Как приучить мозг вырабатывать серотонин?
Можно ли научить наш мозг искусственно вырабатывать «гормон счастья» — серотонин? Эта задача непростая, но осуществимая, ведь, управление тонким гормональным балансом под силу любому человеку. Нужно лишь захотеть – и буквально через 5 минут у вас будет отличное настроение и готовность «свернуть горы». В этом стремлении вам помогут гормоны удовольствия и счастья:
Чаще всего эта «троица» работает в связке, формируя все наши позитивные эмоции. Но сейчас мы будет говорить именно о серотонине. Многие люди уже знают, как называется этот гормон радости и счастья. Но далеко не все понимают, как он работает. И еще меньше людей знают, как регулировать уровень этого гормона в организме.
Как научиться управлять серотонином?
Этот нейромедиатор, регулирующий наше с вами настроение, не так прост, как может показаться на первый взгляд. Наверняка вы думаете, что серотонин – еще один гормон, который вырабатывается в человеческом мозге. Это так, но лишь отчасти. Вот вам сухие факты: 95% серотонина вырабатывается в кишечнике. И только 5% — в мозге.
Так неужели путь к нашему счастью лежит через желудок? И это не совсем так. Серотонин – сложное химическое вещество, производная аминокислоты триптофана и, по совместительству, менеджер нашего мозга. Этот гормон отвечает за обширный ряд процессов как в самом мозге, так и во всем организме человека:
Что случится, если уровень серотонина нарушится?
Очень часто мы слышим о том, как низкий уровень гормона счастья – это плохо. Но организму человека вредит не только недостаток, но и избыток серотонина. Другими словами, любые нарушения выработки этого нейромедиатора провоцируют целый список негативных последствий и состояний:
Перечисленные проблемы – лишь вершина айсберга. Работа серотонина, основанная на двух веществах – аминокислоте триптофан и ее производном 5-гидрокситриптофан, очень сложная. Иногда гормональный дисбаланс настолько выражен, что специалистам не остается ничего другого, как прописать антидепрессанты – ингибиторы обратного захвата серотонина.
Но стоит ли сразу пускать в ход «тяжелую артиллерию»?
Мы знаем, что антидепрессанты действуют быстро. Но также мы знаем, что у них хватает недостатков, важнейшими из которых являются привыкание и различные побочные эффекты, способные серьезно пошатнуть и без того ослабленное здоровье. На изображении ниже показано, как «жестко работают» антидепрессанты. Стоит задуматься нужны ли такие радикальные меры.
Есть ли безопасная альтернатива таблеткам? Есть. Это правильный образ жизни и умение смотреть на мир позитивно. «Рецепт» вашего счастья будет состоять не из набора лекарств, а из совершенно других компонентов:
На изображении показаны продукты богатые триптофаном.
Как работают витамины для хорошего настроения?
В отличие от антидепрессантов, которые ингибируют обратный захват серотонина, витамины на растительной основе действуют иначе – более мягко. Они приводят все нейромедиаторы в баланс и помогают гормону счастья вырабатываться в нужном количестве, не причиняя серьезного вреда организму человека:
Постоянные стрессы на работе и дома не позволяют всегда быть на пике активности. Но теперь эта проблема решается легко: всего одна капсула растительных витаминов в день – и вам уже намного легче справляться с вызовами, которые подготовил для вас этот мир. Забывчивость, рассеянность и апатичность сменятся бодростью и позитивным настроением.
Управлять гормонами счастья легко!
Секрет эффективность растительных витаминов для настроения – в идеальном составе. В них нет ничего лишнего помимо активных компонентов – экстрактов лекарственных трав. Например, это могут быть:
Такие витамины даже при длительном применении часто оказываются более эффективными и безопасными в сравнении с синтетическими препаратами и антидепрессантами, вызывающими привыкание, эффект отмены, сонливость и другие побочные эффекты.
Теперь вы знаете, как правильно повышать уровень серотонина в организме, чтобы положительный результат не заставил себя ждать. Позвольте гормону счастья вырабатываться в полном объеме – и ваша жизнь станет яркой, а каждый день будет приносить максимум пользы и удовольствия.
