نوروفارماکولوژی؛ نوروترانسمیترها؛ انتقال دهنده های عصبی و فرایندهای شناختی

داریوش طاهری| به‌روزرسانی: ۱۵ تیر ۱۴۰۳

🕒 21 دقیقه

نوروفارماکولوژی؛ نوروترانسمیترها؛ انتقال دهنده های عصبی و فرایندهای شناختی

امتیازی که به این مقاله می‌دهید چند ستاره است؟

[کل: ۱ میانگین: ۵]

» نوروفارماکولوژی

» دانشمند برتر آقای دکتر محمدرضا زرین‌دست

Neurotransmitters and cognition

انتقال دهنده های عصبی و شناخت

[به عنوان یک نوروساینتیست، cognition مهم‌ترین موضوع است؛ یعنی همه چیز به حافظه و شناخت شما مربوط است؛]

Cholinergic system and cognition

Dopamine receptor mechanism and cognition

Noradrenergic system and cognition

Serotonin and cognition

GABAergic system and cognition

Histaminergic system and cognition

Adenosine systems and cognition

Cholecystokinin and cognition

Nitric oxide and cognition

Glutamate receptor and cognition

سیستم کولینرژیک و شناخت

مکانیسم گیرنده دوپامین و شناخت

سیستم نورآدرنرژیک و شناخت

سروتونین و شناخت

سیستم گابائرژیک و شناخت

سیستم هیستامینرژیک و شناخت

سیستم های آدنوزین و شناخت

کوله سیستوکینین و شناخت

نیتریک اکسید و شناخت

گیرنده گلوتامات و شناخت

Neurotransmitters

انتقال دهنده های عصبی

Amines
Quaternary amines
Acetylcholine (ACh)
Monoamines
Catecholamines
Epinephrine (EPI)
Norepinephrine (NE)
Dopamine (DA)
Indoleamines
Serotonin (5-HT)
Melatonin
Amino acids
Gamma-aminobutyric acid (GABA)
Glutamate (GLU)
Glycine
Histamine (HIST)

Neuropeptides
Opioid peptides
Enkephalins (ENK)
Endorphins (END)
Peptide Hormones
Oxytocin (Oxy)
Substance P
Cholecystokinin (CCK)
Vasopressin (ADH)
Neuropeptide Y (NPY)
Brain-derived Neurotrophic factor
Hypothalamic Releasing Hormones
GnRH
TRH
CRH
Lipids
Anandamide
Gases
Nitric Oxide (NO)

آمین‌ها

آمین‌های کواترنر

استیل کولین (ACh)

مونوآمین‌ها

کاتکولامین‌ها

اپی نفرین (EPI)

نوراپی نفرین (NE)

دوپامین (DA)

ایندول آمین‌ها

سروتونین (۵-HT)

ملاتونین

آمینواسید

گاما آمینوبوتیریک اسید (GABA)

گلوتامات (GLU)

گلیسین

هیستامین (HIST)

نوروپپتیدها

پپتیدهای اپیوئیدی

انکفالین ها (ENK)

اندورفین (END)

هورمون های پپتیدی

اکسی توسین (Oxy)

ماده P

کوله سیستوکینین (CCK)

وازوپرسین (ADH)

نوروپپتید Y (NPY)

فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز

هورمون های آزاد کننده هیپوتالاموس

هورمون آزاد کننده گنادوتروپین (GnRH)

هورمون محرک تیروئیدی (TRH)

هورمون آزاد کننده کورتیکوتروپین (CRH)

لیپیدها

آناندامید

گازها

نیتریک اکسید (NO)

[Melatonin خواب آور است قرص زیرزبانی است؛ ]

Cholinergic system and cognition

سیستم کولینرژیک و شناخت

Brain cholinergic system

سیستم کولینرژیک مغز

supraspinal cholinergic action

M2-upregulation in neuropathic pain

M2-dependent analgesia

M1-mediated deactivation

mAChR-dependent GBO

Structural and functional plasticity, signal to noise tuning

Reward, Motivation, (Opioid) dependence

Descending modulation

فعالیت کولینرژیک بالای نخاع

افزایش بیان گیرنده M2 در درد نوروپاتیک [گیرنده M2 مهاری است]

بی دردی (آنالژزیا) وابسته به گیرنده M2

غیرفعال سازی با واسطه M1

GBO وابسته به mAChR (گیرنده‌های استیل‌کولین موسکارینی)

پلاستیسیتی ساختاری و عملکردی، تنظیم آستانه تحریک

پاداش، انگیزه، وابستگی (افیونی)

مدولاسیون نزولی

spinal cholinergic action

Excitability of spinal neurons

Spinal presynaptic release and peripheral excitability

Motor responses

فعالیت کولینرژیک نخاع

تحریک پذیری نورون های نخاعی

آزادسازی پیش سیناپسی نخاعی و تحریک پذیری محیطی

پاسخ های حرکتی

[جایگاه هر گیرنده کجاست!!

Acetylcholine (Ach)

Excitatory

Controls muscles and regulates memory, learning, attention

استیل کولین (Ach)

تحریک کننده

عضلات را کنترل می کند و حافظه، یادگیری، توجه را تنظیم می‌کند.

[استیل کولین یک آمین‌ کواترنری است؛]

استیل کولین: Ach

used by the spinal cord neurons to control muscles and by many neurons in the brain to regulate memory

توسط نورون های نخاع برای کنترل عضلات استفاده می‌شود و توسط بسیاری از نورون های مغز برای تنظیم حافظه استفاده می شود.

سیناپس کولینرژیکی

Acetylcholine is synthesized in certain neurons by the enzyme choline acetyltransferase from the compounds choline and acetyl-CoA.
The enzyme acetylcholinesterase converts acetylcholine into the inactive metabolites choline and acetate.

