Психотропные эффекты стрессорных гормонов

В 1912 г., до публикации работ Уолтера Кеннона, русский врач В. Н. Сперанский писал, что «существуют ЭМ-гормоны и вещества, поступающие в кровь из пищи, присутствие которых в крови в определенном количестве обязательно для нормального течения психических процессов»[119]. ЭМ-гормонами Сперанский называл гипотетические гуморальные агенты, выделяющиеся при эмоциях и регулирующие психику человека. В настоящее время хорошо известно, что многие гормоны регулируют психические реакции и состояния. Сперанский прозорливо предсказал психотропный эффект производных прогестерона и дезоксикортикостерона: «ЭМ-гормоны представляют собой главным образом дериваты гормонов».

Все основные стрессорные гормоны, к которым принято относить гормоны оси «гипоталамус – гипофиз – надпочечники» (гипофиз-адреналовая система), непосредственно влияют на психику, т. е. обладают психотропным эффектом. Прямое влияние на психические процессы гормонов доказано в экспериментах, в которых возможность опосредованного влияния, т. е. путем активации других эндокринных систем, сведена к минимуму, например при введении гормонов непосредственно в мозг. Однако на уровне целого организма выделить изолированный эффект отдельного гормона чрезвычайно сложно, поскольку гипофиз-адреналовая система (как и системы других желез и вся эндокринная система в целом) интегрирована многочисленными прямыми и обратными связями. Введение больному гормонального препарата приводит к активации нижележащих отделов и торможению вышележащих отделов в эндокринной системе.

Все стрессорные гормоны изменяют психические процессы, состояния и реакции, т. е. обладают психотропным эффектом

Например, введение тиреотропного гормона активирует щитовидную железу и тормозит секрецию тиреолиберина в клетках гипоталамуса. Зависимость силы и длительности этих возбуждающих и тормозных влияний от дозы вводимого гормона достаточно сложна. Поэтому утверждение типа «гормон А усиливает поведение Альфа», вообще говоря, некорректно. Правильным будет утверждение типа «гормон А через три часа после подкожного введения увеличивал скорость выполнения теста Х». Поэтому, несмотря на огромное количество накопленных экспериментальных фактов о влиянии введения различных гормонов на разнообразные поведенческие формы, строго доказанных механизмов психотропных гормональных эффектов немного (табл. 4.4).

Закономерности функционирования организма, выявленные в покое, меняются при стрессе

Следует обратить внимание на то, что почти все закономерности функционирования организма, выявленные в состоянии покоя, меняются при стрессе. Многие гормоны при введении животному (вазопрессин, эстрогены) увеличивают его двигательную активность, если оно находится в домашней клетке, и снижают ее, если вводятся животному, находящемуся в новой или опасной обстановке. При сопоставлении генетически чистых линий крыс, селектированных по высокому и низкому артериальному давлению, как правило, оказывается, что низкому давлению соответствует высокий уровень кортикостерона. Если же уровень кортикостерона определять в условиях стресса, то более высоким он будет у крыс с более высоким давлением.

Таблица 4.4. Основные психотропные функции гормонов гипофиз-адреналовой системы (ГАС)

Изменение закономерностей при стрессе отмечается не только на уровне отдельного организма, но и на уровне сообществ животных. Социальная структура, которая имеет место при их существовании в стабильных условиях, поменяется при хроническом стрессе. Например, при дефиците кормовых ресурсов высшие места в иерархии займут совсем другие особи. Социальная картина опять изменится, если стресс будет вызван не голодом, а другим фактором. Например, у многих парнокопытных стадо обычно следует за одним из зрелых самцов. При возникшей угрозе – хищники, пожар – функции лидера принимает на себя одна из старых самок.

Таким образом, система биологических связей в покое и при стрессе различна. Это справедливо и для отдельного нейрона, и для нервных центров, и для целого организма, и для сообщества организмов.

