Нейромолекулы: аминазин (хлорпромазин)

 

Революция, произошедшая в большинстве отраслей медицины в начале 40-х годов прошлого века с открытием антибиотиков, никак не затронула психиатрию. К концу этого судьбоносного для медиков десятилетия методы психиатров все ещё дали бы фору арсеналу самого брутального экзорциста эпохи расцвета инквизиции. Лоботомия, электрошоковая и инсулинокоматозная терапии применялись повсеместно. Эти варварские методы лечения дополнялись скромным набором психоактивных веществ самого общего и далеко не безобидного действия, таких как морфин, кокаин или кодеин. Однако уже через несколько лет, в этой, казалось бы, безнадёжной отрасли медицины произошла настоящая психофармакологическая революция.  Эти драматические изменения напрямую связаны с изобретением  нашего сегодняшнего героя проекта портала Нейротехнологии.рф совместно с Институтом Биоорганической химии РАН о нейромолекулах — хлорпромазина.

Родословная хлорпромазина, как и многих других медицинских препаратов этой эпохи, восходит к красителям. На рубеже XIX и XX веков опыты нобелевского лауреата Пауля Эрлиха по окраске микроорганизмов выявили специфическое сродство и токсичность некоторых красителей к определённым микроорганизмам. Эрлих вдохновил учёных всего мира на поиск «волшебной пули» — вещества, которое, оставаясь безопасным для организма человека, будет избирательно ядовито для микроорганизмов-возбудителей заболеваний. Одним из первых подобных препаратов стал метиленовый синий — популярный краситель для ткани. 

Пауль Эрлих

Метиленовый синий

Его раствор оказался неплохим антисептиком и эффективным противомалярийным препаратом. Через несколько лет был синтезирован его химический предшественник — фенотиазин. Противомалярийная активность фенотиазина никуда не годилась, зато им было хорошо травить насекомых, а заодно и кишечных паразитов. Но главное, он дал начало целому букету производных препаратов. О каждом из них можно написать отдельную статью, но сегодня нам интересен только синтезированный на его основе хлорпромазин.

Хлорпромазин (аминазин)

Он был создан в декабре 1950, как средство, предназначенное для узкой задачи — борьбы с послеоперационным шоком. Но новое вещество оказалось гораздо интереснее, чем надеялись его создатели. В комплексе с операционным наркозом препарат значительно продлевал его действие, а также приводил к снижению температуры тела пациента до 28–30°С. Такая «искусственная гибернация» резко замедляет обмен веществ, что делает сложные операции на сердце, требующие его остановки, проще и безопаснее. Одновременно вещество обладало успокоительным, противосудорожным и противорвотным действием. Чтобы отразить широту действия препарата, его выпустили на рынок в 1952 году под торговой маркой Ларгактил (от англ. large — широкий).

Лекарство с таким набором свойств могло оказаться полезным в психиатрии. Первые тесты, которые сделал психиатр Френк Аид дали блестящий результат: после трёхнедельного курса препарата 24-х летний «буйнопомешанный» с диагнозом «шизофрения», до этого лечимый опиодами, барбитуратами и электрошоком, вернулся к нормальной жизни, и был выписан домой. Аид сумел добиться разрешения от FDA на применение  препарата для лечения шизофрении. Уже через несколько лет препарат получил самое широкое распространение и даже поступил в свободную продажу. Только за 1955 год американская фирма SKF продала хлорпромазина (под торговой маркой «торазин» — именно под таким названием) на 75 миллионов долларов. К 1964 году 50 миллионов людей по всему миру принимали этот «психиатрический аспирин». Хлорпромазин стал родоначальников целого семейства антипсихотических препаратов, названных нейролептиками.

Реклама торазина в США

Чтобы понять механизм действия хлорпромазина, более известного в России под названием «аминазин», нам нужно вспомнить, как происходит «общение» клеток нашей нервной системы друг с другом. Нейроны, образующие активную часть нашей нервной системы, имеют отростки (дендриты), выросты на которых (дендритные шипики) сближаются. В области сближения отростков, которая называется синапсом, одна нервная клетка может передавать другой сигналы. Они передаются за счёт специальных веществ – медиаторов. Одна клетка выбрасывает медиатор, заключённый в специальные пузырьки-везикулы, прямо на поверхность другой. Но чтобы принять этот молекулярный сигнал, клетка должна иметь на поверхности специальные белки, распознающие определённый тип медиатора. Их называют рецепторами.