استیل کولین در نورون های خاصی توسط آنزیم کولین استیل ترانسفراز از ترکیبات کولین و استیل کوآ سنتز می شود.

آنزیم استیل کولین استراز، استیل کولین را به متابولیت های غیر فعال کولین و استات تبدیل می کند.

[چه آنزیمی در فضای سیناپسی استیل کولین را تجزیه می‌کند؟ استیل کولین استراز؛ چند نوع اثر کولینرژیکی داریم؟ دو نوع مستقیم و غیرمستقیم که غیرمستقیم مهار کننده آنزیم کولین استراز است که استیل کولین را زیاد می‌کند]

Cholinergic system and cognition

▪️Muscarinic acetylcholine receptors may have a role in memory

▪️A reliable relationship between the status of basal forebrain cholinergic neurons and severity of age-related impairment has been indicated

▪️Cholinergic function could contribute to both the cognitive deficits and dementia

▪️Damage to the basal forebrain (CBF) region can result in global cognitive impairments; for instance, aneurysms of the anterior communicating artery that injure the basal forebrain are associated with amnesia and impairments in executive function

سیستم کولینرژیک و شناخت

▪️گیرنده های استیل کولین موسکارینی ممکن است در حافظه نقش داشته باشند.

▪️یک رابطه قابل اعتماد بین وضعیت نورون‌های کولینرژیک قاعده مغز پیشین و شدت اختلال مرتبط با سن نشان داده شده است.

▪️عملکرد کولینرژیک می تواند هم به نقص های شناختی و هم به زوال عقل کمک کند.

▪️آسیب به ناحیه قاعده مغز پیشین (CBF) می تواند منجر به اختلالات شناختی گلوبال (گسترده) شود. به عنوان مثال، آنوریسم های شریان ارتباطی قدامی که به قاعده مغز پیشین آسیب می رساند با فراموشی و اختلال در عملکرد اجرایی همراه است.

[در dementia سیستم کولینرژیک درگیر است]

Acetylcholine receptors

گیرنده های استیل کولین

گیرنده های استیل کولین موسکارینی

[PLC موجب پیدایش IP3 می‌شود در نتیجه ریلیز کلسیم اتفاق می‌افتد که باعث انقباض عضلات مخطط می‌شود؛ M2 و M4 مهاری است ولی M1 و M3 و M5 تحریکی هستند اینها رسپتورهای موسکارینی استیل کولین هستند. برخی منابع M4 و M5 را با m می نویسند تا بیان کنند ناشناخته زیاد دارد ] گیرنده های استیل کولین نیکوتینی

Nicotine acetylcholine receptor mechanism and cognition

◾Stimulation of nicotine receptors cause:

▪️purposeless chewing through dopaminergic or nicotinic mechanisms in rats

▪️grooming in rats by activation of cholinergic and dopaminergic mechanisms

▪️hypothermia through indirect dopaminergic mechanism

▪️anxiogenesis in mice through adrenergic and cholinergic systems

▪️potentiates morphine analgesic effect

▪️induces antinociception by cholinergic and opioid mechanisms

▪️Potentiates sulpiride-induced catalepsy through cholinergic and nicotininc mechanism

▪️cross-tolerance between morphine- and nicotine-induced hypothermia in mice

مکانیسم گیرنده نیکوتینی استیل کولین و شناخت

◾ تحریک گیرنده های نیکوتینی باعث:

▪️جویدن بدون هدف از طریق مکانیسم های دوپامینرژیکی یا نیکوتینی در موش صحرایی

▪️نظافت در موش ها با فعال سازی مکانیسم های کولینرژیکی و دوپامینرژیکی

▪️هیپوترمی از طریق مکانیسم دوپامینرژیک غیرمستقیم

▪️ایجاد اضطراب در موش ها از طریق سیستم های آدرنرژیکی و کولینرژیکی

▪️اثر ضد درد مورفین را تقویت می کند

▪️با مکانیسم های کولینرژیکی و اپیوئیدی، ضد دردی را القا می کند

▪️کاتالپسی (چوب‌وارگی یا خشکی ماهیچه‌ای) ناشی از سولپیراید را از طریق مکانیسم کولینرژیک و نیکوتینی تقویت می کند.

▪️تحمل متقابل (مقاومت به اثرات یک ماده به علت قرار گرفتن در معرض مواد دارویی مشابه) بین هیپوترمی ناشی از مورفین و نیکوتین در موش

[چه ارتباطی بین سیستم دوپامینرژیک و کولینرژیک وجود دارد؟ یکی از ارتباطات این دو سیستم در پارکینسون است که وقتی دوپامین کم می‌شود فعالیت سیستم کولینرژیک بیشتر است. دوپامین مهار کننده سیستم کولینرژیک است؛ یکی از مکانیسم‌هایی که برای سایکوز داریم سیستم دوپامینی است وقتی آن را تحریک می‌کنیم جانور، حرکت زیادتر، روی پاها می‌ایستد، نظافت کردنش بیشتر می‌شود لیس زدن بیشتر؛ در سایکوز مثل اسکیزوفرنی مدتی که داروی آنتاگونیست دوپامین یا بلاکر داده شد فرد دچار نورولپتیک می‌شود و پارکینسون ایجاد می‌شود البته در مصرف طولانی که به آن می‌گویند پارکینسون دارویی اگر ادامه پیدا می‌کند پارکینسون ازبین می رود چون گیرنده های دوپامینی دچار up regulation می‌شوند ولی عارضه و اختلال حرکتی دیگری به نام tardive dyskinesia بروز می‌کند. در مورد جانوران همین دوپامین بلاکر داده شود بلافاصله عارضه‌ای مثل پارکینسون ایجاد می‌شود. عضلات سفت می‌شود می شوند موش‌های catalepsy شده هر جوری موش را بگذارید همان گونه می‌ایستد. پس تحریک گیرنده های نیکوتینی سیستم کولینرژیک موجب تقویت سفتی عضلات ناشی از سولپیراید می‌شود. هم مورفین و هم نیکوتین به صورت جداگانه هیپوترمی ایجاد می‌کنند. اگر مورفین مرتب تزریق شود بعد از مدتی تولرانس ایجاد می‌شود و نمی تواند حرارت را پایین آورد اما در مورد تولرانس کراس فرض کنید مورفین تزریق شده حرارت کاهش یافته و بعد نیکوتین چند بار تزریق شود دیگر اثر کاهش دمایی برای مورفین رخ نمی‌دهد. این یعنی مقاومت متقاطع؛ پس cross-tolerance چی شد؟ فرض کنید یعنی به یک چیزی تولرانس حاصل شده به یک چیز دیگری هم تولرانس نشان داده می‌شود. بین مورفین و نیکوتین کراس تولرانس است در مورد کاهش حرارت]

