пятница, 22 апреля 2016 г.

НИКОТИН

 

 

Колумб не только Америку открыл

Никотин — одно из веществ, обладающих биологической активностью, содержащихся в растениях, в основном в табаке и в меньших концентрациях в некоторых других растениях. Первые упоминания о свойствах табака относятся ко временам открытия Америки, ещё Христофор Колумб отметил, что индейцы курят свернутые высушенные листья некого растения, к которому относятся особенно, используя его для шаманских обрядов и некоторых других важных мероприятий. Во время второй поездки в Новый Свет (1493) Колумба сопровождал испанский миссионер Фрэй Романо Пане и, познакомившись с табаком, немедленно отослал его Карлу V, после чего тот приказал выращивать его на Кубе. В Европе табачные семена впервые появились в 1520 году, после чего его стали выращивать также в Португалии. Примерно в 1560 году послом из Франции в Португалию был Жан Нико, он послал листочки табака Екатерине Медичи, королеве Франции. Табак был описан королеве как «растение, которое способно облегчить ужасные мигрени». Табак стал называться «травой королевы» и интенсивно употреблялся при королевском дворце, после чего распространился на всю Европу. Сам никотин в неочищенном виде был описан Жаком Гоори как «масло табака», использовавшееся для лечения кожных заболеваний (1579); детально описал метод получения никотина путём перегонки Николя Лефевр (1660). Полученный им продукт использовали для лечения астмы, эпилепсии, воспаления селезенки. В 1809 году французский химик-аналитик Луи Николя Воклен опубликовал работу, в ходе которой он смог выделить довольно чистую фракцию никотина, связанного с яблочной кислотой, а также смог их разделить, однако многие оспаривают его роль первооткрывателя в связи с тем, что он не определил никотин как алкалоид. В 1828 году немецкие химики Кристиан Вильгельм Посселт и Карл Людвиг Райманн открыли активное начало табака и установили, что он является алкалоидом, правда, долго велись споры о достоверности этого открытия, так как многие другие исследователи не верили, что алкалоид может быть жидкостью, но Кристиан и Карл с помощью созыва независимой комиссии доказали свою точку зрения, и именно они считаются в народе первооткрывателями никотина как такового. В 1843 году Луи Мельсеном была эмпирически выведена формула никотина. 1893 году собственно структура была установлена немецким химиком Адольфом Пиннером, но и тут не обошлось без разногласий: для подтверждения структуры требовался синтез данного вещества, чего Адольфу не довелось реализовать. Тем не менее, синтез был реализован Аме Пикте в 1904 году. В своих статьях он упомянул не только никотин, но и продукты его окисления: никотирин и дигидроникотирин. Правда, часть реакций проходила в жестких условиях, что снова породило много сомнений, но последующий (1928) синтез, проведённый в мягких условиях, подтвердил правильность установленной формулы.
#ЛошадьЖиви
Таким образом, не без труда было установлено, что никотин, алкалоид растительного происхождения, как и все алкалоиды — высокоактивное вещество и, как любой из них в высокой концентрации, способен вызвать много нежелательных последствий. В низких же концентрациях многие алкалоиды эффективно используются в медицинских целях. Чтобы понять, как «капля никотина убивает лошадь»[1] (или все-таки нет?), стоит разобраться в механизме его взаимодействия с организмом.
Кто есть кто
Основной нейромедиатор, являющийся посредником передачи нервных импульсов, например, в парасимпатической нервной системе и нервно-мышечных синапсах — ацетилхолин. Накапливаясь в цитоплазме аксонов в виде везикул, он, высвобождаясь при стимуляции преганглионарного нейрона, изливается в синаптическую щель, где взаимодействует с рецептором на мембране постганглионарного нейрона, вызывая биологический ответ, который может выражаться в замедлении сердечных сокращений, расширении периферических кровеносных сосудов и понижении артериального давления, усилении перистальтики желудка и кишечника, сокращении мускулатуры бронхов, матки, желчного и мочевого пузыря, усилении секреции пищеварительных, бронхиальных, потовых и слёзных желез, сужении зрачков. Но это не все! Ацетилхолин является медиатором и в симпатической нервной системе, в ней он является медиатором в преганглионарных нейронах (в то время как постганглионарным является норадреналин), а значит, он вызывает и все ответы, характерные для действия симпатики: учащение сердцебиения, повышение давления, увеличение уровня глюкозы в крови и интенсивности липолиза (распада жиров), плюс, угнетение центров голода (этим обосновывается мнение о том, что от курения худеют). Все это вызывается в первую очередь действием симпатической нервной системы на надпочечники, что вызывает выброс адреналина, который и повинен во всех «бодрящих» эффектах.
Рецепторы же к нему делят на 2 больших класса: Мускариновые (М-холинорецепторы, mAChR) и Никотиновые (N-холинорецепторы, nAChR). Названы они в честь своих агонистов (веществ, способных взаимодействовать с рецептором, вызывая биологический ответ): мускарина, выделенного из мухоморов, и никотина, соответственно. В данном случае нас интересует второй рецептор.
Никотин имеет схожую с ацетилхолином структуру и действует на рецепторы последнего:
nic1
Атом азота пирролидинового (5-членного гетероцикла) кольца в никотине (выделен синим) имитирует четвертичный атом азота в ацетилхолине (выделен красным), а атом азота пиридина (6-членного гетероцикла) является донором электронных пар, как и кислород кетогруппы ацетилхолина (выделены красным). Внешне они, может быть, и не очень похожи, но тут важнее функционал: пространственное распределение электронной плотности обеспечивает практически одинаковый характер связи с рецептором и вызывает аналогичный биологический ответ. Теперь, выяснив, какие эффекты влечёт за собой связывание ацетилхолина (и его функционального «двойника») с рецептором, перейдём к более подробному рассмотрению механизма этих хитрых взаимодействий.
А ларчик просто открывался
В активном центре рецептора к ацетилхолину никотинового типа содержится несколько петель, главная из которых — С-петля, содержащая триптофан. Триптофан, в свою очередь, является ароматической аминокислотой. Он обладает большим отрицательным зарядом, благодаря, во-первых, избытку электронной плотности (половина связей — двойные), во-вторых, циклической структуре. Дело в том, что в этой циклической структуре двойные связи являются «делокализованными», то есть некорректно говорить, что они находятся у 1, 3, 5 атомов углерода или у 2, 4, 6 — они как бы «размазаны» по шестичленному кольцу, к тому же, эти двойные (π) связи имеют электронную плотность в виде объёмной восьмерки, поставленной перпендикулярно плоскости кольца, так что избыточная электронная плотность висит даже не одним колесом, а двумя — над и под плоскостью кольца!
Ароматическое кольцо
Ароматическое кольцо
Само понятие «избыток электронной плотности» означает, что в этом участке пространства скапливается избыточный отрицательный заряд, попросту — минус. Выше было упомянуто, что атом азота в никотине имеет недостаток электронной плотности, то бишь, плюс. А дальше действуют базовые законы физики: подчиняясь закону Кулона, плюс тянется к минусу и входит в кольцо, как ключ в замок, причём двойной, застревая между отрицательно заряженными «прокладками»! А после этого он оттуда не хочет выходить, следуя принципу минимума энергии, а минимум как раз достигается внутри «минусового кольца».
C-петля и никотин
C-петля и никотин
Это взаимодействие является необычайно сильным, связь крайне прочной, настолько, что превосходит ковалентные взаимодействия и имеет собственное название: катион-π связь[2]. К тому же, между углеродным скелетом триптофана пресловутой С-петли и азотом ароматического кольца никотина образуется водородная связь. Да, она не очень прочная, но, в дополнение к крепкой π-связи, она дополнительно стабилизирует её пространственно, и именно таким образом эта связь оказывается «железной».
Рецептор с никотином
Рецептор с никотином
От слов к делу
Теперь о том, к чему вообще были рассмотрены все эти супрамолекулярные механизмы: от связывания к биологическому ответу.

