Neuropřenašeče (Neurobiologie chování a paměti)

Podobné dokumenty
Neuropřenašeče (Neurobiologie chování a paměti)

NEUROPŘENAŠEČE A CHOVÁNÍ A PAMĚŤ. Vítejte

Neuropřenašeče, chování a paměť

9. Léčiva CNS - úvod (1)

1. ZÁKLADY NEUROBIOLOGY A NEUROCHEMIE Zdeněk Fišar 1.1 Neurony 1.2 Glie 1.3 Membrány Struktura a funkce Složení biomembrán 1.3.

VEGETATIVNÍ NERVOVÝ SYSTÉM

Farmakologie vegetativního nervového systému. Receptory sympatiku a parasympatiku a možnosti jejich ovlivnění.

Neurobiologie drogových závislostí. MUDr. Tomáš Páleníček Psychiatrické centrum Praha, PGS student 3.LFUK

Toxikologie PřF UK, ZS 2016/ Toxikodynamika I.

Biochemie nervové soustavy. Pavla Balínová

Fyziologie synapsí. Rostislav Tureček. Ústav experimentální medicíny, AVČR Oddělení neurofyziologie sluchu.

Farmakologie. -věda o lécích používaných v medicíně -studium účinku látek na fyziologické procesy -biochemie s jasným cílem

Adiktologie 1. ročník, zimní semestr 2005/2006

Hypnotika Benzodiazepiny

Farmakodynamika II. Typy receptorů, transdukce (přenos) signálu. Příklady farmakologického ovlivnění receptorů v různých typech tkání.

Hormony, neurotransmitery. Obecné mechanismy účinku. Biochemický ústav LF MU 2016 (E.T.)

Mechanismy hormonální regulace metabolismu. Vladimíra Kvasnicová

Řízení svalového tonu Martina Hoskovcová

Monitorování léků. RNDr. Bohuslava Trnková, ÚKBLD 1. LF UK. ls 1

FARMAKODYNAMIKA. Doc. PharmDr. František Štaud, Ph.D.

BIOCHEMICKÉ PODKLADY NEUROPSYCHIATRICKÝCH A NEURODEGENERATIVNÍCH CHOROB

Nervová soustava Centrální nervový systém (CNS) mozek mícha Periferní nervový systém (nervy)

Nervová soustává č love ká, neuron r es ení

Nervová soustava Centrální nervový systém (CNS) mozek mícha Periferní nervový systém (nervy)

Digitální učební materiál

SOMATICKÁ A VEGETATIVNÍ NERVOVÁ SOUSTAVA

Elektrofyziologické metody a studium chování a paměti

TOXIKOLOGIE A ANALÝZA DROG. stimulanty. Neurochemické souvislosti katecholaminy dopamin, adrenalin, serotonin. opakování

1. Náplň oboru 3 A Klasifikace a názvy léčiv 4

Léčiva ovlivňující dopaminergní, serotonergní a histaminový systém + opakování na zápočet

Antipsychotika. 30. dubna Co se jimi léčí

Struktura a funkce biomakromolekul

Etiologie epilepsie. Epilepsie nevychází z centra jizvy nebo postmalatické pseudocysty, ale spíše z jejího okraje, kde přežívají poškozené neurony.

12. Psychofarmaka (1)

Spánek. Neurobiologie chování a paměti. Eduard Kelemen. Národní ústav duševního zdraví, Klecany

Mgr. Šárka Vopěnková Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_02_3_20_BI2 HORMONÁLNÍ SOUSTAVA

Farmakologie. Vegetativní nervový systém. 25. března 2010

Alzheimerova choroba. senility nádoba? Helena Janíčková , Krásný Ztráty

KONTROLNÍ A ŘÍDÍCÍ SOUSTAVY. kontrolu a řízení organismu zajišťují 2 soustavy: o nervová soustava o hormonální soustava

