Блог

Действие отрубей на кишечник


Польза и вред отрубей. Как правильно употреблять отруби с пользой для кишечника и здоровья?

  • Подписаться
  • Лента публикаций
  • Последние публикации
  • Лучшие публикации
    • за все время

Мозг - Урок 3 - Наркотики меняют способ общения нейронов (Страница 1 из 2)

Краткий обзор


Источник: Принципы нейронологии, 3-е издание, Эрик Р. Кандел, Джеймс Х. Шварц, Томас М. Джесселл © McGraw-Hill Companies. (м = митохондрии)

Обзор

Студенты развивают свое понимание нейротрансмиссии, узнавая, как различные наркотики нарушают связь между нейронами. Затем учащиеся проводят задание, исследуя влияние кофеина на частоту сердечных сокращений.Наконец, студенты анализируют данные о том, как то, как препарат попадает в организм, влияет на его действие.

Основная концепция

Наркотики влияют на биологию и химию мозга.

Цели

К концу этих мероприятий студенты будут

  • понимают, что определенные лекарства избирательно влияют на нейротрансмиссию, а
  • понимают, что действие лекарственного средства зависит от дозировки и пути введения.

Связь фундаментальных наук и здравоохранения

Наркотики, вызывающие злоупотребление, являются ценными инструментами для исследования функции мозга, поскольку они могут имитировать или блокировать действия нейротрансмиттеров и, таким образом, оказывать влияние на гомеостаз и поведение.

Справочная информация

Наркотики нарушают нейротрансмиссию

Как наркотики влияют на мозг и поведение? Урок 1 познакомил студентов с идеей, что определенная область мозга, система вознаграждения (часть лимбической системы) регулирует чувство удовольствия и что эта область активируется наркотиками, вызывающими злоупотребление.Но что на самом деле делают наркотики в этой области мозга? Наркотики нарушают нейротрансмиссию. В частности, наркотики, вызывающие злоупотребление, вызывают чувство удовольствия, изменяя нейротрансмиссию нейронов в системе вознаграждения, которые высвобождают нейромедиатор дофамин. 1, 2 Таким образом, злоупотребление наркотиками изменяет коммуникацию между нейронами, которая опосредуется дофамином. Поскольку синапс очень сложен, существует множество мест, где лекарства могут влиять на синаптическую передачу. Один из способов повлиять на синаптическую передачу - увеличить количество нейромедиатора, высвобождаемого в синаптическое пространство.Такие наркотики, как алкоголь, героин и никотин, косвенно возбуждают дофамин-содержащие нейроны в вентральной тегментальной области (VTA), так что они производят больший потенциал действия. 1, 2 По мере увеличения числа потенциалов действия, увеличивается и количество дофамина, высвобождаемого в синапс. Амфетамины (например, метамфетамин, кристалл, чудак) на самом деле вызывают высвобождение дофамина из везикул. Это не зависит от скорости потенциалов действия и, в зависимости от дозы, может вызвать относительно быстрое и продолжительное повышение внеклеточного уровня дофамина.


Рисунок 3.1: Метамфетамин изменяет нейротрансмиссию дофамина двумя способами. Метамфетамин проникает в нейрон, проходя непосредственно через мембраны нервных клеток. Он переносится к терминалам нервных клеток с помощью молекул-переносчиков, которые обычно переносят дофамин или норэпинефрин. В нервном окончании метамфетамин попадает в везикулы, содержащие дофамин или норэпинефрин, и вызывает высвобождение нейромедиатора. Метамфетамин также блокирует переносчик дофамина от перекачки дофамина обратно в передающий нейрон.Таким образом, метамфетамин действует аналогично кокаину.

Никотин не только действует на тело клетки в VTA, увеличивая количество потенциалов действия и количество везикул, высвобождаемых нейроном, но он также действует посредством другого механизма, изменяя высвобождение дофамина. Когда никотин связывается с никотиновыми рецепторами на допаминсодержащих окончаниях аксонов в прилежащем ядре, с каждым потенциалом действия высвобождается больше дофамина. 1


Рис. 3.2: Никотин связывается со специфическими рецепторами пресинаптического нейрона.Когда никотин связывается с рецепторами в теле клетки, он возбуждает нейрон, вызывая больше потенциалов действия (электрические сигналы, представленные зубчатой ​​формой в левом нижнем углу рисунка), которые движутся к синапсу, вызывая большее высвобождение дофамина (на рисунке не показано). ). Когда никотин связывается с рецепторами никотина на нервном окончании (показано выше), количество дофамина, высвобождаемого в ответ на потенциал действия, увеличивается.

Лекарства могут также изменять синаптическую передачу, напрямую воздействуя на постсинаптические рецепторы.Некоторые лекарства активируют рецепторы, а другие блокируют их.

В то время как ТГК (основное психоактивное химическое вещество в марихуане) и морфин активируют определенные рецепторы, другие наркотики блокируют определенные рецепторы. Кофеин, мягкий стимулятор, содержащийся в кофе и некоторых безалкогольных напитках, оказывает свое действие, предотвращая связывание нейромедиатора / нейромодулятора, называемого аденозином, с его рецептором. Обычно связывание аденозина с его рецептором вызывает седативный эффект; это естественный стимулятор сна. Вместо того чтобы вызывать седативный эффект, блокирование рецепторов аденозина кофеином приводит к повышению активности и уровня возбуждения. 1,3

Действие некоторых лекарств очень сложное. ЛСД, например, действует на рецепторы серотонина. Серотонин, важный нейротрансмиттер во многих областях мозга, участвует в регулировании широкого спектра функций, включая настроение и основные функции выживания, такие как сон и еда. Ученые продолжают изучать, как действуют галлюциногены, но, очевидно, ЛСД активирует некоторые рецепторы серотонина (ЛСД действует как агонист рецепторов) и блокирует другие рецепторы серотонина (ЛСД действует как антагонист рецепторов). 1

Третий способ повлиять на синаптическую передачу - это изменить удаление нейротрансмиттеров из синапса. Кокаин и амфетамины действуют таким образом (это второй способ, которым амфетамины могут изменять нейротрансмиссию). 1,3 Оба препарата блокируют транспортер дофамина (насос обратного захвата), который удаляет дофамин из синапсов. В результате происходит довольно быстрое и стойкое повышение уровня дофамина в синапсах, вызывающее чувство эйфории и благополучия. Большинство наркотиков, вызывающих злоупотребление, не блокируют ферментативное разрушение нейромедиаторов, хотя было показано, что курение снижает уровень фермента, расщепляющего нейротрансмиттеры, моноаминоксидазы.


