The Role of Interactions Between Brain Neurotransmitters in Pathophysiology and Treatment of Affective Disorders

Abstract

Aim of the review is to summarize the contemporary evidences on interactions between brain neurotransmitters and their role in pathophysiology and treatment of depression. Introduction. Brain neurotransmitters are biological molecules responsible for signal transduction between the neurons. Mammalian brain neurotransmitters belong to the different types of biological molecules, such as amino acids (glutamate and γ-aminobutyric acid, or GABA), monoamines (serotonin (5-HT), norepinephrine (NE), dopamine (DA), and histamine (HA)), neuropeptides (β-endorphin, neurokinin, vasopressin, and oxytocin), or nucleotides (adenosine). Materials and Methods. The author analyzes research papers dedicated to neurotransmitters and their functions in mood regulation and published between 1953 and 2014. The paper focuses on evaluation of data on mechanisms of interactions between different neurotransmitters and their role in development and treatment of certain mental disorders. Results. It has been reported that different neurotransmitters, often belonging to the different types of biological molecules, interact on behavioral, functional, system and molecular levels. These interactions play an important role in pathophysiology of brain diseases, particularly, depression and stress and anxiety-related disorders. Conclusion. Literally all existing antidepressant drugs act on monoamine systems of the brain (5-HT, NE, and DA). Although the last-generation antidepressants and mood stabilizers demonstrated higher safety and efficacy, their therapeutic potential remains limited. The brain adenosine neurotransmission is also a potential target for the future antidepressant, mood stabilizing and antipsychotic drugs. However, these drugs may have severe side effects, for example, on cardiac activity. It is necessary to perform further research and clinical trials to find a solution to the existing difficulties. Целью настоящей обзорной статьи является обобщение известных на текущий момент данных о взаимодействиях между нейромедиаторами головного мозга и их роли в патофизиологии и лечении депрессии. Введение. Нейромедиаторы головного мозга представляют собой биологические молекулы, ответственные за передачу сигнала между нейронами. Нейромедиаторы головного мозга у млекопитающих относятся к разным типам биологических молекул, включающим аминокислоты (глутамат и γ-аминомасляную кислоту, или ГАМК), моноамины (серотонин (5-HT), норадреналин (НА), допамин (Д), а также гистамин (Г)), нейропептиды (β-эндорфин, нейрокинин, вазопрессин и окситоцин) и нуклеотиды (аденозин). Материалы и методы. Автор анализирует научные работы, изданные в период с 1953 по 2014 г. и посвященные нейромедиаторам и их функциям в регуляции настроения. Статья посвящена в первую очередь оценке данных о механизмах взаимодействия различных нейромедиаторов и их роли в развитии и лечении отдельных психических расстройств. Результаты. Согласно литературным источникам, нейромедиаторы, нередко относящиеся к разным типам биологических молекул, взаимодействуют на поведенческом, функциональном, системном и молекулярном уровнях. Эти взаимодействия играют важную роль в патофизиологии заболеваний головного мозга, в частности, депрессии и стрессовых и тревожных расстройств. Заключение. Практически все существующие антидепрессанты воз- действуют на моноаминовые системы головного мозга (5-HT, НЭ и Д). Невзирая на то, что антидепрессанты и стабилизаторы настроения последнего поколения обладают высокой степенью надежности и эффективности, их терапевтический потенциал пока ограничен. Большой интерес представляет разработка антидепрессантов, стабилизаторов настроения и нейролептиков, воздействующих на нейропередачу с участием аденозина. Однако такие препараты могут иметь серьезные побочные эффекты, например, негативно влиять на сердечную деятельность. Для разрешения существующих трудностей необходимо проведение дальнейших научных и клинических исследований.