Nicotine acetylcholine receptor mechanism and cognition

◾nicotine affects learning and memory through different neurotransmitters:

▪️Nicotinic receptor agonists may improve cognitive function in aged or impaired subjects

▪️smoking may be protective against the development of neurodegenerative diseases

▪️Nicotine has both facilitating and impairing effects on learning and memory in animals: in a dose dependent manner

▪️improve recall in humans

▪️both peripheral and central mechanisms are involved in learning and memory processes

مکانیسم گیرنده نیکوتینی استیل کولین و شناخت

◾ نیکوتین از طریق انتقال دهنده های عصبی مختلف بر یادگیری و حافظه تأثیر می گذارد:

▪️ آگونیست های گیرنده نیکوتین ممکن است عملکرد شناختی را در افراد مسن یا آسیب دیده بهبود بخشند

▪️ استعمال دخانیات ممکن است در برابر توسعه بیماری های عصبی محافظت کند

▪️ در جانوران، نیکوتین هم اثرات تسهیل کننده و هم اثرات مخرب بر یادگیری و حافظه دارد: به صورت وابسته به دوز

▪️ بهبود یادآوری در انسان

▪️ هر دو مکانیسم محیطی و مرکزی در فرآیندهای یادگیری و حافظه نقش دارند

[نیکوتین ابتدا حافظه را افزایش می‌دهد ولی اگر چند بار استفاده شد و تولرانس حاصل شد دیگر یا اثر ندارد یا برعکس… بنابراین آنچه در اسلاید گفته شد برای کسانی است که نیکوتین مصرف نمی‌کنند.]

▪️Although cholinergic mechanism has been shown to be involved in memory, antimuscarinic, atropine failed to alter the nicotine-induced improvement of retrieval. Thus the involvement of muscarinic mechanism in the response of nicotine seems unlikely

▪️ اگرچه نشان داده شده است که مکانیسم کولینرژیک در حافظه نقش دارد، اما آنتی موسکارینی مانند آتروپین نتوانست بهبود بازیابی ناشی از نیکوتین را تغییر دهد. بنابراین دخالت مکانیسم موسکارینی در پاسخ نیکوتین بعید به نظر می رسد.

[احتمالا در بهبود حافظه ناشی از نیکوتین فقط گیرنده‌های نیکوتینی دخیل هستند.]

Dopamine receptor mechanism and cognition

Learning and memory

Working memory

Reward

Emotion

Impulse control

Regulating prolactin secretion

Regulate movement

مکانیسم گیرنده دوپامین و شناخت

یادگیری و حافظه

حافظه کاری

پاداش

هیجانی

کنترل تکانشی

تنظیم ترشح پرولاکتین

تنظیم حرکت

[Impulse control که قبلا قرار شد بررسی کنید متوجه شدید که دوپامین دخالت دارد.]

گیرنده های دوپامینی

گیرنده‌های دوپامین:

گیرنده‌های D1 مانند: جفت شده با Gs شامل D1 و D5

گیرنده‌های D2 مانند: جفت شده با Gi شامل D2 و D3 و D4

Noradrenergic system and cognition

important role in the modulation of learning and memory

locus coeruleus, amygdala and hippocampus have been implied as important sites involved in the modulatory effects of the noradrenergic receptors on cognitive function

سیستم نورآدرنرژیک و شناخت

نقش مهمی در تعدیل یادگیری و حافظه دارد

لوکوس سرولئوس، آمیگدال و هیپوکامپ به عنوان مکان های مهم درگیر در اثرات تعدیلی گیرنده های نورآدرنرژیک بر عملکرد شناختی می‌باشند.

[با تغییر رنگ اصطلاحات مهم در هر اسلاید میزان یادگیری خودتان را افزایش دهید.]

Noradrenergic pathway

مسیر نورآدرنرژیک

[جسم سلولی نورون‌های ترشح کننده NE در جایی است به نام LC یا لوکوس سرولئوس؛ به مخچه، تالاموس، کورتکس، امیگدال و حتی olfactory bulb اما گویا در…..نورآدرنرژیک وجود ندارد و سروتونرژیک است]

گیرنده های اپی نفرین و نور اپی نفرین

[آلفا ۱ باعث فعال شدن PLC می‌شود و در نتیجه در عضلات صاف انقباض رخ دهد. PIP2 را به IP3 و DAG می‌کند. IP3 باعث ریلیز کلسیم می‌شود. گیرنده آلفا ۲ که پیش سیناپسی است بر AC اثر منفی دارد در نتیجه ATP به cAMP تبدیل نمی‌شود و انقباض عضله رخ نمی دهد یا از آزاد شدن نوروترانسمیتر جلوگیری می‌کند. گیرنده بتا هم با تحریک AC موجب تبدیل ATP به cAMP می‌شود انقباض عضلات قلب و شل شدن عضلات صاف می‌شود.]

