Допамин, или, в русской терминологии, дофамин, – это пользующаяся популярностью аминокислота тирозин, но с дополнительной гидроксильной группой –ОН. В организме синтез всех аминокислот, из которых состоят белки, начинается с аминирования* уксусной кислоты СН3СООН. Так выходит аминокислота H2NCH2COOH, названная за свой сладкий вкус глицином (от греч. «гликос» – сладкий). Если один из водородов группы –CH2– в глицине поменять на метил–CH3, то получится метилглицин, известный как аминокислота аланин.
Замена 1-го из водородов метильной группы в аланине на бензол в виде фенильного остатка –С6Н5 дает фенилаланин с очень инертной боковой цепью, или радикалом. Рис. 1. Локализация допаминовых нейронов в коре и подкорковых структурах мозга. Изображение получено с помощью позитронного эмиссионного томографа Для роста его активности ферменты клеток добавляют к фенилу гидроксильную группу –ОН.
Так возникает аминокислота, которую в множествах отыскали в сыре. По-гречески сыр – «тирос», поэтому аминокислоту назвали тирозином. Тирозин в клетке стоит у «развилки» биохимических путей: в меланоцитах кожи и некоторых нервных клетках он может преобразовываться в черный пигмент меланин. Роль меланина в защите нашей кожи от ракового перерождения под действием ультрафиолета солнца неоспорима. Но меланоциты есть и глубоко внутри мозга. Они группируются в так называемой черной субстанции ножек мозга, которые представляют собой мощный выход нашего биокомпьютера. Ножки сформированы пучками аксонов двигательных нейронов коры (мотонейронов), по которым идут команды к нервным клеткам спинного мозга о тех или других движениях наших мускул – как случайных, так и не очень.
При выключении коры во сне мы можем гласить и двигать конечностями. А бывает и напротив, когда мы хотим, но не можем нормально двигаться. Это происходит из-за нарушений в работе мотонейронов коры, которые управляются нервными клетками подкорковых ядер. Временами эти ядра страдают от недостатка другого производного тирозина – допамина. Название его представляет собой аббревиатуру более длинного наименования «диоксифенилаланин» (отсюда наше «дофамин»; на Западе же слово «фенил» пишут латинскими знаками как phenyl, поэтому и сокращение выходит «dopamin»). 
Рис. 2. Гены, регулирующие развитие нервной пластинки и трубки в процессе эмбрионального развития мыши: Е 8.5, 10.5 и 12.5 – дни развития зародыша; Е – будущие глаза; М – будущий средний мозг, в ножках которого располагается черная субстанция; r1–8 – ствол мозга и продолговатый мозг; os – спинной мозг; os – глазной «стебелек»; Е 8.5 (верхний рисунок) показана исходная нервная трубка Нейроны, которые делают из тирозина меланин и допамин, также те клетки подкорковых образований, которые нуждаются в допамине, поучили название «допаминэргических», т.е. работающих на допамине.
По разным причинам, в том числе и генетическим, нервные клетки черной субстанции временами начинают погибать, что приводит к снижению уровня допамина в мозге. Происходит это довольно копотливо, но, к огорчению, неотвратимо. Так развивается паркинсонизм, при котором дрожат руки и голова.
Это болезнь было описано еще в XVIII в. английским медиком Паркинсоном. В конце XX в. в связи с фуррорами молекулярной биологии и биотехнологии выяснилось, что «сфера интересов» допамина в мозге еще шире. Действие допамина на клетки обусловлено наличием на их поверхности особенных допаминовых рецепторов.
Клеточные, или мембранные, детекторы – это белковые молекулы, которые пронизывают оболочку клетки и выступают наружу, специфически связываясь с необходимыми для клетки веществами. Например, при связывании инсулина с детекторами в мембране клетки открываются каналы, по которым переносится глюкоза. Таким образом глюкоза «убирается» из крови в печень, мышцы и мозг. При недостатке инсулина в конечном итоге погибели продуцирующих его клеток поджелудочной железы возникает диабет, при котором уровень глюкозы в крови очень высок. Это 1-ый, или инсулин-зависимый, тип диабета.
При всем этом заболевании снизить уровень глюкозы в крови помогают инъекции инсулина. Но есть и 2-ой тип диабета, при котором инсулин не помогает. При всем этом заболевании поджелудочная железа не страдает и производит достаточное количество инсулина. Но мутационные «поломки» в генах приводят к тому, что инсулиновые детекторы отсутствуют или плохо работают. То же случается и с допаминовыми детекторами, которых выделили либо четыре, либо 5 классов (ученые спорят и пока не могут договориться). Может быть, что повреждения различных типов рецепторов играют гигантскую роль не только при паркинсонизме, ну и при шизофрении и других расстройствах чувственной сферы (маниях, депрессиях и т.д.).