Vliv chemických látek na chování člověka. Josef Fontana

Adrenergní + cholinergní receptory. Jan Doul Zuzana Charvátová

EXTRACELULÁRNÍ SIGNÁLNÍ MOLEKULY

Abusus drog. molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance. psychostimulanty, nikotin, ethanol, opiáty, kanabinoidy

Autonomní nervový systém

Vlastnosti neuronových sítí. Zdeněk Šteffek 2. ročník 2. LF UK v Praze

Zdroj: NADLEDVINY. a jejich detoxikace. MUDr. Josef Jonáš. Joalis s.r.o. Všechna práva vyhrazena

Membránový potenciál, zpracování a přenos signálu v excitabilních buňkách

PŘENOS SIGNÁLU DO BUŇKY, MEMBRÁNOVÉ RECEPTORY

Mozek a chování, vnější prostředí neuronu

Vhodné a nevhodné lékové kombinace v terapii nechutenství, nevolnosti a zvracení. Oddělení klinické farmacie, NNB Jana Gregorová

12. Psychofarmaka (1)

AMPK AMP) Tomáš Kuc era. Ústav lékar ské chemie a klinické biochemie 2. lékar ská fakulta, Univerzita Karlova v Praze

Psychofarmaka. Neurotransmitery. Definice. PharmDr. Jana Kučerov. struktura. ující lidskou psychiku psychofarmaka, psychoaktivní látky

Jak na mozek, aby fungoval. PaedDr. Mgr. Hana Čechová

Poruchy spojené s menstruačním cyklem a jejich léčba. MUDr. Zdeňka Vyhnánková

VYBRANÉ SKUPINY JEDŮ JEJICH ÚČINEK, DÁVKA

LÉČIVA PŮSOBÍCÍ NA CNS (kromě psychofarmak) - opakování

HYPOTHALAMUS Centrální řízení některých tělesných funkcí

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Regulace glykémie. Jana Mačáková

Antiepileptika. Generalizované. Parciální. 14. května např. grand mal ztráta vědomí absence tonicko-klonické křeče

Bunka a bunecné interakce v patogeneze tkánového poškození

Autophagie a imunitní odpověd. Miroslav Průcha Klinická imunologie Nemocnice Na Homolce, Praha

Vigilita (bdělost, "arousal") Lucidita (jasnost, "awareness")

Farmakoterapie Alzheimerovy nemoci

Spánek. kurz Neurobiologie chování a paměti. RNDr. Eduard Kelemen, Ph.D. Národní ústav duševního zdraví Fyziologický ústav AVČR

Roman Gabrhelík T E X T

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

Mgr.Tereza Havlíčková

Neuroanatomie chování a paměti

Nauzea Její neurobiologie je méně objasněna. Nauzea a zvracení se mohou vyskytovat spolu i samostatně. Farmakologicky je nauzea hůře kontrolovatelná

Nervová soustava. Funkce: řízení organismu. - Centrální nervová soustava - mozek - mícha - Periferní nervy. Biologie dítěte

Infantilní autismus. prof. MUDr. Ivo Paclt, CSc.

Neuroanatomie chování a paměti

Léčiva ovlivňující vegetativní nervový systém

Obecná citlivost neuronů i na chemickou modulaci. Neurony nekomunikují pouze synapticky, ale i mimosynapticky. Informační polévka.

Příloha C. (změna v národně registrovaných léčivých přípravcích)

Genetika člověka GCPSB

Hormony HORMONY chemické messengery, které jsou transportovány v tělesných tekutinách Funkce: modulátory systémových a celulárních odpovědí

NERVOVÁ SOUSTAVA - MOZEK

VÝZNAM REGULACE APOPTÓZY V MEDICÍNĚ

Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta

INTRACELULÁRNÍ SIGNALIZACE II

Zpracování informace v NS Senzorická fyziologie

PŘÍBALOVÁ INFORMACE: INFORMACE PRO UŽIVATELE. APAURIN 10 mg/2 ml injekční roztok (diazepamum)

Spánek, anestézie, paměťové stopy.