Схема синапса

В организме есть целый набор медиаторов, заставляющих клетку-адресат генерировать нервный импульс, их называют возбуждающими. Также есть медиаторы, которые заставляют адресата блокировать проведение импульса, их называют тормозными. Одновременно, каждому нейромедиатору соответствует семейство (а то и сразу несколько) рецепторов, распознающих его. Большинство психических расстройств так или иначе связаны с нарушением обмена медиаторов в мозге, либо с изменениями в строении и функциях рецепторов. Многие яды, наркотики и лекарства напоминают по своей структуре медиаторы. Они взаимодействуют с определённым видом рецепторов и блокируют их, делая нечувствительными к натуральному медиатору или же наоборот, активируют дольше и сильнее, чем любой существующий медиатор. Как результат, работа нервной системы изменяется определённым образом.

На сегодняшний день учёные выяснили, что удивительно разносторонний эффект хлорпромазина объясняется его действием сразу на несколько систем рецепторов организма. В 1963-м году шведские исследователи Карлссон и Линдквист установили, что хлорпромазин вместе с другим популярным нейролептиком — галоперидолом связывается с дофаминовым рецептором. Эта и дальнейшие работы по дофаминовому рецептору принесут Арвиду Карлссону в 2000-м году Нобелевскую премию (статья об этом учёном еще появится на нашем сайте). Действительно, в числе прочего, дофаминовые рецепторы отвечают за регуляцию внимания и общей физической активности, а также за формирования эмоций.  Блокируя эти рецепторы (главным образом дофаминовые рецепторы D2 типа), хлорпромазин компенсирует изменения, происходящие при психозах, подавляя приступы паники и агрессии.

Арвид Карлссон

В то же время, хлорпромазин блокирует рецепторы серотонина (5-НТ1 и 5-НТ2 типов), гистаминовые рецепторы Н1 типа, α1 и α2 адренорецепторы и мускариновые ацетилхолиновые рецепторы м1 и м2 типа. Как ни странно, для фармацевта это всё звучит так же страшно, как и для человека, не знакомого с нейрохимией. Ведь логика говорит, что чем шире у препарата спектр действия, тем больше побочных эффектов. В мечтах фармакологов у лекарства вообще должен быть один тип рецептора-мишени, на который оно действует.  Однако на практике оказалось, что побочные эффекты хлорпромазина не так уж и страшны в сравнении с его пользой.

Появление хлорпромазина произвело переворот в психиатрии. Этот препарат доказал, что многие психические заболевания поддаются фармакологическому лечению, вернув тем самым тысячи безнадёжных пациентов психиатрических клиник домой. Если в 1955 году в клиниках США насчитывалось 500 000 психиатрических больных (и мы помним, сколько было сделано лоботомий), то к 1975-му их число сократилось до 200 000! Несмотря на синтез множества производных этого вещества, он активно применяется по сей день. А для оценки антипсихотической активности препаратов фармакологи используют хлорпромазиновую шкалу, сравнивая эффект препарата с эталонной дозой в 100 мг хлорпромазина.

Дмитрий Лебедев, аспирант Лаборатории лиганд-рецепторных взаимодействий ИБХ РАН.

Литература:

López-Muñoz, Francisco, et al. "History of the discovery and clinical introduction of chlorpromazine." Annals of Clinical Psychiatry 17.3 (2005): 113-135.

Yorston, Graeme, and Alison Pinney. "Chlorpromazine equivalents and percentage of British National Formulary maximum recommended dose in patients receiving high-dose antipsychotics." The Psychiatrist 24.4 (2000): 130-132.

Нейромолекулы: гамма-аминомасляная кислота

 

Работу нервной системы не представляется возможным описать в двух словах. Но если бы неведомая сила всё-таки принудила нас выразить так её сущность, то первым словом было бы «возбуждение», а вторым — «торможение». Ведь именно баланс этих двух процессов порождает все многообразие реакций живых существ на сигналы извне. Этими явлениями в центральной нервной системе (ЦНС) управляют аминокислоты — базовые биохимические молекулы, которых называют нейромедиаторами. Их три: глутаминовая кислота (наиболее важный медиатор возбуждения), гамма-аминомасляная кислота и глицин (отвечают за торможение). Сейчас мы поговорим о тормозных нейромедиаторах, а точнее —о гамма-аминомасляной кислоте.

Молекула ГАМК

Давным-давно, когда мир еще не знал об Интернете, постмодернизме и оружии массового поражения, один из наиболее влиятельных физиологов второй половины XIX в. Иван Михайлович Сеченов в своих работах показал существование в ЦНС явления торможения. В ранних опытах Сеченова стимуляция определенных центров нервной системы лягушки подавляла рефлекторное движение лапки, выполняя таким образом функцию «тормоза» для этого рефлекса. В те времена дать ответ на вопрос о том, как осуществляется торможение в нервной системе на клеточном и молекулярном уровне было невозможно. Для этого требовалось несколько десятков лет постепенного накопления данных, добытых трудолюбивыми учеными в лабораториях по всему миру, в том числе и в России (вспомнить хотя бы нобелевского лауреата Ивана Петровича Павлова). Именно благодаря их труду мы имеем теперь возможность спуститься по воображаемой иерархической лестнице до уровня молекул и разобраться подробнее, что же именно открыл Сеченов.