Снимок экрана 2016-04-12 в 22.56.43
Ацетилхолиновый рецептор по сути своей является трансмембранной белковой порой, состоящей из 5 доменов, причём 2 самых распространённых типа: α3β2 и α2β3 (α и β — названия разных доменов). И есть исследование, показывающее, что α2β3 более чувствителен к никотину[2], и при постоянном поступлении никотина экспрессия этого рецептора возрастает, но зато со временем чувствительность снижается. Так вот, при связывании того или иного агониста конформация белка меняется, пора открывается, и натрий, сосредоточенный в основном во внеклеточном пространстве, бросается в открывшуюся пору, меняя заряд клетки (катионы натрия создавали положительный заряд вне клетки, на её поверхности, относительно отрицательного внутри неё). Этот процесс называется деполяризацией. Собственно, это и есть нервный импульс со всеми вытекающими событиями: либо деполяризуется следующий нейрон, либо вызывается сокращение мышцы, деятельность железы, в ЦНС — когнитивные процессы и великое множество иных процессов, которые запускаются действием ацетилхолина, либо какого-то агониста.
Следует упомянуть о том, что на скелетные мышцы никотин не оказывает сколь-либо заметного действия — пара аминокислот в белке рецептора там заменена другой, не образуется стабилизирующая водородная связь (несмотря на то, что катион-π связь так же образуется, но она слабее, чем в нейрональных рецепторах, так как не стабилизирована водородной).
Центральное действие (то есть на головной мозг) никотина обосновано активацией им α4β2 рецепторов мозга. Этот рецептор имеет настолько высокое сродство к никотину, что даже ацетилхолин в высокой дозе не способен стать последнему конкурентом в данном случае. Таких рецепторов в мозге на долю всех Н-холинорецепторов приходится более 80%. А, значит, центральное действие никотина самое заметное. И это настолько же положительная, насколько и отрицательная новость для медицины. А дело вот в чем. Никотиновые рецепторы данного типа, имеющие преимущественно пресинаптическую локализацию, участвуют в выбросе большого спектра медиаторов: например, глутамата, дофамина и ГАМК (γ-аминомасляной кислоты). А, значит, никотин, эффективно активируя эти рецепторы, стимулирует другие типы взаимодействий, что во многих случаях положительно влияет на те или иные мозговые процессы (например, запоминание). В добавок к этому существуют механизмы активации экспрессии (синтеза) никотиновых ацетилхолиновых рецепторов, связанных с взаимодействием никотина с рецептором. Чем больше никотина — тем больше экспрессия. И здесь становится абсолютно неважно, имеют ли эти рецепторы достаточную чувствительность, потому что сам высокий уровень экспрессии приводит к активному метаболизму клеток, что отсрочивает их апоптоз. И эта мысль натолкнула исследователей на идею профилактики болезни Альцгеймера и других дегенеративных заболеваний мозга с помощью никотина[9] И исследования таки продемонстрировали очень интересную статистику. Среди пациентов с болезнью Альцгеймера не более 26% курящих, из которых более половины начали курить позже 30 лет[10].
альфа4бета2
Что происходит с лигандом дальше? Он не остаётся там надолго в макроскопическом понимании времени; то, что эта связь крепкая и 
долгая, значит, что она долгая по сравнению со средним временем жизни молекулы. После того, как молекула никотина сделала своё дело, она «вымывается» из рецептора, затем с током крови переносится в печень, где метаболизируется посредством цитохрома р450 (гидроксилированием) до своего «наследника» — котинина[3]
Схема метаболизма никотина
Схема метаболизма никотина
(анаграмма от слова «никотин»). В виде котинина выводится 70-80% никотина, 3-5% в виде гидроксиникотина, некоторое количество метаболизируется путём глюкуронирования и никотина, и котинина. Интересно, что котинин вызывает схожие с действием никотина эффекты, хотя и с меньшей интенсивностью: связывается с рецептором, активирует его, оказывая ноотропное, антидепрессантное и психостимулирующее действие. Ещё одна ощутимая разница между никотином и котинином в периодах полувыведения: половина никотина выводится из организма через 2 часа, а вот котинина — 20 часов, вследствие чего котинин является ценным маркёром активного потребления никотина. 
 Цитохром P450 (лиловый - порфирин гема) и никотин (синий)
Цитохром P450 (лиловый — порфирин гема) и никотин (красно-фиолетовый)
Растениям тоже нужен никотин
Зачем же никотин вообще образуется в растениях? Дело в том, что на синтез такого сложного алкалоида, как никотин, тратится около 10% всей энергии, запасенной в результате фотосинтеза[8]. Такая трата вполне оправдана, так как транспортируясь в листья, алкалоид делает их несъедобными для колорадского жука. У ближайшего «родственника» табака, картофеля, тоже вырабатывается никотин, но его оказывается так мало, что эффективность практически нулевая, и в данном случае траты напрасны. Синтезируется никотин в растениях в пути от орнитина или пролина и никотиновой кислоты. Все эти соединения встречаются в единой системе реакций.
Схема синтеза никотина
Схема синтеза никотина
О других тараканах
Никотин проявляет противовоспалительные свойства, действуя в качестве холинергического агониста[5], активируя α7 никотиновый ацетилхолиновый рецептор (α7nAChR) на иммунных клетках, в частности, дендритных клетках и макрофагах. Очевидно, что активация никотинового рецептора при помощи либо самого никотина, либо нейромедиатора ацетилхолина может подавлять воспалительные реакции на иммунных клетках и снижать секрецию провоспалительных цитокинов.
Никотин и его метаболит котинин отрицательно воздействуют на структуру семенников и циркулирующие уровни тестостерона[6].
Было показано, что никотин способен активировать mTOR при инкубировании его в культуру скелетных мышц, из-за чего снижается чувствительность к инсулину[7].
Заключение
Можно было бы еще долго и много говорить о свойствах никотина, как положительных, так и отрицательных. Есть несколько трудов о иммунных влияниях никотина, о влияниях на личность, на сознание и даже на плод. Но все эти темы плохо изучены и не вписываются в данный обзор. Есть данные о том, что никотин и котинин ингибируют ароматазу[4], что, по сути, является очень интересным свойством, которое может найти свое применение в дальнейших исследованиях, но это свойство не является классическим и исключительным, поэтому также не включено в обзор.
Авторы: Шамсудин Насаев, Дарья Тюльганова
Изображения: Шамсудин Насаев
Редакция: Deepest Depths, Алексей Дорохов,  Зенфира Махмудова, Николай Лисицкий

Источники

1   Kellogg J.H. «Tobaccoism» Am J Public Health. 2002 June; 92(6): 932–934.
2   Zhong, W; Gallivan, JP; Zhang, Y; Li, L; Lester, HA; Dougherty, DA (1998). «From ab initio quantum mechanics to molecular neurobiology: A cation–π binding site in the nicotinic receptor». Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95 (21): 12088–12093.
3   Benowitz NL, Jacob P 3rd. «Metabolism of nicotine to cotinine studied by a dual stable isotope method. Clin Pharmacol Ther.» (1994)
4   Doering IL, Richter E. «Inhibition of human aromatase by myosmine.» Drug Metab Lett. (2009)
5   Lakhan SE, Kirchgessner A. «Anti-inflammatory effects of nicotine in obesity and ulcerative colitis.» J Transl Med. (2011)
6   Aydos K, et al. «Nicotine toxicity to the ultrastructure of the testis in rats.» BJU Int. (2001)
7   Tzatsos A. «Raptor binds the SAIN (Shc and IRS-1 NPXY binding) domain of insulin receptor substrate-1 (IRS-1) and regulates the phosphorylation of IRS-1 at Ser-636/639 by mTOR.» J Biol Chem. (2009)
8  Семенов А.А. «Очерк химии природных соединений», Сибирская издательская фирма РАН (2000)
9  Lombardo S., Maskos U. «Role of the nicotinic acetylcholine receptor in Alzheimer’s disease pathology and treatment.» J. Neuropharmocology. (2014)
10  James Le Furo «Relationship between cigarette smoking and Alzheimer’s disease in a population‐based case‐control study.» The Times of London. (1993)

ТОВАРИЩ МАО

 

 
В удивительном мире психофармакологии существует множество не менее удивительных веществ. Многие из них сложны – по своему строению, схеме назначения, расчёту дозировок, методикам ведения пациентов и, самое главное, механизму действия. Все мы знаем и готовы хоть в три часа ночи рассказать механизм действия СИОЗС – «имея сродство к транспортёру серотонина флуоксетин не даёт этому транспортёру выполнять свою функцию по обратному захвату нейромедиатора, в результате чего повышается концентрация серотонина в межсинаптическом пространстве». Здорово, да? Только вот неувязочка – согласно современным данным, большая часть клинического эффекта флуоксетина (и других СИОЗС его группы) проявляется не столько благодаря сродству к белку SERT, сколько его влиянию на BDNF – нейротропный фактор мозга, влияющий на образование связей между нейронами [1]. И самое главное – касательно механизмов действия СИОЗС существует сразу несколько взаимодополняющих версий.
Однако, среди веществ, используемых в психофармакотерапии, можно выделить отдельный класс антидепрессантов, чей механизм действия изучен досконально, чьи схемы назначения просты как автомат Калашникова и терапия побочных эффектов ясна как ключевая вода. Конечно же я говорю об ингибиторах моноаминоксидазы.
Что же из себя представляет МАО? МАО – это «биохимические тормоза» мозга. Данный фермент расщепляет избыточные нейромедиаторы, выброшенные в межсинаптическое пространство, до соответствующих им метаболитов, не являющихся активными в отношении рецепторов.
fnsys-05-00056-g001
Катаболизм основных нейромедиаторов с помощью МАО
В первую очередь следует упомянуть, что МАО существует двух типов – МАО-А и МАО-Б. Обе формы присутствуют в нашей нервной системе. За её пределами же МАО-А наиболее активна в печени, ЖКТ, лёгочной ткани и плаценте, МАО-Б – в тромбоцитах.
Каждая из МАО имеет свой эндогенный субстрат. МАО-А в первую очередь обуславливает биохимическое расщепление серотонина, мелатонина, норадреналина и андреналина. МАО-Б – ФЭА и иные т.н. «следовые амины». Дофамин же, наряду с тирамином и триптамином, имеет равное сродство к МАО А и Б. Также субстратом МАО является амфетамин, ДМТ и другие психоактивные вещества класса фенэтиламинов и триптаминов.

