Биохимия человеческих эмоций

Особенно перспективным оказалось изучение структуры и функции белков и нуклеиновых кислот на молекулярном уровне. Этот круг вопросов изучается науками, возникшими на стыках биохимии с  биологией и генетикой.[6]

Невозможно представить в настоящее время практически ни одной естественной науки, которая не использовала бы достижения биохимии. Биологическая химия имеет и чисто научное (теоретическое) и, что наиболее важно, практическое (прикладное) значение.

Сельскохозяйственная наука использует биохимию для борьбы с насекомыми-вредителями, для создания удобрений, для селекции сортов растений и пород животных.

Пищевая промышленность использует достижения биохимии для производства легко усваиваемого детского питания, для обработки продуктов, подлежащих консервированию, для производства кисломолочных продуктов (ферменты в производстве сыра).

Генетика очень тесно взаимодействует с биохимией. Только благодаря использованию биохимических процессов и реакций возможно выделение генов, расшифровка генетического кода, воздействие на патологические гены с целью борьбы с генетическими заболеваниями.

Фармацевтическая промышленность использует результаты биохимических исследований для производства различных препаратов: витаминов, ферментов, кровоостанавливающих лекарств, антибиотиков и т. д.

Радиология и биохимия также имеют точки соприкосновения. Существует отдельная наука – радиационная биохимия, которая изучает изменения обмена веществ, возникающие в организме при действии на него ионизирующего излучения. Воздействие радиации на организм может инициировать биохимические процессы, которые приводят к развитию лучевой болезни, рака, лейкозов, врождённых пороков развития у детей, бесплодия и других заболеваний.

Исходя из этого, конечно, наиболее прикладной характер имеет биохимия в медицине. Современные врачи проводят биохимические исследования крови, мочи, желудочного сока, спинномозговой жидкости и др. Имея результаты только биохимических исследований можно поставить диагнозы множества заболеваний (гепатита, почечной недостаточности, анемии, мочекаменной болезни, сахарного диабета и многих других). Ориентируясь на динамику изменения биохимических показателей, врачи назначают и корректируют дозы лекарственных средств и добиваются выздоровления.

Успехи биохимии в значительной мере определяют не только современный уровень медицины, но и ее возможный дальнейший прогресс. Одной из основных проблем биохимии и молекулярной биологии становится исправление дефектов генетического аппарата.

Выяснение картины жизни на молекулярном уровне позволит не только полностью понять происходящие в организме процессы, но и откроет новые возможности в создании эффективных лекарственных средств, в борьбе с преждевременным старением, развитием сердечно-сосудистых заболеваний, продлении жизни.

2.      Взаимосвязь биохимических процессов с эмоциями и ее разновидности.

Возникновение любой эмоции имеет в своей основе активацию различных групп биологически активных веществ в их сложном взаимодействии. Модальность, качество эмоций, их интенсивность определяются взаимоотношением норадренергической, дофаминергической, серотонинергической, холинергической систем, а также целым рядом нейропептидов, включая эндогенные опиаты.[7]

Современные данные указывают на жесткую зависимость наших настроений и переживаний от биохимического состава внутренней среды мозга. Мозг располагает специальной системой — биохимическим анализатором эмоций. Этот анализатор имеет свои рецепторы и детекторы, он анализирует биохимический состав внутренней среды мозга и интерпретирует его в категориях эмоций и настроения.

1960-е годы ознаменовались существенными открытиями в области нейробиологии. Именно в это время ученые убедились, что одних электрических разрядов недостаточно для передачи передачи импульсов между нервными клетками.

              Дело в том, что нервные импульсы переходят от одной клетки к другой в нервных окончаниях, называемых «синапсами». Как выяснилось, большинство синапсов имеют отнюдь не электрический как считалось ранее), а химический механизм действия.

                При этом в передаче нервных сигналов участвуют нейромедиаторы (нейротранмиттеры) - биологически активные вещества, являющихся химическим передатчиком импульсов между нервными клетками человеческого мозга.

Особое место занимает эндокринная система - система регуляции деятельности внутренних органов посредством гормонов, выделяемых эндокринными клетками непосредственно в кровь, либо диффундирующих через межклеточное пространство в соседние клетки.