Нейромолекулы: «гормон счастья» серотонин
Пасмурные осенние дни вгоняют вас в депрессию? Хочется забиться в теплый угол и ничего не делать? Возможно, вам просто не хватает серотонина. Именно к такому выводу можно прийти, перейдя по некоторым ссылкам, которые выдаёт Яндекс на поисковый запрос «серотонин». Так ли это? Давайте разбираться в новом выпуске нашего совместного с Институтом биоорганической химии РАН проекта!
С точки зрения химии серотонин или 5-гидрокситриптамин – производное аминокислоты триптофана. Неудивительно, что эта кислота и есть сырьё для синтеза серотонина в организме человека. Этот процесс, управляемый двумя ферментами, происходит в телах (соме) нейронов. Как и многие другие нейромолекулы, серотонин совмещает функции нейромедиатора и гормона. Сначала поговорим о его медиаторной ипостаси.
Серотонин — нейромедиатор
Мы помним из предыдущих текстов, что нейромедиаторы – это сигнальные вещества, выбрасываемые одной нервной клеткой в щель в месте сближения с другой клеткой – синапсе. Медиатор может приводить к возбуждению нервного импульса в клетке-адресате – тогда он будет называться возбуждающим, а может, наоборот, блокировать проведение этого же импульса – тогда его называют тормозным.
Реакция клетки-адресата зависит от типа рецепторов, находящихся на её поверхности. Белки-рецепторы способны точно распознать молекулы медиатора и сообщать об этом клетке. По своему устройству рецепторы делятся на два больших типа: ионотропные и метаботропные. Ионотропный рецептор – это белковый трубчатый канал в мембране клетки, открывающийся в момент активации медиатором и пропускающий внутрь ионы определённого типа. Например, ионы натрия (Na + ) или хлора (Cl — ). Эти ионы приносят в клетку дополнительный заряд. Изменение заряда на мембране и влечёт за собой каскад необходимых реакций внутри клетки.
Метаботропные же рецепторы не имеют ионных каналов. Вместо этого в покое они связаны с G-белком. Их предназначение — в ответ на связь с медиатором изменить свою структуру, при этом активировав сцепленный с ними G-белок (отсюда их второе название: GPCR – G-Protein Coupled Receptors). «Спущенный с цепи» G-белок запускает в клетке целую лавину необходимых реакций, приводя к генерации или, наоборот, затуханию нервного импульса.
Такой разносторонний
История открытия серотонина очень непроста. В 1935 году известный итальянский химик и фармаколог Витторио Эрспамер выделил из слизистой кишечника необычное вещество, которое сокращало гладкую мускулатуру. Два года спорили на тему того, это адреналин или какое-то совсем новое вещество, и только потом итальянский учёный смог показать, что его субстанция — неизвестный науке амин. Так что в 1937 году появилось новое вещество — энтерамин.
Следующая серия серотонинового сериала состоялась через десять лет. В 1947 году его выделили из сыворотки крови и описали в качестве мощного сосудосуживающего соединения. Точнее — не так. В 1947 году из сыворотки крови выделили некое вещество, которое сужало сосуды. Годом позже вторичный первооткрыватель вещества назвал его серотонином и предложил его химическую формулу, которую доказали направленным синтезом три года спустя.
Серотониновое многообразие
К 1986 году, когда стало понятно, что рецепторные системы производного триптофана гораздо более разнообразны, чем считалось ранее, наконец, учёные мужи решили заново их классифицировать [2]. На сегодняшний день известно уже целых 14 типов серотониновых рецепторов, относящихся к семи разным семействам. При этом ионными каналами являются только серотониновые рецепторы класса 3 (5-HT3-рецепторы, сокращение от 5-гидрокситриптамин). Все же остальные типы 5-НТ рецепторов — метаботропные, сопряжены с G-белками.
Получается, что серотонин относится одновременно и к тормозным, и к возбуждающим медиаторам нервной системы. Его выброс может как блокировать, так и активизировать передачу нервных импульсов — всё зависит лишь от типа рецептора на поверхности клетки-мишени. Роль серотонина в мозге фантастически многогранна. Различные типы рецепторов к нему отвечают за самые разнообразные функции, участвуя в контроле эмоций, работе памяти и мышления.