Формула ГАМК

Основной медиатор торможения в ЦНС — аминокислота ГАМК (гамма-аминомасляная кислота. В англоязычных источниках мы видим ее под аббревиатурой GABA, поскольку в английском языке она носит более формальное химическое название – гамма-аминобутановая кислота). Что это значит на практике? Почти в любом регионе мозга можно найти нейроны, несущие на себе рецепторы молекул ГАМК. При этом активация этих рецепторов приводит к гиперполяризации мембраны нейрона. Такой нейрон становится на некоторое время менее восприимчивым к активирующим (возбуждающим) сигналам от других нервных клеток. Таким образом, ГАМК выполняет функцию молекулярного тормоза, регулирующего активность нейронов.

Как нейрон доходит до этого состояния? Рецепторы ГАМК можно разделить на две группы – ионотропные и метаботропные. Метаботропные рецепторы относятся к обширному семейству GPCR (G-protein coupled receptors; рецепторы, сопряженные с G-белками). Они связываются с молекулами ГАМК и пробуждают ферменты, которые активируют калиевые каналы, то есть транспортные белки, занимающиеся поставками калия сквозь мембрану клетки для передачи нервных сигналов.

Ионотропные рецепторы (или лиганд-управляемые ионные каналы) сами являются ионными каналами, проницаемыми для ионов хлора. Активация и калиевых и хлорных каналов преследует одну цель: затормозить нервные импульсы (положительно заряженные ионы калия покидают клетку, делая её заряженной отрицательно, относительно внешней среды; отрицательно заряженные ионы хлора проникают внутрь клетки, придавая ей дополнительный отрицательный заряд).

Широкая представленность рецепторов ГАМК в нервной системе сделала возможной разработку множества лекарств, молекулы которых взаимодействуют с различными типами этих рецепторов. Например, бензодиазепины – лекарства, обладающие успокоительным эффектом, работают как положительные модуляторы ионотропных рецепторов ГАМК. Молекулы бензодиазепинов связываются с рецептором и делают его более чувствительным к воздействию природной гамма-аминомасляной кислоты, что приводит к «затормаживанию» некоторых процессов в мозге и медикаментозному успокоению. В последние годы идёт разработка и негативных модуляторов рецепторов ГАМК для стимуляции работы нервной системы при состояниях, когда она слишком «заторможена» от природы или в результате воздействия каких-либо веществ, например алкоголя.

ГАМК-рецептор

Воскресные 10 фактов: дофамин

 

Когда мы говорим о мозге, нельзя не поговорить о нейрохимии. Жизнедеятельность мозгаобеспечивают сотни разных молекул, и об основных мы напишем «персональные» статьи. Другиевещества, о которых мы тоже будем непременно писать — это лекарства и прочие «внешние»молекулы, которые используют для лечения или исследования мозга, или те, которые наносятнервной системе непоправимый вред. А в качестве анонса нашей рубрики «Молекулы мозга и длямозга» мы предлагаем вашему вниманию десять фактов об одном из самых известныхнейромедиаторов: дофамине. 

Молекула дофамина

1. Правильное химическое название дофамина — 2-(3,4-дигидроксифенил)этиламин.

2. Часто можно встретить вопрос от непосвящённого человека: а чем дофамин отличается от допамина? В одних статьях в мозге действует дофамин, в других — допамин. Спрашивали — отвечаем: отличается правилом транслитерации. В английской литературе он dopamine. На нашем портале мы пуристически придерживаемся написания «дофамин».

3. Дофамин часто называют «гормон удовольствия». Это категорически неправильно. В нашем организме дофамин вырабатывается не только в мозге. Вообще-то это вещество — гормон коры надпочечников, его уровень в крови повышается во время шока, ожога, травмы, при потере крови… Он регулирует кровяное давление, тормозит перистальтику кишечника и делает многое другое. Однако, этот дофамин в мозг почти не попадает, в клетках нервной системы он вырабатывается отдельно и выполняет совсем другие функции. «Мозговой» дофамин — это нейромедиатор, он способствует передаче нервного импульса. Так что либо гормон, либо удовольствие!

4. Из дофамина в нашем организме также получаются нейромедиаторы (и гормоны) норадреналин и адреналин.

Адреналин

5. Аналоги дофамина используются в терапии болезни Паркинсона: этот недуг характеризуется недостатком дофаминергических (использующих дофамин, как нейромедиатор) нейронов.

