szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych -...
TRANSCRIPT
Szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych
... dla humanistów
Wojciech Grochala
Uniwersytet Warszawski Centrum Nowych Technologii
Wykład X – Chemia mózgu
Gdzie dusza? W sercu!
Egipt
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
• część duszy: Ib (serce) • tworzone z kropli krwi z
matczynego serca w chwili poczęcia (ojciec?)
• źródło emocji, myśli, woli i zamiarów
• skrzętnie balsamowane (mózg via nos)
• Arystoteles • w 1963r. opóźniano pierwszą
transplantację serca z powodów etycznych (stan wiedzy lekarzy & społecz.)
• US: południowcy (B&W)
Ceremonia Ważenia Serca (Anubis, Maat, Ammit)
Pióro Prawdy Maat
Gdzie dusza? W sercu!
Egipt
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
• część duszy: Ib (serce) • tworzone z kropli krwi z
matczynego serca w chwili poczęcia (ojciec?)
• źródło emocji, myśli, woli i zamiarów
• skrzętnie balsamowane (mózg via nos)
• Arystoteles • w 1963r. opóźniano pierwszą
transplantację serca z powodów etycznych (stan wiedzy lekarzy & społecz.)
• US: południowcy (B&W)
Ceremonia Ważenia Serca (Anubis, Maat, Ammit)
Pióro Prawdy Maat
give me your brain, darling
Gdzie dusza? W szyszynce!
Grecja Kartezjusz (XVII w.)
Wojciech Grochala
Herophilos IV-III BC
Dlaczego nie w przysadce mózgowej?
Wykład X – Chemia mózgu
Sz: pozostałość po oku ciemieniowym
Galen II w. AD
Gdzie dusza? W szyszynce!
Grecja Kartezjusz (XVII w.)
Wojciech Grochala
Herophilos IV-III BC
Dlaczego nie w przysadce mózgowej?
Wykład X – Chemia mózgu
Sz: pozostałość po oku ciemieniowym
Galen II w. AD
Dlaczego szyszynka?
SEN (Hypnos) & ŚMIERĆ (Tanatos)
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Tanatos, bliźniak snu
• Pojedyńczy organ (vs. sym. dwustronna ciała)
• Pierwszy gruczoł formujący się w płodzie
• Widoczny w 3-cim tyg.! • Najlepiej ukrwiony • Indie: jedna z siedmiu czakr
• Produkuje MELATONINĘ
(hormon snu) używając innego neurotransmitera SEROTONINY (A. Lerner 1958)
• Kontroluje przysadkę!
Melatonina
“Chce mi się” spać
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
• U zwierząt, roślin, grzybów, bakterii (!) sen+kolor
• Syntezowana TYLKO w ciemności z użyciem enzymu AANAT
• spanie w jaskiniach, jetleg
Nie mylić z melaniną i melaminą!
Melatonina
“Chce mi się” spać
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
• U zwierząt, roślin, grzybów, bakterii (!) sen+kolor
• Syntezowana TYLKO w ciemności z użyciem enzymu AANAT
• spanie w jaskiniach, jetleg
Nie mylić z melaniną i melaminą!
Jak dziala melatonina?
Niech żyje biologia!
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Leki nasenne
Niech żyje farmacja?!
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Szyszynka c.d.
“Wolna Wola”
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
• wydzielanie szyszynki przebiega zgodnie z dobowym rytmem zmian oświetlenia i wpływa na rytmiczność funkcji fizjologicznych wł. LIBIDO (krótkie dni)
• (460-480 nm, nieb.) kolor okularów… • wywiera hamujący wpływ na wydzielanie
hormonów gonadotropowych, zapobiegając przedwczesnemu dojrzewaniu płciowemu
• zaburzenia w pracy tego gruczołu powodują zachwianie rytmu dobowego oraz zmiany w rozwoju grucz. płciowych
• wydziela subst. psychodeliczną DMT
“nie potrafię zasnąć przy zapalonej lampce”
Serotonina
Biosynteza hormonów
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
aminokwas
hormon szczęścia
hormon snu szczelina synaptyczna
• poziom rośnie w ciągu dnia • reguluje apetyt, temp. ciała, ciśn.