В мозге есть целая серотониновая система, чем-то похожая на дофаминовую и включающая в себя нервные клетки, управляемые преимущественно одним типом медиатора. Её центральный компонент — это ядро шва, лежащее в середине ствола мозга. Отростки его серотониновых нейронов, входя в состав ретикулярной формации, расходятся практически во все части ключевого органа центральной нервной системы. Пожалуй, теснее всего ретикулярная формация связывает серотониновую сеть с дофаминовой, участвуя через неё в формировании ритма сна и бодрствования.
В рамках нашей статьи просто невозможно подробно рассказать о всех функциях серотонина, но о некоторых не упомянуть просто невозможно. Ионотропные серотониновые рецепторы 5HT3–типа в составе нервной системы, а так же в стенках кишечника участвуют в регуляции перистальтики и в сокращениях гладкой мускулатуры желудка при рвоте. Антагонисты 5HT3 рецепторов – трописетрон и ондансетрон — используются в качестве противорвотных средств при радио- и химиотерапии.
Ну и, наконец, самое важное: практически все типы серотониновых рецепторов (как и дофаминовых) участвуют в регуляции эмоций и настроения. При этом снижение их активности или количества напрямую ассоциируется с депрессией и чувством подавленности. Как же улучшить настроение, если вконец замучила осенняя апатия? Очевидно, что работа рецепторов зависит от количества серотонина в синапсах. А оно, в свою очередь, зависит от баланса между выбросом серотонина и его удалением из синапса через расщепление или повторный захват внутрь нейрона.
За эти процессы отвечают ферменты моноаминоксидаза (МАО) и серотониновый транспортёр. Почти все коммерчески доступные антидепрессанты — блокаторы одного из этих двух белков, повышающие концентрацию серотонина в межнейронном пространстве (4,5).
Серотонин как гормон
Разносторонность серотонина в качестве медиатора поражает, но в качестве гормона он имеет ещё больше функций. Гормоны принципиально отличаются от медиаторов тем, что выделяются не в синаптическую щель между отростками двух нейронов, а прямо в кровь или тканевую жидкость. Так что называть серотонин (равно как и дофамин) «гормоном счастья» — неправильно. Как результат, они разносятся на расстояние от места выделения и действуют сразу на множество клеток.
Таким образом, вездесущий серотонин умудряется приложить руку к регуляции перистальтики гладких мышц кишечника, работе поджелудочной железы, свёртываемости крови, развитию плода, воспалению, регуляции тонуса мышц матки и гладкой мускулатуры сосудов и даже в модификации белков. Многогранный и абсолютно необходимый, серотонин стал в ходе эволюции одной из самых универсальных сигнальных молекул организма млекопитающих.
Открыты и изучены десятки процессов, где он выступает в качестве самого непосредственного участника. И без сомнения, это ещё только начало.
Текст: Дмитрий Лебедев, Институт биоорганической химии РАН
1. Rapport, M. M., Green, A. A., & Page, I. H. (1947). Purification of the substance which is responsible for the vasoconstrictor activity of serum. In Federation proceedings (Vol. 6, No. 1 Pt 2, p. 184).
2. Lummis, S. C. (2012). 5-HT3 receptors. Journal of Biological Chemistry, 287(48), 40239-40245.
3. Halberstadt, A. L. (2015). Recent advances in the neuropsychopharmacology of serotonergic hallucinogens. Behavioural brain research, 277, 99-120.
4. Yanez, M., Fernando Padin, J., Alberto Arranz-Tagarro, J., Camiña, M., & Laguna, R. (2012). History and therapeutic use of MAO-A inhibitors: a historical perspective of mao-a inhibitors as antidepressant drug. Current topics in medicinal chemistry, 12(20), 2275-2282.
5. Zohar, J., & Westenberg, H. G. M. (2000). Anxiety disorders: a review of tricyclic antidepressants and selective serotonin reuptake inhibitors. Acta Psychiatrica Scandinavica, 101(S403), 39-49.
Серотониновые сети
Автор
Редактор
Нейромедиаторы осуществляют передачу сигналов между клетками в нервной системе. Разные группы нейронов объединяются в целые функциональные системы, которые «работают» на определенном веществе. В психиатрии и нейробиологии особое внимание уделяется серотонину — нейромедиатору, о котором и пойдет речь.