Эта закономерность очевидно вытекает из трудов Н. Е. Введенского, который в начале ХХ в. создал учение о парабиозе. Работая с нервно-мышечным препаратом (т. е. изолированными нервом и мышцей) лягушки, он показал, что общим свойством нервных элементов является изменение реакции в зависимости от их функционального состояния. Например, при утомлении, обусловленном, в частности, характером предыдущей стимуляции, меняется зависимость между частотой раздражения и силой, с которой сокращается мышца. Иными словами, результирующий эффект зависит от состояния рабочего органа. Этот же принцип А. А. Ухтомский, ученик Н. Е. Введенского, положил в основу своей концепции доминанты. Статью «Доминанта как рабочий принцип нервных центров» Ухтомский начинает с указания на ведущую мысль Введенского: «Нормальное отправление органа (например, нервного центра) в организме есть не предопределенное, раз навсегда неизменное качество данного органа, но функция его состояния».

Используя понятие «стресс», эту мысль можно выразить следующим образом: стресс приводит к изменению зависимости между характеристиками стимула и реакцией. Поэтому психотропные свойства гормонов, как и любых веществ, зависят от степени стресса, который испытывает экспериментальное животное.

Кортиколиберин

Секретируемый в гипоталамусе кортиколиберин является первичным стрессорным гормоном. Нервные клетки, в которых он синтезируется, получают не гуморальный, а нервные сигналы от клеток других структур головного мозга.

В 1955 г. было обнаружено, что в гипоталамусе содержится некий гуморальный агент, который приводит к увеличению секреции АКТГ в переднем гипофизе. Тогда же этот агент получил название кортикотропин-рилизинг фактор, или кортиколиберин. Но прошло более 25 лет, прежде чем была установлена его химическая структура. Группа У. Вейла, переработав 490 000 гипоталамусов овец, установила, что кортиколиберин представляет собой пептид, состоящий из 41 аминокислоты. Кортиколиберин стимулирует секрецию не только АКТГ, но и эндорфинов в переднем гипофизе. На синтез и секрецию других гипофизарных гормонов кортиколиберин не влияет.

Кортиколиберин индуцирует чувство тревоги

Гипоталамус содержит три группы клеток, синтезирующих кортиколиберин. Нервные клетки основной группы секретируют его в сосуды портальной системы, по которой он поступает в передний гипофиз. Клетки другой группы дают отростки в задний гипофиз. Здесь кортиколиберин поступает в общий, системный кровоток и воздействует непосредственно на периферические органы. Наконец, нейроны третьей группы направляют свои отростки в другие структуры головного мозга. Секретируемый в этих нейронах кортиколиберин выполняет функции медиатора – служит переносчиком сигналов, распространяемых по отросткам нервных клеток в местах, где две клетки контактируют.

Будучи первичным звеном в гипофиз-адреналовой системе, кортиколиберин индуцирует начальный этап стрессорной реакции – состояние тревоги – аларм-реакцию. Вызывая состояние тревоги, кортиколиберин усиливает двигательные проявления этого состояния. Кроме того, он увеличивает чувствительность сенсорных систем и подавляет альфа-активность электроэнцефалограммы, типичную для состояния покоя.

Считается, что кортиколиберину принадлежит основная роль при формировании мотивации, поскольку именно повышение тревоги и усиление беспокойства заставляет животное или человека формировать программу действия для удовлетворения актуальной потребности.

Разнообразные эффекты, которые кортиколиберин оказывает на поведение, зависят от использованной дозы и от способа введения гормона, т. е. в конечном счете от скорости его поступления к органам, что соответствует различным проявлениям стрессорной реакции. Слабый и умеренный стресс сопровождается активацией поведения, а при сильном и сверхсильном стрессорном воздействии наблюдаются неорганизованные панические реакции.

