結構生物化學/神經遞質
神經遞質是一種由終末紐扣釋放的化學物質，對另一個神經元具有興奮或抑制作用。 神經遞質有很多型別。 目前已知有 100 多種物質充當神經遞質。
腦回路是大腦中的神經遞質電流或神經通路。
透過模擬神經遞質的作用，激動劑將增強和增加該神經遞質的活性，而另一方面，拮抗劑將降低或阻斷神經遞質的作用。
另一種稱為反向激動劑的化學物質負責產生與特定神經遞質相反的作用。
神經遞質活動
神經遞質儲存在神經元末端的小囊中，並透過電脈衝使囊與外膜融合，釋放到突觸中。 神經遞質穿過間隙與受體結合。 神經遞質在資訊成功被相鄰神經元吸收後從受體釋放。 之後，這些化學物質會被降解或重新吸收回它們來自的神經元。
還有許多其他化學訊號系統，如激素、神經激素和旁分泌訊號傳導。 但是，神經遞質在訊號放大和控制方面具有優勢。 它還延長了細胞整合的時間，從毫秒到分鐘，甚至到小時。 而激素主要在腺體中合成，神經遞質則在神經元中合成和釋放。 據我們所知，神經遞質只在響應電訊號時才會釋放。 必須存在許多機制來終止神經遞質的作用，例如化學失活、再攝取（內吞作用）、神經膠質攝取和擴散。
胞吐作用是囊泡釋放其內容物的過程。 在突觸前和突觸後神經元之間，某些神經遞質被囊泡從突觸前神經元中帶出，並被釋放到突觸間隙中。 為此，首先在突觸前部位發生 Ca++ 離子的流入，這是透過突觸前部位的電壓門控鈣通道進行的。 進入細胞的鈣離子透過溶解一些肌動蛋白絲來影響囊泡向活性位點的移動。 它還有助於囊泡與突觸前側的質膜融合。 當囊泡融合時，神經遞質被釋放到突觸間隙中，然後與突觸後神經元上的相應受體結合。
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標題 1
神經遞質根據其大小分為兩個非常寬泛的類別：神經肽和小分子神經遞質。
神經肽通常是大小在 3 到 30 個氨基酸之間的大分子，包含 100 多種肽。 它們被分為五類：腦/腸肽、阿片類肽、垂體肽、下丘腦釋放激素和其他所有肽。 神經肽是遺傳編碼的，從 mRNA 合成，作為前激素。 它們主要與其他神經遞質共定位並調節它們的作用，而不是直接呈現作用。 這些 NT 不會被攝取，而是被酶分解。
神經肽包括阿片類的大分子，其中包括
1. β-內啡肽 - 來自促黑素皮質激素 - 在垂體、下丘腦、腦幹產生
2. 甲硫氨酸腦啡肽和亮氨酸腦啡肽 - 來自腦啡肽前體 - 在整個大腦和脊髓中產生
3. 強啡肽 - 來自強啡肽前體 - 在整個大腦和脊髓中產生
小分子神經遞質遠小於神經肽，可能包含單個氨基酸或其他分子。 生物胺是小分子遞質中的一組，包括兒茶酚胺（多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素）、血清素和組胺。
乙醯膽鹼是一種在中樞神經系統和周圍神經系統中起著非常重要作用的神經遞質。 乙醯膽鹼在周圍神經系統中肌肉的運動中起著非常重要的作用。 乙醯膽鹼似乎也以多種形式釋放到周圍神經系統自主分支的各個區域。 在中樞神經系統中，乙醯膽鹼在可塑性、喚醒、獎賞、注意力和快速眼動睡眠中發揮作用。
乙醯膽鹼的合成發生在神經末梢。 此過程需要乙醯輔酶 A（也稱為乙醯輔酶 A）和膽鹼。 乙醯輔酶 A 在糖酵解過程中從葡萄糖合成，而膽鹼已經存在於血漿中。 乙醯膽鹼的合成還需要膽鹼乙醯轉移酶。 合成完成後，ACh 隨後被裝載到突觸囊泡中，並從突觸前末端釋放到突觸後細胞中。 乙醯膽鹼酯酶（AChE）對釋放的乙醯膽鹼做出反應，並將這些分子水解回膽鹼和乙醯輔酶 A。 然後，膽鹼被運回突觸前末端並迴圈利用以重新合成新的 ACh。 清理舊乙醯膽鹼是乙醯膽鹼酯酶的任務。
影響乙醯膽鹼釋放的兩種藥物是肉毒桿菌毒素和黑寡婦蜘蛛毒液。肉毒桿菌毒素由一種名為肉毒桿菌的細菌產生，這種細菌在罐頭食品處理不當的情況下會生長。肉毒桿菌毒素會抑制乙醯膽鹼的釋放。黑寡婦蜘蛛毒液由黑寡婦蜘蛛產生，它會增加乙醯膽鹼的釋放。