6. Главная (а точнее, самая известная) роль дофамина в мозге — участие в «системе вознаграждения». Всё приятное — от вкусной еды до нового айфона — вызывает увеличение выработки этого нейромедиатора в особых зонах мозга, ответственных за удовольствие. Даже просто воспоминание о приятном — и то повышает его уровень.

7. Рецепторы дофамина относятся к GPCR–рецепторам, связанным с G-белками. За их изучение Брайан Кобилка и Роберт Лефковиц в 2012 году получили Нобелевскую премию по химии. Эти рецепторы имеют семь белковых спиралей, пронизывающих клеточную мембрану.

Брайан Кобилка

8. Действие наркотика амфетамина основано на резком увеличении выброса дофамина нейронами.

9. Если вы встретите в аптеке лекарства под названием «Допастат», «Интропин», «Ревимин», знайте: на самом деле это дофамин. Эти препараты используются для лечения низкого артериального давления, внезапной остановки сердца и брадикардии у младенцев.

 

10. Дофамин синтезируется в организме из аминокислоты L-тирозина. Но его можно получить и напрямую из еды. Для этого просто съешьте пару-тройку бананов. Помимо некоторой дозы радиоактивного калия (не пугайтесь, она неопасна), вы получите и достаточное количество дофамина. По крайней мере, в бананах дофамина в 50 раз больше, чем в картошке.

Голодание полностью обновляет иммунную систему

Американские учёные выяснили, что при голодании организм избавляется от ненужных и поврежденных клеток. Когда же человек вновь начинает принимать пищу, его стволовые клетки производят новые лейкоциты, фактически обновляя иммунную систему.

Отказ от пищи в течение трех суток может полностью обновить иммунную систему, даже у пожилых людей. По мнению специалистов, речь идет о «значительном открытии».

Многие диетологи критикуют голодание, считая, что оно приносит серьёзный ущерб организму, однако в процессе новых исследований выяснилось, что после поста стволовые клетки начинают производить в большом количестве белые кровяные клетки (лейкоциты), которые активно борются с различными инфекциями.

Учёные из университета Южной Калифорнии полагают, что их открытие может принести огромную пользу в особенности людям с ослабленной иммунной системой, например, раковым больным после химиотерапии.

Пожилые люди также могут воспользоваться методикой голодания, она значительно повысит их иммунитет и поможет в борьбе с обычными заболеваниями.

Как выражаются эксперты, голодовка фактически «нажимает на кнопку восстановления», заставляя стволовые клетки производить новые лейкоциты.

Голодание даёт команду «Полный вперёд!» стволовым клеткам на размножение и восстановление всей системы. При этом организм ещё вдобавок освобождается от старых или поврежденных клеток. Фактически, больные и пожилые люди при помощи цикла голодовки получат совершенно новую иммунную систему.

– Вальтер Лонго, профессор геронтологии и биологических наук:
"В процессе исследований испытуемым предлагалось регулярно устраивать циклы голодания – от двух до четырёх дней – в течение шести месяцев. Исследователи обнаружили, что многодневная голодовка также уменьшает количество фермента PKA, связанного со старением, а также гормона, ответственного за рост раковых опухолей.
Когда человек голодает, его организм старается экономить энергию, и для этого из него удаляется большое количество неиспользуемых иммунных клеток, в первую очередь те, что повреждены. Вначале мы заметили, что у людей, как и у животных, при длительном голодании количество лейкоцитов в крови уменьшается. Когда же люди снова начинают принимать пищу, появляются новые белые кровяные клетки. Откуда же они берутся?"

– Вальтер Лонго, профессор геронтологии и биологических наук:
"Если это открытие подтвердится в клинических испытаниях других групп исследователей, лечебное голодание может стать одной из самых распространённых процедур, прописываемых людям с ослабленной иммунной системой, в особенности пожилым людям и больных раком".

 

Можно ли считать Coca-Cola спортивным напитком часть 1

 

За последнее время увеличилось количество спортсменов, использующих Coca-Cola во время соревнований и тренировок. Особенно это относится к видам спорта на выносливость. И многие спортсмены, кто её использует, говорят, что «это работает». Так ли это?

Выглядит так, что многие спортсмены полюбили Coca-Cola не только как вечерний напиток, чтобы запить чашку полезного йогурта или порцию сухофруктов, но и как спортивный напиток на последних стадиях длительных по времени соревнований. Неужели Coca-Cola стала спортивным напитком? Многие, кто пробовал использовать её отмечают, что «это работает».

