Inteligenta artificiala Robotica Psihologie

Stiri     Inteligenta artificiala     Robotica     Psihologie Articole     Inteligenta artificiala     Robotica     Psihologie Carti     Inteligenta artificiala     Psihologie

Aminoacizii excitatori (glutamatul şi aspartatul)

 

Este un transmiţător excitator major de la nivelul creierului. Aproape toate celulele cerebrale au receptori care îi răspund. Există patru tipuri de receptori pentru glutamat; ei răspund şi controlează canalele cationice cu conductanţă mare, care sunt permeabile la Ca²⁺, Na⁺ şi K^-. În cazul depolarizării cu 20-30mV, din aceste canale ies ioni de Mg²⁺ şi alţi ioni, permiţînd intrarea în celulă a Na⁺ şi Ca²⁺. Aceste canale funcţionează eficient numai în prezenţa glicinei. Cînd concentraţia de glicină este redusă, abilitatea glutamatului de a deschide canalele respective este redusă. Majoritatea neuronilor care secretă glutamat se găsesc la nivelul cortexului cerebral şi în hipocamp.

Cantitatea excesivă de glutamat este toxică pentru neuroni, prin influxul mare de Ca²⁺ intracelular. Neurotoxicitatea glutamatului se realizează în două faze, sub influenţa acumulării sale la nivel extracelular. Hipoxia, hipoglicemia, ischemia (lipsa aportului de sînge), convulsiile prelungite şi traumatismele cerebrale determină creşterea glutamatului extra-neuronal. Aceste situaţii provoacă într-o primă fază umflarea şi distensia neuronilor, însoţite de creşterea influxului de Na⁺, urmată în a doua fază de intrarea şi acumularea excesivă de Ca²⁺. Alterările membranare şi mitocondriale produse de acumularea de Na⁺ şi Ca²⁺ provoacă fenomene de depolarizare prelungită şi dereglări metabolice multiple intracelulare, ca urmare a activităţii enzimelor dependente de Ca²⁺, de tipul fosfolipazei A. Excesul de radicali liberi şi de derivaţi ai acidului arahidonic rezultaţi produce o excito-toxicitate care este ireversibilă la nivelul principalelor ultrastructuri neuronale.

 

 

Glicina (glicolul)

Este un transmiţător mai puţin comun, utilizat de neuronii măduvei spinării, care inhibă muşchii antagonişti. Distribuţia cerebro-spinală a glicinei este mai limitată decît a altor aminoacizi inhibitori. Cele mai mari concentraţii de glicină se găsesc în trunchiul cerebral, în cerebel şi în coarnele anterioare ale măduvei spinării. Acţiunea hiperpolarizantă post-sinaptică se realizează prin intermediul unui receptor cuplat la canalul de Cl^-. Acţiunea canalului respectiv produsă de glicină provoacă, la fel ca în cazul receptorului gama-aminobutiric (prescurtat GABA), creşterea permeabilităţii pentru ionul de Cl^-.

 

Este un transmiţător foarte important; are acţiune inhibitoare majoră la nivel cerebral, cerebelos şi medular. Acţionează în circa 40% din sinapsele SNC. La nivel cerebral există trei tipuri de receptori pentru GABA: a, b şi d. Subunitatea a are cea mai mare afinitate pentru acest neurotransmiţător.

De reţinut: activitatea de inhibiţie se face întotdeauna prin intermediul ionului de Cl^-

 

Se împart în două categorii: opioide şi ne-opioide.

 

Au fost puse în evidenţă datorită efectului lor analgezic. Prezenţa în creierul mamiferelor a receptorilor farmacologici prevăzuţi cu capacitatea de a recunoaşte drogurile morfinice a sugerat posibilitatea existenţei unor substanţe endogene cu afinitate specifică pentru aceştia. Puterea şi specificitatea acţiunii morfinei a sugerat existenţa unei interacţiuni cu un receptor sinaptic cerebral specific: receptorul opiat (care a fost pus în evidenţă şi izolat în jurul anului 1970). Distribuţia generală a acestor receptori cerebrali a putut fi cartată şi, cum era de aşteptat, ea a fost superpozabilă cu zonele regionale specifice acţiunii morfinei.