История изучения

Первые штрихи в изучении роли МАО и веществ, влияющих на неё, были сделаны ещё в 50х годах ХХ века[2], во время изучения причины маниакальных состояний, возникающих вследствие приёма ипрониазида – антитуберкулёзного препарата. Однако, он не получил роли в качестве антидепрессанта, т.к. помимо высокой токсичности обладал также сродством к ферменту глутаматдекарбоксилазе, участвующей в синтезе ГАМК. Из-за одновременного блокирования ГАД и МАО пациент получал лишь временное облегчение депрессии, которое в конце концов переходило в патологическое маникальное состояние [3].
Структура ипрониазида – первого подтверждённого ингибитора моноаминоксидазы, который также нарушал синтез ГАМК
Структура ипрониазида – первого подтверждённого ингибитора моноаминоксидазы, который также нарушал синтез ГАМК
Чуть позже, когда был уточнён список субстратов и составлен список структур-фармакофоров, имеющих сродство к МАО, были синтезированы ниаламид, фенелзин и фенипразин. Два последних заслуживают особого упоминания, т.к. являются по сути фенэтиламином и амфетамином, у которых аминогруппа заменена на гидразиновую. Данные антидепрессанты являлись неселективными (блокировали в равной степени МАО А и МАО Б) и необратимыми (за счёт гидразинового фрагмента происходило образование прочной связи с активным центром фермента и вся молекула навсегда теряла свою ферментативную активность). Вроде бы всё просто – человек в депрессии, выбиваем работу биохимического стоп-крана, человек становится активнее и веселее. Однако в реальности всё ещё существовала проблема расчёта дозировки – поскольку фермент блокировался необратимо, а количество новых молекул МАО синтезировалось клетками с разной скоростью, то по ходу курса лечения был необходим постоянный мониторинг. Кроме того, сами препараты были всё ещё токсичны и так же (на уровне метаболитов – фенилэтилиден) нарушали работу ГАМК-эргической системы.
custom_gallery
изображения не найдены
В качестве вишенки на торте, стоит упомянуть интересный побочный эффект ИМАО первого поколения – «тираминовый синдром», который ещё иногда называют «сырным». Он назван так не зря – в сыре содержится очень много тирозина который в нормальных условиях проходит дезаминирование и декарбоксилирование в печени. Как мы уже знаем, первые ИМАО блокировали также и МАО-А, которая находилась в печени. В результате из тирозина, путём лишь декарбоксилирования, получался тирамин, который в больших количествах оказывал сильный вазоконстрикторный эффект и мог вызвать гипертонический криз [4]. Не очень приятно, однако. Также первое поколение ИМАО оказывало негативное влияние на зрительный нерв, что могло привести к слепоте.
При приёме старых ИМАО большая часть тирозина лишь декарбоксилировалась, превращаясь в тирозин – сильный вазоконстриктор, который может спровоцировать гипертонический криз
При приёме старых ИМАО большая часть тирозина лишь декарбоксилировалась, превращаясь в тирозин – сильный вазоконстриктор, который может спровоцировать гипертонический криз
Именно вышеописанное и подтолкнуло учёных к созданию селективных и обратимых ИМАО, лишённых такого рода побочных эффектов и позволяющих выбирать дозировки более свободно.
В дальнейшем были синтезированы ИМАО, которые получили более широкое распространение – это были селегилин (используется в ЕС и США) и пиразидол (СНГ и бСССР). Оба вещества имеют хорошую переносимость, широкую вариабельность дозировки и, самое главное, практически нулевой риск возникновения тираминового синдрома, т.к. в малых и средних дозировках они не блокируют печёночную МАО, которая ответственна за дезаминирование тирозина. Конкретно по селегилину стоит упомянуть интересный факт – он частично распадается до L-метамфетамина. Однако, не стоит радоваться раньше времени – из-за малых дозировок самого селегилина, эффекты от его метаболитов практически незаметны. К тому же, L-изомеры амфетамина и метамфетамина практически не оказывают центрального психостимулирующего действия, в отличие от D-изомеров. Далее следует упомянуть наш родной и домотканый пиразидол, который по сути является очень дальним родственником триптамина – советская психофармакология очень увлеклась триптаминами (инказан и тетриндол тому примеры) и бета-карболинами, благодаря колоссальной работе химика Жунгиету[5][6], впоследствии написавшего двухтомник по данной теме.
Метаболизм селегилина и расагилина. К сожалению, селегилин даёт только L-изомеры метамфетамина и амфетамина, которые практически не имеют психостимулирующей активности
Метаболизм селегилина и расагилина. К сожалению, селегилин даёт только L-изомеры метамфетамина и амфетамина, которые практически не имеют психостимулирующей активности
custom_gallery
изображения не найдены
Отдельного упоминания заслуживают соединения, которые являются безазотистыми ИМАО. Вроде бы, согласно логике и здравому смыслу – чтобы выключить активный центр фермента, надо иметь в своей структуре нечто, напоминающее триптаминовый или фенэтиламиновый фармакофор. Пусть и извращённый до состояния инденамида, как у расагилина (Азилект), но такой фрагмент должен присутствовать. Однако, существует целый ряд производных кумарина [7], халкона, катехина и иных безазотистых соединений, обладающих свойствами ИМАО. По всей видимости, они являются лишь аллостерическими модуляторами активности фермента, не затрагивающими напрямую активный центр – вполне возможно какой-либо фрагмент поверхности МАО, доступный для связывания, совпадает с их «целью» в организме. В пользу этой версии говорит то, что практически все безазотистые ИМАО имеют комплексное действие и являются лигандами ещё и для огромного списка иных белков.
custom_gallery
изображения не найдены
Однако, всегда ли малая активность МАО выгодна мозгу? Нет. У людей с патологически пониженной экспрессией гена данного белка (либо при наличии мутаций, которые снижают его каталитическую активность) наблюдается высокий риск развития маниакальных расстройств различного рода. Более того, при врождённой сниженной активности МАО-А возрастает риск возникновения различных форм умственной отсталости и затруднения обучения. Однако, при исследованиях на мышах, у которых гены МАО А и Б были отключены, в их поведении наблюдались отклонения схожие не с маниакальными состояниями, а с аутизмом [8] – что частично подтверждает теорию т.н. «нейронного шума», одной из причин аутизма, согласно современным исследованиям.
Помимо влияния на обмен нейромедиаторов, МАО также имеет несколько других функций. Среди них есть и такие важные, как защита организма от рака. Например, в исследованиях in vitro было показано, что при заблокированной МАО-А клетки меланомы быстрее метастазируют[9].
Автор: anonimch

Источники:

[1] http://www.nature.com/npp/journal/v33/n1/abs/1301571a.html «administration of antidepressant selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs) enhances BDNF gene expression»
[2] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23934742 Current place of monoamine oxidase inhibitors in the treatment of depression.
[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7931216 Chronic administration of the antidepressant phenelzine and its N-acetyl analogue: effects on GABAergic function.
[4] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2738414/ Hypertensive crisis and cheese S. Sathyanarayana Rao and Vikram K. Yeragani
[5] http://patentdb.su/4-810686-sposob-polucheniya-2-acetilindolov.html
[6] http://patentdb.su/3-696016-sposob-polucheniya-2-acilindol-3karbonovykh-kislot.html
[7] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16884303 Structural insights into monoamine oxidase inhibitory potency and selectivity of 7-substituted coumarins from ligand- and target-based approaches.
[8] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20573161 Autism severity is associated with child and maternal MAOA genotypes.
[9] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14697906 Amine oxidases and tumors.

СЕРОТОНИН: КРАТКИЙ ОБЗОР МИРОВОСПРИЯТИЯ

 

