Взаимодействие медиатора и рецептора по механизму «ключ – замок»

Происходит прямое физическое взаимодействие между медиатором и рецептором, который, в свою очередь, даст сигнал о том, что на него сел медиатор. Если таких сигналов на мембране будет достаточно, то клетка, принявшая сигнал, сгенерирует свой и продолжит распространение импульса дальше по нерву или мозгу. Медиаторы на рецепторе находятся не вечно: спустя непродолжительный срок они отсоединяются и возвращаются в пространство синаптической щели. Оттуда их будут выкачивать обратно в кончик синапса специальные белки-насосы. Медиатор – штука ценная, и терять молекулы не стоит. Ниже приведены самые знаменитые медиаторы, определяющие, что вы будете чувствовать в любой конкретный момент своей жизни.

Главный медиатор нашей периферической нервной системы – ацетилхолин, именно он передает сигналы мышцам. Также он играет важную роль в засыпании и пробуждении, в памяти и обучении. Ацетилхолин может действовать на два типа рецепторов своими разными участками. Первый тип рецепторов назван «никотиновыми», поскольку находящаяся в природе молекула никотина оказалась похожа именно на участок ацетилхолина, взаимодействующего с этими рецепторами. Никотин содержится в пасленовых, то есть в табаке, томатах, картофеле, баклажанах. И разумеется, эти растения придумали никотин не просто так – он инсектицид, то есть травит жуков. Чрезмерные концентрации никотина настолько забивают ацетилхолиновые рецепторы, что они блокируются у жука, и тот погибает. Но на нашей планете жил человек, который был не против поэкспериментировать и в какой-то момент истории понял, что табак при правильном потреблении вызывает стимулирующий эффект. Тут может возникнуть сочувствие к несчастному растению табака, которое пыталось спастись, защититься от зловредных жуков, а тут нашелся человек и начал его сушить и курить. Однако с какой стороны посмотреть. Табак был дикорастущим невзрачным кустом, абсолютно непримечательным на фоне другой растительности, а теперь он выращивается на огромных территориях по всему свету. Интересно, как будут оценивать выдумку никотина существа, которые станут жить на нашей планете через миллион лет. Зачем растение придумало это вещество? Чтобы жуков травить или чтобы подсадить на себя миллиард человек, способных разнести его на полпланеты и ухаживать за ним, не жалея себя? Какой из эффектов никотина внес больший вклад в успех растения как вида?

Для человека нужны гораздо более значительные дозы никотина для смертельных побочных эффектов, нежели для жука, и в малых дозах никотин вызывает знакомое многим учащение сердцебиения, повышение давления и приятное ощущение в голове. Причем никотин обладает «усредняющим» действием на мозг: если мозг находится в неактивном состоянии, никотин его взбодрит (первая сигарета с утра), а если перенапряжен, то никотин будет обладать успокаивающим средством (нервное курение).

Второй тип рецепторов назвали мускариновыми в честь мускарина, содержащегося в больших количествах, например, в мухоморах. Мухомором отравиться легко, а вот для смертельного исхода нужно постараться: необходимо съесть от 2 до 4 кг свежих грибов. В большинстве случаев мухомор приведет к усилению слюноотделения, моторики кишечника и мочевого пузыря, брадикардии и диарее. Хотя мухоморы также вызывают галлюцинации, повышение агрессивности и уменьшение болевой чувствительности (именно для этого отвары мухоморов использовали берсеркеры), в качестве источников необычных ощущений они не очень популярны. Немногие хотят иметь проблемы с сердцем, дыханием, а потом еще и диарею для заветных галлюцинаций. Итоговый эффект при передозировке мухоморами будет похож на эффект от зарина, боевого отравляющего вещества, блокирующего необходимое разрушение ацетилхолина в синапсах. Происходит чрезмерное накопление этого медиатора, и он начинает гиперстимулировать синапсы с закономерным эффектом. В качестве антидота используют атропин из белены, он заблокирует рецепторы постсинаптической мембраны к мускарину.

За ощущение стресса отвечает норадреналин. Он позволяет нам сосредоточиться на тех сигналах, которые наиболее значимы здесь и сейчас. Обезболивает, ярко проявляя себя при экстремальных ситуациях (стресс-вызванная анальгезия). Этот механизм эволюционно создан для того, чтобы вы могли разобраться с проблемой, несмотря на боль. Боль придет позже, а сейчас нужно заниматься делами. Такой своеобразный кредит. Может быть, вы сталкивались с такой ситуацией: едете, например, на велосипеде, упали на асфальт, отряхнулись и поехали дальше, а при подъезде к дому обнаруживаете, что у вас половины бедра нет. Это все норадреналин постарался. Такое действие норадреналина проявляет себя и в состоянии аффекта, когда люди не замечают даже серьезных травм и физических повреждений.

Норадреналин участвует в процессах обучения и запоминания информации, действуя на положительное и отрицательное подкрепление мозга. Именно поэтому в состоянии легкого стресса мы учимся лучше. Главное, чтобы стресс не был чрезмерным, иначе из-за переутомления работа мозга, направленная на восприятие информации, просто отключится. Норадреналин способен вызвать снижение уровня тревожности и рост проявлений агрессивности. Если вы импульсивны, склонны к внезапным и даже неадекватным вспышкам агрессии, в выборе «беги либо дерись» скорее выбираете второе – возможно, у вас повышенный уровень норадреналина.

Благодаря ему у нас есть положительные эмоции, когда мы справляемся с кризисной ситуацией. Чувство собственного величия после преодоления проблемы – это норадреналин. Но есть и обратная сторона – он подсаживает нас на азартные игры, компьютерные шутеры, экстремальные виды спорта. Азартная игра – это стресс, это неизвестность исхода. Когда вы выигрываете один раз, знатная доза норадреналина вызовет у вас чувство царя на троне, а дофамин, о котором мы еще поговорим, подкрепит это чувство желанием повторить. Похожая ситуация с экстремальными видами спорта. Когда человек прыгает с парашютом – это стресс. Наш организм не особо привык лететь кирпичом со скоростью свободного падения на твердь земную. И когда парашют раскрывается, а потом вы успешно касаетесь земли, то ваш мозг начинает просто бурлить химией нейромедиаторов. В результате вы захотите повторить это приключение.

Когда мы говорим о счастье, мы часто упоминаем серотонин, называя его «гормоном счастья», однако это не совсем так. Начнем с того, что это не гормон. Гормоны выделяются в кровь и в малых количествах действуют на все тело, а медиаторы работают локально в синапсах. Во-вторых, это медиатор «несчастья». Упрощенно, ваше текущее состояние базируется на двух чашах весов, на двух эмоциональных центрах в вашей голове. В мозгу есть центр положительных эмоций, и на его подкрепление работают дофамин и норадреналин, и есть центр негативных эмоций, за контроль которого отвечает серотонин. Почувствовать себя хорошо можно двумя путями: усилить положительные эмоции либо погасить отрицательные. За удержание отрицательных эмоций на приемлемом уровне отвечает серотонин, именно поэтому многие антидепрессанты работают как раз на повышение уровня серотонина в головном мозге.