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英語名 monoaminergic system | 英語名 monoaminergic system | ||
[[モノアミン]]とは[[ | [[モノアミン]]とは[[ドーパミン]]、[[ノルアドレナリン]]、[[アドレナリン]]、[[セロトニン]]、[[ヒスタミン]]などの[[神経伝達物質]]の総称である。いずれの神経伝達物質も一つのアミノ基が２つの炭素鎖により[[wikipedia:ja:|芳香環]]につながる化学構造を有する。[[wikipedia:ja:|霊長類]]、[[wikipedia:ja:|齧歯類]]ではモノアミン含有神経細胞の細胞体は[[脳幹]]部にあり、ほぼ脳全体に[[神経軸索]]を投射するため、モノアミン神経系（モノアミン系）は広汎投射神経系としての特徴を有する。モノアミンのうち、精神疾患と特に密接な関連があるノルアドレナリン、ドーパミン、セロトニンについて以下に解説する。 | ||
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=== 神経解剖=== | === 神経解剖=== | ||
ノルアドレナリンを神経伝達物質とする神経（[[ノルアドレナリン神経]] | ノルアドレナリンを神経伝達物質とする神経（[[ノルアドレナリン神経]]）の細胞体は中枢神経系では主として[[橋中心灰白質]]内の[[青斑核]]にあり、そこから脳全体に投射する。 | ||
=== 合成・代謝=== | === 合成・代謝=== | ||
ノルアドレナリンは[[チロシン]]からドーパミンを経由して合成される。チロシン水酸化酵素が律速段階で、ノルアドレナリン合成はノルアドレナリン作動性神経のインパルス量に依存し、さらにシナプス前ノルアドレナリン受容体（自己受容体、α<sub>2</sub>アドレナリン受容体）刺激によって抑制される。ノルアドレナリンは[[モノアミン酸化酵素]](MAO)とcatecholamine-O-methyl transferase (COMT)により主たる代謝産物である3-methoxy-4-hydroxyphenylglycol (MHPG)まで代謝される。 | |||
=== 放出の制御=== | === 放出の制御=== | ||
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ノルアドレナリンとアドレナリンが作用する受容体はアドレナリン受容体と呼ばれる（なお、中枢神経系ではアドレナリン作動性神経はノルアドレナリン作動性神経に比べてはるかに数は少ない）。アドレナリン受容体のサブタイプはα<sub>1</sub>がA,B, Dの３種類、α<sub>2</sub>がA, B, Cの３種類、βが1,2,3の３種類あり、計９種類ある。そのうち、脳に多いのはα<sub>1A</sub>、α<sub>1B</sub>、α<sub>1D</sub>、α<sub>2A</sub>、α<sub>2C</sub>、β<sub>1</sub>といわれている。抗うつ薬服用によって増えた細胞外ノルアドレナリンがどの受容体サブタイプを介して抗うつ効果を惹起しているのかについてはまだわかっていない。 | ノルアドレナリンとアドレナリンが作用する受容体はアドレナリン受容体と呼ばれる（なお、中枢神経系ではアドレナリン作動性神経はノルアドレナリン作動性神経に比べてはるかに数は少ない）。アドレナリン受容体のサブタイプはα<sub>1</sub>がA,B, Dの３種類、α<sub>2</sub>がA, B, Cの３種類、βが1,2,3の３種類あり、計９種類ある。そのうち、脳に多いのはα<sub>1A</sub>、α<sub>1B</sub>、α<sub>1D</sub>、α<sub>2A</sub>、α<sub>2C</sub>、β<sub>1</sub>といわれている。抗うつ薬服用によって増えた細胞外ノルアドレナリンがどの受容体サブタイプを介して抗うつ効果を惹起しているのかについてはまだわかっていない。 | ||
== | == ドーパミン dopamine == | ||
=== 神経解剖 === | === 神経解剖 === | ||
