Chemické látky přítomné v nervové soustavě

(Přesměrováno z Biochemie)
  • Na fungování organismu se podílí velké množství nejen organických i anorganických látek.

Kyslík

  • Mozek patří mezi orgány s největší spotřebou kyslíku a je ze všech orgánů těla nejcitlivější na jeho nedostatek
  • Za nedostatku kyslíku se ztrácí schopnost generovat a vést vzruchy. Tyto změny jsou reversibilní jen do určité míry. Trvá-li nedostatečné zásobování(anoxie)příliš dlouho, dochází k nenapravitelným ireverzibilním změnám.
  • Při částečném nedostatku kyslíku (hypoxii)dochází k poruše motorické koordinace a k závažným psychologickým změnám (např. snížení sebekontroly, neurotické příznaky. Konečnou fází je pak ztráta vědomí[1]

Glukóza

  • Jediný zdroj energie pro mozek.
  • Podílí se také na syntéze neurotransmiterů.
  • Transglukogeneze = vznik cukrů, možnost tvorby do zásoby (mozek toho sám není schopen) – aktivní příjem glukózy přes krev
  • Činnost centrálního nervstva je závislá jednak na krevním zásobení ale také právě na množství glukózy v krvi
  • Při hypoglykemii (nízké hladina glukózy v krvi)dochází k útlumu mozkové aktivity (útlum kognitivních funkcí nebo celková inhibice aktivity)[1]

Lipidy

  • Důležitá složka membrány nervové buňky (dvoufázová lipidová složka).
  • Syntetizují se přímo v nervových buňkách, krví se dostanou do nervové tkáně.
  • Ischémie, křeče - změna hladiny lipidů v krvi, uvolňují se vlivem neurotransmiterů do krevního řečiště.

Fosfolipidová dvouvrstva
Popisek: Základem buněčných membrán je fosfolipidová dvouvrstva (Phospholipid bilayer, na obrázku), která odděluje vnější buněčný (Extracellular) a vnitřní buněčný (Intracellular). Je tvořena dvěma vrstvami lipidových molekul, přičemž vně dvouvrstvy (směrem k extracellulárnímu i intracellulárnímu prostoru) se nachází hydrofilní hlava (Hydrophylic head; váže na sebe molekuly vody) molekuly, směrem dovnitř dvouvrstvy najdeme hydrofóbní část, "ocas" (Hydrophobic tail)[2].

Dělení podle typu řetězce:

Prostaglandiny

  • Ve všech tkáních organismu, vznik z kyseliny prostanové.
  • Pro nervovou tkáň typický prostagladin E, který vzniká z kyseliny arachidonové (mastná kyselina), ovlivňuje vápník, metabolismus neurotransmiterů (katecholaminů a serotoninu), ovlivňuje termoregulační centrum mozku svým pyrogenním účinkem (ochrana těla před přehřátím), na perifériích je to doprovázeno zánětlivým procesem, je blokován glukokortikoidy, kyselina acetylsalicilová → proti horečce, aby nedošlo k přehřátí (blokují prostagladin E).

Fosfolipidy

  • Obsahují fosforečnou vazbu.
  • 4 typy:
  1. Glycerofosfatidy - obsahují glycerol → lecitin = podporuje myelinizaci, podíl na vzniku acetylcholinu (látka nutná pro paměťové stopy).
  2. Sfingomyeliny - základní složka myelinových pochev.
  3. Glykosfingolipidy - sfingomyelin + glukozová složka → přenos hormonů v nervové tkáni.
  4. Cholesterol - stálá složka membrány (v tomto smyslu nejde o patologický proces – určitém %), při patologii (porucha jeho metabolismu) se začne cholesterol kumulovat a tvořit aterosklerotické pláty – problém.

Složené lipidy

  • Lipifuscin – tuková složka + fosfolipid + aminová kyselina → je to pigment, vyskytuje se v podobě jemných granulí v nervových buňkách, věkem se jeho hladina zvyšuje, dochází k zmožení a doprovází senilní změny, odpovídá za presenilní demenci.