Очень принципно, что допаминовые детекторы «задействованы» при алкоголизме и никотиновой зависимости (курении), сексуальном влечении и наркомании. Как считают ученые, на данный момент допамин – главный и основной регулятор различных функций нашего мозга, а непосредственно: рациональной (поиски еды), социальной и чувственной. Считается, что непосредственно допаминовая система мозга несет ответственность за центры удовольствия, во неограниченном количестве открытые в 1950-е гг. в мозге у животных, которым в различные точки коры и подкорковых структур вживляли электроды. Разряд на электроды можно было подать способом нажатия на особенный рычаг, и самцы крыс надавливали на рычаг чуть ли не с десяток тысяч раз, отказываясь и от еды, и от самок.
В некоторый мере стала понятна и природа возникновения наркотических зависимостей, а конкретно от кокаина. Дело в том, что молекулы этого наркотика прочно связываются с допаминовыми детекторами и так называемыми транспортерами. Последние представляют собой белковые молекулы, функция которых – убирать допамин из синаптической щели. Поясним, в чем суть дела. Синапс – это область соединения 2-ух нейронов.
По аксону нейрона приходит электрический импульс, стимулирующий выделение в зазор меж нейронами, так называемую синаптическую щель, молекул нейромедиатора, например, допамина или адреналина. Нейромедиатор связывается со своими детекторами на мембране второго нейрона, что приводит к генерации им электрического импульса. Так происходит передача импульсов меж нейронами. Избыток нейромедиатора всасывается вспять через мембрану первого нейрона средством белков-транспортеров. Кокаин, заблокируя последние (т.е. занимая места, предназначенные для допамина), задерживает допамин в щели на целых 100 с (в норме среднее время пребывания допамина в синаптической щели не превосходит 1 с!).
В конечном итоге кокаин вызывает аномальную эйфорию, или «улет». Так же действуют и «экстази», и героин, и другие наркотики и катализаторы. Наркотики-опиоиды, к которым относятся морфин и героин, действуют на другие детекторы, а конкретно на детекторы «внутренних морфинов», или эндорфинов. Эндорфины синтезируются мозгом для регуляции чувства боли (совсем без нее мы ведь тоже не можем, потому что мозг растеряет тогда свою охранительную функцию).
Боль бывает короткосрочная и долгая, также нейрогенная, возникающая при нейрогенных воспалениях. При ее усилении снимается запрет на синтез динорфина, 1-го из эндорфинов, и она умеренно убывает. Так мы «свыкаемся» с болью. Синтез динорфина блокируется особым белком, получившим название «регуляторный элемент». Если у мышей выключить ген этого белка, то они становятся фактически нечувствительными к хоть какому виду боли! По последней мере так вели себя подопытные мыши в институте Торонто, ученые которого надеются на создание обезболивающих лекарственных средств последнего поколения. Эти препараты будут гасить боль, не вызывая привыкания, потому что они не затрагивают детекторы и транспортеры нейромедиаторов, регулируя активность динорфиновой системы на генетическом уровне. 
Рис. 3. Компьютерная модель кусочка допаминового детектора, построенная по данным рентгеноструктурного анализа. Отлично видны альфа-спираль и бета-структуры, также соединяющие их бесструктурные кусочки; номера соответствуют положению структурных частей от начала белковой цепи: альфа А2–11 и бета B1–6 А пока директор Института наркологии Минздрава РФ Н.Иванец заявляет, что через спец больницы страны раз в год проходит до 250 тыс. зависимых от лекарственных средств людей. Плачевная тенденция заключается в омоложении и феминизации «контингента» этих клиник.
Вот почему так принципно выявить природу возникновения этих состояний. Этим разъясняется и интерес ученых к допаминовой системе нашего мозга. И тут открытие следует за открытием. Чтобы понять дальнейшее, необходимо вспомнить, что нервная система в процессе эмбрионального развития формируется как трубка из опускающихся вглубь со спинной поверхности эктодермальных клеток.
Образовавшаяся трубка из верхних собственных частей – от 9 до 12 и от 12 до 3 ч по циферблату часов – начинает «выселять» клетки будущей мезодермы, т.е. третьего зародышевого листка, который со временем сформировывает кровеносную и сосудистую системы, кровь с ее клеточными элементами, в том числе и лимфоцитами, костную, мышечную и выделительную системы, также репродуктивные органы.
Вот почему довольно часто ученые обнаруживают на поверхности спермиев, лимфоцитов и нейронов одни и те же белковые детекторы. Вот почему и воспаление – «епархия» лимфоцитов и лейкоцитов – может быть нейрогенным. В чем суть функций нервной и лимфоцитарной клеток? Они обе должны уметь различать свое и чужое. Иммунитет – это ликвидация внешней и внутренней «угрозы». Нейрон тоже призван различать конфигурации во внешней и внутренней средах.
