AKTYWNOŚĆ BIOLOGICZNA NEUROMEDIATORÓW W OUN

UKŁADY FUNKCJONALNE

MÓZGU

Zachowanie człowieka i zwierząt (ssaków)

jest wypadkową działania trzech wielkich
układów funkcjonalnych mózgu:



UKŁADU POBUDZENIA (arousal)



UKŁADU NAGRODY (reward)



UKŁADU POZNAWCZEGO (cognition)

Powyższe układy stanowią system sterujący

zachowaniem człowieka i zwierząt.

UKŁAD POBUDZENIA



Odpowiada za stany czuwania

i snu.

Składa się z trzech podsystemów:



Pobudzenia ogólnego 

regulacja pobudliwości OUN



Pobudzenia ukierunkowanego 

wykazującego związek z motywacją

i emocjami



Regulacji pobudzenia

obwodowego 

oddziaływanie

CNS na ciało

UKŁAD POBUDZENIA

Podsystem pobudzenia ukierunkowanego



Dostarcza jakości emocjonalnych 

zróżnicowanych, często

przeciwwstawnych doznań



lęk, ciekawość, gniew,

przyjemność, wstręt, złość, zadowolenie



Układ limbiczny stanowi podłoże anatomiczne
podsystemu pobudzenia ukierunkowanego.



W układzie limbicznym jest zlokalizowany układ
nagrody



Podsystem pobudzenia ukierunkowanego odpowiada za
mechanizm wybierania odpowiednich celów, inicjuje
zachowania potrzebne do ich osiągnięcia i sygnalizuje, że
zostały osiągnięte.



Cele korzystne:

przeżycie osobnika czy sukces

reprodukcyjny



zachowania wzmacniane nagrodą



Cele niekorzystne 

hamowanie przez karę.

UKŁAD NAGRODY



Układ nagrody jest systemem oceniającym i
pozwalającym na odczuwanie przyjemności i
kary za odpowiednie rodzaje zachowań.



Został odkryty na początku lat 50-tych XX wieku



Po zmodyfikowaniu metod eksperymentalnych
przez Oldsa i Milnera (J.Comp. Physiol. Psychol,
1954, 47, 419-427) po drażnieniu odpowiednich
obszarów mózgu szczura opisano i opracowano
„mapę obszarów przyjemności w mózgu”.



Drażnienie miejsc powodujących przyjemność 

ogólne dobre samopoczucie



Drażnienie miejsc awersyjnych 

lęk, poczucie

niebezpieczeństwa, opuszczenie

UKŁAD NAGRODY

Układ nagrody jest zaangażowany we

wszystkie zasadnicze zachowania człowieka
czy zwierząt:



Pobieranie pokarmu



Pobieranie wody



Aktywność seksualna



Agresja



Odczuwanie przyjemności

Zaburzenia układu nagrody:



Anomalie behawioralne



Bulimia, anoreksja



Zaburzenia psychoseksualne



Nadmierna agresja

UKŁAD NAGRODY



Układ nagrody określany jest także jako
ośrodek przyjemności.



Jest to zbiór struktur w mózgu, które
regulują kwestie związane z motywacją i
kontrolą zachowania.



Mechanizm ten powstał w wyniku ewolucji i
ma na celu wyrobienie w organiźmie
nawyków, które zwiększają
prawdopodobieństwo występowania
korzystnych zachowań.

Zasada:

coś sprawia przyjemność to staje

się to doskonałym motywatorem !!!!

UKŁAD NAGRODY



W przypadku wystąpienia korzystnego dla
jednostki zachowania uwalnia się dopaminia

(hormon szczęścia)

, która pobudzając

receptory w strukturach układu nagrody i
wywołuje u osobnika poczucie przyjemności.



Wystąpienie poczucia przyjemności
powoduje odczucie spełnienia i zadowolenia.



Układ nagrody jest aktywowany w sytuacjach
zaspokajania podstawowych popędów

(jedzenie, zachowania seksualne)

oraz w

trakcie wykonywania czynności nie
popędowych odczuwanych jako przyjemne.

UKŁAD DOPAMINERGICZNY

Dopamina (C

) pełni różne

funkcje w zależności od miejsca
działania w OUN:



Układ pozapiramidowy 

napęd

ruchowy, koordynacja, napięcie
mięśni szkieletowych



Układ limbiczny 

procesy

emocjonalne, wyższe czynności
psychiczne.



