Основы нейрофармакологии

Рекомендовано Советом по психологии УМО
по классическому университетскому образованию
в качестве учебного пособия
 для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению и специальности «Психология»

Е. И. Белова

ОСНОВЫ

НЕЙРОФАРМАКОЛОГИИ

Москва
2010

УДК 615.2(07)
ББК 52.81я7
       Б 43

Р е ц е н з е н т ы
доктор психологических наук, профессор
МГУ имени М. В. Ломоносова
 Н. Н. Данилова
доктор биологических наук, профессор РГУ (РостовнаДону)
 В. Н. Кирой

Белова Евгения Ивановна
Б 43
Основы нейрофармакологии: Учеб. пособие для студентов вузов /
Е. И. Белова. — М.: Аспект Пресс, 2010. — 176 c.
ISBN 978–5–7567–0403–7
В учебном пособии  дана характеристика основных групп лекарственных веществ, оказывающих влияние на периферическую и центральную нервную систему человека, их важнейших представителей,
рассмотрены  основные эффекты и нейрохимические механизмы действия.  Приведены сведения о влиянии нейротропных веществ на психосоматический статус и поведение человека, проанализированы особенности воздействия психотропных препаратов на психические процессы и состояния: память, внимание, эмоции, восприятие человека, его работоспособность. Как междисциплинарное направление
исследований рассмотрен анализ нейрохимических основ регуляции
функционального состояния мозга, показана роль нейромедиаторных систем в патогенезе психических и нервных заболеваний.
Для студентов, аспирантов, научных работников и преподавателей психологических, биологических и медицинских факультетов.

УДК 615.2(07)
ББК 52.81я7

ISBN 978–5–7567–0403–7
©
Белова Е. И.,  2010
©
Оформление. ЗАО Издательство
«Аспект Пресс»,  2006, 2010

Все учебники издательства «Аспект Пресс» на сайте
www.aspectpress.ru

ВВЕДЕНИЕ

Психология — одна из древнейших областей человеческого знания, в переводе с греческого (psyche — душа, logia — знание) означает учение о душе. Круг явлений, которые изучает психология, —
ощущения, восприятия, мысли, чувства, желания — все то, что составляет внутренний мир человека, его «психическое содержание».
Основой функционирования психики являются физиологические
процессы, а фундаментом и носителем физиологических процессов —
мозг. Поэтому подход к изучению психики человека должен быть
всесторонним, с позиций различных отраслей знания, изучающих
деятельность мозга. Неслучайно психология не только тесно связана, но и перекрывается с физиологией, биологией, а также медициной. На стыке этих наук возникли такие дисциплины, как психофизиология, нейропсихология, патопсихология. Действительно, чтобы
понять природу и механизмы любого психического явления и в формировании, и в протекании, и в нарушении необходимы знания всей
совокупности научных дисциплин, посвященных изучению структуры и функций нервной системы в норме и патологии, в частности,
нейроанатомии, нейрофизиологии, нейропсихологии, а также нейрохимии. Даже личность, казалось бы совсем «небиологическое явление», тем не менее должна рассматриваться с позиций различных
областей знаний. Ведь известно, что формирование, развитие и нарушение личности протекает с участием не только психологических
и социальных, но и биологических факторов (в том числе и мозга).
Это тем более справедливо и для других психических явлений.
Фармакология — это наука о лекарственных препаратах, о взаимодействии их с живыми организмами. Нейрофармакология — раздел фармакологии, изучающий нейротропные вещества, влияющие
как на центральную, так и на периферическую нервную систему.
Изменения в функционировании биологической системы происходят в результате биологического воздействия (активности) химических веществ. В настоящее время известно значительное число веществ, при помощи которых можно управлять многими функциями
нервной системы. К ним относятся разнообразные химические соединения, влияющие на психическое состояние, эмоции, вызывающие сон, состояние наркоза и др.