Рис. 3.3: Когда кокаин попадает в мозг, он блокирует переносчик дофамина от перекачки дофамина обратно в передающий нейрон, заполняя синапс дофамином. Это усиливает и продлевает стимуляцию принимающих нейронов в цепях удовольствия мозга, вызывая кокаиновый кайф.

Алкоголь влияет на нейроны мозга несколькими способами. Он изменяет их мембраны и ионные каналы, ферменты и рецепторы, а также напрямую связывается с рецепторами ацетилхолина, серотонина и ГАМК и рецепторами NMDA для глутамата.ГАМК обычно снижает активность нейронов, позволяя ионам хлора проникать в постсинаптические нейроны. Этот эффект усиливается, когда алкоголь связывается с рецептором ГАМК, и активность нейрона еще больше снижается, что объясняет седативный эффект алкоголя.

Алкоголь также снижает возбуждающее действие глутамата, блокируя рецептор, активируемый глутаматом, рецептор NMDA. Известно, что рецепторы NMDA участвуют в синаптической пластичности, клеточном механизме обучения и памяти.Однако хроническое употребление алкоголя постепенно делает рецепторы NMDA сверхчувствительными к глутамату, одновременно снижая чувствительность рецепторов ГАМК.

Алкоголь также помогает увеличить высвобождение дофамина с помощью процесса, который до сих пор плохо изучен, но, по-видимому, связан с ограничением активности фермента, расщепляющего дофамин.

Наркотики, имитирующие естественные химические вещества тела

Способность лекарств прерывать нормальную синаптическую передачу может показаться странной.В конце концов, если рецепторы обладают такой высокой специфичностью для одного типа партнера по связыванию, как лекарства могут нарушить этот процесс? Ответ кроется в схожести по форме или структуре препаратов с естественными химическими веществами организма. Например, рецепторы в головном мозге, связывающие морфин и другие опиоиды, распознают природные опиоидные пептиды, называемые эндорфинами и энкефалинами, которые вырабатываются нашим мозгом и используются в качестве нейротрансмиттеров. 4 Это эволюционное совпадение, что эти рецепторы также распознают химическое вещество (лекарство) растительного происхождения.Это совпадение - палка о двух концах. Опиоидные соединения, полученные из растений, являются одновременно наиболее сильными анальгетиками (обезболивающими) и одними из самых сильнодействующих лекарств, вызывающих привыкание. Морфин продолжает оставаться одним из самых эффективных препаратов для облегчения боли, связанной со многими хроническими заболеваниями. При злоупотреблении опиоиды часто принимают в дозах, превышающих предписанные, или другими способами, кроме предписанных (например, инъекционно или перорально), что, стимулируя дофаминовые клетки в VTA, может вызвать глубокое чувство удовольствия (эйфория ).Тетрагидоканнабинол (ТГК), активный ингредиент марихуаны, связывается со специфическими рецепторами в мозге, называемыми каннабиноидными рецепторами, которые были обнаружены, потому что ученые пытались понять, как работает марихуана. Впоследствии были идентифицированы естественные (эндогенные) передатчики, которые связывают эти рецепторы, один из которых называется анандамидом. Каннабиноидная система широко распространена в мозге и организме и, как считается, играет роль в широком спектре физиологической активности, включая память, аппетит, восприятие боли и иммунную регуляцию.Открытие этой системы может позволить ученым разработать лекарства (без злоупотребления марихуаной и других негативных последствий для здоровья) от множества заболеваний, включая ожирение, шизофрению, рассеянный склероз и наркоманию.

Наркотики, вызывающие злоупотребление, обладают общим действием: они действуют на систему вознаграждения мозга. В рамках этой системы все они (за исключением, возможно, ЛСД) обладают общей способностью повышать уровень дофамина в прилежащем ядре. Это почти наверняка объясняет положительные (доставляющие удовольствие) эффекты злоупотребления наркотиками.

Действие лекарств не ограничивается механизмом вознаграждения в мозге. Лекарства могут действовать в различных областях мозга, оказывая свое действие, но их способность изменять нейротрансмиссию дофамина в вентральной тегментальной области (VTA) и прилежащем ядре является исходным и одним из наиболее важных факторов, способствующих продолжению употребления наркотиков.

Многие факторы определяют, как лекарство влияет на человека. Некоторые из них являются биологическими. Например, генетика может повлиять на чувствительность человека к лекарству или на то, как быстро лекарство метаболизируется и выводится из организма.Но факторы окружающей среды также могут иметь значение - стресс или травма могут изменить отношение человека к наркотикам. Два фактора, которые особенно важны, - это доза препарата и способ введения, которые влияют на скорость его попадания в мозг.

Доза изменяет действие лекарства

Чтобы лекарство подействовало, оно должно поступить в организм, всасываться в кровоток и доставлено в мозг. Лекарства можно принимать в различных дозах - от низких, не оказывающих заметного эффекта, до умеренных, вызывающих желаемый эффект, до больших и неприятных или даже токсичных (рис.4). Не все будут одинаково реагировать на определенную дозу лекарства - на это могут повлиять многие факторы, в том числе упомянутые выше, а также возраст, пол и история употребления этого лекарства или других родственных ему наркотиков. Однако большинство лекарств при приеме в высоких дозах вызывают эффекты, которые являются как нежелательными, так и потенциально опасными для здоровья (передозировка).


