09 Biochemia blony komorkowe

Zakotwiczenie białek w błonie
lipidowej

palmitynian - Cys (Ser)

myrystynian na Gly (terminalna)

farnezyl (lub geranylogeranyl) na Cys

kotwoca
fosfatydyloinozytolowa

Dwuwarstwa lipidowa: micele i liposomy

Białka transbłonowe biorące udział
w oddziaływaniach miedzykomórkowych

wnętrze
komórki

błona
komórkowa

Integryna kadheryna N-CAM selektyna

domena
wiąŜąca
ligand

domena
adhezyjna

domeny
immunglobulinopodobne

domena
lektynowa
(wiąŜe cukry)

Fuzja błon
komórkowych

uwalnianie pęcherzyków
z aparatu Golgiego

egzocytoza

endocytoza

fuzja endosomu
i lizosomu

infekcja
wirusowa

fuzja plemnika
i jaja

fuzja wodniczek
(u roślin)

rozdzielenie 2 błon komórkowych
w czasie podziału komórki

Błona komórkowa jest barierą selektywnie przepuszczalną.
Pewne cząsteczki (woda, gazy, mocznik) mogą przejść
bezpośrednio przez dwuwarstwę bez Ŝadnej pomocy,
ale inne cząsteczki (cukry, aminokwasy, jony)
wymagają obecności integralnych białek transportujacych.

Transport:

bierny

czynny

Bierny

nie wymaga energii, następuje zgodnie z gradientem

(od stęŜenia wyŜszego do niŜszego).

Czynny

wymaga energii (transport od niŜszego stęŜęnia

do wyŜszego).

Transporter ułatwia
dyfuzję przez błonę
zmniejszając energię
aktywacji (

∆∆∆∆

Hydrofobowe
Polarne
Naładowane

Struktura ludzkiego transportera glukozy

Dystrybucja polarnych
i hydrofobowych aminokwasów
w helisie

αα

Asocjacja 4 helis

αα

tworzy hydrofobowy kanał

Model transportu glukozy
w erytrocytach

D-glukoza

wnętrze
komórki

błona
komórkowa

receptor
dla insuliny

insulina

1. Transportery glukozy
zatrzymane wewnątrz
komórki w pęcherzykach
membranowych

2. Insulina wiąŜe się do receptora
⇒

⇒

pęcherzyki wędrują na

powierzchnię komórki,
zwiększając ilość transporterów glukozy

3. Kiedy stęŜenie insuliny
spada, pęcherzyki są usuwane
z powierzchni komórki
poprzez endocytozę

4. Małe pęcherzyki
łączą się z endosomami

5. Endosomy tworzą
małe pęcherzyki

transporter
glukozy

Jak działa insulina?

Cukrzyca jest to przewlekła choroba metaboliczna,
której podstawowym objawem jest podwyŜszony poziom cukru
( glukozy ) we krwi.

1. Cukrzyca typu 1 (zwana takŜe cukrzycą młodzieńczą bądź
insulinozaleŜną ) - wywołana jest zniszczeniem komórek beta trzustki,
odpowiedzialnych za produkcję i wydzielanie insuliny
( insulina to hormon obniŜający poziom cukru we krwi ).
Ten rodzaj cukrzycy występuje częściej u ludzi młodych
( ale nie tylko) oraz u dzieci.

2. Cukrzyca typu 2 (cukrzyca dorosłych, insulinoniezaleŜna ) -
w tym rodzaju cukrzycy przyczyną podwyŜszonego poziomu cukru
nie jest brak insuliny, ale jej nieprawidłowe działanie w organizmie
(oporność na działanie insuliny ). Najczęściej cukrzycy typu 2
towarzyszy otyłość oraz bardzo często nadciśnienie tętnicze.
Około 80 - 85 % wszystkich pacjentów z cukrzycą stanowią
chorzy na cukrzycę typu 2.

Impuls nerwowy jest sygnałem elektrycznym wytworzonym
przez przepływ jonów poprzez błonę plazmatyczną neuronów.

We wnętrzu neuronu (podobnie jak w większości innych komórek)
stęŜenie K

jest duŜe, a Na

jest małe.

Gradienty tych jonów są regulowane przez ATP-zaleŜną pompę.

W stanie spoczynkowym potencjał transbłonowy wynosi -60 mV.

Impuls nerwowy, czyli

potencjał czynnościowy

, gdy potencjał

transbłonowy ulega depolaryzacji poniŜej krytycznej wartości
progowej ((tj. od -60 mV do -40 mV).

Potencjał transbłonowy staje się dodatni w ciagu ok. 1 milisekundy
i osiąga wartość +30 mV, zanim powróci do wartości ujemnych.