Podwzgórze 

regulacja uwalniania

hormonów

(prolaktyna, ACTH,

gonadotropiny)

UKŁAD DOPAMINERGICZY



Dopamina (DA) jest aminą katecholową.



Jest prekursorem w biosyntezie
noradrenaliny i adrenaliny.



Jest samodzielnym neuroprzekaźnikiem w
OUN, ale też pełni rolę w czynności
obwodowego układu nerwowego.



Dopamina wywiera działanie poprzez
receptory dopaminergiczne:

grupa D1-like

(D1 i D5) oraz

grupa D2-like

(D2, D3 i D4).



Receptory dla DA należą do receptorów
metabotropowych, związanych funkcjonalnie
z białkami regulacyjnymi G.

Układy efektorowe receptorów dopaminergicznych.

Recepto

Lokalizacj

Prążkowie

, nowa

kora w

tym cześć

przed-

czołowa

Hipokamp,
kora
węchowa,
wzgórze

Prążkowie

hipokamp

, kora

węchowa,

okolica

migdałow

ata

Prążkowie
zwłaszcza
cześć
brzuszna,
móżdżek,

Kora

przedczoło

wa,

hipokamp,

okolica

migdałowa

ta, rdzeń

przedłużon

y, brak w

prązkowiu

Auto-

receptor

---

----

tak

----

Cyklaza

adenylowa

Fosfolipaz

a C (IP3,

DAG)

Kanały

wapniowe

Kanały

potasowe

Receptory DA



Receptory grupy D1 aktywują cyklazę adenylową i
zwiększają aktywność neuronów OUN



Receptory grupy D2 wywierają efekt przeciwwstawny.



Pobudzenie motoryczne i emocjonalne (agresja)
oraz zachowania steoretypowe związane są z
pobudzeniem receptorów D2<D1.



Receptor D2 odgrywa istotna rolę w pobudzeniu
układu nagrody

(oczekiwanie na przyjemność)



Receptory D3 związane są tak jak receptory D2 z
regulacją procesów emocjonalnych.



Receptory D2 i D3 mogą być autoreceptorami
hamującymi uwalnianie dopaminy i aktywność
neuronów dopaminergicznych.



Receptor D2 w przysadce związany jest z
hamowaniem uwalniania prolaktyny.

SZLAKI DOPAMINERGICZNE W

MÓZGU.



Szlak nigro-striatalny (czarno-
prążkowiowy)

tworzy włókna osiowe komórek

dopaminergicznych znajdujących się w istocie
czarnej (substantia nigra), łączące ten obszar
z prążkowiem (striatum), szczególnie z
jądrem ogoniastym (nucleus caudatus).



Szlak ten jest związany z regulacją
procesów ruchowych

 napędu ruchowego,

koordynacji i napięcia mięśniowego 

układ czynnościowy regulujący funkcje
ruchowe tzw. układ pozapiramidowy



Zaburzenia czynności tego układu prowadzą do
poważnych zmian w napięciu mięśni
szkieletowych, aktywności ruchowej i koordynacji
ruchów.



W chorobie Parkinsona (

drżenia mięśniowe,

upośledzenie napędu ruchowego i wzmożone
napięcie mięśni)

występują zmiany

zwyrodnieniowe szlaku nigro-striatalnego i
zmniejszenie stężenia dopaminy w prążkowiu.



Leki, których mechanizm działania związany jest z
antagonizmem w stosunku do receptorów D2
(neuroleptyki, metoklopramid) mogą wywierać
działania niepożądane w postaci objawów
Parkinsona!!!!!



Szlak mezolimbiczny i szlak mezokortykalny 
układ mezokortykolimbiczny

łączy

dopaminergiczne komórki śródmózgowia ze
strukturami limbicznymi, głównie jądrami
przegrody oraz polami korowymi.



Szlak ten jest odpowiedzialny za procesy
emocjonalne ( agresji), za procesy związane z
układem nagrody i czynności motywacyjne ,
ale też odgrywa istotną rolę w regulacji procesów
ruchowych.



Szlak mezokortykalny uczestniczy również w
reakcjach organizmu na bodźce stresowe.



Szlak guzowo-lejkowaty

tworzy grupa krótkich

neuronów biegnących z jądra łukowatego (nucleus
arcuatus) podwzgórza do wyniosłości pośrodkowej i
przysadki.



Szlak ten jest odpowiedzialny za regulację czynności
wydzielniczej przysadki.