受體
[edit | edit source]有兩種對乙醯膽鹼敏感的受體位點。
1. 毒蕈鹼受體 - 它的名字來源於它對毒蕈鹼藥物的反應。毒蕈鹼受體主要位於副交感神經系統。如果一種藥物是抗毒蕈鹼的，這意味著它會干擾乙醯膽鹼在刺激身體副交感反應中的作用。例如，阿托品和東莨菪鹼。例如，阿托品在眼睛中使用時，會透過抑制瞳孔收縮的副交感神經作用，導致瞳孔擴張。
2. 菸鹼受體 - 它們對尼古丁有反應，尼古丁存在於運動神經元末端附近，那裡是骨骼肌受到支配的地方，以及整個大腦皮層。一些抗菸鹼藥物，例如毒箭毒，會對這些運動神經元產生如此強烈的影響，以至於身體會癱瘓。
穀氨酸
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穀氨酸是大腦正常功能的關鍵組成部分。據信，大腦中超過一半的突觸釋放穀氨酸作為神經遞質。它於 1907 年由池田菊苗發現，並在 1970 年代由彼得·厄舍伍德確定為神經遞質。它是 GABA 的興奮性近親。過量的穀氨酸（通常來自腦損傷或中風）對神經元有劇毒，可能導致腦細胞死亡。過量穀氨酸產生的疾病的例子是 ALS，這是一種神經肌肉退行性疾病。
穀氨酸的特徵 1. 穀氨酸是主要興奮性神經遞質，它作為葡萄糖代謝的副產品被生物合成。 2. 過量的穀氨酸可能具有神經毒性。 3. 穀氨酸有四種受體型別
a. NMDA receptor
- NMDA is an ionotropic receptor that detects simultaneous events.
- The receptor is gated by comnination of voltage and ligand channels. Glutamate plus glycine binding opens channel to Ca++ for influx
- The effect mediates learning and memory through long term potentiation that essentially deals with psychological addiction, behavioral sensitization, and drug craving.
b. AMPAa Receptor
c. Kainate
d. AMPAb
代謝
[edit | edit source]穀氨酸的合成是在區域性進行的，來自谷氨醯胺等前體，谷氨醯胺來自神經膠質細胞。谷氨醯胺被釋放到突觸前末梢，並使用一種名為谷氨醯胺酶的酶合成穀氨酸。新合成的穀氨酸然後被從突觸前末梢轉運到突觸間隙中的突觸囊泡中。從囊泡中釋放後，穀氨酸被轉運到神經膠質細胞中並轉化為谷氨醯胺。這個過程被稱為穀氨酸-谷氨醯胺迴圈。
GABA
[edit | edit source]GABA（或 γ-氨基丁酸）在中樞神經系統的抑制性突觸中經常使用。它最常見於區域性迴路中間神經元。
GABA 是一種抑制性神經遞質，它以其透過減少突觸後活性來減少焦慮的能力而聞名。然而，GABA 的影響不僅僅侷限於焦慮，它具有更廣泛的影響。GABA 系統遍佈整個大腦。不同型別的 GABA 受體似乎以不同的方式起作用，這導致了人們得出結論，GABA 不僅僅是一個以一種方式運作的系統，而是由幾個子系統組成。
代謝
[edit | edit source]GABA 的合成需要葡萄糖，葡萄糖代謝成穀氨酸。一種名為穀氨酸脫羧酶 (GAD) 的酶將穀氨酸轉化為 GABA。GAD 需要一種名為磷酸吡哆醛的輔因子才能正常工作。維生素 B6 的缺乏，磷酸吡哆醛是從中衍生出來的，會阻止 GABA 從穀氨酸的合成。在 GABA 被釋放和使用後，GABA 透過專門用於 GABA 的突觸囊泡被轉運到神經膠質細胞中，被稱為 GATs。在那裡，GABA 被轉化為琥珀酸。
