Дофамин. Как работает «гормон мотивации»?

Дофамин (или допамин) — это нейротрансмиттер семейства катехоламинов и фенетиламинов, который выполняет функции первичного мессенджера и участвует в регуляции различных биохимических процессов. Название происходит от его химической структуры: это амин, который образуется путем удаления карбоксильной группы из молекулы L-ДОФА.

Содержание:

Многие полагают, что дофамин приносит удовольствие и наслаждение, однако это не совсем так. В его функции входит заставить вас желать достижения целей, которые помогут вам выжить, повысить статус или передать свои гены. В отличии от серотонина дофамин не отвечает полностью за рождение чувства удовольствия, он лишь усиливает желание его получить. С данным веществом связаны не только важнейшие процессы в мозге, но и серьезные заболевания.

Что такое дофамин?

Нервные клетки взаимодействуют друг с другом при помощи специальных отростков — синапсов. В мембране окончания нейронов под действием электрических импульсов синтезируются нейромедиаторы (нейротрансмиттеры). Это «молекулы-курьеры», которые выделяются в синаптическую щель и активируют рецепторы на других нейронах. В зависимости от типа рецептора, это может быть как возбуждающий, так и тормозной сигнал. Таким образом нервные клетки обмениваются информацией.

Дофамин относится к числу этих «молекул-курьеров». Он контролирует поток информации между зонами мозга, участвует в процессах запоминания, обучения, локомоции, эмоций, регулирует работу сердца.

Дендриты, вдоль которых расположены дендритные шипики, способны образовывать синаптические соединения

В организме он может выступать в роли нейромедиатора и гормона. Дофамин-гормон синтезируется клетками коры надпочечников и поджелудочной железы, нейронами сердца. Дофамин-нейромедиатор продуцируется головным мозгом («черной субстанцией», гипоталамусом, вентральной покрышкой). Дофаминергические нейроны (то есть нейроны, первичным нейротрансмиттером которых является допамин) сравнительно немногочисленны, в человеческом мозге их всего около 400 000 единиц.

Синтезирован дофамин был в далеком 1910 году. В 1958 г. ученый Арвид Карлссон из Швеции «представил» его, как важнейший нейротрансмиттер мозга, а в 2000 году получил за это Нобелевскую премию в области физиологии и медицины.

Молекула дофамина C8H11NO2

Какие функции у дофамина

Взаимодействие дофамина с нейронами различных участков мозга, дает ему возможность выполнять несколько функций. Основные из них:

• Формирование эмоций и желаний. Нейромедиатор синтезируется во время позитивного опыта – например: вкусного ужина, секса, приятных телесных ощущений и моментов, ассоциирующихся с данными переживаниями. Его выработка начинается еще на стадии мыслей о будущем удовольствии. Человек часами может «смаковать» пережитые или возможные ситуации.
• На дофаминовом эффекте основывается чувство привязанности, супружеской и материнской.
• Закладывается фундамент «системы поощрения» (удовлетворения), идет воздействие на процессы обучения, любопытства. Дофамин нужен мозгу для оценки и мотивации повторения действий, создания устойчивых привычек. Однако есть нервные пути, возбуждающиеся при отрицательной стимуляции. Такие сигналы необходимы «системе поощрения» для оценивания пользы на пути к удовольствию.
• Обеспечение когнитивной деятельности мозга, способности принимать решения, запоминать. Эта функция отвечает за процессы выбора верной стратегии поведения, связанные со стремлением к действию. Медиатор также помогает переключать внимание с одного этапа (при размышлении) на другой. Недостаток дофамина приводит к инертности больного, которая выливается в торможении когнитивных процессов.
• Запуск и регулировка двигательной активности. Этот путь отвечает за расслабление мускулатуры в нужные моменты.

Функции зависят от расположения дофаминовых нейронов. Например, количество медиатора в черной субстанции определяет подвижность человека, радость от спортивных занятий, прогулок. Нервные клетки гипоталамуса влияют на либидо, агрессивность и пищевые пристрастия. В вентральной покрышке дофамин регулирует скорость работы с информацией, когнитивные функции, а также отвечает за радость от новизны, творчества.

Какие у дофамина эффекты (как у гормона)

По своему строению дофамин является катехоламином и ему присущи фармакологические эффекты адреналина и норадреналина, но в менее выраженной форме. Такие адреномиметические свойства обусловлены способностью дофамина высвобождать норадреналин из пресинаптических «хранилищ».