Сырное настроение
Рисунок 1. Две стадии синтеза серотонина из триптофана. Сначала к аминокислоте прикрепляется OH-группа, а затем отсоединяется карбоксильный радикал. (www.nature.com)
Ранее я уже писал о том, чем занимается дофамин в нашем мозге [1]. Сейчас речь пойдет о другом нейромедиаторе — серотонине. Как и в случае с дофамином, предшественником серотонина является аминокислота — триптофан. В состав триптофана входит ароматическое ядро индола, а само соединение синтезируется довольно сложным путем. Серотонин (5-гидрокситриптамин, 5-НТ) получается из триптофана всего за две реакции: сначала к индоловой части присоединяется гидроксильный радикал, а затем от получившейся молекулы отщепляется карбоксильная группа (рис. 1).
Схема распространения отростков серотониновых нейронов напоминает дофаминовую систему. Из глубоких отделов мозга — из комплекса скоплений нейронов, называемых ядра шва — сигналы разбегаются почти по всему органу (рис. 2). Уже на месте серотонин взаимодействует с рецепторами на постсинаптической мембране, осуществляя свои психофизиологические эффекты. Существует семь основных типов серотониновых рецепторов и множество их подтипов [2], но подробное описание их роли займет слишком много места.
Рисунок 2. Серотониновые и дофаминовые пути в головном мозге человека. Дофаминовые волокна из глубоких отделов мозга распространяются в подкорковые отделы и в лобную долю. Отростки серотониновых нейронов распространяются шире и влияют на большее количество функций. Рисунок из Википедии (англ.).
Лучше обратить внимание на то, как содержание триптофана, предшественника серотонина, может повлиять на наше поведение. Логично предположить, что повышение количества триптофана в пище приведет к тому, что увеличится и уровень серотонина. При депрессии содержание серотонина в центральной нервной системе снижается. Можно представить такой эксперимент: из рациона человека исключается триптофан. Вследствие этого страдает синтез серотонина, и мы наблюдаем снижение настроения — типичный симптом депрессии. На практике это работает немного по-другому. При уменьшении поступления триптофана с пищей снижение настроения отмечается только у тех людей, которые раньше болели депрессией [3]. Отказ от триптофана не оказывал значимого влияния на испытуемых без депрессивных эпизодов в прошлом. По всей видимости, это связано с изменёнными путями метаболизма серотонина у пациентов с депрессивными расстройствами, которых нет у здоровых людей.
Интересно, что если уровень триптофана в пище будет высоким, это может привести к щедрости. В исследовании голландских психологов [4] была выявлена именно такая связь. Испытуемые, принявшие большую дозу триптофана, жертвовали больше денег, чем те участники эксперимента, которые ее не получили. Сами исследователи объясняют повышенную щедрость связью между серотониновой и окситоциновой системами в головном мозге. Неспецифическое повышение интенсивности сигнала в серотониновой системе приводит к увеличению активности всех связанных с ней структур. Окситоциновые нейроны не становятся исключением, и в мозге появляется больше окситоцина. Такое повышение приводит к тому, что мозг человека становится более предрасположенным к выбору в пользу других людей. Кстати, лидером по содержанию триптофана среди пищевых продуктов является сыр, и было бы интересно проследить взаимосвязь между потреблением сыра и щедростью у разных народов.
Нейромедиатор контроля
Рисунок 3. Изменение содержания нейромедиаторов у крыс в состоянии агрессии. Во время драки (серая вертикальная полоса) и после неё повышается содержание дофамина в добавочном ядре (А), регулирующем поведение и мотивацию, и снижается высвобождение серотонина в лобных отделах коры (B). Звездочки указывают на существенные различия с базовыми уровнями нейромедиаторов. Рисунок из [5].
Как уже говорилось, серотонин распространяется из продолговатого мозга, из ядер шва. Существенная разница с дофаминовой системой заключается в более широком охвате структур головного мозга серотониновыми волокнами. Такой охват позволяет серотонину влиять на процессы памяти и когнитивные способности: темп и качество мышления. При депрессии снижение интенсивности серотониновой передачи приводит к ухудшению сообразительности и замедлению мышления.