Potencjał tranbłonowy (membranowy)

potencjał równowagowy Na

potencjał spoczynkowy

potencjał równowagowy K

ło

(

)

czas

czas (ms)

Depolaryzacja błony aksonu powoduje prąd czynnościowy

Takie pozytywne sprzęŜenie zwroten między depolaryzacją
i wejściem Na

prowadzi do bardzo szybkiej i duŜej zmiany

potencjału transbłonowego, od -60 mV do +30 mV w ciągu
1 milisekundy.

W tym samym czasie kanały sodowe zamykają się spontanicznie,
a kanały potasowe zaczynają się otwierać.

Jony potasu wypływają, przez co potencjał transbłonowy
powraca do ujemnej wartości.
Poziom spoczynkowy (-60 mV) zostaje odtworzony w ciągu
kilku milisekund, a przewodnictwo K

maleje do wartości

charakteryzujących stan niepobudzony.

Potencjał czynnościowy jest niezwykle efektywnym systemem
sygnalizacji na duŜe odległości.

potencjał membranowy= -50 do -70 mV

płyn zewnątrzkomórkowy
lub osocze

] = 4 nM

[Na

] = 145 nM

-K

- ATPaza (pompa sodowo-potasowa)

utrzymuje wysokie stęŜenie potasu w komórce

-K

- ATPaza hydrolizuje ATP do ADP,

a uzyskaną energię zuŜywa do wyrzucenia 3 Na

poza komórkę i wprowadzenia
3 K

do komórki na kaŜdy mol hydrolizowanego ATP

Transporter wiąŜe 3 Na

z wnętrza komórki

wnętrze

Fosforylacja powoduje
zmianę konformacji do Enz

Taka forma ma wyŜsze powinowactwo dla K

Uwolnienie 3 Na

i związanie 2 K

Defosforylacja powoduje
zmianę konformacji do Enz

Taka forma wyŜsze powinowactwo dla Na

Uwolnienie 2 K

do wnętrza komórki

Utrzymanie potencjału K

/Na

zuŜywa 25% energii
organizmu w czasie spoczynku

Inhibitory pompy sodowo-potasowej

ouabaina

digitoksyna

Strophantus gratus

Digitalis purpurea

Kanał Na

z neuronów bramkowany potencjałem

Kanały sodowe z neuronów i miocytów wyczuwają gradient
elektryczny w membranie i reagują otwarciem lub zamknieciem.

Zazwyczaj są bardzo selektywne wobec jonów Na

i mają bardzo duŜą

szybkość przenoszenia jonów.

W stanie spoczynku są w konfiguracji zamkniętej.

Redukcja potencjału membranowego powoduje otwarcie kanału
i chwilową inaktywację.

Aktywacja i inaktywacja kanałów Na

jest podstawą przekazywania

sygnałów przez neurony.

Kanał Na

z neuronów bramkowany potencjałem: struktura podjednostki

αα

zewnątrz

wewnątrz

bramka

inaktywująca

sensor

napięcia

filtr

selektywności

(region porowy)

bramka

aktywująca

Kanał sodowy składa się z kilku łańcuchów polipeptydowych, z których najwaŜniejsza
jest podjednostka

αα

. Podjednostka

αα

składa się z 4 homologicznych domen (I do IV),

a kaŜda domena z 6 transbłonowych helis (1 do 6).

Kanał Na

z neuronów

bramkowany potencjałem

sensor napięcia

filtr selektywności:
rozróŜnia Na

innych jonów

bramka
aktywująca

zamknięcie

bramka inaktywująca (otwarta)

Zamyka się natychmiast po otwarciu

bramki aktywującej (mechanizm kuli i łańcucha)

kanał,

którym

przechodzą

jony

Kanał Na

mechanizm działania

zewnątrz

wewnątrz

bramka
aktywująca

sensor
napięcia (dodatnio naładowany)

kanał jonowy

błona spolaryzowana,

kanał zamknięty

błona zdepolaryzowana,

kanał otwarty

Polaryzacja błony
powoduje przesunięcie
sensora napięcia w stronę
zewnętrzną błony.
Przesunięcie to umoŜliwia
otwarcie kanału
jonowego.

fugu (kolcobrzuch, najeŜka)

Tetrodotoksyna,
inhibitor transportu Na

bardzo silnie wiąŜe się
z kanałem sodowym (K

= 1nm).

Dawka śmiertelna
dla człowieka: 10 ng.

Struktura wielobiegunowej komórki nerwowej. Akson jest otoczony
osłonką mielinową

Przewodzenie impulsu wzdłuŜ aksonu

Akson w stanie
spoczynku

Silny bodziec wywołuje
lokalnie depolaryzację
błony komórkowej
dendrytu

Impuls jest
przenoszony w postaci
fali depolaryzacji ,
która przemieszcza się
wzdłuŜ aksonu

Zdrowy
nerw

Chory
nerw

Stwardnienie rozsiane (SM, Sclerosis multiplex):
choroba spowodowane uszkodzeniem otoczek mielinowych
neuronu przez układ odpornościowy gospodarza

Jak impuls przechodzi z neuronu do neuronu?

