3.5.7. Нейрохимия мотивации
Объединение различных структур мозга в функциональную систему, обеспечивающую реализацию определенной мотивации, имеет свою нейрохимическую основу. На это указывают уже упомянутые данные П.К. Анохина о химической и ЭЭГ-специфичности мотивационного возбуждения в составе различных типов поведения.
Биохимической основой формирования мотиваций различного биологического качества является несколько групп биологически активных веществ. Прежде всего это — нейромедиаторы (ацетилхолин, серотонин, дофамин, норадреналин и др.), которые выделяются нервными окончаниями и служат посредниками в процессе синаптической передачи. Другую группу составляют гормоны, секретируемые железами внутренней секреции, и нейрогормоны, вырабатываемые нейросекреторными клетками нервной ткани. Гормоны и нейрогормоны поступают в кровь, гемолимфу, в тканевую и спиномозговую жидкость и оказывают дистантное длительное регулирующее действие на ЦНС и висцеральные органы. К последним относятся катехоламины (ДА, НА), серотонин, а также вещества полипептидной природы (вазопресин, окситоцин и др.). Большое внимание исследователей привлекают так называемые нейропептиды — особый класс веществ, обладающих исключительно высокой биологической активностью. Нейропептиды — относительно простые по своему строению соединения, состоящие из нескольких остатков аминокислот (от двух до нескольких десятков), синтезируются мозговой тканью (но и не только ею). Их главная особенность — полифункциональность: каждый нейропептид имеет необычайно широкий спектр действий, одновременно участвуя в регуляции множества мозговых функций. Полифункциональность, многоадресность пептидов позволяют им оказывать регулирующее влияние на организм в целом, захватывая как центральные, так и периферические механизмы, обеспечивая тем самым организацию целостных поведенческих актов. Частично это их свойство обусловлено их способностью взаимодействовать на субклеточно-молекулярном уровне с «классическими» нейромедиаторами и информационными макромолекулами (ДНК, РНК и белками). Отсюда нейропептиды, по-видимому, могут быть универсальными механизмами интеграции, возникшими на самых ранних этапах эволюции. Пептиды очень быстро распадаются в тканях. Длительность их жизни после высвобождения из мест синтеза или хранения измеряется минутами. Однако они способны вызывать отставленные эффекты, многие из которых обнаруживаются спустя несколько суток. По-видимому, пептиды могут запускать цепь каких-то процессов, которые развертываются уже без их участия, т. е. в этих случаях пептиды выполняют лишь пусковую функцию.
Роль нейропептида в интеграции нервных образований в функциональную систему пищевого поведения показана К.В. Судаковым. В его опытах кроликам вживляли канюлю в левый боковой желудочек мозга, биполярные электроды в латеральный отдел гипоталамуса (центр голода) слева и вентромедиальное ядро гипоталамуса (центр оборонительных реакций) справа. Электрораздражение латерального отдела гипоталамуса вызывало у этих животных активное потребление пищи, а стимуляция вентромедиального ядра — пассивно-оборонительное поведение. Введение через канюлю в боковой желудочек 8-азагуа-нина и митомицина С блокировало стадию транскрипции (считывания) белков с рибонуклеиновой кислоты, а введение циклогексимида и пурацимина нарушало процесс транскрипции РНК с ДНК.
Прерывание синтеза белков в клетке на любой его стадии сопровождалось избирательным разрушением пищедобывательного поведения, вызываемого как естественным путем через пищевую депривацию, так и электрической стимуляцией «центра голода» в латеральном гипоталамусе. При этом не страдали оборонительные реакции кролика, вызываемые электрическим раздражением вентромедиального гипоталамуса. Через некоторое время происходило полное восстановление пищевых реакций на стимуляцию гипоталамуса, а также естественного пищевого поведения. Длительность периода восстановления (от 1 до 200 часов) зависела от дозы введенного блокатора.
Далее животным, у которых отмечалось полное угнетение пищевого поведения на фоне блокады синтеза белков, дополнительно вводили различные нейропептиды (АКТГ; пептид, вызывающий дельта-сон; октапептид холециетокина и пентогастрин). Оказалось, что только инъекция пентогастрина в дозе 1-2 мг/кг восстанавливает как естественное пищевое поведение, так и пищевые реакции, вызываемые электрической стимуляцией « центра голода». Сам пентогастрин блокируется антигастриновыми иммуноглобулинами (рис. 35). Исследователи полагают, что раздражение «центра голода» латерального отдела гипоталамуса и естественное пищевое возбуждение, по-видимому, активируют аппарат генетической памяти различных отделов ЦНС, в результате чего из клеток этих структур в межклеточное пространство выделяется пептидный фактор, имеющий структуру, близкую к гастрину. И этот нейропептид, по-видимому, играет роль «тригера» для функциональной системы питания.
Рис. 35. Регуляция пищевого мотивационного возбуждения на молекулярном уровне.
Возбуждение гипоталамуса с возникновением пищевой потребности активирует генный аппарат нейронов. В результате этого выделенный в межклеточную среду нейропептид (пентогастрин) вызывает пищедобывательное поведение (по К. В. Судакову, 1986)
Особая роль пентогастрина в инициации пищевого поведения показана и другими исследователями. Пентогастрин вызывает у накормленных кроликов дополнительный прием пищи. При этом нейроны латерального гипоталамуса начинают разряжаться ритмически с периодом 100-200 мс, т. е. их электрическая активность приобретает тип, характерный для состояния голода.
Высокая концентрация вещества пептидной природы обнаружена у человека и животных в области гипоталамуса и в структурах лимбической системы, что тоже указывает на участие нейропептидов в центральных механизмах биологических мотиваций.
Показано тормозное влияние ангиотензина II и пептида, вызывающего в ЭЭГ медленноволновый сон (дельта-сон), на оборонительные реакции, вызываемые электрической стимуляцией гипоталамуса, и на естественное оборонительное поведение кролика.
Внутривенное введение нейропептида — субстанции «Р» — на 35% повышает порог вызова оборонительных реакций при стимуляции вентромедиального ядра гипоталамуса. Ее внутрибрюшинное введение значительно уменьшает число внезапных смертей у крыс в условиях эмоционального стресса, порождаемого иммобилизацией животного.
Пищевая и питьевая мотивация возрастает под влиянием различных опиатов (нейропептидов), к которым относятся морфин и др. Антагонисты опиатов (налаксон, каптрексон) оказывают противоположный эффект — снижают потребление воды и пищи.