结构生物化学/神经递质
神经递质是一种由终末纽扣释放的化学物质，对另一个神经元具有兴奋或抑制作用。 神经递质有很多类型。 目前已知有 100 多种物质充当神经递质。
脑回路是大脑中的神经递质电流或神经通路。
通过模拟神经递质的作用，激动剂将增强和增加该神经递质的活性，而另一方面，拮抗剂将降低或阻断神经递质的作用。
另一种称为反向激动剂的化学物质负责产生与特定神经递质相反的作用。
神经递质活动
神经递质储存在神经元末端的小囊中，并通过电脉冲使囊与外膜融合，释放到突触中。 神经递质穿过间隙与受体结合。 神经递质在信息成功被相邻神经元吸收后从受体释放。 之后，这些化学物质会被降解或重新吸收回它们来自的神经元。
还有许多其他化学信号系统，如激素、神经激素和旁分泌信号传导。 但是，神经递质在信号放大和控制方面具有优势。 它还延长了细胞整合的时间，从毫秒到分钟，甚至到小时。 而激素主要在腺体中合成，神经递质则在神经元中合成和释放。 据我们所知，神经递质只在响应电信号时才会释放。 必须存在许多机制来终止神经递质的作用，例如化学失活、再摄取（内吞作用）、神经胶质摄取和扩散。
胞吐作用是囊泡释放其内容物的过程。 在突触前和突触后神经元之间，某些神经递质被囊泡从突触前神经元中带出，并被释放到突触间隙中。 为此，首先在突触前部位发生 Ca++ 离子的流入，这是通过突触前部位的电压门控钙通道进行的。 进入细胞的钙离子通过溶解一些肌动蛋白丝来影响囊泡向活性位点的移动。 它还有助于囊泡与突触前侧的质膜融合。 当囊泡融合时，神经递质被释放到突触间隙中，然后与突触后神经元上的相应受体结合。
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标题 1
神经递质根据其大小分为两个非常宽泛的类别：神经肽和小分子神经递质。
神经肽通常是大小在 3 到 30 个氨基酸之间的大分子，包含 100 多种肽。 它们被分为五类：脑/肠肽、阿片类肽、垂体肽、下丘脑释放激素和其他所有肽。 神经肽是遗传编码的，从 mRNA 合成，作为前激素。 它们主要与其他神经递质共定位并调节它们的作用，而不是直接呈现作用。 这些 NT 不会被摄取，而是被酶分解。
神经肽包括阿片类的大分子，其中包括
1. β-内啡肽 - 来自促黑素皮质激素 - 在垂体、下丘脑、脑干产生
2. 甲硫氨酸脑啡肽和亮氨酸脑啡肽 - 来自脑啡肽前体 - 在整个大脑和脊髓中产生
3. 强啡肽 - 来自强啡肽前体 - 在整个大脑和脊髓中产生
小分子神经递质远小于神经肽，可能包含单个氨基酸或其他分子。 生物胺是小分子递质中的一组，包括儿茶酚胺（多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素）、血清素和组胺。
乙酰胆碱是一种在中枢神经系统和周围神经系统中起着非常重要作用的神经递质。 乙酰胆碱在周围神经系统中肌肉的运动中起着非常重要的作用。 乙酰胆碱似乎也以多种形式释放到周围神经系统自主分支的各个区域。 在中枢神经系统中，乙酰胆碱在可塑性、唤醒、奖赏、注意力和快速眼动睡眠中发挥作用。
乙酰胆碱的合成发生在神经末梢。 此过程需要乙酰辅酶 A（也称为乙酰辅酶 A）和胆碱。 乙酰辅酶 A 在糖酵解过程中从葡萄糖合成，而胆碱已经存在于血浆中。 乙酰胆碱的合成还需要胆碱乙酰转移酶。 合成完成后，ACh 随后被装载到突触囊泡中，并从突触前末端释放到突触后细胞中。 乙酰胆碱酯酶（AChE）对释放的乙酰胆碱做出反应，并将这些分子水解回胆碱和乙酰辅酶 A。 然后，胆碱被运回突触前末端并循环利用以重新合成新的 ACh。 清理旧乙酰胆碱是乙酰胆碱酯酶的任务。