Both α۲ and β-adrenergic receptors have been suggested to be involved in cognitive dysfunction of schizophrenia, Alzheimer’s disease and attention deficit hyper activity disorder

α۲ -adrenergic antagonists could be used in Parkinson’s diseas

activation of both α- and β-adrenoceptors may impair memory; α۲ -adrenergic antagonists may improve memory in some neuropsycological disorders

هر دو گیرنده α۲ و β-آدرنرژیک در اختلال عملکرد شناختی اسکیزوفرنی، بیماری آلزایمر و اختلال بیش فعالی کمبود توجه نقش دارند.

آنتاگونیست های α۲ آدرنرژیک را می توان در بیماری های پارکینسون استفاده کرد.

فعال شدن گیرنده های α- و β-آدرنرژیک ممکن است حافظه را مختل کند. آنتاگونیست های α۲-آدرنرژیک ممکن است حافظه را در برخی از اختلالات عصبی-روانی بهبود بخشند.

Serotonin and cognition

۵-hydroxytryptamine

involved in a wide range of physiological functions including sleep, appetite, pain perception, sexual activity, and memory and mood control

Cholinergic-serotonergic interactions have been suggested to play an important role in learning and memory

سروتونین و شناخت

۵-هیدروکسی تریپتامین

درگیر در طیف وسیعی از عملکردهای فیزیولوژیکی از جمله خواب، اشتها، درک درد، فعالیت جنسی و کنترل حافظه و خلق و خو

کُنش متقابل کولینرژیک-سروتونرژیک نقش مهمی در یادگیری و حافظه دارند.

Serotonergic pathway

مسیر سروتونرژیک

Serotonin receptors

گیرنده های سروتونین

[گیرنده‌های سروتونینی ۷ خانواده دارند. ۵-HT1 پنج مورد است ۵-HT2 سه مورد است. جمعا می‌شود ۱۴ یا ۱۵ مورد می‌شود]

Serotonin and memory

۵-HT_۱A receptor agonists promote the growth and branching of neurites of cholinergic cells

۵-HT_۱A receptors can play a key role in cholinergic-serotonergic interactions, and may be potential targets for a possible Pharmacotherapy of Alzheimer’s disease

most studies indicate impairments of memory by stimulation of 5-HT_۱A receptors and also 5-HT neurotransmission may be necessary in learning in some memory establishment and regulation

سروتونین و حافظه

آگونیست های گیرنده ۵-HT_۱A باعث رشد و انشعاب نوریت‌های سلول‌های کولینرژیک می شوند.

گیرنده‌های ۵-HT_۱A می‌توانند نقش کلیدی در تعاملات کولینرژیک-سرتونرژیک داشته باشند و ممکن است اهداف بالقوه‌ای برای درمان دارویی احتمالی بیماری آلزایمر باشند.

اکثر مطالعات نشان می دهد که اختلالات حافظه با تحریک گیرنده های ۵-HT 1A و همچنین انتقال عصبی ۵-HT ممکن است در یادگیری، ایجاد و کنترل برخی حافظه‌ها ضروری باشد.

Serotonin and mood disorder

سروتونین و اختلال خلقی

GABAergic system and cognition

the main inhibitory neurotransmitter in the brain

GABA receptor agonists impair while its antagonist facilitate memory

Close to 40% of the synapses in the human brain work with GABA and therefore have GABA receptors.

Implicated in broad range of neuropsychiatric disorders like seizures, anxiety disorders, schizophrenia, alcohol dependence etc

سیستم GABAergic و شناخت

انتقال دهنده عصبی مهاری اصلی در مغز است.

آگونیست های گیرنده GABA در حافظه اختلال ایجاد می کنند در حالی که آنتاگونیست آن، حافظه را تسهیل می کند.

نزدیک به ۴۰ درصد از سیناپس های مغز انسان با GABA کار می کنند و بنابراین گیرنده های GABA دارند.

در طیف گسترده ای از اختلالات عصبی روانی مانند تشنج، اختلالات اضطرابی، اسکیزوفرنی، وابستگی به الکل و غیره نقش دارد.

سیستم GABAergic

GABA

Symptoms of excess

Excess sleepiness

Shallow breathing

Increased blood pressure

Symptoms of insufficiency

Anxiety

Depression

Difficulty concentrating

گابا

علائم فزونی

خواب آلودگی بیش از حد

تنفس کم عمق

افزایش فشار خون

علائم ناتوانی

اضطراب

افسردگی

مشکل در تمرکز

مسیرهای سیستم GABAergic

GABA Synthesis

Glutamate

Glutamic Acid Decarboxylase (GAD)

GABA

سنتز گابا

گلوتامات توسط آنزیم گلوتامیک اسید دکربوکسیلاز (GAD) به گابا تبدیل می‌شود.

سنتز گابا

Psychopharmacology2e-Fig-08-13-0.jpg

GABA Synapse

سیناپس گابا

گابا سیناپس

Psychopharmacology2e-Fig-08-14-0.jpg

GABA Receptors

گیرنده های GABA

Psychopharmacology2e-Fig-05-02-0.jpg

GABA_A receptor properties

خواص گیرنده گاباآ

Psychopharmacology2e-Fig-08-15-0.jpg

GABA and memory

GABA_B receptor blockade suppresses the induction of long-term potentiation (LTP)

GABA_B receptor blockade produced a deficit in the acquisition of spatial memory was observed in the water maze

GABA_A and GABA_B receptor activation may induce impairment of memory retention

that selective GABA_B receptor antagonists can enhance cognitive performance in a variety of learning paradigm

effect of GABA may be elicited through interaction with acetylcholine release or interaction with muscarinic receptors.