Ценность фармакологических веществ для изучения деятельности мозга заключается в том, что благодаря им появились широкие возможности управлять многими биохимическими и физиологическими
процессами в ЦНС, анализировать механизмы, лежащие в основе этих
процессов. Например, с помощью некоторых препаратов (вегетотропных веществ) удалось раскрыть тонкие механизмы синаптической передачи. Многие сложные функции ЦНС стали доступны для изучения благодаря психотропным средствам. Открытие галлюциногенов
позволило создать экспериментальные модели психозов.
Большой интерес представляет исследование нейрофармакологических аспектов регуляции функционального состояния мозга.
Понятие «функциональное состояние мозга» широко используется
в психологии. Уровень бодрствования и внимания человека варьирует в широких пределах — от активного бодрствования до глубокого сна, что связано с активностью нейромедиаторов неспецифической системы мозга. Она представлена многими активирующими и инактивирующими структурами, находящимися в сложных
взаимоотношениях и локализованными в разных отделах мозга. Использование фармакологических препаратов позволяет выявить нейрохимические механизмы, обеспечивающие различные уровни и специфику функционального состояния, а также процессы внимания.
Способность организма справляться с требованиями окружающей среды обеспечивается работой гомеостатических механизмов,
регулирующих постоянство внутренней среды. Главную ответственность за гомеостатическую регуляцию несет центральная и вегетативная нервная система, ее симпатический и парасимпатический отделы. Они обеспечивают адаптацию к внешним воздействиям. Однако все адаптационные реакции организма обладают лишь
относительной целесообразностью. В определенных условиях при
чрезмерных, по существу стрессовых воздействиях среды адаптационные реакции становятся опасными для организма, вызывая нейрохимические изменения, приводящие к стрессорным повреждениям — от язвенных поражений слизистой желудка и тяжелых очаговых повреждений сердечной мышцы до диабета и онкологических
заболеваний. Поэтому одна из важнейших проблем нейрофармакологии — проблема эмоционального стресса и стрессорных повреждений органов и тканей. В данном вопросе нейрофармакология тесно пересекается с психосоматикой.
Еще одна область приложения нейрофармакологического подхода — это проблема душевных болезней. Причины заболевания эндогенными психозами окончательно не выяснены, однако уже не

вызывают сомнения наблюдающиеся при этом разнообразные нарушения синаптической передачи. Это подтверждается использованием психотропных средств при лечении психических расстройств.
Полагают, что психотропные препараты улучшают состояние больных благодаря их способности нормализовать синаптическую передачу или изменять ее, компенсируя нарушения. Изучение нейрофармакологических аспектов синаптической передачи — наиболее перспективный путь выявления патофизиологических механизмов этих
заболеваний, что необходимо не только для клиники, но и для изучения психических и когнитивных функций человека, выделения их
существенных элементов.
Все вышесказанное служит хорошей иллюстрацией того, что такая область медикобиологических знаний, как нейрофармакология,
позволяет глубже понять основы функционирования мозга в норме
и в случаях патологии психической деятельности, а значение нейрофармакологии определяется той ролью, которую играет нервная система во всех сторонах жизнедеятельности человека.
Вещества, действующие на нервную систему, принято называть
нейротропными. Синаптическая передача — основная мишень воздействия нейротропных препаратов. Ее нарушение, а также нормально протекающего биосинтеза и метаболизма нейромедиаторов приводит к различным патологическим состояниям, в том числе нервным
и психическим заболеваниям (шизофрении, дегенеративным заболеваниям, аффективным состояниям и т.д.).
Первые экспериментальные доказательства участия химических
веществ в передаче нервных импульсов были получены выдающимися фармакологами первой половины XX в. О. Леви и Г. Дейлом
(Loewi & Dale), удостоенными за это открытие Нобелевской премии.
Опытами на изолированном сердце лягушки О. Леви показал, что
при раздражении сердечных ветвей блуждающего нерва в питательную жидкость выходит вещество, способное вызвать замедление
ритма другого изолированного сердца лягушки. Оно было названо
«вагусным веществом». Так была открыта медиаторная роль ацетилхолина. Позже Г. Дейл доказал, что ацетилхолин обеспечивает передачу импульсов в синапсах мозгового слоя надпочечников и нервномышечных синапсах. С конца 30х годов XX в. наблюдался бурный
рост исследований по проблеме и создания средств, избирательно
действующих в области синаптических окончаний.
Российские исследователи также внесли существенный вклад в
фармакологию нейротропных средств медиаторного действия. Хорошо известны исследования средств для наркоза, выполненные наши