S-a constatat că poate fi o potrivire perfectă între receptorii endogeni şi morfină. S-a sugerat astfel că există neurotransmiţători endogeni similari cu morfina, care acţionează la nivelul acestor receptori. Plecînd de la această ipoteză, s-a identificat în omogenatele de ţesut nervos două peptide morfino-mimetice, care au fost denumite enkefaline. Ulterior, după cîţiva ani (în jurul anului 1976), au fost descoperite endorfinele cerebrale. Apoi, în 1979, s-a izolat din hipofiză şi din ţesutul nervos de porc o a treia grupă de peptide opioide, denumite dimorfine. Descoperirea acestor trei tipuri (categorii) de peptide opioide a fost urmată de stabilirea structurilor chimice, a biosintezei şi a distribuţiei proprietăţilor biologice ale acestora.

 

Prin afinitatea lor specifică pentru receptorii opiacei, endorfinele seamănă cu morfina, dar efectul lor analgezic a fost greu de determinat deoarece ele sunt scindate rapid (degradate) de către unele enzime, după injectarea lor intra-craniană. S-a demonstrat apoi că există o legătură strînsă între distribuţia terminalelor enkefalinice şi modularea impulsurilor nociceptive (care transmit durerea). Enkefalina este stocată în terminalul presinaptic, astfel încît, în condiţii corespunzătoare, ea este eliberată în sinapsă, unde acţionează asupra receptorilor opiacei post-sinaptici. Aceasta este baza analgeziei naturale.

În anumite condiţii, sistemul poate deveni supra-activ. Există şi diferenţe individuale în susceptibilitatea la durere, explicate prin densitatea acestor căi opiate. Acupunctura poate stimula sistemul opioid endogen, iar naloxona (antagonist al neurotransmiţătorilor) poate inhiba analgezia internă indusă prin hipnoză. În plus, opiaceele endogene pot explica şi efectul placebo.

S-a sugerat că sistemul endogen opiat joacă un rol important în funcţionarea normală a căilor de recompensare din creier. Extra-nevraxial, enkefalinele au fost detectate la nivelul tubului digestiv, al ganglionilor simpatici, al ţesutului glandular, la nivelul medulo-suprarenalei şi în retină.

Termenul de endorfină derivă din cuvintele endogen şi morfină şi se utilizează pentru a desemna unele peptide cu acţiune opioidă. Aceste substanţe au fost relevate o dată cu descoperirea, în creierul vertebratelor, a receptorilor opiacei prezenţi la nivelul terminaţiilor post-sinaptice. Spre deosebire de enkefaline, endorfinele au o localizare mai limitată. În funcţie de zona în care se găsesc, endorfinele sunt stocate fie ca atare, fie sub o formă acetilată, inactivă.

S-a constatat că endorfina ar favoriza eliberarea hormonului antidiuretic, al hormonului de creştere şi al prolactinei. În general, endorfinele ajută la menţinerea unui comportament normal. Receptorii opiacei au o localizare heterogenă, cu concentrare mai mare în ariile legate de perceperea durerii şi de comportamentul emoţional. Alterarea mecanismului care reglează endorfinele provoacă semne şi simptome de boală mintală. Substanţa antagonistă cu înaltă specificitate pentru receptorul opiod, naloxona, nu a dus la nici o ameliorare clinică a schizofrenicilor. Injectarea endorfinelor în lichidul cefalo-rahidian afectează numeroase procese fiziologice şi comportamentale. O anumită endorfină, anume b-endorfina, dă o marcantă stare de rigiditate sau imobilitate numită catatonie.