Impulsy nerwowe przebiegają przez większość połączeń
neuronów (czyli synaps) z udziałem
małych, dyfundujących cząsteczek zwanych przekaźnikami
nerwowymi (neuroprzekaźnikami lub neurotransmitterami).

Acetylocholina: neuroprzekaźnik cholinergiczny.

Schemat synapsy chemicznej

błona

presynaptyczna

pęcherzyk synaptyczny

(10

cząsteczek

acetylocholiny)

szczelina

synaptyczna

błona

postsynaptyczna:

zawiera receptory

dla acetylocholiny

Dotarcie imuplsu nerwowego powoduje
synchroniczny eksport zawartości
ok. 300 pęcherzyków, co podnosi stęŜenie
acetylocholiny z 10 nM do 500

µµµµ

M w czasie < 1

µµµµ

Związanie acetylocholiny do błony
postsynaptycznej zwiększa jej przepuszczalność
jonową, co powoduje depolaryzację błony.

podjednostka

αα

(podjednostki

ββββ

γγγγ

δδδδ

są homologiczne)

kaŜda podjednostka

składa się z 4 transbłonowych

helis

αα

miejsca wiąŜące

acetylocholinę

Struktura kanału
acetylocholinowego

centralny kanał jonowy
powstaje ze złoŜenia helis M2

zamknięty otwarty

hydrofobowe reszty

Leu

helisy M2

zamykają kanał

związanie acetylocholiny

powoduje wzajemny

obrót helis

2 acetylocholiny

Polarne reszty

helisy M2

umoŜliwiają przejscie jonów

Działanie kanału acetylocholinowego

Aminokwasy alifatyczne (Lys, Orn)

alkaloidy pirydynowe

nikotyna

Nikotyna imituje działanie acetylocholiny
poprzez stymulację receptorów
dla acetycholiny.

Związanie nikotyny powoduje
zniesienie przejściowej
desensybilizacji tych receptorów.

U nałogowych palaczy receptory
są permanentnie zdesensybilizowane,
co wymaga stałego dopływu nikotyny.

W roku 1650 papieŜ Innocenty X ekskomunikował palących tytoń

Tubukaryna,
aktywny składnik
kurary,
blokuje receptory
dla acetylocholiny.
Podobnie działają
toksyny z jadu
kobry i czarnej
mamby.

Strychnos toxifera

Mukowiscydoza

(z ang. cystic fibrosis, CF) jest najczęściej

występującą chorobą genetyczną u ludzi.
Przyczyną choroby jest mutacja genu odpowiedzialnego
za syntezę błonowego kanału chlorkowego CFTR
(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator).

Organizm chorego produkuje nadmiernie lepki śluz,
który powoduje zaburzenia we wszystkich narządach
posiadających gruczoły śluzowe (głównie w układzie oddechowym,
pokarmowym i rozrodczym).

Najczęstsza choroba genetyczna białej (kaukaskiej) rasy:
dotyka 1 na 3000 noworodków, 1 na 15 000 u Murzynów.
Gen dla CF jest obecny w 3% białej populacji.

Objawy:
Gęsty i lepki śluz, który zalega w oskrzelach i jest podłoŜem
dla rozwoju bakterii.
Nawracające zapalenia oskrzeli i płuc.
przewlekłe zapalenie zatok bocznych nosa.

Transbłonowy regulator mukowiscydozy: kanał Cl

tego aminokwasu
nie ma u ludzi
chorych na
mukowiscydozę

kanał Na

bramkowany
potencjałem

kanał K

bramkowany
potencjałem

akson

presynaptyczny

potencjał

czynnościowy

potencjał

czynnościowy

receptory

acetyclocholinowe

akson

postsynaptyczny

pęcherzyk

synaptyczny

kanał Ca

bramkowany
potencjałem

Rola kanałów jonowych bramkowanych potencjałem i ligandem

1. Stymulacja powoduje
przemieszczanie się
potecjału czynnościowego.
Potencjał powoduje
otwarcie kanałów Na

2. Kiedy potencjał czynnościowy
dociera do końca aksonu,
otwierają się kanały Ca

bramkowane potencjałem
(⇒

⇒

wpływ jonów Ca

)

3. Wzrost [Ca

] ⇒

⇒

uwolnienie

acetylocholiny do szczeliny
synaptycznej

4. Acetylocholina wiąŜe się
do receptora, powodując
otwarcie kanału jonowego.

5. Na

i Ca

wchodzą do

kanału, depolaryzując
akson postsynaptyczny.

Elektryczny sygnał
przemieszcza się dalej.