Гормоны - сигнальные химические вещества, оказывающие сложное и многогранное воздействие на организм в целом и на определённые органы и системы-мишени. Гормоны служат регуляторами определённых процессов в определённых органах и системах. Вырабатываются частями мозга - гипофизом, гипоталамусом и эпифизом, главными желёзами секреции эндокринной системы, а также надпочечниками.

Рассмотрим основные химические вещества, участвующие в психических процессах человеческого организма.

Серотонин – гормон настроения, повышение уровня серотонина создает в коре головного мозга ощущение подъема настроения, различные сочетания серотонина с другими гормонами дают человеку возможность ощутить весь спектр эмоций от удовлетворения до эйфории, недостаток серотонина вызывает снижение настроения и депрессию. Стимулирует области, отвечающие за процесс познавательной активности, отвечает за самообладание или эмоциональную устойчивость, формирует устойчивость к стрессу, даёт прилив физических сил. Доминирование человека в социальной иерархии также обусловлено высоким уровнем серотонина.

Триптофан - незаменимая аминокислота, для его пополнения есть единственный источник - пища. Триптофан содержится в любой, богатой животными белками (протеинами) пище. Потребление протеиновой пищи, однако, не сказывается повышением содержания серотонина в мозге. Причиной этого является наличие гематоэнцефалического барьера, лимитирующего поступление в мозг крупных молекул. При переваривании протеиновой пищи высвобождается несколько аминокислот, сходных по размерам с триптофаном и конкурирующих с ним в перемещении в мозг. Как ни странно это звучит, чтобы в мозг попало больше триптофана, нужно есть то, что почти целиком состоит из углеводов,- такие, например, продукты, содержащие сложные углеводы, как хлеб, рис, паста или чистые углеводы: столовый сахар или фруктозу.

Пища, обогащенная углеводами, стимулирует выделение из поджелудочной железы инсулина, регулирующего содержание сахара в крови, циркулирующей в организме. Помимо этой основной функции инсулин выполняет ряд других - в частности, он стимулирует синтез  в телесных тканях белков из содержащихся в крови аминокислот. Конкурентные триптофану аминокислоты покидают кровяное русло идя на синтез белка и его концентрация в крови пассивно повышается, соответственно этому возрастает количество молекул триптофана, переходящих в мозг. Таким образом, эффективное поступление триптофана в мозг опосредованно зависит от количества принятой углеводной пищи.

Мелатонин – антипод серотонина, способствует возникновению депрессии, вырабатывается из серотонина и тормозит его синтез, синтезируется только в неосвещенную часть суток (серотонин – в светлую), низкая освещённость и, как следствие, высокая выработка мелатонина, являются основными причинами сезонной депрессии. В состоянии депрессии (серотонинового голодания) люди страдают бессонницей, т.к. для погружения в сон нужен мелатонин, а без серотонина его получить нельзя. Мелатонин ответственен за циркадные ритмы - внутренние биологические часы человека, циркадный ритм напрямую не определяется внешними причинами, такими как солнечный свет и температура, но зависит от них так, как зависит от них синтез мелатонина, на диалектическом единстве и борьбе противоположностей серотонина и мелатонина и устроен внутренний механизм саморегуляции циркадных ритмов.

Дофамин (или допамин) – гормон, ответственный за продуцирование чувства удовольствия, его уровень достигает максимума во время еды и секса, выработка дофамина начинается ещё в процессе ожидания удовольствия, отвечает за «чувство награды», которое зачастую позволяет принять решение. Низкий уровень дофамина вызывает затруднения с принятием решений, косвенно влияет на сердечную деятельность, двигательную активность и рвотный рефлекс.

Норадреналин - гормон ярости, вызывает в человеке ощущение злобы, ярости, вседозволенности. Прием алкоголя приводит к активизации процессов образования норадреналина, происходит двигательное, вегетативное и эмоциональное возбуждение, дальнейшее истощение запасов норадреналина приводит к подавленному состоянию, психической и двигательной заторможенности.

Адреналин - гормон страха, реализует реакцию типа «бей или беги», секреция адреналина резко повышается при стрессовых, пограничных ситуациях, ощущении опасности, при тревоге, страхе, адаптирует организм к стрессовой ситуации. Поступление адреналина в кровь вызывает бурю реакций в организме: усиление и учащение сердцебиения, сужение сосудов мускулатуры, брюшной полости, слизистых оболочек, расслабление мускулатуры кишечника, расширение зрачков, возможен тремор конечностей. Адреналин улучшает функциональную способность скелетных мышц, при продолжительном воздействии адреналина отмечается увеличение размеров миокарда и скелетных мышц, вместе с тем длительное воздействие высоких концентраций адреналина приводит к усиленному белковому обмену, уменьшению мышечной массы и силы, похудению и истощению. Адреналин синтезируется из норадреналина, что подтверждает известную мысль, что эмоции страха и ненависти порождают одна другую.