Рисунок 3.4: Действие препарата зависит от дозы.

Наркотики проникают в мозг разными путями

В дополнение к дозе способ приема лекарства может существенно изменить реакцию на лекарство.Вдыхаемый (куренный) наркотик очень быстро попадает в мозг. Вдыхаемые лекарства попадают прямо из легких в левую часть сердца, где попадают в артериальную систему кровообращения, которая переносит их в мозг. Марихуана и никотин являются примерами наркотиков, которые обычно попадают в организм при вдыхании (курении). Интенсивность действия ингаляционных лекарств может быть несколько меньше, чем у инъекционных, потому что меньше лекарства попадает в мозг; часть препарата будет выдыхаться вместе с остальными компонентами дыма.Препарат, вводимый внутривенно, также быстро попадает в мозг, где может оказывать свое действие. Например, быстрое прохождение инъекционного героина связано с высоким риском передозировки. В некоторых случаях героин может достичь смертельного уровня быстрее, чем может быть получена медицинская помощь, чтобы остановить передозировку. Третий способ введения лекарств - нюхание или вдыхание. Нюхательное или вдыхаемое лекарство вводится через нос, где оно всасывается через слизистые оболочки, выстилающие носовые ходы.На телевидении и в фильмах часто изображают нюхание кокаина. Эффект от лекарств, принимаемых этим методом, будет менее интенсивным, чем при инъекциях или ингаляциях, потому что лекарству требуется больше времени, чтобы попасть в мозг.

Пути администрирования
Проглатывание
Вдыхание
Инъекционное фырканье / нюхание
Через кожу

Рис. 3.5: Наркотики попадают в мозг разными путями.

Другой путь введения - пероральный прием. Большинство людей знакомы с приемом лекарств в твердом или жидком виде внутрь. Таким образом люди также могут принимать наркотики. К лекарствам, которые обычно принимают внутрь, относятся стимуляторы и депрессанты. Лекарства, принимаемые перорально, попадают в кровоток медленнее, чем любым другим путем. При проглатывании лекарства попадают в желудок и кишечник, где всасываются в кровоток. Они не только дольше действуют, но и организм начинает их метаболизировать, прежде чем они смогут воздействовать на мозг.Ферменты в желудке, кишечнике и печени начинают расщеплять лекарства, чтобы их можно было вывести из организма.

Как показано на рис. 3.6, путь введения вызывает резкие различия в начале, интенсивности и продолжительности действия лекарства. Метамфетамин, например, можно курить, вдыхать, принимать внутрь или вводить путем инъекций. Если наркотик курит или вводят ему инъекцию, пользователь почти сразу испытывает интенсивный прилив или «вспышку», которая длится несколько минут. Нюхание метамфетамина вызывает чувство эйфории в течение трех-пяти минут, в то время как прием внутрь дает эффект в течение 15-20 минут.Кайф от вдыхания или проглатывания не такой сильный, как от инъекционного или курения. 5


Рисунок 3.6: Наркотики попадают в организм разными путями. Интенсивность действия лекарства зависит от того, как он принимается.

заранее

Интернет-мероприятия
Деятельность Веб-компонент?
1 Есть
2
3 Есть


Материалы
Деятельность Материалы
1 оверхед-проектор
компьютеры
2 безалкогольных напитков с кофеином и без кофеина (см. Раздел «Приготовление» ниже)
1 часы или классные часы с секундной стрелкой
3 компьютеров

Препарат

По возможности обеспечьте учащимся доступ к Интернету для выполнения заданий 1 и 3.

По крайней мере, за неделю до выполнения задания 2, отправьте копию магистра 3.4, Письмо родителям домой с каждым учеником, чтобы проинформировать родителей о мероприятии и получить разрешение для учеников употреблять безалкогольный напиток с кофеином или без кофеина во время урока естествознания. . Вы также можете использовать письмо, чтобы попросить каждого студента принести свою банку указанного безалкогольного напитка. Студенты, которые не пьют газировку, могут пить воду в качестве еще одного средства контроля.

Выберите марку безалкогольного напитка с кофеином и без него, чтобы использовать его во время занятия.Студенты должны пить безалкогольные напитки одной марки, потому что каждая марка содержит разное количество кофеина. Если бы студенты пили разные марки или вкусы, результаты было бы трудно интерпретировать, потому что каждый студент, который пил безалкогольный напиток с кофеином, принимал бы разные дозы. Примерно половина студентов должна пить безалкогольный напиток с кофеином, а половина студентов - безалкогольный напиток без кофеина. Учащиеся, не получившие разрешения родителей, могут пить воду, тем самым обеспечивая сравнение с контрольной группой.Вы можете получить необходимые безалкогольные напитки одним из следующих способов:

  • Купите все безалкогольные напитки самостоятельно из школьного бюджета,
  • попросить родительские или бизнес-пожертвования для покрытия расходов, или
  • попросить каждого учащегося принести одну банку безалкогольных напитков, помеченную его или ее именем, только для его или ее употребления. (Если вы используете этот подход, вам нужно будет указать, какой напиток каждый ученик приносит в класс.)

Перед днем ​​упражнения 2 попросите учащихся попрактиковаться в измерении частоты пульса в состоянии покоя, чтобы они привыкли определять свой пульс, считая удары в течение 15 секунд и умножая это число на четыре, чтобы получить частоту пульса в состоянии покоя в течение одной минуты (см. Мероприятие 2).