Dopamina hamuje uwalnianie prolaktyny i ACTH a
pobudza wydzielanie hormonu wzrostu oraz wpływa
regulująco na wydzielanie gonadotropin
przysadkowych.



Receptory dopaminergiczne w obrębie puszki są związane
z odruchem wymiotnym 

leki blokujące receptory DA

wykazują działanie przeciwwymiotne.



Neurony dopaminergiczne wstawkowe występują w części
wzrokowej kory, siatkówce oka i rdzeniu przedłużonym

Interakcje neuronów dopaminergicznych

z innymi typami neuronów.



Neurony dopaminergiczne szlaku
nigrostriatalnego znajdują się pod hamującym
wpływem neuronów GABA-ergicznych,
enkefalinergicznych i cholinergicznych.



Silnie hamująco na komórki dopaminergiczne
istoty czarnej działają zstępujące neurony
GABA-ergiczne.



Aktywująco działają na przekaźnictwo
dopaminergiczne neurony glutaminergiczne.



Zaburzenia w równowadze poszczególnych
typów neuronów w prążkowiu i istocie czarnej
stanowią podstawowy mechanizm choroby
Parkinsona.

Farmakologiczna modulacja aktywności

receptorów dopaminergicznych



Blokowanie receptorów dopaminergicznych w prążkowiu
manifestuje się:



Osłabieniem lub całkowitym zniesieniem napędu
ruchowego



Zmianami napięcia mięśniowego



Katalepsją i katatonią 

efekt wykorzystywany w terapii



Blokowanie tych receptorów w strukturach limbicznych
prowadzi do uspokojenia i osłabienia reakcji
emocjonalnych (agresji) 

efekt wykorzystywany w terapii



Blokowanie receptorów w opuszce hamuje odruch
wymiotny 

efekt wykorzystywany w terapii



Pobudzenie receptorów dopaminergicznych w podwzgórzu
hamuje wydzielanie prolaktyny i ACTH

efekt

wykorzystywany w terapii

, natomiast blokowanie tych

receptorów nasila wydzielanie prolaktyny

UKŁAD NORADRENERGICZNY

OŚRODKOWEGO UKŁADU NERWOWEGO



Noradrenalina nie jest równomiernie
rozmieszczona w OUN.



Tworzy kilka dobrze wyodrębnionych szlaków
rozpoczynających się w obrębie pnia mózgu i
tworzących projekcje wstępującą i w mniejszym
stopniu zstępującą.



Szlak grzbietowy

powstaje w ciałach komórek

skupionych w obrębie tzw. jądra miejsca
sinawego (nucleus locus coeruleus), w
grzbietowej części mostu.



Szlak ten dociera do struktur korowych 

kory mózgu, kory hipokampa i kory móżdżku

oraz

struktur podkorowych



jądra migdałowatego i

podwzgórza

Funkcja biologiczna szlaku grzbietowego:



regulacja czynności bioelektrycznej kory



regulacja procesów snu i czuwania



regulacja koncentracji i uwagi



procesy uczenia się i pamięci.

Nadmierna czynność szlaku grzbietowego

prowadzi do:



pobudzenia psychoruchowego



zaburzeń emocjonalnych (nasilenie lęku)



zahamowania aktywności poznawczej



utrudnienia uczenia się



Szlak brzuszny

powstaje z licznych skupisk komórek

umiejscowionych w brzusznej części nakrywki mostu i
dociera do wielu struktur podkorowych  m.in.
podwzgórza

Funkcja biologiczna szlaku brzusznego :



regulacja czynności hormonalnych podwzgórza 

działanie hamujące na czynnik podwzgórzowy CRF
kierujący syntezą i uwalnianiem ACTH, pobudzenie
uwalniania hormonu wzrostu



regulacja czynności ruchowych



regulacja procesów łaknienia 

uszkodzenie szlaku

brzusznego powoduje zwiększone pobieranie pokarmu

(hyperphagia)



procesy uczenia się



W OUN występują wszystkie typy

receptorów adrenergicznych.



Postsynaptyczne:

α1, β

adrenergiczne



Presynaptyczne :

α2

adrenergiczne

(

autoreceptory

)



pobudzenie tych receptorów

prowadzi do zahamowania
uwalniania noradrenaliny do
szczeliny synaptycznej.



Pobudzenie receptorów α2 doprowadza do osłabienia
funkcji neuronów noradrenergicznych i do
zmniejszenia uwalniania noradrenaliny.