В дозах, соответствующих умеренному стрессу, кортиколиберин вызывает следующие изменения: подавляет двигательное и исследовательское поведение в незнакомой (стрессорной) обстановке, а в знакомой обстановке (в домашней клетке) увеличивает двигательную активность и исследовательское поведение – животное обнюхивает стены, активно использует вибриссы (усы на морде), встает на задние лапы, пытается выглянуть из клетки. Кортиколиберин вызывает различные изменения памяти и способности к обучению. Зависимость этого эффекта от дозы весьма индивидуальна, т. е. от животного к животному сильно варьирует диапазон доз, в которых кортиколиберин улучшает, а в которых тормозит определенные формы обучения. В целом кортиколиберин улучшает обучение, когда животное реагирует на отрицательные, неприятные стимулы (например, боль), и ухудшает способность к обучению при реакции на положительные (еда, сладкие растворы). Кортиколиберин усиливает реакцию на неприятные воздействия: крыса интенсивно закапывает дурно пахнущий предмет; попробовав воду, в которую добавлено горькое вещество, трясет головой и вытирает морду лапами; при внезапном резком звуке вздрагивает намного сильнее обычного. Как и при стрессе, при введении кортиколиберина подавляется половое и пищевое поведение и усиливается смещенная активность, в частности груминг.

Независимо от дозы кортиколиберин подавляет синтез гонадолиберина, что проявляется в торможении всех форм полового поведения, а длительное воздействие стрессора ведет к нарушениям репродуктивной сферы.

Легко видеть, что бόльшая часть поведенческих эффектов кортиколиберина соответствует разнообразным изменениям в первый период стрессорной реакции, общим знаменателем которых является увеличение уровня тревоги, что обеспечивает готовность организма к приспособлениям в среде, вызвавшим стресс.

АКТГ

Под влиянием кортиколиберина усиливаются синтез и секреция АКТГ в переднем гипофизе. АКТГ стимулирует секрецию глюкокортикоидов корой надпочечников. Помимо этой, основной, эндокринной функции, АКТГ, единственный среди всех гормонов переднего гипофиза, обладает выраженным психотропным действием. Выявлению многочисленных, в том числе и психотропных, эффектов АКТГ способствовало то, что этот гормон, как и прочие гипоталамические и гипофизарные гормоны, представляет собой пептид, т. е. цепочку аминокислот. Разные участки этой цепочки обладают разными свойствами. Вводя животному (или человеку) определенный фрагмент молекулы АКТГ, экспериментатор регистрирует изменение функций только одного органа или одной функции (рис. 4.19).

АКТГ усиливает внимание и улучшает память

Таким путем было установлено, что стимуляция секреторной функции коры надпочечников (собственно адренокортикотропная функция) осуществляется фрагментом АКТГ11–24. В то же время указанный фрагмент не имеет психотропной активности. Инсулинотропная функция АКТГ заключена в отрезке с 22-й по 39-ю аминокислоту; АКТГ1–13 участвует в регуляции медленного сна (с преобладанием медленных волн на ЭЭГ), а АКТГ18–39 стимулирует быстроволновой сон.

Для проявления поведенческих эффектов АКТГ достаточно фрагмента 4–10 или даже 4–9. Основной психотропный эффект АКТГ состоит в повышении внимания к значимым стимулам. Следствием этого является улучшение памяти.

Внутривенное введение АКТГ4–10 и АКТГ4–9 (15 и 40 мг в течение 4 часов) добровольцам, здоровым молодым мужчинам, через полчаса после начала введения приводило к усилению избирательного внимания и к уменьшению времени двигательной реакции. Под влиянием АКТГ увеличивается количество воспринимаемой зрительной и слуховой информации, он сокращает время адаптации к темноте и работы над корректурой тестов, а также уменьшает число ошибок. АКТГ4–10 препятствует росту времени реакции, который в норме наблюдается при выполнении монотонного задания.