 

Reprezintă a treia familie de peptide opioide endogene. La nivelul SNC, cele mai mari concentraţii de dimorfine se găsesc în hipotalamus şi în lobul posterior al hipofizei. Cele trei sisteme opioide (enkefalina, endorfina, dimorfina) nu sunt complet separate, deoarece precursorii lor pot genera peptide diferite, dar şi identice, în funcţie de structura nervoasă sau glandulară în care se produc, precum şi de rolul pe care îl au pe plan funcţional.

Distribuţia cerebro-spinală a peptidelor opioide fiind diferită şi dublată de prezenţa receptorilor opioizi, asigură efecte inhibitorii multiple: inhibarea durerii şi a reacţiilor somato-vegetative care o însoţesc, precum şi a reacţiilor provocate de stres.

 

În afara peptidelor opioide, există şi alte peptide neuroactive considerate ca mediatori chimici ai influxului nervos, atît la nivel central cît şi la nivel periferic. Majoritatea acestora îndeplinesc roluri diferite, fie de neurotransmiţători sau co-transmiţători, fie de neuromodulatori sau de hormoni locali, în funcţie de locul de sinteză, eliberare şi acţiune.

De obicei, într-un comportament sunt implicate mai multe substanţe neurochimice de tipul neurotransmiţătorilor. Unele din aceste substanţe au rol excitator, altele au rol inhibitor sau modulator asupra activităţii neurale. Un principiu de bază este acela că un neuron secretă către toate terminaţiile sale axonale acelaşi neurotransmiţător (legea lui Dale). Acelaşi neuron poate fi caracterizat prin neurotransmiţătorul specific. Prezenţa neurotransmiţătorilor presupune şi prezenţa receptorilor specifici. În general, neuronii primesc multiple impulsuri pe calea sinapselor, aşa încît membranele lor dendritice şi somatice pot prezenta receptori pentru fiecare tip de aferenţă. Datorită acestui fapt, terminalul unui axon eliberează în spaţiul sinaptic un anumit neurotransmiţător, care difuzează apoi către membrana post-sinaptică, unde se combină cu receptorul specific. De asemenea, s-a descoperit şi existenţa unor receptori pe terminalul presinaptic, numiţi autoceptori, aşa încît unii neurotransmiţători difuzează spre aceştia. Efectul lor este de a inhiba eliberarea neurotransmiţătorului din terminalul presinaptic. Prin urmare, există un mecanism feed-back negativ, deoarece cu cît se eliberează mai mult neurotransmiţător, cu atît eliberarea lui în continuare este diminuată.

 

 

Neuromodularea constă în modificarea în sens activator sau inhibitor a efectelor neurotransmiţătorilor la nivel post-sinaptic. Substanţa neuromodulatoare poate avea origine sinaptică (fiind în acest caz co-transmiţătoare) sau parasinaptică (în cazul eliberării sale de către celule din afara căii sinaptice). În general, substanţele modulatoare sunt lipsite de efecte proprii. Ele influenţează doar, în mod indirect, teritoriul post-sinaptic, modificînd reactivitatea acestuia faţă de efectele depolarizante (în cazul excitaţiei) sau hiperpolarizante (în cazul inhibiţiei) ale neurotransmiţătorului principal. Modulatorul co-transmiţător controlează acţiunea neuro-transmiţătorului la nivel sinaptic, realizînd un veritabil mecanism parasinaptic. Totuşi, în funcţie de co-localizare, de frecvenţa de stimulare şi de interacţiunile sinapsei, unii mediatori chimici pot îndeplini rolul de neuromodulator. De precizat că nu toţi neuromodulatorii sunt şi co-transmiţători. În unele cazuri, efectul retroactiv al neurotransmiţătorului asupra eliberării sale, prin intermediul receptorilor presinaptici, exercită proprietăţi neuromodulatoare. De asemenea, şi componentele compartimentului extracelular pot participa la neuromodularea teritoriului sinaptic.