Процедура

Мероприятие 1: Наркотики изменяют нейротрансмиссию

  1. Обзор нейротрансмиссии со студентами. Может быть полезно, чтобы класс посмотрел онлайн-анимацию нейротрансмиссии, чтобы освежить свои воспоминания. Попросите учащихся ознакомиться с кратким изложением нейротрансмиссии, которое они выполнили на курсе 2.5.
После перехода на веб-сайт щелкните Урок 2 - Нейроны, химия мозга и нейротрансмиссия .
  1. Создайте на доске диаграмму со следующими заголовками:
Изменение нейротрансмиссии Влияние на высвобождение или доступность нейромедиаторов
  1. Спросите студентов, думают ли они, что есть способы, которыми можно изменить нейротрансмиссию. По мере того, как студенты предлагают идеи, заполняйте таблицу на доске. Ищите идеи, задавая такие вопросы, как
  • Что произойдет, если количество определенных компонентов в процессе увеличится или уменьшится?
  • Как это изменение повлияет на реакцию отвечающего нейрона?

Студенты могут предложить различные способы изменения нейротрансмиссии.Например, может быть высвобождено меньше нейротрансмиттеров, что приведет к уменьшению (меньшему количеству) импульсов в отвечающем (постсинаптическом) нейроне. Постсинаптический нейрон может иметь больше или меньше рецепторов; изменение количества рецепторов может вызвать увеличение или уменьшение вероятности срабатывания постсинаптического нейрона. В следующей таблице показаны возможные изменения и ответы на них. На данный момент опустите третий столбец на диаграмме; вы выполните эту часть на шаге 4.

На На На
Изменение нейротрансмиссии Влияние на высвобождение или доступность нейромедиаторов Препарат, действующий таким образом
увеличить количество импульсов повышенный выброс нейромедиаторов никотин, алкоголь, * опиоиды, * марихуана (THC) *
высвобождает нейромедиатор из везикул с импульсами или без них повышенный выброс нейромедиаторов амфетамины, метамфетамин
высвобождает больше нейромедиатора в ответ на импульс повышенный выброс нейромедиаторов никотин
блок обратного захвата больше нейротрансмиттеров присутствует в синаптической щели кокаин, амфетамин
производит меньше нейротрансмиттеров меньше нейротрансмиттера в синаптической щели Пример без препарата
препятствовать высвобождению везикулами нейромедиатора меньше выпущенных нейротрансмиттеров Пример без препарата
блокировать рецептор с другой молекулой, или нейромедиатор не может связываться со своим рецептором на постсинаптическом нейроне Без изменений в количестве выпущенного нейромедиатора LSD, кофеин
* Эти препараты вызывают увеличение выброса дофамина.Однако и алкоголь, и опиоиды действуют косвенно. См. Шаги 10 и 11 для более полного объяснения их действий.
  1. Когда у вас будут заполнены первые два столбца на диаграмме, сообщите учащимся, что определенные лекарства могут вызывать изменения в нейронах, которые они предложили. Напишите название препарата рядом с изменением, как указано в третьем столбце таблицы.

Студенты начнут понимать, что злоупотребление наркотиками мешает и нарушает процесс нейротрансмиссии.Когда нейроны не взаимодействуют нормально, мозг тоже не функционирует нормально.

  1. Покажите прозрачную пленку Master 3.1, Кокаин изменяет нейротрансмиссию , демонстрирующую влияние кокаина на нейротрансмиссию дофамина. Обратите внимание на то, что кокаин блокирует переносчики дофамина. Задайте следующие вопросы:
  • Как это блокирующее действие кокаина влияет на уровень дофамина?
  • Как это влияет на отвечающий постсинаптический нейрон?

Кокаин блокирует насосы обратного захвата дофамина (также называемые переносчиками дофамина).Студенты должны помнить, что переносчики или насосы обратного захвата переносят нейромедиатор, в данном случае дофамин, обратно в пресинаптический нейрон, где он переупаковывается в новые пузырьки. Если насосы обратного захвата не могут функционировать, больше дофамина будет присутствовать в синаптическом пространстве, где он может вызвать большую стимуляцию постсинаптического нейрона.

  1. После того, как ученики поймут, как блокирование переносчиков дофамина изменяет нейротрансмиссию, по возможности покажите классу анимацию воздействия кокаина на нейротрансмиссию в сети.
Чтобы просмотреть анимацию, перейдите на веб-сайт. Выберите Урок 3 - Наркотики изменяют способ общения нейронов .
  1. Обсудите с классом действие другого типа наркотиков, метамфетамина. Покажите прозрачную пленку Master 3.2, Метамфетамин и никотин, нарушающий нейротрансмиссию (только верхняя половина). Объясните, что метамфетамин может действовать подобно кокаину, блокируя переносчики дофамина (насосы обратного захвата).Метамфетамин также действует по-другому, изменяя нейротрансмиссию. Метамфетамин проходит непосредственно через клеточную мембрану нейрона и переносится к окончанию аксона. В терминалах метамфетамин попадает в пузырьки, содержащие дофамин. Затем это запускает высвобождение везикул даже без электрического сигнала (потенциала действия), вызывающего высвобождение везикул. Спросите студентов, как это влияет на постсинаптический нейрон.

Метамфетамин действует двумя способами, изменяя нейротрансмиссию дофамина.Оба действия приводят к увеличению количества дофамина в синаптической щели. Когда в синаптической щели присутствует больше дофамина, вероятность его связывания с рецепторами дофамина на постсинаптическом нейроне выше.

  1. Продолжайте оценивать понимание учащимися того, как наркотики могут влиять на нейротрансмиссию, попросив их подумать о том, как никотин влияет на нейротрансмиссию дофамина в головном мозге. Отобразите прозрачность Master 3.2 (нижняя половина). Объясните, что никотин связывается с рецепторами передающего (пресинаптического) нейрона и заставляет нейрон выделять больше нейромедиатора каждый раз, когда возникает электрический импульс (потенциал действия).Как это влияет на активность постсинаптического (принимающего) нейрона?