Рис. 4.19. Функциональная структура АКТГ. Приведена последовательность аминокислот в молекуле АКТГ. Каждая аминокислота обозначена тремя латинскими буквами. Она имеет постоянное место в молекуле АКТГ, как и любого другого пептида, поэтому отдельные участки молекулы гормона обозначаются числами, указывающими первую и последнюю аминокислоту во фрагменте. Полная молекула АКТГ имеет 39 аминокислот, поэтому она обозначается как АКТГ1–39. Отдельные фрагменты молекулы обозначаются числами, соответствующими номеру первой и последней аминокислоты в данном фрагменте. Все приведенные фрагменты обладают лишь каким-то одним из многочисленных эффектов естественного АКТГ, имеющего полную цепь аминокислот. АКТГ11–18 связывается с рецепторами коры надпочечника, но не проявляет биологического эффекта, поскольку рецептор не активирован. Для его активации необходим фрагмент АКТГ5–9. Этот же фрагмент и даже еще более короткие пептиды, например АКТГ4–7, имеют психотропный эффект

Влияние АКТГ на избирательное внимание подтверждается изменением ЭЭГ. Фрагменты АКТГ 1–24, 1–10, 4–10 (1–2 мг за один-два часа до теста) подавляют усиление альфа-активности ЭЭГ, которое отмечается при повторении стимулов и отражает привыкание к повторяющемуся раздражению.

Принципиально то, что АКТГ улучшает не обучение вообще, а только за счет усиления внимания к зрительной и слуховой информации. Так, АКТГ не влияет на выработку и угашение условного рефлекса избегания удара электричеством пальца руки. Введение АКТГ неэффективно при депрессии. Отсутствует эффект АКТГ на память и при электроконвульсивной терапии.

Эффекты АКТГ зависят от пола испытуемого. У мужчин АКТГ снижает тревожность, а у женщин при введении в середине менструального цикла увеличивает ее, а кроме того, ухудшает зрительное внимание и улучшает вербальную память.

Эндогенные опиаты

Эндогенные опиаты получили свое название из-за сходства биологического эффекта с опиатами растительного происхождения – опием и морфием. Как и эти наркотики[120], эндогенные опиаты – это: а) анальгетики – уменьшают боль; б) эйфориаки – повышают настроение, вызывают душевный подъем. К эндогенным опиатам относят эндорфины (эндогенные морфины), синтезируемые в переднем гипофизе, и энкефалины, которые получили название от греческого слова «мозг», так как первоначально были обнаружены именно там. Кроме мозга и гипофиза, эндогенные опиаты синтезируются и в других органах.

Эндорфины и энкефалины имеют широкий спектр физиологических эффектов. Они воздействуют на системы пищеварения, сердечно-сосудистую систему, водно-солевой обмен, но главными, практически важными являются два их эффекта: обезболивающий и эйфорический. Биологический смысл этого действия эндорфинов и энкефалинов очевиден. Они облегчают организму борьбу, неизбежно связанную с болевыми и другими неприятными ощущениями. Оба основных эффекта эндорфинов и энкефалинов служат примерами гормональной индукции психических функций.

Эндорфины и энкефалины уменьшают чувство боли и вызывают эйфорию

Именно с выделением вызывающих эйфорию эндогенных опиатов связана тяга к экстремальным развлечениям. Одним из древнейших видов подобных развлечений является баня. То, что банные процедуры были экстремальным занятием, свидетельствует обычай надевать в баню деревянный крест, так как металлический, раскалившись, обжигает. А совсем без нательного креста в бане нельзя, так как помереть, не имея креста на теле, – это большой грех. Получается, что наши предки знали, что вероятность смерти в бане существенна, и тем не менее шли на этот риск ради удовольствия (рис. 4.20).