by EDITORАПРЕЛЬ 3, 2016
13
Вот и пришло время написать о самом распиаренном и самом известном нейромедиаторе – серотонине. Самое интересное заключается в том, что о нём несколько десятилетий несут бред самые различные слои общества – начиная от домохозяек и гуманитариев, с их мифами о «гормоне счастья», заканчивая мамкиными психонавтами, которые скинулись однажды на марочку с ДОБом и теперь готовы каждому прохожему рассказывать о прелестях «изменённого состояния сознания».
Изначально считалось, что серотонин влияет только на тонус сосудов и гладких мышц, его прямое присутствие в ЦНС было обнаружено лишь в 1953 году Ирвином Пейджем и Бетти Твэрог, информацию о своём открытии они опубликовали в The American journal of physiology – «Serotonin content of some mammalian tissues and urine and a method for its determination.».
В каждой из таких ситуаций история поступает с наукой одинаково: любая недостаточно хорошо исследованная область начинает обрастать спекуляциями, либо действительно важные и серьёзные опыты и публикации теряются в общем шуме. Взрывы снарядов и свист пуль во время второй мировой войны заглушили опыт Альберта Хоффмана с ЛСД, а песни о всеобщей любви в 60е оказались более увлекательными, чем работы Шульгина и Николса. Думаю, что не стоит скрывать факт того, что 90% мировой «психоделической культуры» завязано на веществах, тем или иным образом влияющим на серотонинэргические нейроны в ЦНС.
Так что рассказ о серотонине стоит начать не с Хоффмана, Шульгина или Твэрог, а с краткого повествования об истории изменённых состояний сознания.
Повествование об изменённых состояниях сознания начнём с рассказа об эволюции мозга. В 2009 г. в «Троицком варианте» генетик Михаил Гельфанд опубликовал замечательную статью под названием «Шизофрения как последствие эволюции мозга» [1]. Главный вывод которой я позволю себе сформулировать более ёмко, чем это было в источнике – человек познакомился с безумием в момент становления человеком. При этом слово «момент» в контексте эволюционной нейробиологии можно смело принимать за несколько десятков тысяч лет. Учёные анализировали выборку генов-кандидатов, мутации в которых наиболее часто обнаруживаются у людей, больных шизофренией, и сравнили их с генами здоровых людей и генами наших ближайших родственников – шимпанзе и макак-резус. В итоге выяснилось, что большая часть генов-кандидатов влияла на уровень метаболизма нервных клеток и, соответственно, в случае человека являлась одной из наиболее быстро эволюционирующих групп генов. Так что шизофрению в контексте конкретно данного исследования можно считать «детской болезнью» в эволюционном пути человека.
В этот момент некоторые люди приобрели возможность с рождения воспринимать мир несколько иначе, чего не было у шимпанзе. Но человеку этого было мало – он требовал продолжения банкета! Тут как раз помогло другое эволюционное приобретение – фермент АДГ (алкогольдегидрогеназа), позволивший есть забродившие плоды и, чуть позже – со времени изобретения керамики, пить испортившийся фруктовый сок.
А что делать с похмелья? Конечно же! Искать всяческие корешки и пробовать – вдруг поможет?
Таким вот нехитрым образом древнее человечество открыло для себя первые лекарства, красители и яды. Среди случайно поглощённых растений с большой долей вероятности, т.к. прародина человечества была в Африке, был ибога. Этот небольшой кустарник — культовое растение для народности митсого, чей религиозный культ «бвити», возможно, является потомком самых древних практик направленного изменения сознания, живым реликтом психоделики. Интересно, что содержащийся в ибоге ибогаин и его метаболит – норибогаин – являются одновременно лигандами опиоидных и сертониновых (5-НТ3, ионотропный подтип) рецепторов [3].
Во многих древних культурах, где было распространено ритуальное использование растений, содержащих изменяющие сознание вещества, эти самые вещества зачастую воздействовали именно на серотонинэргическую нейротрансмиссию. Можно ещё вспомнить мифический напиток богов древней Индии – амриту, которая, согласно преданиям, готовилась из эфедры и грибов. Также, в качестве более подробно задокументированного примера, можно привести аяхуаску из Южной Америки. Интересно, что древние индейцы каким-то образом умудрились придумать такую смесь, которая содержит и ДМТ (диметилтриптамин, сильный серотонинэргический психоделик), и ИМАО (ингибиторы моноаминоксидазы) растительного происхождения. В нормальных условиях ДМТ неактивен при пероральном приёме, однако он активируется в смеси с иМАО, замедляющими его распад в ЖКТ.
На Руси наши предки также иногда ловили домотканые и лубяные приходы, прямо в печи деревенской выпеченные. Называлось это дело «пьяный хлеб» — то есть хлеб, выпеченный из муки злаковых растений, поражённых грибком. Интересно, что под этим понятием подразумевалось сразу два вида грибка — Fusarium graminearum, содержащий вомитоксин, и Claviceps purpurea (спорынья), содержащий производные эрготамина. И если отравления вомитоксином протекали относительно легко, то отравления спорыньёй даже получили своё название – эрготизм. При эрготизме, помимо острого психоза, нарушается тонус кровеносных сосудов. Это может привести к некрозу конечности или гангрене.
С наступлением нового времени и плавным переходом алхимии в химию появилась возможность выделять действующие вещества из растительных источников. Изначально любой экстракт содержал просто спиртовой раствор суммы алкалоидов — азотосодержащих веществ, которые, если говорить упрощённо, возможно было выделить стандартной кислотно-щелочной экстракцией. Затем люди научились выделять отдельные вещества из общего экстракта. Это дало возможность наблюдать за «чистым» фармакологическим действием отдельных химических веществ на организм.
В этом отношении серотонинэргическая система является середнячком: несмотря на то, что первые сообщения о «субстанции, влияющей на тонус мышц» относятся к XIX веку, серотонин в чистом виде был выделен лишь в 1935 году Витторио Эрспамером. В дальнейшем это вещество обнаруживалось во многих тканях и органах, в т.ч. и в нервной системе (см. выше). Однако, первые сведения о серотониновых рецепторах относятся лишь к 1957 году: Дж. Гаддум обнаружил, что способность серотонина сокращать гладкую мускулатуру можно блокировать ЛСД (диэтиламидом D-лизергиновой кислоты, в отечественной литературе также использовалось сокращение ДЛК), а морфином можно предотвратить возбуждение вегетативных ганглиев, наступающее при прямом воздействии серотонина. Таким образом, вплоть до 90х годов ХХ века серотониновые рецепторы были разделены лишь на 2 класса – Д- и М-рецепторы. Сейчас, благодаря методам молекулярной биологии, открыто 7 классов серотониновых рецепторов, причём многие из них имеют несколько подклассов (подтипов).
Также стоит упомянуть и о том, что серотонин – это не только нейротропный гормон, чьи функции ограничены лишь пределами нервной системы. Например, он участвует в процессах свёртывания крови и пищеварения. Более того, в 2003 году был введён термин «серотонилирование» (serotonylation)[4], описывающий прямое действие серотонина на внутриклеточные белки. Этот процесс был описан относительно триггерного механизма, определяющего высвобождение сигнальных веществ из бета-клеток поджелудочной железы и активацию тромбоцитов.
Метаболизм серотонина
Серотонин образуется из триптофана. Источник: http://www.pharmacorama.com/
Серотонин образуется из триптофана. Источник: http://www.pharmacorama.com/
Изначально триптофан под действием фермента триптофангидроксилазы получает ОН-группу по 5-положению в основном индольном фрагменте, превращаясь в 5-гидрокситриптофан (5-HTP в англоязычных источниках). Затем 5-НТР путём отщепления –СООН группы декарбоксилазой ароматических аминокислот превращается в собственно серотонин.
Дальнейший метаболизм серотонина разветвлён и зависит от «ферментного набора» ткани и органа, где соответственно протекает [5].
metabolizm
Однако, наибольшую значимость имеет путь, ведущий к мелатонину. Фермент N-ацетилтрансфераза превращает серотонин в N-ацетилсеротонин, а затем 5-гидроксииндол-О-метилтрансфераза превращает ОН-группу в CH3O-, осуществляя таким образом финальную стадию синтеза мелатонина (N-ацетил-5-гидрокситриптамина).
Также интересен распад (катаболизм) серотонина. В нём задействован фермент моноаминоксиадаза (МАО), о котором упоминалось ранее. Он превращает серотонин в 5-гидроксииндолилацетальдегид (5-HILA на схеме). Затем этот альдегид может быть либо восстановлен альдегидредуктазой (ALDR) до 5-гидрокситриптофола, либо путём взаимодействия с альдегиддегидрогеназой 2 (ALDH2) превратится в 5-гидроксииндолилуксусную кислоту (5-HIAA).
«Круговорот серотонина» легче всего представить по этой схеме:
Источник: http://www.dialogues-cns.org/
Источник: http://www.dialogues-cns.org/
Рецепторы серотонина
Существует 7 типов серотониновых рецепторов. Все они, за исключением 3-го типа, ионотропного, являющегося лиганд-зависимым ионным каналом, суть метаботропные. Также стоит отметить, что эти рецепторы при активации могут выполнять как тормозящую, так и возбуждающую функцию. При активации серотониновых рецепторов нейрон может выбрасывать не только различные низкомолекулярные нейромедиаторы (собственно серотонин, ацетилхолин, ГАМК, глутамат, дофамин, адреналин, норадреналин, октопамин), но и сигнальные пептиды и нейростероиды (кортизол, окситоцин, вазопрессин, пролактин, АКТГ, вещество Р и нейрокинины). Серотонинэргическая сигнальная система участвует в регуляции некоторых жизненно важных функций организма: сон, терморегуляция, пищевое поведение, когнитивно-мнестические способности, работа ЖКТ, тонус сосудов. Соответственно количеству функций эта система является мишенью множества фармакологически активных веществ: психотомиметиков/антипсихотиков, антидепрессантов, противорвотных, прокинетиков.
Общая характеристика типов серотониновых рецепторов. Информация по 5-НТ8 взята из Qi YX, Xia RY, Wu YS, Stanley D, Huang J, Ye GY (2014). "Larvae of the small white butterfly, Pieris rapae, express a novel serotonin receptor". J. Neurochem. 131: 767–77. doi:10.1111/jnc.12940. PMID 25187179.
Общая характеристика типов серотониновых рецепторов. Информация по 5-НТ8 взята из Qi YX, Xia RY, Wu YS, Stanley D, Huang J, Ye GY (2014). «Larvae of the small white butterfly, Pieris rapae, express a novel serotonin receptor». J. Neurochem. 131: 767–77. doi:10.1111/jnc.12940. PMID 25187179.
Стоит отметить, что 5-НТ8 рецептор у людей не встречается и был найден лишь у нескольких насекомых: бабочки репницы (Pieris rapae), хрущака малого булавоусого (Tribolium castaneum) и малярийных комаров вида Anopheles gambiae.
Серотониновые рецепторы типа 5-НТ1 
Подтип 5-НТ1A
Механизм работы 5-НТ1А рецептора.
Механизм работы 5-НТ1А рецептора.
Иногда эти рецепторы называются «тормозящими».
При их активации происходит снижение артериального давления, снижается частота сердечных сокращений. Также эти рецепторы участвуют в механизмах регуляции тонуса .
Интересно, что влияние активации 5-НТ1А рецептора на последующий выброс нейромедиаторов различно у разных видов – вот пример, который стоит учитывать при разработке и тестировании лекарственных веществ: у грызунов этот подтип серотониновых рецепторов при активации увеличивает выброс норадреналина, в то время как у приматов – уменьшает. Однако в то же время у приматов (и людей в частности), активация 5-НТ1А увеличивает выброс дофамина в определённых областях мозга: полосатом теле, медиальной области префронтальной коры и гиппокампе.
Нейроны, содержащие на себе 5-НТ1А-рецепторы, расположены в самых разных отделах нервной системы: кора больших полушарий, гиппокамп, прозрачная перегородка, миндалевидное тело – в этих участках наблюдается наибольшая плотность вышеупомянутых рецепторов, однако их можно найти и в других местах: в базальных ганглиях и таламусе.
Многие агонисты 5-НТ1А рецепторов применяются в клинической практике в качестве анксиолитиков и антипсихотиков. Кроме того, в меньших дозировках, они назначаются в качестве корректоров при приёме антидепрессантов. На счёт антидепрессантов – существуют теории, что, помимо изменения экспрессии BDNF, за отсроченное наступление терапевтических эффектов ответственен механизм изменения плотности расположения 5-НТ1А рецепторов: за 2-3 недели приёма антидепрессантов уменьшается плотность пресинаптических ауторецепторов и повышается плотность постсинаптических рецепторов этого типа. Таким образом достигается двойной эффект: снижение тормозящего действия на пресинаптический нейрон, который начинает выбрасывать больше серотонина, и повышение чувствительности постсинаптического нейрона к собственно серотонину. Следует также иметь ввиду, что большая часть 5-НТ1А рецепторов – пресинаптические ауторецепторы, т.е. в большинстве своём не являются прямой целью релизеров серотонина, которые осуществляют своё действие через иные механизмы. И как уже указывалось выше, именно из-за этого существует такой разрыв во времени начала действия антидепрессантов разных классов – для развития действия селективных ингибиторов обратного захвата серотонина (СИОЗС) требуется время, а релизеры начинают своё действие очень быстро, однако оно длится не долго.