Никотин связывается с никотиновыми рецепторами пресинаптического нейрона. Связывание никотина с его рецептором стимулирует генерацию потенциалов действия в нейроне, которые вызывают высвобождение дофамина из нейрона. Освободившийся дофамин может затем связываться со своим рецептором на постсинаптическом нейроне. Никотин также изменяет количество выделяемого дофамина. Когда пресинаптический нейрон запускает потенциал действия, высвобождается больше дофамина, чем обычно.Повышенное количество дофамина в синаптической щели будет связываться с дофаминовыми рецепторами на постсинаптическом нейроне.

  1. Отобразите прозрачную пленку Master 3.3, Как алкоголь влияет на нейротрансмиссию? Сообщите студентам, что в присутствии алкоголя активность ГАМК усиливается, что приводит к большему притоку Cl - в постсинаптический нейрон и, следовательно, большему ингибированию нейрона. Спросите студентов, какой другой тормозящий сигнал они усвоили.

Это упражнение аналогично упражнению 4 в уроке 2. Хотя упражнение в уроке 2 ограничивало сигнальные молекулы до уровня нейротрансмиттеров, лекарства также могут быть сигнальными молекулами, которые влияют на активность нейронов.

Студенты могут получить пользу от рецензирования своих работ по магистерским программам 2.7 и 2.8. Студенты ранее узнали, что ГАМК является тормозным нейромедиатором.

  1. Попросите учащихся использовать то, что они узнали о нейротрансмиссии, чтобы ответить на следующие вопросы:
  • Как алкоголь влияет на активность нейронов?

Алкоголь влияет на нейроны мозга несколькими способами, большинство из которых до конца не изучены.Он изменяет их мембраны, а также ионные каналы, ферменты и рецепторы.

Эффект

ГАМК заключается в снижении нервной активности, позволяя ионам Cl - проникать в постсинаптический нейрон. Эти ионы имеют отрицательный электрический заряд, что снижает возбудимость нейрона. Этот физиологический эффект усиливается, когда алкоголь связывается с рецептором ГАМК, вероятно, потому, что он позволяет ионному каналу оставаться открытым дольше и, таким образом, пропускать больше ионов Cl - в клетку.Активность нейрона будет еще более снижена, что объясняет седативный эффект алкоголя. Этот эффект усиливается, потому что алкоголь также снижает возбуждающее действие глутамата на рецепторы NMDA.

В дополнение к этим эффектам, опосредованным ГАМК, алкоголь может связываться с другими рецепторами. Это также помогает увеличить высвобождение дофамина с помощью процесса, который все еще плохо изучен, но который, по-видимому, включает сокращение активности фермента, расщепляющего дофамин.

  • Если пресинаптический нейрон высвобождает ГАМК в качестве своего нейротрансмиттера, увеличивается или уменьшается количество высвобождаемой ГАМК, когда в организме присутствует алкоголь?

Если активность пресинаптического нейрона снижается, он выделяет меньше нейромедиатора.

  • Как это влияет на высвобождение дофамина из постсинаптического нейрона?

Поскольку ГАМК является тормозным нейротрансмиттером, меньшие количества ее в синаптическом пространстве вызывают меньшее подавление постсинаптического нейрона. Таким образом, активность постсинаптического нейрона увеличивается, и в присутствии алкоголя выделяется больше дофамина.

Если вы заполните строку для алкоголя на диаграмме, как в Master 2.8b, она будет выглядеть следующим образом:

Сигнальная молекула возбуждает или подавляет нейрон №1? Увеличивается или уменьшается активность нейрона №1? Увеличивается или уменьшается количество нейротрансмиттера, высвобождаемого из нейрона №1? Как называется нейромедиатор, выпущенный из Нейрона №1? Является ли нейромедиатор, высвобождаемый из нейрона № 1, возбуждающим или тормозящим? Увеличивается или уменьшается активность нейрона № 2? Увеличивается или уменьшается количество дофамина, высвобождаемого нейроном № 2?
запретить ГАМК ингибиторный
  1. Теперь, когда студенты понимают, как алкоголь влияет на нейротрансмиссию в головном мозге, попросите их сравнить, как алкоголь и кокаин изменяют нейротрансмиссию.Используйте следующие вопросы, чтобы вести обсуждение.
  • Как алкоголь влияет на нейротрансмиссию дофамина, чем кокаин влияет на нейротрансмиссию дофамина?

В отличие от кокаина, алкоголь не действует непосредственно на нейрон, продуцирующий дофамин. Алкоголь действует на другой нейрон, который регулирует активность нейрона, продуцирующего дофамин. Другими словами, алкоголь косвенно воздействует на нейротрансмиссию дофамина, тогда как кокаин действует непосредственно на нейрон, производящий дофамин.(Опиоиды и тетрагидроканнабинол (ТГК), активный ингредиент марихуаны, действуют по механизму, аналогичному механизму алкоголя.)

  • Есть ли сходства в том, как алкоголь и кокаин изменяют нейротрансмиссию?

И алкоголь, и кокаин изменяют нейротрансмиссию дофамина и увеличивают количество дофамина, присутствующего в синаптической щели. Повышенное количество дофамина может подавлять или возбуждать активность постсинаптического нейрона в зависимости от типа рецептора дофамина, присутствующего на постсинаптическом нейроне.

Далее: Урок 3 (Страница 2 из 2)

Вернуться к планам уроков

.

Человеческий мозг: факты, функции и анатомия

Человеческий мозг - это командный центр нервной системы человека. Он принимает сигналы от органов чувств тела и передает информацию мышцам. Человеческий мозг имеет ту же базовую структуру, что и мозг других млекопитающих, но больше по размеру тела, чем любой другой мозг.