[[ | [[ドーパミン神経]]の長い投射系は大きく３つに分けることができる。起始核はいずれも脳幹部にあり、黒質(A9)から線条体（尾状核、被殻）に投射する黒質線条体系ドーパミン投射、腹側被蓋ドーパミン細胞(腹側被蓋野A10)から辺縁系皮質（前頭前野、帯状回、嗅内領野）に投射する中脳皮質系ドーパミン投射、腹側被蓋ドーパミン細胞(赤核後野A8, 腹側被蓋野A10)からそれ以外の辺縁系（側坐核、中隔野、嗅結節、扁桃体、梨状葉皮質）に投射する中脳辺縁系ドーパミン投射がある。黒質線条体系は運動系に、中脳皮質系は作業記憶などの認知機能に、中脳辺縁系は報酬系などに関連しているといわれている。 | ||
=== 合成・代謝 === | === 合成・代謝 === | ||
ドーパミンの前駆物質であるチロシンは必須アミノ酸ではなく、食物からタンパク質として摂取される他、体内で必須アミノ酸であるフェニルアラニンから変換される。チロシン水酸化酵素がドーパミン合成の律速段階である。ドーパミン合成はドーパミン作動性神経のインパルス量に依存し、さらにシナプス前ドーパミン受容体（自己受容体、D2受容体）刺激によって抑制される。ドーパミンはモノアミン酸化酵素(MAO)とcatecholamine-O-methyl transferase (COMT)により主たる代謝産物であるhomovanillic acid (HVA)まで代謝される。 | |||
=== 放出の制御 === | === 放出の制御 === | ||
ストレス、運動などのドーパミン作動性神経のインパルス流量を増やす刺激により、シナプス小胞からシナプス間隙へのドーパミン放出が促進され、細胞外ドーパミン濃度は増加する。ストレスでは中脳皮質ドーパミン系が特に活発化し、運動では黒質線条体ドーパミン系が特に活発化する。いったん放出されたドーパミンは側坐核や線条体では主としてドーパミン作動性神経の神経終末にあるドーパミン・トランスポーター（以前はドーパミン取り込み部位と呼ばれていた）というタンパク質により神経終末に再取り込みされ、シナプス間隙のドーパミン濃度は調節されている。ドーパミン再取り込み阻害薬（抗うつ薬のbupropion、ナルコレプシーの治療薬であるmethylphenidate、試薬のGBR12909、麻薬のcocaine、methamphetamineなどがドーパミン再取り込み阻害作用を有する）やドーパミン放出促進薬（methamphetamine、methylphenidate）は前述した３つのドーパミン投射系（黒質線条体、中脳皮質、中脳辺縁系）で細胞外ドーパミン濃度を増加させる。特にmethamphetamineによるドーパミン増加作用はbupropionに比べると顕著であり、bupropionによる増加が２〜３倍程度なのに対して、methamphetamineによる増加は１０〜２０倍までになる。また、SSRIであるsertralineも弱いながらドーパミン再取り込み阻害作用を有する。 | |||
三環系抗うつ薬、四環系抗うつ薬、SNRIなどのノルアドレナリン再取り込み阻害作用を有する抗うつ薬の投与は、黒質線条体系と中脳辺縁系の神経終末領域の細胞外ドーパミン濃度には影響しないが、中脳皮質系（前頭前野など）の細胞外ドーパミン濃度を増加させることが1990年代に発見された。これらの抗うつ薬はドーパミン再取り込み阻害作用を有さないのに、ドーパミン再取り込み阻害薬のように前頭前野で細胞外ドーパミン濃度を増やすことは興味深く、それまで抗うつ薬の作用機序から見逃されていた点であった。その作用機序としては以下の２つの機序が考えられる。1)ノルアドレナリン作動性神経からノルアドレナリンがシナプス間隙に放出されるときに、前駆物質であるドーパミンも一緒に放出される、2)ノルアドレナリン作動性神経とドーパミン作動性神経（側坐核、線条体以外では前頭前野に投射している）から放出されるドーパミンはドーパミン・トランスポーターのみならず、ノルアドレナリン・トランスポーターからも神経細胞内に再取り込みされるため、ノルアドレナリン再取り込み阻害薬投与によりドーパミンのノルアドレナリン・トランスポーターへの取り込みが阻害される。以上の２つの機序に加えて、前頭前野ではドーパミン作動性神経に比べて、ノルアドレナリン作動性神経の神経終末が比較的多いという解剖学的特徴が寄与して、ノルアドレナリン再取り込み阻害薬投与により前頭前野細胞外ドーパミン濃度が増加すると考えられる。一方、線条体や側坐核では、ドーパミン作動性神経の神経終末のほうがノルアドレナリン作動性神経の神経終末よりも圧倒的に多く、細胞外のドーパミンはほとんどドーパミン作動性神経終末にあるドーパミン・トランスポーターにより取り込まれる。 | |||