گابا و حافظه

انسداد گیرنده گابا B القای تقویت طولانی مدت (LTP) را سرکوب می کند.

در ماز آبی مشاهده شد که انسداد گیرنده گابا B در کسب حافظه فضایی اختلال ایجاد می‌کند.

فعال شدن گیرنده گابا A و گابا B ممکن است باعث اختلال در حفظ حافظه شود.

آنتاگونیست های انتخابی گیرنده گابا B می توانند عملکرد شناختی را در انواع الگوهای یادگیری افزایش دهند.

اثر GABA ممکن است از طریق تعامل با آزادسازی استیل کولین یا تعامل با گیرنده های موسکارینی ایجاد شود.

GABA and Anxiety

Benzodiazepines (BDZ) and barbiturates cause sedation and reduced anxiety by binding to modulatory sites on the GABA receptor complex

BDZ binding sites are widely distributed in the brain.

They are in high concentration in the amygdala and frontal lobe.

گابا و اضطراب

بنزودیازپین ها (BDZ) و باربیتورات ها با اتصال به مکان های تعدیلی در مجموعه گیرنده GABA باعث آرام بخشی و کاهش اضطراب می شوند.

محل های اتصال BDZ به طور گسترده در مغز توزیع شده است.

آنها در آمیگدال و لوب فرونتال غلظت بالایی دارند.

گابا و اضطراب

GABA and Anxiety

Inverse agonists bind to BDZ sites and produce actions opposite of BDZ drugs—increased anxiety, arousal, and seizures.

The β-carboline family produces extreme anxiety and panic. They are presumed to uncouple the GABA receptors from the Cl^– channels so that GABA is less effective.

گابا و اضطراب

آگونیست‌های معکوس به مکان‌های BDZ متصل می‌شوند و اعمالی برخلاف داروهای BDZ ایجاد می‌کنند – افزایش اضطراب، برانگیختگی و تشنج.

خانواده بتا کربولین باعث ایجاد اضطراب و وحشت شدید می شود. فرض بر این است که آنها گیرنده های GABA را از کانال های^–Cl جدا می کنند تا GABA کمتر موثر باشد.

گابا و اضطراب

GABA and Anxiety

Animal studies have found that natural differences in anxiety levels are correlated with the number of BDZ binding sites in several brain areas.

PET scans of patients with panic disorder show less benzodiazepine binding in the CNS, particularly in the frontal lobe.

گابا و اضطراب

مطالعات حیوانی نشان داده است که تفاوت‌های طبیعی در سطوح اضطراب با تعداد مکان‌های اتصال BDZ در چندین ناحیه مغز مرتبط است.

PETاسکن‌های بیماران مبتلا به اختلال هراس، اتصال بنزودیازپین کمتری در CNS، به ویژه در لوب فرونتال را نشان می دهد.

گابا و اضطراب

Drugs for Treating Anxiety

Anxiolytics

Sedative–hypnotics

Benzodiazepines

Barbiturates

Antidepressants

Benzodiazepines

BDZ binding and antianxiety effect

Barbiturates

Antidepressants

داروهایی برای درمان اضطراب

داروهای ضد اضطراب

آرام بخش – خواب آور

بنزودیازپین ها

باربیتورات ها

داروهای ضد افسردگی

بنزودیازپین ها (BDZ)

اتصال BDZ و اثر ضد اضطراب

باربیتورات ها

داروهای ضد افسردگی

Benzodiazepines

بنزودیازپین ها

Psychopharmacology2e-Fig-18-19-0.jpg

BDZ binding and antianxiety effect

اتصال BDZ و اثر ضد اضطراب

BDZ اتصال و اثر ضد اضطراب

Psychopharmacology2e-Fig-18-16-0.jpg

Barbiturates

باربیتورات ها

Psychopharmacology2e-Fig-18-17-0.jpg

Antidepressants

داروهای ضد افسردگی

Psychopharmacology2e-Table-18-04-0.jpg

Histaminergic system and cognition

Chemical messenger that mediates a wide range of cellular responses, including allergic and inflammatory reactions, gastric acid secretion, and neurotransmission in parts of the brain.

سیستم هیستامینرژیک و شناخت

پیام رسان شیمیایی که واسطه طیف گسترده ای از پاسخ های سلولی، از جمله واکنش های آلرژیک و التهابی، ترشح اسید معده و انتقال عصبی در بخش هایی از مغز است.

مسیرهای سیستم هیستامینرژیک

Synthesis of Histamine

ساخت هیستامین

سنتز هیستامین

Histamine is an amine formed from by the decarboxylation of amino acid histidine by histidine decarboxylase.

هیستامین آمینی است که از دکربوکسیلاسیون اسید آمینه هیستیدین توسط هیستیدین دکربوکسیلاز به وجود می آید.

میزان هیستامین و آلرژی و عفونت

HISTAMINE

Low affinity receptors: H1 and H2

Allergic inflammation
Alteration of vascular permeability → extravasation → oedema → adhesion molecules → inflammatory cell migration

Gastric acid secretion
Regulation of gastric acid secretion
Immune cell differentiation (?)

High affinity receptors: H3 and H4

Neurotransmission
Regulation of neuronal histamine turnover (autoreceptors)
Neuronal functions Cognition (heteroreceptors)

Immunomodulation
Immune cell chemotaxis,
immune response,
inflammation

Mast cells – Basophils – Enterochromaffin-like cells – Neurons Leukocytes – Platelets – Epithelial cells – Chondrocytes Tumour cells – Other cells

Overview of the main functions of the histamine receptors. Histamine is formed in various cell types (rectangular box) and orchestrates numerous actions via binding to four receptor types, designated as H1–H4. Gas, Gai/o, Gaq/11: G protein Ga subunits.