И если к допаминовой системе подходить непосредственно с этой точки зрения, то становится понятным открытие, сделанное учеными института Гонолулу, столицы далеких Гавайских островов. Они изучили фактически 7 тыс. человек, у каких в течение 25 лет развивался паркинсонизм, и узнали, что у людей, страдающих запорами, риск развития заболевания нервной системы фактически в 3 раза выше, нежели в норме. Ученые ссылаются на то, что сам Джеймс Паркинсон писал в 1817 г. о запорах у собственных пациентов. Исследование показало, что нервные клетки толстого кишечника тоже страдают от нехватки допамина. Гавайские ученые считают, что паркинсонизм представляет собой болезнь всего организма, а не только мозга.
Об очередной стороне функционирования допаминовой системы написал не так издавна журнал Nature. В нем была расположена статья Кнута Кампе из Британского университетского института, который в быстрой последовательности предъявлял восьми мужчинам и стольким же дамам фото различных людей. Мозговую активность, и состояние допаминовой системы а конкретно, исследовали с помощью функционального ЯМP (ядерного магнитного резонанса), позволяющего «видеть» живой функционирующий мозг.
Добровольцев просили оценить привлекательность изображенных на фото людей. При всем этом выяснилось, что приятные лица стимулируют активность допаминэргических нейронов подкорковых структур полушарий. Активность этих нервных клеток не зависела от пола человека, также от того, кто изображен. Для людей было беспринципно, кто это был – Николь Кидман или Том Круз. Еще важнее было то, как люди на фото смотрели в камеру: если фото показывало лицо анфас, то возбуждение допаминовых нейронов было фактически наполовину (точнее, на 46%) больше.
В связи с этим Кампе писал: «Люди, как и обезьяны, являются соц животными, поэтому их мозг должен уметь давать оценку, стоит «связываться» с тем или другим человеком и получит ли человек в конечном итоге этой «связи» вознаграждение». Если большинству животных для установления контакта необходимо обнюхивание, то человек основную часть инфы получает с помощью глаз. И опасность оценивается тем выше, чем «прямее» взгляд супротивного человека или животного (субординантные животные при встрече с вожаком или доминирующей особью отводят глаза в сторону).
Недаром ядра – группы нервных клеток – всех 3-х пар глазодвигательных нервов располагаются в стволе мозга в определенной близости от черной субстанции. Майкл Нэйдер из института Северной Каролины поставил опыт на 20 самцах-макаках, изучая на генном уровне предопределенный уровень активности детектора допамина второго класса, на который воздействует кокаин. Самцов в течение полутора лет выдерживали в одиночных камерах. Одни самцы имели высокий уровень активности гена, кодирующего допаминовый детектор, другие – еще меньше. После сведения самцов в группы по четыре особи в каждой группе быстро выделился доминант-вожак, у которого активность гена допаминового детектора была выше, чем у других, субординантных животных.
После этого в клетки были поставлены поилки с веществом кокаина, который можно было получить, нажимая на обычный рычаг. Выяснилось, что доминантные самцы довольно быстро определили для себя наилучшую дозу, которой и придерживались в дальнейшем. А вот субординантные особи дозу все увеличивали и увеличивали, чтобы восполнить снижение уровня допамина из-за погибели допаминэргических нейронов вследствие наркотического истощения.
Нэйдер считает, что зависимость от наркотиков возникает у людей как компенсация их подчиненного положения, т.е. для роста самооценки и т.д. Таким образом, чисто био неувязка трактуется «социально». Существует точка зрения, согласно которой теория Нейдера – это антропоморфизм, другими словами трактовка природных явлений с позиций человеческой логики. Еще важнее учитывать весь исторический эволюционный путь развития и функционирования допаминовой системы мозга и всего организма. Некогда эта система со своим «рецептором» в виде молекулы белка, умеющей распознавать инертные хим соединения и активные, по наличию гидроксила –ОН (входят в допамин), стала принципной составляющей определения состояния среды.
Определение неблагоприятных аспект, о которых сигналили «фенил» и «гидроксил», добивалось, чтобы клетка или организм избегали их. Так появилась регуляция движений с помощью допамина или схожих соединений. Репродукция у животных зависит от половых стимуляторов – низкомолекулярных соединений феромонов, которые также должны распознаваться мозгом. Отсюда следует принципная роль допаминовой системы в регуляции репродуктивной функции. Со временем, когда у человека развились и другие мозговые системы, древняя допаминовая система стала основой, базисом для новых функций, которых обнаруживают все больше и больше.
Литература Neurology. 2001. Август. С. 1028. Nature. 2001. 11 октября С. 423. Nature Neurosсience. 2002. Январь. С. 86. И.Э. ЛАЛАЯНЦ