Neurologie pro fyzioterapeuty: vstupní přednáška. Jan Roth

Text zpracovala Mgr. Taťána Štosová, Ph.D PŘÍRODNÍ LÁTKY

Stavba mozku. Pracovní list. VY_32_INOVACE_Bi3r0112. Olga Gardašová

Problematika a prevence posttraumatické stresové poruchy

Test Biologická psychiatrie

LÁTKOVÉ ŘÍZENÍ ORGANISMU

ŽENŠEN Účinné látky Ženšenu

Možnosti terapie psychických onemocnění

(VIII.) Časová a prostorová sumace u kosterního svalu. Fyziologický ústav LF MU, 2016 Jana Svačinová

(Léková) závislost. 17. května Ústav farmakologie. (tentokrát doopravdy) Jan Strojil. Léková závislost

SOUČASNÁ FARMAKOTERAPIE DEMENCÍ HANA MATĚJOVSKÁ KUBEŠOVÁ KLINIKA INTERNÍ, GERIATRIE A PRAKTICKÉHO LÉKAŘSTVÍ

AUTONOMNÍ (VEGETATIVNÍ) NERVOVÝ SYSTÉM

Neuron. Neurofyziologie. Neuroglie. Akční potenciál. Klidový membránový potenciál

TOXIKOLOGIE A ANALÝZA DROG Martin Kuchař Ústav chemie přírodních látek. Fyziologie CNS Biochemie nervového vzruchu Metabolismus neurotransmiterů

Transkript:

Neuropřenašeče (Neurobiologie chování a paměti) Eduard Kelemen Národní ústav duševního zdraví, Klecany Fyziologický ústav AVČR, Praha

Neuropřenašeče Neurotransmittery, (neuro)mediátory Zprostředkovávají chemickou komunikaci mezi neuronem a další buňkou Zpravidla mezi jednotlivými neurony, ale jsou i další možnosti (např nervosvalové spojení) Podílejí se na přenosu signálu a zpracování informace v CNS, ale i na periférii, ve vegetativním NS. Představují jednu z možností, jak ovlivnit fungování CNS, např. terapeuticky nebo drogou Váží se na specifické receptory (presynaptické, postsynaptické) Chemicky poměrně heterogenní, řadí se do několika skupin (biogenní aminy, aminokyseliny, peptidy)

Neuropřenašeče - kritéria Kritéria, která musí substance splňovat aby byla považována za neuropřenašeč V presynaptické části jsou uloženy prekurzory a/nebo syntetizující enzymy neuropřenašeče Samotný neuropřenašeč je uskladněn v presynaptickém elementu Je dostupný v dostatečném množství na to, aby aktivoval postsynaptický neuron Exogenní aplikace neuropřenašeče musí vyvolat stejný efekt jako dráždění presynaptické terminály Musí být přítomny specifické postsynaptické receptory, které průkazně váží neurotransmiter Přítomnost biochemického mechanismu inaktivace, degradace, vychytávání - ukončení akce neuropřenašeče.

Synapse

Synapse

Ionotropní a metabotropní receptory Ionotropní spojeny s iontovým kanálem přímo ovlivňují membránový potenciál mění hladinu vápníku Metabotropní Ovlivňují neuron prostřednictvím G- proteinů a druhých poslů Pomalejší působení

Ionotropní a metabotropní receptory

Ionotropní receptory Označovány také jako ligandem řízené iontové kanály Součástí proteinové struktury receptoru je iontový kanál Zpravidla jsou do jisté míry selektivní pro ionty (např nachr kationtový kanál; GABA-A receptor chloridový kanál) Trimery (ATP), tetramery (Glu), pentamery (Ach) Vazba ligandu vyvolá konformační změnu, která vede k otevření iontového kanály Různá vazebná místa pro endogenní i exogenní substance

