Свободно проникать в ЦНС могут только стероидные гормоны. Некоторые, но не все пептидные гормоны проникают через гематоэнцефалический барьер, отделяющий кровоток от ЦНС, используя систему ферментов-переносчиков. В основном психотропный эффект пептидных гормонов обусловлен четвертым механизмом – взаимодействием с периферической нервной системой (с ганглиями вегетативной нервной системы). Наконец, гормоны могут влиять на поведение за счет изменения строения мозга. Под влиянием эстрогенов увеличивается количество межнейронных контактов. Глюкокортикоиды вызывают гибель клеток в ЦНС, а минералокортикоиды, наоборот, увеличивают стабильность нейронов некоторых структур мозга.
ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
Следует еще раз подчеркнуть, что процессы, происходящие в организме, представляют собой единое целое, и только для удобства изложения и облегчения восприятия рассматриваются в учебниках и руководствах в отдельных главах. Это относится и к разделению на нервную и гуморальную регуляцию, и к выделению отдельных эндокринных систем, и к разным сторонам обмена веществ. Поскольку обмен веществ и его регуляция – тема исключительно обширная и сложная, то здесь мы рассмотрим только метаболизм углеводов в качестве примера комплексной гуморальной регуляции физиологических функций, в частности поведения.
Значение углеводов
Углеводы играют особую роль среди веществ, поступающих в организм с пищей, поскольку именно они являются основным, а для нервных элементов – единственным источником энергии для клеток. Поэтому уровень углеводов в крови – один из важнейших физиологических показателей. Незначительное снижение содержания в крови глюкозы – основного углевода, участвующего в обмене веществ, – приводит к изменению физиологического состояния и поведения.
Недостаток углеводов в крови ощущается человеком как чувство голода. Голод – это субъективное отражение одной из потребностей – пищевой – в самосохранении организма. Для ее удовлетворения происходят физиологические изменения в организме, а также в поведении. Так, физиологические процессы обеспечивают синтез углеводов из запасных веществ – жиров и белков. Кроме того, происходит распад гликогена до глюкозы, т. е. углеводы переводятся из формы, в которой они хранятся в организме животных, в форму, которая может участвовать в обмене веществ. Уровень углеводов в крови определяется с помощью детекторов содержания именно глюкозы.
Глюкоза – единственный и незаменимый источник энергии для клеток ЦНС, т. е. головного и спинного мозга
Поэтому при повышении уровня глюкозы вследствие ее синтеза из запасных веществ (жиров, белков, гликогена и некоторых других) чувство голода уменьшается.
Кроме физиологических изменений, для удовлетворения пищевой потребности происходят изменения поведения: оно становится направленным на поиск источников пищи. Поступающие в организм питательные вещества – белки, жиры и углеводы – частично используются для построения новых клеток, но бόльшая их часть используется для энергетических нужд организма. В средних широтах, т. е. в умеренном климате, на энергетические нужды уходит примерно две трети поступающих в организм питательных веществ. В качестве непосредственного источника энергии могут быть использованы только углеводы. Поэтому значительная часть жиров и белков превращается в организме в углеводы – гликоген и глюкозу.
Клетки мозга могут получать энергию только из глюкозы. Поэтому при ухудшении функционального состояния ЦНС вследствие разнообразных причин рекомендуется делать внутривенные инъекции раствора глюкозы. Тем самым усиливается питание мозговых структур. Внутривенное введение глюкозы делают раненым, больным и людям, истощенным значительными физическими нагрузками, например после переохлаждения, голодания и тяжелой мышечной работы. Неслучайно в средневековой Европе сахар продавался в аптеках. В некоторых случаях действие глюкозы можно наблюдать уже через несколько минут после инъекции. Это происходит в тех случаях, когда плохое самочувствие было связано именно с недостаточным снабжением мозга глюкозой.
Ее действие бывает таким быстрым и сильным, что выздоравливающие больные определяют, что им вводят – глюкозу или другие препараты, по быстрому и заметному улучшению самочувствия, которое может ощущаться уже через одну-две минуты после начала внутривенного вливания. Более того, выздоравливающие после операции коты охотно позволяют делать себе инъекции глюкозы. Это объясняется сильным и, главное, быстрым улучшением самочувствия вследствие увеличения глюкозы в крови. В этом случае у животного вырабатывается условный рефлекс, в котором условным стимулом является вид шприца в руке экспериментатора, а безусловным – быстрое улучшение самочувствия. В результате ранее нейтральный или даже неприятный стимул (вид человека со шприцем) становится стимулом, вызывающим положительный условный рефлекс: животное выходит навстречу экспериментатору и спокойно сидит (хотя и покрикивая) во время укола.
Таким образом, основное значение углеводов для регуляции психических процессов, в частности поведения, связано с тем, что глюкоза – незаменимый источник энергии для клеток ЦНС.
Психотропный эффект углеводов
Хлещет вверх моя глюкоза!
В час последний, роковой
В виде уха, в виде розы
Появись передо мной.
Н. Олейников
Как было описано в предыдущем разделе, введение углеводов в организм улучшает состояние животных или человека со слабым функциональным состоянием. Кроме того, углеводы стимулируют функции организма, который находится в рамках физиологической нормы. При умственной, физической или эмоциональной нагрузке происходит повышение уровня глюкозы в крови. Начальный этап любого стресса, в том числе и вызванного любовным томлением, как у лирического героя Николая Олейникова, сопровождается значительным подъемом концентрации глюкозы в крови.
Во время письменных экзаменов полезно иметь при себе шоколадку, чтобы время от времени вводить в свой организм дополнительные порции легко усваиваемых углеводов. Важные социальные контакты лучше устанавливать после обеда, когда уровень глюкозы в крови высок, поскольку удовлетворенная пищевая потребность дает возможность проявляться различным социальным мотивациям.
Увеличение концентрации глюкозы в крови влияет не только на общее самочувствие и работоспособность, но и на отдельные психические функции, в частности на память.
При обучении крыс навыку сохранять неподвижность
[46] введение глюкозы сразу после обучения улучшало воспроизведение на следующий день выработанного условного рефлекса. После удаления коры надпочечников – основного источника глюкокортикоидов, которые усиливают транспорт глюкозы в клетки мозга, – формирование памяти ухудшалось параллельно снижению концентрации глюкозы в крови. Синхронное ухудшение обучения и падение концентрации глюкозы в крови обнаружено и при голодании экспериментальных животных. При голодании улучшение обучения может быть достигнуто введением как глюкозы, так и глюкокортикоидов. Таким образом, память ухудшается параллельно уменьшению снабжения головного мозга глюкозой. При этом неважно, каким образом оно было достигнуто – уменьшением общего содержания углеводов в организме вследствие голодания или нарушением процессов активного транспорта глюкозы в ЦНС вследствие удаления источника глюкокортикоидов.
