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多巴胺

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多巴胺
Dopamine
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IUPAC名 4-(2-Aminoethyl)benzene-1,2-diol
同义词 2-(3,4-Dihydroxyphenyl)ethylamine; 3,4-Dihydroxyphenethylamine; 3-hydroxytyramine; Intropin; Revivan; Oxytyramine; Prolactinhibiting factor; Prolactin inhibiting hormone
缩写 DA
substantia nigra; ventral tegmental area; many others
system-wide
受体 D1; D2; D3; D4; D5
激动剂 cocaine; amphetamines; apomorphine; bromocryptine
拮抗剂 neuroleptics, metoclopramide
前体 L-DOPA
合成酶 DOPA decarboxylase
代谢酶 MAO; COMT
数据库链接
CAS注册号 51-61-6 ✓ 62-31-7 (hydrochloride)
PubChem CID: 681
DrugBank DB00988 ✓
ChemSpider 661 ✓
KEGG D07870 ✓

多巴胺英语:dopamine化学式:C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2)是一种脑内分泌物,属于神经递质,可影响一个人的情绪。因為它傳遞快樂、興奮情緒的功能,又被称作快乐物质。

它正式的化学名称为4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚,简称「DA」。阿尔维德·卡尔森确定多巴胺为脑内信息传递者的角色,这使他赢得了2000年诺贝尔医学奖

多巴胺是兒茶酚胺苯乙胺家族扮演在腦和身體的幾個重要作用的有機化學物。其名稱來自其化學結構:它是一個胺由其前體一個分子L-DOPA除去羧基合成,其發生在人細胞和腎上腺細胞中。在大腦中多巴胺作為神經遞質,通過神經元釋放一種化學物將信號發送到其它神經細胞。大腦包括幾個不同的多巴胺途徑,其中一個起著獎勵–激勵行為的主要作用。大多數類型的獎勵增加多巴胺在腦中的濃度,大部分成癮藥物增加多巴胺神經元活動。其他的腦多巴胺用來參與運動控制和控制各種激素的釋放。

神經系統以外,在身體的幾個部分多巴胺作為局部化學信使的功能。在血管中它抑制去甲腎上腺素的釋放,並作為血管擴張劑(在正常濃度下);在腎臟中它增加鈉和尿的排泄;在胰臟中它減少胰島素生產;在消化系統中它減少胃腸蠕動和保護腸粘膜;並在免疫系統中它減少淋巴細胞的活性。血管除外,多巴胺在這些外圍系統局部合成,在鄰近該釋放它的細胞旁發揮其作用。

幾個重要的神經系統疾病與多巴胺系統的功能障礙有關,而使用一些改變多巴胺作用的關鍵藥物來治療他們。帕金森氏病一種退行性狀況引起身體震顫和運動障礙,是通過中腦中稱為黑質區的分泌神經元分泌多巴胺不足所引起。其代謝前體L-DOPA可以工業製造,其純銷售形式為左旋多巴是最廣泛使用的治療方法。有證據表明精神分裂症涉及多巴胺活性水平的改變,大多數經常使用的抗精神病藥物具有降低多巴胺活動的主要效果。類似多巴胺拮抗劑藥物,也有一些是最有效抗噁心藥物。不寧腿綜合徵注意力不足過動症與多巴胺活性降低有關。高劑量多巴胺興奮劑可以上癮,但也有一些使用較低劑量治療過動症。多巴胺本身可製造成靜脈注射的藥物:雖然不能從血液到達腦部,其週邊作用使其對心臟衰竭休克的治療是有用的,尤其是對新生嬰兒。

簡介[编辑]

多巴胺是一種用來幫助細胞傳送脈衝的化學物質,為神經傳導物質的一種。這種傳導物質主要負責大腦的情慾感覺,將興奮開心的信息傳遞,也與上癮有關。

愛情的感覺對應到生化層次,和腦裡產生大量多巴胺起的作用有關。

吸煙吸毒都可以增加多巴胺的分泌,使上癮者感到開心及興奮。多巴胺傳遞開心、興奮情緒的這功能,醫學上被用來治疗抑鬱症

多巴胺不足或失調則會令人失去控制肌肉的能力、或是導致注意力無法集中。失去控制肌肉能力,在嚴重時會導致手腳不自主地顫動、乃至罹患帕金森氏症

當我們積極做某事時,腦中會非常活躍的分泌出大量多巴胺。它是一種使人類引起慾望的大脑神经递质,但多巴胺分泌過量會過度消耗體力和熱量,導致早死。

極端情形如亨丁頓舞蹈症,是多巴胺分泌過多而導致的疾病,患者的四肢和軀幹會如舞蹈般不由自主地抽動,造成日常行動不便,疾病發展到晚期,病人的生活將無法自理,失去行動能力,無法說話,容易噎到,甚至無法進食。