Neuroprzekaźniki powstają z aminokwasów

Tyr

dopamina

: związek z chorobą Parkinsona

adrenalina, noradrenalina: mediuje odpowiedź na stres

Glu

GABA

: hamujący neuroprzekaźnik; związek z epilepsją

His

histamina

: zwiększa przepuszczalność naczyń

włosowatych; związek z alergią

Trp:

serotonina

: neuroprzekaźnik, odpowiada za nastrój

Kwas gamma-aminomasłowy (GABA)

W ośrodkowym układzie nerwowym głównym neuroprzekaźnikiem
o właściwościach

hamujących

jest

kwas gamma-aminomasłowy (GABA)

Receptory GABA są najczęściej pobudzanymi receptorami w ustroju.
Synapsy GABA-ergiczne stanowią 1/3 wszystkich synaps ośrodkowego
układu nerwowego.

Do agonistów niekompetycyjnych receptorów GABA,
tzn. substancji pobudzających receptor poprzez wiązanie z innym
miejscem niŜ naturalny ligand, naleŜą powszechnie stosowane
benzodiazepiny, barbiturany, steroidowe anestetyki oraz alkohol etylowy.

Receptor dla kwasu gamma-aminomasłowego (GABA)

„Pigułka gwałtu”: flunitrazepam (Rohypnol®):
działa jak benzodiazepina (Valium®), ale 10 razy silniej.
Dodatkowo powoduje amnezję, czyli utratę pamięci.

Oryginalny Rohypnol
rozpuszczając się,
daje niebieską barwę

Valium Rohypnol

Dopamina

: katecholaminowy neuroprzekaźnik syntezowany

i uwalniany przez neurony ośrodkowego układu nerwowego.

Odgrywa róŜną rolę w zaleŜności od miejsca swego działania:
•

odpowiedzialna za napęd ruchowy,

koordynację oraz napięcie mięśni.

•

w układzie limbicznym jest odpowiedzialna za procesy

emocjonalne i wyŜsze czynności psychiczne;

•

w chorobie Parkinsona występuje niedobór dopaminy.

Dopamina (dihydroksyfenyloetyloamina)

Serotonina (5-hydroksytryptamina)

Serotonia:

amina biogenna, hormon tkankowy wydzielany przez

komórki enterochromochłonne mózgu i błonę śluzową jelit.
Powoduje skurcz naczyń krwionośnych, mięśni gładkich macicy,
Ŝołądka i jelit, wpływa na czynność obwodowego i ośrodkowego
układu nerwowego.

Odpowiedzialna jest g

ównie za funkcję pobudzającą oraz za nastrój,

sen, ból i odczuwanie

aknienia.

Adrenalina, noradrenalina

Adrenalina odgrywa decydującą rolę w mechanizmie stresu,
czyli błyskawicznej reakcji organizmu człowieka i zwierząt kręgowych
na zagroŜenie, objawiąjących się przyspieszonym biciem serca,
wzrostem ciśnienia krwi, rozszerzeniem oskrzeli,
rozszerzeniem źrenic itp.
Oprócz tego adrenalina reguluje poziom glukozy (cukru) we krwi,
gdyŜ jest koenzymem
uruchamiającym przemianę glikogenu w glukozę.

Układ limbiczny kieruje wrodzonymi i nabytymi zachowaniami

Układ limbiczny

- jest odpowiedzialny za popędy, instynkty i emocje

(przyjemność, ból, wściekłość, strach , gniew).

Ciało migdałowate (amygdala)

- odpowiada za emocje: strach, wzruszenia,

depresje.

Hipokamp

- przekształca pamięć krótkotrwałą w długotrwałą. Uszkodzenie

hipokampu powoduje niezdolność do zapamiętywania.

hipokamp

Ośrodek (obwód) nagrody
w mózgu

Kiedy kora mózgowa otrzymuje stymulację interpretowaną jako
przyjemność, ośrodek VTA uwalnia dopaminę do

nucleus accumbens

który głównym ośrodkiem przyjemności w mózgu.
Wszystkie przyjemne doznania wiąŜą się
ze zwiększonym wydzielaniem dopaminy w tym regionie.

VTA: Ventral Tegmental Area

VTA uwalnia dopaminę równieŜ do przegrody (septum), ciała
migdałowatego (amygdala) i do płata czołowego kory mózgowej.
Pobudzony nucleus accumens stymuluje czynności motoryczne,
podczas gdy pobudzony płat czołowy kory mózgowej powoduje
skupienie uwagi.

Wszystkie regiony związane z przyjemnością połączone są
za pomocą specjalnej wiązki neuronów, zwanej medial
forebrain bundle (MFB). Jej aktywacja powoduje, Ŝe człowiek
stara się powtarzać czynności wywołujące przyjemne doznania.

MFB składa się z aksonów które uŜywają

dopaminy

jako przekaźnika.

Narkotyki:

1. Dołowniki (downers): zmniejszają aktywność i uspokajają.

Dają poczucie euforii i odpręŜenia, znoszą stres.
Niektóre dostępnie legalnie.

Opiaty (morfina, heroina) i trankwilizery (środki uspokające,
takie jak flunitrazepam).

2. Stymulanty: pobudzają aktywność umysłową i ruchową,

znoszą senność, ułatwiają uczenie się.
UzaleŜnienie moŜe nastąpić juŜ po kilku dawkach
i jest w zasadzie niemoŜliwe do wyleczenia.