Исследователи из Австралийского Института Спорта опросили 11 из 19 мужских профессиональных велосипедных команд, участвующих на одном из протуров и обнаружили, что в 6-ти из этих 11-ти команд каждый гонщик принимает Coca-Cola во время гонок. В оставшихся 5-ти командах почти 2/3 из общего количества гонщиков также принимает Coca-Cola. Только одна команда не использовала Coca-Cola во время этапов. Обычно Coca-Cola принимают на последней половине дистанции, которые длятся от 2 до 6 часов, и, как правило, принимают её без газов, предварительно их удалив.

Почему Coca-Cola так популярна? На первый взгляд, Coca-Cola вообще не имеет ничего общего со спортивными  напитками, даже не может стать кандидатом. Содержание углеводов почти 11%, значительно выше, чем рекомендуют производители спортивных напитков (ученые определили, что оптимальная концентрация углеводов должна быть в пределах 5-9 %, лучше ближе к нижней границе). При содержании углеводов более 9% замедляется всасывание в кишечнике и как следствие это может привести к болевым ощущениям, расстройству желудка и диарее. Кроме того в Coca-Cola очень мало электролитов, а содержание углекислого газа (загазированность) может привести к расстройству желудка во время упражнений. И наконец, высокая кислотность, ортофосфорная кислота и красители не должны способствовать выбору Coca-Cola в качестве спортивного напитка.

История возникновения: Доктор Джон Стит Пембертон, химик из Атланты (штат Джорджия, США), приготовил в 1886 году сироп карамельного цвета, который отнёс в «Джейкобс» — самую крупную в городе аптеку, представив его как тонизирующее средство при всех заболеваниях. Первые порции сиропа продавались по пять центов за стакан. Вскоре продавцы аптеки стали смешивать сироп с газированной водой — причём неизвестно, произошло это случайно или намеренно. Факт, однако, заключается в том, что именно так возник напиток Coca-Cola. Первоначально главными компонентами Coca-Cola были богатый кофеином орех кола и содержащий кокаин куст кока. Последний в 1903 году был убран из рецептуры, когда стала известна опасность кокаина, и к настоящему времени от растения коки в составе Coca-Cola осталось лишь название. Все кто употреблял напиток в то время отмечали заметный тонизирующий эффект. С 1906 года Coca-Cola рекламировалась как национальный напиток «трезвости».

В 1891 году Пембертон продал свой бизнес за 2300 долларов другому химику из Атланты Асе Григсу Кандлеру. Под его руководством мелкий бизнес получил развитие и вырос в большую компанию. В 1919 году он продал успешный бизнес уже за 25 миллионов долларов группе инвесторов из Атланты.

Хотя теперь напиток не содержит кокаин, он все ещё содержит кофеин, тонизирующую составляющую. И возможно поэтому спортсменам полюбилась Coca-Cola, именно из-за кофеина.Тот факт, что велогонщики активно используют Coca-Cola на последних участках дистанций, когда уже накопилась усталость, дает повод для исследований. Возможно это все только из-за кофеина.

Так что говорит наука сегодня? Неужели Coca-Cola действительно улучшает работоспособность и так хорошо тонизирует?

«Физиология» работы Coca-Cola.

Coca-Cola с её 150 мг кофеина резко повышает в крови уровень свободных жирных кислот (повышение на 22%). Этот эффект повышает работоспособность в видах спорта на выносливость (свободные жирные кислоты становятся дополнительным источником энергии, когда запасы гликогена в мышцах и печени уже истощились). Небольшие доза кофеина (22,5 или 35 мг) повышали уровень свободных жирных кислот всего на 6%. При отсутствии кофеина повышения концентрации свободных жирных кислот не наблюдалось (оставалось на одном уровне).

Уровень глюкозы в крови неуклонно падает на протяжении 6 часов гонки при приеме 22,5 или 35 мг кофеина (в экспериментах никакая пища в это время не поступала). Но при приеме Coca-Cola, с её 150 мг кофеина, уровень глюкозы в крови вырос. Это может показаться странным, ведь никакая пища  не поступала в этот период. Но достаточная доза кофеина стимулирует выброс двух ключевых гормонов — адреналина и норадреналина, которые повышают уровень глюкозы в крови. И ещё интересный, но несколько странный, факт — уровень ЧСС несколько падает, в среднем на 6 ударов в минуту после приема кофеина. Уровень артериального давления слегка поднимается после приема 150 мг кофеина.

Хотя исследования были проведены в условиях соревнований, полученные данные можно использовать и во время тренировок. Увеличение уровня свободных жирных кислот, повышение уровня глюкозы в крови, стимуляция выброса гормонов адреналина и норадреналина после приема Coca-Cola помогает организму выдерживать большие нагрузки. Дополнительный выброс гормонов также приводит к увеличению силы мышечных сокращений за счёт увеличения количества вовлекаемых в сокращения мышечных волокон.