Metabotropní receptory Označovány též jako receptory spřažené s G-proteiny (angl. G- protein coupled receptors; GPCR) Vazba ligandu vyvolá aktivaci signálních kaskád zprostředkovanou G-proteinem Aktivace adenylylcyklázy tvorba camp (duhý posel) Aktivace fosfolipázy C štěpí fosfolpidy na DAG a IP3 druzí poslové Může dojít k nepřímému ovlivnění oddělených iontových kanálů, ale spektrum účinků je velmi široké, až změna genové exprese

Receptory lokalizace na synapsi Postsynaptické receptory na postsynaptické membráně, zprostředkují odpověd cílové buňky (nervové, či jiné efektorové) na signál z buňky presynaptické Presynaptické receptory (autoreceptory) zpětné působení na presynaptické zakončení, regulace výlevu neuropřenašeče (např muskarinové Ach receptory na nervosvalové synapsi)

Obecná klasifikace látek vážících se na receptory Agonista vyvolá odpověd stejnou jako endogenní ligand, změní aktivitu receptoru a buňky Plný, parciální, inverzní agonista (druhý má sníženou účinnost, třetí vyvolává opačnou fyziologickou odpověď než plný agonista) Antagonista váže se, ale nevyvolá odpověď receptoru Kompetitivní váže se na stejné místo jako agonista, soutěží s ním, pokud jsou přítomni oba Nonkompetitivní (non-competitive) na jiné vazebné místo (allosterický antagonista) (např. MK-801 NMDA receptory) Alosterické modulátory pozitivní modulace např. BZD na GABA- A receptoru, nepřímo zvyšuje odpověd na agonistu

Hlavní neuropřenašeče Glutamát GABA - kyselina gama-aminomáselná Acetylcholin Dopamin Serotonin Noradrenalin

Glutamát Hlavní excitační neuropřenašeč Role při synaptické plasticitě Role u schizofrenie

Glutamát - typy receptorů

Glutamát synaptická plasticita NMDA receptor

Glutamát NMDA receptor a synaptická plasticita

Glutamátová hypotéza schizofrenie Antagonisté NMDA receptorů (ketamin, fencyklidin) způsobují psychotické příznaky U zvířecích modelů způsobují tyto látky kognitivní deficity a diskoordinaci neuronální aktivity

GABA kyselina gamaaminomáselná Hlavní inhibiční neuropřenašeč v CNS Udržuje rovnováhu inhibice s excitací, podílí se rovněž na regulaci svalového tonu.

GABA receptory Váže se na specifické GABA receptory GABA A ionotropní, difúzně v CNS, především na inhibičních interneuronech Antagonista bikukulin, pikrotoxin křečové jedy (využití v modelování epileptických fenoménů) - Agonista muscimol. Vazebná místa pro BZD, EtOH, neurosteroidy GABA B metabotropní, spřažené s G-proteiny agonista baclofen (klinicky užíván pro léčbu spazmů, byla testována i jeho potenciální antikonvulzivní a antiepileptická aktivita), antagonisté zpravidla nemají křečový účinek, potenciální kognitivní enhancery GABA C ionotropní, ale necitlivé k baklofenu, bikukulinu a pikrotoxinu, především retina,méně CNS - Dosti podobné GABA A receptorům

GABA-A agonisté Barbituráty Kdysi léky na spaní Dnes anestetika při operacích Benzodiazepiny Diazepam (Valium) Léčba úzkosti Léčba nespavosti

GABA a chování Behaviorální účinky agonistů GABA receptorů celkové snížení aktivity, poškození paměťové výkonnosti, ale často obtížně odlišitelné od celkové deprese organismu Antagonismus GABAA receptorů vede k epileptických záchvatům, snížené funkce GABAergní neurotransmise se patrně účastní patogeneze epilepsie Positivní allosterické modulátory barbituráty, benzodiazepiny anxiolytika, sedativa, hypnotika, myorelaxancia terapeutické využití x tolerance, návyk Lokální injekce GABAA agonisty muscimolu (působí halucinogenně) např. do hipokampu se experimentálně používá jako inaktivace (alternativně k TTX), dojde k tak velké inhibici, že struktura je prakticky vypnuta