Кроме влияния на интеллект серотонин оказывает серьезное воздействие на агрессивное поведение. Например, у крыс сравнивалось содержание дофамина и серотонина в подкорковых структурах и лобной доле при драках [5]. Ученые выяснили, что агрессивное поведение животных связано со снижением уровня серотонина в лобных отделах коры, отвечающих за планирование и контроль поведения (рис. 3). У людей также показана связь между пониженным уровнем серотонина в лобных отделах коры и агрессивным поведением, но только импульсивным, возникающим внезапно [6].
Серотонин снижает активность нейронов префронтальной коры не прямым воздействием на них, а через тормозные нейроны, выделяющие гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК). Нейромедиатор попадает на рецепторы, расположенные на теле и отростках ГАМК-ергических нейронов, блокируя или запуская передачу сигнала [7]. Примечательно, что при уменьшении активности отдельных нейронов под воздействием серотонина увеличивается упорядоченная активность нейронных систем, то есть серотонин упорядочивает совместную работу нейронов, не давая им перебивать друг друга в многоголосой беседе.
В вопросах влияния серотонина на личность стоит обратить внимание на один из генов серотониновой системы — ген белка-транспортёра серотонина (5-HTT, SERT). Существуют два варианта промоторной последовательности этого гена (serotonin transporter linked polymorphic region, 5-HTTLPR), различающиеся длиной, причем короткий вариант выполняет свою работу хуже, чем длинный. При исследовании влияния полиморфизма 5-HTTLPR на особенности социальной жизни оказалось, что обладатели короткого аллеля более склонны к тревожным реакциям при социальном взаимодействии [8]. Носители короткого варианта в гомозиготном и гетерозиготном состоянии проявляли повышенную чувствительность к эмоциональным стимулам и хуже контролировали своё поведение. В исследовании, опубликованном в 2013-м году в The Journal of Neuroscience [9], было показано, что у обладателей короткого аллеля 5-HTTLPR префронтальная кора хуже контролирует работу миндалины — центра эмоционального реагирования (рис. 4), который чувствителен и к другим «эмоциональным» аллелям, например, к полиморфизму гена моноаминоксидазы-А [10]. Выяснилось, что в течение жизни на активность 5-HTT может оказывать влияние опыт негативного взаимодействия с окружающими, например, жестокое обращение в детстве. Такие события ухудшают и без того слабую работу белка-транспортёра, приводя к нарушениям в работе головного мозга, вроде описанных выше.
Рисунок 4. Возбудимость миндалины (сверху) и передней префронтальной коры (снизу) в зависимости от полиморфизма промотора гена транспортёра серотонина. У обладателей короткого (S-, темные столбцы) варианта 5-HTTLPR активация миндалины выше, чем у носителей длинного аллеля (белые столбцы). На нейробиологическом уровне это значит, что мозг «захлестывают» эмоции. Чтобы справиться с этим информационным потоком, наблюдаемого незначительного повышения активности префронтальной коры в левом и правом полушариях не достаточно. Рисунок из [9].
Рискованные лекарства
Учитывая вовлеченность серотонина в психические процессы, ряд лекарств, которыми пользуются психиатры и психотерапевты, прицельно воздействует на серотониновые системы. Самым известным классом подобных препаратов являются антидепрессанты [11]. Среди антидепрессантов стоит отметить селективные ингибиторы обратного захвата серотонина и норадреналина (СИОЗСН) и селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС).
Рисунок 5. Антидепрессанты — лидеры по поведенческим побочным эффектам [12].
Принцип работы этих лекарств довольно прост. Под воздействием электрического сигнала из одного нейрона в синаптическую щель начинает выделяться серотонин. Связавшись с рецептором на поверхности другого нейрона, он удаляется из синапса при помощи специального фермента. При применении СИОЗС нарушение деятельности фермента, осуществляющего обратный захват серотонина, приводит к увеличению силы сигнала в серотониновой системе мозга. К классу СИОЗС относится всем известный прозак (флуоксетин). Другая группа препаратов — СИОЗСН — подавляет обратный захват как серотонина, так и норадреналина; среди них широко применяются венлафаксин и дулоксетин. На похожем принципе — подавлении обратного захвата нейромедиаторов — основана работа классического антидепрессанта амитриптилина, который «берёт еще шире»: не только тормозит захват серотонина и норадреналина, но и меняет активность транспортёров этих нейромедиаторов.