Кроме того, 5-НТ1А участвуют в регуляции ноцицепции (восприимчивости к боли): в нейронах, расположенных в дорсальной части ядер шва, эти рецепторы экспрессируются на одних и тех же клетках вместе с рецепторами тахикининов (NK1), при активации тормозя действие и последующий выброс вещества Р. Таким образом, области действия некоторых 5-НТ1А-агонистов и NK1-блокаторов могут перекрываться – оба класса веществ могут оказывать анальгезирующее и противорвотное действие.
Однако, не всё так хорошо: из-за замедления процессов высвобождения глутамата и ацетилхолина в гиппокампе, 5-НТ1А-агонисты при длительном приёме способны вызвать нарушения процессов запоминания. Некоторые блокаторы 5-НТ1А исследуются в качестве лекарств для улучшения памяти у пациентов с болезнью Альцгеймера. Интересно, что в других областях мозга, а именно префронтальной коре, этот тип рецепторов при активации, наоборот, увеличивает высвобождение ацетилхолина и дофамина, таким образом увеличивая способность к обработке информации, но не запоминанию.
При селективной активации 5-НТ1А-рецепторов наблюдаются следующие эффекты: снижение агрессии и импульсивности, повышение общительности и уровня эмпатии, снижение влечения к наркотикам или иным веществам, вызывающих позитивный дофаминовый отклик, ухудшение эрекции, снижение аппетита, продление фазы быстрого сна. Также эксперименты на животных выявили способность селективных 5-НТ1А-агонистов восстанавливать самостоятельное дыхание в случае передозировки опиоидами.
Этот тип серотониновых рецепторов также играет роль в регуляции выброса таких гормонов, как кортизол, кортикостерон, АКТГ, окситоцин, пролактин, соматотропный гормон, бета-эндорфин. Считается, что выброс окситоцина ответственен за анксиолитические эффекты при селективной активации, а выброс бета-эндорфина – за облегчение болевых ощущений.
Лиганды 5-НТ1А. Существует больше сотни различных веществ (агонистов/антагонистов), обладающих различной силой связывания и селективностью. Однако, в экспериментальной нейробиологии в качестве стандартного агониста используется 8-OH-DPAT.
Мутации. В настоящее время известно несколько десятков мутаций гена HTR1A, кодирующего этот рецептор, в основном это SNP, ведущие к замене единичной аминокислоты [7].
Подтип 5-НТ1B
Серотониновые рецепторы этого подтипа расположены главным образом в лобной доле коры больших полушарий, базальных ганглиях, полосатом теле и гиппокампе. Функции 5-НТ1В-рецепторов различаются в зависимости от расположения, например, во фронтальной области коры больших полушарий они являются постсинаптическими рецепторами, при активации тормозящими дальнейший выброс дофамина. Однако в базальных ганглиях и полосатом теле 5-НТ1В-рецептор является пресинаптическим ауторецептором, блокирующим выброс серотонина и глутамата. Интересно, что уровни экспрессии генов, кодирующих 5-НТ1В и 5-НТ1Е-рецепторы, взаимосвязаны, и, возможно, регулируются одним и тем же механизмом [8].
Вне ЦНС при активации 5-НТ1В-рецептор вызывает сужение сосудов, в основном в лёгких, однако он является также и мишенью суматриптана – противомигренозного средства. Кроме того, этот рецептор обнаруживается в молодых остеобластах и, согласно некоторым теориям, его активация в этих клетках служит сигналом для созревания, а в масштабах целого организма – к набору костной массы.
В опытах на мышах выявлено, что особи без нормально функционирующего 5-НТ1В-рецептора больше склонны к агрессии. Кроме того, мутантный фенотип практически невосприимчив к действию СИОЗС.
Подтип 5-НТ1C – данный подтип переименован в 5-НТ2C после детального изучения структуры и функций и, соответственно, отнесён в иную группу серотониновых рецепторов, которая будет рассмотрена ниже.
Подтип 5-НТ1D 
Данный подтип отвечает за координацию движений, реакции стресса, пищевого поведения[9] и участвует в регуляции тонуса сосудов мозга. Высокая плотность рецепторов 5-НТ1D обнаруживается по ходу тройничного нерва.
Благодаря тому, что этот рецептор является одной из мишеней суматриптана и некоторых иных противомигренозных препаратов, его глубокое изучение помогло лучше понять механизмы нейрогенного воспаления. В дальнейшем выяснилось, что суматриптан, являясь лигандом тормозящего 5-НТ1D-рецептора, подавляет выброс CGRP (кальцитонин-ген родственный пептид), вещества Р и нейрокинина А, которые ответственны за возникновение болевых ощущений.
Подтип 5-НТ1Е 
Изучение функций и маппинг (установление расположения) данного подтипа серотониновых рецепторов крайне затруднено в связи с отсутствием высокоселективных лигандов и антител. Единственный доступный лиганд, BRL-54443, не проявил достаточного уровня специфичности, т.к. является смешанным 5-HT1E/F-агонистом. Однако, методом исключения выявлена повышенная экспрессия 5-НТ1Е в лобной доле коры и гиппокампе, что позволяет предположить его участие в процессах запоминания[10].
Полный набор функций, регулируемых в организме данным рецептором, в настоящий момент возможно изучать лишь генетическим реверс-инжинирингом, сопоставляя мутации гена, кодирующего его, с наблюдаемыми отклонениями [11].
Подтип 5-НТ1F
Из-за высокой гомологии (более 57%) с предыдущим подтипом его изучение также было затруднено по причине почти полного отсутствия селективных лигандов. Однако, в сноске из описания предыдущего подтипа есть ссылка на статью с описанием синтеза и методики скрининга новых соединений, обладающих высокой селективностью и к 5-HT1F-рецептору, одним из которых оказался 5-N-бутирилокси-ДМТ. В настоящее время высокая плотность 5-НТ1F-рецепторов обнаружена в таких областях мозга, как скорлупа, гиппокамп и хвостатое ядро.
Серотониновые рецепторы типа 5-НТ2
В отличие от первого типа, они являются возбуждающими. Кроме того, эти рецепторы являются мишенью большинства психоактивных соединений, в т.ч. и использующихся в медицине.
Подтип 5-НТ2А
Как я уже упоминал выше, изначально серотониновые рецепторы делились на Д- и чувствительные, однако в англоязычной литературе под (Д) понимается дибензилин (он же феноксибензамин, альфа-1 адреноблокатор), в то время как в отечественной литературе (даже в такой авторитетной книге как «Фармакологическая регуляция психических процессов» за авторством Лаврецкой) под (Д) понимается ДЛК, он же ЛСД. Однако, как ни странно, суть от этого не меняется. Впоследствии, с развитием молекулярной биологии, когда стало возможно более подробно классифицировать рецепторы серотонина, Д-чувствительные были переименованы в 5-НТ2А.
Этот подтип серотониновых рецепторов обнаруживается в следующих областях ЦНС: неокортекс (префронтальная и теменная доли, также обнаруживается в постцентральной извилине, отвечающей за телесные ощущения), обонятельный бугорок, апикальные дендриты пирамидальных клеток 5 слоя коры больших полушарий. Выяснено, что 5-НТ2А-рецепторы способны взаимодействовать (оказывать модулирующее действие) со следующими типами рецепторов: 5-НТ1А, ГАМК-А, А1-рецепторы аденозина, АМПА, mGluR2, mGluR3, mGluR5, OX2 (рецепторы орексина). Взаимодействие с большим количеством глутаматных рецепторов (АМПА, mGluR2, mGluR3, mGluR5) не случайно, т.к. 5-НТ2А усиливает выброс глутамата за счёт своего возбуждающего действия[12].
Более полный список областей мозга, где 5-НТ2А-рецепторы находятся в комплексах с другими рецепторами. Источник: http://www.frontiersin.org/
Более полный список областей мозга, где 5-НТ2А-рецепторы находятся в комплексах с другими рецепторами.
Источник: http://www.frontiersin.org/
Помимо ЦНС 5-НТ2А-рецепторы обнаруживаются в фибробластах, тромбоцитах, клетках сердца и различных отделах ПНС.
Механизм работы 5-НТ2А-рецептора. При активации рецептора бета- и гамма-субъединицы «высвобождают» Gq-субъединицу, активирующую фосфолипазу С (PLC), которая, в свою очередь, превращает фосфатидилинозитолбисфосфат (PIP2) в диацилглицерол (DAG) и инозитолтрифосфат (IP3). DAG активирует протеинкиназу С (PKC), а IP3 запускает кальмодулин-зависимый механизм высвобождения кальция из эндоплазматического ретикулума. Существуют также побочные биохимические пути связанные с образованием арахидоновой кислоты из DAG. «Выбор» пути, по которому будут работать вторичные мессенджеры, может также зависеть от лиганда: например, если рассматривать DOB и 2C-B, то DOB (за счёт наличия метильной группы в альфа-положении на боковой цепи) действует по «основному» пути, описанному выше, а 2C-B – по «альтернативному», ведущему к повышению концентрации арахидоновой кислоты. Подробнее этот вопрос рассмотрен в лекции Дэвида Николса «Advances In Understanding How Psychedelics Work In The Brain».
Механизм работы 5-НТ2А-рецептора. Источник: http://neurowiki2013.wdfiles.com/
Механизм работы 5-НТ2А-рецептора. Источник: http://neurowiki2013.wdfiles.com/
Функции
В ЦНС: возбуждение, агрессия, участие в процессах запоминания[14]. Мышцы: сокращение гладкой мускулатуры кишечника, бронхов и сосудов. Участие в процессе свёртывания крови (прямое серотонилирование будет рассмотрено ниже).
Интересно, что относительно недавно было открыто участие серотонина в процессах воспаления, причём не только нейрогенного – известный галлюциноген DOI в дозировках, не влияющих на психический статус, показал способность подавлять ФНО-индуцированное воспаление[15]. Интересно, что такую же способность открыли и у ЛСД[16].
При активации 5-НТ2А-рецепторов в гипоталамусе в крови повышается уровень окситоцина, пролактина, АКТГ, кортикостерона и ренина.
Что касается лигандов данного вида рецепторов, то тут дело обстоит достаточно интересно: поскольку он является одной из главных мишеней огромного количества психоактивных веществ, начиная от ЛСД и мескалина, заканчивая экзотическими соединениями, которые лишь отдалённо похожи на ФЭА/триптамины/эрголины, то вполне логично, что он стал объектом внимания химиков-фармакологов, как официальных, так и не очень. В настоящее время известные базы, например isomerdesign, содержат сведения о нескольких сотнях веществ, тем или иным образом взаимодействующих с 5-НТ2А-рецепторами.
Если говорить о «классических» психоактивных веществах (псилоцин, псилоцибин, МДМА), то они в первую очередь они воздействуют на пирамидальные клетки префронтальной зоны коры – для возникновения повышенного уровня возбуждения нейронов данной области, которое обычно выражается в психозе с галлюцинациями, необходимо наличие рецепторного комплекса – димера из 5-НТ2А и mGluR2-рецепторов[18], который часто встречается именно в этой области мозга.
В гене, кодирующем данный рецептор, найдено (на текущий момент) более двух сотен различных мутаций[19]. К большому сожалению, большая часть публикаций по теме содержит результаты, которые лишь немного превышают статическую погрешность. Более того, результаты в некоторых публикациях довольно противоречивы[20]. Однако его роль в развитии психических отклонений трудно переоценить.
Подтип 5-НТ2В
Здесь ситуация выглядит несколько менее запутанной. Скорее всего, это связано с тем, что данный вид рецепторов не является мишенью весёлых и интересных химических веществ, являющихся причиной вдохновения у исследователей.
5-НТ2В-рецепторы обнаруживаются в следующих тканях и органах[21]: гладкие мышцы двенадцатипёрстной кишки, пищевода, тонкого и толстого кишечника; сердце, лёгкие (гладкие мышцы бронх и лёгочных артерий), кора надпочечников, корковое вещество почек, мозжечок (клетки Пуркинье, клетки зернистого слоя коры мозжечка, вставочные клетки), конечный мозг (гиппокамп).
Помимо своего влияния на поведение (он ответственен за двигательное возбуждение при введении психоактивных веществ), он также влияет на сердечно-сосудистую систему. При возбуждении 5-НТ2В-рецепторов, расположенных вне мозга, наблюдается сужение сосудов и повышение АД. Согласно данным исследований, это действие прямое, неопосредованное, т.к. введение бета-адреномиметиков крысам, у которых 5-НТ2В-рецептор уже заблокирован, не приводило к повышению АД. Кроме того, было выявлено, что 5-НТ2В-агонисты способны вызывать фиброз сердца при длительном приёме – это, опять же, связано с прямым участием 5-НТ2В-рецепторов в запуске процесса пролиферации фибробластов. С этим механизмом может быть связана часть смертельно опасных побочных эффектов психоделика Bromo-dragonfly.