多巴胺最常被使用的形式為鹽酸鹽,為白色或類白色有光澤的結晶,無臭,味微苦。露置空氣中及遇光後色漸變深。在水中易溶,在無水乙醇中微溶,在氯仿乙醚中極微溶解。熔點243℃-249℃(分解)。

多巴胺在人體的功能可分為神經系統內與神經系統外兩個部分。

多巴胺在腦的功能中,在運動控制、動機、喚醒、認知、獎勵的功能上扮演重要角色,還與一些更基礎的功能相關,例如哺乳、性慾、噁心。多巴胺類的神經元在人腦中的含量約有400,000個,其實是相對的少,並且有只有在少數區域存在,但是卻投射到很多腦區,並能引起有很強大的功用。這些神經元最早在1964年由Annica Dahlström和Kjell Fuxe標繪出來,並給予這些區域A開頭的名字。在他們的模型中,A1-A7區包含正腎上腺素,A8-A14則包含多巴胺。以下是他們辨認出來包含多巴胺的區域:

  • 黑質是中腦中一小塊形成基底核的區域,其中多巴胺神經元多在黑質的緻密部(A8)和其周遭(A9)被發現,和運動控制相關,若有失去大部分此區域的多巴胺神經元,會導致帕金森氏症。
  • 腹側被蓋區(A10)則是另一塊屬於中腦的區域,是人腦中最多多巴胺神經元的地方,但實際上此區域仍然是非常的小。此區域的多巴胺神經元投射到伏核、前額葉皮質等其他區域,主要和獎勵、動機的功能相關。
  • 下視丘後葉也有一些多巴胺神經元(A11),投射到脊髓,但功能並不是很清楚。
  • 弓形核(A12)和腦室旁核(A14)都在下視丘,這些多巴胺神經元投射到腦垂腺前葉,透過中央聯合的循環組織,抑制催乳激素釋放細胞分泌催乳激素。通常說到這裡的調控時,多巴胺時常被稱為催乳素抑制因子、抑制催乳激素賀爾蒙、催乳激素抑制素。
  • 一樣是在下視丘,不定區(A13)的多巴胺神經元則參與性腺激素釋放激素的控制。
  • 還有多巴胺神經元位在視網膜,被稱為無軸突細胞,在日光的刺激下會活化,釋放多巴胺致細胞外基質中,相對的,在夜晚就會沈寂下來。這些視網膜中的多巴胺能夠抑制桿細胞而提升錐細胞的功能,最後產生對顏色敏感、並增加對比的效果,而其代價是在光線昏暗時便會降低其敏感度。


在神經系統外,在週邊,多巴胺也在侷限的區域透過外分泌或旁分泌產生功能:

  • 首先是免疫系統,尤其是淋巴球,能夠製造並分泌多巴胺,其功能主要是抑制淋巴球的活性,但此系統的功能為何還並不是很清楚。
  • 腎的小管細胞能分泌多巴胺,且腎有許多細胞能表現多種多巴胺受器,多巴胺在此能增加腎的灌流、提高腎絲球的過濾,並增加鈉離子的排泄。當腎部的多巴胺功能缺失時(可能肇因於高血壓或基因的問題),會導致鈉離子的排泄減少,造成高血壓。
  • 胰臟也可以分泌多巴胺(外分泌),其功能可能與保護腸道的黏膜和降低嘗胃道蠕動相關,但還並不是很確定。
  • 胰臟的胰島也和多巴胺相關,有證據顯示胰島的β細胞製造胰島素時,也會製造多巴胺受器,這些受器受到多巴胺作用的結果是降低胰島素的釋放,但這些多巴胺的來源還沒有釐清的很清楚。

結構[编辑]

多巴胺分子由兒茶酚結構(一個苯環與兩個羥基側基)經由乙基鏈連接一個胺基的。因此多巴胺可能是最簡單的兒茶酚胺類家族,包括神經遞質去甲腎上腺素腎上腺素。存在一個苯環連接,使得它取代的苯乙胺家族,其中包括大量的精神藥物。

像大多數胺,多巴胺是一種有機鹼。在酸性環境中,通常質子化。質子化形式是高度水溶性相對穩定的,但它是能夠被氧化,如果暴露於氧或其它氧化劑。在鹼性環境,多巴胺不會質子化。在這種游離鹼形式,它是更少水溶性,也比較反應性高。因為質子化形式增加穩定性和水溶性的,多巴胺提供化學或藥物使用的鹽酸多巴胺–即創建了鹽酸鹽, 當多巴胺與鹽酸結合。在乾燥形式時鹽酸多巴胺是一種精細無色粉末。

生物化学[编辑]

多巴胺是脑内极其重要的神经递质,因为其作用特点又被称作快乐物质。多巴胺属于单胺类物质中的儿茶酚胺类,合成顺序依次为酪氨酸-左旋多巴-多巴胺-去甲肾上腺素最后通过单胺氧化酶儿茶酚胺氧位甲基移位酶酶解失活。合成脑内的3/4的DA细胞体位于中脑前部或者中脑。黒质包含了灵长类脑DA神经元的主要部分,黑质又可分为致密部和网状部。黑质DA神经元的主要投射部位尾核壳核伏隔核。大脑皮层是另一个主要投射部位。

多巴胺的生物合成

分类[编辑]

目前共发现五种多巴胺受体,分为D1样(D1 D5)D2样(D2 D3 D4 )。DA受体都隶属于G蛋白偶联受体的超级家族。

释放与降解[编辑]

DA的释放是一种量子释放,胞裂外排(exocytosis)。动作电位到达神经末梢时候,突触前膜通透性发生改变,Ca离子进入细胞,促进囊泡附着于前膜,继而形成小孔。由于嗜络蛋白的收缩,将囊泡内容物排出。DA的降解分为两类,一种是酶解,另一种是再摄取。DA及单胺类在神经末梢中再摄取占总排出量的四分之三,突触间隙的DA可以被前膜,后膜,非神经组织摄取。先是通过细胞膜进入胞浆,这一阶段由NA-K-ATP供能。第二步是囊泡摄取,这一步由Mg-ATP供能。酶解部分由单胺氧化酶和儿茶酚胺氧位甲基移位酶酶解失活。

多巴胺的生物降解

主要多巴胺通道[编辑]

奖赏机制,多巴胺的奖赏通路,各种成瘾物质均由位于中脑边缘皮质的通路发生作用:

  1. 腹侧被盖核
  2. 伏隔核
  3. 前额叶皮层

作用于此通路,促进多巴胺的释放使机体产生欣快感,停用后的戒断反应等等。D1D2受体均参与自我给药行为。

多巴胺與思覺失調症[编辑]

引发精神医学的革命性进展的药物是氯丙嗪,它主要通过阻断边缘系统的D2受体发挥抗精神病作用。此后类似的药物不断被研发出来。

经典的精神分裂症的多巴胺假说:精神分裂症是由于多巴胺功能亢进造成的,一度在学术界占据垄断地位,直到目前为止所有的精神分裂症假说都不能与多巴胺无关。

随着第二代抗精神病药物如氯氮平利培酮的问世,其特点是对D2受体的低阻断效果,更多的是对5-HT,NE受体的阻断,调节谷氨酸多种受体发挥作用,对经典的多巴胺假说提出了质疑。

传统的抗精神病药物阻断中脑边缘系统D2受体发挥抗精神病作用,但是同时阻断了黑质纹状体的D2受体,引发锥体外系反应如肌张力上升,类帕金森症状泌乳素分泌增多,临床上多采用苯海素金刚烷胺溴隐亭对抗以上不良反应。

歷史與發展[编辑]

多巴胺最早是在1910年由喬治·巴格和詹姆斯·尤恩在英國倫敦惠康實驗室合成。於1957年凱瑟琳·蒙塔古首先在人的大腦中鑑定出多巴胺。它被命名為多巴胺,因為它是一種單胺,其前體是3,4-二羥基苯(左旋多巴胺)。在1958年阿尔维德·卡尔森在瑞典國家心臟研究所化學藥理學實驗室中最早認識到多巴胺作為神經遞質的功能。卡爾松被授予2000年諾貝爾生理學或醫學獎,其表明多巴胺不僅是去甲腎上腺素和腎上腺素的前體,而且自身也是神經遞質。

参见[编辑]

参考文献[编辑]

引用[编辑]

  1. ^ NEIL.R.CARLSON. 《PHYSIOLOGY OF BEHAVIOR》9th EDITION. AMERICA:PEARSON,2006:119.

来源[编辑]

书籍
  • 江开达. 《神经精神药理学》. 

外部連結[编辑]