ми соотечественниками, знаменитым хирургом Н. И. Пироговым и физиологом A. M. Филомафитским. Ряд интересных работ в области фармакологии нейротропных средств принадлежит основоположнику отечественной физиологии И. М. Сеченову. Значительное влияние на развитие нейрофармакологии оказал И. П. Павлов. Он по праву считается
одним из основоположников психофармакологии. Впервые в истории
науки И. П. Павлов и его сотрудники изучали влияние веществ (бромидов, кофеина) на высшую нервную деятельность у здоровых животных и при экспериментально вызванных неврозах.
В 50х годах XX в., когда были получены первые эффективные
психотропные средства (аминазин, мепробамат, имипрамин и др.),
началось стремительное развитие фундаментальной и клинической
психофармакологии. В 1950 г. французский ученый П. Чапентье
(P. Chapentier) синтезировал первый нейролептик — хлорпромазин.
Г. Лаборит (Н. Laborit) показал, что этот препарат имеет выраженное центральное действие и способен специфически влиять на симптоматику психозов. В России хлорпромазин синтезировали в
50х годах под названием «аминазин», а его фармакологические свойства подробно изучены М. Д. Машковским.
В этот же период были выявлены антидепрессивные свойства у
некоторых противотуберкулезных препаратов, обладающих свойствами ингибиторов моноаминоксидазы, а также у веществ, химически сходных с хлорпромазином, трициклических антидепрессантов (имипрамин и др.). Американский ученый Дж. Аксельрод
(J. Axelrod) исследовал механизм антидепрессивного действия
препаратов этой группы. За это открытие он получил Нобелевскую
премию. Первый оригинальный отечественный препарат — азафен,
как и аминазин, разработан М.Н. Щукиной и изучен М. Д. Машковским.
В 1954 г. синтезирован первый бензодиазепиновый транквилизатор — хлордиазепоксид, высокую терапевтическую активность
которого в отношении тревоги выявил Ф. Бергер (F. Berger). Первый отечественный транквилизатор феназепам создали позднее —
в 1970 г. в лаборатории В.В. Закусова, его авторами были А. В. Богатский, Ю. И. Вихляев и Т. А. Клигуль. Оригинальный отечественный психостимулятор сиднокарб разработал М. Д. Машковский в
1971 г., а в его клиническом исследовании приняли участие известные фармакологи нашего времени Г. Я. Авруцкий, Ю. А. Александровский, А. Б. Смулевич.
Большой вклад в отечественную нейрофармакологию внесли
С. В. Аничков (1892–1981) и В. В. Закусов (1903–1986).

С. В. Аничков в течение многих лет занимался фармакологией медиаторных средств, опубликовав в соавторстве ряд монографий: «Нейрогенные дистрофии и их фармакотерапия» (1969), «Избирательное
действие медиаторных средств» (1974), «Нейрофармакология» (1982).
Основные работы В. В. Закусова посвящены исследованию влияния фармакологических веществ на синаптическую передачу возбуждения в ЦНС: «Фармакология нервной системы» (1953), «Фармакология центральных синапсов» (1973), «Экспериментальные данные по
фармакологии центральной нервной системы» (1974). В. В. Закусовым
и его сотрудниками предложен ряд психотропных препаратов, анестетиков, миорелаксантов, ганглиоблокирующих средств.
Нейрофармакология переживает сегодня наибольший прогресс за
все время своего существования. Это проявляется как в стремительном росте количества новых препаратов нейрои психотропного действия, так и в исследовании механизмов фармакологической активности.
Среди учебной литературы, предназначенной для студентовпсихологов, отсутствуют доступные учебники по нейрофармакологии.
Литература выпускается в основном для студентов медицинских
факультетов. Предлагаемое учебное пособие называется «Основы
нейрофармакологии», так как в нем предпринята попытка систематического изложения морфологических, физиологических данных,
а также фундаментальных вопросов нейрофармакологии. При его
создании преследовалась цель не столько познакомить читателя с
новейшими препаратами, особенностями фармакокинетики, фармакотерапии, сколько дать возможность глубже понять нейрохимические основы физиологических процессов в норме и в случаях патологии психической деятельности, особенности гомеостатической регуляции организма. Пособие в доступной форме представляет
читателю основные группы нейротропных препаратов, нейрохимические механизмы их действия и особенности влияния на психосоматический статус человека. В конце каждой главы дан перечень
вопросов, позволяющих контролировать усвоение материала. Основные понятия, рассматриваемые в пособии, вынесены в конец книги.
Первая глава пособия знакомит читателя с основными понятиями, которые используются в нейрофармакологии. Рассматриваются
строение химического синапса, функциональная организация ионных каналов, особенности синаптической передачи, механизмы высвобождения нейромедиаторов, их влияние на возбудимость нейронов, рецепторное взаимодействие.
Вторая и третья главы посвящены фармакологии периферических синапсов, участвующих в регуляции вегетативных функций орга

низма, ответственных за поддержание постоянства внутренней среды. Проблема психологического стресса, как фактора возникновения психосоматических расстройств, поднимается в четвертой главе, рассматриваются механизмы возникновения стрессорных повреждений органов и тканей.
Существенную часть в пособии занимают разделы (главы 5–6),
посвященные нейромедиаторным системам и их функциональной
роли в ЦНС. Рассматриваются основные нейромедиаторы, их рецепторы в ЦНС, влияние на нейрональную активность и функционирование мозга в целом. На основе отечественной и зарубежной литературы анализируются нейрохимические механизмы регуляции функционального состояния мозга.
Основные нейрофармакологические группы веществ, оказывающие влияние на центральную нервную систему, представлены в
главах 7–11. Дается классификация этих препаратов, рассматриваются механизмы действия и спектр фармакологической активности. Особый интерес для психологов могут представлять сведения о
влиянии психотропных веществ на психофизиологические характеристики человека.
В последней главе показано, как нейромедиаторные системы мозга вовлекаются в инициацию и проявления некоторых нарушений
функционирования мозга (болезнь Паркинсона, шизофрения, депрессия, эпилепсия, тревога, деменция) и как фармакологические препараты, используемые для лечения этих заболеваний, модифицируют функции нейромедиаторов. Особое внимание уделяется вопросам влияния на мозг алкоголя и наркотических веществ разной
химической природы.
Надеюсь, что предлагаемое учебное пособие будет интересно и
полезно не только для студентовпсихологов, но и для студентов
биологических факультетов, медицинских вузов, всех тех, кто интересуется современными представлениями об основных принципах
функционирования мозга, нейрохимических основах регуляции
функциональных состояний человека, в том числе и патологических, методах фармакологического воздействия на эти состояния.