krwi i jej krzepnięcie • powoduje skurcz mięśni gładkich
(naczyń krwionośnych, oskrzeli, macicy i jelit)
• wpływa na potrzeby seksualne i zachowania impulsywne
• niski poziom: agresywność, zmęczenie, zwiększ. wrażliwość na ból, zaburzenia depresyjne
• mutacje w genie kodującym receptor 5-HT2A zwiększają ryzyko popełnienia samobójstwa 2x u osób z takim genotypem
Szczęście vs. stres
System kija i marchewki
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
• najwyższy poziom serotoniny u noworodków; • okresowo spada podczas dojrzewania (“młodzieńczy
bunt”) po czym ponownie wzrasta; • u mężczyzn jest średnio o 20–30% niższy, niż u kobiet
(depresje); • niski poziom u osób autystycznych; • spożywanie czekolady pobudza syntezę serotoniny ;-) • produkowana także m.in. w błonie śluzowej jelit
Caenorhabditis elegans
• obniżony poziom serotoniny wywołuje poszukiwanie pożywienia, zahamowanie zalotów (obie płci) oraz składania jaj (u samic);
• wzrost poziomu oktopaminy wywołuje te same efekty;
zachowania służące
podtrzymaniu gatunku są nagradzane
Więcej regulatorów!
Złożoność bodźców; zabezpieczenie
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Anxiety
Energy
Obsessions & compulsions
Attention, motivation Pleasure, reward
I jeszcze więcej!
Mamma mia!
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Podwzgórze
Tarczyca
Szyszynka
Przysadka m.
I więceeeeeeej!
Aaaaaaaaaa……!
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Różne typy receptorów:
skala stężeniowa różne reakcje
przerzutka rowerowa
Gdzie ta dusza?
Jednak w przysadce mózgowej!
Wojciech Grochala
Grochala z Warszawy XX/XXI w. AD
Wykład X – Chemia mózgu
W żadnym narządzie parzystym! Przysadka: 0.5–0.7 g
Gdzie ta dusza?
Jednak w przysadce mózgowej!
Wojciech Grochala
Grochala z Warszawy XX/XXI w. AD
Wykład X – Chemia mózgu
W żadnym narządzie parzystym! Przysadka: 0.5–0.7 g
Układ dokrewny: więcej amin!
Sygnalizacja dla mózgu i ciała
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
serotonina dopamina norepinefryna (noradrenalina)
tyroksyna epinefryna (adrenalina) Inne typy sygnalizacji: sterydy, peptydy
LEK na astmę: izoprenalina również w roślinach
No i co z tego?
Aspekty PRAWNE, itd.
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Zwiększona akt. dopaminergiczna w szlaku mezolimbicznym mózgu (recep. D2): psychoza i schizofrenia
Niedobór dopaminy: choroba Parkinsona
Inne objawy: ADHD & uzależnienia
Odpowiedź na silny stres: fight-or-flight (przeżycie jednostki)
Joseph Wesbecker vs. Eli Lilly & Co.
depresja chroniczna
Aminy a sprawa polska
Polak = RAPTUS
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
epinefryna (adrenalina)
również w roślinach
Napoleon Cybulski 1854–1919
• współodkrywca adrenaliny (ekstrakt z nadnerczy) • jeden z twórców endokrynologii • współodkrywca prądów czynnościowych mózgu
(1890) • pionier elektroencefalografii • pomiary szybkości przepływu krwi w tętnicach • badania nad hipnotyzmem • założyciel pierwszego w Krakowie gimnazjum
żeńskiego
Neurotransmitery
Kontrola/feedback – przystosow.
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
oksytocyna adrenalina kortyzol
złożoność wiek ewolucyjny ?
Prostota i wyrafinowanie
Endorfiny (endo-mo-rfiny)
Co to jest Szczęście?
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
• Neuropeptydy • Moderacja bólu • Uczucie euforii • ↑ orgazm,
akupunktura
• Endo-narkotyk (uzależn.) • Syndrom depersonalizacji lub
odrealnienia • Doświadczenia “poza ciałem”
Morfeusz
Sadyzm / masochizm
Co z hormonami???
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
? kozioł ofiarny - testosteron
Ośrodkowy układ nerwowy
Naj, naj, naj…
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Ochrona kośćcem Ochrona poziomu O2
Psychopatia (osobowość dyssocjalna): • podkategoria związana z nabytym,
zwłaszcza w okresie płodowym, okołoporodowym lub we wczesnym dzieciństwie, uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwowego
• osobowość nieprawidłową o podłożu organicznym: encefalopatia lub charakteropatia
• niski poziom empatii, wysoki poziom narcyzmu
• zwiększona częstość popełniania przestępstw 1986 Konektom
Neurony & jony
Dbaj o -ONY…!