Факты о человеческом мозге

  • Человеческий мозг является самым большим мозгом среди всех позвоночных по размеру тела.
  • Весит около 3.3 фунта. (1,5 килограмма).
  • Объем мозга среднего мужчины составляет 1 274 кубических сантиметра.
  • Средний женский мозг имеет объем 1131 см3.
  • Мозг составляет около 2 процентов массы тела человека.
  • Головной мозг составляет 85 процентов веса мозга.
  • Он содержит около 86 миллиардов нервных клеток (нейронов) - «серого вещества».
  • Он содержит миллиарды нервных волокон (аксонов и дендритов) - «белое вещество».
  • Эти нейроны связаны триллионами связей или синапсов.

Анатомия человеческого мозга

По данным клиники Мэйфилд, самая большая часть человеческого мозга - это головной мозг, который разделен на два полушария. Под ним находится ствол мозга, а за ним - мозжечок. Самый внешний слой головного мозга - это кора головного мозга, которая состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. [Нервная система: факты, функции и заболевания]

Как и мозг всех позвоночных, человеческий мозг состоит из трех частей, известных как передний, средний и задний мозг.Каждая из них содержит полости, заполненные жидкостью, называемые желудочками. Передний мозг развивается в головной мозг и нижележащие структуры; средний мозг становится частью ствола мозга; а задний мозг дает начало областям ствола мозга и мозжечку.

Кора головного мозга в человеческом мозгу значительно увеличена и считается средоточием сложных мыслей. Визуальная обработка происходит в затылочной доле около задней части черепа. Височная доля обрабатывает звук и язык и включает гиппокамп и миндалевидное тело, которые играют роль в памяти и эмоциях соответственно.Теменная доля объединяет информацию от разных органов чувств и важна для пространственной ориентации и навигации.

Ствол мозга соединяется со спинным мозгом и состоит из продолговатого мозга, моста и среднего мозга. Основные функции ствола мозга включают передачу информации между мозгом и телом; снабжение черепных нервов лицом и головой; и выполнение критических функций по контролю сердца, дыхания и сознания.

Между головным мозгом и стволом головного мозга находятся таламус и гипоталамус.Таламус передает сенсорные и моторные сигналы к коре и участвует в регулировании сознания, сна и бдительности. Гипоталамус через гипофиз соединяет нервную систему с эндокринной системой, в которой вырабатываются гормоны.

Мозжечок находится под головным мозгом и выполняет важные функции в управлении моторикой. Он играет роль в координации и балансе, а также может выполнять некоторые когнитивные функции.

Люди и другие животные

Общий размер мозга не коррелирует с уровнем интеллекта.Например, мозг кашалота более чем в пять раз тяжелее человеческого мозга, но люди считаются более интеллектуальными, чем кашалоты. Согласно Центру временной динамики обучения Калифорнийского университета в Сан-Диего, более точным показателем того, насколько разумным может быть животное, является соотношение между размером мозга и размером тела.

Однако у людей размер мозга не показывает, насколько человек умен. По словам Кристофа Коха, нейробиолога и президента Института науки о мозге Аллена в Сиэтле, у некоторых гениев в своей области мозг меньше среднего, а у других больше среднего.Например, сравните мозги двух известных писателей. Мозг русского писателя Ивана Тургенева весил 2021 грамм, тогда как мозг писателя Анатоля Франса весил всего 1017 граммов.

У людей очень высокое соотношение массы мозга к массе тела, как и у других животных. Причина, по которой человеческий интеллект частично состоит в нейронах и складках. У людей больше нейронов на единицу объема, чем у других животных, и единственный способ добиться этого с помощью слоистой структуры мозга - создать складки во внешнем слое, или коре головного мозга, сказал Эрик Холланд, нейрохирург и биолог-онколог из Исследовательского центра рака Фреда Хатчинсона. Центр и Вашингтонский университет.

«Чем сложнее становится мозг, тем больше у него извилин и бороздок или волнистых холмов и долин», - сказал Холланд Live Science. По его словам, у других разумных животных, таких как обезьяны и дельфины, также есть эти складки в коре головного мозга, а у мышей - гладкий мозг.

У людей также самые большие лобные доли среди всех животных, сказал Холланд. Лобные доли связаны с функциями более высокого уровня, такими как самоконтроль, планирование, логика и абстрактное мышление - в основном, «вещи, которые делают нас особенно людьми», - сказал он.

Левое полушарие и правое полушарие

Человеческий мозг разделен на два полушария, левое и правое, которые соединены пучком нервных волокон, называемым мозолистым телом. Полушария сильно, хотя и не полностью, симметричны. Левое полушарие управляет всеми мышцами правой стороны тела, а правое полушарие контролирует левую сторону. Одно полушарие может быть немного доминирующим, как у левши, так и у правши.

Популярные представления о качествах «левого полушария» и «правого полушария» являются обобщениями, которые не подкрепляются доказательствами.Тем не менее, между этими областями есть некоторые важные различия. Левое полушарие мозга содержит области, участвующие в речи и языке (называемые областью Брока и областью Вернике, соответственно), а также связано с математическими вычислениями и поиском фактов, сказал Холланд. Правое полушарие мозга играет роль в визуальной и слуховой обработке, пространственных навыках и художественных способностях - более инстинктивных или творческих вещах, сказал Холланд, - хотя эти функции включают оба полушария. «Все всегда используют обе половинки», - сказал он.

Инициатива BRAIN

В апреле 2013 года президент Барак Обама объявил о грандиозном научном вызове, известном как Инициатива BRAIN, сокращенно от «Исследования мозга через продвижение инновационных нейротехнологий». Усилия на сумму более 100 миллионов долларов были направлены на разработку новых технологий, которые позволят получить динамическую картину человеческого мозга, от уровня отдельных клеток до сложных цепей.

