Neurofyziologie a pohybový systém v ontogenezi VII MOŽNOSTI OVLIVNĚNÍ NEURONŮ Zájem člověka : léčit nemoci, zlepšovat funkce, zvyšovat výkon Možnosti a způsoby jak ovlivnit neurony a jejich funkci v době nemoci nebo jak posílit jejich funkce v období zdraví - hodně NS – regulační systém organismu Biologická úroveň psychická úroveň sociální úroveň Celostní působení Působení na biologickou rovinu Neurony jako stavební a funkční jednotku CNS lze ovlivnit faktory: chemickými fyzikálními biologickými Ale nejedná se jen o léčbu ! Příklad psychoaktivní látky ( alkohol)ovlivnění činnosti neuronů některé lze použít i léčebně Chemické látky Lze je dělit a třídit podle řady hledisek: chemické struktury způsobu, jak se dostanou do těla mechanismu účinku formy metabolismu Efekt látek na presynaptické úrovni • ovlivnění mediátorů ( jejich syntézu, skladování, uvolňování, zpětné vychytávání, rozklad) • Vliv na presynaptické receptory Efekt látek na postsynaptické úrovni • působení na receptorové systémy Neurony ovlivňují jen látky , které prošly hematoencefalickou bariérou Specifický a nespecifický účinek Nespecifický Působení na fyzikálně chemické vlastnosti membrán ( ovlivnění toku iontů) Obecně : tlumivý nebo stimulační účinek Specifický působení látky na konkrétní strukturu neuronu nebo mechanismus jeho funkce Látka stabilizuje neuronální membránu, snižuje množství uvolňovaných přenašeču Zvyšuje množství uvolňovaných mediátorů, zvyšuje citlivost postsynaptických struktur Působení na specifické receptory Vliv na iontové kanály Blokáda membránového transportu Snížení produkce proteinů Ovlivnění činnosti enzymů Vazba na buněčné organely Farmaka působící na neurony Analgetika - tlumí vnímání bolesti - Působí jen symptomaticky ( potlačují vjem bolesti), neléčí příčinu - 3 základní skupiny: Analgetika – anodyna Analgetika – antipyretika Nesteroidní protizánětlivé léky Bolest lze tlumit i jinými léčebnými postupy: Celková anestézie – vyřazení vnímání bolesti Lokální anestézie – přerušení vedení bolesti Akupunktura Hypnóza Pohybová aktivita balneoterapie Analgetika - anodyna Působí na opioidní receptory Blokují vnímání bolesti na centrální úrovni Většinou odvozena od morfinu Mohou být přírodní, polosyntetická i syntetická Morfin – alkaloid ze šťávy z nezralých makovic Silný účinek Zvyšují práh vnímání bolesti Způsobují ospalost a obluzení Mohou navodit euforii Při opakovaném užívání – závislost a tolerance Tlumí ale i centrum pro kašel a dýchání ( k potlačení kašle a pocitu dušnosti) Předávkování může vést k zástavě dechu Působením v mozkovém kmenu – mióza zornic Opioidní ( opiátová) analgetika Analgetika - antipyretika Tlumí vnímání bolesti Snižují tělesnou teplotu Primárně působí proti příznakům zánětu Snižují vnímání bolesti Nesteroidní protizánětlivé léky Anestetika celková Dočasně ( reversibilně) působící látky Ovlivňují bdělost – stav řízeného bezvědomí Blokují vnímání bolesti, tlumí reflexní reakce Myorelaxační účinek na kosterní svaly Zvyšují práh pro vznik podráždění Působí na iontové kanály pro sodík – blokují akční potenciály Zvyšují propustnost pro chloridové ionty – působí na hyperpolarizaci membrány Několik stádií: Preanestetické stádium – snížení vnímání bolesti, zachované vědomí Excitační stádium- zvýšená reflexní aktivita, ztráta vědomí Chirurgické