Amfetamina, kokaina.

3. Halucynogeny: zmieniają percepcję, pozwalają na przeŜywanie

odmiennych stanów świadomości i odbiór niezwykłych wraŜeń.

LSD, meskalina, psylocybina, fencyklidyna, a takŜe niektóre
rozpuszczalniki organiczne.

Działenie nikotyny

Nikotyna imituje działanie

acetylocholiny

poprzez stymulację

receptorów dla acetycholiny.

Związanie nikotyny powoduje zniesienie przejściowej
desensybilizacji tych receptorów, czego rezultatem jest
szybsze pobudzanie neuronów.

U nałogowych palaczy receptory są permanentnie
zdesensybilizowane, co wymaga stałego dopływu nikotyny.

Nikotyna

nikotyna

Nicotiana tabacum

W roku 1650 papieŜ Innocenty X ekskomunikował palących tytoń

Działanie alkoholu

Alkohol etylowy wiąŜe się bezpośrednio receptorów dla

GABA

(neuroprzekaźnik hamujący) na receptorach GABA-ergicznych
(neurony te hamują aktywność neurologiczną).

Zablokowanie receptora GABA w postaci otwartej powoduje zniesienie
hamującej funkcji GABA. Powoduje to „odczulenie” neuronów,
a następnie senność.

Ponadto, alkohol stymuluje wydzielanie dopaminy w ośrodku
nagrody w mózgu, co powoduje euforię.

Długotrwałe uŜywanie alkoholu powoduje trwałe zablokowanie
receptorów dla GABA w pozycji zamkniętej.
Osoba, u której ma to miejsce, jest trwale uzaleŜniona od
alkoholu.

Alkohol wpływa na liczne receptory w mózgu:
hamuje działanie receptorów dla glutaminianu,
a zwiększając działanie serotoniny i acetylocholiny.

Alkohol trwale uszkadza komórki wątroby,
co moŜe spowodować marskość wątroby.

Dołowniki: działanie opiatów

Ludzkie ciało produkuje naturalne substancje zwane endorfinami,
których funkcją jest przeciwdziałanie bólowi. Wpływają tez na
odczuwanie głodu i pragnienia, regulują nastrój i odpowiedź
odpornościową.

Istnieją 3 rodzaje endorfin: beta-endorfiny, enkefaliny i dynorfiny.

Endorfiny wiąŜą się z receptorami dla endorfin na komórkach
nerwowych. Receptory te są nazywane równieŜ receptorami
opiatowymi, poniewaŜ wiąŜą się do nich opiaty, takie jak

morfina

heroina

Endorfiny i opiaty sprawiają, Ŝe kanały jonowe pozostają otwarte,
co powoduje zmianę zdolności neuronów i pobudzania.

Ponadto, opiaty zmniejszają uwalnianie

GABA

, który jest

neurotransmiterem hamującym. Zmniejszenie ilości

GABA

powoduje

zwiększenie ilości

dopaminy

, co powoduje euforię.

Endorfiny i opiaty

Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Thr-Ser-Glu-Lys-Ser-Gln-Thr-Pro-Leu-Val-
Thr-Leu-Phe-Lys-Asn-Ala-Ile-Ile-Lys-Asn-Ala-Tyr-Lys-Lys-Gly-GluOH

ββββ

-endorfina morfina

sekwencja

ββββ

-endorfiny

podobieństwo

Morfina, substancja zawarta w maku lekarskim

Papaver somniferum

Heroina (diacetylomorfina):
acetylowana forma morfiny

Heroina wiąŜe się do receptorów dla opiatów i hamuje wydzielanie
GABA do synaps w neuronach dopaminergicznych.
Brak hamownia powoduje zwiększone uwalnianie dopaminy
do synaps, co powoduje euforię.

Kazomorfiny: peptydowe analogi endorfin z mleka.
Mogą spowodować uzaleŜnienie.

β-Casomorphin 1-3
•

Structure: H-Tyr-Pro-Phe-OH

β-Casomorphin 1-4
•

Structure: H-Tyr-Pro-Phe-Pro-OH

•

β-Casomorphin 1-4, amide

•

Structure: H-Tyr-Pro-Phe-Pro-NH

β-Casomorphin 5
•

Structure: H-Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-OH

β-Casomorphin 7
•

Structure: H-Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-Pro-Ile-OH

β-Casomorphin 8
•

Structure: H-Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-Pro-Ile-Pro-OH

Paląc opium lub biorąc doŜylnie heroinę, doznaje się rozkosznego
uczucia odpręŜenia, euforii i miłej senności. Działanie utrzymuje się
przez 3-6 godzin. Uczucie głodu morfinowego pojawia się po 6-8 godz.

Efekty fizyczne: spowolnienie oddychania, szpilkowate źrenice,
zataczanie się, chroniczne zatwardzenie, nudności i wymioty.