Как и другие крупные научные проекты, такие как проект «Геном человека», хотя это и дорого, но обычно стоит вложений, сказал Холланд.Ученые надеются, что это более глубокое понимание приведет к новым способам лечения, лечения и профилактики заболеваний мозга.

В проекте участвуют представители нескольких государственных учреждений, включая Национальные институты здравоохранения (NIH), Национальный научный фонд (NSF) и Агентство перспективных исследовательских проектов в области обороны (DARPA), а также частных исследовательских организаций, включая Институт Аллена. для изучения мозга и Медицинского института Говарда Хьюза в Чеви-Чейз, штат Мэриленд.

В марте 2013 года спонсоры проекта изложили свои цели в журнале Science.В сентябре 2014 года NIH объявил о выделении 46 миллионов долларов в рамках инициативы BRAIN. Представители индустрии пообещали еще 30 миллионов долларов на поддержку усилий, а крупные фонды и университеты также согласились направить более 240 миллионов долларов на собственные исследования для достижения целей инициативы BRAIN.

Когда было объявлено о проекте, президент Обама созвал комиссию для оценки этических проблем, связанных с исследованиями мозга. В мае 2014 года комиссия опубликовала первую половину своего отчета, в которой призвала к скорейшей и явной интеграции этики в исследования нейробиологии.В марте 2015 года комиссия выпустила вторую половину отчета, в которой основное внимание уделялось вопросам улучшения когнитивных функций, информированного согласия и использования нейробиологии в правовой системе.

Программа Brain Initiative достигла нескольких целей. По состоянию на 2018 год Национальные институты здравоохранения (NIH) «инвестировали более 559 миллионов долларов в исследования более 500 ученых», а Конгресс ассигновал «около 400 миллионов долларов на финансирование NIH на 2018 финансовый год», согласно инициативе. интернет сайт.Финансирование исследования способствовало разработке новых инструментов для визуализации и картирования мозга, а также помогло создать сеть переписи клеток BRAIN Initiative - попытку каталогизировать «список частей мозга». Вместе эти усилия вносят большой вклад в понимание работы мозга.

Дополнительные ресурсы

Части человеческого тела

  • Мочевой пузырь: факты, функции и болезнь
  • Толстая кишка: факты, функции и заболевания
  • Уши: факты, функции и заболевания
  • Пищевод: факты , Функции и заболевания
  • Как работает человеческий глаз
  • Желчный пузырь: функции, проблемы и здоровое питание
  • Сердце человека: анатомия, функции и факты
  • Почки: факты, функции и заболевания
  • Печень: функции, отказы и заболевания
  • Легкие: факты, функции и заболевания
  • Нос: факты, функции и заболевания
  • Поджелудочная железа: функция, расположение и заболевания
  • Тонкий кишечник: функция, длина и проблемы
  • Селезенка: функция, расположение и проблемы
  • Желудок: факты , Функции и заболевания
  • Язык: факты, функции и заболевания

Эта статья была обновлена ​​сентябрь.28 августа 2018 г., автор проекта Live Science Алина Брэдфорд.

.

Как стресс влияет на мозг

По данным Американской психологической ассоциации, стресс продолжает оставаться серьезной проблемой для здоровья в Америке. Более одной трети взрослых сообщают, что их уровень стресса за последний год усилился. Двадцать четыре процента взрослых сообщают о сильном стрессе, по сравнению с 18 процентами годом ранее.

Хорошо известно, что стресс может нанести вред здоровью в целом. Но может ли стресс действительно изменить физиологию мозга? Наука говорит да.

Определяющее напряжение

Национальный институт психического здоровья определяет стресс как просто «реакцию мозга на любой запрос». Учитывая это определение, не всякий стресс - это плохо. Это просто ответ. Насколько это вредно, в конечном итоге зависит от его интенсивности, продолжительности и лечения.

Стресс принимает разные формы. Некоторый стресс случается в результате одного кратковременного события - например, ссоры с любимым человеком. Другой стресс случается из-за повторяющихся условий, таких как лечение длительной болезни или тяжелая работа.Когда повторяющиеся состояния вызывают стресс, который является как интенсивным, так и продолжительным, это можно назвать «хроническим» или «токсическим» стрессом. В то время как любой стресс вызывает физиологические реакции, хронический стресс особенно проблематичен из-за значительного вреда, который он может нанести функционированию тела и мозга.

Основные причины стресса

Стресс возникает по ряду причин. Опрос Stress in America 2015 года показал, что деньги и работа были двумя главными источниками стресса для взрослых в Соединенных Штатах восьмой год подряд.Другие общие факторы включали семейные обязанности, личные проблемы со здоровьем, проблемы со здоровьем, влияющие на семью и экономику.

Исследование показало, что женщины постоянно борются со стрессом больше, чем мужчины. Миллениалы и представители поколения X сталкиваются со стрессом больше, чем представители поколения бэби-бумеров. А те, кто сталкивается с дискриминацией на основе таких характеристик, как раса, инвалидность или идентификация ЛГБТ, испытывают больший стресс, чем их сверстники, которые не часто сталкиваются с такими социальными предубеждениями.

Физиологическое воздействие стресса на мозг

Стресс - это цепная реакция. «Когда кто-то переживает стрессовое событие, миндалевидное тело, область мозга, которая участвует в эмоциональной обработке, посылает сигнал бедствия в гипоталамус», - поясняет издание Harvard Health Publications из Гарвардской медицинской школы. «Эта область мозга функционирует как командный центр, связываясь с остальным телом через нервную систему, чтобы у человека была энергия, чтобы сражаться или бежать.”

Эта реакция «бей или беги» отвечает за внешние физические реакции, которые большинство людей ассоциируют со стрессом, включая учащенное сердцебиение, обострение чувств, более глубокое потребление кислорода и выброс адреналина. Наконец, высвобождается гормон кортизол, который помогает восстановить энергию, потерянную в ответ. Когда стрессовое событие проходит, уровень кортизола падает, и тело возвращается в застой.