Для лучшего усваивания углеводов рекомендуется разбавлять Coca-Cola небольшим количеством воды. Тогда достигается оптимальная концентрация углеводов 5-9%. Это дополнительные углеводы во время длительных тренировок и соревнований.

СЕРОТОНИНОВЫЙ СИНДРОМ: ВАЖНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВАШЕМ ЗДОРОВЬЕ

 

Серотонин часто называют «гормоном счастья», он вырабатывается в организме в моменты экстаза, его уровень повышается во время эйфории и понижается во время депрессии.

Но наряду с важнейшей задачей дарить нам хорошее настроение, он выполняет в организме еще массу функций.

ЧТО ТАКОЕ СЕРОТОНИН?

Серотонин - химический передатчик импульсов между нервными клетками. Хотя это вещество вырабатывается в мозге, где и выполняет свои первичные функции, приблизительно 95 % серотонина синтезируется в желудочно-кишечном тракте и в тромбоцитах. В организме постоянно циркулирует до 10 мг серотонина.

Серотонин относится к биогенным аминам, метаболизм сходен с метаболизмом катехоламинов. Он участвует в регуляции памяти, сна, поведенческих и эмоциональных реакциях, контроле кровяного давления, терморегуляции, пищевых реакциях. Образуется в серотонинэргических нейронах, эпифизе, а также энтерохромаффировых клетках желудочно-кишечного тракта.

 

95% серотонина в человеческом организме локализовано в кишечнике, это основной источник серотонина крови.

В крови он содержится преимущественно в тромбоцитах, которые захватывают серотонин из плазмы.

КАК ОБРАЗУЕТСЯ СЕРОТОНИН В МОЗГЕ?

Известно, что уровень серотонина зашкаливает в моменты счастья и падает во время депрессии. 5-10% серотонина синтезируется шишковидной железой из жизненно необходимой аминокислоты триптофана. Для его производства абсолютно необходим солнечный свет, именно поэтому в солнечные дни наше настроение на высоте. Этим же процессом можно объяснить и общеизвестную зимнюю депрессию.

КАКУЮ РОЛЬ СЕРОТОНИН ИГРАЕТ В НАШЕМ ЗДОРОВЬЕ?

Серотонин помогает передать информацию из одной области мозга в другую. Кроме того, он влияет на множество психологических и других процессов в организме. Из 80-90 миллиардов клеток головного мозга серотонин оказывает прямое или косвенное влияние на большинство из них. Он затрагивает работу клеток, которые отвечают за настроение, сексуальное желание и функцию, аппетит, сон, память и способность к обучению, температуру и некоторые аспекты социального поведения.

Доказано, что при снижении серотонина повышается чувствительность болевой системы организма, то есть даже самое слабое раздражение отзывается сильной болью.

Серотонин также может влиять на функционирование сердечно-сосудистой, эндокринной систем и работу мышц.

Исследования показали, что серотонин может играть роль в образовании грудного молока, а его недостаток может стать первопричиной внезапной смерти грудного ребенка во время сна.

Серотонин нормализует свёртывание крови. У больных со склонностью к кровотечениям количество серотонина снижено. Введение серотонина способствует уменьшению кровоточивости.

Серотонин стимулирует гладкую мускулатуру сосудов, дыхательных путей, кишечника.При этом усиливает перистальтику кишечника, уменьшает суточное количество мочи, суживает бронхиолы (разветвления бронхов). Недостаток  серотонина может вызвать кишечную непроходимость.

Избыток гормона серотонина в регулирующих структурах головного мозга действует угнетающе на функции половой системы.

Серотонин участвует в патогенезе заболеваний желудочно-кишечного тракта, в частности карциноидного синдрома и синдрома раздраженного кишечника. Определение концентрации серотонина в крови в клинической практике используют преимущественно в диагностике карциноидных опухолей брюшной полости (тест положителен в 45% случаев карциноида прямой кишки). Исследование серотонина крови целесообразно использовать в комплексе с определением экскреции метаболита серотонина (5-НIАА) с мочой.

КАКАЯ СВЯЗЬ МЕЖДУ СЕРОТОНИНОМ И ДЕПРЕССИЕЙ?

Настроение человека во много зависит от количества серотонина в организме. Часть серотонина вырабатывается мозгом, но вместе с тем, достаточно большая его часть вырабатывается кишечником.

Не исключено, что именно дефицит серотонина в кишечнике и определяет развитие депрессии. А его недостаток в головном мозге — всего лишь следствие, сопутствующий признак.

Причем этот феномен может объяснить и побочный эффект от применения самых распространенных средств для лечения депрессии. Ведь часто используемые антидепрессанты (ингибиторы обратного захвата серотонина) действуют и на кишечник, вызывая тошноту и нарушения пищеварения.