Objawy abstynencji: apatia, swędzenie, drŜenie, potliwość, bóle brzucha.
Nie są groźne dla Ŝycia, ale są bardzo dolegliwe i mogą utrzymywać się
przez 1-3 tygodni.

Brak agresji

Objawy przedawkowania: zimna, wilgotna skóra, wolne i płytkie oddechy,
szybkie tętno, szpilkowate źrenice, zataczanie się, utrata przytomności,
zapaść krąŜeniowa, śpiączka i śmierć wskutek niewydolności oddechu.

Opiaty mają liczne zastosowania terapeutyczne,
przede wszystkim jako leki przeciwbólowe.

Inne dołowniki:
„pigułka gwałtu”: flunitrazepam (Rohypnol

wiąŜe się do receptora dla GABA,
działa uspokajająco jak benzodiazepina (Valium

), ale 10 razy silniej.

Nasila odhamowującą fazę działania alkoholu.
Dodatkowo powoduje amnezję, czyli utratę pamięci.

Oryginalny Rohypnol
rozpuszczając się,
daje niebieską barwę

Valium Rohypnol

Kokaina wiąŜe się do receptorów dla

dopaminy

, hamując jej

wchłanianie.

Pośrednio działa teŜ na receptory dla serotoniny i noradrenaliny.

W wyniku tego stęŜenie dopaminy, serotoniny i noradrenaliny w
neuronach wzrasta.

Stymulanty: działanie kokainy

Długotrwałe zaŜywanie kokainy powoduje przyzwyczajenie mózgu
do wysokich stęŜeń dopaminy, z czym wiąŜe się powstawanie
nowych receptorów dla dopaminy. Prowadzi do depresji w sytuacji,
kiedy stęŜenie kokainy spada.

Odczuwana jest euforia (z dopaminy), pewność siebie (z serotoniny)

i energia (z noradrenaliny).

Mechanizm działania kokainy: blokowanie powtórnego wchłaniania
(re-uptake) dopaminy. Dopamina pozostaje w synapsach.

Kokaina: substancja z liścii koki
(krasnodrzew).
Crack: zasadowa forma kokainy.

Erythroxylum coca

ciągle zawiera ektrakt koki,
ale w bardzo małej ilości

Kokaina daje krótką, intensywną euforię, trwającą 5-30 min.
Daje uczucie zwiększonej raźności i czujności, polepsza nastrój,
usuwa zmęczenie.

Efekty fizyczne: wzrost ciśnienia krwi, temperatury,
tętna i oddychania, rozszerzenie źrenic, spadek zapotrzebowania
na sen, brak apetytu.

Objawy przedawkowania: pobudzenie, draŜliwość, niepokój,
wrogość, halucynacje, lęk, paranoja. Mogą występować zachowania
antysocjalne i agresywne.

Objawy abstynencji: bardzo intensywny głód narkotykowy,
depresja, paranoja, brak łaknienia.

Zwiększona agresja

: kokainiści w celu zdobycia pieniędzy

na narkotyk mogą stosować przemoc nawet bez potrzeby.

Działanie amfetaminy

Podobnie jak kokaina, amfetamina zwiększa stęŜenie

dopaminy

w synapsie, ale mechanizm jej działania jest inny.

Amfetamina przypomina budową dopaminę, więc moŜe przechodzić
przez białko transportujące dopaminę do wnętrza neuronu.

Wewnątrz neuronu, amfetamina (ze względu na podobieństwo
chemiczne) wypiera

dopaminę

z pęcherzyków które ją zawierają,

StęŜenie dopaminy wzrasta, co powoduje euforię.

dopamina amfetamina

Mechanizm działania amfetaminy

uwolniona
dopamina

uwolniona
noradrenalina

amfetamina
blokuje
oksydazę
monoaminową
(MAO), która
rozkłada dopaminę

Amfetamina brana doustnie powoduje umiarkowany przypływ energii,
podnosi zdolność koncentrowania się, zwiększa czujność,
znosi senność, usuwa zmęczenie, podnosci sprawność fizyczną

Amfetamina brana doŜylnie powoduje natychmiastowe uczucie
ogromnej przyjemności („totalny orgazm”), oraz niezwykły
przypływ energii.

Efekty fizyczne: wzrost ciśnienia, tętna, temperatury, przyspieszenie
oddechu, rozszerzenie źrenic.

Objawy przedawkowania: zaburzenia w układzie krąŜenia mogące
prowadzić do śmierci; psychoza, strach, paranoja, halucynacje.

Objawy abstynencji: złe samopoczucie, spowolnienie psychiczne,
uczucie zmęczenia, apatia. Przewlekłe stosowanie moŜe powodować
objawy podobne do schizofrenii (mania prześladowcza).

Analogi dopaminy są stosowane w leczeniu zaburzeń snu
i nadpobudliwości (ADHD)

Halucynogeny: działanie kanabioidów

Kanabioidy (

haszysz

marihuana

) wiąŜą sie z receptorami dla kanabioidów.

