Матчасть
Движение — это жизнь, а жизнь — это движение! Известно, что недостаток движений может привести к развитию различных заболеваний. Ежедневно наше тело совершает множество движений, часто бывает так, что мы даже и не задумываемся о большинстве из них. Возможности передвигаться мы обязаны опорно-двигательной и нервной системам нашего организма. При этом движения возникают при тесном функциональном взаимодействии этих двух систем.
Роль двигателя у животных выполняет мышечная ткань, которая в организме человека представлена гладкой, скелетной и сердечной. Главную роль в перемещении выполняет скелетная мышечная ткань, сокращением которой человек может управлять осознанно. Мышцы, крепятся к костям, и, при сокращении тянут их, подобно рычагам, изменяя части тела в пространстве.
Осознанность движений существует благодаря наличию соматической нервной системы, имеющей несколько взаимосвязанных уровней: кора головного мозга (самый верхний уровень), ствол мозга, спинной мозг. Чем ниже уровень, тем более простые программы управлением движениями в нем заложены. Так, на уровне спинного мозга заложены различные рефлекторные двигательные элементы; уровень ствола головного мозга поддерживает мышечный тонус, участвует в беге, ходьбе; кора головного мозга обеспечивает программу сложных поведенческих актов, например целенаправленное перемещение к объекту. Связь между корой головного мозга и серым веществом (где располагаются нейроны) спинного мозга возникает благодаря наличию нисходящих пирамидных путей.
Если спускаться ещё ниже, то мы увидим, что от различных сегментов спинного мозга отходят нервные корешки (передние и задние), в составе которых (передних) есть волокна двигательных нервов, отходящие от моторных нейронов. В свою очередь двигательные нервы направляются к мышцам и вступают с ними в контакт посредством нервно-мышечных передач (синапсов). Далее, благодаря наличию нервных рецепторов и восходящих волокон чувствительных нервов сигналы от мышц возвращаются в сегмент спинного мозга, формируя таким образом рефлекторную дугу.
И так, ключевым элементом в инициации мышечного сокращения является наличие нервно-мышечной передачи. Импульсы, поступают к окончанию двигательных волокон (аксону моторного нейрона) на скелетной мышце. Между синапсом и мышечной тканью (двигательной концевой пластинкой) находится синаптическая щель. Когда импульс достигает пресинаптического окончания, в синаптическую щель выбрасывается ацетилхолин - нейромедиатор, осуществляющий нервно-мышечную передачу. Ацетилхолин достигает двигательной концевой пластинки и связывается с рецепторами к ацетилхолину (никотиночувствительные N-холинорецепторы), расположенными на её мембране. Это событие приводит к активации механизмов, ведущих к сокращению мышечной ткани.
Инактивация ацетилхолина происходит в синаптической щели с помощью фермента ацетилхолинэстеразы.
Ингибиторы холинэстеразы
Существуют вещества, способные повлиять на нормальную работу ацетилхолинэстеразы, не позволяя ему выполнять свои функции. Это приводит к увеличению концентрации ацетилхолина в синаптической щели, что приводит к возникновению различных эффектов.
В малых концентрациях ингибиторы холинэстеразы обладают стимулирующим эффектом на ЦНС, облегчают передачу возбуждения на скелетные мышцы. В больших же дозах возникает угнетающий эффект.
Основное применение лекарственные препараты из группы ингибиторов холинэстеразы нашли в офтальмологической практике, например, при лечении глаукомы, как препараты, снижающие внутриглазное давление. Кроме того, некоторые препараты из этой группы нашли применение при лечении болезни Альцгеймера, при различные неврологических состояниях (атония кишечника, мочевого пузыря).
Многие вещества, обладающие свойствами ингибиторов холинэстеразы могут быть найдены в природе. Вот примеры некоторых из них:
физостигмин — алкалоид, входящий в состав Физостигмы ядовитой, растения произрастающего в Западной Африке. Алкалоид широко используется в офтальмологии.
галантамин — алкалоид, который может быть найден в подснежниках. Используется в офтальмологии.
Также существует множество искусственно синтезированных ингибиторов холинэстеразы. Одни из них также нашли применение в медицине, другие — в разных отраслях промышленного хозяйства.
Крупной группой веществ, обладающих свойством ингибиторов холинэстеразы, являющиеся производными фосфора — фосфороорганические соединения (ФОС). ФОС, в биологическом смысле, являются нервно-паралитическими ядами.
Наиболее широкое применение ФОС нашли в сельском хозяйстве в качестве пестицидов (в частности инсектицидов для борьбы с насекомыми) — химических средств, используемых для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Среди таких средств: хлорофос, карбофос, метафос, тиофос, меркаптофос и др. Также такие соединения часто используются для борьбы с домашними насекомыми (например, тараканами, хотя на них это не всегда действует).
Особенностью ФОС является то, что по химическому составу они схожи с фосфолипидами мембран нормальных клеток, что позволяет им беспрепятственно проникать через кожные покровы, слизистые оболочки.
Обратная сторона медали
Хотя многие ФОС используются в мирное время, существуют также химические вещества из этой группы, используемые в качестве боевых отравляющих веществ (БОВ).
Первые сообщения о токсических свойствах органических соединений на основе фосфора появились в 1932 году. Исследования проводились во многих странах в условиях секретности, но основные исследования проводились в Германии. Исследования, направленные на изучение эффективности инсектицидов, показали особенно высокую токсичность некоторых соединений, часть из которых были отобраны для изучения в качестве БОВ.
В 1936 г. был синтезирован "Трилон-83" (табун) и начато строительство военного завода по его производству. В 1937 году был синтезирован 1 кг этого вещества, а к 1942 году уже 138 тонн. В 1938 году было получено еще более токсичное вещество — изопропиловый эфир метилфторфосфоновой кислоты - зарин. В 1944 синтезирован ещё более токсичный — зоман. Также обращают на себя внимание синтезированная в 1950-х годах группа ФОС под названием VX-газы.
При попадании в организм БОВ вызывают отравление, сопровождающееся целым симптомокомплексом. Возникает сужение зрачков (миоз), возможно нарушение зрения (как следствие спазма аккомодации), возникает ринит, раздражаются слизистые оболочки, может возникнуть кашель, затруднение дыхания, боли в груди, возникает усиленное потоотделение, тошнота, рвота, слюнотечение, боли в животе, непроизвольные мочеиспускания, параличи мускулатуры (включая дыхательную), низкое артериальное давление, угнетение сознания (сопор, кома), головокружения, галлюцинации и многие другие.
Подписывайся на канал, чтобы узнавать больше интересных фактов из мира науки. Благодаря Вашим отзывам Динго сможет узнать, что нравится читателям.