Эндорфины и энкефалины (эндогенные опиаты) – гормоны счастья, эйфории, обладают сильнейшим обезболивающим, противошоковым и антистрессовым действием, понижают аппетит и уменьшают чувствительность отдельных отделов центральной нервной системы, что характеризуется состоянием «слеп от счастья». Они не поступают в организм извне, но они могут вырабатываться в ответ на определённые «стимулы», поступающие извне.

Функция этих веществ на самом деле огромна - она определяет наши действия, поведение, часто закрепляя то, что нужно человеку, чтобы выжить и оставить потомство.

Эндогенные опиаты не приносят никакого вреда ( в отличие от экзогенных, которые поступают снаружи), они не вызывают ни «ломки» ни гиперактивности. Благодаря им мы получаем удовольствие, удовлетворение, успокоение. Если выполнение каких-то действий вызывает удовлетворение, то человек старается их повторить это может сформировать какую-нибудь привычку (хорошую или плохую). Стремления повторять эти действия вызваны именно желанием получить удовольствие, но ломки при этом не бывает, человека можно переключить на другую деятельность, которая будет вызывать у него выброс опиатов.

Адрогены (самый важный - тестостерон) – мужские половые гормоны или гормоны либидо, вырабатываются у мужчин и у женщин, отвечают за возбудимость психосексуальных центров нервной системы, играют ключевую роль в формировании либидо (полового влечения), повышают агрессивность и чувствительность эрогенных зон, отвечают за развитие мужских вторичных половых признаков: огрубение голоса, рост волос на лице по мужскому типу, облысение, отложение жира по мужскому типу на животе, увеличение мышечной массы и силы (женщины кавказских народов, отличающиеся мужской растительностью на лице, имеют повышенное либидо по сравнению с европеоидками).

Эстрогены (наиболее характерный - эстрадиол) – женские половые гормоны или гормоны женственности (в небольшом количестве производятся также у мужчин), оказывают сильное феминизирующее воздействие на организм: стимулируют увеличение молочных желез, формируют характерную женскую форму таза, отложение жира по женскому типу на бёдрах, эстрогены наряду с тестостероном повышают уровень полового влечения у женщин. Эстрогены обладают успокаивающим действием, улучшают память. Повышение уровня эстрогенов способствует блокировке обратного захвата серотонина, тем самым повышая его концентрацию в крови, что приводит к повышению настроения и общего самочувствия, низкий уровень эстрадиола является причиной депрессий в состоянии менопаузы.[8]

Заключение

За последние десятилетия из всех биологических наук наибольшее воздействие на развитие не только биологии, но и всего естествознания в целом оказала биохимия. Достижения биологии и в познавательном, и в практическом плане превзошли самые смелые прогнозы первой половины нашего века. Многое из того, что доступно современным биологам, ещё несколько лет назад представлялось фантастичным.

В отличие от химии, имеющей очень точную терминологию, биохимия вынуждена изъясняться менее точно, так как она балансирует между уровнем химико-механических деталей (нейротрансмиссия, области мозга и т. д.) и уровнем интегрированного опыта (депрессия, любовь, мотивация). Пропасть между этими двумя уровнями можно сравнить с двумя отдельными буквами алфавита и стихотворением. Разумеется, буквы – составные части стиха, но не каждое нагромождение букв есть стих. Преодоление этой пропасти, которое бы устанавливало связи между единицами и общностью, является насущной проблемой современной науки.

Развитие биохимии привело к пониманию того, что за широким спектром человеческих свойств лежат химические механизмы молекулярного движения и взаимодействия молекул между собой и с окружающими энергетическими полями. Мы прошли большой и длинный путь, чтобы ликвидировать пропасть между старым и новым миром химии. Химия – это интеллектуальное приключение человечества во время его экскурсии сквозь собственную телесную сущность. Чем дальше продвигается это путешествие, тем больше удается развязать гордиевых узлов между материей и соответствующими ей духовными формами.