Acetylcholin Role acetylcholinu v periferní nervové soustavě Objev acetylcholinu Acetylcholin v mozku

Acetylcholin v autonomní nervové soustavě

Objev acetylcholinu 1921 Otto Loewi

Acetylcholin v mozku

Acetylcholinové receptory Působí na nikotinové (nachr) a muskarinové (machr) receptory Nikotinové receptory ionotropní, excitační Agonista nikotin, karbachol, antagonista - tubokurarin Muskarinové receptory metabotropní Agonista muscarin, antagonisté atropin a skopolamin Acetylcholin degradován acetylcholinesterázou inhibitory AchE např: organofosfáty: insekticidy, nervové jedy

Acetylcholinové receptory Antagonisté machr atropin, skopolamin Atropin lokálně užíván k rozšíření zornic Botulotoxin (BTX) inhibuje výlev Ach, enzymatický jed, stačí velmi malé dávky, někdy využíván terapeuticky při spasmech a křečích Blokátory AchE např. sarin, či insekticidní organofosfáty dochází často ke smrti udušením neschopnost relaxovat bránici Nervosvalové spojení (nachr) modelová chemická synapse dobře prozkoumaná (viz. přednášky prof. Vyskočila) Agonistů AchR se užívá terapeuticky při léčbě myasthenie gravis a AD Myasthenia - Autoimunitní choroba, tělo si vytváří protilátky proti acetylcholinovým receptorům svolová slabost, únava, snížená schopnost pohybu

Dopamin hlavní dráhy Nigrostriatální systém ze SN do striata (nc. caudatus, putamen) Mesolimbický systém (z VTA do nc. accumbens, ale i amygdaly, hipokampu Mesokortikální systém z VTA do prefrontální kůry, ale i dalších korových oblastí. Tuberoinfundibulární systém menší okruh v hypotalamu

Dopamin typy receptorů

Dopamin Nigrostriatální dráha Spojuje substancii nigra se striatem Motorická funkce Snížené uvolňování dopaminu při Parkinsonově nemoci

Dopamin Mesolimbická dráha Spojuje ventralní tegmentální oblast s nucleus accumbens Dráha odměny Dysfunkce u závislostí

Dopamin Mesolimbická dráha Dráha odměny - video (https://www.youtube.com/watch?v=-evoljp5kiy)

Dopamin Mesokortikální dráha Spojuje ventralní tegmentální oblast s kůrou, zejména s frontálními laloky Funkce při kognitivní kontrole, motivace, emoce Abnormální funkce u psychózy

Dopamin - Tuberoinfundibulární dráha Spojuje arcuatní jádro v hypotalamu s hypofýzou Regulace sekrece prolaktinu

Dopamin a schizofrenie Hyperaktivita D2 receptorů v mezolimbické dráze souvisí s pozitivními příznaky schizofrenie (halucinace, bludy) Změny v mezokortikální dráze souvisejí s negativními příznaky schizofrenie

Dopaminová hypotéza schizofrenie Zvýšená aktivace D2 receptorů u schizofrenie Mnohá antipsychotika jsou antagonisty dopaminových receptorů Látky zvyšující hladinu dopaminu (amfetamin, kokain) způsobují psychotické příznaky

Serotonin

Serotonin - receptory 5-HT1 Gi/Go coupled decreasing cellular levels of camp 5-HT2 Gq/G11 coupled increasing cellular levels of IP3 and DAG 5-HT3 ligand-gated Na+ and K+ cation channel 5-HT4 Gs coupled increasing cellular levels of camp 5-HT5A G protein coupled 5-HT7 Gs coupled increasing cellular levels of camp