Однако с СИОЗС возник ряд проблем. В британском исследовании, которое объединило данные по нежелательным эффектам лекарств за 13 лет, эта группа антидепрессантов проявила себя не с самой лучшей стороны [12]. Среди всех препаратов, которые вызывали при приеме депрессию, пароксетин занял третье место. В случае суицидальных попыток, не приведших к смерти, чаще всего фигурировали СИОЗС пароксетин (1-е место), циталопрам (3-е место) и флуоксетин (4-е место). Если же смотреть по завершенным самоубийствам, то 2-е, 3-е и 4-е места заняли циталопрам, флуоксетин и пароксетин соответственно. Чаще всего именно антидепрессанты были связаны со всеми перечисленными нежелательными эффектами (рис. 5).
С одной стороны, эта информация выглядит пугающе и непонятно: как могут антидепрессанты провоцировать самоубийства? С другой стороны, у этого феномена могут быть два объяснения. Антидепрессанты назначаются в случае депрессии, а при депрессии часто бывают суицидальные мысли и намерения, поэтому нет ничего удивительного, что у человека с депрессией, даже принимающего препараты, может случиться суицидальный эпизод. Другое объяснение лежит в принципе действия группы СИОЗС: они напрямую вмешиваются в нейрометаболизм. Мы до сих пор не очень хорошо разбираемся в работе головного мозга и не можем выделить точные критерии для применения того или иного препарата. По этим причинам назначение СИОЗС может привести к нарушению работы головного мозга, усугублению проблем с нейромедиаторами. Но даже несмотря на это, в подавляющем большинстве случаев антидепрессанты работают должным образом, а описанные побочные эффекты остаются весьма редкими.
Рисунок 6. Механизм развития серотонинового синдрома. Применение СИОЗС приводит к увеличению концентрации серотонина в синаптической щели. ИМАО вызывают повышение количества этого нейромедиатора в пресинаптическом нервном окончании. Вместе эти два фактора обеспечивают избыток серотонина в нервных путях. Рисунок из [13].
Другим серьезным побочным эффектом, возникающим при применении серотонинергических препаратов, является серотониновый синдром. Серотониновый синдром — это состояние организма, при котором отмечается усиленное воздействие этого нейромедиатора на организм, чрезмерная активация серотонинергических структур головного мозга. Такое происходит, например, при одновременном назначении двух типов антидепрессантов — СИОЗС и ингибитора моноаминоксидазы (ИМАО). Если СИОЗС препятствуют удалению серотонина из синаптической щели, то ИМАО подавляют разрушение серотонина в пресинаптическом окончании. Последствием этих процессов будет повышенное содержание серотонина в синапсе и увеличение интенсивности сигналов в серотонинергической системе (рис. 6).
Кроме лекарственных средств серотониновый синдром может вызываться приемом экстази. Клинически это состояние проявляется следующим набором симптомов: у пациента повышается температура, он беспокоен или находится без сознания, у него могут участиться сердцебиение и дыхание, появиться одышка. Довершают картину болезни колебания артериального давления, диарея и беспорядочные мышечные сокращения. В случае диагностированного серотонинового синдрома отменяются все серотонинергические препараты; пациенту проводится дезинтоксикация [13]. Как и в случае с суицидальным поведением, серотониновый синдром встречается крайне редко, поэтому не стоит бояться их при лечении антидепрессантами группы СИОЗС.
Исследование серотониновой системы человеческого мозга еще раз возвращает нас к тому, насколько мы зависим от биологических, а не только социальных, факторов. Количество съедаемого сыра, гены, переданные нам от родителей, назначенные лекарства — всё это меняет метаболизм в мозге, а значит, меняет и нас. Конечно, можно сказать, что есть общение с другими людьми, различия в индивидуальном опыте, то есть чисто социальные моменты, но не надо забывать, что социальная составляющая нашей личности реализуется всё теми же биологическими — и доступными для исследования — механизмами нашей психики.