stádium – bezvědomí, myorelaxace, analgézie Paralytické stádium- toxické poškození organismu až smrt ( stádium asfyxie) Anestetika v mozku účinkují nespecificky – stabilizují plazmatickou membránu Anestetika lokální Reversibilně blokují vedení vzruchů v nervových vláknech V místě působení – tlumení až blokace vnímání senzitivních podnětů ( zejména bolesti) Senzitivní neurony citlivější na anestetika než motorické – nedojde k k většímu ovlivnění hybnosti Působí nespecificky – stabilizace membrány neuronů, snížení průniku Na iontů, zabraňují vzniku akčních potenciálů Typy anestezie: A, povrchová – průnik přes kůži nebo sliznici ( mast, roztok) B, infiltrační – tenkou injekční jehlou do hlubších tkání ( podkoží, svalstvo) C, svodná – do blízkosti periferního senzitivního nervu D, subarachnoidální – anestetikum do páteřního kanálu - subarachnoidálně Místní znecitlivění Anorektika Snižují pocit hladu Odvozené od excitačních monoaminů ( např. adrenalin) V mozku působí na příslušné receptory anorektický účinek i budivé aminy , ale překryt psychostimulačním efektem - skupina syntetických látek, sympatomimetik - amfetaminy ( benzedrin, pervitin) a látek podobných, např. fenmetrazin - klesá potřeba spánku, chuť k jídlu, zlepšuje se pozornost, zrychluje se tok myšlenek, touha dosáhnout maximální euforie - další účinky : tachykardie, vzestup krevního tlaku, palpitace, pocení, třes, zatínání čelistí - psychická závislost vzniká rychle a přetrvává – silná - pocit sebedůvěry a zvýšených duševních schopností - sluchové, vizuální a hmatové halucinace - pocity paniky, agrese, nutkání k násilnému chování - náhlý náraz nadměrné únavy NÁVYK Látky inhibující zpětné vychytávání serotoninu - inhibitory zpětného vychytávání serotoninu - užívané jako antidepresiva III.generace - úbytek hmotnosti, který přetrvává po dobu několika měsíců od zahájení terapie léčivá látka: sibutramin MERIDIA tbl, LINDAXA tbl. Sympatomimeticky působící anorektika - chemicky příbuzný noradrenalinu - působí v CNS jako nepřímá sympatomimetika - výrazně potlačuje chuť k jídlu - přechodný účinek, léčba by neměla překročit 3 měsíce, následující pauza by měla být stejně dlouhá jako délka podávání. ADIPEX tbl. Látky působící na lipidový metabolismus ( nepůsobí v CNS) - působí lokálně ve střevě, vyvolává ireverzibilní blokádu žaludeční a pankretické lipázy ( snižuje tak absorbci tuků) - klesá plazmatická koncentrace celkového cholesterolu a LDL-cholesterolu ( úprava TK) XENICAL tbl. Nežádoucí účinky: Nespavost, závratě, parestesie, bolest hlavy, úzkost, tachykardie, palpitace (bušení srdce), hypertenze, zrudnutí obličeje a krku s návaly horka, zácpa, sucho v ústech, častý pocit na zvracení, zhoršení hemoroidů, pocení, změna chuti, dýchací potíže. Nežádoucí účinky: Z nedostatečného trávení tuků jsou časté bolesti břicha, řídká stolice, nadýmání a snížená absorbce vitamínů rozpustných v tucích. Antiparkinsonika Odstranění dysbalance mediátorů v neuronech mozku Možné účinky : • Zvýšení koncetrace nedostatečného dopaminu • Stimulace dopaminergních receptorů • Blokace nadměrné aktivity cholinergního systému • Zesílení GABAergní stimulace působením na receptory Antispastika Působí proti různým formám svalových spazmů Snižují uvolňování excitačních mediátorů a stimulují GABA receptory Ke zmírnění spazmů