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
NaCl: • Na+ + Cl–
Magnez, wapń, sód, potas
Na+ Cl–
Cl– Na+
Prąd elektryczny – ruch jonów
Dlaczego nie elektrony…?
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Kanał potasowy
http://highered.mheducation.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_the_sodium_potassium_pump_works.html SUPER VIDEO
Action (potential)!
CUD
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Kanały jonowe, c.d.
NN 1987 & 2003
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Roderick MacKinnon 1956–
Peter Agre 1949–
• +300 typów kanałów jonowych w żywej komórce (!) • 106 jonów na sekundę ( IMPULS nerwowy!) NAJ NAJ • transport często wbrew różnicy stężeń • toksyny drapieżców często paraliżują ich działanie
Sztuczne jonofory
Wszystkie jądrowce mają kanały jonowe! (wł. grzyby) Uszkodzenia: trauma, etc.
Charles John Pedersen Donald J. Cram Jean-Marie Lehn
Układy: nerwowy, mięśniowy, dokrewny
Uszkodzenia mózgu
Najciekawszy organ…
Wojciech Grochala
Oliver Sacks 1933–
Wykład X – Chemia mózgu
• Utrata pamięci (syndrom Korsakoffa, choroba alkoh.)
• Afazja (utrata mowy) i agnozja (utrata zdolności do rozpoznawania bodźców): wzrokowa, słuchowa, czuciowa
• Utrata propriocepcji (cz.ciała) • Utrata zdolności chodzenia w postawie
wyprostowanej • Autystyczni matematycy (liczby
pierwsze, zliczenie 3x37=111 zapałek) • Silny zmysł węchu po zażyciu
kombinacji różnych narkotyków (auto-exper.)
+zdolności lingwistyczne
Mózg seryjnego mordercy
http://murderpedia.org/
Wojciech Grochala
Większość molestowana jako dzieci (przemoc fiz. lub/i psych.) - trauma Orbitofrontal cortex (podejmowanie decyzji) mniejszy i mniej aktywny (brak moderacji zachowań związanych z przemocą, jedzeniem, piciem alkoholu i seksem) + kontrola mniejszego ciała migdałowatego (emocje, zachow. obronne i agresja, psychopatia) Symptomatyczna asymetria hipokampu (R > L); pochodna uszkodzenia (stres pourazowy, oksydacyjny, i in.) Silna aktywność nadnercza (kortyzol) Rasa biała (bez latyno) & czarna: +93% M > F (90-10%) Defekt genu monoamineoksydazy A (steruje zawartością serotoniny) Często wolny rytm serca Zach. agresywne w 65% dziedziczne
Wykład X – Chemia mózgu
Mózg seryjnego mordercy, c.d.
http://murderpedia.org/
Wojciech Grochala
Ucisk orbitofrontal cortex (guz) może wywołać podobne objawy!
Wykład X – Chemia mózgu
US
Intnl.
Make love, not war 2WW
Antonio Bustamante (mech.uszkodz.mózgu)
Zwykły pacjent
Bariera krew–mózg
Obrona + selekcja
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
Vide: łożysko i płód: płeć mózgu – wykład XI
Paul Ehrlich 1854–1915
Edwin Goldmann 1862–1913
barwnik
Proteiny barierowe w nacz. krw. mózgu
Kilka otwartych kwestii
a TY – co myślisz?
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
- Przeszczep… mózgu? (za życia dawcy!) Zbigniew Religa
1938–2009
Zabrze 1985
Christiaan Barnard 1922–2001
Kapsztad 1967
- Pobór serca gdy mózg uszkodzony (często na sztucznym płucu); przełom 2014 Australia - Przeszczepy szympans człowiek
- Śmierć kliniczna: akcja mózgu zatrzymana po 20-40 sek vs. letarg
- Kontrolowane zatrzymanie akcji serca: hipotermia (18–20 oC; do 30 min bez uszkodzeń mózgu)
James Hardy 1938–2009
Jackson MI 1964
X. Piotr Skarga Sł.boży 1536–1612
judaizm, jehowici, …
Zamiast zakończenia
Nie daj się zwieść pozorom!
Wojciech Grochala
Wykład X – Chemia mózgu
W latach 60. w eksperymentach na szczurach pokazano, że elektryczna stymulacja miejsc wytwarzania endorfin w mózgu budzi w zwierzętach doznania tak intensywnej ekstazy, że wolą paść z wyczerpania niż przerwać doświadczenia