Aminokyseliny

  • Základní stavební kámen membrány nervových buněk.
  • Některé přichází do mozku krví a některé si mozek vyrábí sám.
  • Proces tvorby a uvolnění bílkovin je standardní → při patologických procesech je narušen a vzniká amoniak, amoniak v těle svědčí o hypoxii, ischemii,…
  • Podobně je tomu na periférii, ale ta umí amoniak vylučovat do močoviny (to mozek neumí).
  • Vyskytují se více v neuronech než v neurogliích.

Anorganické látky - ionty (přenos informací).

Neurotransmitery

  • Látky, které zajišťují přenos informací v rámci synapse.
  • Nespotřebovaný neurotransmiter je uklizen na základě zpětného vychytávání (na čemž se podílí i intersticiální tkáň, i.e. neuroglie) a podle potřeby znovu využit.
  1. Aminokyseliny (inhibiční, excitační)
  2. Biogenní aminy (katecholaminy, jednotlivé)

Biogenní aminy

Acetylcholin

  • Vytváří se z cholinu pomocí enzymu cholinacetyltransferáza a zpátky se štěpí pomocí acetylcholinesterázy.
  • Cholin ovlivňuje lecitin.
  • Nachází se především v motoneuronech (motorické přenosy v rámci neurosvalových plotének) a hlavně v oblasti mozkových a míšních nervů
  • Dále v centrálním systému v bazálních gangliích (především v substancia nigra a talamu).
  • Při jeho úbytku v centrálních oblastech dojde k poruše aktivity thalamu a bazálních ganglií → Parkinsonova choroba, symptomy Alzheimera a senilní demence.
  • ovlivnění psychofarmaky → vedlejší příznaky zhoršení a zpomalení kognitivních funkcí
  • ovlivňuje svou aktivitou dopamin

Karecholaminy

  • Navzájem se ze sebe syntetizují: thyrozin → dopa → dopamin → noradrenalin → adrenalin (nejsou to ty samé hormony, které známe z periférií)

Dopamin

  • Dopamin se dá naleznout v bazálních gangliích v oblasti substancia nigra a striatum, v limbickém systému, mozkové kůře a hypotalamu.
  • Podílí se na motorických funkcích (díky působení v substanci nigra a striatum), emocích, motivacích a chování (limbický systém) a na hypotalamo-hypofyzárním systému (zpomaluje sekreci prolaktinu).
  • Tři hlavní cesty a směry dopaminu, kterými ovlivňuje projevy a poruchy

1.nigrostriatální cesta- směr oblasti substancia nigra do putamen (bazální ganglia)

  • Dráha motorická
  • Při narušení této cesty vznikají tzv. dyskinézy

2.mezokortikolimbická cesta- ze substancia nigra do hypothalamu

  • Psychická funkce
  • Při narušení této cesty dochází k narušení psychických funkcí – bludy, paranoia, dezintegrace myšlení

3.tuberoinfundibulární cesta- ze subsrancia nigra do hypofýzy

  • Hormonální cesta

Jestliže podáme psychofarmaka z důvodu depresí, neovlivní to jen mezokortikolimbickou cestu, která je právě psychická, ale i ostatní cesty, což může způsobit nežádoucí projevy. Ovlivněním třetí tuberoifundibulární, hormonální cesty může u některých mužů způsobit například gynekomastii (růst prsní žlázy), což pro depresivní pacienty není příliš povzbudivé.Vědci se snaží vyvinout taková psychofarmaka, která by ovlivnila pouze psychickou, druhou dráhu


  • Při patologii vzniká Parkinsonova choroba.
  • Vlivem některých psychofarmak může dojde ke snížení kvality → farmakologický parkinsonoid.

Noradrenalin

  • Výskyt v hypotalamu, limbickém systému, směrem k periferii (prodloužená mícha)
  • Ovlivňuje chování, emoce.
  • Porucha = porucha emocí = rozvoj deprese.
  • Výrazné změny jeho hladiny jsou popisovány při změně hladiny dopaminu → mohou se objevit u Parkinsona poruchy nálad (parkinsonská deprese).

Adrenalin

  • Význam není jasný.
  • Výskyt v prodloužené míše.