А дефицит серотонина повышает болевой порог чувствительности, вызывает нарушение моторики кишечника (СРК — синдром раздраженного кишечника , запоры и диарею), секреции желудка и двенадцатиперстной кишки (хронические гастриты и язвы). Нехватка серотина сказывается на метаболизме полезной микрофлоры толстого кишечника, угнетая его.

Помимо дисбиоза кишечника, причиной нехватки серотонина в организме могут быть и все другие заболевания органов пищеварения, приводящие к плохому усваиванию из пищи необходимых организму веществ, например триптофана.

Вероятно, что первопричина депрессии кроется в низком количестве клеток головного мозга, ответственных за выработку серотонина, а также в нехватке рецепторов, способных получить выработанный серотонин. Либо виной всему дефицит триптофана – незаменимая аминокислота из которой состоит серотонин. Если имеет место хоть одна из этих проблем, есть большая вероятность депрессии, а также одержимо-навязчивых нервных расстройств: беспокойства, паники и приступов беспричинного гнева.

В то же время пока наверняка не известно – дефицит серотонина вызывает депрессию, либо депрессия заставляет уровень серотонина снижаться.

СЕРОТОНИНОВЫЙ СИНДРОМ — патологическое состояние, связанное с избыточным выделением серотонина.

Вызывается применением повышающих содержание в головном мозге серотонина антидепрессантов, особенно в комбинации с препаратами, усиливающими действие серотонина (ингибиторами моноаминоксидазы, препаратами лития, агонистами дофаминовых рецепторов и др.).

Клинически проявляется возбуждением, спутанностью сознания, которые сопровождаются двигательными нарушениями (миоклонией, дрожанием, повышением мышечного тонуса, атаксией) и вегетативными нарушениями (субфебрильной температурой, тошнотой, диареей, головной болью, гиперемией лица, ознобом, профузным потоотделением, учащением дыхания и пульса, колебаниями артериального давления, расширением зрачков). В тяжёлых случаях возможны высокая лихорадка, эпилептические припадки, опистотонус, синдром диссеминированного внутрисосудистого свёртывания, миоглобинурия, почечная недостаточность, кома.

Обычно С.с. проходит самостоятельно в течение нескольких часов или дней после отмены серотониномиметического препарата. Однако описаны случаи с летальным исходом. Лечение включает главным образом симптоматические меры. Антагонисты серотонина (например, метисергид, ципрогептадин), бета-адреноблокаторы способствуют более быстрому регрессу симптомов.

Тренировочная маска что мы тренируем

  

Всем известно, что в последние годы результаты в видах спорта на выносливость выросли значительно. Чтобы быть на высшем уровне готовности, атлеты и тренеры постоянно ищут пути повышения работоспособности.

Горная тренировка и тренировка дыхательных мышц (RMT) отмечаются как одни из методов повышения работоспособности элитных атлетов и атлетов национального уровня. Уже 1965 году, задолго до Олимпиады в Мехико 1968, стали появляться первые наработки по использованию высоты для повышения аэробных возможностей организма. На сегодня этот вопрос уже достаточно изучен, разработаны различные методики использования высоты в тренировочном процессе. Я не буду развивать данную тему, это отдельный и долгий разговор.

В 1992 году группа ученых определила, что слабость дыхательных мышц также является одним из лимитирующих факторов повышения аэробной работоспособности. Много экспериментов было проведено с привлечением велосипедистов и получены данные о положительном влиянии тренировки дыхательных мышц (RMT) на работоспособность. Данные положительные результаты подтолкнули исследователей к созданию устройств создающих препятствия для дыхания и как следствие тренирующих дыхательную систему. Появились всевозможные утройства и маски с регулировкой, которая затрудняла дыхание. Их активно стали использовать в тренировочном процессе. Так как дыхание затруднялось, некоторые производители посчитали, что создается дефицит кислорода при дыхании и стали называть свои продукты Горными или Высотными Тренировочными Масками (Elevation Training Mask, ETM). Так она называлась несколько лет назад. Сейчас навания изменены на Тренировочные Маски (Training Mask, TM), дабы не плодить ненужные обсуждения и придирки к названию.

Основным посылом разработчиков была идея имитации нахождения в условиях среднегорья, что в свою очередь должно значительно улучшать аэробные возможности атлетов, их выносливость и функцию дыхательной системы. Но все не так просто.

Как влияет ношение тренировочной маски на аэробную работоспособность, на дыхательные мышцы и лёгкие, на гематологические показатели?

Группа ученых из университета Висконсина (США) и Франкфурта (ФРГ) попробовала изучить этот вопрос.

