Влияние героина на взаимодействие нейронов головного мозга

Эффекты от употребления опиатов

Опиаты — это мощные препараты, часто используемые в качестве наркотических средств. Опиаты включают в себя такие соединения как опиум, героин, морфин и кодеин.
Опиаты связываются с теми же рецепторами, что и нейромедиаторэндорфин.
Основными эффектами приема героина являются чувство удовольствия, облегчение боли и подавление дыхания.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Опиаты и эндорфины

Эндорфины оказывают обезболивающее действие. Согласно эволюционной биологии, эндорфины очень важны для выживания: если, например, человеку нужно было бежать после получения травмы, собственные эндорфины организма облегчали его боль.
Тело вырабатывает собственные эндорфины — нейромедиаторы, которые связываются с конкретными рецепторами. Опиаты также могут связываться с этими рецепторами. Разница между эндорфинами и опиатами заключается в том, что организм сам вырабатывает эндорфины и быстро разрушает их после выделения. Это означает, что вряд ли есть вероятность развития зависимости от них.
Опиаты превращаются в организме в морфины, которые имитируют эндорфины. Эндорфины, как и морфины, косвенно влияют на центр удовольствия. Морфин также ингибирует высвобождение вещества P. Вещество P играет важную роль в передаче сигналов боли. Нейроны, которые регулируют дыхание, также содержат опиоидные рецепторы, с которыми может связываться морфин.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Эффекты и последствия употребления героина

Поскольку героин влияет на многие процессы в организме, далее рассмотрим подробнее такие последствия от его употребления как: получение чувства удовольствия, облегчение боли, изменение ритма дыхания, а также другие последствия и побочные эффекты.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Стимулирование центра удовольствия

Приятные ощущения от приема героина возникают из-за стимулирования им центра удовольствия мозга. Ключевым нейромедиатором в системе вознаграждения является дофамин.
После приема героина, организм превращает его в морфин, который имитирует естественный нейромедиатор эндорфин и, следовательно, все процессы, в которых участвует эндорфин.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Нейроны, участвующие в процессе получения чувства удовольствия

Во всем процессе получения чувства удовольствия участвуют три типа нейронов: нейроны эндорфинов, нейроны ГАМК и нейроны дофамина.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Дофамин

Дофамин непрерывно высвобождается в организме при нормальных условиях, но при этом его количество может быть как уменьшено, так и увеличено.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Влияние ГАМК на высвобождение дофамина

Нейромедиатор ГАМК ингибирует высвобождение дофамина.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Передача сигнала эндорфиновым нейроном

Когда сигнал поступает в эндорфиновый нейрон, его везикулы сливаются со стенкой нейрона. Это высвобождает эндорфины в пространство (синапс) между двумя нейронами. Затем они движутся через синаптическую щель к нейрону ГАМК. Дендриты этого нейрона содержат рецепторы, с которыми могут связываться эндорфины. В результате этого связывания сигнал передается дальше. Передача сигнала приводит к сокращению выделения ГАМК. Далее эндорфины отсоединяются от рецептора и немедленно разрушаются.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Стимуляция центра наслаждения

Поскольку ГАМК теперь ингибируется, дофаминовые нейроны могут выделять больше дофамина. Он стимулирует центр наслаждения, заставляя вас ощущать удовольствие.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Регуляция секреции дофамина

Дофаминовый нейрон также содержит опиоидные рецепторы. Эндорфины связываются не только с нейроном ГАМК, но и с дофаминовым нейроном. В этом случае действие связывания ингибирует высвобождение дофамина. Поэтому эндорфины могут как стимулировать, так и подавлять секрецию дофамина, что в нормальных условиях помогает поддерживать равновесие системы.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Получение удовольствия под воздействием героина

Героин превращается в организме в морфин, который имитирует эндорфины и плотно связывается с рецепторами нейронов ГАМК. Это препятствует высвобождению ГАМК.
По мере уменьшения количества ГАМК дофаминовый нейрон может высвобождать большее количество дофамина. Это стимулирует центр наслаждения мозга, и вы чувствуете удовольствие.
По сравнению с эндорфинами морфин разрушается очень медленно. Медленное разрушение морфина позволяет продлить процесс наслаждения, т.к. выделение дофамина остается чрезмерно высоким — приятные чувства сохраняются дольше.
Эндорфины не вызывают привыкания, потому что они разрушаются сразу же после связывания с рецепторами. Они не остаются в контакте с рецепторами достаточно долго, чтобы вызвать толерантность.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Стимуляция высвобождения дофамина

Морфин также связывается с дофаминовыми нейронами, но при этом он не ингибирует высвобождение дофамина. Т.е. морфин, в отличии от эндорфинов, может только стимулировать выработку дофамина.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Возникновение зависимости от героина

При продолжительном употреблении героина способность организма высвобождать дофамин естественным образом снижается. Вы больше не можете ощущать удовольствие без употребления наркотиков. Это заставляет вас искать возможность получить следующую дозу героина — развивается сильнейшая зависимость.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Обезболивающее действие

Героин также оказывает обезболивающее действие.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Ощущение боли в нормальных условиях

Представьте, что вы прищемили пальцы дверью.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Передача болевого сигнала