Кстати, помимо прямого пролиферативного действия на фибробласты, активация этих рецепторов может также помочь в регенерации клеток печени[22].
Интересно, что при «серотониновом синдроме» (опасном побочном эффекте некоторых антидепрессантов, выражающемся в бесконтрольном высвобождении серотонина и опасном повышении его концентрации во внеклеточной среде) данный подтип рецепторов оказывает защитное действие[23].
Подтип 5-НТ2C
Этот вид серотониновых рецепторов сначала был отнесён к группе 5-НТ1, потом его признали тем же рецептором, что и 5-НТ2А (из-за высокой гомологии), и только относительно недавно он был выделен в отдельный подтип.
5-НТ2С-рецептор обнаруживается (ИГХ + анализ мРНК в тканях[24]) в сосудистом сплетении желудочков мозга, в пятом слое коры больших полушарий (за исключением шпоровидной борозды), мозолистом теле, септальных ядрах, прилежащем ядре, базальных ядрах переднего мозга, хвостатом ядре, скорлупе, диагональной полоске (полоске Брока), вентральном стриатуме, частично – миндалевидном теле, среднем мозге, таламусе, ядрах ствола мозга. В основном на нейронах обнаруживается соматодендритная локализация 5-НТ2С-рецептора.
Данный рецептор при активации замедляет выброс дофамина и норадреналина, однако в некоторых областях мозга он также регулирует выброс ацетилхолина. Интересно, что в связи с этим, 5-НТ2С-блокаторы исследуются в качестве потенциальных новых антидепрессантов. Также, если рассматривать старые классические СИОЗС, например флуоксетин, то они, наоборот, в первые 2 недели приёма косвенно повышают тормозящее действие 5-НТ2С-рецепторов, которое потом сглаживается их down-регуляцией, т.е. «понижением чувствительности» — понижением плотности расположения рецепторов на клеточной мембране в ответ на продолжительную их стимуляцию. За счёт тормозящего действия 5-НТ2С-рецептора на выброс дофамина, его блокаторы и обратные агонисты косвенно проявляют дофаминомиметическое действие.
Интересно, что повышение уровня цитокинов влечёт за собой повышение уровня экспрессии гена 5-НТ2С-рецептора. Этот факт может служить одним из объяснений изменения психического статуса при различных хронических воспалениях.
5-НТ2С-рецепторы принимают участие в регуляции работы органов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Обнаружено прямое повышение уровня КРГ и вазопрессина при стимуляции серотониновых рецепторов паравентрикулярных ядер гипоталамуса.
Так как ген HTR2C расположен на Х-хромосоме, то мужчины несут одну копию гена, а женщины – две. Это также влияет на работу серотонинэргической системы в целом, т.к. в данном случае проявляется «мозаицизм» — в каждой клетке будет работать только одна Х-хромосома несущая один из двух вариантов гена. Кроме того, вне зависимости от пола, мРНК этого рецептора подвергается довольно редкому для генов этого семейства виду модификации – выборочной замены аденозина на инозин с помощью мозгоспецифичного фермента ADAR3. В процессе трансляции инозин равнозначен гуанозину. Существует несколько сайтов редактирования мРНК, чьё случайное изменение может дать 24 различных изоформы рецептора. Это отражается на функциях рецептора – так называемая VGV-изоформа, где из-за редактирования мРНК в конечной аминокислотной последовательности белка на 157 и 161 позициях стоит валин, а на 159 – глицин, значительно менее активна и вызывает меньший отклик в повышении концентрации вторичных мессенджеров при одинаковых концентрациях серотонина и различных агонистов, нежели не редактированная INI-изоформа (по 157 и 161 позициям – изолейцин, по 159 – аспарагиновая кислота). Интересно, что в некоторых исследованиях в области психиатрии и генетики обнаруживается связь с расстройствами не только у лиц, у которых выявлена мутация гена рецептора, но также и у тех, у кого нарушены процессы редактирования мРНК в мозге[25].
Серотониновые рецепторы типа 5-НТ3
Данный вид рецепторов является уникальным в своём роде – это единственный не-метаботропный тип. 5-НТ3-рецептор представляет собой лиганд-зависимый ионный канал, состоящий из пяти различных субъединиц (5-HT3A, 5-HT3В, 5-HT3С, 5-HT3D, 5-HT3E). Он может быть представлен в виде гомопентамера, состоящего исключительно из одних 5-НТ3А-субъединиц, либо гетероментамера – когда в его составе, помимо обязательно наличествующей 5-НТ3А-субъединицы, находятся субъединицы других подтипов. Интересно, что по уровню гомологии субъединицы можно разделить на 2 группы: первая включает в себя 5-HT3A и 5-HT3В, вторая 5-HT3С, 5-HT3D и 5-HT3E.
Каждая субъединица состоит из четырёх участков(М1-М4), представляющих собой аминокислотную цепь, уложенную в форме альфа-спиралей, которые пересекают клеточную мембрану. N-конец аминокислотной цепи субъединицы локализован на внешней стороне клеточной мембраны и осуществляет связывание лигандов, трансмембранные участки (а конкретнее – аминокислотная петля, связывающая М2 и М3-участки) непосредственно задействованы в механизме открытия ионного канала. Также присутствует внутриклеточная петля между М3 и М4-участками, участвующая в транспортировке и регуляции работы субъединицы.
Механизм работы 5-НТ3-рецептора. Данный ионный канал пропускает только положительно заряженные ионы (натрий, калий, небольшие количества кальция), что вызывает деполяризацию и возбуждение нейрона при его активации.
Механизм работы 5-НТ3-рецептора. Данный ионный канал пропускает только положительно заряженные ионы (натрий, калий, небольшие количества кальция), что вызывает деполяризацию и возбуждение нейрона при его активации.
Рецептор обнаруживается в тонком и толстом кишечнике, миндалевидном теле, гиппокампе, хвостатом ядре, вставочных нейронах неокортекса, тимусе, селезёнке, предстательной железе.
Расположение 5-НТ3-рецептора в пределах ЦНС.
Расположение 5-НТ3-рецептора в пределах ЦНС.
Помимо регуляции высшей нервной деятельности, данный тип ионотропных рецепторов серотонина играет важную роль в запуске рвотного рефлекса. Это было выявлено почти случайно – врачи ещё в ХХ веке обнаружили противорвотные свойства некоторых антипсихотиков, и уже позже, с развитием молекулярной биологии, стала ясна причина такого действия – прямое подавление активности соответствующих ядер продолговатого мозга.
Вполне логично, что свойства рецептора обусловлены свойствами субъединиц, в него входящими:
5-НТ3А-субъединица. Гомопентамерные 5-НТ3-рецепторы, содержащие лишь 5-НТ3А-субъединицу, обладают меньшей проводимостью (0,4 pS (пикоСименс)), нежели гетеропентамерные, в которых одна из субъединиц заменена на 5-НТ3В (проводимость — 16 pS). Во время изучения вариантов мутации гена 5-НТ3А-субъединицы был найден участок цепи, названный «HA-stretch», при обогащении которого остатками аргинина, по типу 5-НТ3В-рецептора, общая проводимость рецептора возрастала в 28 раз.
5-HT3B-субъединица. Данная субъединица может формировать ионный канал только вместе с 5-НТ3А-субъединицами. Кроме того, исследования выявили роль содержащих её рецепторов в развитии депрессии: найден важный полиморфизм, заключающийся в замене тирозина в 129-й позиции аминокислотной цепи на серин, выражающейся в более медленной десенсибилизации рецептора и более длинным временем работы ионного канала при активации. Носители данной мутации менее склонны к депрессивным расстройствам[26].
5-НТ3С-субъединица. Рецепторы, её содержащие, обнаруживаются в мозге взрослого человека, прямой кишке, мышцах, лёгких, тонком кишечнике, на стадии внутриутробного развития они также присутствуют в почках и формирующемся кишечнике. Её мутации связывают с избыточным рвотным рефлексом, особенно при химиотерапии. Также были выявлены SNP, повышающие риск развития расстройств аутистического спектра.
5-НТ3D-субъединица. Присутствует в печени взрослого человека, в почках и прямой кишке взрослого и зародыша. Её мутации могут утяжелять течение шизофрении и также понижают порог рвотного рефлекса.
5-НТ3Е-субъединица. Изначально она была обнаружена лишь в тканях толстой кишки взрослого человека, однако потом незначительные количества содержащих ее 5-НТ3-рецепторов обнаружили в спинном мозге и сетчатке. Вполне возможно её наличие в мозге, т.к. вещества, избирательно блокирующие раскрытие 5-НТ3-рецепторов, содержащих 5-НТ3Е-субъединицы, показали способность облегчать течение обсессивно-компульсивного расстройства.
Серотониновые рецепторы типа 5-НТ4
Данный вид рецепторов является метаботропным, при активации повышающим количество цАМФ в клетке, что в свою очередь запускает каскад реакций, ведущий к выбросу нейромедиаторов. Ранее он считался «кардиоспецифичным[27]» рецептором, так как изначально был обнаружен в наибольших концентрациях в предсердных отделах проводящей системы сердца. Однако в дальнейшем 5-НТ4-рецепторы обнаружили и в других тканях и органах: ЖКТ, мочевой пузырь, надпочечники. В ЦНС: скорлупа, хвостатое ядро, прилежащее ядро, бледный шар, чёрное вещество, реже встречается в неокортексе, ядрах шва, Варолиевом мосту. Полностью отсутствуют в мозжечке. В стволе мозга 5-НТ4-рецепторы контролируют деятельность дыхательного центра. На мышах даже был проведён интересный эксперимент: им вводился фентанил в дозах, способных вызвать подавление самостоятельного дыхания, а затем вводились агонисты 5-НТ4-рецепторов (конкретнее – BIMU-8). В результате у подопытных животных восстановилось самостоятельное дыхание, но обезболевающее действие фентанила осталось[28]. Теоретически, данный эффект можно использовать для расширения «терапевтического окна» опиоидных анальгетиков.
Вклад мутаций гена этого рецептора в развитие шизофрении достаточно противоречив, однако их связь с возникновением биполярного расстройства подтверждёна достоверно.
Серотониновые рецепторы типа 5-НТ5
Среди всех рецепторов серотонина этот тип является наименее изученным. Пока известно лишь то, что в геноме человека представлено 2 подтипа – 5-НТ5А и 5-НТ5В. Однако, ген второго подтипа является псевдогеном, т.к. в его последовательности содержится стоп-кодон, что делает его нефункциональным. У грызунов гены обоих подтипов рецептора являются функциональными.
Касательно расположения – методом RT-PCR (ПЦР в реальном времени) установлено, что экспрессия функционального гена 5-НТ5А-рецептора наблюдается лишь в мозге. Кстати, исследователей, публикующих статьи на тему данного типа рецепторов, можно поблагодарить за то, что они публикуют и негативные результаты. Например, мутации 5-НТ5-рецептора не влияют на развитие тревожных расстройств. Однако, в некоторых публикациях содержатся указания на его возможную роль в развитии шизофрении (полиморфизм Pro-15-Ser, присутствие которого увеличивает риск возникновения данного заболевания) и регуляции циркадных ритмов. На сегодняшний день достоверно установлена связь мутаций этого рецептора с т.н. «исследовательским поведением» (exploratory behaviour), а проще говоря – любознательностью. Также исследования выявили, что у мышей, нокаутных по 5-НТ5А-рецептору, снижено двигательное возбуждение при введении ЛСД.
Кстати, несмотря на малую изученность, мы все хотя бы раз в жизни кушали блокаторы 5-НТ5-рецепторов. Я говорю о валерьяне лекарственной, которая содержит валереновую кислоту. Помимо позитивной аллостерической модуляции работы ГАМК-А-рецептора, это вещество также возбуждает серотониновые 5-НТ5-рецепторы, которые оказывают тормозящее действие на выброс нейромедиаторов, что также осуществляет вклад в анксиолитические и седативные эффекты экстракта валерианы.
Серотониновые рецепторы типа 5-НТ6
Рецепторы данного типа обнаружены исключительно в мозге: обонятельный бугорок, прилежащее ядро, кора больших полушарий, полосатое тело, хвостатое ядро, гиппокамп, зернистый слой мозжечка. Предполагается, что он участвует в регуляции процессов запоминания, координации движений и возникновении эмоций.
Несмотря на то, что рецепторы данного типа считаются возбуждающими (при активации увеличивают уровень цАМФ в цитоплазме нейрона), их влияние на выброс других нейромедиаторов неоднозначно: нейроны, содержащие 5-НТ6-рецепторы и расположенные во фронтальной области коры, при возбуждении специфическими агонистами выбрасывают большие количества ацетилхолина и глутамата, в то время как введение антагонистов увеличивает концентрацию дофамина и норадреналина. Интересно, что активация 5-НТ6-рецепторов, расположенных на ГАМКэргических нейронах, оказывает в целом тормозящий эффект, т.е. наблюдается выброс ГАМК.