Влияние хронического стресса на мозг

Хотя стресс сам по себе не обязательно является проблемой, накопление кортизола в мозге может иметь долгосрочные последствия.Таким образом, хронический стресс может привести к проблемам со здоровьем.

Функции кортизола являются частью естественных процессов в организме. В умеренных количествах гормон совершенно нормален и здоров. Его функции многочисленны, объясняет Дартмутский научный журнал для студентов . Помимо восстановления баланса в организме после стрессового события, кортизол помогает регулировать уровень сахара в крови в клетках и имеет утилитарное значение в гиппокампе, где хранятся и обрабатываются воспоминания.

Но при хроническом стрессе организм вырабатывает больше кортизола, чем у него есть шанс высвободить. Это когда кортизол и стресс могут привести к неприятностям. Высокий уровень кортизола снижает способность мозга нормально функционировать. Согласно нескольким исследованиям, хронический стресс нарушает работу мозга множеством способов. Это может нарушить регуляцию синапсов, что приведет к потере коммуникабельности и избеганию взаимодействия с другими людьми. Стресс может убивать клетки мозга и даже уменьшать размер мозга.Хронический стресс сжимает префронтальную кору - область мозга, отвечающую за память и обучение.

Хотя стресс может уменьшить префронтальную кору, он может увеличить размер миндалины, что может сделать мозг более восприимчивым к стрессу. «Считается, что кортизол создает эффект домино, который связывает проводящие пути между гиппокампом и миндалевидным телом таким образом, что может создать порочный круг, создавая мозг, который становится предрасположен находиться в постоянном состоянии борьбы или бегства», - Кристофер Бергланд пишет в книге «Психология сегодня ».

Влияние напряжения на тело

Хронический стресс не только приводит к нарушению когнитивных функций. Это также может привести к другим серьезным проблемам, таким как повышенный риск сердечных заболеваний, высокое кровяное давление и диабет. Другие системы организма тоже перестают работать должным образом, включая пищеварительную, выделительную и репродуктивную структуры. Токсический стресс может ослабить иммунную систему организма и усугубить уже существующие заболевания.

Изучите степень по науке о здоровье

Пластичность и мозг: система восстановления организма

Пластичность, или нейропластичность, относится к способам реформирования нервных путей в головном мозге.Верно, что эти пути - например, между гиппокампом и миндалевидным телом - могут быть серьезно повреждены из-за постоянного воздействия стресса, но такие изменения не обязательно являются постоянными. Хотя стресс может негативно повлиять на мозг, мозг и тело могут восстановиться.

Молодые люди, особенно молодые, могут оправиться от последствий стресса, согласно Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ). Возраст имеет прямую связь с обратимостью повреждений, вызванных стрессом.Пожилым людям гораздо труднее восстановить или создать новые нейронные пути, чем их более молодым сверстникам.

Это не означает, что для пожилых людей потеряна всякая надежда. PNAS указывает, что «вмешательства» или действия, которые борются с износом мозга, вызванным стрессом, эффективны независимо от возраста. Вмешательства, в том числе такие виды деятельности, как регулярные упражнения, общение и поиск цели в жизни, способствуют гибкости.

Может показаться, что стресс - это неизбежная часть жизни, но хронический стресс может иметь реальные и серьезные последствия для мозга.Понимание этих эффектов и способов борьбы с ними может помочь улучшить общее состояние здоровья.

Понимание того, как стресс влияет на мозг

Специалисты, работающие в сфере здравоохранения, социальных услуг или психологии, имеют возможность помочь другим эффективно справляться со стрессом и понять, как стресс влияет на мозг. Touro University Worldwide предлагает множество полностью онлайн-программ на получение степени бакалавра, магистра и доктора, которые готовят студентов к карьере в этих областях.

.

Ствол мозга

Проводить исследования
  • Анатомические системы
  • Анатомический дом
  • Скелетная система
  • Мышечная система
  • Сердечно-сосудистая система
  • Пищеварительная система
  • Нервная система
  • Дыхательная система
  • Эндокринная система
  • Лимфатическая система
  • Мочевыделительная система
  • Репродуктивная система (женщина)
  • Репродуктивная система (самец)
  • Покровная система
  • Популярные страницы
  • Сердце
  • Мозг
  • Череп
  • Легкие
  • Печень
  • Желудок
  • Кишечник
  • Поджелудочная железа
  • Медицинское образование и карьера
Тестирование здоровья
  • Лучшее из
  • Тест на коронавирус дома
  • Тест STD Best At Home
  • Лучший тест на здоровье ДНК
  • Лучший тест на здоровье и благополучие
  • Лучший тест на пищевую чувствительность
  • Лучший набор для тестирования микробиома
  • Лучший набор для тестирования тяжелых металлов
  • Тест щитовидной железы Best at Home
  • Тест на лучший метаболизм
  • Лучший тест на ВПЧ
  • Лучший тест на сифилис
  • Лучший онлайн-тест на слух
  • Обзоры
  • Everlywell Обзоры
  • myLAB Box Обзоры
  • Давайте проверим Отзывы
  • Vitagene Обзоры
  • Обзоры STDcheck
  • TeloYears Обзоры
  • Orig3n Обзоры
  • Mira Обзоры
  • Современные обзоры фертильности
  • Секвенирование.com Обзоры
  • Обзор геномики Toolbox
  • Обзор Nebula Genomics
  • HealthLabs Обзоры
  • Viome Обзоры
  • Thryve Обзоры
  • Paloma Health Обзоры
  • Обзоры InsideTracker
  • Living DNA Обзоры
.

Смотрите также

MAXCACHE: 0.84MB/0.00054 sec