Функции дофамина-гормона:

• стимуляция процесса образования мочи
• увеличение выведения через мочу ионов натрия
• активизация сердечных сокращений
• торможение перистальтики ЖКТ
• расслабление нижнего сфинктера пищевода, увеличение рефлюкса желудочно-кишечного и гастро-дуоденального
• стимуляция рвотного акта
• увеличение систолического артериального давления

Повышение содержания нейрогормона в крови происходит в ответ на шок, травму, стресс, кровопотерю, болевые синдромы.

Устроен дофамин просто: к бензольному кольцу крепятся две гидроксильные группы и цепочка из двух атомов углерода с присоединенной аминокислотой.

Дофамин как нейромедиатор, и как гормон синтезируется в результате несложных химических реакций в цитоплазме нейрона. Из аминокислоты тирозина под действием тирозингидролазы получается L-ДОФА, которая декарбоксилируется в дофамин. В специфических клетках надпочечников медиатор превращается в норадреналин, а затем в адреналин.

Биосинтез и кофакторы дофамина, норадреналина, адреналина

Это интересно: Что такое серотонин и как он работает

L-ДОФА – предшественник дофамина, а следовательно норадреналина и адреналина. Его используют для коррекции патологий, связанных с недостатком нейромедиатора, например, при болезни Паркинсона.

Дофаминовые рецепторы

Наличие в организме такого важного соединения как дофамин предопределяет для него место приложения – рецепторы. Называются они: D1, D2, D3, D4 и D5, располагаются, как в пре-, так и в постсинаптической мембране.

Рецепторы делятся на две группы: к первой – принадлежат D1, D5 и являются сопряженными с белком GS, который активирует аденилатциклазу (D1-подобные рецепторы). Остальные рецепторы сопряжены с белком Gi, ингибирующим аденилатциклазу (D2-подобные рецепторы). Так, например, выход дофамина в синаптическую щель регулируется рецепторами D2 и D3 на мембране пресинаптической клетки. В работе системы «внутреннего поощрения» участвуют рецепторы D2 и D4.

Полиморфизмы в генах рецепторов влияют на их работу. Хорошо исследованным является полиморфизм Taq1A гена DRD2. Он регулирует плотность расположения рецепторов дофамина второго типа (D2) в синаптическом пространстве. У носителей полиморфизмов A1A1 и A1A2 на 40% снижена плотность дофаминовых рецепторов, по сравнению с носителями А2А2.

Исследование, проведенное в 2014 году, показало, что носители А1-аллеля хуже справляются с задачами визуальной и пространственной рабочей памяти. Более того, для людей с пониженной плотностью D2 рецепторов более вероятно развитие патологических зависимостей: алкогольной, игровой, а также наркомании и курения. Они более склонны к импульсивному поведению, ожирению, поиску экстремальных впечатлений.

Рецептор D4 ответственен за стремление к новизне. Его кодирует ген DRD4, длина которого определяет силу восприятия дофамина. Чем больше количество повторов, тем сложнее человеку получить удовольствие. Таким людям будет мало вкусного блюда и теплых объятий. По статистике – заключенные, отбывающие срок, часто являются носителями «неудовлетворенного» варианта гена DRD4.

Как проявляется дефицит дофамина и его избыток

Как недостаток, так и избыток дофамина проявляется негативными эффектами. Низкий уровень нейромедиатора чреват нарушениями регуляции движений, замедлением когнитивных процессов, тогда как его повышение приводит к гиперактивности, физическому, психическому перевозбуждению.

Гибель дофаминергических нейронов гипоталамуса может проявляться нарушением полового созревания, лактации. Атрофия нервных клеток черной субстанции приводит к возникновению болезни Паркинсона, Альцгеймера, синдрому дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ). Утрата дееспособности нейронов вентральной покрышки проявляется в виде шизофрении, депрессии, наркомании, алкоголизма.

Дофаминзависимые заболевания

Шизофрения – известнейшая дофаминовая патология. Она связана с возникновением избытка дофамина в мозгу. Производство большого количества нейромедиатора приводит к паранойе (пациенты слышат «голоса») и галлюцинациям. Современным средством лечения являются препараты, блокирующие дофаминовые рецепторы. Так, уменьшается воздействие нейромедиатора на нейроны, блокируется его передача, что дает уменьшение галлюцинаций и разорванности сознания.

При заболевании Паркинсона происходит гибель дофаминовых нейронов в мозге. Проявлением таких нарушений является нарастание мышечного тонуса или атония скелетной мускулатуры, как следствие – дрожание рук. Больные также страдают от немоторных проявлений: плохого сна, медленного мышления, тревожности, падения зрения. Агонисты дофаминовых рецепторов и L-ДОФА – основные средства борьбы с болезнью Паркинсона.

С нарушениями в дофаминергической системе связывают также возникновение депрессий, в том числе БАР (биполярное аффективное расстройство), а также СДВГ (синдром дефицита внимания с гиперактивностью).