Serotonin - receptory Mnoho léků působí na 5-HT systém, např. antidepresiva, anxiolytika, antiemetika, antipsychotika, antimigrenika Halucinogeny - psilocin, DMT, meskalin, LSD - agonisté serotoninových (především 5-HT2) receptorů MDMA způsobuje release 5-HT ze synaptických váčků. Antagonisté 5-HT 2A/2C receptorů (např. ritanserin) mohou mít příznivý účinek ke zmírnění kognitivních příznaků u psychotických onemocnění

Serotonin a deprese Inhibitory monoaminooxidázy (IMAO) zpomalují rozkládání serotoninu Inhibitory selektivního vychytávání serotoninu (SSRI) fluoxetine (Prozac) Tricyklická antidepresiva blokují zpětné vychytávání serotoninu i noradrenalinu

Noradrenalin

Noradrenalin typy receptorů α adrenoceptory α1 především poststynapticky α2 více presynapticky, inhibiční autoreceptory β adrenoceptory β1, β2, β3

Noradrenalin Noradrenalin (norepinephrine) a v menší míře adrenalin se kromě mechanismů na periferii (sympatické nervstvo) a hormonální akce (v krevním oběhu) učastní i pochodů v CNS. Hormonální akce noradrenalinu a adrenalinu hormon rychlé stresové odpovědi (x kortikosteron) a zodpovědný za přípravu organizmu na odpověď typu útěk nebo boj Noradrenergní neurony jsou koncentrovány především v jádru mozkového kmene zvaném locus coeruleus, odkud je inervován neokortex,limbický systém, ale i hřbetní mícha

Noradrenalin Noradrenalin jeho uvolňování zvyšuje vigilitu a arousal (bdělost), rovněž hraje roli v pozornosti a také v systému motivace a odměny Noradrenalin reguluje odpověď organismu na akutní stresory,a to působením jak v CNS, tak na periferii (srdeční akce, stahy svalstva, glykogenolýza, inhibice výdeje insulinu) Účastní se rovněž kognitivních funkcí z části ovšem spíše modulačně. Má však klíčovou roli v konsolidaci paměťových stop (viz obecné aspekty paměti). V konsolidaci do dlouhodobé paměti hrají roli především betaadrenoceptory (u strachově zabarvených paměťových stop), v menší míře i alfa receptory - BLA

Noradrenalin behaviorální účinky a klinika Noradrenalin hraje důležitou úlohu v procesech bdělosti a pozornosti, ale částečně i v systému odměny. Nedostatečná funkce adrenergního systému společně s dopaminergním je podkladem ADHD (attention-deficit/ hyperactivity disorder; dříve lehká mozková dysfunkce zlobivé děti ) Svoji roli hraje také při depresi některá antidepresiva (SNRI, tricyklika) inhibují zpětné vychytávání NA ze synaptické štěrbiny. SNRI mají také vliv na dopamin

Noradrenalin a konsolidace paměťových stop β-, ale i α- adrenoceptory hrají roli při zpracování informace získané učením Pokud jsou tyto receptory zablokovány v průběhu učení, nebo těsně po něm, nedochází k přesunu informace do dlouhodobé paměti (u některých typů úloh)

Závěrečné poznámky Jednotlivé neuropřenašečové systémy se podílejí na řízení či regulaci procesů chování a učení Některé neuropřenašečové systémy se účastní přímo řízení kognitivních funkcí (Glu), některé ovlivňují více spíše související procesy (např. afektivní komponenty paměťových funkcí jsou výrazně modulovány serotoninem) Nečiní tak izolovaně, jsou propojeny složitým systémem vzájemných interakcí, a to jak prostřednictvím spojení mezi jednotlivými mozkovými strukturami, tak mezi neurony, tak i na intracelulární úrovni. Důsledek experimentálních manipulací na jednotlivých neuropřenašečích je u různých typů chování kvantitativně i kvalitativně odlišný.