多くの抗精神病薬、三環系抗うつ薬、四環系抗うつ薬が有する5-HT<sub>2C</sub> | 多くの抗精神病薬、三環系抗うつ薬、四環系抗うつ薬が有する5-HT<sub>2C</sub>受容体遮断作用は３つのドーパミン投射系（黒質線条体、中脳皮質、中脳辺縁系）で細胞外ドーパミン濃度を増加させる。したがって、5-HT<sub>2C</sub>受容体はドーパミン作動性神経に対して、おそらく細胞体レベルで緊張性の抑制作用を有すると考えられる。 | ||
=== 受容体 === | === 受容体 === | ||
ドーパミンが作用する受容体はドーパミン受容体と呼ばれ、D<sub>1、</sub>D<sub>2</sub>、D<sub>3</sub>、D<sub>4</sub>、D<sub>5</sub>の５種類の受容体サブタイプがある。 | |||
== セロトニン serotonin == | == セロトニン serotonin == | ||
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=== 放出の制御 === | === 放出の制御 === | ||
ドーパミンやノルアドレナリンと同様に、ストレスによりセロトニン作動性神経のインパルス流量は増え、シナプス間隙へのセロトニン放出が促進され、細胞外セロトニン濃度は増加する。放出されたセロトニンはセロトニン作動性神経の神経終末にあるセロトニン・トランスポーター（以前はセロトニン取り込み部位と呼ばれていた）というタンパク質により神経終末に再取り込みされ、シナプス間隙のセロトニン濃度は調節されている。セロトニン再取り込み阻害薬（３級アミンの三環系抗うつ薬とSSRI）投与はほぼ全脳で細胞外セロトニン濃度を増加させる。 | |||
セロトニン作動性神経の自己受容体は３種類あり、細胞体に5-HT<sub>1A</sub>受容体が、神経終末に5-HT<sub>1B</sub>受容体と5-HT<sub>1D</sub>受容体が存在する。これらの自己受容体はいずれもセロトニン作動性神経の発火とセロトニン放出を抑制する。5-HT<sub>1B</sub>受容体と5-HT<sub>1D</sub>受容体は相同性が高く、片方のアゴニストあるいはアンタゴニストは他方の受容体にも親和性を有することが多い。SSRIとの併用では、5-HT<sub>1B</sub>受容体アンタゴニストも5-HT<sub>1A</sub>受容体アンタゴニストも細胞外セロトニン濃度をさらに増加させ、両アンタゴニストの併用はより効果的であるという報告もある。動物実験ではSSRI急性投与による細胞外セロトニン濃度の増加は２〜３倍であり、反復投与によって低用量の効果は増強するが、高用量のSSRIによる細胞外セロトニン濃度増加の程度は反復投与によって増強しない。しかし、セロトニンの自己受容体アンタゴニスト（特に5-HT<sub>1A</sub>受容体アンタゴニスト）をSSRIと併用するとSSRIの細胞外セロトニン濃度に対する効果がさらに大きくなる。 | セロトニン作動性神経の自己受容体は３種類あり、細胞体に5-HT<sub>1A</sub>受容体が、神経終末に5-HT<sub>1B</sub>受容体と5-HT<sub>1D</sub>受容体が存在する。これらの自己受容体はいずれもセロトニン作動性神経の発火とセロトニン放出を抑制する。5-HT<sub>1B</sub>受容体と5-HT<sub>1D</sub>受容体は相同性が高く、片方のアゴニストあるいはアンタゴニストは他方の受容体にも親和性を有することが多い。SSRIとの併用では、5-HT<sub>1B</sub>受容体アンタゴニストも5-HT<sub>1A</sub>受容体アンタゴニストも細胞外セロトニン濃度をさらに増加させ、両アンタゴニストの併用はより効果的であるという報告もある。動物実験ではSSRI急性投与による細胞外セロトニン濃度の増加は２〜３倍であり、反復投与によって低用量の効果は増強するが、高用量のSSRIによる細胞外セロトニン濃度増加の程度は反復投与によって増強しない。しかし、セロトニンの自己受容体アンタゴニスト（特に5-HT<sub>1A</sub>受容体アンタゴニスト）をSSRIと併用するとSSRIの細胞外セロトニン濃度に対する効果がさらに大きくなる。 | ||
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=== 受容体 === | === 受容体 === | ||
セロトニン受容体サブタイプはドーパミン、アドレナリン受容体と比べてより多彩であり、1A、1B、1D、１E、1F、2A、2B、2C、3、4、5A、5B、6、7の14種類ある。 | |||
== 参考文献 == | == 参考文献 == | ||