Неоднозначное влияние данного рецептора на процессы в ЦНС упомянуто не зря, так как его агонисты, например EDMT, несмотря на стимуляцию выброса ацетилхолина и глутамата, ухудшали процессы запоминания у экспериментальных животных: подавлялась как кратковременная, так и долговременная память. Интересно, что антагонисты 5-НТ6-рецепторов исследуются в качестве перспективных лекарств от болезни Альцгеймера и других форм когнитивной недостаточности (в настоящее время выявлено несколько мутаций гена этого рецептора, значительно увеличивающих риск развития нейродегенеративных заболеваний), а агонисты – в качестве антидепрессантов и анксиолитиков. Новый 5-НТ6 агонист E-6837 в данный момент проходит испытания на животных в качестве средства для подавления аппетита, где он показал себя более эффективным и безопасным средством, нежели использующийся в настоящее время сибутрамин.
Серотониновые рецепторы типа 5-НТ6
Эти метаботропные серотониновые рецепторы также запускают процессы высвобождения нейромедиаторов путём запуска каскада реакций фосфорилирования через цепь вторичных мессенджеров, т.е. являются «возбуждающими». Изначально они были идентифицированы в качестве подтипа 5-НТ1-рецепторов, однако позже, благодаря изучению их структуры и аминокислотной последовательности, были выделены в отдельный тип.
Эти рецепторы регулируют тонус гладкой мускулатуры ЖКТ и сосудов, циркадные ритмы, процессы запоминания и обработки информации, также они участвуют в терморегуляции. Обнаруживаются в таламусе, гипоталамусе, неокортексе и гиппокампе. Интересно, что согласно последним исследованиям функции 5-НТ7-рецептора этим не ограничиваются. Более того, опыты показали, что, например, его активация может как усиливать, так и подавлять ноцицепцию. Не менее неоднозначным является факт, что мыши, нокаутные по гену этого рецептора, проявляют в опытах иное поведение, нежели животные с рецептором, заблокированным специфическими антагонистами! Бельгийские учёные в своей статье[29] предлагают следующее объяснение такому сильному различию в результатах экспериментов: при определённых условиях часть рецепторов является Gs-связанными, как и было установлено изначально при открытии 5-НТ7, однако ещё часть связывается с другими G-белками, реализуя своё действие через иные сигнальные каскады.
5-НТ7 может присутствовать в трёх различных вариантах, являющихся продуктом одного гена HTR7 и получающихся в результате альтернативного сплайсинга – 5-НТ7(а), 5-HT7(b) и 5-HT7(d). Между этими изоформами нет существенной разницы в связывании химических веществ – агонисты, как и антагонисты, имеют к ним одинаковый аффинитет. Различие заключается в уровнях, на которые повышается цАМФ при активации рецептора специфическими агонистами – изоформа 5-HT7(d) является наиболее активной[30].
Перед тем как рассмотреть белок SERT, являющийся одним из ключевых моментов в работе серотонинэргических синапсов, следует привести сводную таблицу с функциями серотониновых рецепторов для закрепления.
NVgkuENxHUE
Серотониновый транспортёр (SERT)
Помимо рецепторов, не менее важным звеном серотонинэргической сигнализации является серотониновый транспортёр (SERT). Он осуществляет обратный захват нейромедиаторов из синапса обратно в клетку. Интересно, что многие представляют себе этот белок в качестве свободно находящегося в цитоплазме фермента (вроде моноаминоксидазы), который «цепляет» молекулы серотонина и закачивает их обратно. Такое представление в корне неверно:этот белок заякорен на клеточной мембране. Этот белок является Na/Cl-зависимым транспортёром, переносящим серотонин вместе с ионами натрия внутрь клетки.
Источник: журнал Nature
Источник: журнал Nature
Источник: http://www.bloodjournal.org/
Источник: http://www.bloodjournal.org/
Он контролирует концентрацию серотонина, доступного для связывания с рецепторами. Неудивительно, что он является мишенью множества психоактивных веществ, например антидепрессантов. Подробнее механизм влияния концентрации серотонина на плотность рецепторов был уже рассмотрен выше. Стоит также отметить, что патологии (мутации, в т.ч. и SNP) связанные с этим белком-транспортером, влияют не только на вероятность развития различных психических заболеваний (шизофрения, ОКР, биполярное расстройство, депрессия), но и на выраженность ответа на их лечение[31]. Кстати, если читатель – белый европеоид, то ему повезло – он легче перенесёт лечение антидепрессантами группы СИОЗС (сертралин, пароксетин, флувоксамин, флуоксетин, эсциталопрам). Меньше повезло азиатам – у них переносимость СИОЗС гораздо ниже, т.е. имеется больший риск развития побочных эффектов, также снижена эффективность при лечении препаратами данной группы.
Роль серотонина в свертывании крови
Как уже было описано выше, специфические рецепторы присутствуют и на тромбоцитах. При их активации серотонином запускается каскад реакций вторичных мессенджеров. Ключевую роль в них играет G-белок, который является ключевым для дальнейших биохимических реакций, которые можно разделить несколько путей:
  1. Активация фактора обмена гуаниновых нуклеотидов p115 RhoGEF и лейкемия-ассоциированного фактора обмена нуклеотидов LARG. Они, в свою очередь, активируют ГТФазу RhoA. (Которая может быть активирована серотонином напрямую в ходе рецептор-независимого взаимодействия – серотонилирования, с помощью фермента трансглутаминазы. Интересно, что нахождение трансглутаминазы в тромбоцитах было установлено ещё 50 лет назад, в то время как её роль в переносе серотонина была выявлена относительно недавно). Она запускает работу Ro-ассоцированной киназы (ROCK), которая через промежуточные киназы LIMK1 и LIMK2 фосфорилирует кофилин (белок ответственный за деполимеризацию актина) и тем самым выключает его. Также ROCK путём фосфорилирования регуляторной субъединицы выключает работу MLCP (в некоторых источниках – MYPT1, фосфатаза лёгких цепей миозина), что выражается в снижении уровня фосфорилирования самого миозина. Все эти эффекты, направленные на регуляцию белков цитоскелета, происходят ради изменения формы тромбоцита, что необходимо для их агрегации в месте повреждения кровеносных сосудов.
  2. Параллельно протекает ещё один процесс. G-белок запускает работу фосфолипаз  PLC-beta2/3. Фосфолипазы С расщепляют фосфатидилинозитолбисфосфат (PIP2) на диацилглицерол (DAG) и инозитолтрифосфат (IP3). В данный момент нам интересен лишь DAG (вместе с ионами кальция, см. ниже), который запускает протеинкиназу С (PKC-alpha). Эта протеинкиназа фосфорилирует синтаксин 4 (Syntaxin 4) и SNAP-23, которые, будучи в активном состоянии, вместе с белком VAMP3 запускают процесс высвобождения везикул с сигнальными веществами. Интересно, что эти везикулы содержат в том числе и сам серотонин, чьё повышение концентрации «рекрутирует» другие тромбоциты для участия в процессе образования тромба.
  3. Теперь обратимся к другом продукту работы фосфолипазы – IP3. Он, взаимодействуя с со специфическим рецептором инозитолтрифосфата (IP3R1), запускает высвобождение кальция из эндоплазматического ретикулума в цитозоль. Ионы кальция, помимо активации вышеупомянутой протеинкиназы С, участвуют в повышении сродства рецепторов белков клеточной адгезии (интегрины бета 3, альфа 2b; комплекс интегринов альфа 2b/бета 3) к фибриногену. Этот процесс необходим для эффективного «слипания» тромбоцитов между собой и образования тромба. 
Полная схема этого процесса. Источник: http://www.bio-rad.com/webroot/web/images/lsr/global/english/products/amplification_pcr/primepcr/pathway/zoom_out/2442_map.png
Полная схема этого процесса.
Источник: http://www.bio-rad.com/webroot/web/images/lsr/global/english/products/amplification_pcr/primepcr/pathway/zoom_out/2442_map.png
Заключение
Несомненно, я бы мог рассказать уважаемому читателю об увлекательных видениях и обманах восприятия, которые человеческий мозг генерирует будучи отравленым ЛСД или мескалином. Однако, согласно современным представлениям о природе галлюцинаций, их содержание не зависит от источника их вызвавшего. Конечно, в обсуждении этой статьи обязательно появятся люди, которые будут утверждать что под 25N-nBOMe к ним приходят красные эльфы, а под 25I-nBOMe – зелёные, но это будет лишь субъективным опытом, не относящимся к широкой выборке, и, скорее всего, зависящим от сеттинга трипа. В плацебо-контролируемых рандомизированных многоцентровых исследованиях было выявлено, что вышеупомянутый 25N-nBOMe у разных людей в разной обстановке даёт совершенно разные результаты: кто-то о либеральных реформах с портретом Парфёнова беседует, кто-то рыбок ловит, а кто-то ацтекские узоры на стенах ищет.
Кроме шуток. Многие психоактивные вещества, которые используются в медицине для лечения различных заболеваний, не являются продуктом каких-нибудь сложных SAR-расчётов, просто так звёзды сложились – внимательные клиницисты начали обращать внимание на состояние пациентов после введение противовоспалительных, сосудосуживающих или антигистаминных веществ. Сейчас, для того, чтобы разработать новое лекарство от депрессии или грозный хардкорный психоделик, валящий с ног ветеранов DOB-оедов, не нужно несколько лет стоять за колбами и пробирками – достаточно иметь данные о трёхмерной структуре рецептора и сайтах связывания, голову на плечах и немного воображения.
Я надеюсь, что эта статья выйдет чуточку ранее 19 апреля – знаменательного для для всей психофармакологии и нейрофизиологии, когда Альберт Хоффман испытал на себе эффекты ЛСД. Именно 19 апреля миру было показано, что 100 микрограмм вещества, которые даже невооружённым взглядом увидеть трудно, способны изменить ход мыслей одного человека и ход истории для миллионов.
Автор: Anonimch
Изображения: Антон Осипенко
Редакция: Deepest Depths, Алексей Дорохов, Михаил Гусев, Диана Мавлютова
Источники
[1] http://trv-science.ru/2009/03/03/shizofreniya-kak-posledstvie-ehvolyucii-mozga/
[2] P.Khaitovich et al. Metabolic changes in schizophrenia and human brain evolution. Genome Biology. 2008. 9: R124. http://genomebiology.com/2008/9/8/R124
[3] Glick SD, Maisonneuve IM, Szumlinski KK (2001). «Mechanisms of action of ibogaine: relevance to putative therapeutic effects and development of a safer iboga alkaloid congener». Alkaloids Chem Biol. The Alkaloids: Chemistry and Biology 56: 39–53.
[4] Walther DJ, Peter JU, Winter S, Höltje M, Paulmann N, Grohmann M, Vowinckel J, Alamo-Bethencourt V, Wilhelm CS, Ahnert-Hilger G, Bader M. (2003). Serotonylation of small GTPases is a signal transduction pathway that triggers platelet alpha-granule release. Cell. 115(7):851-62
[5] Serotonin and its metabolism in basal deuterostomes: insights from Strongylocentrotus purpuratus and Xenoturbella bocki
Leah N. Squires, Stanislav S. Rubakhin, Andinet Amare Wadhams, Kristen N. Talbot, Hiroaki Nakano, Leonid L. Moroz, Jonathan V. Sweedler
Journal of Experimental Biology 2010 213: 2647-2654; doi: 10.1242/jeb.042374
[6] Qi YX, Xia RY, Wu YS, Stanley D, Huang J, Ye GY (2014). «Larvae of the small white butterfly, Pieris rapae, express a novel serotonin receptor». J. Neurochem. 131: 767–77. doi:10.1111/jnc.12940. PMID 25187179.
[7] Drago A, Ronchi DD, Serretti A (August 2008). «5-HT1A gene variants and psychiatric disorders: a review of current literature and selection of SNPs for future studies». Int. J. Neuropsychopharmacol. 11 (5): 701–21. doi:10.1017/S1461145707008218. PMID 18047755.
[8] Shoval G, Bar-Shira O, Zalsman G, John Mann J, Chechik G (Jul 2014). «Transitions in the transcriptome of the serotonergic and dopaminergic systems in the human brain during adolescence». European Neuropsychopharmacology 24 (7): 1123–32. doi:10.1016/j.euroneuro.2014.02.009. PMID 24721318.
[9] «Further evidence of association of OPRD1 & HTR1D polymorphisms with susceptibility to anorexia nervosa.» Brown KM, Bujac SR, Mann ET, Campbell DA, Stubbins MJ, Blundell JE. Biol Psychiatry. 2007 Feb 1;61(3):367-73. Epub 2006 Jun 27.PMID:16806108
[10] J Pharmacol Exp Ther. 2011 Jun;337(3):860-7. doi: 10.1124/jpet.111.179606. Epub 2011 Mar 21.
Toward selective drug development for the human 5-hydroxytryptamine 1E receptor: a comparison of 5-hydroxytryptamine 1E and 1F receptor structure-affinity relationships.
Klein MT1, Dukat M, Glennon RA, Teitler M.
[11] Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2003 Apr 1;118B(1):36-40.
Suicide and serotonin: study of variation at seven serotonin receptor genes in suicide completers.
Turecki G1, Sequeira A, Gingras Y, Séguin M, Lesage A, Tousignant M, Chawky N, Vanier C, Lipp O, Benkelfat C, Rouleau GA.