Receptory te wiąŜą naturalną substancję produkowaną przez organizm
człowieka, anandamid. Anandamid reguluje nastrój, emocje, oraz
odczuwanie głodu i pragnienia.

Związanie i aktywacja receptora dla kanabioidów powoduje zahamowanie
wydzielania GABA, przez co stęŜenie

serotoniny

w komórkach wzrasta.

Powoduje to poczucie pewności siebie i przypływ energii.

Inaczej mówiąc, kanabiody usuwają inhibicję neuronów zaleŜnych
od GABA i w ten sposób aktywują neurony zaleŜne od dopaminy.

Uwalnianie serotoniny powoduje pewność siebie i przypływ energii

Działane Ecstasy

Ecstasy

to narkotyk, który działa jednocześnie jako stymulant

i jako halucynogen, poniewaŜ budową przypomina LSD.

Ecstasy wiąŜe się do receptorów dla

serotoniny

, blokując jej

ponowne wchłanianie do przesyłania sygnału.

Serotonina pozostaje w synapsie, powodując przyrost energii
i wzrost pewności siebie.

Dodatkowo serotonina powoduje pobudzenie neuronów zaleŜnych
od

dopaminy

, w wyniku czego wzrasta stęŜenie dopaminy.

Powoduje to euforię.

Chroniczne zaŜywanie Ecstasy powoduje nieodwracalne zniszczenie
neuronów zaleŜnych od seroniny.

serotonina

Ecstasy

Ecstasy powoduje euforię, przypływ energii, uczucie silnej więzi
z otoczeniem i wielkiej miłości do świata, podniecenie i pobudzenie
seksualne. Znika senność i zmęcznie – moŜna tańczyć całą noc.
Niskie dawki powodują efekty jak po amfetaminie, wysokie
jak po LSD.

Efekty fizyczne: reakcja walki lub ucieczki: podwyŜszenie ciśnienia
krwi, przyspieszone tętno, rozszerzenie źrenic.

Objawy przedawkowania: nieregularne bicie serca, bóle w klatce
piersiowej, nudności i wymioty, zaburzenie w pracy nerek
mogące prowadzić do odwodnienia. CięŜki kac na drugi dzień.

Objawy abstynencji: hiperaktywność, nadpobudliwość, drgawki,
wyczerpanie psychiczne, niechęć do Ŝycia. MoŜe nastąpić zgon.

Odpowiedzialna za większość nagłych śmierci na dyskotekach.

Ecstasy niszczy wybiórczo neurony serotoninowe, co moŜe spowodować
trwałą depresję, obniŜenie sprawności intelektualnej, agresywność.

LSD (dietyloamid kwasu lizerginowego) wiąŜe się do receptorów
dla dopaminy i serotoniny.

Sporysz
(Claviceps purpurea)

Kwas lizerginowy jest pochodną ergotaminy, alkoloidu ze sporyszu.
Ergotamina działa rozkurczowo na mięśnie gładkie, jest stosowana
jako środek przyspieszający poród.

ergotamina

LSD róŜni się od innych narkotyków (z wyjątkiem Ecstasy),
poniewaŜ nie powoduje euforii, ale zmiany w percepcji świata.

LSD działa na zasadzie sprzęŜenia zwrotnego:
krótkotrwale obniŜa poziom serotoniny, co prowadzi w efekcie
do jej nadprodukcji. Kiedy po ok. 30-120 minutach,
LSD (jako chemiczna substancja) w wyniku rozpadu przestaje
oddziaływać z komórkami, następuje nagły wzrost przewodnictwa -
impulsy między neuronami są silniejsze, co prowadzi
do wykorzystywania połączeń, które w normalnym stanie
(bez nadmiaru neuroprzekaźnika) nie byłyby wykorzystane,
bądź miałyby mniejszy wpływ na reakcję mózgu.

Mózg będący pod wpływem LSD zachowuje się podobnie jak mózg
osoby cierpiącej na autyzm albo na schizofrenię.
W takim stanie moŜna więc łatwiej uwierzyć
w rzeczy nieprawdziwe lub niemoŜliwe.

Po zaŜyciu LSD odczuwa się lekki niepokój i napięcie.
Szczyt działania następuje w trzeciej godzinie: niezwykłe
halucynacje wzrokowe, a stan umysłu zmienia się od oszołomienia
do poczucia głebokiego wglądu w istotę świata.
Idee rozwijane pod wpływem LSD są niezwruszone.
Umysł jest niezwykle wraŜenie i jakiekolwiek zaburzenie moŜe
wyprowadzić uŜytkownika z równowagi. Jest to tzw. zła podróŜ.

