникновения молекул наркотиков в практически любую клетку организма. Попав в клетку, эти молекулы способны интегрироваться в биосинтез, вытесняя “нормальные” молекулы. Наркотики, будучи сильными и конкурентоспособными молекулами, занимают место в цепочке биосинтеза, однако они не способны корректно функционировать в этом процессе, и, кроме того, не проявляют должной ориентированности. Это приводит к нарушению нормальных биосинтетических процессов в клетке, что в свою очередь нарушает её нормальную жизнедеятельность. Наркотики, таким образом, искажают структуру клетки и влияют на её функциональность.
В первую очередь, действие наркотиков затрагивает клетки тех органов, которые наиболее интенсивно снабжаются кровью, поскольку кровеносная система является средством транспорта наркотиков по организму. Одним из наилучших поставщиков крови является головной мозг человека. Несмотря на свою небольшую массу (всего 2% от общей массы тела), мозг потребляет более 20% кислорода, а в период активного мышления – от 30 до 40%. В результате употребления наркотиков, нервные клетки головного мозга страдают в первую очередь. Кроме того, наркотики способны вызывать гибель нейронов, усиливая воздействие на нервную систему.
Принявший наркотик человек часто первым ощущает галлюцинации, или “глюки” в подростковом жаргоне. Почему так происходит? Задача нервной системы заключается в обеспечении связи организма с окружающей средой, способности мгновенно реагировать на любые значимые изменения, воспринимать все визуальные и звуковые сигналы и оперативно реагировать на них. Однако, когда наркотик попадает в нервную клетку, это приводит к сбоям в её работе, и человек теряет способность видеть, слышать, переживает искажение восприятия, а также теряет контроль над своим телом — все эти явления сопровождаются эффектом измененного сознания.
Такое состояние делает человека полностью беззащитным. В природной среде животное, находясь в подобном состоянии, становится легкой добычей, так как теряет бдительность и быстроту реакции. Что касается человека, его могут обворовать, и он может столкнуться с опасностью, например, случайно наступив на дорогу перед движущимся автомобилем, хотя ранее он мог четко видеть своё окружение.
Однако у лиц, злоупотребляющих наркотиками, подвергаются воздействию не только нейроны, но и клетки нервной системы. К числу наиболее кровоснабжаемых органов также относятся печень, почки и сердце. Практически у всех наркоманов отмечаются хронические заболевания печени и почек.
Молекулы наркотиков оказывают разрушительное воздействие на клеточном уровне, затрагивая весь организм. Клетка является основной структурной единицей живого организма, и наркотики, казалось бы, подрывают этот фундамент, нанося вред основам человеческой жизни.
4. Что такое психическая зависимость, или еще одна функция опиатов и эндорфинов.
Эндорфины и опиаты выполняют не только роль блокаторов боли, но и поддерживают нормальный эмоциональный фон в организме человека.
При введении наркотиков в организм в количествах, значительно превышающих естественную секрецию опиатов, нервные клетки прекращают синтез “местных” опиатов, т.е. собственных опиатных веществ. В случае, если наркотик перестает поступать в организм, а клетки не могут синтезировать свои нейромедиаторы из-за снижения секреции, возникает стойкое состояние депрессии.
Многие подростки, попробовавшие наркотики, могут осознать это состояние, но часто не понимают его значения. Что такое депрессия у наркомана? Ее проявления включают тяжесть в теле при пробуждении, отсутствие желания, отсутствие сил, черную тоску в сердце, мысли о самоубийстве, слезливость, резкие перепады настроения и раздражительность. Депрессивное состояние является чрезвычайно неприятным. Лечение в клиниках неврозов обычно требует примерно 50 дней, чтобы восстановить естественную секрецию опиатов и эндорфинов, сниженную в результате стрессовых ситуаций, а не наркотиков.
Действие наркотиков проявляется с разрушительной силой, делая депрессии наркоманов куда более тяжелыми, чем те, что переживают люди в крайне сложных жизненных ситуациях. Сами зависимые от наркотиков отмечают, что страшнее даже чем физическое отвыкание, – это состояние постоянной подавленности и тоски, которое они описывают как “вечный кумар”. Именно эта депрессия определяет стадию психической зависимости, удерживая человека “на игле” даже до того, как наступит фаза физической зависимости (ломка).
Без наркотика мир для наркомана кажется черным. Введение наркотика временно поднимает настроение, восстанавливает способность улыбаться, возвращая способность общаться с людьми и яркость цветов жизни. Однако эффект наркотика оказывается краткосрочным, и вскоре человек снова погружается в состояние безысходности, еще более тяжелое, чем прежде, требуя новой дозы. Повторение этого цикла приводит к стадии физической зависимости, с ломкой и физической болью. Важно отметить, что даже во время ломки депрессия остается присутствующей.