هیستامین

گیرنده های میل ترکیبی کم: H1 و H2

التهاب آلرژیک

تغییر نفوذپذیری عروقی ← خارج شدن ← ادم ← مولکول های چسبندگی ← مهاجرت سلولی التهابی

ترشح اسید معده

تنظیم ترشح اسید معده

تمایز سلول های ایمنی (؟)

گیرنده های میل ترکیبی بالا: H3 و H4

انتقال عصبی

تنظیم گردش هیستامین عصبی (گیرنده های خودکار)

عملکردهای عصبی شناختی (هتروگیرنده ها)

تعدیل ایمنی

کموتاکسی سلول های ایمنی، پاسخ ایمنی، التهاب

ماست سل ها – بازوفیل ها – سلول های شبه انتروکرومافین – نورون ها لکوسیت ها – پلاکت ها – سلول های اپیتلیال – سلول های غضروفی – سلول های تومور – سلول های دیگر

مروری بر عملکردهای اصلی گیرنده های هیستامین.

هیستامین در انواع مختلف سلولی (جعبه مستطیل شکل) تشکیل می شود و از طریق اتصال به چهار نوع گیرنده، به نام H1-H4، اقدامات متعددی را تنظیم می کند. زیرواحدهای Gas، Gai/o، Gaq/11: G پروتئین.

Histamine and memory

histamine modulate cholinergic activity and affect memory

activation of histamine H1 receptors attenuated histamine-induced memory impairment

The histamine H2 receptors appear to exert some type of modulating effect on the inhibitory action of the histamine H1 receptor activity

هیستامین و حافظه

هیستامین فعالیت کولینرژیک را تعدیل می کند و بر حافظه تأثیر می گذارد

فعال شدن گیرنده های هیستامین H1 اختلال حافظه ناشی از هیستامین را کاهش می دهد

به نظر می رسد گیرنده های هیستامین H2 نوعی اثر تعدیل کننده را بر روی عملکرد مهاری فعالیت گیرنده هیستامین H1 اعمال می کنند.

Histamine and sleep

Histamine is most active while we’re awake, and is more active during the phase of the sleep cycle that most closely resembles wakefulness than it is during deeper sleep.

During wakefulness, histamine neurons directly activate cortical neurons, which helps provide the framework for cognitive functions such as attention

Histamine neurons help to promote wakefulness by activating wake-promoting neurons outside of the hypothalamus (e.g., norepinephrine, acetylcholine, serotonin, and dopamine neurons

هیستامین و خواب

هیستامین در زمانی که ما بیدار هستیم بسیار فعال است و در مرحله چرخه خواب که بیشتر شبیه بیداری است نسبت به هنگام خواب عمیق تر فعال تر است.

در طول بیداری، نورون های هیستامین مستقیماً نورون های قشر مغز را فعال می کنند که به ایجاد چارچوبی برای عملکردهای شناختی مانند توجه کمک می کند.

نورون‌های هیستامین با فعال کردن نورون‌های محرک بیداری در خارج از هیپوتالاموس (مانند نوراپی نفرین، استیل کولین، سروتونین و نورون‌های دوپامین) به تقویت بیداری کمک می‌کنند.

هیستامین و خواب

Adenosine systems and cognition

Adenosine is a key modulator of neuronal excitability and synaptic transmission

It act as a neuromodulator and Cellular energy transfer

سیستم های آدنوزین و شناخت

آدنوزین یک تعدیل کننده کلیدی تحریک پذیری عصبی و انتقال سیناپسی است.

به عنوان یک تعدیل کننده عصبی و انتقال انرژی سلولی عمل می کند

Adenosine Receptors

A1 receptors inhibit neurotransmitter release

A2 receptors tend to enhance neuronal excitability and neurotransmitter release via high affinity, subtype (A2A ), or lower affinity subtype (A2B )receptors

گیرنده های آدنوزین

گیرنده های A1 آزاد شدن انتقال دهنده های عصبی را مهار می کنند

گیرنده های A2 تمایل به افزایش تحریک پذیری عصبی و انتشار انتقال دهنده های عصبی از طریق گیرنده های میل ترکیبی بالا، زیرگروه (A2A) یا زیرگروه میل پایین تر (A2B) دارند.

گیرنده های آدنوزین

Adenosine

specific neuromodulator in the brain, modulating neuronal function and information processing by controlling neuronal excitability, releasing various neurotransmitters, modulating synaptic plasticity and neuroinflammation and cell death

The homeostatic and neuromodulator controls of neuronal processes underlie the ability of adenosine to control cognition since adenosine kinase (ADK)-mediated adenosine homeostatic function is necessary and permissive to synaptic actions of adenosine acting on multiple pathways

آدنوزین

تعدیل کننده عصبی خاص در مغز، تعدیل عملکرد عصبی و پردازش اطلاعات با کنترل تحریک پذیری عصبی، آزادسازی انتقال دهنده های عصبی مختلف، تعدیل انعطاف پذیری سیناپسی و التهاب عصبی و مرگ سلولی.

کنترل‌های هموستاتیک و تعدیل‌کننده عصبی فرآیندهای عصبی، زیربنای توانایی آدنوزین برای کنترل شناخت هستند، زیرا عملکرد هموستاتیک آدنوزین با واسطه آدنوزین کیناز (ADK) برای اعمال سیناپسی آدنوزین که در مسیرهای متعدد عمل می‌کند ضروری و مجاز است.

