Какие нейротрансмиттеры можно измерить в мозгу живого человека?

В мозгу гораздо больше нейромодуляторов. По сути, все, что связывается с рецепторами, связанными с G-белком, можно считать нейромодулятором. Даже «классические» быстрые нейротрансмиттеры, такие как ГАМК и глутамат, имеют «нейромодулирующие» рецепторы (рецепторы ГАМК-В для ГАМК, 3 разных семейства «метаботропных рецепторов глутамата»). Пептиды (например, эндогенные опиоиды, орексин, окситоцин...) также обычно связываются с рецепторами, связанными с G-белком.

Существуют даже «сиротские рецепторы», но мы не идентифицировали химическое вещество, которое естественным образом связывается с ними.

По мере того, как вы будете углубляться в фармакологию, вы узнаете, что каждый из распространенных нейротрансмиттеров имеет МНОЖЕСТВО видов рецепторов, которые расположены в разных местах и ​​выполняют разные функции. С другой стороны, рецепторы, связанные с G-белками, можно классифицировать в соответствии с тем, с какими G-белками они связываются. Чтобы узнать больше об этом, было бы неплохо поискать «вторичные мессенджеры» (цАМФ, фосфолипаза С…).

Однако, чтобы ответить на ваш вопрос, мы можем измерить высвобождение некоторых нейротрансмиттеров с помощью ПЭТ. Идея состоит в том, что вы выбираете лекарство, которое связывается с определенным рецептором этого нейротрансмиттера (например, допамина). Затем вы производите часть этого лекарства таким образом, что один из атомов в лекарстве является радиоактивным (т. е. лекарство производится из радиоизотопа углерода, фтора и т. д.). ПЭТ-сканер улавливает радиоактивность, выделяемую лекарством, которая локализуется в местах, содержащих этот тип рецепторов (например, рецепторы D2). Однако лекарства не прилипают к рецепторам идеально. Естественные лиганды для рецепторов ТАКЖЕ связываются с рецепторами.

Вы можете воспользоваться этим, задав два условия в своем эксперименте. В одном испытуемые выполняют какое-то контрольное задание, пока вы измеряете уровень радиоактивности в различных частях мозга. В другом они выполняют интересующую вас задачу. Если эта задача связана с увеличением выброса дофамина, вы должны увидеть УМЕНЬШЕНИЕ количества радиоактивности, так как часть рецепторов теперь будет занята нормальными, нерадиоактивными допамин вместо наркотиков. Чем больше высвобождается дофамина, тем меньше радиоактивность.

Уровни нейротрансмиттеров также можно измерить напрямую с помощью метода, называемого «микродиализ». Идея состоит в том, что у животного имплантирован зонд, который заканчивается в интересующей вас области мозга. Конец зонда представляет собой «полупроницаемую мембрану», через которую течет жидкость. зонд. Через равные промежутки времени вы берете немного жидкости и используете химический метод, называемый высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ), для измерения уровней различных веществ, растворенных в зонде. В редких случаях можно проводить эксперименты по микродиализу на людях (пациенты с тяжелой формой эпилепсии).

Другим способом измерения высвобождения определенных нейрохимических веществ с лучшим временным разрешением, чем микродиализ, является циклическая вольтамперометрия с быстрым сканированием (sp?). Я не совсем знаком с ним, но он существует.

Что касается взаимодействия между различными системами нейротрансмиттеров, это может происходить разными способами. Клетки, высвобождающие передатчик А, могут быть возбуждены или ингибированы передатчиком В. Трансмиттеры А и В могут действовать на разные G-белки в одной и той же клетке, оказывая противоположное воздействие на какую-либо нижестоящую систему («Gi-связанные рецепторы» и «Gs-связанные рецепторы» имеют противоположное действие). влияние на цАМФ, например). Рецепторы для двух разных передатчиков могут быть физически расположены рядом друг с другом и влиять на функционирование друг друга (например, рецепторы D2 и рецепторы аденозина A2A). Нейротрансмиттеры могут связываться с рецепторами друг друга или использовать белки поглощения друг друга (кортикальный дофамин поглощается переносчиками норадреналина; в стриатуме есть рецепторы норадреналина, несмотря на отсутствие норадреналиновых окончаний, предположительно потому, что они могут быть активированы дофамином). Отдельные нейроны могут высвобождать более одного медиатора одновременно (глутамат и дофамин могут высвобождаться из одной и той же клетки). Нисходящие эффекты одного рецептора могут вызвать фосфорилирование второго рецептора, каким-то образом влияя на его функцию. Последующие эффекты также могут изменить экспрессию генов.

Я бы посоветовал начать поиск в PubMed обзорных статей, связанных с интересующими вас вещами. По крайней мере, некоторые из них должны быть доступны без университетской библиотеки.

МРТ-спектроскопия — еще один метод измерения нейротрансмиттеров в мозге живого человека.

Вот некоторые примеры:

Снижение дофамина в черной субстанции пациентов с болезнью Паркинсона, подтвержденное магнитно-резонансной спектроскопической визуализацией in vivo

Прямое обнаружение синтеза ацетилхолина в головном мозге с помощью магнитно-резонансной спектроскопии