Дофамин подсказывает организму человека направление расхода энергии, обеспечивая ему выживание. Наши предки искали пищу, пока не находили знак того, что их цель в досягаемости. Это прилив дофамина подсказывал им, что добыча близка; у древнего человека наступало ощущение комфорта, и он продолжал поиск до достижения цели.
В жизни древнего человека дофамин играл ключевую роль. Сейчас нет большой нужды охотиться за добычей, но именно дофамин позволяет человеку ощущать радость и удовлетворение в предвкушении результата своих трудов.
Дофамин участвует в формировании новых нейронных связей – новых путей передачи нервных импульсов. Люди появляются на свет без готовых нейронных связей, они формируются в процессе жизни человека. При этом мозг ограничивает выброс дофамина на малозначимые, заурядные события, приберегая медиатор для важных целей. Согласитесь, достижение значимых, к примеру, профессиональных достижений, важнее и ценнее, допустим, поедания яблок. Люди вкладывают в свои цели время и энергию, и каждый шаг на пути к этому активизирует выброс дофамина.
Но химия процесса такова, что дофамин очень быстро расщепляется, и чтобы обновлять его синтез, нужно предпринимать новые шаги на пути к цели.
Изучение дофамина
Проводилось два значимых опыта по изучению дофаминовых путей. Первый в 50-х годах прошлого века на крысах, второй в 90-х на обезьянах.
Суть первого заключалась в имплантации канадскими учеными в центры удовольствия крысиного мозга электродов, после чего крыса научилась с помощью рычажка в своей клетке воздействовать на эти центры низковольтными разрядами тока. Животное потеряло интерес к крысам противоположного пола, к пище и воде. Крыса постоянно воздействовала на центры удовольствия, и погибла от истощения.
Ученые задались вопросом, ради чего настолько для нее важного крыса готова была погибнуть? Теперь нам известно, что выработку дофамина стимулирует само ожидание вознаграждения. Крыса от каждого нажатия рычага ожидала радостного результата, поскольку ожидание награды способствовало выбросу дофамина, а любые другие потребности потеряли актуальность.
Второй эксперимент проводился американскими учеными. Обезьянам в обмен на шпинат предстояло выполнять условное действие. Через некоторое время шпинат заменили на фруктовый сок. Сок пришелся приматам по вкусу, и ученые зафиксировали в мозге обезьян выбросы дофамина в ожидании вознаграждения. Ученые продолжали вознаграждать обезьян соком, но через несколько дней с изумлением обнаружили, что содержание дофамина упало до нуля. Сок стал для приматов обыденностью, и больше не вызывал дофаминовых всплесков. Дофамин эволюционировал как нейромедиатор, вызывающий привычку искать новую информацию о награде. Это условие синтеза дофамина.
В настоящее время существует несколько книг известной американской писательницы, заслуженного профессора Калифорнийского университета, основательницы проекта Inner Mammal Institute Лоретты Грациано Бройнинг. «Гормоны счастья. Приучите свой мозг вырабатывать серотонин, дофамин, эндорфин и окситоцин», «Управляй гормонами счастья. Как избавиться от негативных эмоций за 6 недель», которые рассказывают о механизмах работы гормонов и способах воздействия на их синтез.
Допамин или дофамин?
Это одно и то же. По-английски дигидроксифенилаланин пишется DOPA (dihydroxyphenylalanine). На русском языке аббревиатура пишется ДОФА (дигидроксифенилаланин). Производные этих молекул называются в соответствии с сокращенными названиями — dopamine по-английски и дофамин по-русски.
Итак, что же такое дофамин как химическое вещество?
Дофамин имеет довольно простую формулу: бензольное кольцо с двумя гидроксильными группами, 2 углеродных атома с аминогруппой на конце. Молекула дофамина обладает коротким процессом синтеза: к фенилаланину (незаменимая аминокислота) присоединяется гидроксильная группа. В результате получается L-тирозин. В процессе гидроксилирования он превращается в дигидроксифенилаланин. А далее в ходе декарбоксилирования и образуется молекула дофамина.