Adenosine and memory

Adenosine acts mainly at inhibitory A1Rs and excitatory A2ARs to modulate neurotransmitter signaling, neuronal excitability, and synaptic plasticity (e.g., LTP and LTD) in the brain, contributing to adenosine control of learning and memory

A1Rs were traditionally thought to execute adenosine’s potential modulatory effects on cognition. By contrast, A2AR function is believed to be mainly associated with motor function for its highly concentrated expression pattern of the A2AR in the striatum

Activation of A1 receptor decreases the acquisition of passive avoidance learning in mice

Blockade of adenosine A 1 and A 2 receptors facilitate memory acquisition and retention

For more study see : Adenosine Receptor Control of Cognition in Normal and Disease, Chen, J-F., 2014

آدنوزین و حافظه

آدنوزین عمدتاً در A1Rهای مهاری و A2ARهای تحریکی برای تعدیل سیگنال‌های انتقال‌دهنده عصبی، تحریک‌پذیری عصبی و شکل‌پذیری سیناپسی (مانند LTP و LTD) در مغز عمل می‌کند و به کنترل آدنوزین یادگیری و حافظه کمک می‌کند.

به طور سنتی تصور می‌شد که A1Rها اثرات تعدیلی بالقوه آدنوزین را بر روی شناخت اجرا می کنند. در مقابل، اعتقاد بر این است که عملکرد A2AR عمدتاً به دلیل الگوی بیان بسیار متمرکز A2AR در جسم مخطط با عملکرد حرکتی مرتبط است.

فعال‌سازی گیرنده A1 باعث کاهش یادگیری اجتنابی غیرفعال در موش‌ها می‌شود

مسدود کردن گیرنده های آدنوزین A1 و A2 باعث تسهیل اکتساب و حفظ حافظه می شود.

برای مطالعه بیشتر رجوع کنید به: کنترل گیرنده آدنوزین شناختی در شرایط نرمال و بیماری، چن، J-F.، ۲۰۱۴

Adenosine and cognition:

normal BDNF signaling is critical to synaptic plasticity and cognition which requires the A2AR activation

A2AR-mediated reestablishment of BDNF actions may represent a promising strategy for reversing cognitive impairments in Alzheimer disease.

A2AR antagonists and caffeine confer neuroprotection in several neurological and psychological disease models, including stroke , Parkinson’s disease (PD), traumatic brain injury, AD, and schizophrenia

آدنوزین و شناخت:

سیگنال دهی معمولی BDNF برای انعطاف پذیری سیناپسی و شناخت ضروری است که به فعال سازی A2AR نیاز دارد.

ایجاد مجدد اقدامات BDNF با واسطه A2AR ممکن است یک استراتژی امیدوارکننده برای معکوس کردن اختلالات شناختی در بیماری آلزایمر باشد.

آنتاگونیست‌های A2AR و کافئین در چندین مدل بیماری‌های عصبی و روان‌شناختی از جمله سکته مغزی، بیماری پارکینسون (PD)، آسیب مغزی تروماتیک، AD، و اسکیزوفرنی محافظت عصبی ایجاد می‌کنند.

Cholecystokinin and cognition

کوله سیستوکینین و شناخت

CCK receptors

گیرنده های CCK

CCK

In the brain, CCK-A receptors are only present in certain regions including the hippocampus, nucleus tractus solitarius, posterior nucleus accumbens, ventral tegmental area, and substantia nigra, whereas CCK-B receptors are widely distributed throughout the central nervous system

CCK acts as a neurotransmitter and that it exerts a modulatory influence on several classic neurotransmitters including dopamine, serotonin, norepinephrine, GABA, glutamate and endogenous opioids

High concentrations of CCK a represent in the hippocampus and frontal cortex, where they are involved in learning and memory processing

CCK

در مغز، گیرنده های CCK-A فقط در مناطق خاصی از جمله هیپوکامپ، هسته تراکتوس سولیتاریوس، هسته اکومبنس خلفی، ناحیه تگمنتال شکمی و جسم سیاه وجود دارند، در حالی که گیرنده های CCK-B به طور گسترده در سراسر سیستم عصبی مرکزی توزیع شده اند.

CCK به عنوان یک انتقال دهنده عصبی عمل می کند و تأثیر تعدیلی بر چندین انتقال دهنده عصبی کلاسیک از جمله دوپامین، سروتونین، نوراپی نفرین، گابا، گلوتامات و مواد اوپیوئیدی درون زا دارد.

غلظت بالای CCK a در هیپوکامپ و قشر فرونتال، جایی که در یادگیری و پردازش حافظه نقش دارند، نشان داده می شود.

CCK and cognition

nonselective agonists of CCK receptors such as CCK-8 and cerulein (ceruletide) prolong extinction of already learned tasks , accelerate habituation to a novel environment, and prevent experimental amnesia in rodents

a balance between CCK-A mediated facilitates effects and CCK-B mediated inhibitory effects on memory retention have been proposed

CCK system in the hippocampus is involved in stress-induced impairment of spatial recognition memory

Physiological involvement of the CCK system through its interaction with CCK-B receptors in the hippocampus to improve performance of rodents in the spatial recognition memory

CCK و شناخت

آگونیست‌های غیرانتخابی گیرنده‌های CCK مانند CCK-8 و سرولئین (سرولیتید) انقراض وظایفی که قبلاً آموخته شده را طولانی‌تر می‌کنند، عادت کردن به یک محیط جدید را تسریع می‌کنند و از فراموشی تجربی در جوندگان جلوگیری می‌کنند.

تعادل بین اثرات تسهیل کننده با واسطه CCK-A و اثرات بازدارنده با واسطه CCK-B بر حفظ حافظه پیشنهاد شده است.

سیستم CCK در هیپوکامپ در اختلال حافظه تشخیص فضایی ناشی از استرس نقش دارد.