[12] Zhang C, Marek GJ (January 2008). «AMPA receptor involvement in 5-hydroxytryptamine2A receptor-mediated pre-frontal cortical excitatory synaptic currents and DOI-induced head shakes». Progress in Neuro-psychopharmacology & Biological Psychiatry 32 (1): 62–71. doi:10.1016/j.pnpbp.2007.07.009. PMID 17728034.
[13] https://vimeo.com/16782003
[14] Harvey JA (2003). «Role of the serotonin 5-HT(2A) receptor in learning». Learn. Mem. 10 (5): 355–62. doi:10.1101/lm.60803. PMC 218001. PMID 14557608.
[15] Nau F, Yu B, Martin D, Nichols CD (2013). «Serotonin 5-HT2A Receptor Activation Blocks TNF-a Mediated Inflammation In Vivo». PLOS ONE 8 (10): e75426. doi:10.1371/journal.pone.0075426. PMID 24098382.
[16] Yu B, Becnel J, Zerfaoui M, Rohatgi R, Boulares AH, Nichols CD (November 2008). «Serotonin 5-hydroxytryptamine(2A) receptor activation suppresses tumor necrosis factor-_-induced inflammation with extraordinary potency». J. Pharmacol. Exp. Ther. 327 (2): 316–323. doi:10.1124/jpet.108.143461. PMID 18708586.
[17] Moreno JL, Muguruza C, Umali A, Mortillo S, Holloway T, Pilar-Cuéllar F, Mocci G, Seto J, Callado LF, Neve RL, Milligan G, Sealfon SC, López-Giménez JF, Meana JJ, Benson DL, González-Maeso J (2012). «Identification of Three Residues Essential for 5-Hydroxytryptamine 2A-Metabotropic Glutamate 2 (5-HT2A{middle dot}mGlu2) Receptor Heteromerization and Its Psychoactive Behavioral Function». Journal of Biological Chemistry 287 (53): 44301–44319. doi:10.1074/jbc.M112.413161. PMC 3531745. PMID 23129762.
[18] Moreno JL, Holloway T, Albizu L, Sealfon SC, González-Maeso J (2011). «Metabotropic glutamate mGlu2 receptor is necessary for the pharmacological and behavioral effects induced by hallucinogenic 5-HT2A receptor agonists». Neuroscience Letters 493 (3): 76–79. doi:10.1016/j.neulet.2011.01.046. PMC 3064746. PMID 21276828.
[19] Chambers JJ, Kurrasch-Orbaugh DM, Parker MA, Nichols DE (March 2001). «Enantiospecific synthesis and pharmacological evaluation of a series of super-potent, conformationally restricted 5-HT(2A/2C) receptor agonists». Journal of Medicinal Chemistry 44 (6): 1003–10. doi:10.1021/jm000491y. PMID 11300881.
[20] Serretti A, Drago A, De Ronchi D (2007). «HTR2A gene variants and psychiatric disorders: a review of current literature and selection of SNPs for future studies». Current medicinal chemistry 14 (19): 2053–69. doi:10.2174/092986707781368450. PMID 17691947.
[21] FEBS Lett. 1996 Aug 5;391(1-2):45-51. «Immunohistochemical localisation of the serotonin 5-HT2B receptor in mouse gut, cardiovascular system, and brain» Choi DS1, Maroteaux L.
[22] Ebrahimkhani MR, Oakley F, Murphy LB, Mann J, Moles A, Perugorria MJ, Ellis E, Lakey AF, Burt AD, Douglass A, Wright MC, White SA, Jaffré F, Maroteaux L, Mann DA (Dec 2011). «Stimulating healthy tissue regeneration by targeting the 5-HT₂B receptor in chronic liver disease». Nature Medicine 17 (12): 1668–73. doi:10.1038/nm.2490. PMC 3428919. PMID 22120177.
[23] Diaz SL, Maroteaux L (Sep 2011). «Implication of 5-HT(2B) receptors in the serotonin syndrome». Neuropharmacology 61 (3): 495–502. doi:10.1016/j.neuropharm.2011.01.025. PMID 21277875.
[24] Synapse. 2001 Oct;42(1):12-26. «Regional distribution and cellular localization of 5-HT2C receptor mRNA in monkey brain: comparison with [3H]mesulergine binding sites and choline acetyltransferase mRNA.» López-Giménez JF1, Mengod G, Palacios JM, Vilaró MT.
[25] Iwamoto K, Kato T (August 2003). «RNA editing of serotonin 2C receptor in human postmortem brains of major mental disorders». Neurosci. Lett. 346 (3): 169–72. doi:10.1016/S0304-3940(03)00608-6. PMID 12853111.
[26] Krzywkowski, K., Davies, P. A., Feinberg-Zadek, P. L., Brauner-Osborne, H., Jensen, A. A. High-frequency HTR3B variant associated with major depression dramatically augments the signaling of the human 5-HT(3AB) receptor. Proc. Nat. Acad. Sci. 105: 722-727, 2008. PubMed: 18184810
[27] Blondel, O., Vandecasteele, G., Gastineau, M., Leclerc, S., Dahmoune, Y., Langlois, M., Fischmeister, R. Molecular and functional characterization of a 5-HT(4) receptor cloned from human atrium. FEBS Lett. 412: 465-474, 1997. [PubMed: 9276448] [28] Manzke, T., Guenther, U., Ponimaskin, E. G., Haller, M., Dutschmann, M., Schwarzacher, S., Richter, D. W. 5-HT4(a) receptors avert opioid-induced breathing depression without loss of analgesia. Science 301: 226-229, 2003. [PubMed: 12855812] [29]  Role of the 5-HT7 receptor in the central nervous system: from current status to future perspectives. Matthys A, et al. Mol Neurobiol, 2011 Jun. PMID 21424680
[30] Krobert KA and Levy FO (2002) The human 5-HT7 serotonin receptor splice variants: constitutive activity and inverse agonist effects. Br J Pharmacol 135(6):1563-1571. (2002). «The human 5-HT7 serotonin receptor splice variants: constitutive activity and inverse agonist effects.». British Journal of Pharmacology 135 (6): 1563–71. doi:10.1038/sj.bjp.0704588. PMC 1573253. PMID 11906971.
[31] Acta Clin Croat. 2013 Sep;52(3):353-62.
Serotonin transporter gene (5-HTTLPR) polymorphism and efficacy of selective serotonin reuptake inhibitors—do we have sufficient evidence for clinical practice.
Karlović D1, Karlović D2.