影响乙酰胆碱释放的两种药物是肉毒杆菌毒素和黑寡妇蜘蛛毒液。肉毒杆菌毒素由一种名为肉毒杆菌的细菌产生，这种细菌在罐头食品处理不当的情况下会生长。肉毒杆菌毒素会抑制乙酰胆碱的释放。黑寡妇蜘蛛毒液由黑寡妇蜘蛛产生，它会增加乙酰胆碱的释放。
受体
[edit | edit source]有两种对乙酰胆碱敏感的受体位点。
1. 毒蕈碱受体 - 它的名字来源于它对毒蕈碱药物的反应。毒蕈碱受体主要位于副交感神经系统。如果一种药物是抗毒蕈碱的，这意味着它会干扰乙酰胆碱在刺激身体副交感反应中的作用。例如，阿托品和东莨菪碱。例如，阿托品在眼睛中使用时，会通过抑制瞳孔收缩的副交感神经作用，导致瞳孔扩张。
2. 烟碱受体 - 它们对尼古丁有反应，尼古丁存在于运动神经元末端附近，那里是骨骼肌受到支配的地方，以及整个大脑皮层。一些抗烟碱药物，例如毒箭毒，会对这些运动神经元产生如此强烈的影响，以至于身体会瘫痪。
谷氨酸
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谷氨酸是大脑正常功能的关键组成部分。据信，大脑中超过一半的突触释放谷氨酸作为神经递质。它于 1907 年由池田菊苗发现，并在 1970 年代由彼得·厄舍伍德确定为神经递质。它是 GABA 的兴奋性近亲。过量的谷氨酸（通常来自脑损伤或中风）对神经元有剧毒，可能导致脑细胞死亡。过量谷氨酸产生的疾病的例子是 ALS，这是一种神经肌肉退行性疾病。
谷氨酸的特征 1. 谷氨酸是主要兴奋性神经递质，它作为葡萄糖代谢的副产品被生物合成。 2. 过量的谷氨酸可能具有神经毒性。 3. 谷氨酸有四种受体类型
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
代谢
[edit | edit source]谷氨酸的合成是在局部进行的，来自谷氨酰胺等前体，谷氨酰胺来自神经胶质细胞。谷氨酰胺被释放到突触前末梢，并使用一种名为谷氨酰胺酶的酶合成谷氨酸。新合成的谷氨酸然后被从突触前末梢转运到突触间隙中的突触囊泡中。从囊泡中释放后，谷氨酸被转运到神经胶质细胞中并转化为谷氨酰胺。这个过程被称为谷氨酸-谷氨酰胺循环。
GABA
[edit | edit source]GABA（或 γ-氨基丁酸）在中枢神经系统的抑制性突触中经常使用。它最常见于局部回路中间神经元。
GABA 是一种抑制性神经递质，它以其通过减少突触后活性来减少焦虑的能力而闻名。然而，GABA 的影响不仅仅局限于焦虑，它具有更广泛的影响。GABA 系统遍布整个大脑。不同类型的 GABA 受体似乎以不同的方式起作用，这导致了人们得出结论，GABA 不仅仅是一个以一种方式运作的系统，而是由几个子系统组成。
代谢
[edit | edit source]GABA 的合成需要葡萄糖，葡萄糖代谢成谷氨酸。一种名为谷氨酸脱羧酶 (GAD) 的酶将谷氨酸转化为 GABA。GAD 需要一种名为磷酸吡哆醛的辅因子才能正常工作。维生素 B6 的缺乏，磷酸吡哆醛是从中衍生出来的，会阻止 GABA 从谷氨酸的合成。在 GABA 被释放和使用后，GABA 通过专门用于 GABA 的突触囊泡被转运到神经胶质细胞中，被称为 GATs。在那里，GABA 被转化为琥珀酸。
甘氨酸
[edit | edit source]甘氨酸是一种中性氨基酸，也分布在中枢神经系统中。它通过一种名为丝氨酸羟甲基转移酶的酶从丝氨酸合成，然后被转运到突触前末梢中，在称为 GATs 的突触囊泡中释放。甘氨酸释放后，质膜转运蛋白将其从突触间隙中清除。