Związki pobudzające te receptory wywołują
wyraźny wpływ uspokajający, hamują aktywność
ruchową, wywołują miorelaksację i wywołują
analgezję.



Mechanizm wielu chorób psychicznych może być
związany ze zmianami wrażliwości tych receptorów.



W depresji endogennej może występować zwiększona
wrażliwość receptorów α2 i postsynaptycznych
receptorów β.



Leki będące antagonistami receptorów β
adrenergicznych hamują aktywność komórek
miejsca sinawego, hipokampa i kory móżdżku co
manifestuje się wystąpieniem uspokojenia.

INTERAKCJE NEURONÓW

NORADRENERGICZNYCH Z INNYMI TYPAMI

NEURONÓW



Antagonizm między neuronami
noradrenergicznymi a serotoninergicznymi.



Odgrywa to istotną rolę regulacyjną dla wielu
czynności OUN 

snu i czuwania, napędu

ruchowego, emocji, nabywania czynności
warunkowych.



Neurony noradrenergiczne są również
hamowane przez neurony wytwarzające
enkefaliny i GABA 

jest to hamowanie typu

presynaptycznego poprzez synapsy aksono-
aksonalne.

5-HYDROKSYTRYPTAMINA I

NEURONY SEROTONINERGICZNE



Serotonina w OUN stanowi ok. 1% całkowitej puli
występującej w organiźmie.



Jest ona bardzo ważnym neurotransmiterem w
OUN.



W szyszynce serotonina jest przekształcana
do N-acetyloserotoniny, a następnie do
melatoniny 

hormonu odpowiedzialnego za

regulację rytmu dobowego organizmu i snu.



Neurony wytwarzające serotoninę są zgrupowane
w środkowych częściach pnia mózgu w tzw.
jądrach szwu.



Włókna osiowe wytwarzają liczne szlaki
wstępujące i zstępujące.

Do najlepiej poznanych skupisk komórek

wytwarzających serotoninę należą:



Jądro środkowe szwu

(nucleus raphe

medianus) unerwiające struktury korowe i
limbiczne (hipokamp)



Jądro grzbietowe szwu

(nucleus raphe

dorsalis) unerwiające struktury prążkowia,
korę i ciało migdałowate



Jądro wielkie

(nucleus raphe magnum)

unerwiające móżdżek i rdzeń kręgowy.

SEROTONINA



Serotonina jest indolaminą syntetyzowaną
blisko zakończenia nerwowego z aminokwasu
tryptofanu.



Tryptofan pod wpływem hydroksylazy
tryptofanu zostaje przekształcany w 5-
hydroksytryptofan podlegający działaniu
dekarboksylazy L-aminokwasów aromatycznych
następstwem czego jest powstanie cząsteczki
aktywnego biologicznie neuroprzekaźnika jakim
jest serotonina.



Stężenie serotoniny w strukturach ośrodkowego
układu nerwowego jest zależne od ilości
tryptofanu w pożywieniu.

SEROTONINA



Prędkość syntezy serotoniny jest dostosowana
do częstotliwości wyładowań neuronu.



Serotonina nie ma zdolności przenikania przez
barierę krew mózg, jej synteza i uwalnianie w
strukturach ośrodkowego systemu nerwowego
zależy od zdolności przenikania tryptofanu
przez barierę krew- mózg.



W medycynie weterynaryjnej stosuje się
tryptofan jako suplement diety zarówno u
zwierząt hodowlanych

(świnie, drób)

oraz

towarzyszących

(psy)

w celu zwiększenia

przyjmowania pokarmu oraz eliminowania
nieprawidłowych zachowań.

SEROTONINA



Serotonina odgrywa rolę hamującą w procesach
regulacyjnych w OUN.



Reguluje procesy snu (sen wolnofalowy i paradoksalny)



Wpływa na łaknienie



Wpływa na popęd płciowy



Wpływa na procesy emocjonalne



Odpowiedzialna jest za pobudzenie ruchowe.