В исследовании участвовали 24 среднетренированных спортсменов. Сначала было 25 человек (16 мужчин и 9 женщин). Но одна девушка из-за травмы колена не закончила эксперимент. Одним из условий было отсутствие опыта велотренировок в течение 6 месяцев перед исследованием. Перед началом эксперимента было проведено тестирование на других атлетах методики тренировок для определения параметров работы и отдыха. Также необходимо было определить параметры регулировок в масках для затруднения дыхания и имитации нахождения на высоте, чтобы все испытуемые могли закончить эксперимент.

В течение 6 недель спортсмены выполняли высокоинтенсивные тренировки на велоэргометрах. Были сформированы 2 группы по 12 человек (сначала 13+12). Одна группа, экспериментальная, использовала Тренирововчные Маски (TM), другая, контрольная группа, работала без масок. Группы прошли тестирование до и после 6-ти недельной тренировки. Измерялись такие показатели, как МПК, легоная вентиляция, максимальное давление при вдохе, уровни гемоглобина и гематокрита. По итогам исследования в группах (экспериментальная и контрольная) не было выявлено различия в работе лёгких и гематологических показателях (гемоглобин, гематокрит).

Однако, были отмечены значительные улучшения в показателях МПК (VO2max) и максимального давления при вдохе, причем в обеих группах. В контрольной группе увеличение составило 13,5% и 9.9% соответсвенно. В экспериментальной группе увеличение составило 16,5% и 13,6% соотвтсвенно. Соответсвенно между группами различия не значительные. В экспериментальной группе (использование Тренировочных Масок) зафисированы значительные улучшения в характеристиках легочной вентиляции по сравнению с исходным уровнем. Так вентиляционный порог (VT) увеличился на 13,9%. Выдаваемая мощность (PO) на уровне вентиляционного порога (VT) увеличилась на 19,3%. Порог респираторной компенсации (RCT) вырос на 10,2%. Выдаваемая мощность (РО) на уровне порога респираторной компенсации (RCT) увеличилась на 16,4%. Все это по отношению к исходному уровню до начала тренировок.

Тенденции в улучшении показателей были сходными в обеих группах, но не достигли статистической значимости (для вентиляционного порога (VT) p=0.06, для мощности (PO) на уровне вентиляционного порога (VT) p=0.17).

Значительных различий в уровнях ЧСС не зафиксировано, хотя экспериментальная группа работала на 92% от максимальной ЧСС, контрольная группа на 88% от максимальной ЧСС, при той же степени нарузки на велоэргометрах.

Степень восприятия нагрузки (RPE) в экспериментальной группе была значительно выше — 6.2 балла против 5.5 баллов в контрольной группе. Естественно нагрузка при затруднённом дыхании воспринимается труднее.

Средняя мощность работы во время высокоинтенсивных тренировок постоянно увеличивалась на протяжении первых 12 тренировок. Значительного различия между группами по средней мощности на протяжении всего эксперимнта не было. Экспериментальная группа — 305 Ватт, контрольная группа — 300 Ватт.

Уровень лактата в крови (BLa) не сильно отличался в группах. Степень оксигенации (насыщения) крови кислородом (SpO2) в экспериментальой группе (использовали Тренировочные Маски) была ниже чем в контрольной.

Ношение Тренировочной Маски во время 6-ти недельных высокоинтенсивных тренировок на велоэргометре не имитировало условия среднегорья. Тренировочная Маска не могла обеспечить снижение парциального давления кислорода. Ношение маски больше работало в направлении силовой тренировки дыхательных мышц. Ношение Тренировочной Маски улучшало специфические показатели работоспособности, которые тренируются при выполении интервальной работы как таковой, а не только в маске.

Использование Тренировочной Маски (ETM) может улучшить такие составляющие работоспособности как:

• МПК (VO2max),
• максимальное давление при вдохе (MIP),
• уровень вентиляционного порога (VT),
• мощность (PO) на уровне вентиляционного порога (VT),
• порог респираторной компенсиции (RCT),
• мощность (РО) на уровне порога респираторной компенсации (RCT).

Улучшения в работе дыхательных мышц скорее всего являются результатом гиперкапнии, что снижало уровень утомляемости дыхательных мышц. Что и подтвердили дополнительные тестирования 3-х участников после окончания эксперимента. У них во время интервальной работы измерялся уровень углекислого газа СО2.

Однако использование Тренировочной Маски (ETM) не улучшает легочную функцию (насыщение крови кислородом), не стимулирует изменения в уровнях гемоглобина и гаматокрита. Тренировочная Маска (ETM) не имитирует условия среднегорья и горную подготовку, работая больше как устройство для тренировки дыхательных мышц.

References: Porcari JP, Probst L, Forrester K, Doberstein S, Foster C, Cress ML, Schmidt (2016).