生物胺
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生物胺有时被归类为与小分子神经递质不同的一个独立群体。它们调节中枢和周围神经系统的许多功能。许多精神疾病的发生是由于生物胺的合成或途径出现缺陷。已知有五种生物胺传递者：多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素（统称为儿茶酚胺）、组胺和血清素。儿茶酚胺都是从酪氨酸合成的。
多巴胺
[edit | edit source]多巴胺在纹状体中含量最高，纹状体在身体运动的协调中起着关键作用。它在 DOPA 脱羧酶的帮助下从酪氨酸合成。然后它被转运到突触前末梢中的突触囊泡中，称为囊泡单胺转运体 (VMAT)。
多巴胺产生缺陷是帕金森氏症的原因。它也参与大脑的奖赏中心，许多用于滥用的药物都以中枢神经系统中的多巴胺突触为目标。
前列腺素
[edit | edit source]一种在合成它们的地方就在细胞内起作用的化学信使。
结构：它是一种从花生四烯酸衍生的不饱和羧酸。前列腺素中众多官能团使其在人体内具有多种功能；有 2 个烯烃基团（一个顺式和一个反式）、2 个醇、一个酮和一个 20 个碳骨架上的酸，具有一个五元环。
功能：它刺激炎症过程，通过产生疼痛或感染通过产生发烧对损伤做出反应。它在血管受损时形成血凝块。特定的前列腺素参与引产和生殖过程。
去甲肾上腺素
[edit | edit source]去甲肾上腺素（或去肾上腺素）用于大脑中的蓝斑。它参与与睡眠、注意力和进食相关的行为。去甲肾上腺素的合成需要一种名为多巴胺-β-羟化酶的酶将多巴胺转化为去甲肾上腺素。
去甲肾上腺素是内分泌系统的一部分，它似乎刺激至少两组受体，称为 α-肾上腺素受体和 β-肾上腺素受体。在中枢和周围神经系统中，已经确定了几个去甲肾上腺素回路，这些回路积极地帮助我们的身体控制心率、血压、呼吸。其中一个去甲肾上腺素回路与紧急反应或警报反应有关。因此，它可能在恐慌症和其他疾病中发挥间接的重要作用。去甲肾上腺素集中在丘脑下部和边缘系统中，但也存在于整个大脑中。
肾上腺素
[edit | edit source]肾上腺素（或肾上腺素）也存在于大脑中。它是大脑中三种儿茶酚胺中最少的一种。肾上腺素主要位于延髓、丘脑下部和丘脑。苯乙醇胺-N-甲基转移酶催化去甲肾上腺素将其转化为肾上腺素。
组胺
[edit | edit source]组胺存在于丘脑下部，并向中枢神经系统发送信号。它参与唤醒和注意力，以及前庭系统。组胺由组氨酸合成
血清素（或 5-羟色胺）存在于脑桥和上脑干中。它参与调节睡眠和清醒。血清素由色氨酸合成。
血清素能通路是抑郁症和焦虑症研究的重点。治疗这些疾病的药物通常针对这些通路。
血清素（5-羟色胺或 5-HT）是一种神经递质，与信息处理和运动协调、抑制、克制有关，有助于调节进食、性行为和攻击行为。至少有 15 种不同的血清素受体在我们的身体中发挥着不同的作用。几种药物影响血清素系统。例如，选择性血清素再摄取抑制剂（SSRIs）通过阻止血清素被吸收来增强血清素的作用，用于治疗焦虑、情绪和进食障碍。
血清素对精神病理学非常重要，因为它可能与不同的心理疾病有关。血清素活性低会导致攻击性、自杀、冲动性暴饮暴食、过度性行为。此外，它与多巴胺的相互作用与精神分裂症有关。
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