Специальные нейроны в ваших пальцах отреагируют на это, отправив болевой сигнал в спинной и головной мозг. Этот сигнал передается с помощью вещества P по цепочке — от одного нейрона к другому.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Передача болевого сигнала при помощи вещества P

Нейроны вещества Р передают сигналы боли, высвобождая вещество Р. Они содержат как опиоидные рецепторы, так и рецепторы вещества P. Вещество Р хранится в везикулах на кончике аксона.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Передача болевого сигнала веществом P

Когда сигнал поступает в терминаль аксона, везикулы сливаются со стенкой нейрона, высвобождая вещество P в синапс. Далее оно связывается с рецепторами на соседнем нейроне и сигнал боли передается дальше.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Облегчение боли в нормальном состоянии

Если боль становится слишком сильной, организм пытается защитить себя, выделяя естественные эндорфины. Эндорфины связываются с опиоидными рецепторами на аксоне нейрона вещества P. Это ослабляет сигнал боли. Затем эндорфины отсоединяются от рецептора и немедленно деградируют (разрушаются).

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Облегчение боли под воздействием героина

Героин превращается в организме в морфин. Морфин действует идентично эндорфинам — он связывается с рецепторами на аксоне нейрона вещества P и блокирует высвобождение вещества P. Это ослабляет сигнал боли.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Блокировка рецепторов вещества P

Кроме того, морфин также блокирует рецепторы вещества P на соседнем нейроне. Теперь веществу P, которое высвободилось, не с чем связываться, и, следовательно, оно больше не может выполнять свою функцию.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Разница между героином и эндорфинами

Далее морфин отсоединяется от рецепторов и медленно разрушается. Разница между героином и эндорфинами в плане борьбы с болью заключается в том, что героин работает намного сильнее и дольше. Однако собственные эндорфины организма не вызывают зависимости, потому что они быстро разрушаются организмом.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Влияние героина на дыхательный ритм

Самым серьезным последствием передозировки героином является удушье. Это связано с тем, что героин сильно влияет на дыхательный ритм.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Дыхательный ритм в нормальном состоянии

Дыхательный ритм регулируется нейронами в стволе головного мозга. Эти нейроны постоянно получают информацию о количестве кислорода и углекислого газа в крови.
Когда обнаруживается недостаток кислорода и избыток углекислого газа, нейроны отправляют сигналы респираторным мышцам, что заставляет их сокращаться. Легкие расширяются, что приводит к поступлению большего количества воздуха.
Обратный процесс регулируется таким же образом.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Дыхание под воздействием героина

Героин изменяет нормальное течение процесса дыхания. Нейроны, регулирующие ритм дыхания, содержат опиоидные рецепторы. После того, как героин превратился в организме в морфин, морфин может связываться с этими рецепторами. Это связывание приводит к подавлению передачи сигнала в респираторные мышцы и дыхание становится менее глубоким.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Остановка дыхания при передозировке героином

При передозировке героином подавление сигналов, идущих в респираторные мышцы настолько мощное, что может привести к остановке дыхания.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Последствия и побочные эффекты

Опиоидные рецепторы встречаются во многих областях мозга. Это объясняет влияние героина на работу разных органов.
Зрачки
Несколько областей мозга регулируют ширину зрачка в глазу. Эти области содержат много опиоидных рецепторов, что объясняет, почему прием героина сокращает зрачки.
Кишечник
Желудочно-кишечный тракт также содержит большое количество опиоидных рецепторов. Героин подавляет активность кишечника, именно поэтому зависимые от героина люди часто страдают от запора (в прошлом опиум использовался для борьбы с диареей).
Рвота
Героин стимулирует центр мозга, который отвечает за рвоту. Прием опиатов, особенно первые несколько раз, часто вызывает тошноту и рвоту.
Кашель
Героин подавляет центр регуляции кашля в мозге. Это общее свойство опиатов. Именно поэтому другие опиаты (например, кодеин) используются в сиропах от кашля.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Выводы — героин

Основные эффекты от употребления героина: чувство удовольствия, обезболивание и угнетение дыхания. Героин вызывает эти эффекты путем связывания с конкретными опиоидными рецепторами в различных областях мозга.
Последствия приема героина могут быть очень серьезными. Вы становитесь зависимым от постоянного стимулирования центра удовольствия, что нарушает работу системы вознаграждения.
Кроме того, чрезмерное угнетение дыхания может привести к его полной остановке и смерти.

Анимация: drugsindehersenen.jellinek.nl

Условные обозначения

Нейромедиаторы

Ацетилхолин
Адреналин/Норадреналин
Анандамид
Дофамин
Эндорфин
ГАМК
Глутаминовая кислота
Серотонин
Вещество Р*

Наркотические и психоактивные вещества

Этанол/Алкоголь
ТГК/Марихуана
Кокаин
Героин/Морфин
Кетамин
Никотин
Амфетамин
МДМА/Экстази

Белки/ферменты

Ацетилхолинэстераза
Моноаминоксидаза/МАО
Рецептор
Белок-транспортёр

Остальное

Уксусная кислота
Холин
Ингибирующий сигнал
Стимулирующий сигнал