甘氨酸
[edit | edit source]甘氨酸是一種中性氨基酸，也分佈在中樞神經系統中。它透過一種名為絲氨酸羥甲基轉移酶的酶從絲氨酸合成，然後被轉運到突觸前末梢中，在稱為 GATs 的突觸囊泡中釋放。甘氨酸釋放後，質膜轉運蛋白將其從突觸間隙中清除。
生物胺
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生物胺有時被歸類為與小分子神經遞質不同的一個獨立群體。它們調節中樞和周圍神經系統的許多功能。許多精神疾病的發生是由於生物胺的合成或途徑出現缺陷。已知有五種生物胺傳遞者：多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素（統稱為兒茶酚胺）、組胺和血清素。兒茶酚胺都是從酪氨酸合成的。
多巴胺
[edit | edit source]多巴胺在紋狀體中含量最高，紋狀體在身體運動的協調中起著關鍵作用。它在 DOPA 脫羧酶的幫助下從酪氨酸合成。然後它被轉運到突觸前末梢中的突觸囊泡中，稱為囊泡單胺轉運體 (VMAT)。
多巴胺產生缺陷是帕金森氏症的原因。它也參與大腦的獎賞中心，許多用於濫用的藥物都以中樞神經系統中的多巴胺突觸為目標。
前列腺素
[edit | edit source]一種在合成它們的地方就在細胞內起作用的化學信使。
結構：它是一種從花生四烯酸衍生的不飽和羧酸。前列腺素中眾多官能團使其在人體內具有多種功能；有 2 個烯烴基團（一個順式和一個反式）、2 個醇、一個酮和一個 20 個碳骨架上的酸，具有一個五元環。
功能：它刺激炎症過程，透過產生疼痛或感染透過產生髮燒對損傷做出反應。它在血管受損時形成血凝塊。特定的前列腺素參與引產和生殖過程。
去甲腎上腺素
[edit | edit source]去甲腎上腺素（或去腎上腺素）用於大腦中的藍斑。它參與與睡眠、注意力和進食相關的行為。去甲腎上腺素的合成需要一種名為多巴胺-β-羥化酶的酶將多巴胺轉化為去甲腎上腺素。
去甲腎上腺素是內分泌系統的一部分，它似乎刺激至少兩組受體，稱為 α-腎上腺素受體和 β-腎上腺素受體。在中樞和周圍神經系統中，已經確定了幾個去甲腎上腺素迴路，這些迴路積極地幫助我們的身體控制心率、血壓、呼吸。其中一個去甲腎上腺素迴路與緊急反應或警報反應有關。因此，它可能在恐慌症和其他疾病中發揮間接的重要作用。去甲腎上腺素集中在丘腦下部和邊緣系統中，但也存在於整個大腦中。
腎上腺素
[edit | edit source]腎上腺素（或腎上腺素）也存在於大腦中。它是大腦中三種兒茶酚胺中最少的一種。腎上腺素主要位於延髓、丘腦下部和丘腦。苯乙醇胺-N-甲基轉移酶催化去甲腎上腺素將其轉化為腎上腺素。
組胺
[edit | edit source]組胺存在於丘腦下部，並向中樞神經系統傳送訊號。它參與喚醒和注意力，以及前庭系統。組胺由組氨酸合成
血清素（或 5-羥色胺）存在於腦橋和上腦幹中。它參與調節睡眠和清醒。血清素由色氨酸合成。
血清素能通路是抑鬱症和焦慮症研究的重點。治療這些疾病的藥物通常針對這些通路。
血清素（5-羥色胺或 5-HT）是一種神經遞質，與資訊處理和運動協調、抑制、剋制有關，有助於調節進食、性行為和攻擊行為。至少有 15 種不同的血清素受體在我們的身體中發揮著不同的作用。幾種藥物影響血清素系統。例如，選擇性血清素再攝取抑制劑（SSRIs）透過阻止血清素被吸收來增強血清素的作用，用於治療焦慮、情緒和進食障礙。
血清素對精神病理學非常重要，因為它可能與不同的心理疾病有關。血清素活性低會導致攻擊性、自殺、衝動性暴飲暴食、過度性行為。此外，它與多巴胺的相互作用與精神分裂症有關。
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