Zła podróŜ

to przeraŜające doświadczenie fizyczne, przeŜycie

koszmaru. Osoba w takim stanie moŜe zranić siebie lub innych.
Niekiedy ucieka na oślep i moŜe wyskoczyć przez okno.
Zła podróŜ moŜe nieoczekiwania powtórzyć się bez Ŝadnej
przyczyny, w nieoczekiwanym momencie, nawet lata po zaprzestania
uŜywania LSD. Osoby przeŜywającą złą podróŜ nie moŜna
pozostawić samej.

Efekty fizyczne: rozszerzenie źrenic, podniesienie temperatury i tętna,
pocenie się, utrata apetytu, suchość w ustach, drŜenia.

Meskalina, alkaloid z kaktusa peyotl (Lophophora wilamsii).
Działa jak halucynogen.

Psylocybina, alkaloid z grzyba Psylocibe cubensis (łysiczek).
Działa jak halucynogen.

Meskalina i psylocybina działają podobnie jak LSD, ale słabiej.
Powodują urojenia i halucynacje wzrokowe, zaburzenia czasu
i przestrzeni.

Efekty fizyczne: podobne do wywołanych amfetaminą.
Podniesione ciśnienie krwi, przyspieszone tetno i oddychanie,
rozszerzone źrenice.

Przedawkowanie moŜe spowodować śmierć z powodu poraŜenia
ośrodka oddechowego. Chroniczne stosowanie nie przynosi
negatywnych skutków.

Fencyklidyna (PCP, angel’s dust).
Zsyntezowana jako środek do znieczulenia
ogólnego.
Dodawana do wielu narkotyków,
aby nasilić jej działanie. Popularna
w kombinacji z marihuaną.

Mechanizm działania jest róŜny od innych
halucynogenów: utrudnia przekazywanie
sygnału w mózgu, a powstałe luki
mózg wypełnia własnymi opowieściami,
podobnie jak we śnie.

Efekty fizyczne: osłupienie, sztywność mięśniowa, śpiączka,
przyspieszenie tętna i oddechu, podniesienie ciśnienia krwi,
pocenie, wymioty, niekontrolowane ruchy gałek ocznych, drgawki.

Objawy przedawkowania: ostre lęki, drgawki, poraŜenie ośrodka
oddechowego, udar mózgowy, niewydolność nerek. MoŜe szybko
doprowadzić do śmierci.

Azotan amylu (poppers).
Powoduje nasilenie orgazmu,
poczucie niefrasobliwości
i zwolnienia czasu.
Stosowany jako
„wspomagacz seksu”.

Efekty fizyczne: ból głowy, zaczerwienie twarzy, zmniejszenie
ciśnienia krwi, przyspieszenie tętna, oszołomienie, rozkurcz
mięśni niezaleŜnych od woli (np. zwieracza odbytu).

Objawy przedawkowania: nudności, wymioty, spadek ciśnienia krwi,
mdlenie, chłód skóry. MoŜe nastąpić załamanie krąŜenia i śmierć.

Objawy groŜące śmiercią w przypadku zaŜycia narkotyków:

Heroina

: cięŜki albo nierówny oddech, zwęŜenie źrenic,

półprzytomność ze słabą reakcją na bodźce. Wargi trupio sine,
moŜe wystąpić śpiączka przechodząca w wieczny sen.

Kokaina

: oszołomienie, okresy nierównych oddechów,

przypominających zachłystywanie się.

Amfetamina

: zapaść (ostra niewydolność krąŜenia połączona

ze spadkiem ciśnienia krwi).

Ecstasy

: hiperwentylacja (nadmierne głębokie oddychanie),

przegrzanie i utrata przytomności.

Azotan amylu

: zapaść.

NaleŜy natychmiast wezwać pogotowie.

serotonina

↑↑↑↑

dopamina

↑↑↑↑

serotoniny

Ecstasy

serotonina

↓↑↑

dopaminy,
serotoniny

LSD,

meskalina,

psylocybina

dopamina

↑↑↑↑

brak, wnika

do komórki

amfetamina

GABA

↓↓↓↓

serotonina

↑↑↑↑

kanabioidów

(anandamidu)

kanabioidy

(marihuana)

dopamina

↑↑↑↑

serotonina

↑↑↑↑

noradrenalina

↑↑↑↑

dopaminy

kokaina

GABA

↓↓↓↓

dopamina

↑↑↑↑

endorfin

(opiatów)

opiaty

(morfina, heroina)

odczulenie neuronów

dopamina

↑↑↑↑

GABA

alkohol

przesyłanie sygnału

↑↑↑↑

acetylocholiny

nikotyna

zmiany

receptor dla

narkotyk

08. Biochemia - błony komórkowe

Tematy do zapamiętania

1. Budowa błony komórkowej, typy białek błonowych.
2. Fuzja błon komórkowych, rola biologiczna.
3. Rodzaje transporterów błonowych, transport bierny i czynny.
4. Działanie insuliny, cukrzyca.
5. Przewodzenie impulsów nerwowych, kanały jonowe.
6. Mukowiscydoza.
7. Narkotyki.