Нейрон - это основной строительный блок нашего мозга и нервной системы. У нейрона есть тело, длинные отростки называются аксоном и дендритами. Дендриты принимают сигналы от других нейронов, а аксон передает эти сигналы другим нейронам.
Когда сигнал доходит до конца аксона, там находятся структуры, называемые синапсами.
Синапс - это место, где один нейрон передает сигнал другому. В синаптическом пространстве сигнал передается через маленькие молекулы, называемые нейромедиаторами, которые пересылают информацию от одного нейрона к другому.
Таким образом, нейроны работают вместе, обмениваясь сигналами через синапсы, что позволяет нервной системе передавать информацию и управлять нашими мыслями, действиями и ощущениями.
Рецепторы нейронов — это белковые структуры, расположенные на внешней поверхности мембраны клеток в синаптических щелях. Они способны "распознавать" и связывать биологически активные вещества, на рецепторах головного мозга завязаны основные аспекты работы ЦНС.
Лиганд - соединение, которое может связываться с рецептором. Лиганды бывают эндогенными и экзогенными.
Эндогенные лиганды - естественные для человека, 'внутренние' вещества, связывающие рецепторы.
Экзогенные лигданды - противоположные по происхождению эндогенным лигандам. Они неестественны для мозга, к примеру амфетамин, который является лигандом для рецептора hTAAR1.
Нейромедиатор (нейротрансмиттер) — это эндогенный лиганд, создаваемый нейроном для воздействия на другую клетку через синапс. Клетка, получающая сигнал, или клетка-мишень, может быть другим нейроном, но также может быть железистой или мышечной клеткой. Воздействие нейромедиатора происходит через соответствующие рецепторы. Обычно, нейромедиаторы и эндогенные лиганды обозначают одно и то же.
Классическим представлением о работе рецепторов и лигандов является аналогия "ключ-замок". Специфичность связи лиганда происходит благодаря структурному соответствию молекул лиганда и рецепторов, когда они концентрируются друг к другу. Связывание лиганда с рецептором запускает каскад нейрохимических реакций, что приводит к определенному эффекту на нейрон.
Аффиность - сродство лиганда к рецептору. Чем выше сила и прочность связи лиганда с рецептором, тем выше аффиность.
Лиганды различают по реакции на рецептор:
Агонист - лиганд активирующий рецептор. К примеру, ТГК активирует cb1-рецептор (каннабиоидный рецептор первого типа)
Антагонист - лиганд, блокирующий рецептор. К примеру, кетамин блокирует NMDA-рецепторы. Это рецепторы глутамата, главного активирующего нейромедиатора, передающего импульс. Потому при блокаде данных рецепторов падает активность мозга, появляется ощущение диссоциации.
Аллостерический модулятор - у некоторых рецепторов есть места, где лиганд может связаться и изменить реакцию рецептора на эндогенные лиганды. Аллостерические модуляторы делятся на положительные и негативные.
Положительные аллостерические модуляторы усиливают воздействие эндогенного лиганда относительно рецептора. К примеру, бензодиазепины, как клоназепам и алпразолам (ксанакс), являются положительными аллостерическими модуляторами ГАМК-рецептора, который связан с торможением нервного импульса. Бензодиазепины усиливают действие эндогенного лиганда ГАМК-рецептора гамма-аминомасляной кислоты.
Негативные аллостерические модуляторы напротив уменьшают силу воздействия эндогенного лиганда на рецептор. К примеру флумазенил является неконкурентным негативным аллостерическим модулятором ГАМК, потому используется при передозировке бензодиазепинами.
Конкурентный антагонист будет вытеснять агонист, он как бы конкурирует за связывание с рецептором и побеждает. Конкурентные антагонисты часто используются для предотвращения эффекта агониста. К примеру налоксон является конкурентным антагонистом опиоидных рецепторов, благодаря чему его эффективно применяют при интоксикации опиоидами.
Также лиганды разделяют по свойству связи с рецептором.
Обратимые лиганды (обычно используются более конкретные понятия, к примеру обратимый агонист) связываются с рецепторами только на некоторое время.
Необратимые лиганды связываются с рецептором по средствам ковалентно-полярных связей, из-за чего полностью связывается с целью и для окончания эффектов нужно ждать обновления рецепторов
Не только рецепторы являются целями (таргетами) психофармакологических препаратов. Также есть множество ферментов и других белков, выполняющие большое количество различных функций.
Лиганд может быть индуктором или ингибитором фермента.
Индуктор - лиганд, который усиливает действие фермента. На примере с ферментами метаболизма, фенобарбитал является индуктором многих ферментов печени, к примеру он ускоряет метаболизм кофеина (метаболизируется через CYP1A2)
Ингибитор - лиганд, который уменьшает активность фермента. Связывается и деактивирует. К примеру, большой класс антидепрессантов СИОЗС иггибируют белок SERT, который занят в транспорте серотонина из синаптической щели.
Индукторы и ингибиторы также подразделяются на обратимые, необратимые, конкуретные и неконкурентные соответственно лигандам рецепторов.