5-HT - pěthydroxytriptamin = serotonin)

  • Výskyt v limbickém systému, mozkové kůře, směrem k periferii (Varolův most, střední mozek, prodloužená mícha).
  • Vzniká z triptofanu za enzymu monoaminooxidáza.
  • Nedostatek = deprese, úzkost, narušení biorytmu (společně s noradrenalinem), narušení psychomotorické aktivity = snížený výkon (společně s dopaminem), ovlivňuje sexuální aktivitu, chuť k jídlu, agresivitu, neuroendokrinní regulaci.
  • Na enzymu monoamonooxidáza jsou založena některá psychofarmaka (antidepresiva) neovlivňují přímo serotonin, ale inhibují výše zmiňovaný enzym.
  • Deprese vzniká vlivem:
  1. serotininu = čistá deprese
  2. serotoninu a dopaminu = zpomalená deprese
  3. serotoninu a noradrenalinu = psycholeptický účinek

Histamin (Hi)

  • Výskyt v žirných buňkách (periferie), mozkové kůře a hypotalamu.
  • Na periferii souvisí s tvorbou prostaglandinu E → odpovídá za pyrogenní účinek (zvyšování teploty těla), změnu prokrvení, zánětlivé procesy.
  • V centrálním systému podporuje cirkadiánní rytmy (reguluje bdění) – obsahují ho protialergika, proto je po nich člověk utlumený.

Aminokyseliny

  1. Inhibiční: GABA, taurin, glycin → jsou nejdůležitější
  2. Excitační: kyselina asparagová (aspartát), kyselina glutamátová (glutamát)

GABA - kyselina gamaaminomáselná

  • Hlavní inhibiční neurotransmiter
  • V celé centrální mozkové tkáni, v míše, na sítnici, není na periferii.
    • 1. význam – váže se na chloridový aniont → benzodiazepinový receptor – váží se na něj všechny léky na úzkost.
    • 2. význam – v míše je zodpovědná za spastické a tetanické křeče (při nedostatku) a v centrální části ovlivňuje extrapyramidové funkce (motorické funkce, které doprovázejí parkinsonismus a Huntingtonovu choreu).

Glycin

  • V páteřní i prodloužené míše, Varolův most.
  • Váže se na vápníkový kationt.
  • Při poruše vznik tetanových křečí (strychnin (jed na krysy) a botulotoxin (jed z jídla) – smrt na tyto křeče dýchacích svalů.

Taurin

Aspartát

  • Nemá jasně definovanou funkci.

Glutamát

  • Výskyt v pyramidových buňkách mozkové kůry (přenos motorik) – porucha především Alzheimer (porucha v rámci motoriky).

Neurohormony - neuromodulátory

  • Ovlivňují fungování celé CNS.

Kategorie:

  • Opioidní peptidy - v CNS, ovlivňují opiátové receptory, které jsou difúzně roztroušené po celém mozku:
    • enkefaliny a endorfiny - mají mobilizující efekt – pozitivně ovlivňují emoce, motivaci, chování, současně tlumí bolest.
  • Systémové peptidy - peptidy v CNS a v gastrointestinálním systému:
    • angiotenzin - ovlivňuje cévy na perifériích, způsobuje retenci vody a sodíku, zpomaluje trávení → řídí to z CNS.
    • inzulín (jiný než je ten hormon) – vznik v mozku ve fetálním období, ovlivňuje metabolický proces = příjem potravy.
    • sekretin – odpovídá za aktivaci a sekreci všech trávících enzymů a hormonů, aby vše v trávicím procesu šlo tak, jak má, vznik v CNS.
    • substance P – má analgosedativní účinek, snižuje práh bolesti
  • Vlastní neurohormony:
    • liberiny a statiny, vylučují se z hypotalamu, ovlivňují hormonální sekreci hypofýzy (všechny hormony hypofýzy jsou ovlivněny něčím, co je postaveno nad nimi).
  • Hormony adenohypofýzy
  • Hormony neurohypofýzy - oxytocin, antidiuretický hormon

Zdroje

  1. 1,0 1,1 Radil, T. (1978). Základy neurofyziologie: Pro studující psychologie. Praha: Státní pedagogické nakladatelství.
  2. Boundless.com. Retrieved from: https://www.boundless.com/biology/biological-macromolecules/lipids/phospholipids/