lze použít i centrální myorelaxancia Neurotoxin blokující uvolňování acetylcholinu – botulotoxin ( botulin, klobáskový jed) Antitusika Tlumí kašel Ovlivňují specificky neurony v mozkovém kmeni Působí na centrální úrovni – neodstraňují příčinu kašle Použití prioritně u suchého, vysilujícího, dráždivého kašle Látky odvozené od opiátů Emetika a antiemetika Emetika – vyvolávají zvracení Místo působení – chemorecepční spouštěcí zóna v mozkovém kmeni Léčebné použití je omezené ( léčba závislosti na alkoholu – podpůrná Antiemetika – zmírňují či odstraňují nauzeu a vomitus Terapeutický význam velký ( kinetózy, zvracení podmíněné funkčními změnami trávicího systému, u chemoterapie, ozařování) Různé chemické složení Odlišný účinek – působí na rozdílné receptory ( muskarinové, dopaminové, serotoninové Farmaka ovlivňující ANS Lze neurony tlumit nebo stimulovat Sympatikus, parasympatikus Přímý vliv : interakce farmaka s receptory noradrenalinu nebo acetylcholinu Přímé sympatomimetikum – receptory noradrenalinu Přímé parasympatomimetikum – receptory acetylcholinu Přímé sympatolytikum- blokuje receptory noradrenalinu Přímé parasympatolytikum – blokuje receptory acetylcholinu Nepřímý vliv: farmakum nepůsobí přímo na receptory, ale působí na změny koncentrace mediátoru sympatomimetika sympatolytika parasympatolytikaparasympatomimetika Parasympatolytikum: atropin Myorelaxancia Snižují napětí a aktivitu kosterních svalů U onemocnění a intoxikací spojených s vysokým svalovým napětím I ve v rámci přípravy na celkovou anestezii Dva způsoby působení: - na mozkové a míšní motoneurony ( centrálně) - na nervosvalovou ploténku ( periferně) Neovlivňují vědomí, ale mohou ovlivnit dýchací svaly Centrální myorelaxancia Blokují motorické dráhy na úrovni mozku a míchy Snížené svalové napětí a svalových spazmů Periferní myorelaxancia Presynapticky ( ovlivnění syntézy acetylcholinu) Postsynapticky ( působením na cholinergní nikotinové receptory Ovlivnění acetylcholinesterázy ( enzymu, který rozkládá acetylcholin) Kurare ( tubokurarin) Psychofarmaka Široká skupina léků s působením na mozkové neurony Ovlivňují psychické procesy a psychický stav 1. bdělost a vědomí ( psychostimulancia, hypnotika) 2. působení na afektivitu ( anxiolytika, antidepresiva, dysforika) 3. ovlivnění psychické integrace ( antipsychotika, halucinogeny) 4. působení na kognitivní funkce ( neuroprotektiva, anticholinergika) Psychostimulancia Zvyšují uvolňování adrenalinu a dopaminu ze synaptických váčků Nabuzení mozkových neuronů a celého organismu Roste a je podporována jasnost vědomí, zrychluje se myšlení a psycho-motorické tempo Zesílení představivosti a emocí, potlačení únavy Klesá vnímání bolesti Léčebně se používají jen u ADHD a narkolepsie Dysforika, halucinogeny a anticholinergika se v léčbě psychických poruch nepoužívají Hypnotika Navození spánku Celkové zklidnění Snižují úzkost Rozmanitá chemická struktura a mechanismy působení Působí nejvíce na GABA receptory a zesilují účinek GABA ( má tlumivý vliv na neurony v mozku) Užívání cílené a krátkodobé ( jinak závislost) Anxiolytika Potlačení úzkosti, strachu, bázlivosti, trémy ( včetně tělesného doprovodu: bušení, třes, pocení, sucho v ústech, svírání na hrudi) Působí tlumivě-sedativně a hypnoticky, myorelaxačně Užívání krátkodobé ( závislost) Antidepresiva