Wpływa modulująco na przekaźnictwo bodźców
czuciowych i bólowych (drażnienie jąder szwu
wywołuje analgezję)



Serotonina bierze udział w regulacji czynności
hormonalnych podwzgórza i przysadki 

wydzielanie

gonadotropin, ACTH



Bierze udział w indukcji odruchu wymiotnego

U zwierząt uszkodzenie jąder szwu powoduje:



Silne pobudzenie ruchowe



Impulsywność i zwiększoną drażliwość



Agresywność



Zaburzenia popędu płciowego



Antagonizm czynnościowy pomiędzy neuronami
serotoninergicznymi a noradrenergicznymi



Równowaga pomiędzy układami neuronów
noradrenergicznych a serotoninergicznych
odgrywa istotną rolę w procesach snu i czuwania

RECEPTORY DLA SEROTONINY



Wpływa na komórki efektorowe poprzez
kilka typów receptorów serotoninowych: 5-
HT1A, 5-HT1B, 5-HT1C, 5-HT1D, 5-HT2, 5-
HT3, 5-HT4



Receptory grupy 5-HT1A związane są z
hamowaniem aktywności neuronów (mogą
być także autoreceptorami)



Agoniści tych receptorów

(buspiron)

działają

przeciwlękowo i mogą wywierać działanie
przeciwdepresyjne

(flesinoksan)



Receptory 5HT1A regulują uwalnianie ACTH
i wpływają na ośrodkowe działanie
glikokortykosterydów.



Leki będące antagonistami receptora 5HT3
wywierają silne działanie przeciwwymiotne



Ondansetron jest silnym wybiórczym antagonistą
receptorów dla serotoniny (5-HT3) zlokalizowanych
centralnie w obszarze chemowrażliwej strefy
wyzwalającej (chemoreceptor trigger zone) na dnie
komory IV oraz w zakończeniach nerwu błędnego
ośrodkowo w jądrze pasma samotnego i obwodowo
w splocie śródściennym przewodu pokarmowego.



Ondansetron hamuje nudności i wymioty związane
z działaniem serotoniny uwalnianej w jelicie
cienkim przez leki cytostatyczne i radioterapię, a
także blokując ośrodkowe receptory 5-HT3.

ACETYLOCHOLINA I NEURONY

CHOLINERGICZNE

Ciała komórkowe neuronów

cholinergicznych są rozsiane w wielu
strukturach OUN:



w szlaku limbicznym 

połączenie

cholinergiczne między przegrodą i
hipokampem



prążkowiu



podwzgórzu



korze mózgu



pniu mózgu

Funkcja biologiczna neuronów

cholinergicznych:



aktywność ruchowa



emocje



regulacja procesów snu i czuwania



kontrola budzenia się



procesy pamięci



procesy uczenia się



Wstrzyknięcie związków pobudzających
neurony cholinergiczne do podwzgórza
wywołuje silną agresję u zwierząt
doświadczalnych.

Wpływ ACh i DA na czynność

struktur układu pozapiramidowego

ACh DA

 

stan dynamicznej

równowagi



słabienie czynności DA-ergicznej

(stan parkinsonoidalny, katalepsja)



przewaga czynnościowa układu DA-

ergicznego

(pobudzenie aktywności ruchowej,
stereotypia)



W OUN tak jak na obwodzie ACh wywiera
działanie receptorowe



Receptory cholinergiczne typu M1

(muskarynowe neuronalne)

i N

(nikotynowe).



Leki blokujące nieselektywnie receptory M
stosowane są w leczeniu choroby Parkinsona.



Leki zwiększające stężenie Ach w OUN
(

inhibitory acetylocholinoesterazy o działaniu

ośrodkowym



donepezil, fizostygmina,

galantamina

) usprawniają funkcje poznawcze i

pamięć i stosowane są w leczeniu choroby
Alzheimera u ludzi.

HISTAMINA



Rola histaminy w OUN jest słabo poznana.



Duże stężenia histaminy występują w
podwzgórzu  wpływ na wydzielanie
wazopresyny i prolaktyny oraz pełni rolę
regulacyjną w procesie termoregulacji.



Histamina wpływa hamująco na dużą część
neuronów w korze mózgowej i osłabia
przekazywanie bodźców przez spoidło wielkie.



W OUN występują receptory H1, H2 i H3



Receptor H3 jest autoreceptorem hamującym


osłabia uwalnianie histaminy.



Receptory H2 mogą znajdować się presynaptycznie
na neuronach noradrenergicznych, działając
hamująco na wydzielanie noradrenaliny.



Histamina bierze udział w regulacji odruchu
wymiotnego (antagoniści H1 – efekt
przeciwwymiotny



Amina ta reguluje również wydzielanie
prolaktyny 

pobudzenie receptorów H1 wzrost

wydzielania

pobudzenie receptorów H2

hamowanie wydzielania



Blokowanie receptorów H1  sedacja i efekt
przeciwwymiotny.

Document Outline