Дофамин и патологические зависимости

Дофамин влияет на центр удовлетворения, провоцируя наслаждение или предвкушение этого наслаждения. Подкрепляющая функция нейромедиатора состоит в стимуляции стремления к «повторению» процесса; она помогает запомнить путь получения экстаза. Данные факты – основа патологических зависимостей.

Дофамин делает так, что мозг предвидит получение «награды» в виде удовольствия. Когда мы получаем это удовольствие, ответственные сигнальные пути мозга усиливаются и действия переходят в разряд привычки.

Если «награда» превзошла или соответствовала ожиданиям, то мотивация к деятельности сохраняется. При недостаточном поощрении – дофаминовые связи снизят активность и побуждение к действию пропадет.

К внешним стимулам выработки дофамина относятся:

• алкоголь
• наркотики
• табак
• сладости
• вкусная калорийная еда (fast food)
• соцсети
• порнография
• компьютерные игры

Эти же факторы становятся причинами зависимостей.

Употребление еды, развлечения, секс и т.д по разному влияют на выброс допамина Влияние наркотиков на выброс допамина

Это интересно: Химия любви. Что такое любовь с научной точки зрения?

Чаще всего наркотики, связанные с дофамином, работают через блокировку его обратного захвата, что позволяет значительно увеличить его количество в мозге. К подобным наркотическим веществам относят: кокаин, эфедрин, амфетамин и другие.

Чем больше дозировка наркотика, тем больше выделяется допамина. В ответ на увеличенное количество нейромедиатора, плотность и чувствительность рецепторов снижается, и для достижения прежнего эффекта удовлетворения необходима увеличенная доза.

Как повысить дофамин?

Стоит сразу отметить, что повышать дофамин целесообразно только при его дефиците, который может возникнуть, например, из-за нехватки витаминов/микроэлементов или L-тирозина в рационе. При естественном, нормальном уровне дофамина в мозге, его искусственное повышение будет нивелировано снижением плотности рецепторов к нему (гомеостаз).

Поэтому стоит отдельно рассмотреть увеличение плотности дофаминовых рецепторов и повышение синтеза дофамина.

Повышение плотности рецепторов

Очевидно, что снижение уровня дофамина способствует росту рецепторов. А когда дофамин растет и падает? Растет он, когда мы хотим чего-либо, а падает, когда мы осознаем, что этого не получим (когда наши ожидания не соответствуют реальности). Именно поэтому аскезы хорошо способствуют восстановлению плотности рецепторов. Самоограничения могут быть любыми, например, отказ от видеоигр, порнографии, соц сетей, алкоголя, сладкой пищи и прочих вещей, которые занимают время и мешают саморазвитию или карьере.

Некоторые добавки влияяют на плотность D-рецепторов похожим образом. Например, травка Бакопа Монье (Брами) повышает синтез серотонина, который находится в антоганистическом состоянии с дофамином (повышение серотонина снижает дофамин), что ведет к росту D-рецепторов.

Это интересно. При лечении некоторых психических заболеваний применяются нейролептики, которые блокируют дофаминовые рецепторы. Однако из-за того, что D-рецепторы не активируются — их плотность и чувствительность возрастает. И это проблема, потому что после прекращения приема нейролептиков, даже небольшое (естественное) количество дофамина оказывает мощное воздействие на ЦНС. В теории, такое лечение просто временно купирует психотический приступ, но на дистанции усиливает отклик организма на дофамин (т.е. следующий приступ может проявиться сильнее).

Увеличение выработки дофамина

В синтезе дофамина участвуют витамины/микроэлементы и аминокислоты. Например, витамины B6 и B9 (фолиевая кислота), а также аминокислота L-тирозин, которая является прекурсором L-ДОФЫ (из которой образуется дофамин). Нехватка любого из этих элементов приведет к снижению выработки дофамина. Поэтому, если вам не хватает мотивации, то можно сдать анализы на витамины. Если результаты покажут дефицит одного из них, то нужно обогащать рацион питания для восполнения их нехватки или использовать добавки. Например, аминокислота L-тирозин в чистом виде продается во многих интернет магазинах (раз, два, три).

В заключение

Повышенный интерес к дофамину вызван не только его фармацевтическими свойствами, но и связью с типами социального и асоциального поведения людей. Медицина уже использует полученные знания для борьбы с нарушениями, связанными с данным нейротрансмиттером. Разработаны лекарственные средства, которые активируют или блокируют дофаминовые рецепторы, а также их ферменты. Постоянно идет поиск новых способов воздействия на дофаминовую систему, проводятся исследования и разрабатываются новые подходы в лечении заболеваний.