určena k léčbě depresivní nálady Využití se ale rozšiřuje ( k léčbě bolesti, poruch spánku, u panickýcha úzkostných poruch) Velmi rozšířená skupina U řady byl prokázán neuroprotektivní efekt Léčebnýúčinek nastupuje postupně ( 3 – 4 týdny) Léky k dlouhodobému užívání Ovlivňují hladiny neuromediátorů Antipsychotika Příznivý vliv na integraci psychických funkcí Většinou blokují dopaminové receptory Potlačení psychotických příznaků( bludy, halucinace), neklid, agitovanost, agresivitu Některé fungují jako stabilizátory nálady Neuroprotektiva Podpora metabolismu mozkových neuronů, zlepšení prokrvení mozku Zlepšení stavu vědomí, pozitivní ovlivnění kognitivních funkcí ( paměti, pozornosti, myšlení, učení) Užití po úrazech nebo organickém poškozením Nezpůsobují euforii a nevzniká na ně závislost Dělí se na: kognitiva – blokují acetylcholinesterázu, zvyšují v mozku aktivitu acetylcholinu – zlepšení pozornosti, schopnosti učení a paměť antagonisté NMDA-receptorů ( N-metyl-D-aspartátových)- receptorů pro glutamát nootropika- zlepšuje funkčnost membrán, odstraňují volné radikály, zvyšují prokrvení mozku – poruchy vědomí, paměti a učení ( po CMP, úrazech, neochirurgických operacích, při kómatech) centrální vazodilatancia – rozšiřování cév, zlepšení prokrvení Alzheimerova demence Některé rostliny působící na neurony Fytoterapie = léčení pomocí extraktů nebo částí rostlin Ne rozdíl od léků ( jasná koncentrace účinné látky) je tam směs většího množství látek s rozmanitými účinky Například: léčba mírné deprese – třezalka tečkovaná, šafrán nespavost, zklidnění – kozlík lékařský, levandule lékařská, magnolie lékařská, chmel otáčivý, hloh trnitý léčba poruch kognitivních funkcí – jinan dvojlaločný ( gingko biloba), ženšen pravý, konopí seté Některé toxické látky působící na neurony Poškodit zdraví nebo zabít může téměř každá látka – záleží na dávce Příznaky otrav jsou velmi různorodé – lehká nevolnost až kóma a smrt Obor zabývající se jedy = toxikologie Toxin = chemická látka, která je schopna poškodit živý organismus Poškození je: a, vratné a, akutní účinek b,nevratné b, chronický účinek Druhy toxinů: podle biologického zdroje ( bakteriální, řasy,sinice, houby, plísně, rostlinné a živočišné) Podle mechanismu účinku : inhibitory či aktivátory iontových kanálů, enzymů Podle specifického systému: neurotoxické, hepatotoxické, kardiotoxické, nefrotoxické, hematotoxické neurotoxiny Nepřímý účinek některých toxinů na neurony ( CO) antidotum Příklady neurotoxických produktů bakterií Botulotoxin – bakterie clostridium botulinum Tetradotoxin – bakterie pseudomonas ( blokuje sodíkové kanály), v částech ryb fugu Tetanotoxin- clostridium tetani – znečištěné poranění Příklady neurotoxických produktů sinic a řas Anatoxin – sladkovodní sinice Příklady neurotoxických produktů rostlin Akonitin- oměj šalamounka, oměj pestrý, oměj vlčí mor Kurare – rostlina rodu chondrodendron Atropin – rulík zlomocný Skopolamin – blín černý, durman, mandragora lékařská, rulík zlomocný Strychnin- indická dřevina kulčiba dávivá Příklady neurotoxických produktů hub Muskarin- muchomůrka červená Psilocin a psilocybin – lysohlávky ( halucinogen) Námelové alkaloidy – paličkovice nachová ( parazituje na obilí a travinách)- halucinogenní účinky, nauzea, zvracení, parestezie a bolesti v končetinách, svalové