Глава 1

НЕЙРОМЕДИАТОРЫ
И СИНАПТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА

1.1. Химический синапс

Как известно, всякое проявление нервной деятельности — это
результат сочетанной функции многих нейронов. Даже самый
простой рефлекторный акт происходит при участии нескольких
нейронов. Хотя механизмы межклеточных взаимодействий отдельных нервных клеток однотипны, их совместная деятельность,
осуществляемая благодаря синаптической передаче, представляется весьма сложной и разнообразной. Поэтому передача возбуждения с нейрона на нейрон имеет большое значение для понимания нервной деятельности, а функциональные свойства нервной
системы в целом, проявляющиеся в особенностях психической
деятельности человека, в значительной степени зависят от состояния синаптических контактов.
Химический синапс представляет собой образование, состоящее из
пресинаптического окончания нейрона (терминали), заканчивающегося утолщением — синаптической бляшкой, которая находится в контакте с постсинаптическим компонентом синапса — постсинаптической мембраной (рис. 1). Между ними имеется синаптическая щель, ширина которой может варьировать от 10 до 50 нм. Постсинаптическое
утолщение — организованная мембрана клетки с расположенными на
ней рецепторами, входящими в структуру самой мембраны. Пресинаптическая и постсинаптическая мембраны взаимодействуют благодаря
переносу нейромедиатора через синаптическую щель.
Пресинаптическая терминаль представляет собой окончание аксона или дендрита. Она содержит нейрофиламенты, нейротрубочки, митохондрии и синаптические пузырьки (везикулы), скопления
которых располагаются около пресинаптической мембраны. В везикулах содержатся нейромедиаторы (нейротрансмиттеры). Формируются мембранные образования в виде пузырьков, не заполненных

медиатором, в соме нейрона. Посредством быстрого аксонного
транспорта они направляются в
пресинаптическое окончание, где
заполняются медиатором с помощью АТФзависимого транспорта.
Распределяются везикулы
около пресинаптической мембраны неравномерно, группируясь
у выступающих в аксоплазму
утолщений — активных зон. В активных зонах находятся потенциалзависимые Са2+каналы,
обеспечивающие вход Са2+ в пресинаптическое окончание во время потенциала действия.
Высвобождается нейромедиатор из терминали небольшими
порциями — квантами. В условиях потенциала покоя пресинаптической мембраны кванты нейромедиатора в синаптическую щель высвобождаются спонтанно, с низкой скоростью, что способствует возникновению миниатюрных постсинаптических потенциалов. Синхронное
же высвобождение медиатора в результате деполяризации пресинаптической мембраны вызывает синхронное высвобождение большого
количества квантов, что может привести к генерации потенциала действия в постсинаптической клетке в случае возбуждающего синапса
или к гиперполяризации ее мембраны в случае тормозного синапса.
Процесс высвобождения квантов медиатора при деполяризации
пресинаптической мембраны сопряжен с открыванием потенциалзависимых Са2+каналов и входом ионов Са2+ по электрохимическому
градиенту в пресинаптическое окончание (рис. 2). Ионы кальция обеспечивают выброс нейромедиатора из терминали. Посредником в активности Са2+ выступает специфический белок — кальмодулин. Комплекс кальций + кальмодулин стимулирует функции многих ферментов клетки, в том числе и обеспечивающих освобождение содержимого
синаптических пузырьков в синаптическую щель, или экзоцитоз. После этого мембранная структура синаптических пузырьков восстанавливается путем эндоцитоза, и в последующем везикулы вторично заполняются нейромедиатором. Чем выше концентрация ионов кальция
в окончании аксона, тем выше скорость выделения медиатора. Эффективность синапса, определяемая увеличением или уменьшением ампРис. 1. Схема синапса
(цит. по: Ашмарин И. П. и др., 1996):

1 — аксон; 2 — нейрофибриллы; 3 — синаптические везикулы; 4 — пресинаптическая зона; 5 — постсинаптическая
зона; 6 — синаптическая щель; 7 — митохондрии

1

2

3

4 6

5
3

7