Рис. 4.20. Увлечение парной может нанести вред здоровью. Помимо термического удара и отравления угарным газом возможен гипертонический криз. Но все эти риски искупаются непременным подъемом настроения

Эндорфины и энкефалины выделяются не только при остром стрессе, но и при простой физической нагрузке, если она достаточно длительна и, соответственно, вызывает стресс. В романе «Анна Каренина» описано влияние такой нагрузки на аффективное состояние человека. Левин, угрюмый помещик с тяжелым характером, был постоянно занят мыслями о смысле жизни и прочими экзистенциалами. Однажды он присоединился к косцам и по мере прохода одной полосы за другой постепенно проникся тихой радостью. И мужики все симпатичные, причем каждый по-своему, и грязная вода вкусна чрезвычайно, и даже небо развиднелось. А к закату Левин впадает в совершеннейшее благодушие.

Обезболивающее и эйфорическое действие этих гормонов имеет разную динамику. Чувство боли возникает через несколько минут после прекращения действия стрессорного стимула, но эмоциональный подъем сохраняется несколько часов. Каждый, кто занимался любительским спортом – играл в футбол, бадминтон или просто бегал трусцой, знает, что уже через несколько минут после игры начинают болеть утомленные мышцы, полученные ссадины и ушибы, но хорошее настроение сохраняется в течение нескольких часов.

Следует отметить, что пока безуспешны попытки фармакологов создать препарат, который был бы эффективным анальгетиком, т. е. уменьшал чувство боли, но не был бы эйфориаком, т. е. не вызывал бы положительных эмоций и, следовательно, привыкания. Это указывает на то, что, хотя анальгезия и эйфория формируются различными механизмами, они связаны теснейшим, может быть, неразрывным образом.

Адреналин

В отличие от глюкокортикоидов, которые обеспечивают, но не модулирует реакцию затаивания (см. главу 4), адреналин стимулирует (форма модуляции) активные формы стрессорного поведения. При увеличении дозы введенного гормона время и интенсивность движений увеличиваются.

Распространено мнение о том, что адреналин и норадреналин усиливают проявление активных форм стрессорного поведения за счет того, что вызывают чувство тревоги. Это не совсем правильно, потому что их психотропный эффект вторичен.

Адреналин и норадреналин, содержащиеся в крови, не проникают в ЦНС. Поэтому, выделившиеся при стрессе, эти гормоны никак не могут оказать непосредственного влияния на работу мозга.

Анксиогенный эффект адреналина обусловлен изменениями в физиологическом компоненте стрессорного ответа организма: усиленное сердцебиение служит причиной чувства беспокойства, дискомфорта. Это доказывается, например, следующим экспериментом.

Адреналин усиливает физиологические изменения, подготавливающие организм к реакции «борьбы или бегства»

Испытуемым вводят адреналин и просят (для отвлечения внимания) выполнить несложное задание. Затем их просят оценить свое состояние во время выполнения задания. Они отмечают чувство тревоги. Другую группу испытуемых предупреждают, что вводимое им вещество может вызвать легкое сердцебиение, сухость во рту, небольшую дрожь в руках, потливость ладоней. Это все эффекты адреналина, о чем испытуемым, конечно же, не сообщается. Предупрежденные о возможности таких периферических реакций, испытуемые сообщают о различных ощущениях во время выполнения теста, но не говорят о чувстве тревоги.

Поскольку наряду с волнением, беспокойством и прочими связанными со стрессом эмоциями сопровождается выделением адреналина, то у каждого человека вырабатывается условный рефлекс, в котором безусловным стимулом являются физиологические реакции на адреналин, а условным – чувство тревоги. В результате учащение пульса, вызванное, к примеру, кофеином, может сопровождаться чувством тревоги (рис. 4.21).

Рис. 4.21. Формирование условного рефлекса, в котором условным сигналом служит увеличение частоты сердечных сокращений, или ЧСС (вызванное, например, кофеином), а реакцией – страх и тревога

Кроме того, распространенное мнение о том, что с адреналином связаны положительные эмоции при стрессе, в частности при экстремальных хобби, неправильно. Адреналин, как было сказано, не проникает в ЦНС и не может взаимодействовать с мозговыми структурами. А приятные ощущения, возникающие после, скажем, катания на карусели, обусловлены увеличенной секрецией эндорфинов и энкефалинов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: