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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,撷取自3,4-dihydroxyphenethylamine);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

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

多巴胺是儿茶酚胺苯乙胺家族中一种在脑和身体中扮演几个重要作用的有机化学物。其名称来自其化学结构: 它是一个由其前体一个分子左旋多巴除去羧基合成,其发生在人细胞和肾上腺细胞中。在大脑中多巴胺作为神经递质,通过神经元释放一种化学物将信号发送到其它神经细胞。大脑包括几个不同的多巴胺途径,其中一个起著奖励–激励行为的主要作用。大多数类型的奖励增加多巴胺在脑中的浓度,大部分成瘾药物增加多巴胺神经元活动。其他的脑多巴胺用来参与运动控制和控制各种激素的释放。

神经系统以外,在身体的几个部分多巴胺作为局部化学信使的功能。在血管中它抑制去甲肾上腺素的释放,并作为血管扩张剂(在正常浓度下);在肾脏中它增加钠和尿的排泄;在胰脏中它减少胰岛素生产;在消化系统中它减少胃肠蠕动和保护肠粘膜;并在免疫系统中它减少淋巴细胞的活性。血管除外,多巴胺在这些外围系统局部合成,在邻近该释放它的细胞旁发挥其作用。

几个重要的神经系统疾病与多巴胺系统的功能障碍有关,而使用一些改变多巴胺作用的关键药物来治疗他们。帕金森氏病一种退行性状况引起身体震颤和运动障碍,是通过中脑中称为黑质区的分泌神经元分泌多巴胺不足所引起。其代谢前体L-DOPA可以工业制造,其纯销售形式为左旋多巴是最广泛使用的治疗方法。有证据表明精神分裂症涉及多巴胺活性水平的改变,大多数经常使用的抗精神病药物具有降低多巴胺活动的主要效果。类似多巴胺拮抗剂药物,也有一些是最有效抗恶心药物。不宁腿综合征注意力不足过动症与多巴胺活性降低有关。高剂量多巴胺兴奋剂可以上瘾,但也有一些使用较低剂量治疗过动症。多巴胺本身可制造成静脉注射的药物:虽然不能从血液到达脑部,其周边作用使其对心脏衰竭休克的治疗是有用的,尤其是对新生婴儿。

简介[编辑]

多巴胺是一种用来帮助细胞传送脉冲的化学物质,为神经传导物质的一种。这种传导物质主要负责大脑的情欲感觉,将兴奋开心的信息传递,也与上瘾有关。

爱情的感觉对应到生化层次,和脑里产生大量多巴胺起的作用有关。

吸烟吸毒都可以增加多巴胺的分泌,使上瘾者感到开心及兴奋。多巴胺传递开心、兴奋情绪的这功能,医学上被用来治疗抑郁症

多巴胺不足或失调则会令人失去控制肌肉的能力、或是导致注意力无法集中。失去控制肌肉能力,在严重时会导致手脚不自主地颤动、乃至罹患帕金森病

当我们积极做某事时,脑中会非常活跃的分泌出大量多巴胺。它是一种使人类引起欲望的大脑神经递质,但多巴胺分泌过量会过度消耗体力和热量,导致早死。

极端情形如亨丁顿舞蹈症,是多巴胺分泌过多而导致的疾病,患者的四肢和躯干会如舞蹈般不由自主地抽动,造成日常行动不便,疾病发展到晚期,病人的生活将无法自理,失去行动能力,无法说话,容易噎到,甚至无法进食。

多巴胺最常被使用的形式为盐酸盐,为白色或类白色有光泽的结晶,无臭,味微苦。露置空气中及遇光后色渐变深。在水中易溶,在无水乙醇中微溶,在氯仿乙醚中极微溶解。熔点243℃-249℃(分解)。

多巴胺在人体的功能可分为神经系统内与神经系统外两个部分。

多巴胺在脑的功能中,在运动控制、动机、唤醒、认知、奖励的功能上扮演重要角色,还与一些更基础的功能相关,例如哺乳、性欲、恶心。多巴胺类的神经元在人脑中的含量约有400,000个,其实是相对的少,并且只有在少数区域存在,但是却投射到很多脑区,并能引起有很强大的功用。这些神经元最早在1964年由Annica Dahlström和Kjell Fuxe标绘出来,并给予这些区域A开头的名字。在他们的模型中,A1-A7区包含正肾上腺素,A8-A14则包含多巴胺。以下是他们辨认出来包含多巴胺的区域:

  • 黑质是中脑中一小块形成基底核的区域,其中多巴胺神经元多在黑质的致密部(A8)和其周遭(A9)被发现,和运动控制相关,若有失去大部分此区域的多巴胺神经元,会导致帕金森病。
  • 腹侧被盖区(A10)则是另一块属于中脑的区域,是人脑中最多多巴胺神经元的地方,但实际上此区域仍然是非常的小。此区域的多巴胺神经元投射到伏核、前额叶皮质等其他区域,主要和奖励、动机的功能相关。
  • 下视丘后叶也有一些多巴胺神经元(A11),投射到脊髓,但功能并不是很清楚。
  • 弓形核(A12)和脑室旁核(A14)都在下视丘,这些多巴胺神经元投射到脑垂腺前叶,透过中央联合的循环组织,抑制催乳激素释放细胞分泌催乳激素。通常说到这里的调控时,多巴胺时常被称为催乳素抑制因子、抑制催乳激素贺尔蒙、催乳激素抑制素。
  • 一样是在下视丘,不定区(A13)的多巴胺神经元则参与性腺激素释放激素的控制。
  • 还有多巴胺神经元位在视网膜,被称为无轴突细胞,在日光的刺激下会活化,释放多巴胺致细胞外基质中,相对的,在夜晚就会沈寂下来。这些视网膜中的多巴胺能够抑制杆细胞而提升锥细胞的功能,最后产生对颜色敏感、并增加对比的效果,而其代价是在光线昏暗时便会降低其敏感度。


在神经系统外,在周边,多巴胺也在局限的区域透过外分泌或旁分泌产生功能:

  • 首先是免疫系统,尤其是淋巴球,能够制造并分泌多巴胺,其功能主要是抑制淋巴球的活性,但此系统的功能为何还并不是很清楚。
  • 肾的小管细胞能分泌多巴胺,且肾有许多细胞能表现多种多巴胺受器,多巴胺在此能增加肾的灌流、提高肾丝球的过滤,并增加钠离子的排泄。当肾部的多巴胺功能缺失时(可能肇因于高血压或基因的问题),会导致钠离子的排泄减少,造成高血压。
  • 胰脏也可以分泌多巴胺(外分泌),其功能可能与保护肠道的黏膜和降低尝胃道蠕动相关,但还并不是很确定。
  • 胰脏的胰岛也和多巴胺相关,有证据显示胰岛的β细胞制造胰岛素时,也会制造多巴胺受器,这些受器受到多巴胺作用的结果是降低胰岛素的释放,但这些多巴胺的来源还没有厘清的很清楚。

结构[编辑]

多巴胺分子由儿茶酚结构(一个苯环与两个羟基侧基)经由乙基链连接一个胺基的。因此多巴胺可能是最简单的儿茶酚胺类家族,包括神经递质去甲肾上腺素肾上腺素。存在一个苯环连接,使得它取代的苯乙胺家族,其中包括大量的精神药物。

像大多数胺,多巴胺是一种有机碱。在酸性环境中,通常质子化。质子化形式是高度水溶性相对稳定的,但它是能够被氧化,如果暴露于氧或其它氧化剂。在碱性环境,多巴胺不会质子化。在这种游离碱形式,它是更少水溶性,也比较反应性高。因为质子化形式增加稳定性和水溶性的,多巴胺提供化学或药物使用的盐酸多巴胺–即创建了盐酸盐, 当多巴胺与盐酸结合。在干燥形式时盐酸多巴胺是一种精细无色粉末。

多巴胺结构
苯乙胺结构
邻苯二酚结构


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。

多巴胺与思觉失调症[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,但是同时阻断了多巴胺在结节漏斗径路的D2受体,导致泌乳素分泌增多。传统的抗精神病药物亦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。临床上多采用苯海索金刚烷胺溴隐亭对抗以上不良反应。

历史与发展[编辑]

多巴胺最早是在1910年由乔治·巴格和詹姆斯·尤恩在英国伦敦惠康实验室合成。于1957年凯瑟琳·蒙塔古首先在人的大脑中鉴定出多巴胺。它被命名为多巴胺,因为它是一种单胺,其前体是3,4-二羟基苯(左旋多巴胺)。在1958年阿尔维德·卡尔森在瑞典国家心脏研究所化学药理学实验室中最早认识到多巴胺作为神经递质的功能。卡尔松被授予2000年诺贝尔生理学或医学奖,其表明多巴胺不仅是去甲肾上腺素和肾上腺素的前体,而且自身也是神经递质。

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》. 

外部链接[编辑]