křeče, stav mrákotné strnulosti, extrémní únava, neukojitelný hlad Příklady neurotoxických produktů živočichů Bičíkovci –brevetoxin, saxitoxin Žahavci ( medúza) Štír –velké množství druhů Pavouci- jihoafrická snovačka jedovatá, australský sklípkan, palovčík brazilský Jihoamerické žabky pralesničky ( šípové žáby) Ryby: odranec pravý, fugu Hadi: zmije, indická kobra královská, varan komodský mykotoxiny Psychicky zneschopňující látky Působí na neurony a narušují integraci psychických funkcí Změny vnímání, emocí, myšlení a prožívání Vyvolávají stavy podobné schizofrenii Nenarušují významně tělesné funkce ani vědomí a nemívají smrtící účinek Kyselina d-lysergová a její deriváty( LSD) - Příznaky intoxikace rozmanité - Mění se kvalita i kvantita vnímání ( všechny smysly) - Deformováno vnímání času a prostoru - Euforie, ale i deprese - Nekoordinované pohyby, třes, ale i křeče Fenyletylaminy( mezkalin,extáze, amfetamin, metamfetamin, efedrin) Narušení kontaktu s realitou Fyzicky zneschopňující látky Zvýšená únava, poruchy hybnosti ( koordinace, třes, křeče), poruchy smyslového vnímání ( zrak, sluch), pokles krevního TK, nauzea Aziridiny, tremorogenní látky ( tremorin) Některé návykové látky Kromě působení na neurony vyvolávají závislost Ethanol Nejrozšířenější a všeobecně tolerovaná návyková látka 98% metabolizováno játry ( enzym alkoholdehydrogenáza), zbytek vyloučen plícemi a ledvinami Působí podobně jako celková anestetika – ovlivňuje membránové děje Účinky závislé na dávce : v počáteční fázi euforie, schopnost koncentrace, výkonu rychlosti reakce klesá, vyšší dávky – narkotické účinky, analgetický účinek Methanol Jedovatější než etanol Nevyvolává opojení Hlavním příznakem je poškození zraku, poruchy vědomí Tabák Zdroj nikotinu Patří k nejnávykovějším látkám Alkaloid Silný jed- smrtící dávka 50 mg ( nelze ji ale dosáhnout kouřením) Účinek na neurony + hormonální systém, dýchací ústrojí Dalšílátky ( kancerogenní, toxické, dráždivé Stimulanty – kofein, teofylin, teobromin Kokain – nejstarším lokálním anestetikem Amfetamin – deriváty : pervitin, extáze Khat Arekolin - betel Opiáty Zaschlá šťáva z nezralých makovic – opium - Užívaná od starověku - Silné analgetikum Morfin - Izolován začátkem 19. stol - Opioidní receptory - Silná závislost - Analgetický účinek - Deriváty: heroin, naloxon,kodein Vliv fyzikálních faktorů Léčebné působení elektrického proudu Objeveno v první polovině 20.stol Patří mezi nejúčinnější a zároven nejnebezpečnější léčebné metody v psychiatrii Indikací je katatonní forma schizofrenie, těžké deprese, farmakorezistentní formy psychických poruch Aplikace v krátkodobé anestezii a myorelaxaci Působí pozitivně na metabolismus a funkci neuronů Elektrická stimulace nervus vagus – k léčbě epilepsie, deprese Nežádoucí účinky: cefalea, nauzea, vomitus, pocity slabosti, zmatenost, poruchy paměti Léčebné působení světla Fototerapie Jasné světlo optimalizuje biorytmy mozku, podporuje funkce neuronů K léčbě sezonních afektivních poruch ( depresivní epizody) Léčebné působení magnetického pole Užívá transkraniální magnetická stimulace ( TMS) Působení na neurony Přesný účinek není známý Existují výzkumy : změny propustnosti membrán, receptorů, synapsí, mediátorů Popsán pozitivní efekt v léčbě deprese, Parkinsonovy choroby Placebo efekt léčení