درگیری فیزیولوژیکی سیستم CCK از طریق تعامل آن با گیرنده های CCK-B در هیپوکامپ برای بهبود عملکرد جوندگان در حافظه تشخیص فضایی

Nitric oxide and cognition

Nitric oxide is a gaseous signalling molecule

readily diffuses across cell membranes

regulates a wide range of physiologic & pathophysiologic processes (CV, inflammatory & neuronal)

Endogenous activator of soluble Guanylyl cyclase,

اکسید نیتریک و شناخت

اکسید نیتریک یک مولکول سیگنال دهنده گازی است

به راحتی در غشاهای سلولی پخش می شود

تنظیم طیف وسیعی از فرآیندهای فیزیولوژیک و پاتوفیزیولوژیک (قلبی عروقی، التهابی و عصبی)

فعال کننده درون زا گوانیلیل سیکلاز محلول

نیتریک اکسید

سنتز نیتریک اکسید

مکانیسم سیگنالینگ نیتریک اکسید

NO and cognition:

Both NO release and NMDA receptor activation are necessary for induction of long-term potentiation (LTP)

Blocking No synthase inhibit learning

NO is involved in different stages of memory and a possible role for the NO donors in human memory disorders has been suggested

NO و شناخت:

هم آزادسازی NO و هم فعال شدن گیرنده NMDA برای القای تقویت طولانی مدت (LTP) ضروری هستند.

مسدود کردن سنتازی NO یادگیری را مهار نمی کند

NO در مراحل مختلف حافظه نقش دارد و نقش احتمالی کمک کننده NO در اختلالات حافظه انسان پیشنهاد شده است.

Glutamate receptor and cognition

گیرنده گلوتامات و شناخت

Glutamate Synthesis

Glutamine

Glutaminase

Glutamic Acid

Glutamate

Aspartic Acid

Aspartate

سنتز گلوتامات

گلوتامین

گلوتامیناز

اسید گلوتامیک

گلوتامات

آسپارتیک اسید

آسپارتات

سنتز گلوتامات

Psychopharmacology2e-Fig-08-01-0.jpg

Glutamate Synapse

سیناپس گلوتامات

Psychopharmacology2e-Fig-08-04-0.jpg

Glutamate Receptors

AMPA receptors
GluA1-4

Kainate receptors
GluK1-5

NMDA receptors
GluN1
GluN2A-C
GluN3A-B

Metabotropic receptors
mGluR1-8

Iontotropic

Metabotropic

گیرنده های گلوتامات

گیرنده های AMPA

GluA1-4

گیرنده های کاینات

GluK1-5

گیرنده های NMDA

GluN1

GluN2A-C

GluN3A-B

گیرنده های متابوتروپیک

mGluR1-8

یونتوتروپیک

متابوتروپیک

گیرنده های گلوتامات

Psychopharmacology2e-Fig-05-02-0.jpg

All ionotropic glutamate receptor channels conduct Na⁺ ions into the cell

تمام کانال های گیرنده گلوتامات یونوتروپیک یون ⁺Na را به داخل سلول هدایت می کنند [پس NMDA که یون کلسیم را داخل سلول هدایت می‌کند؟]

تمام کانال های گیرنده گلوتامات یونوتروپیک

Psychopharmacology2e-Fig-08-05-0.jpg

سیناپس گلوتامات

Glutamate broken down quickly by Astrocytes

Rapid removal of glutamate from the extracellular space is required for the survival and normal function of neurons. Although glutamate transporters are expressed by all CNS cell types, astrocytes are the cell type primarily responsible for glutamate uptake.

گلوتامات به سرعت توسط آستروسیت ها تجزیه می شود

حذف سریع گلوتامات از فضای خارج سلولی برای بقا و عملکرد طبیعی نورون‌ها لازم است. اگرچه ناقل گلوتامات توسط تمام انواع سلول های CNS بیان می شود، آستروسیت ها نوعی سلول هستند که در درجه اول مسئول جذب گلوتامات هستند.

Glutamate and memory:

Glutamate receptors have been implicated in several forms of diseases, including dissociative thought disorder, schizophrenia or various other forms of dementia, and also in long-term potentiation (LTP) and long-term depression (LTD)

NMDA receptor antagonists impair acquisition and retention in various learning tasks, suggesting involvement of NMDA receptors in synaptic plasticity of the central nervous system

metabotropic glutamate receptors are critically involved in synaptic plasticity of various brains structures, and seem to have an essential role in some learning and memory processes

گلوتامات و حافظه

گیرنده‌های گلوتامات در انواع مختلفی از بیماری‌ها، از جمله اختلال تفکر تجزیه‌ای، اسکیزوفرنی یا سایر اشکال مختلف زوال عقل، و همچنین در تقویت طولانی‌مدت (LTP) و تضعیف طولانی‌مدت (LTD) نقش دارند.

آنتاگونیست های گیرنده NMDA اکتساب و حفظ را در تکالیف مختلف یادگیری مختل می کنند، که نشان دهنده دخالت گیرنده های NMDA در انعطاف پذیری سیناپسی سیستم عصبی مرکزی است.

گیرنده های متابوتروپیک گلوتامات به طور جدی در انعطاف پذیری سیناپسی ساختارهای مختلف مغز نقش دارند و به نظر می رسد نقش اساسی در برخی از فرآیندهای یادگیری و حافظه دارند.

Glutamate and memory:

a wide range of experimental investigations implicated the direct concerns between NMDAR and WM in the animal models

phencyclidine as NMDA antagonist could disrupt WM in rats

blocking of hippocampal NMDAR disrupted spatial working and reference memory in the experimental model

گلوتامات و حافظه:

طیف گسترده ای از تحقیقات تجربی وابستگی های مستقیم بین NMDAR و WM (حافظه کاری) را در مدل های حیوانی دخیل کردند.

فن سیکلیدین به عنوان آنتاگونیست NMDA می تواند WM را در موش ها مختل کند.

مسدود کردن NMDAR هیپوکامپ، حافظه مرجع و کاری فضایی را در مدل تجربی مختل کرد.

Glutamate related disorders:

اختلالات مرتبط با گلوتامات:

اختلالات مرتبط با گلوتامات