Существует 5 типов рецепторов к дофамину. Их незатейливо назвали DRD1,2,3,4,5. Первый и последний рецепторы входят в одну группу, остальные три образуют другую группу. Когда дофамин контактирует с рецепторами первой группы, запускаются реакции, приводящие к росту концентрации цАМФ вне клеток. В случае контакта дофамина со второй группой эффект противоположный: концентрация цАМФ вне клеток снижается. Таким образом, взаимодействие дофамина с разными группами рецепторов приводит либо к активации, либо к ингибированию активности клеток. В зависимости от типа контакта изменяется и поведение человека.
Как это происходит?
В случае получения ожидаемой награды и в случае неудачи задействуются нейроны с различными типами дофаминовых рецепторов. В первом случае активизируются нейроны с 1 типом рецепторов к дофамину, а во втором случае – со вторым типом.
Функции и типы дофаминовых шоссе
1. Мезолимбический путь – ведет в зону мозга, где формируются эмоции и пожелания;
2. Мезокортикальный путь – когнитивные процессы, мотивация и эмоции;
3. Нигростриарный путь – активизирует двигательную активность в нервной системе, и снижает мышечное напряжение
В процессах выбора стратерии достижения цели и мотивации участвуют мезолимбический и мезокортикальный пути.
Роль дофамина в физиологии человека
Дофамин участвует в регуляторных процессах сердечно-сосудистой системы, синтезируется дополнительно в почках, надпочечниках и кишечнике. Дофамин, синтезированный вне ЦНС и в ней, по сути, один и тот же дофамин, только те молекулы, которые произведены за пределами ЦНС в мозг благодаря ГЭРБ практически не попадают, и, таким образом, никак не влияют на передачу нервных импульсов.
Дофамин способен повышать систолу сосудов (при стимуляции альфа-адренорецепторов) и под воздействием бета-адренорецепторов он усиливает сокращения сердца.
Под его влиянием происходит расслабление гладких мускулатур кишечника и желудка. Также дофамин способствует выведению с мочой натрия, усиливая почечный кровоток и фильтрацию (если почки плохо снабжаются кровью и много ионов натрия). Однако, в больших концентрациях дофамин способствует сужению сосудов в почках.
Повышение дофамина, однако, может происходить и вне ожидания награды. Так, дофамин повышается в плазме крови при травмах, ожогах, шоковых состояниях, стрессах, исполняя адаптационную роль.
Также повышением уровня дофамина организм реагирует на повышенный альдостерон, ангиотензин в плазме крови.
Патологии, связанные с дофамином
Как правило, нарушения дофаминовых путей приводят к различным заболеваниям. К примеру, на консультации была женщина с повышенным показателем пролактина и избыточным ростом эндометрия. В таких случаях, как правило, врачом назначаются агонисты дофаминовых рецепторов, которые напрямую стимулируют те самые D2-дофаминовые рецепторы лактотропных клеток гипофиза. В ходе консультации пациентки выяснилось, что в течение нескольких лет она не достигает поставленных карьерных целей, за каждой новой попыткой неизменно следует провал, что доводит ее до отчаяния. Через некоторое время после того, как она сменила профессию на другую, приносящую ей удовольствие, анализ крови на пролактин показал верхнюю границу нормы.
При поражении структур мозга, входящих в состав нигростриарного пути, начинается болезнь Паркинсона. Постепенно отмирают дофаминовые нейроны, и снижается интенсивность импульсов.
Возникновение шизофрении психиатры связывают с избытком дофамина в мезолимбическом пути (проявляется позитивными симптомами: бред, навязчивые мысли, ритуалы, и проч), а недостаток дофамина в пути мезокортикальном связывают с симптомами негативными (в частности факторы аутизма, отсутствие воли и прочие).
Использованная литература:
Лоретта Грациано Бройнинг «Гормоны счастья. Приучите свой мозг вырабатывать серотонин, дофамин, эндорфин и окситоцин»
https://biomolecula.ru/articles/dofaminovye-bolezni